وبلاگ مهندسی مکانیک (جوشکاری و قالبسازی)

مقالات جوشکاری ، تعاریف جوشکاری ، نرم افزار های جوشکاری ، مهندسی ، تخصصی ، تاریخچه جوشکاری ، فیلم های جوشکاری

جوشکاری فولادهای زنگ نزن با برق
نویسنده : حسین وطن دوست - ساعت ٢:٠٤ ‎ب.ظ روز سه‌شنبه ٢٩ اردیبهشت ۱۳۸۸
 
 

فولاد زنگ نزن فولادی است که 18 درصد کروم و 8 درصد نیکل دارد. ورق های کمتر از 2/1 میلیمتر را به سختی می توان با جوش برق جوشکاری کرد زیرا احتمال سوراخ شدن آنها زیاد است. در موقع جوشکاری باید از گیره و بستهای مناسب برای جلوگیری از تاب خوردگی کار استفاده کرد.

اشکال جوشکاری فولاد زنگ نزن در آن است که احتمال دارد فلز در اثر حرارت تجزیه شده و خاصیت یکنواخت خود را از دست داده و محل جوش بعداً زنگ بزند.

عملیات بعد از جوشکاری فولادهای زنگ نزن و ضد اسید کرم نیکلی

مقاومت در مقابل خوردگی های شیمیائی بر اساس منفی کردن سطح خارجی استوار است. در اثر منفی کردن حالتی به وجود می آید که در مقابل مواد اکسیدکننده ومولد اکسیژن یک قشر محافظ تشکیل می شود. وجود کرم در فولادها به تشکیل این قشر منفی کمک می کند. م


نفی بودن فولادهای مقاوم در برابر خوردگی تا زمانی به قوت خود باقی می ماند که قطعات شفافیت فلزی خود را از دست نداده باشند. به کار بردن سنگ سمباده ، برس یا حلقه نمدی که قبلاً برای پاک کردن آهن و فولاد معمولی به کار رفته است ، خطر انتقال اکسید و زنگ از خارج پیدا می شود. برای سنگ سمباده باید فقط انواعی ازآن را به کار برد که در کروند آنها اکسید آهن موجود نباشد. همچنین از نظر جلوگیری از ورود زنگ و اکسیدهای خارجی باید فقط برسهائی را به کار برد که سیم آنها از فولادها کرم نیکل باشد. ضمناً برای رسیدن به حداکثر مقاومت شیمیائی مهمتر از همه این است که زنگ زدگی آهن و پوسته های ایجاد شده با دقت پاک شوند. برای پاک کردن رنگ حرارتی فولاد ( فولادهای کرم نیکل در اثر گرم شدن بطئی رنگهای مختلفی به خود می گیرند که این رنگ پس از سرد شدن باقی می ماند بخصوص اگر گرم کردن و سر شدن موضعی باشد.) و برای پاک کردن پوسته های ناشی از اکسیداسیون محلولهای مختلفی به کار می برند. قبل از اینکه قطعات فولادی کرم – نیکل اسید خور یا جوشکاری شوند باید از زنگ و پوسته پاک شوند. برای زودودن چربی و روغن قطعات را در محلول قلیائی داغ یا حلالهای آلی مثل تترا کربن یا پرکلراتیلن قرار می دهند.

ماده اسیدخوری درز جوش مخوطی است با ترکیبات شیمیائی زیر :

50 قسمت جوهر نمک غلیظ اسید کلرئیدریک HCl ( وزن مخصوص 19/1).

5 قسمت جوهر شوره غلیظ اسید لتریک HNO3 ( وزن مخصوص 40/1 ).

45 قسمت آب مقطر H2O

به جای ماده خمیر کننده محلول را با خاک بیتومه ( Kieselgur ) به هم می زنند.

 

این خمیر خورنده را با قلم مو نازک روی درز جوش اطراف آن که رنگ حرارتی به خود گرفته است می مالند. پس از مدت تاثیر که در حدود 4 تا 6 دقیقه است قشر پوسته مانند را که آزاد شده با شن مالی پاک می نمایند و بلافاصله پس از اسید خور کردن قطعات را با آب می شویند. پوسته ای را که باز هم باقی مانده باشد با برس پاک می کنند . سیم برس باید فولاد کرم – نیکل باشد.

 

اگر ورقهای فولادی و قطعات جوش داده در حال اسید خوردگی ارسال شوند فقط اسیدخوری با خمیره مذکور و سپس منفی کردن تمام سطح با اسید نیتریک 15% کفایت طرح شده اند مفید می باشد.

 

مواد اسیدخوری سطحی به قرار زیر است:

5 قسمت اسید کلرئیدریک غلیظ HCL ( وزن مخصوص 19/1 )

5 قسمت اسید نیتریک غلیظ HNO3 ( وزن مخصوص 40/1 )

11 قسمت اسید سولفوریک غلیظ SO4H2 ( وزن مخصوص 8/12 )

71 قسمت آب مقطر H2O

درجه حرارت حمام اسید خوری را می توان از 20 الی 40 درجه سانتیگراد انتخاب نمود. مدت زمان اسیدخوری بسته به تکنیک عملیات است. پس از عملیات اسید خوری سطحی باید قطعات خوب با آب شسته شوند.

 

چون سطح خارجی قطعات و قشراکسیدی به علت اسیدخوری تحت تاثیر خوردگیهای شیمیائی قرار گرفته است بهتر است که قطعات را پس از عملیات اسید خوری دوباره منفی نمائیم.برای منفی کردن سطح خارجی به طوری که قبلاً ذکر شد محلول اکسید کننده ومولد اکسیژن به کار می برند.

 

عملاً برای منفی کردن تمام سطح از اسید نیتریک 15% استفاده می کنند زیرا سطح خارجی قطعات هم اثر هنگام عملیات کم و بیش با مواد خارجی در تماس بوده و این اسید هم اثر منفی کردن سطح را دارد و هم اثر زدودن مواد خارجی را ، البته باید قطعات را پس از منفی کردن ،با آب شست علاوه بر این خشک کردن دقیق قطعات نیز ارزش فراوان دارد.

 

چنانچه به عللی منفی کردن بلافاصله بعد از اسیدخوری انجام نگیرد، باید قطعات اسیدخوری را با یک محلول قلیائی ( مانند محلول سودا) خنثی نمود. و باز هم بعد از خنثی کردن باید قطعات را با آب فراوان شست.

 

پوسته و زنگ را با شن پاشی نیز می توان زدود. توصیه می شود که پس از شن پاشی نیز سطح خارجی منفی گردد. چنانچه در عمل شن پاشی، شن فولادی به کار رود بایستی عملیات اسیدخوری سطحی انجام گیرد تا مواد خارجی که در سطح فولاد جمع شده است از بین بروند. منفی کردن بلافاصله به وسیل محلول 15% اسید نیتریک توصیه می شود. در غیر این صورت باید قطعات را پس از اسیدخوری با یک محلول قلیائی ( محلول سودا) خنثی نمود.

الکترودهای جوشکاری فولاد زنگ نزن با برق

در پوشش این الکترودها مقداری روانساز به کار رفته است که در موقع جوشکاری از ورود هوا به محل مذاب جلوگیری می کند و در نتیجه جوش محکم و در مقابل خورندگی مقاوم می باشد. شلاکه حاصل از ذوب شدن الکترود روی جوش طوری قرار می گیرد که بلافاصله بعد از جوشکاری می توان آن را پاک کرد. جنس الکترود باید حتی المقدور با جنس قطعه کار یکسان باشد. الکترودهای مرطوب را برای جوشکاری به کار نبرید بلکه آنها را در درجه حرارت 150 درجه سانتیگراد قرار داده و خشک کنید .

شدت جریان جوشکاری فولاد زنگ نزن

برای جوشکاری فولاد زنگ نزن می توان از جریان مستقیم با قطب معکوس و از جریان متناوب استفاده کرد. شدت باید حدود 20% کمتر از شدت جریان لازم برای آهن در نظر گرفت.

عناصر مختلف در فولاد چه تاثیری در خواص جوشکاری آن ایجاد میکنند؟

 

عناصر مختلف که بطور متداول در فلزات یافت میشوند تاثیر مشخصی روی قابلیت جوشکاری آنها دارند. بعضی از این عناصر مهم و اثرات حاصل از آنها بر جوشکاری فولاد عبارتند از:

 

1- کربن (Carbon) از آنجایی که میزان سختی پذیری (hardenability) در فولاد را معین میکند مهمترین عنصر موجود در فولاد است. هرچه میزان کربن بیشتر باشد فولاد سخت تر میشود.اگر فولاد کربنی (بالای 0.30 درصد) جوشکاری شود و ناگهان سرد شود یک ناحیه ترد و شکننده (brittle) در کنار جوش ایجاد میگردد. بعلاوه اگر کربن اضافی از مخلوط گازهای جوشکاری بدست آید، جوش بوجود آمده آنقدر سخت میشود که به آسانی ترک میخورد.

 

بطور کلی بهترین جوش هنگامی ایجاد میشود که میزان کربن موجود در فولاد تا جای ممکن کمترین حد خود باشد.

 

2- منگنز (Manganese) در فولاد باعث افزایش سختی پذیری و استحکام کششی (tensile strength) میشود. به هر حال اگر مقدار منگنز بالای 0.60 درصد باشد و بخصوص اگر با درجه بالایی از کربن ترکیب شود، قابلیت جوشکاری قطعا کم خواهد شد.در این شرایط معمولا ترک افزون ایجاد خواهد شد. اگر میزان منگنز خیلی کم باشد تخلخل داخلی (internal porosity) و ترک ممکن است گسترش یابد.

 

بهترین نتیجه جوشکاری وقتی بدست می آید که فولاد محتوی 0.40 تا 0.60 درصد منگنز باشد.

 

3- سیلیکون (Silicon) برای بهبود کیفیت و استحکام کششی در فولاد بکار می آید.میزان بالای سیلیکون بخصوص همراه با کربن بالا منتج به ترک می شود.

 

4- گوگرد (Sulfur) اغلب برای بهبود خواص ماشین کاری(machining) فولاد به آن اضافه میگردد. به هر حال مقدار آن در انواع دیگر فولاد پایین نگه داشته میشود (0.035 درصد و حداکثر 0.05 درصد) زیرا که درصد بالای گوگرد احتمال ترک را افزایش میدهد. فولادهای ماشینی پر گوگرد بطور معمول با الکترود کم هیدروژن  بدون هیچ دشواری جوشکاری می شوند.

 

5- فسفر (Phosphorus) به عنوان ناخالصی در فولاد در نظر گرفته می شود در نتیجه مقدار آن تا حد امکان پایین نگهداشته میشود .میزان فسفر بالای 0.04 درصد باعث میشود که جوش شکننده (brittle) شود.

 

6- عناصر دیگر (نیکل،کروم،وانادیم و غیره) تاثیرهای مختلفی بر قابلیت جوشکاری فلزات دارند.جوشکاری این آلیاژها باید با احتیاط خاصی انجام گیرد و معمولا برای جلوگیری از ایجاد نواحی سخت و شکننده در جوش پیش گرمی(preheat) و پس گرمی(postheat) مورد نیاز میباشد.


 
comment نظرات ()