چالش های جوشکاری فلزات غیر همجنس

📖 زمان مطالعه : ۷ دقیقه ⏲️

جوشکاری فلزات با آلیاژهای مختلف یکی از دغدغه های حوزه های صنعتی بشمار می آید.در هنگام ساخت ماشین آلات فلزی یا سازه های فولادی موقعیت هایی به وجود می آید که با توجه به استحکام، مقاومت در برابر سایش، مقاومت در مقابل زنگ زدگی و… نیاز است دو نوع فلز غیر همجنس را بهم متصل کرد از این رو جوشکاری فلزات غیر همجنس بسیار پر اهمیت است. در این مقاله به بررسی انواع جوشکاری فلزات با آلیاژهای مختلف می پردازیم.

شرکت اورین الکتریک ، تولید کننده انواع دستگاه جوشکاری رکتی فایر ، تکفاز و سه فاز اینورتری ، دستگاه جوشکاری CO2 ، و دستگاه جوش آرگون و برش پلاسما ، آماده ارائه و فروش محصولات تولیدی و همچنین خدمات درخواستی به مشتریان محترم ، می باشد . به منظور تماس با کارشناسان و ارائه راهنمایی و مشاوره ، با شماره ☎️   ۰۹۱۲۱۲۶۰۱۴۲ و سایر شماره های درج شده در سایت تماس حاصل نمایید.

شماره تماس اورین الکتریک

 

روش های جوشکاری فلزات غیرمشابه

روش های جوشکاری فلزات غیر مشابه مانند جوشکاری فلزات نامشابه می باشد که بسته به موقعیت و شرایط یک روش را برای جوشکاری دو فلز غیر همجنس انتخاب می کنند. به غیر از جوشکاری برای اتصال فلزات از روش های دیگری مانند پیچ و پرچ، چسب های فلزی، لحیم کاری و… نیز استفاده می شود. در میان روش های اتصال فلزات، جوشکاری بالاترین استحکامات را ایجاد می کند.

جوشکاری ذوبی قوسی فلزات به دو صورت انجام می گیرد که شامل جوشکاری قوسی با الکترود و جوشکاری قوسی پلاسما می باشد.

جوشکاری ذوبی مقاومتی نیز به دو صورت مقاومتی نقطه ای و مقاومتی نواری انجام می گیرد.

جوشکاری ذوبی با پرتوهای انرژی به دو صورت پرتو لیزری و پرتو الکترونی انجام می گیرد.

جوشکاری جامد هم مربوط می شود به جوشکاری اصطکاکی، نوردی، نفوذی و…

در تقسیم بندی فلزات غیر همجنس به دو دسته تقسیم می شوند

-فلزاتی که دارای ترکیبات و ساختارهای شیمیایی گوناگونی می باشند مانند: مس، فولاد، آلومینیوم

-فلزاتی که ترکیبات و ساختار متالورژیکی متفاوتی دارند مانند:فولاد نرم، برنز، آلومینیوم

به هنگام جوشکاری فلزات غیر همجنس فلزاتی که در گروه اول قرار دارند از نظر جوشکاری دارای چالش های بیشتری در مقایسه با گروه دوم هستند.

روش های جوشکاری فلزات غیرمشابه

جوشکاری ذوبی قوسی

جوشکاری ذوبی قوسی از روش های جوشکاری محبوب و کاربردی می باشد. در بین جوشکاری های قوسی سه مدل از آن بیشتر از بقیه در صنعت مورد استفاده قرار می گیرند که عبارتند از:

جوشکاری با الکترود روپوش دار

جوشکاری تنگستن با محافظت گاز

جوشکاری فلزی با محافظت گاز

برخی از فلزاتی که با استفاده از انواع روش های جوشکاری ذوبی قوسی بهم متصل می شوند عبارتند از:

اتصال آلومینیوم به فولاد هایی با آلیاژ پایین، اتصال برنج به فولادهایی با آلیاژ کم، اتصال آلومینیوم به مس

اتصالات فلزات غیر مشابه متالورژیکی عموما در صنایع مربوط به نفت و گاز، صنایع مربوط به فلزاتی مثل مس و آلومینیوم،

روکش کردن فلزات در مقابل زنگ زدگی و خوردگی استفاده می شود.

جوشکاری ذوبی قوسی

جوش پذیری فلزات نامشابه برای جوشکاری قوسی

به هنگام جوشکاری فلزات غیر همجنس باید به نکاتی توجه کرد به ویژه در زمان جوشکاری قوسی که در ذیل به آنها می پردازیم.

جوشکاری دو فلز غیر مشابه زمانی که دارای نقطه ذوب کاملا متفاوتی هستند امکان پذیر نیست. زیرا برای اتصال دو فلز لازم است که ذوب فلزات به صورت همزمان اتفاق بیفتد تا اتصال آن ها کنترل شود. از طرف دیگر اتصال بین دو ماده که از نظر متالورژیکی با هم متفاوت هستند، امکان پذیر نیست. تفاوت های متالورژیکی بین فلزات ممکن است سبب ایجاد ترک خوردگی در فلز جوش شود و یا ساختار مکانیکی آن ها را تغییر دهد. در اطراف مرز ذوب، یک نواری تشکیل شده است که دارای شیب ترکیبی و شیب نقطه ذوب است. این ناحیه بر اثر ترکیب فلز جوش و فلز پایه ایجاد می شود. در زمان جوشکاری فولاد با مقدار آلیاژ بالا و فولاد کربنی نوار ذوب ممکن است سخت شود. زمانی که فلزات غیر مشابه توسط جوشکاری قوسی به هم اتصال پیدا می کنند میدان مغناطیسی بین فلزات گرم و سرد ایجاد می شود که در نتیجه موجب قوس در محل اتصال می شود.

دستورالعمل هایی که برای جوشکاری دو نوع فلز مختلف باید رعایت کرد

در زمان جوشکاری دو نوع فلز با آلیاژهای مختلف برای داشتن یک اتصال مناسب باید چند نکته را رعایت کرد.

-برای جوشکاری فلزات غیر همجنس که ترکیبات آلیاژی آنها ناچیز است از روش جوشکاری حالت جامد استفاده می شود. همان طور که می دانید جوشکاری جامد به روش های گوناگونی انجام می شود که عبارتند از: جوشکاری اصطکاکی، جوشکاری فراصوتی، جوشکاری انفجاری و… گاهی اوقات هم برای اتصال فلزات با آلیاژهای کم از روش لحیم کاری استفاده می شود.

-تفاوت های فیزیکی و مکانیکی فلزات مختلف در هنگام اتصال باید بررسی شود.

-در هنگام جوشکاری دو فلز غیر همجنس باید به نحوه آلیاژسازی فلز پایه و پرکننده توجه کرد.

عوامل تاثیر گذار در عدم موفقیت جوشکاری دو فلز غیر همجنس عبارتند از:

نقطه ذوب متفاوت بین دو فلزی که باید جوشکاری شوند

ضریب انبساط، ضریب هدایتی حرارتی متفاوت بین دو فلز غیر همجنس

جوشکاری دو نوع فلز

رقیق شدگی و دمای ذوب در جوشکاری فلزات                           

رقیق شدن فلزات و تولید آلیاژ: زمانی که در تعمیرات نیاز به جوشکاری فلزات با آلیاژهای مختلف است، حفظ ترکیبات شیمیایی و ویژگی های متالورژیکی و مکانیکی فلزات بسیار حائز اهمیت است. به هنگام ترکیب شیمیایی فلز جوش با فلز پایه میزان رقیق شدگی و ترکیبات شیمیایی فلزات نقش مهمی را ایفا می کند. از آنجایی که این نوع ترکیب شیمیای یکنواخت نیست موجب کاهش خواص فیزیکی و شیمیایی محل اتصال فلزات می شود.

دمای ذوب متفاوت فلزات: در جوشکاری فلزات با استفاده از روش ذوبی نیاز است تا دو فلز غیر هم جنس ذوب شوند. هنگامی که نقطه ذوب فلزات تا ۱۰۰ درجه سانتی گراد باشد مشکلی به وجود نخواهد آمد اما زمانی که اختلاف دمای  ذوب بالاتر از ۱۰۰ درجه سانتی گراد باشد لازم است از روش های دیگر هم برای اتصال دو فلز استفاده شود. در این زمان احتمالا از روش لحیم کاری یا جوشکاری فلزات جامد استفاده می شود. مشکلی که دمای متفاوت ذوب فلزات ایجاد می کند این است که فلزات در دمای ذوب کمتر دچار ترک خوردگی و شکست می شوند و دمای ذوب بالاتر در فلزات موجب انقباض و انجماد می شود و نمی توانند کشش های جوشکاری را تحمل کنند.

تفاوت ضریب هدایت حرارتی و انبساط حرارتی در جوشکاری فلزات

فلزات به راحتی حرارت را از خود عبور می دهند که این ویژگی سبب می شود انرژی که برای ذوب فلزات استفاده می شود برای هر فلزی متفاوت باشد و برای جوشکاری دو فلز غیر مشابه مشکلاتی ایجاد شود. این تفاوت و مشکل نشات گرفته از ضریب هدایت حرارتی است.

تفاوت دو فلز غیر مشابه در ضریب انبساط حرارتی سبب می شود تنش کششی و تنش فشاری در فلز پایه ایجاد شود این تنش ها در فلز پایه سبب ایجاد تنش پسماند در فلز جوش می شود و سبب ایجاد ترک خوردگی و ترک هیدروژنی در فلز جوش می شود.

پیشگرم و پسگرم کردن فلزات در دمای مناسب یکی دیگر از چالش های اتصالات دو فلز نا مشابه می باشد. در مورد مشکل پیش گرم در صورتی که بتوان یک سمت فلز را گرم کرد اختلاف بین آلیاژی که نیاز به پیش گرم دارد و آلیاژی که نیازی به پیشگرم ندارد رفع می شود. پسگرم فلزات نیز ممکن است مشکلاتی را برای فلز پایه ایجاد کند

تاثیرات مغناطیسی و تاثیرات فلزات بر روی یکدیگر

یکی از مشکلات جوشکاری های قوسی فلزات تاثیرات میدان مغناطیسی بر روی قوس می باشد که سبب انحراف انتقال مذاب و در نتیجه انحراف قوس فلزات می شود. زمانی که یک فلز نسبت به فلز دیگر خاصیت مغناطیسی بیشتری داشته باشد آن فلز بیشتر ذوب می شود و قوس ایجاد شده را خراب می کند.

در زمان جوشکاری دو فلز غیر مشابه امکان دارد ترکیبات فلز جوش به هنگام انتقال حرارت با فلز پایه به آن نفوذ کند یا برعکس در این صورت خواص مکانیکی و متالوژی فلزات تغییر خواهد کرد.

به هنگام ترکیبات شیمیایی فلز جوش و پایه در حرارت بالا احتمال نفوذ در ترکیبات می باشد که سبب تغییر در ریز ساختارها می گردد. تغییرات گرادیان پتانسیل و غلظتی سبب نفوذ اتمی به آلیاژهای مختلف می شود و در نهایت خواص مکانیکی در محل جوشکاری فلزات تغییر خواهد کرد.

در جوشکاری دو فلز غیر مشابه تفاوت های موجود در ترکیبات شیمیایی فلزات ممکن است سبب ایجاد خوردگی در محل اتصال یکی از فلزات شود.

برای جوشکاری سلامت دو فلز غیر همجنس رقت باید چگونه باشد

در زمان جوشکاری دو نوع فلز، فلز پرکننده باید شرایطی را ایجاد کند تا فلزجوش یکنواختی تولید شود. فلز پر کنند باید قابلیت آلیاژ شدن توسط فلز پرکننده را داشته باشد یک فلز جوشی باید دارای استحکام کافی در محل اتصالات باشد.

در جوشکاری ذوبی فلزات نکته ی مهم ترکیبات شیمیایی و خواص فلز جوش است.

ترکیبات فلز جوش به ترکیبات فلزات پایه، فلز پرکننده و درجه ی رقت بستگی دارد.

در زمان اتصال دو فلز غیر مشابه مشخصات و ویژگی های آلیاژها و خواص فیزیکی و مکانیکی آلیاژها را باید در نظر بگیرید. اگر دو فلز غیر مشابه یک ترکیب جامد را تشکیل دهند اتصال ذوبی آن فلزات کاملا موفقیت آمیز خواهد بود.

حال اگر دو فلز در هنگام جوشکاری ذوبی اتصال موفقیت آمیزی نداشته باشند و یک ترکیب جامد ایجاد نشود فلزات حالت ترد خواهند داشت.

میزان درصد رقت به ترکیبات شیمیایی در عملیات جوشکاری، به اتصال فلزات به یکدیگر و ترتیب عملیاتی که انجام می گیرد مربوط می شود.

برای جوشکاری مناسب بین دو فلز، فلز جوش باید چگونه باشد

در جوشکاری ذوبی، ویژگی های فلز جوش بسیار مهم می باشد. ترکیبات فلز جوش نشات گرفته از فلز پایه، پرکننده و رقت است.

در زمینه ی قابلیت انحلال دو فلز متقابل چنانچه این قابلیت در دو فلز غیر هم خانواده وجود داشته باشد جوشکاری و اتصال دو فلز موفقیت آمیز خواهد بود. پس از جوشکاری دو فلز غیر مشابه ترکیباتی بین دو فلز ایجاد می شود که از لحاظ حساسیت، ترک خوردگی و… مورد بررسی قرار می گیرد.

این نوشته در بلاگ ارسال شده است. این لینک مستقیم به این نوشته است.

1 دیدگاه برای “چالش های جوشکاری فلزات غیر همجنس

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *