فرآوری قبل از گالوانیزه سازی فولاد موجب مقاومت بیشتر محصول در برابر پوسیدگی و زنگ زدگی می شود، در برخی شرایط، گالوانیزه سازی فولاد را باید بعد از جوشکاری انجام دهند. در این مقاله سعی می شود اطلاعاتی در مورد جوشکاری فولاد گالوانیزه نظیر سر تیترهای زیر، به شما آموزش داده شود:
- چگونگی جوشکاری فولاد گالوانیزه
- عوامل ایجاد ترک در جوشکاری فولاد گالوانیزه
- انواع روش های قابل اجرا در جوشکاری فولاد گالوانیزه
- روش های به حداقل رساندن ترک خوردگی در جوشکاری فولاد گالوانیزه
- نکات ایمنی در جوشکاری فولاد گالوانیزه
- نتیجه گیری
پیشگفتار
همان طور که در مقالات قبلی ذکر شد در صورت وارد نمودن گرمای زیاد به سطح فولاد یا ورق ممکن است حفره هایی روی سطح ورق پدیدار گردد از طرفی کیفیت جوش کاهش یافته انرژی نیز اتلاف می گردد. به همین دلیل سرعت و دمای وارده از نظر فنی بسیار اهمیت دارد. برای جـوشکاری فولاد گالوانیزه بالاخص ورق های گالوانیزه که دارای سطحی نسبتا نازک تر نسبت به سایر قطعات فولادی هستند باید از الکترودهایی با سرعت بالا استفاده نمود.
از طرفی باید دقت نمود که جـوشکاری به شیوه قوس الکتریکی نیازمند دستگاه و مهارت فنی شخص جوشکار می باشد بخشی از کیفیت جوش نیز وابسته به دستگاه مورد استفاده حین عملیات جـوشکاری قطعات فولادی می باشد به خصوص زمانی که جوشکاری به واسطه گاز آرگان صورت می گیرد. برخی تجهیزات این امکان را می دهند که فرایند به صورت نیمه اتوماتیک صورت پذیرد. اصولا نقطه یا درز جوش در چنین مواقعی دارای کیفیت مقبولی خواهد بود.
چگونگی جوشکاری فولاد گالوانیزه
جـوشکاری فولادهای گالوانيزه اغلب به روش هايی مشابه فولادهای بدون پوشش اجرا مي شود. پارامترهای جـوشکاری را نيز (به جز در مواردی که پوشش ضخيم است) مي توان با اصلاحاتی جزئی مشابه جـوشکاری فولاد بدون پوشش در نظر گرفت. پوشش روی در محل اتصال و اطراف آن حين جوشکاری بدليل دمای بالای ايجاد شده تبخير شده و از بين مي رود. هرچند که اغلب مي توان با رعايت مواردی خاص اين فولادها را بدون برداشتن پوشش ناحيه اتصال جـوشکاری کرد اما توصيه مي شود برای اطمينان از نتيجه بهتر پوشش اطراف ناحيه اتصال به فاصله يک تا چهار اينچ از هر طرف برداشته شود.
مهمترين مشکل جـوشکاری فولادهای گالوانيزه حضور بخارات روی است. اين بخارات علاوه بر خطرات بهداشتی ( که استفاده از تهويه قويتر و موثر را الزامی مي کند) مي تواند باعث ايجاد تخلخل در جوش شود. بعنوان مثال بيشترين مشکل تخلخل در اتصالات T شکل بوجود مي آيد که به دليل حبس روی در سطح اتصال دو ورق است. اين مشکل را مي توان با طراحی مناسب بر طرف ساخت.
در اين حالت يکی از ۳ روش زير را مي توان بکار برد:
- حذف پوشش در ناحيه اتصال
- ايجاد يک فضای حداقل 1.6 ميليمتری جهت ايجاد فضای مناسب برای خروج بخار
- ايجاد يک شيب حداقل ۱۵ درجه و شروع جوشکاری از طرف مقابل آن
علاوه بر موارد ذکر شده معمولا سرعت جـوشکاری در فولادهای گالوانيزه را برای اطمينان از خروج بخارات روی کمتر از فولادهای بدون پوشش انتخاب مي کنند. از طرف ديگر در انتخاب الکترود نيز بايد دقت شود. در صورتي که مقدار گوگرد الکترود زياد باشد ( مانند ER 70S-6 ) باعث مي شود تا روی به درون فلز جوش رسوخ کرده و ايجاد ترک نمايد (بخصوص در فولادهای با پوشش ضخيم). مقدار گوگرد الکترود نبايد از 0.85% بيشتر باشد.
حرارت ناشی از پروسه های جـوشکاری تاثیر قابل توجهی بر نواحی اطراف جوش دارند و باعث خواهد شد که خصوصیات مقاومت به خوردگی در این ناحیه از بین برود. به همین دلیل لازم است تا تمهیداتی در نظر گرفته شود که ضمن عدم کاهش کیفیت جوش، ناحیه جوش به نحو مناسبی پوشش شده تا محصول کارایی مناسبی در سرویس داشته باشد ضمن اینکه از اثرات سوء فلز روی بر جوش جلوگیری شود. فولادهای گالوانیزه در جـوشکاری قوسی با استفاده از الکترودهای فولاد کربنی مستعد به ترک هستند. این ترک ها ناشی از نفوذ روی به مرز دانه ها می باشد و در بعضی از مدارک Zink Penetration crack نامیده می شود. این ترک بیشتر در گلویی جوش های گوشه ایی (fillet) مشاهده شده است.
روی قابلیت حل شدن زیادی در آهن دارد و در اثر ترکیب با آهن کمپلکس های بین فلزی تشکیل می دهد. همچنین در مرز دانه ترکیبات شکننده و با استحکام پایین تشکل شده که ممکن است در تنش های پایین یا در اثر تنش های پسمان با مقدار زیاد دچار fracture شود. این ترک ها زمانی که پوشش در ریشه جوش باشد امکان بروز بیشتری دارند زیرا امکان خروج آنها کاهش خواهد یافت. این موضوع باعث افزایش بروز ترک ها در جوش های گوشه ایی است.
انواع روش های قابل اجرا در جوشکاری فولاد گالوانیزه
فولادهای گالوانیزه را می توان با استفاده از پروسه های زیر جـوشکاری نمود:
- SMAW
- GMAW
- FCAW
- GTAW
- OXW
- Resistance Welding
- Brazing
- Soldering
ایجاد ترک در جوشکاری به چه عواملی بستگی دارد؟
- ضخامت روی
- روش گالوانیزاسیون
- ضخامت فولاد گالوانیزه
- طرح اتصال
- پروسه جوشکاری
این ترک ها بیشتر در فولادهای گالوانیزه با ضخامت بالای روی که به روش Hot-Dipping پوشش شده اند مشاهده شده و امکان وقوع آنها در فولادهای گالوانیزه با ضخامت پایین که به روش الکتروگالوانیزه پوشش شده اند کمتر است. همچنین جوشکاری فولادهای گالوانیزه با استفاده از SMAW امکان بروز ترک کمتری نسبت به GMAW وجود دارد. علت این امر بالاتر بودن حرارت ورودی و کمتر بودن سرعت جوشکاری در SMAW است.
روش‌های به حداقل رساندن ترک خوردگی
- ایجاد یک شیب حداقل 15 درجه و استفاده از درز جوش با پخ یک طرفه یا دو طرفه
- حذف پوشش در ناحیه‌ی اتصال از یک یا هردو سطح به وسیله ی سوزاندن روی سنگ زنی و …
- ایجاد یک فضای حداقل 1/6 میلی متری جهت ایجاد فضای مناسب برای خروج بخار
- انتخاب صحیح مواد مصرفی
نکات ایمنی در جوشکاری فولاد گالوانیزه
در درجه اول، هنگام جوشکاری فولاد گالوانیزه، تجهیزات حفاظتی شخصی مناسب باید مورد استفاده قرار گیرد. این تجهیزات، بسته به شرایط، شامل کلاه ایمنی، دستکش، ژاکت چرمی، و کفش ایمنی دارای پنجه فلزی می شود. با این حال، برخلاف سایر جوشکاری های معمول، جوشکاری فولاد گالوانیزه به یک نوع تجهیزات محافظتی شخصی دیگر نیاز دارد که آن، ماسک اکسیژن است. هنگام جوشکاری فولاد گالوانیزه، به منظور جلوگیری از تنفس و استشمام دود و بخار اکسید روی، وجود یک ماسک اکسیژن ضروری است. تنفس این ماده می تواند موجب بیماری تب دود فلزی شود. قرار گرفتن بیش از حد در معرض روی اکسید از طریق سیستم تنفسی موجب آنفلوانزا با علائم شدید می شود. این قرار گرفتن بیش از حد در معرض روی اکسید حتی می تواند منجر به مرگ شود. همچنین، عقلانی است تا حتی هنگام استفاده از ماسک اکسیژن، در فضایی با تهویه مناسب جوشکاری کنیم.
نتیجه گیری
جوشکاری فولاد گالوانیزه را می توان به صورت امن و مؤثر انجام داد، و از این رو یکسری سنجش های مهم وجود دارد که باید در نظر گرفته شوند. برای این نوع جوشکاری به شیوه امن، نکات امنیتی را باید به دقت رعایت کرد و به منظور حفاظت از جوشکاران در برابر مواد خطرناکی همچون بخارهای سمی، باید از تجهیزات محافظتی شخصی مناسب استفاده شود. همچنین، این بسیار مهم است تا به جزئیات کار، همچون روش گالوانیزه سازی، محيط جوشکاری قطعات، فرایند جوشکاری مورد استفاده و معیارهای ارزیابی جوشکاری آگاه باشید. زمانی که تمام این موارد را در نظر گرفتید، این سبک از جوشکاری می تواند امری بسیار امکان پذیر و عاری از خطر باشد.
منبع:گروه تأمین محتوای فولاد24