مشکلات جوشکاری چدن

📖 زمان مطالعه : ۳ دقیقه ⏲️

چدن یکی از فلزاتی است که جوشکاری با آن انجام می شود که البته نسبت به فولاد کربن قابلیت های خیلی کمی دارد و  جوش پذیری آن کم است. از انواع روش های جوشکاری چدن چون قوس الکتریکی، مگ، تیگ، اکسی استیلن و جوشکاری برنز برای جوش زدن چدن استفاده می شود که در بین آنها بهترین جوش پذیری به چدن گرافیت کروی بر می گردد که پس از آن نیز چدن چکش خوار مناسب است. برای جوشکاری چدن نیاز به مهارت و تجربه کافیست چرا که چدن قابلیت تحمل حرارت بالا در زمان جوشکاری ندارد و باعث بروز انواع ترک جوش می شود از این رو اطلاع از مشکلات جوشکاری چدن می تواند به یک جوشکار کمک کند که باعث کاهش درصد عیوب و ترک جوش چدن شود.

جوشکاری چدن چیست؟

یکی از آلیاژهای آهن و کربن را چدن می نامند که نسبت به فولاد کردن جوش پذیری کمی دارد و تحمل گرمای شدید را ندارند بنابراین به جای تغییر شکل در زمان حرارت بالا ترک می خورند که یکی از مشکلات جوشکاری چدن به شمار  می آید.

دلایل جوش پذیری محدود چدن‌ها

داخل چدن مقدار زیادی کربن وجود دارد که همین باعث می شود در زمان جوشکاری چدن مقدار زیادی کاربید در فلز جوش ایجاد شود که همین منجر به شکنندگی بالای چدن می شود که در ادامه در زمان جوشکاری یا بعد از آن انواع ترک جوش را به همراه خواهد داشت.

چقرمگی در بین فلز چدن خیلی کم است و همین باعث می شود به جای تغییر شکل و نرمی منجر به ترک جوش چدن شود. با توجه به این بهتر است در زمان جوشکاری چدن با قوس الکتریکی انرژی حرارتی کمتری برای جوشکاری استفاده شود که باعث کاهش شکنندگی فلز جوش شود.

علاوه بر کاهش انرژی حرارتی در زمان جوشکاری چدن بهتر است پیش گرم قبل از شروع فرآیند جوشکاری با این فلز انجام شود که درجه حرارت آن به یک سری فاکتورها از جمله نوع چدن، اندازه قطعه، روشی که جوشکاری انجام می شود و حتی نوع الکترود و مقدار فلز رسوب داده شده بستگی دارد.

انواع چدن

• چدن داکتیل
• چدن خاکستری
• چدن سفید
• چدن مالیبل

دلایل جوشکاری چدن

جوش فلز چدن برای برطرف کردن انواع عیوب ریخته گری انجام می شود که شامل انواع حفره های گازی، حفره های ناشی از ریزش ماسه یا حبس سرباره و ترکهای موضع می باشد. و بغیر از این برای تعمیر انواع قطعات مستهلک یا شکسته شده و جبران خطاهای ناشی در ماشین کاری به خاطر قطعات اشتباهی که استفاده شده است از جوشکاری چدن استفاده می شود.

مشکلات رایج در جوشکاری چدن چیست؟

ایجاد ساختارهای ترد در منطقه مجاور جوش

با جوشکاری چدن این فلز تحت گرما و سرمای زیاد منجر به رسوب کردن کاربید آهن در منطقه فلز جوش می شود که همین باعث ترد شدن ساختار چدن می گردد.

تنش ناشی از حرارت جوشکاری

چدن‌ها به دلیل عدم انعطاف‌پذیری و عدم توانایی مقابله با تنشهای ناشی از سرد شدن پس از جوشکاری همواره در خطر وقوع ترک قرار دارند.

درصد بالای عناصر مضر

به دلیل مقدار زیاد فسفر و اکسیژن داخل چدن ها باعث می شود که داخل چدن سفید ساختاری سخت و ترد وجود داشته باشد که در ادامه به خاطر حل شدن یک سری عناطر چون گوگرد و فسفر و اکسیژن داخل چدن باعث شود که درصد ترک جوش در این فلز بیشتر شود.

عیوب ناشی از ریخته‌گری

به دلیل وجود یک سری عیوب چون ناخالصی های ماسه ای و حفرات انقباضی به صورت کامل چدن ذوب نمی شود.

آلودگی سطحی

بعد از اینکه فرآیند جوشکاری روی چدن انجام می شود یک سری عیوب جوب از جمله حفرات گازی بعد از پایان جوشکاری به وجود می آید.

اثر شکل گرافیت در ساختار بر جوش پذیری چدن‌ها

برای اینکه ساختارهای کاربیدی و مارتنزیتی کربن بالا داخل چدن کم شود باید از ساختار گرافیتی به شکل کروی و با نسبت پایین سطح از چدن استفاده شود.

نکات مهم در رابطه با جوشکاری چدن

برای بالا بردن کیفیت جوشکاری چدن و کاهش انواع ترک جوش در این فلز باید یک سری نکات مهم را قبل و بعد از جوشکاری رعایت کنید.

۱. نکات مهم قبل از جوشکاری چدن

• از انواع الکترودهای نیکلی در جوشکاری الکترود دستی برای چدن استفاده کنید.
• از انرژی جوش کمی در زمان جوشکاری استفاده کنید.
• عملیات پیش گرم کردن فلز چدن انجام شود.
• از پخ مناسب جوشکاری با درز پهن و باز در حدود ۶۰ تا ۹۰ درجه استفاده کنید.
• از شدت جریان کم استفاده کنید.
• از الکترود جوش با قطر کم برای جوشکاری استفاده کنید.

۲. نکات مهم در حین و بعد از جوشکاری چدن

• برای کاهش انرژی جوش در زمان جوشکاری چدن حرکت زیگزاگی الکترود انجام ندهید.
• پس از جوشکاری به جوش ضربه وارد کنید.
• پسگرم یا PWHT کردن جوشکاری
• استفاده از توالی جوشکاری مناسب