جوشکاری چدن چگونه انجام می شود؟

جوشکاری چدن به دلیل ترکیب خاص می تواند دشوار باشد، اما اگر از روش جوشکاری صحیح برای جلوگیری از ترک جوش استفاده کنید، کار با این فلز بسیار آسان است. روش صحیح این نوع از جوشکاری چدن شامل گرمایش و سرمایش دقیق، اغلب شامل پیش گرم شدن، انتخاب صحیح الکترود جوشکاری است.

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.

 

جوشکاری چدن

چدن ها خانواده ای از آلیاژهای آهن و کربن هستند. محتوای بالای کربن آنها (معمولاً ۲-۴٪) سختی مشخصه را به چدن می دهد. با این حال، این سختی به ازای شکل پذیری ایجاد می شود. در مقایسه با فولاد یا آهن فرفورژه قابلیت انعطاف پذیری کمتری دارد. چرخه های گرمایش و سرمایش در حین جوشکاری چدن باعث انبساط و انقباض در فلز می شود و باعث ایجاد تنش کششی می شود. چدنها در اثر گرم شدن یا فشار کشیده یا تغییر شکل نمی دهند – در عوض ترک می خورند – و در نتیجه جوشکاری آنها بسیار دشوار است. با افزودن آلیاژهای مختلف می توان این ویژگی را بهبود بخشید.

مراحل جوشکاری چدن

در جوشکاری چدن تعدادی از مراحل اساسی وجود دارد که می تواند برای اطمینان از جوشکاری موثر چدن به شما کمک بسیاری کند. در ادامه شما را با این مراحل آشنا خواهیم کرد.

۱. شناسایی آلیاژ

۲. ریخته گری را تمیز کنید

۳. انتخاب صحیح دمای قبل از گرما

۴. انتخاب روش جوشکاری صحیح

۱. شناسایی آلیاژ:

چدن قابلیت انعطاف پذیری ضعیفی دارد از این رو در اثر فشارهای حرارتی در صورت گرم شدن سریع یا خنک شدن می تواند ترک بخورد. حساسیت به ترک خوردگی به نوع / دسته چدن بستگی دارد. این بدان معنی است که لازم است درک کنید با کدام نوع آلیاژ کار می کنید:

چدن خاکستری: این متداول ترین نوع چدن است. در اصل یک آلیاژ آهن، کربن، منگنز، سیلیکون با ۲.۵-۴٪ کربن است. کربن در حین ساخت به یک پوسته بلوری مروارید رسوب می کند.

چدن سفید: چدن سفید کربن را به عنوان کاربید آهن و  بدون رسوب دادن به عنوان گرافیت حفظ می کند. ریزساختار کریستالی سیمانیت بسیار سخت و شکننده است. چدن سفید به طور کلی غیر قابل جوش در نظر گرفته می شود.

آهن شکل پذیر (ندولار): آهن ندولار از نظر ترکیب مانند آهن خاکستری است اما در مقایسه با آهن خاکستری سطح ناخالصی کم است. بر خلاف آهن خاکستری، که حاوی کربن به شکل پوسته های گرافیت است،

آهن قابل انعطاف: آهن قابل انعطاف، آهن سفید تحت عملیات حرارتی با مقدار کربن قابل ملاحظه کمتری در مقایسه با آهن سفید است. بسته به عملیات حرارتی مورد استفاده، معمولاً مخلوطی از ساختار فریت یا مروارید با گره های گرافیت است و از این رو شکل پذیری بیشتری در مقایسه با آهن سفید استاندارد دارد.

۲. ریخته گری را تمیز کنید

صرف نظر از آلیاژ، کلیه ریخته گری ها باید قبل از جوشکاری چدن به درستی آماده شوند. هنگام آماده سازی ریخته گری برای جوشکاری، حذف کلیه مواد سطحی بسیار مهم است. تمیز کردن چدن قبل از جوشکاری، از بین بردن تمام مواد سطحی، مانند رنگ، چربی و روغن، توجه ویژه به منطقه جوش، مهم است. بهتر است حرارت را با دقت و به آرامی برای مدت زمان کوتاهی در ناحیه جوش قرار دهید تا گاز حبس شده از ناحیه جوش فلز پایه خارج شود. پوست ریخته گری ممکن است از طریق آسیاب برداشته شود.

۳. انتخاب درست دما قبل از گرما

مهمترین عامل جلوگیری از ترک خوردگی تنش در چدن، کنترل گرمایش / سرمایش است. این امر به منظور به حداقل رساندن میزان تنش های باقیمانده در طی فرآیند گرمایش و سرمایش است. چدن قبل از گرم شدن قبل از جوشکاری سرعت خنک سازی جوش و منطقه اطراف آن را کاهش می دهد. در صورت امکان، کل ریخته گری را گرم کنید. حداقل دمای معمول قبل از گرما از ۱۰۰-۴۰۰ درجه سانتیگراد است که به نوع چدن و ​​سختی مجاز HAZ بستگی دارد.

۴. فرایند جوشکاری را انتخاب کنید

هنگامی که تشخیص دادید مواد چدن خاکستری است، مرحله بعدی انتخاب فرآیندی است که برای جوشکاری چدن از آن استفاده می کنید. شما می توانید با هر فرآیند جوشکاری چدن را انجام دهید، به شرطی که از مواد پرکننده و روش جوشکاری مناسب استفاده کنید. این اساساً براساس اولویت شخصی است، اما چند فاکتور وجود دارد که باید در نظر گرفته شود.

از انواع جوشکاری می توانید برای جوشکاری چدن استفاده کنید؟

از لحاظ تئوری، می توان از هر یک از فرآیندهای جوشکاری قوس متداول مانند جوشکاری قوس فلزی دستی، جوشکاری قوس هسته ای شار، جوشکاری گاز فعال فلز، جوشکاری قوس غوطه ور، جوشکاری قوس تنگستن و غیره برای جوشکاری چدن استفاده کرد، فرآیندی که باعث گرم شدن و خنک شدن کند می شود ارجح است.

۱. جوشکاری فلزی دستی (MMA)

به طور کلی اعتقاد بر این است که جوشکاری قوس فلزی محافظ (SMAW) نیز بهترین فرایند کلی برای جوشکاری چدن است – به شرطی که از میله های جوشکاری صحیح استفاده شود. دو نوع الکترود اصلی برای جوشکاری قوس فلزی دستی بر پایه آهن و نیکل است. الکترود مبتنی بر آهن که فلز جوشکاری را با مارتنزیت کربن بالا تولید می کند و الکترودهای آلیاژ نیکل  که بیشترین استفاده را دارند و  فلز جوشکاری شکل پذیری بیشتری را ارائه می دهند. الکترودهای نیکل همچنین می توانند با تهیه فلز جوش با مقاومت کم، به کاهش پیش گرم شدن و ترک خوردگی HAZ کمک کنند.

۲. جوشکاری MAG

جوشکاری MAG به طور کلی با یک ماده مصرفی نیکل انجام می شود. مخلوط گاز دی اکسید کربن ۸۰٪ تا ۲۰٪ در بیشتر موارد کاربرد دارد. در حالی که می توان از سیم لحیم کاری استفاده کرد ، اما معمولاً توصیه نمی شود زیرا فلز برنز نسبت به ریخته گری ضعیف تر خواهد بود.

۳. جوشکاری TIG

جوشکاری TIG می تواند یک جوش تمیز بر روی چدن را ایجاد کند، اما به دلیل ویژگیهای گرمایشی بسیار موضعی آن معمولاً ترجیح داده نمی شود.

۴. جوش اکسی استیلن

همانند جوشکاری قوس، استیلن اکسی از الکترود استفاده می کند، اما به جای قوس تولید شده توسط جریان الکتریکی، در این فرآیند از مشعل استیلن اکسی برای تولید گرما استفاده می شود. شدت گرمای کم و گرم شدن آهسته همراه با فرآیند باعث ایجاد یک HAZ بزرگ می شود، اما گرم شدن آهسته در جلوگیری از تشکیل مارتنزیت با کربن بالا در HAZ مفید است

۵. جوشکاری برنز

جوشکاری برنز به دلیل کمترین ضربه به خود فلز پایه، یک روش معمول برای اتصال قطعات چدن است. یک میله جوش پرکننده ای را فراهم می کند که به سطح چدن چسبیده باشد. به دلیل پایین بودن نقطه ذوب پرکننده در مقایسه با چدن، پرکننده با چدن رقیق نمی شود بلکه به سطح می چسبد.

الکترود مورد نیاز برای جوش چدن

انتخاب الکترود مناسب برای جوشکاری چدن مهم است، اگرچه بیشتر کارشناسان توصیه می کنند از الکترود های نیکل استفاده کنید.

الکترودهای آلیاژ نیکل از محبوب ترین ها برای جوشکاری چدن هستند. جوشکاری نیکل و آهن با ضریب انبساط کمتری، کاهش تنش های جوشکاری و بهبود مقاومت در برابر ترک خوردگی ، قوی تر است.یک قوس الکتریکی بین الکترود و منطقه جوشکاری، فلزات را ذوب کرده و باعث همجوشی می شود. قوس باید به سمت استخر جوش هدایت شود ، نه به سمت فلز پایه ، زیرا این امر رقت را به حداقل می رساند

۱. الکترود  نیکل ۹۹٪

این الکترودها از سایر گزینه ها گران ترند اما بهترین نتیجه را نیز به همراه دارند. میله های ۹۹٪ نیکل جوشهایی تولید می کنند که می توانند ماشینکاری شوند و در ریخته گری با محتوای فسفر کم یا متوسط ​​بهتر کار می کنند.

۲. الکترود  نیکل ۵۵%

این الکترود ها با قیمت کمتر از ۹۹٪ الکترود ها، قابل پردازش هستند و غالباً برای تعمیرات ضخیم استفاده می شوند. انبساط کم کاراتر به این معنی است که اینها ترکهای خط همجوشی کمتری از میله ۹۹٪ تولید می کنند.

۳. الکترود های فولادی

الکترود های استیل ارزانترین گزینه از بین این سه را ارائه می دهند و برای تعمیرات جزئی و پر کردن بهترین گزینه هستند. الکترود های فولادی تطابق رنگی ایجاد می کنند و می توانند ریخته گری هایی را که کاملا تمیز نیستند از میله های نیکل تحمل کنند.

جوشکاری چدن به سه مرحله نیاز دارد:

پیش گرم شدن: تمام چدنها در اثر ترک خوردگی در معرض ترک خوردگی هستند اما با پیش گرم شدن می توان از این امر جلوگیری کرد. برای دیدن نحوه اعمال گرما بر روی فلز قبل از جوشکاری ، فیلم را تماشا کنید.

خنک شدن آهسته: میزان خنک سازی عامل دیگری است که تأثیر مستقیمی بر تنش های ایجاد شده در جوش دارد. خنک سازی سریع باعث انقباض می شود، که باعث ایجاد جوش های شکننده و ترک خورده می شود. در مقابل، خنک کننده کم باعث کاهش سختی و انقباض می شود.

ورودی حرارت کم

لایه برداری

با سرد شدن و منقبض شدن یک جوش، باعث ایجاد تنش باقیمانده و منجر به ترک خوردگی می شود. با استفاده از تنش فشاری می توان احتمال ترک خوردن را کاهش داد. تنش فشاری با لایه برداری (با استفاده از چکش گلوله ای گلوله ای برای ایجاد ضربات متوسط) اعمال می شود که مهره جوش را تغییر شکل می دهد در حالی که هنوز نرم است. با این حال، لایه برداری باید فقط با فلز جوش نسبتاً شکل پذیر، یعنی روی جوشهای تولید شده با مواد مصرفی نیکل، انجام شود.