جوشکاری استنلس استیل به دلیل خواص متالورژیکی منحصربه‌فرد این آلیاژ، یک فرآیند تخصصی و نیازمند دانش فنی دقیق است. برخلاف فولادهای کربنی، کنترل حرارت، انتخاب صحیح مواد مصرفی و تکنیک اجرا در کیفیت نهایی جوش نقشی حیاتی ایفا می‌کند. یک جوش بی‌کیفیت می‌تواند تمام خواص ضدخوردگی استیل را از بین ببرد. به همین دلیل، گذراندن دوره‌های آموزش جوشکاری حرفه‌ای امری ضروری است. در آموزشگاه جوشکاری ولداسکیل، ما به شما کمک می‌کنیم تا با تسلط بر این چالش‌ها، به یک جوشکار ماهر در زمینه فولادهای ضد زنگ تبدیل شوید. این راهنما شما را قدم به قدم با اصول این فرآیند آشنا می‌کند.
جوشکاری فولاد ضد زنگ تفاوت‌های بنیادینی با جوشکاری فولادهای معمولی دارد. ضریب انبساط حرارتی بالاتر و هدایت حرارتی پایین‌تر در استیل، باعث اعوجاج و تابیدگی بیشتر قطعه کار می‌شود. علاوه بر این، لایه اکسید کروم روی سطح آن که عامل مقاومت در برابر زنگ‌زدگی است، نیازمند تکنیک‌های خاص برای شکستن و محافظت از حوضچه جوش در برابر اتمسفر است.
به سوالات زیر پاسخ دهید تا نوع استیل را شناسایی کنید
مرحله ۱: تست آهنربا
آیا آهنربا به سطح فلز می‌چسبد؟
قبل از شروع هر کاری، شناخت نوع استیل ضروری است، زیرا هر خانواده از فولادهای ضد زنگ رفتار متفاوتی در برابر حرارت و جوشکاری از خود نشان می‌دهد. انتخاب روش و ماده مصرفی اشتباه می‌تواند منجر به ترک، کاهش مقاومت به خوردگی و شکست قطعه شود. در ادامه، چهار خانواده اصلی استنلس استیل را که در صنعت کاربرد فراوانی دارند، بررسی می‌کنیم.
این گروه، رایج‌ترین نوع فولاد ضد زنگ شامل گریدهای محبوب 304 و 316 است که به دلیل مقاومت به خوردگی عالی و شکل‌پذیری بالا شناخته می‌شوند. استیل‌های آستنیتی غیرمغناطیسی بوده و جوش‌پذیری بسیار خوبی دارند. چالش اصلی در جوشکاری آن‌ها، کنترل اعوجاج به دلیل ضریب انبساط حرارتی بالا است. همچنین، اگر حرارت ورودی بیش از حد باشد، پدیده “رسوب کاربید” رخ داده و مقاومت به خوردگی در کنار خط جوش کاهش می‌یابد. برای مثال، در ساخت مخازن صنایع غذایی از استیل 304، کنترل دقیق حرارت برای حفظ خواص بهداشتی آن حیاتی است.
استیل‌های فریتی مغناطیسی هستند و مقاومت به خوردگی متوسطی دارند. این گروه به دلیل عدم وجود نیکل، ارزان‌تر از سری 300 است. چالش اصلی در جوشکاری آن‌ها، رشد دانه‌ها در دمای بالا است که منجر به کاهش شدید چقرمگی و تردی در ناحیه جوش می‌شود. به همین دلیل، جوشکاری این نوع استیل باید با حداقل حرارت ورودی و بدون پیش‌گرمایش انجام شود. برای مثال، در ساخت سیستم‌های اگزوز خودرو که از استیل فریتی استفاده می‌شود، سرعت بالای جوشکاری برای جلوگیری از تردی فلز جوش بسیار مهم است.
با پاسخ به چند سوال، بهترین فرآیند را برای پروژه خود پیدا کنید.
کیفیت و ظاهر نهایی جوش چقدر برای شما اهمیت دارد؟
این گروه از فولادهای ضد زنگ به دلیل سختی و استحکام بسیار بالا پس از عملیات حرارتی شناخته می‌شوند و در ساخت ابزارهای برشی و توربین‌ها کاربرد دارند. جوشکاری آن‌ها بسیار چالش‌برانگیز است، زیرا به دلیل کربن بالا، مستعد ترک‌خوردگی هیدروژنی هستند. برای جوشکاری موفق این گروه، معمولاً به پیش‌گرمایش (Preheating) و عملیات حرارتی پس از جوشکاری (PWHT) نیاز است تا از ایجاد ساختارهای ترد جلوگیری شود. عدم رعایت این اصول تقریباً همیشه منجر به شکست جوش خواهد شد.
فولادهای داپلکس ساختاری ترکیبی از فریت و آستنیت دارند و به همین دلیل، خواص هر دو گروه مانند استحکام بالای فریتی‌ها و مقاومت به خوردگی عالی آستنیتی‌ها را همزمان ارائه می‌دهند. جوشکاری این مواد نیازمند کنترل دقیق حرارت ورودی و نرخ سرمایش است تا تعادل بین فازهای فریت و آستنیت در جوش حفظ شود. عدم حفظ این تعادل (معمولاً 50-50) می‌تواند مقاومت به خوردگی و خواص مکانیکی را به شدت کاهش دهد. این فولادها در صنایع نفت و گاز و پتروشیمی کاربرد فراوانی دارند.
انتخاب فرآیند جوشکاری مناسب به ضخامت قطعه، کیفیت مورد نیاز، ظاهر نهایی و موقعیت جوشکاری بستگی دارد. هر یک از روش‌های جوشکاری استیل مزایا ومعایب خاص خود را دارند. سه روش TIG، MIG و الکترود دستی (SMAW) متداول‌ترین فرآیندهایی هستند که در صنعت برای اتصال فولادهای ضد زنگ مورد استفاده قرار می‌گیرند و تسلط بر آن‌ها برای هر جوشکاری ضروری است.
جوشکاری TIG یا آرگون (GTAW) به دلیل تولید جوش‌های بسیار تمیز، دقیق و باکیفیت، بهترین انتخاب برای جوشکاری استنلس استیل، به‌ویژه در ضخامت‌های کم، محسوب می‌شود. در این فرآیند، از گاز محافظ آرگون خالص برای جلوگیری از اکسیداسیون حوضچه جوش استفاده می‌شود. کنترل کامل جوشکار بر حرارت و افزودن سیم جوش به‌صورت دستی، آن را برای کاربردهای حساس مانند لوله‌کشی صنایع دارویی و غذایی ایده‌آل می‌سازد. برای مثال، تمام اتصالات لوله‌های استیل در یک کارخانه لبنیات باید با روش TIG و با محافظت گاز از پشت جوش (Purging) انجام شود.
جوشکاری MIG (GMAW) فرآیندی سریع‌تر و اقتصادی‌تر از TIG است و برای ضخامت‌های متوسط تا زیاد کاربرد دارد. در این روش، سیم جوش به‌طور مداوم از تورچ تغذیه می‌شود که سرعت کار را به شدت بالا می‌برد. برای جوشکاری استیل با این روش، معمولاً از مخلوط گاز آرگون با درصد کمی CO2 یا اکسیژن استفاده می‌شود تا پایداری قوس و ظاهر جوش بهبود یابد. این روش در ساخت اسکلت‌های فلزی از جنس استیل یا مخازن ضخیم که سرعت تولید در آن‌ها اهمیت دارد، بسیار رایج است.
جوشکاری با الکترود دستی (SMAW) به دلیل سادگی تجهیزات و عدم نیاز به کپسول گاز، یک روش بسیار انعطاف‌پذیر است و می‌توان از آن در فضاهای باز و شرایط کارگاهی استفاده کرد. الکترودهای مخصوص استنلس استیل (مانند E308L-16) دارای روکش‌هایی هستند که علاوه بر محافظت از حوضچه جوش، به پایداری قوس کمک می‌کنند. اگرچه کیفیت و ظاهر جوش SMAW به پای TIG نمی‌رسد، اما برای تعمیرات و پروژه‌هایی که دسترسی به تجهیزات پیشرفته‌تر ممکن نیست، یک راه‌حل عالی و کارآمد است.
دستیابی به یک جوش باکیفیت روی استنلس استیل، فراتر از انتخاب روش صحیح است. رعایت مجموعه‌ای از نکات فنی در مراحل آماده‌سازی، حین جوشکاری و پس از آن، تضمین‌کننده حفظ خواص مکانیکی و مقاومت به خوردگی قطعه کار است. نادیده گرفتن هر یک از این جزئیات می‌تواند منجر به بروز عیوب جبران‌ناپذیر در اتصال نهایی شود و کل پروژه را با شکست مواجه کند.
اتصال فولاد ضد زنگ به فولاد کربنی (آهن معمولی) یک چالش رایج در صنعت است. برای این کار هرگز نباید از فیلر متال معمولی استفاده کرد. کلید موفقیت، استفاده از سیم جوش یا الکترود “واسط” مانند گرید 309L است. این فیلر متال به دلیل داشتن عناصر آلیاژی بالا (کروم و نیکل)، یک لایه واسط مقاوم ایجاد می‌کند که از ایجاد فازهای ترد و شکننده در مرز جوش جلوگیری کرده و اتصالی مستحکم و ایمن را تضمین می‌کند.
ایمنی در جوشکاری استیل اهمیت دوچندانی دارد. دود و گازهای (فیوم) حاصل از این فرآیند حاوی “کروم شش ظرفیتی” است که یک ماده بسیار سمی و سرطان‌زا شناخته می‌شود. به همین دلیل، استفاده از سیستم‌های تهویه موضعی قوی (Exhaust) و ماسک‌های تنفسی تخصصی که قابلیت فیلتر کردن این ذرات را دارند، برای حفظ سلامت جوشکار کاملاً ضروری و حیاتی است.
فلزات پایه را انتخاب کنید تا بهترین فیلر متال به شما پیشنهاد شود.
جوشکاری استنلس استیل، ترکیبی از علم و هنر است که نیازمند درک عمیق از متالورژی، کنترل دقیق فرآیند و مهارت عملی است. از شناخت انواع استیل گرفته تا انتخاب روش و فیلر متال مناسب، کنترل حرارت و رعایت نکات ایمنی، هر مرحله نقش تعیین‌کننده‌ای در کیفیت نهایی جوش دارد. با رعایت اصول ذکر شده در این راهنما، می‌توانید اتصالات قوی، زیبا و مقاومی ایجاد کنید که خواص منحصربه‌فرد فولاد ضد زنگ را حفظ کنند. به یاد داشته باشید که تجربه و آموزش صحیح، کلید موفقیت در این حوزه تخصصی است. اگر نیاز به مشاوره و راهنمایی تخصصی در پروژه‌های خود دارید، با ما در ارتباط باشید: 09376060577 – 02166000448.
