صفر تا صد شناخت جوشکاری چدن - استوارسازان

جوشکاری چدن چگونه انجام می شود؟

جوشکاری چدن (welding of cast iron)

جوشکاری چدن در ابتدا قبل از این که به مبحث جوشکاری چدن بپردازیم، توضیح مختصر و مفیدی در رابطه با خود چدن خواهیم داشت تا شناخت اولیه‌ای پیدا کنید.

• تعریف چدن:

چدن به فولادی گفته می‌شود که عناصر تشکیل دهنده آن، بیشتر از 2 درصد کربن، سیلیسیمی بین 0/5 الی 3/5 درصد، کمتر از 1 درصد منگنز و کمتر از 2 درصد گوگرد + فسفر است.

نکته قابل توجه در ترکیبات چدن مربوط به کربن است، کربن در این آلیاژ به دو شکل ترکیبی و آزاد وجود دارد که:⇓⇓

1- کربن ترکیبی: کربن و آهن باهم مخلوط می‌شوند و طی فرآیندی، سمنتیت یا کاربید آهن Fe3c را شکل می‌دهند.

2- کربن آزاد: کربن در چدن به صورت گرافیت (دگرشکلی از کربن) در نقاط پراکنده وجود دارد.

سیلیسیم باعث افزایش گرافیت به عنوان فاز پر کربن به جای شکل‌گیری ترکیب بین فلزی Fe3c می‌شود.

علامت چدن‌ها در استاندارد Din (مؤسسه استاندارد آلمان یا Deutsches Institut für Normung)، حرف G می‌باشد.

نکته: نقطه ذوب چدن 1150 الی 1250 درجه سانتیگراد است.

جوشکاری چدن قطعات - استوارسازان

شناخت انواع چدن:

♦ چدن سفید: این نوع چدن قابلیت جوش شدن ندارد و کربن و آهن آن به صورت ترکیبی و به رنگ سفید است.

چدن سفید جوشکاری چدن - استوارسازان

♦ چدن خاکستری: در این نوع، کربن به صورت گرافیت‌های ورقه‌ای شکل می‌باشد.

تصویر چدن خاکستری - جوشکاری چدن - استوارسازان

♦ چدن چکش‌خوار (مالیبل): در این نوع، کربن به شکل گرافیت‌های برفی است.

چدن مالیبل - جوشکاری چدن - استوارسازان

♦ چدن نشکن (داکتیل): در این نوع، کربن به صورت گرافیت‌های کروی می‌باشد.

چدن داکتیل جوشکاری چدن - استوارسازان

نکته: به دلیل ازدیاد و تجمع گرافیت‌ها در چدن‌های مالیبل و داکتیل، نقطه جوش‌پذیری بیشتری نسبت به سایر انواع چدن‌ها دارند.

صفر تا صد انواع روش های جوشکاری چدن مطابق با انجمن جوشکاری آمریکا

∞ جوشکاری چدن با الکترود روپوش‌دار دستی (SMAW):

در اکثر مواقع از این روش برای جوشکاری و اتصال قطعات چدنی استفاده می‌شود به طوری که استاندارد جهانی جوشکاری چدن برای ریخته‌گری قطعات، تنها این روش را توصیه کرده است.

جوشکاری چدن با استفاده از روش SMAW، در تعمیر و اصلاح عیوب قطعه و اتصال چدن‌ها به دیگر آلیاژها نیز اهمیت به سزایی دارد.

البته نکته حائز اهمیت این است که در جوشکاری قطعات چدنی باید قبل از جوشکاری، بلااستثنا به صورت یکنواخت پیش گرم شوند در طی این روند نیز باید به آرامی بعد از جوشکاری سرد شوند.

دمای مناسب پیش گرم کردن بین 315 الی 650 درجه سانتیگراد است.

جوشکاری چدن با الکترود روپوش دار دستی - استوارسازان

∞ جوشکاری چدن قوسی با گاز محافظ (GMAW):

در جوشکاری چدن با روش GMAW با استفاده از قوسی که بین فلز پر کننده مصرف شدنی (فیلر) و حوضچه‌ی جوش به جود می‌آید، فیلر ذوب می‌شود و سپس قطعات مدنظر چدنی به یکدیگر متصل می‌شوند.

از روش‌های مرسوم مورد استفاده در این گزینه، روش‌های انتقال مواد مذاب اتصال کوتاه و جریان پالسی است که حرارت ناشی از آن تأثیر آنچنانی روی فلز پایه ندارد و این فرآیند در نتیجه، باعث کاهش ایجاد ترک در قطعه مورد اتصال می‌گردد.

نکته: فرآیند فوق یعنی هرچه تأثیر حرارت کمتر = کاهش ترکیب فلز پایه با فلز جوش شده که شکست‌ناپذیری قطعه در مقابل ترک را، در پی دارد.

بکارگیری روش ریخته‌گری افشانه‌ای (روندی برای تبدیل قطعات به شکل شمش، لوله یا حلقه با یک میکرو ساختار است که نمی‌توان آنها را با سایر روش‌های ریخته‌گری تولید کرد) نیز تنها در صورتی ممکن است که قطعه‌های چدنی دارای استحکام پایین و انعطاف‌پذیری بالایی باشند.

جوشکاری چدن قوسی با گاز محافظ - استوارسازان

∞ جوشکاری چدن با گاز محافظ خنثی  :(GTAW)

جوشکاری چدن به روش gtaw در اموری مانند تعمیر و اصلاح خلل و فرج گازی ایجاد شده در اثر ریخته‌گری (شکل‌دهی) کاربرد دارد.

نکته: فیلرها یا همان به اصطلاح پر کننده‌ها در این روش اغلب از جنس نیکل، چدن داکتیل، نیکل آهن و نیکل آهن منگنز هستند.

جوشکاری چدن با گاز محافظ خنثی - استوارسازان

∞ جوشکاری چدن زیرپودری  :(SAW)

در جوشکاری چدن به روش saw از پر کننده‌های مخصوصی + پودر مخصوص برای اتصال قطعات استفاده می‌کنند.

در این روش استفاده از مفتول با قطر کم و سرعت جریان پایین توصیه می‌شود، البته ناگفته نماند که برای تعمیر هر سطح سیلندری می‌توان از این روش بهره‌گیری نمود.

جوشکاری چدن به روش زیر پودری - استوارسازان

روش های کلی جوشکاری چدن

∝ روش سرد:

در جوشکاری به روش سرد از بالارفتن حرارت باید جلوگیری شود تا قطعه مدنظر حین جوشکاری نشکند و قطعه بعد از جوشکاری باید در هوای آزاد خنک شود به صورتی که جوشکار بخواهد قطعه بعدی را جوش دهد بتواند با دست قطعه مدنظر را لمس کند و هنگام سرد شدن باید با چکش به جوش آرام ضربه زد تا نیروی جمع شده در جوش پخش گردد.

بهتر است از الکترودهای نازک مانند 2/5 و 3/25 میلیمتر استفاده شود.

∝ روش گرم:

در روش جوشکاری گرم، قطعه مدنظر را با توجه به نوع چدن، ضخامت قطعه، قطر و نوع الکترود گرم می‌کنند و سرعت سرد شدن قطعه را نیز پس از جوشکاری بررسی می‌کنند تا در جوش و کناره‌های آن تردی افزایش نیابد.

الکترودهای مصرفی در جوشکاری چدن - استوارسازان

الکترودهای مصرفی در جوشکاری چدن چه نوع الکترودهایی هستند؟

↵ الکترودهای غیرقابل تراشکاری و براده‌برداری

↵ الکترودهای قابل تراشکاری و براده‌برداری

الکترودهایی که قابلیت تراشکاری دارند از جنس نیکل می‌باشند که اغلب به منظور بازسازی قطعات‌ شکسته و آسیب دیده و روکش قطعات چدنی و متصل کردن چدن به قطعات فولادی استفاده می‌شود اما الکترودهایی که غیرقابل تراشکاری و براده‌برداری هستند از جنس فولاد و روکش قلیایی دارند.

♦ نکته:

1- الکترودهایی که برای جوشکاری چدن می‌خواهیم استفاده کنیم باید قبل از مصرف بازپخت شوند و در جای خشک و ‌به دور از رطوبت در قوطی‎‌های مهروموم باید محافظت شوند، اگر احياناً دچار رطوبت‌زدگی ‌شوند باید در دستگاه الکترود خشک‌کن، خشک شوند.

2- الکترودهایی که حین جابه‌جایی دچار شکستگی یا خردشدگی می‌شوند را در جوشکاری‌های حساس که مورد بررسی کنترل کیفی قرار می‌گیرند، استفاده نکنید زیرا حین جوشکاری و رسیدن قوس الکتریکی به محل‌های ریخته شده، ناپایدار شده و جوش دچار عیب و ایراد می‌گردد.

3- الکترودها نباید در معرض آغشته شدن به روغن، چربی و رنگ قرار گیرند زیرا موجب فاسد شدن آنها می‌شود و حین کار جرقه‌ها زیاد می‌شود.

4- اگر حین کار جوشکاری الکترود به مدت طولانی به قطعه کار بچسبد، الکترود گرمای زیادی را جذب می‌کند و حرارت زیاد موجب از بین رفتن خاصیت الکترود می‌شود.

کاربرد جوشکاری چدن - استوارسازان

کاربرد جوشکاری چدن

℘ مرمت‌سازی قطعه‌های چدنی که حین کار شکسته و آسیب دیده‌اند!

℘ اصلاح اشکالات ریخته‌گری مثل ترک‌ها و حفرهای گازی!

℘ پیوند دادن قطعه‌های مختلف چدن که تولید یکپارچه آنها گران تمام می‌شود!

مزایا و معایب جوشکاری چدن

مزایا:

♦ قیمت ارزان.

♦ نقطه ذوب پایین.

♦ سیالیت بالا.

♦ پایین بودن میزان انقباض در موقع انجماد.

♦ مقاومت در برابر خوردگی.

♦ مقاومت در برابر سایش.

♦ قابلیت بازیافت در سریع‌ترین زمان ممکن.

♦ قابلیت جذب ارتعاش.

معایب:

♦ عدم انعطاف‌پذیری چدن‌ها و احتمال ترک‌خوردگی قطعه مدنظر در صورت حرارت زیاد.

♦ احتمال ترک در فلز جوش W.M یا ناحیه متأثر از حرارت H.A.Z می‌باشد.

♦ عدم قابلیت جوشکاری به روش‌های گوناگون به دلیل وجود سیالیت و اکثراً به صورت تخت باید جوشکاری کرد.

♦ ایجاد سوراخ، خلل و فرج در فلز جوش که باعث کاهش مقاومت جوش در آب‌بندی یک مخزن چدنی می‌شود.

مزایا و معایب جوشکاری چدن - استوارسازان

چهار نکته مهم در آماده سازی قطعات چدنی برای جوشکاری!

1- در صورت وجود پوسته‌ها، مواد خارجی چسبیده به سطح چدن باید جدا گردند و این امور توسط سنگ‌چرخ دستی انجام می‌شود تا لایه تیره رنگ سطح چدن از بین رود.

2- قطعه‌هایی که سطح آنها روغنی شده باید با استفاده از حرارت و بخار از بین بروند، اگر برایتان ممکن است به مدت 15 الی 30 دقیقه قطعه کار را در دمای 370 الی 540 درجه سانتیگراد حرارت دهید تا ناخالصی‌های موجود از بین روند و به کاهش جذب گاز در هنگام جوشکاری کمک شود.

3- قطعه‌هایی که به شکل درستی ریخته‌گری نشده‌اند دارای مقداری گاز در خود هستند که باید به مدت 15 دقیقه در دمای 540 درجه حرارت دیده شوند تا گاز خارج شود.

اگر حرارت دادن مقدور نیست می‌توان با مشعل‌های جوشکاری اکسی استیلن با شعله کم قسمت مدنظر را گرم کرد.

4- پخی دادن به لبه‌های اتصال تحت زاویه 60 الی 90 درجه و در مواقعی که قطعه دارای ترک است دو سر ترک را با مته‌ای به قطر حدود 2 برابر عرض ترک سوراخ می‌نماییم تا مانع از بیشتر شدن ترک گردد.

نکات ایمنی در جوشکاری چدن - استوارسازان

نکات ایمنی جوشکاری چدن که حتماً باید رعایت گردد!

قبل از شروع عملیات جوشکاری، محل کار کاملاً چک شود و باید خالی از هرگونه مواد آتش‌زا باشد!

استفاده الزامی از لباس کار، دستکش، عینک و چکمه ایمنی مخصوص!

در صورت ارتفاع بیشتر از 1.5 متر، ایمنی لازم برای جلوگیری از خطر سقوط جوشکار باید در نظر گرفته شود.

Χ !خطر برق گرفتی! Χ: ولتاژ برق به هیچ وجه من الوجوه در محیط خشک بیشتر از 36 و در محیط مرطوب بیشتر از 12 تجاوز نکند! 

گردآورنده: گروه آموزشی استوارسازان با نظارت علمی مهندس سیدعلی منتظری

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد.

دانلود PDF

لطفا برای دریافت لینک دانلود اطلاعات خواسته شده را وارد نمایید