آیا جوشکاری چدن دشوار است؟ | جوشکاری TIG و MIG | کاربردهای جوشکاری چدن | مزایا و معایب

چدن یکی از آلیاژهای پرکاربرد در جوشکاری می‌ باشد. عموما در چدن از عناصری مانند آهن، کربن ، سیلیسیم ، فسفر، گوگرد و منگنز استفاده می شود. چدن‌ انواع مختلفی دارد و در شکل‌ ها و انواع متفاوت و ویژگی های منحصر به فرد تولید و عرضه می‌ شود. جوشکاری چدن یک فرآیند پیچیده و تخصصی در صنعت است که به دلیل خواص خاص این فلز، نیازمند دقت و مهارت بالایی می باشد. با ما همراه باشید تا با جنبه های مختلف این جوشکاری آشنا شوید.

چدن چیست؟

چدن یک آلیاژ آهنی است که از ترکیب آهن، کربن و سیلیسیم به وجود می‌آید. مقدار کربن در چدن معمولاً بین ۲ تا ۴ درصد است که آن را از فولاد متمایز می‌کند. سیلیسیم نیز عنصری مهم در چدن است که بر خواص آن تأثیرگذار است. چدن به دلیل خواصی مانند مقاومت در برابر سایش و حرارت , قابلیت ریخته گری آسان و قیمت مناسب, در صنایعی مانند خودرو سازی, ساختمانی و ریخته گری بسیار پرکاربرد است.

ویژگی‌های چدن:

• سختی و شکنندگی: چدن معمولاً سخت و شکننده است.
• قابلیت ریخته‌گری: به دلیل سیالیت بالا، چدن به راحتی در قالب‌های مختلف ریخته‌گری می‌شود.
• مقاومت به سایش: چدن مقاومت خوبی در برابر سایش دارد.
• مقاومت به خوردگی: در برخی انواع چدن، مقاومت به خوردگی نیز مشاهده می‌شود.
• قیمت مناسب: نسبت به سایر آلیاژها، چدن معمولاً قیمت کمتری دارد.

انواع چدن:

چدن‌ها بر اساس شکل ظاهری گرافیت موجود در ساختارشان به انواع مختلفی تقسیم می‌شوند که هر کدام ویژگی‌ها و کاربردهای خاص خود را دارند. برخی از مهم‌ترین انواع چدن عبارتند از:

• چدن خاکستری: رایج‌ترین نوع چدن است که گرافیت آن به صورت پولک‌هایی در زمینه آهنی قرار دارد.
• چدن داکتیل (چدن نشکن): گرافیت در این چدن به صورت کره‌های کوچک است که باعث افزایش انعطاف‌پذیری آن می‌شود.
• چدن سفید: گرافیت در این چدن به صورت کاربید آهن وجود دارد و بسیار سخت و شکننده است.
• چدن مالیبل: چدن سفید را با عملیات حرارتی خاصی به چدن مالیبل تبدیل می‌کنند که چقرمگی بالایی دارد.

جوشکاری چدن چیست؟

جوشکاری چدن به دلیل ویژگی‌های خاص این آلیاژ، از جمله وجود کربن آزاد و سیلیسیم، نسبت به فولاد پیچیده‌تر است و نیاز به گرمای زیاد و اغلب تجهیزات گران قیمت دارد . چدن به دلیل تمایل به ایجاد ترک‌های سرد و گرم و همچنین تغییر ساختار در حین جوشکاری، نیاز به مهارت و دقت بالا, گرمای زیاد و اغلب تجهیزات گران قیمت دارد.شما نمی توانید فقط با خواندن یک مقاله مختصر در اینترنت آن را بیاموزید. با این حال ، درک اصول می تواند به شما در آماده سازی یک دوره  کمک کند یا تصمیمات بهتری را در فرایند جوشکاری توسط پرسنل واجد شرایط زیر نظر شما بگیرد.

چالش ها و دشواری های جوشکاری چدن چیست؟

• ترک‌خوردگی: چدن به دلیل انبساط و انقباض متفاوت در حین گرم شدن و سرد شدن، مستعد ترک‌خوردگی است.
• تغییر ساختار: حین جوشکاری، ساختار چدن در ناحیه جوش تغییر کرده و ممکن است خواص مکانیکی آن کاهش یابد.
• انتخاب الکترود مناسب: انتخاب الکترود مناسب برای جوشکاری چدن بسیار مهم است و به نوع چدن و شرایط جوشکاری بستگی دارد.
• تعیین دمای پیش گرم و پس گرم: تعیین دمای مناسب برای پیش گرم و پس گرم به نوع چدن و ضخامت قطعه بستگی دارد.
• انتخاب روش جوشکاری مناسب: انتخاب روش مناسب برای جوشکاری چدن به شرایط جوشکاری و خواص مورد نظر در جوش بستگی دارد.
• کنترل ترک‌خوردگی: کنترل ترک‌خوردگی یکی از مهم‌ترین چالش‌های جوشکاری چدن است.

مراحل جوشکاری چدن

چدن را در درجه حرارت بین 150 تا 500 درجه فارنهایت (65 تا 260 سانتیگراد) نگه دارید. فقط بخش هایی را که نیاز به کار دارند تا دمای 500 تا 1200 درجه فارنهایت (260 تا 649 درجه سانتیگراد) (260 تا 649 درجه سانتیگراد) گرم کنید. در فرایند جوشکاری چدن اطراف آهن را خنک نگه دارید اما نگذارید سرد شود. در صورت امکان شما می توانید از ماشین آلات استفاده کنید تا دمای آهن خود را به اندازه مطلوب گرم نگه دارید. وصله تعمیر خود را به اندازه کافی خنک نگه دارید به اندازه ای که بتوانید با دست لخت خود و با ایمنی آنرا لمس کنید.

1- در جوشکاری چدن ترك ها و برآمدگی ها را با اتصال قسمت ریخته گری كه به عنوان اتصال بین قسمتهای دست نخورده چدن عمل می كند، ترمیم كنید. تکه های جوشکاری شده با استفاده از جوش های کوتاه ، هر یک در حدود 1 اینچ (2.5 سانتی متر) در محل قرار دارند. این کار باعث می شود فلز مورد نیاز کار شما از رسیدن به گرمای بیش از حدآن جلوگیری شود.

2- برای تقویت ترک های بزرگ از تکنیک گلدان استفاده کنید. این تکنیک شامل حفر سوراخ ها به سطح چدن و ​​سپس پیچ کردن پچ ها در محل است. سپس پیچ ها را به عنوان بخشی از کار تعمیر ، جوش می دهید. انتظار دارید در زمان انجام جوشکاری ترک های کوچک در آهن پیدا کنید. این یک قسمت طبیعی و غیرقابل اجتناب از جوشکاری چدن است. از ترکیب آب بندی برای اتصالات و بخش هایی که باید ضد آب باشند استفاده کنید.

روش های جوشکاری چدن :

تکنیک های جوشکاری باید بر اساس مناسب بودن آنها در جوشکاری آلیاژ چدن انتخاب شود. رایج ترین فرایند جوشکاری چدن جوشکاری استیک ، اکسی استیلن ، جوش برنج ، جوشکاری TIG و MIG و جوشکاری قوس الکتریکی است.

جوشکاری قوس الکتریکی (SMAW):

این روش رایج‌ترین روش جوشکاری چدن است. در این روش از الکترودهای مخصوص چدن استفاده می‌شود که معمولاً حاوی نیکل یا آلیاژهای آن هستند.

جوشکاری TIG

جوشکاری تیگ TIG به دلیل کنترل بهتر بر فرآیند جوش و دقت بالا مناسب برای کاربردهای حساس و دقیق است.

جوشکاری MIG

جوشکاری میگ MIG نیز به دلیل سرعت بالا و کیفیت مناسب در اتصالات فلزی، گزینه مناسبی است. در این روش از سیم جوش و گاز محافظ برای ایجاد قوس استفاده می‌شود.

جوشکاری با استیک

جوشکاری استیک که به جوشکاری قوس فلزی محافظ یا MMA نیز معروف است ، از یک الکترود مصرفی پوشیده از شار استفاده می کند. بسته به کاربرد ، رنگ مورد نیاز و میزان استفاده از دستگاه که بعد از جوشکاری باید انجام شود از انواع مختلف الکترود جوشکاری استفاده می شود.

سه نوع پرکننده اصلی وجود دارد که خوب کار می کنند

• الکترودهای پوشیده از چدن
• الکترودهای آلیاژ مس
• الکترودهای آلیاژ نیکل

الکترودهای آلیاژ نیکل محبوب ترین برای جوشکاری چدن هستند. جوشکاری استیک از انواع مختلف الکترود بسته به کاربرد ، ترکیب رنگ و میزان ماشین کاری مورد نیاز بعد از جوشکاری استفاده می کند.

جوشکاری با اكسی استیلن

در جوشکاری اکسی استیلن نیز از الکترودها استفاده میشود و به جای قوس تولید شده توسط جریان ، یک مشعل اکسی استیلن انرژی لازم برای جوشکاری را فراهم می کند. الکترودهای چدن ، و الکترودهای روی مس ، هر دو برای جوشکاری چدن با اکسی استیلن مناسب هستند. باید مراقب باشید از چدن در حین جوش دادن استیلن اکسیده نشود ، زیرا این باعث ریزش سیلیکون و تشکیل آهن سفید در جوش می شود. میله جوشکاری باید در استخر جوشکاری ذوب و نه مستقیم توسط شعله ذوب شود تا شیب دما به حداقل برسد.

جوشکاری برنج

جوش برنج به دلیل تأثیر حداقل بر روی خود فلز پایه ، روشی متداول برای جوشکاری از نوع چدن است.میله جوشکاری پرکننده چسبنده به سطح چدن را فراهم می کند. به دلیل پایین بودن سطح ذوب پرکننده نسبت به چدن ، پرکننده با چدن رقیق نمی شود بلکه به سطح چسبیده است.

نکات مهم در جوشکاری چدن :

• پیش گرم کردن: قبل از جوشکاری، قطعه چدنی باید به دمای مشخصی پیش گرم شود تا از ایجاد تنش‌های داخلی و ترک‌خوردگی جلوگیری شود.
• انتخاب الکترود مناسب: انتخاب الکترود مناسب بر اساس نوع چدن و شرایط جوشکاری بسیار مهم است.
• کنترل حرارت: حرارت ورودی به جوش باید به دقت کنترل شود تا از ایجاد ترک‌خوردگی جلوگیری شود.
• پس گرم کردن: پس از جوشکاری، قطعه باید به آرامی سرد شود تا تنش‌های داخلی کاهش یابد.
• تمیز بودن سطح برای جوش برنج بسیار مهم است زیرا پیوستگی به کیفیت پرکننده سطح فلز پایه بستگی دارد.
• استفاده از شار برای جلوگیری از تشکیل اکسیدها در حین تراشیدن طبق طراحی ماشینی رایج است. شار یک مایع است که باعث خیس شدن می شود و به این وسیله اجازه می دهد جریان پرکننده بر روی قطعات فلزی بپیوندد. همچنین قسمت هایی از اکسیدها را تمیز می کند تا پرکننده محکم تر به قسمت های فلزی بچسبد.

مراحل مهم در جوشکاری چدن

1- فرایند جوشکاری  باید براساس جوشکاری چدن با دقت انتخاب شوند.  ترک خوردگی معمولاً در مرحله انقباض حرارتی رخ می دهد. با سرد شدن جوش و انقباض ، تنش کششی ایجاد می شود. اگر چدن به نقطه بحرانی برسد ، جوش ترک می خورد. احتمال ترک خوردگی با استفاده از استرس فشاری برای مقابله با استرس کششی هنگام خنک شدن کاهش می یابد.

2- جوشکارها از تکنیکی به نام لایه برداری (ضربات متوسط ​​با چکش) به یک مهره جوش تغییر شکل پذیر استفاده می کنند در حالی که جوش هنوز نرم است. لایه برداری خطر ترک خوردگی در جوش را کاهش می دهد ، اما فقط باید در هنگام کار با فلز، جوش نسبتاً انعطاف پذیر تلاش کرد.

3- مرحله آخر جوشکاری کنترل خنک کننده است. در این فرایند از مواد عایق برای کاهش سرعت خنک کننده در حد امکان استفاده می شود یا گرمای دوره ای را به جوش اعمال می کند تا روند خنک کننده طبیعی را کندتر کند.

معرفی دستگاه جوش ویژه جوشکاری چدن:

دستگاه جوش آرگون دیجیتالی 8850

این دستگاه جوش دارای طراحی خاص، سبک و قابل حمل، پنل و بدنه فلزی مستحکم است. دستگاه جوش آرگون دیجیتالی 200 آمپر پالسی AC/DC وینر مدل 8850 به همراه لوازم جانبی مانند تورچ آرگون, کابل جوش , انبر اتصال , انبر جوش ,شلنگ گاز ارائه میشود.

دستگاه جوش اینورتر MIG 5510

این دستگاه جوش دارای کابل ارت جهت محافظت از مدار در برابر نوسانات برق و جلوگیری از برق گرفتگی است. جهت مشاوره خرید دستگاه جوش اینورتر چند کاره 250 آمپر وینر مدل 5510 کلیک کنید.

کلام وینر

جوشکاری چدن در صنایع مختلفی از جمله خودروسازی، ساختمانی، و ماشین‌ آلات صنعتی در مواردی مانند ترمیم قطعات چدنی شکسته، اتصال قطعات چدنی به یکدیگر و ساخت قطعات جدید کاربرد دارد.کاربردهای متنوع این جوشکاری به دلیل انعطاف‌ پذیری و مقاومت بالای آن در برابر فشار و حرارت می‌باشد. برای کسب اطلاعات بیشتر در زمینه جوشکاری می توانید با کارشناسان وینر در ارتباط باشید.

منابع: wikihow  – reliance