جوشکاری مقاطع فولادی

1401-05-19

⦿ خلاصه

روش های زیادی برای جوشکاری مقاطع فولادی وجود دارد. از انواع جوش قوسی (Arc) گرفته تا سایر شیوه ها نظیر ERW، Electroslag، Plasma، Laser Beam و...استفاده می شود. روش های جوش بسته به کاربری که محصولات دارند به صورت دستی، نیمه اتومات و تمام اتوماتیک انجام می شود. عمق نفوذ برخی جوش ها با یکدیگر متفاوت بوده و برای ساخت لوله های فولادی، قوطی پروفیل، مخازن تحت فشار، صنایع خودروسازی و....روش های گوناگونی استفاده می شود.

جوشکاری ARC

جوشکاری ERW

جوش Plasma

روش جوشکاری لوله

پادکست خلاصه مقاله

جوش Shielded Metal Arc Welding که با نام STICK هم شناخته می شود، یکی از روش های اتصال مقاطع فولادی به یکدیگر است. در این روش، فرایند به صورت دستی انجام شده و باید خط جوش با کیفیتی انجام شود که تست خمشی مخرب را به سلامت پشت سر بگذارد. این جوش در حوزه آهن برای فولاد آلیاژی و ضدزنگ استفاده می شود.

جوشکاری با گاز محافظ (Gas Metal Arc Welding/GMAW) که با عنوان جوشکاری MIG نیز در دنیا شناخته می شود، یکی از روش های متداول شناخته شده در دنیا برای جوشکاری صنعتی در حین روند تولید است. در جوش میگ از یک گاز محافظ در حین کار استفاده می شود و محل اتصال را داغ می کند. ولتاژ ثابت و منبع برق مستقیم لازمه جوشکاری بوده و برای اتصال ورق های فولادی و لوله کاربرد دارد. در این نوع جوش 4 روش وجود دارد:

Globular transfer: در این روش تمایل به پاشش زیاد بوده و برای جوشکاری ورق های فولادی ضخیم در موقعیت افقی مناسب است.
Short-circuiting: در این روش جوش با اتصال کوتاه انجام شده و با ضربه زدن سریع و چند بار در ثانیه انجام می شود. پاشش این روش کم است و برای جوشکاری در موقعیت های مختلف مناسب است.

Spray Transfer: در این روش روند جوشکاری به شکل ثابت بوده و قطرات ریز مذاب فلز به صورت تقریبا یکنواخت انجام می شود. تمایل به پاشش در این شیوه کم بوده و برای اتصال مقاطع افقی ضخیم و مسطح مناسب است.
Pulsed-spray: این مورد با روش Spray Transfer همانندی زیادی داشته و تفاوت آن در استفاده از جریان پالس ضعیف تر هنگام فرایند micro-cooling است. به لحاظ وسعت کاربردی بسیار مناسب است و در انواع ضخامت ها و وضعیت های مختلف می توان این نوع جوش را انجام داد. در مورد خنک کننده باید گفت که جوش خنک تری نسبت به Spray Transfer اعمال می کند اما هنوز دمای آن چند هزار درجه است.

جوش Flux Cored Arc Welding می تواند برای ساخت مقاطع فولادی مورد نیاز پروژه ساختمانی هم مورد استفاده قرار گیرد و با سرعت بالایی کار را انجام دهد. دستگاه مورد استفاده به صورت نیمه اتوماتیک عمل می کند و در حین کار دود تولید شده به نسبت زیاد است. با توجه به مسئله ای که ذکر شد، بهتر است فرایند نزدیک به هواکش های صنعتی و یا در محیط باز انجام شود.

جوشکاری تیگ (Gas Tungsten Arc Welding/GTAW) از جمله روش های متداول برای مقاطع فولادی است. این شیوه در حوزه فولاد برای مقاطع ضخیم stainless steel کاربرد داشته و ترکیب شیمیایی مقاطع استینلس حداقل حاوی 11 درصد کروم است. استیل الکترود Tungsten در این جوش استفاده می گردد و به لحاظ سرعت کار از روش های میگ و SMAW کندتر است. برای مقاطع آلومینیومی هم از جوش تیگ، البته با دقت بیشتر نسبت به فولاد، استفاده می شود.

این نوع روش با نام Submerged Arc Welding در جهان شناخته می شود و خطر پاشش و آلودگی کمی دارد. چون این روش حالت خودکار دارد کیفیت و دقت جوش به نسبت بالایی دارد. قطر الکترود عادی برای انجام فرایند جوشکاری سازه، عموما 2 الی 5 میلی متر است.

این شیوه با عنوان جوشکاری زیرپودری هم شناخته می شود که پوشش پودری آن از مواردی چون آهک، سیلیس، کلسیم فلوئورید، اکسید منگنز روی نقطه اتصال لوله و خط جوش را می پوشاند از زنگ زدگی لوله جلوگیری می کند.

مشاهده لیست قیمت لوله

برای مشاهده قیمت روزانه میتوانید به صفحه محصول لوله مراجعه کنید.

از جمله روش های مورد استفاده برای ساخت لوله های درزدار است. این شیوه با نام کامل electrical resistance welding در دنیا شناخته می شود. در جوشکاری الکتریکی مقاومتی برای اتصال ورق ها جریان الکتریکی از طریق الکترود اعمال شده و ناحیه مورد نظر ذوب شده و ساخت لوله تکمیل می گردد.

یک نوع جوشکاری است که پلیت های ضخیم فولادی را به هم متصل می کند و به صورت خودکار انجام می گردد. خنک کننده Cooper خط جوش را با آب خنک می کند و در یک خط منظم فرایند جوشکاری پیش می رود.

دستگاه جوش با ولتاژ بالا پرتو لیزری را به نقطه مورد نظر می تاباند و به صورت رایانه ای روند اتصال انجام می گردد. در این شیوه از دو نوع لیزر استفاده می شود:

لیزر جامد: در این روش از مواد Neodymium در glass و Neodymium در yttrium aluminum garnet بهره می گیرد.
لیزر گازی: در این روش از گازهایی نظیر هلیوم و Co₂ استفاده می کند.

جوشکاری مورد نظر بر روی فولاد کربنی، استنلس استیل و سایر موارد نظیر تیتانیوم و آلومینیوم هم قابل انجام است. این جوش کیفیت بالایی داشته و در برای صنایع خودروسازی کاربرد زیادی دارد.

در این روش الکترون ها از قسمت Gun خارج شده و با استفاده از کانون های الکتریکی سرعت آن افزایش پیدا می کند. شیوه مورد نظر بسیار دقیق است؛ به نحوی که می توان میزان عمق نفوذ جوش را تا 0.0001 اینچ تعیین کرد. هزینه گران نگهداری و تعمیر دستگاه این نوع جوشکاری به صرفه نیست و بهتر است در مواردی که دقت بالایی نیاز است بسته به تشخیص متخصصان بکار گرفته شود. در مقابل از مزایای آن می توان به حفظ 95 درصدی استحکام مواد پایه اشاره کرد.

روندی که در جوش پلاسما برای اتصال مقاطع فولادی طی می شود شباهت قابل توجهی با جوشکاری تیگ دارد. سه نوع شیوه برای انجام این فرآیند وجود دارد:

Microplasma: قوس میکروپلاسما در جریان این جوش با توان 0.1 الی 15 آمپر، بسیار کم بوده و قوس ستونی حتی زمانی که طول آن به 20 میلی متر هم می رسد پایدار است.
Medium current: در جوش هایی که با توان 15 الی 200 آمپر انجام می شوند، قوس پلاسما مشابه با قوس تیگ بوده و تفاوت در اینجا به سبب آن است که پلاسما حالت منقبض به خود می گیرد. در این شیوه خطر ورود هوا به گاز محافظ با ازدیاد سرعت جریان گاز وجود دارد.
Keyhole plasma: در شیوه سوم جریان جوش با توان بالای 100 آمپر انجام می گیرد. در اینجا به سبب افزایش قدرت جوشکاری، نفوذ عمیق تر شده و برای اتصال مقاطع فولادی نسبتا ضخیم (تا 10 میلی متر برای فولاد استنلس استیل) مناسب است.

تجهیزاتی که در جوشکاری اتوماتیک هیدروژنی (Atomic Hydrogen Welding) استفاده می شود شامل موارد زیر است:

2 الکترود tungsten
یک نگهدارنده الکترود
سیلندر گاز هیدروژن
میله پر کننده
controller با منبع تغذیه 300 ولتی

در این نوع جوشکاری با پیوند دو الکترود پروسه انجام می شود و گرمای دمیده شده باید متعادل باشد. اگر درجه حرارت کم باشد روند همجوشی کند شده و در صورتی که دما بیش از حد شود حفره بزرگ بر روی مقطع به جا می گذارد.