جوشکاری ورق ضدسایش هاردوکس؛ نحوه انجام آن و استانداردها

زمانی که ورق‌های فولادی درتماس با یکدیگر قرار می‌گیرند دچار ساییدگی می‌شوند به این معنی که بخشی از ذرات سطحی آنها به مرور کنده می‌شوند. به همین جهت نیاز به ورق‌هایی با سختی بالاتر نسبت به سایش برای کاربری‌های خاص وجود دارد. ورق‌های ضد سایش هاردوکس یکی از شناخته شده ترین برندهای ورق‌های ضد سایش هستند. با توجه به افزایش سختی در این نوع از ورق‌های فولادی، هنگام جوشکاری ورق ضدسایش هاردوکس نکاتی وجود دارد که باید آنها را رعایت نمایید. به همین جهت در این مقاله نحوه جوشکاری ورق ضد سایش هاردوکس را بررسی خواهیم نمود.

نحوه جوشکاری ورق ضد سایش هاردوکس

درساخت ورق های ضدسایش هاردوکس از آلیاژی استفاده می‌شود که کربن بیشتری نسبت به سایر ورق‌های فولادی دارد. این آلیاژ باعث افزایش سختی فولاد شده است و مقاومت خوبی در برابر لغزش و ضربه زدن و خراش در این نوع ورق‌های ایجاد کرده است. به همین دلیل برای یک مقاومت مشخص  می‌توان از ورق‌های ضد سایش با ضخامت پایین تر و درنتیجه وزن کمتر نسبت به سایر ورق‌های فولادی استفاده نمود. با توجه به نوع آلیاژ  به کار رفته در تولید انواع ورق هاردوکس شکل‌پذیری، مقاومت در برابر هوا و همچنین میزان سختی آنها متفاوت است. این تفاوت‌ها باعث شده که ورق‌های هاردوکس 400، 450، 500 و 600 به ترتیب بیشترین میزان تقاضا را در بازار داشته باشند. توجه داشته باشید که قیمت ورق ضدسایش با توجه به آلیاژ و ضخامت آن تعیین می‌شود.   

افزایش کربن در آلیاژ ورق‌های ضدسایش در کنار افزایش سختی این نوع ورق‌ها، موجب شده که شکنندگی آنها نیز افزایش پیدا کند و همچنین مقاومت کمتری در برابر کشش داشته باشند. به همین جهت برای انجام جوشکاری ورق ضد سایش هاردوکس مانند جوشکاری ورق گالوانیزه باید مراحلی خاص طی شود.  هر یک از این مراحل بر روی کیفیت جوش و درنتیجه کیفیت محصول نهایی بسیار تاثیر گذار هستند. از آنجایی که ورق ضد سایش هاردوکس در ساخت ماشین آلات و ابزارهای مهم صنعتی و ساختمانی بسیار کاربرد دارد باید جوشکاری ورق ضد سایش هاردوکس به بهترین شکل انجام شود تا خسارات مالی و جانی حاصل از شکست جوش در پی نداشته باشد. بر اساس استاندارد en1011 و خواص ورق ضد سایش هاردوکس استفاده از روش‌های معمول جوشکاری مانند جوشکاری زیرپودری، الکترود برق و جوشکاری با گاز محافظ co2و آرگون برای این نوع ورق‌ها ممکن است. اما برای گرفتن نتیجه مطلوب رعایت نکات جوشکاری همچون رعایت نکات جوشکاری لوله مانیسمان جهت کاهش دادن احتمال ترک خوردگی ورق  از اهمیت بالایی برخوردار است.  عواملی که هنگام جوشکاری ورق ضد سایش هاردوکس باید به آنها توجه داشته باشید عبارت‌اند از:  

تمیز کردن محل جوش

یکی از مهم‌ترین نکات در جوشکاری محصولات فولادی مختلف مانند جوشکاری پروفیل سبک  و سنگین، تمیز کردن محل جوش از انواع آلودگی‌ها، رطوبت و روغن است. در هنگام جوشکاری  این مواد ممکن است با فولاد واکنش دهند و درنتیجه کیفیت جوش را کاهش دهند. توجه داشته باشید که در جوشکاری ورق ضد سایش هاردوکس علاوه بر تمیز کردن آلودگی‌های معمول باید اطمینان حاص کنید که محل جوشکاری خشک و عاری از هرگونه سرباره برش،زنگ زدگی، رنگ، پوسته و سایر ناخالصی‌ها  به خصوص هیدروژن باشد.

پیش گرم کردن

گرم کردن ورق قبل از جوشکاری یا به اصطلاح پیش گرم کردن، باعث می‌شود که جوشکاری ورق ضد سایش هاردوکس بهتر انجام شود و کیفیت جوشکاری افزایش پیدا کند.  دمای پیش گرم کردن با توجه به گرید ورق ضد سایش هاردوکس و ضخامت آن تعیین می‌شود. به عنوان مثال دمای پیش گرمایی برای ورق ضدسایش هاردوکس 400 با ضخامت 40 میلی متر معادل 75 درجه سانتی گراد است. در حالی که دمای پیش گرمایش ورق ضدسایش هاردوکس 500 با ضخامت 20 میلی متر 100 درجه می‌باشد. به طور کلی می‌توان گفت با افزایش ضخامت و گرید ورق، دمای پیش گرم کردن نیز افزایش پیدا می‌کند.

 در هنگام جوشکاری ورق ضد سایش هاردوکس ممکن است نیاز باشد که ورق‌هایی با ضخامت یا گریدهای مختلف را به یکدیگر متصل کنید. هنگامی‌که ضخامت ورق‌های ضد سایش با یکدیگر متفاوت است، دمای پیش گرم کردن با توجه به ورق ضخیم تر تعیین می‌شود. همچنین در مواقعی که ورق‌هایی با گرید یا آلیاژ متفاوت باید به یکدیگر جوش داده شوند، دمای پیش گرم کردن بر اساس ورقی که به بیشترین دمای پیش گرمایش نیاز دارد، تعیین می‌شود. توجه داشته باشید که دمای محیط نیز بر روی دمای پیش گرم کردن تاثیر گذار است. به همین جهت در محیط‌های مرطوب و مکان‌هایی که دمای هوا کمتر از 5 درجه سانتی گراد است توصیه می‌شود،  دمای پیش گرم کردن 25 درجه بیشتر از حداقل دمای پیش گرمایش مشخص شده برای محیط‌های معمول باشد.   

گرمای ورودی

هنگامی‌که عملیات جوشکاری مثل جوشکاری میلگرد و ورق ضدسایش هاردوکس انجام می‌شود، اطراف ناحیه جوش نیز حرارت بالایی خواهند داشت که به آن گرمای ورودی گفته می‌شود. این مسئله بر خصوصیات مکانیکی منطقه تحت تاثیر حرارت (HAZ) تاثیر می‌گذارد و مقاومت این منطقه  را ‏ در برابر سایش کاهش می‌دهد. به همین جهت در هنگام جوشکاری ورق ضد سایش هاردوکس باید سعی شود تا جای ممکن گرمای ورودی کاهش پیدا کند. از آنجایی که فرآیندهای مختلف جوشکاری بازده حرارتی متفاوتی دارند، با انتخاب روش مناسب جوشکاری و افزایش سرعت جوشکاری می‌توان گرمای ورودی را کاهش داد.  کاهش گرمای ورودی باعث چقرمگی بهتر، سختی بیشتر، تغییر شکل کمتر، تنش پسماند کمتر و کاهش اعوجاج می‌شود.

مواد مصرفی جوشکاری

با توجه به خاصیت ضدسایش ورق‌های هاردوکس،  برای جوشکاری این ورق‌ها نیز باید از موادی استفاده نمود که خاصیت ضد سایش داشته باشند تا مکان جوش نرمتر از سایر بخش‌های ورق نباشد. برای جوشکاری ورق های ضدسایش هاردوکس می‌توان از مواد مصرفی مانند فولادهای زنگ نزن آستنیتی، غیرآلیاژی و کم آلیاژ استفاده نمود. نکته مهمی‌ که در هنگام انتخاب مواد مصرفی جوشکاری باید در نظر داشته باشید کم بودن مقدار هیدروژن در این مواد است. زیرا وجود هیدروژن باعث ترک خوردگی هیدروژنی در ورق‌های ضدسایش می‌شود. به همین جهت توصیه می‌شود از مواد غیرآلیاژی یا کم آلیاژ با میزان هیدروژن کمتر یا مساوی 5 میلی‌لیتر در هر 100 گرم از فلز جوش استفاده شود. در صورت تعیین میزان هیدروژن، برای جوشکاری ورق‌های ضدسایش هاردوکس می‌توان انواع سیم‌های جوش توپر را در روش‎ MAG ‎و‎ TIG ‎ استفاده نمود.

گاز محافظ در جوشکاری ورق ضدسایش

در جوشکاری ورق ضد سایش هاردوکس گازهای محافظی به کار برده می‌شوند که برای جوشکاری سایر فولادهای بدون آلیاژ و کم آلیاژ استفاده می‌شوند. معمولا مخلوطی از گاز آرگون (Ar) و دی اکسید کربن (CO2)به عنوان گاز محافظ جوشکاری استفاده می‌شود. این ترکیب به دلیل تسهیل ایجاد قوس، کاهش جرقه، کم کردن اکسیدها، ایجاد قوس پایدار، کاهش تخلخل، کاهش جرقه یا انسداد نازل جوش و افزایش نفوذ فلز جوش بیشتر مورد استفاده قرار می‌گیرد. همچنین به طور معمول مقدار کمی ‌اکسیژن جهت تثبیت بیشتر قوس و کاهش میزان پاشش به مخلوط گازهای محافظ اضافه می‌شود.  توجه داشته باشید که انتخاب ترکیب گازهای محافظ جوشکاری به شرایط جوشکاری بستگی دارد. به عنوان مثال در جوشکاری دستی بهتر است ترکیب  ۱۸ تا ۲۰ درصد CO2 در آرگون مورد استفاده قرار بگیرد. درحالی که برای  جوشکاری اتوماتیک یا روباتی استفاده از ۸ تا ۱۰ درصد CO2 در آرگون نتیجه مطلوب تری به همراه دارد.

ترتیب جوشکاری ورق ضدسایش هاردوکس

نکته دیگری که در هنگام جوشکاری ورق ضد سایش هاردوکس باید به آن توجه داشته باشید، ترتیب جوشکاری می‌باشد.  با توجه به این که احتمال ایجاد ترک خوردگی هیدروژنی در محل اتصال وجود دارد، مکان ابتدا و انتهای جوشکاری نباید در گوشه قرار بگیرد. به همین دلیل توصیه می‌شود در هنگام جوشکاری ورق ضد سایش هاردوکس نقطه شروع و پایان 5 تا 10 سانتی متر از گوشه فاصله داشته باشد. همچنین توجه داشته باشید که شکاف محل اتصال نباید از 3 میلی متر بیشتر باشد.

در جوشکاری ورق ضدسایش هاردوکس چه نکاتی را رعایت کنیم؟

علاوه بر نکات ذکر شده تا به این جای مقاله، موارد دیگری نیز وجود دارد که باید در هنگام جوشکاری ورق ضدسایش هاردوکس یا سایر جوشکاری‌ها آنها را رعایت نمایید. عدم توجه به این نکات ایمنی می‌تواند خسارات مالی و جانی جبران ناپذیری را به همراه داشته باشد. نکات ایمنی که در هنگام جوشکاری ورق ضد سایش هاردوکس باید به آنها توجه داشته باشید عبارت‌اند از:

• استفاده از پوشش مناسب مانند لباس آستین بلند، دست کش بلند و مقاوم در برابر آتش و جرقه، کفش و یا چکمه ایمن، کلاه مقاوم به اشعه، حفاظ صورت و ماسک جوشکاری دستی.
• مهم ترین و ضروری ترین وسیله ای که در هنگام جوشکاری باید مورد استفاده قرار بگیرد عینک و نقاب است. زیرا هر نوع جوشکاری دو نوع اشعه مرئی و غیر مرئی به وجود می‌آورد که برای چشم و پوست بسیار آسیب زا هستند و حتی می‌توانند باعث کوری موقت فرد شوند.
• مکان جوشکاری باید تهویه مناسبی داشته باشد. زیرا گازهای حاصل از جوشکاری بسیار سمی‌ هستند و در درازمدت می‌توانند باعث ایجاد انواع بیماری‌ها شوند.
• از آنجایی که جوشکاری ورق ضد سایش هاردوکس با انتشار جرقه‌های آتش همراه است، مکان جوشکاری باید مورد بررسی قرار بگیرد و اطمینان حاصل شود که هیچ گونه مواد اشتعال زایی در محیط وجود ندارد.
• همچنین از آنجایی که معمولا جوشکاری با برق فشار قوی انجام می‌شود، زمین محل جوشکاری نیز باید کاملا خشک باشد تا از برق گرفتگی و خطرات احتمالی جلوگیری شود. در صورت خیس بودن زمین می‌توانید از مواد عایق الکتریسیته مانند لاستیک و خورده‌های چوب به عنوان زیرپایی استفاده کنید.
• در هنگام جوشکاری ورق ضدسایش هاردوکس، بسیار مهم است که ورق توسط گیره یا ابزارهای مشابه مهار شود. این کار از خطا در حین جوشکاری و ایجاد اعوجاج در حین و بعد از جوشکاری تا حد زیادی جلوگیری می‌کند.

بیشتر بخوانید: کاربرد ورق ck45 در صنعت

کلام آخر

ورق ضدسایش هاردوکس یکی از پرکاربردترین ورق‌ها در صنایع مختلف است. برای استفاده از این ورق به طور قطع نیاز به جوشکاری ورق ضدسایش هاردوکس وجود خواهد داشت. انجام جوشکاری با روشی اصولی و توجه به نکاتی مانند تمیز کردن محل جوش، پیش گرم کردن، کاهش گرمای ورودی، به کارگیری مواد مصرفی جوشکاری و گاز محافظ مناسب باعث بهبود جوشکاری ورق ضدسایش هاردوکس و درنتیجه کاهش هزینه‌ها  می‌شود