انواع فرایند های جوشکاری استنلس استیل (فولاد ضد زنگ)

تغییر شکل در فلز و جوش های زغالی شده معمولاً از مشکلاتی هستند که هنگام جوشکاری کردن فولاد ضد زنگ رخ می دهند. 

فولاد ضد زنگ ترکیباتی شبیه به فولاد کربنی را دارد، البته به آن تعدادی عناصر آلیاژی مانند کروم و مولیبدن افزوده شده است. اضافه کردن این دو ماده در کنار دادن ویژگی های گوناگون یا بهبود دادن خواص قبلی فولاد ضد زنگ، چالش هایی را هنگام پیوند زدن دو قطعه از این آلیاژ را به همراه خواهد داشت. 

به عنوان مثال میزان اکسیژنی که در مجاورت فولاد ذوب شده قرار دارد را باید به کمترین میزان رساند. رفتار قسمتی که بر روی آن جوش انجام می شود، در مقایسه با فولاد کربن و آلومینیوم متفاوت است. رسانایی گرمایی فولاد ضد زنگ بسیار پایین تر است. به همین دلیل باید مواظب بد شکلی و میزان گرمای ورودی مورد نیاز باشید. 

هنگام جوشکاری با فولاد ضد زنگ، معیار های مختلفی را باید مورد توجه قرار داد. یکی از این معیار ها نوع فرایند جوش مورد استفاده است که در مورد آن توضیحات مفصلی داده خواهد شد. 

انواع روش های جوشکاری فولاد ضد زنگ

1. روش میگ (MIG) یا GMAW

جوشکاری میگ یا مَگ (MAG) که نام کامل آن جوشکاری قوسی با گاز محافظ یا جوشکاری فلز گاز خنثی است، یکی از روش های بسیار رایج جوشکاری فولاد ضد زنگ می باشد. شباهت های زیادی بین جوشکاری میگ فولاد ضد زنگ و فولاد کربنی وجود دارد. در این روش نیازی به استفاده از درایو رول های بخصوصی نیست و قطبیت الکتریکی نیز تغییر نمی کند. با این حال ترکیب گاز محافظ برای دو آلیاژ متفاوت است. مقادیر پایین تر اکسیژن را هنگام جوشکاری فولاد ضد زنگ می توان بکار برد؛ به همین دلیل میزان اکسیژن یا کربن دی اکسید بهتر است تا در محدوده 2 درصد نگه داشته شود. 

 استفاده از مخلوط های سه تایی به عنوان گاز های محافظ که معمولاً شامل آرگون، هلیوم و اکسیژن یا کربن دی اکسید می باشند، رایج است.

به این دلیل که مقاومت به خوردگی هم در جوش و هم در ماده پایه نیاز است، سیم جوش نیز باید از جنس فولاد ضد زنگ باشد. به علاوه، برای جلوگیری از ایجاد ترک، سیم فیلر و فلز پایه باید از نوع فولاد کربن پایین باشند و یا پایدار کننده هایی چون تانتالوم یا نیبیوم را دارا باشند. 

2. جوشکاری تیگ (TIG) یا GTAW

 جوشکاری تیگ یا تنگستن گاز خنثی یکی از روش های رایج جوشکاری فولاد ضد زنگ به شمار می رود. این فرایند همچنین شباهت هایی را بین زمانی که برای جوشکاری فولاد ضد زنگ و فولاد کربنی بکار می رود، دارا است. هر دو ماده نیاز به جریان مستقیم الکترود منفی یا DCEN (Direct current electrode negative) هستند. معمولاً 100 درصد از گاز محافظ آرگون یا هلیوم در این روش مصرف می شود. همانند روش میگ، روش تیگ نیز نیازمند فیلری از جنس فولاد ضد زنگ است تا جوش تشکیل شده به خوبی در برابر خوردگی مقاوم باشد.

گرید های کربن پایین یا پایدار شده فولاد ضد زنگ را باید به عنوان فلز فیلر استفاده نمود، و فلز پایه نیز باید از نوع کربن پایین و پایدار شده باشد. کج شدگی و تغییر شکل های ناهنجار از مشکلات اصلی هنگام جوشکاری فولاد ضد زنگ است، بنابراین باید سرعت حرکت بالا و مقدار گرمای ورودی پایین باشد. 

3. جوشکاری FCA یا FCAW

معمولاً فرایند های جوشکاری که در آنها از فلوکس (Flux) یا پودر استفاده شود، خیلی برای فولاد ضد زنگ مناسب نیستند. با این حال روش جوشکاری قوس الکتریکی توپودری را می توان برای این آلیاژ بکار برد. در صورتی که بخواهید از گاز محافظ استفاده نمایید، باید از ترکیبات مخصوصی برای گاز محافظ استفاده نمود. جوشکاری FCAW که در آن از گاز محافظ استفاده شود برای فولاد ضد زنگ بهتر است؛ زیرا در مقایسه با روش FCAW معمولی (جوشکاری FCAW خود محافظ) که در آن خود پودر به عنوان محافظ عمل می کند، بهتر می توان فلز جوش را از هوای بیرون حفظ نمود. 

4. جوشکاری MCAW

با استفاده از گاز محافظ و سیم جوش مناسب، روش MCAW را می توان برای ساخت جوش های با کیفیت بر روی فولاد ضد زنگ بکار برد. 

5. جوشکاری LBW

جوشکاری با پرتوی لیزری (Laser Beam Welding) معمولاً زمانی بر روی فولاد ضد زنگ اعمال می شود که به سرعت حرکت بالا و میزان گرمای مصرفی پایینی نیاز باشد. برای جلوگیری از ایجاد تخلخل و ترک باید با استفاده از گاز محافظ، سطح فلز را از اکسیژن محافظت نمود. جوشکاری LBW هیچگاه بصورت دستی انجام نمی شود و در صورتی که قصد انجام این جوشکاری را دارید، باید از دستگاه های مخصوص برای این روش استفاده نمایید.