نکات مهم درباره جوشکاری چدن
آشنایی با چدن‌ها
چدن‌ها خانواده‌ای از آلیاژ‌های آهنی هستند که از آهن و کربن تشکیل شده‌اند و به انگلیسـی چدن‌ها با نام Cast Iron شناختــه می‌شوند. چدن‌ها به لحاظ نوع به چهار گروه اصلی ۱) چدن خاکستری ۲) چدن سفید ۳) چدن مالیبل ۴) چدن داکتیل قابل تقسیم هستند.
تقریبـــاً تمام چدن‌ها به غیر از چدن داکتیل، ترد هستند و ضربـــه‌پذیری کمی دارند امـــا چدن‌ها بعلت قابلیت خوب ماشینکاری، جذب ضربه، مقاومت به خوردگی بالا دارای کاربرد وسیعـــی در صنعت می‌باشند. رایج‌ترین نوع چدن مورد استفاده در صنعت چدن خاکستری می‌باشد
وجه تمایز چدن‌ها و فولاد‌ها، میزان کربن موجود در آن‌ها می‌باشد به نحوی که فولاد حداکثر حاوی ۲ درصد کربن می‌باشد اما چدن می‌تواند بین ۲ تا ۶٫۶۷ درصد کربن داشته باشد.
آشنایی با انواع چدن‌ها
شناخت صحیح انواع چدن‌ها، مهمترین گام در جهت تعیین روش صحیح جوشکاری در صورت امکان جوشکاری چدن می‌باشد. در ادامه با چهار گروه اصلی چدن‌ها که شامل ۱) چدن خاکستری ۲) چدن سفید ۳) چدن مالیبل ۴) چدن داکتیل است، آشنا خواهیم شد.
چدن خاکستری
چدن خاکستری یا به انگلیسی Grey Cast Iron، حاوی بین ۲٫۵ تا ۴ درصد کربن به همراه ۱ تا ۳ درصد سیلیسیم است. وجود سلیسیم به اندازه کافی و همچنین آهسته سرد کردن مذاب آن سبب می‌شود کربن موجود در داخل مذاب به شکل گرافیت در داخل ریز ساختار چدن تشکیل شود. علت نام‌گذاری چدن خاکستری، به علت رنگ متمایل به خاکستری سطح مقطع شکست آن است. مقاومت به سایش و خوردگی در حین حال قابلیت خوب دفع ارتعاش این نوع چدن را به یکی از پر مصرف‌ترین انواع چدن‌ها برای ساخت بدنه ریختگی بسیاری از ماشین آلات صنعتی تبدیل کرده است.
چدن سفید
چدن سفید یا به انگلیسی White Cast Iron، نوعی از چدن است که به علت آنکه مقطع شکست آن براق و کمی متمایل به سفید است به چدن سفید شهرت یافته است. چدن سفید حاوی مقدار غیر کافی سیلیسیم برای تشکیل گرافیت است و کربن موجود در ساختار به صورت سمنتیت (Fe۳C) تشکیل می‌شود البته برای تشکیل سمنتیت سریع سرد کردن مذاب ضروری می‌باشد. چدن سفید به علت داشتن سمنتیت مقاومت به سایش بالایی دارد اما در عین حال ترد بودن آن، کاربرد آن را برای ساخت قطعات محدود کرده است.
چدن مالیبل
چدن مالیبل یا به انگلیسی Malleable Cast Iron، نوعی چدن است که از عملیات حرارتی خاص چدن سفید حاصل می‌شود. در عملیات حرارتی برای ایجاد چدن مالیبل، زنجیره‌های سمنتیت می‌شکنند و به گرافیت تبدیل می‌شوند که همین سبب افزایش انعطاف‌پذیری و کاهش شکنندگی چدن خواهد شد. این نوع عملیات حرارتی نیازمند صرف زمان بالا برای گرم کردن و بسیار آهسته سرد کردن برای تشکیل ریز ساختار مناسب می‌باشد. گاهی اوقات چدن مالیبل با نام چدن چکش خوار، نیز شناخته می‌شود.
چدن داکتیل
چدن داکتیل یا به انگلیسی Ductile Cast Iron، نوعی از چدن است که علاوه بر سلیسیم با افزودن منیزیم و گاهی اوقات نیکل به مذاب سبب می‌شوند تا گرافیت بجای شکل ورقه‌ایی که در چدن خاکستری وجود دارد به صورت کروی تشکیل شود که سبب افزایش شکل‌پذیری آن و بهبود استحکام کششی چدن خواهد شد. چدن داکتیل با نام چدن نودولار (Nodular) یا چدن گرافیت کروی نیز شناخته می شوند.
جوشکاری چدن
جوشکاری چدن سخت و دشوار است امــا غیر ممکن نیست و معمولاً جوشکاری چدن بعنوان یک روش تولیدی در نظر گرفتـــه نمی‌شود، روش تولید قطعات چدنـی در صنعت بیشتر با رویکرد ریختـــه‌گری انجام می‌شود و جوشکاری چدن به منظور تولید قطعات در صنعت کمتـــر مورد توجه قرار می‌گیرد و بیشترین کاربرد جوشکاری چدن بشرح زیر است:
۱) برطرف كردن بعضی عیوب ریختــه‌گری مانند: حفره‌های گازی، حفره‌های ناشی از ریزش ماسه یا حبس سرباره و ترک‌های موضعی
۲) تعمیر قطعات مستهلک یا قطعات شكسته شده
۳)جبران خطا‌های ناشی ماشینکاری اشتباه قطعات
چه نوع چدنی قابلیت جوشکاری دارد؟!
سؤالی که ممکن است پیش بیاید این است که آیا تمام انواع چدن‌ها قابلیت جوشکاری دارند؟! پاسخ خیر است. علاوه بر مشکلات گفته شده برای جوشکاری چدن‌ها فقط برخی از آن‌ها را می‌توان جوشکاری کرد که در ادامه بررسی خواهیم کرد.
چدن خاکستری: به سختی قابل جوشکاری است.
چدن سفید: جوشکاری آن تقریباً غیر ممکن است.
چدن مالیبل: جوشکاری آن خواص چدن را تغییر می‌دهد و آن را بی‌فایده می‌کند. لذا جوشکاری آن عملی نیست.
چدن داکتیل: قابل جوشکاری است اما به ندرت انجام می‌شود.
در ادامه به برخی از نکات اشاره خواهیم کرد که باید برای انجام جوشکاری چدن مد نظر قرار بگیرند.
مشکلات رایج در جوشکاری چدن
تشکیل فاز‌های سخت و ترد، تشکیل این فاز‌ها مشکلات عدیده‌ایی مانند: دشوار شدن ماشینکاری، تضعیف شدن قطعه در برابر ضربه و…. را به همراه دارد. اصصلاحاً به تشکیل فاز‌های سخت و ترد حین جوشکاری چــدن، الماسه شدن گفته می‌شود.
احتمال وقوع ترک خوردن جوش در منطقـه فلزجوش یا منطقه متاثر از حرارت یا HAZ، مقاومت کم فاز‌های سخت و ترد تشکیل شده پس از جوشکاری چدن خطر ایجاد ترک در جوش را بشدت افزایش می‌دهد بطوریکه منطقه جوشکاری شده مقاومت لازم در برابر تنش‌های پسماند جوشی و تنش‌های انقباضی را معمولاً ندارد و اگر به درستـی این مسأله در نظر گرفتــه نشود احتمال وقوع ترک خوردن جوش بشدت بالا می‌رود.
جوشکـــاری چــدن بشدت مستعد ایجاد حفره‌ها و مک در داخل فلز جوش می‌باشد و تشکیل حباب‌های گازی همچون CO۲ یا CO یکی دیگر از مشکلات رایج در جوشکاری چدن می‌باشد.
نکات مهم دررابطه با جوشکاری چدن
در رابطه با جوشکاری چدن باید دو عامل مهم را مد نظر قرار داد که این دو عامل برای جوشکاری به دو بخش قبل و حین جوشکاری تقسیم‌بندی می‌شوند که این دو عامل در یک دستور العمل جوشکاری یا WPS معتبر به خوبی مورد توجه قرار گرفتـه‌اند.
عوامل مهم در قبل جوشکاری چدن
عوامل مهم قبل جوشکاری چدن می‌توان به موارد زیر اشاره کرد:
استفاده از الکترود جوشکاری نیکلی در جوشکاری الکترود دستی
استفاده از انرژی جوش کم
پیشگرم كردن
استفاده پخ مناسب برای جوشکاری با درز پهن و باز در حدود ۶۰ تا ۹۰ درجه [ انواع پخ‌های جوشکاری را مطالعه کنید]
استفاده از شدت جریان كم
استفاده از الکترود با قطر کم
عوامل مهم در حین و بعد از جوشکاری چدن
عوامل مهم در حین و بعد از جوشکاری چدن می‌توان به موارد زیر اشاره کرد:
عدم از حرکت زیگزاگی الکترود جوشکاری به منظور تقلیل انرژی جوش
ضربه زنی (عملیات مکانیکی پسا جوشکاری) به جوش بلافاصله بعد از جوشکاری
پسگرم یا PWHT جوشکاری کردن
استفاده از توالی جوشکاری مناسب
این صفحه را با دیگران به اشتراک بگذارید و امتیاز بگیرید
برای نوشتن دیدگاه باید وارد بشوید.