زنگ زدگی ، یک شکل مشترک از خوردگی که در هنگام واکنش آهن با اکسیژن و رطوبت روی سطوح فلزی شکل می گیرد ، یک منظره آشنا در ماشین آلات قدیمی ، سازه های فلزی و تجهیزات در فضای باز است. برای کسانی که وظیفه پیوستن به قطعات فلزی زنگ زده را دارند ، یک سؤال اساسی مطرح می شود: "آیا می توان فلز زنگ زده را جوش داد؟" پاسخ کوتاه این است که بله- metal فلز زنگ زده می تواند جوش داده شود - اما زنگ زدگی چالش هایی را ایجاد می کند که باید برای اطمینان از جوش قوی و قابل اعتماد ، مورد توجه قرار گیرد. بدون آماده سازی و تکنیک مناسب ، زنگ زدگی می تواند به مفاصل ضعیف ، نقص و حتی خطرات ایمنی منجر شود.
چرا زنگ زدگی جوش را پیچیده می کند
زنگ زدگی (در درجه اول اکسید آهن) یک فلز {{0} نیست. این ماده ای شکننده و متخلخل است که روند جوشکاری را از چند طریق مختل می کند:
هدایت الکتریکی ضعیف
جوشکاری برای ایجاد قوس (در جوش قوس) یا تولید گرما (در جوشکاری مقاومت) به برق متکی است. زنگ زدگی یک هادی ضعیف از برق است ، بنابراین می تواند جریان الکتریکی مورد نیاز برای تشکیل یک قوس پایدار را مسدود یا پراکنده کند. این بی ثباتی منجر به یک استخر جوش نامنظم می شود و ذوب شدن فلز پایه را به طور مساوی دشوار می کند. به عنوان مثال ، در جوشکاری چوب ، زنگ زدگی بر روی سطح فلز ممکن است باعث شود قوس "پرش" یا خاموش کردن غیر منتظره ای باشد و در نتیجه همجوشی ناقص بین جوش و فلز پایه ایجاد شود.
آلودگی استخر جوش
هنگام گرم شدن در هنگام جوشکاری ، زنگ زدگی به اکسیژن و سایر گازها تقسیم می شود که می تواند استخر جوش مذاب را آلوده کند. این منجر به تخلخل - حباب های گاز کوچک به دام افتاده در جوش جامد شده است. تخلخل با ایجاد شکاف در ساختار آن ، کاهش استحکام کششی و ایجاد مفصل در معرض ترک خوردگی ، جوش را تضعیف می کند. جوش بر روی فلز به شدت زنگ زده ممکن است دارای منافذ قابل مشاهده در سطح آن باشد ، نشانه مشخصی از آلودگی.
همجوشی کاهش یافته
زنگ زدگی به عنوان مانعی بین فلز پایه و جوش عمل می کند. حتی اگر قوس زنگ زدگی را ذوب کند ، فلز زیرین ممکن است به دمای مورد نیاز برای فیوز با فلز جوش نرسد. این منجر به فیوژن ناقص - یک نقص بحرانی که در آن جوش نتواند به طور کامل با فلز پایه پیوند برقرار کند. در موارد شدید ، جوش ممکن است از سطح زنگ زده با حداقل نیروی جدا شود ، گویی که به جای ذوب شده چسبانده شده است.
پراکنده و سرباره افزایش یافته است
ذرات زنگ زدگی موجود در استخر جوش می توانند باعث پراکندگی بیش از حد (قطرات فلزی مذاب که از جوش پرواز می کنند) ایجاد کرده و سرباره (پوشش محافظ از الکترودها) را سخت تر می کند. پاتر یک جوش کثیف ایجاد می کند و ممکن است به سطوح اطراف آسیب برساند ، در حالی که سرباره به دام افتاده در جوش (ورود سرباره) بیشتر مفصل را تضعیف می کند.
هنگامی که فلز زنگ زده می توان جوش داده شد (و چگونه)
با وجود این چالش ها ، فلز زنگ زده با آماده سازی و تنظیم مناسب می توان با موفقیت جوش داده شد. نکته اصلی این است که زنگ زدگی کافی را حذف کنید تا در ضمن تطبیق فرآیند جوشکاری ، همجوشی مناسب را برای تحمل هرگونه آلودگی باقی مانده فراهم کند.
آماده سازی: حذف زنگ زدگی قبل از جوشکاری
مهمترین مرحله تمیز کردن سطح فلز برای از بین بردن زنگ زدگی ، پوسته پوسته و در معرض فلز تازه است. میزان تمیز کردن بستگی به شدت زنگ زدگی دارد:
• زنگ زدگی سبک (یک لایه نازک و پودری) را می توان با یک برس سیم ، کاغذ ماسه ای یا یک چرخ سیم متصل به چرخ چرخ جدا کرد. این امر فلز زیرین را در معرض دید قرار می دهد و به قوس اجازه می دهد تا به صورت تمیز و تمیز فلز را ذوب کند.
• زنگ زدگی سنگین (لایه های ضخیم ، پوسته پوسته یا گودال) نیاز به تمیز کردن تهاجمی تر دارد. یک چرخ با دیسک فلپ یا یک ماسه سنگ می تواند زنگ زدگی عمیق را از بین ببرد ، اگرچه فلز گودال هنوز هم ممکن است دارای رسوبات زنگ زدگی کوچک در گودالها باشد. در چنین مواردی ، تمرکز روی از بین بردن همه زنگ زدگی - زنگ باقی مانده در چاله ها نسبت به زنگ زدگی پوسته پوسته بر روی سطح مضر است.
• مقیاس یا زنگ زدگی محکم (یک لایه سخت و براق) ممکن است نیاز به درمان شیمیایی داشته باشد. مبدل های زنگ زدگی یا پاک کننده های اسیدی می توانند زنگ زدگی را حل کنند ، اگرچه این فلز باید بعد از آن به طور کامل شستشو و خشک شود تا از تشکیل زنگ های جدید قبل از جوشکاری جلوگیری شود.
بعد از تمیز کردن ، سطح را با یک پارچه پاک کنید تا گرد و غبار و آوار از بین برود. هدف این است که حداقل ¼ اینچ از فلز تمیز در امتداد خط مشترک - این تضمین می کند که جوش می تواند مستقیماً با فلز پایه فیوز شود ، نه فقط زنگ زدگی.
انتخاب فرآیند جوشکاری و پارامترها
برخی فرآیندهای جوشکاری بهتر از سایرین زنگ زدگی را انجام می دهند و تنظیم پارامترها می تواند آلودگی را کاهش دهد:
• جوشکاری چوب (SMAW) انتخاب مناسبی برای فلز زنگ زده است ، زیرا پوشش شار آن به محافظت از استخر جوش از گازهای آزاد شده توسط زنگ زدگی کمک می کند. با استفاده از الکترود سلولزی (به عنوان مثال ، E6010 یا E6011) می تواند به لطف قوس تهاجمی آن ، نفوذ قوس را از طریق زنگ زدگی بهبود بخشد. از الکترودهای هیدروژن کم {6} کم (به عنوان مثال ، E7018) برای فلز به شدت زنگ زده-} آنها نسبت به رطوبت و آلودگی حساس تر هستند و خطر تخلخل را افزایش می دهند.
• جوشکاری MIG (GMAW) در صورت استفاده از سیم Cored Flux- (که دارای یک شار محافظ در داخل سیم است) می تواند با زنگ زدگی سبک کار کند. این شار به تله گازهای زنگ زده کمک می کند و باعث کاهش تخلخل می شود. برای MIG با سیم جامد ، اطمینان حاصل کنید که این فلز بسیار تمیز است ، زیرا محافظ گاز بی اثر (آرگون یا Co₂) محافظت کمتری در برابر آلودگی نسبت به شار دارد.
• جوشکاری TIG (GTAW) کمتر از زنگ زدگی است ، زیرا به کنترل دقیق گرما متکی است و هیچ شار برای آلودگی ماسک ندارد. فقط برای فلز زنگ زده که کاملاً تمیز شده است توصیه می شود.
تنظیم پارامترها همچنین می تواند کمک کند:
• برای اطمینان از ذوب شدن فلز پایه در هر زنگ باقیمانده ، آمپراژ را کمی افزایش دهید.
• از طول قوس کمی طولانی تر برای تثبیت قوس در سطوح ناهموار و قبلاً زنگ زده استفاده کنید.
• با سرعت سفر آهسته تر جوش دهید تا گازها از زنگ زدگی برای فرار از استخر جوش قبل از جامد شدن ، باعث کاهش تخلخل شود.
ملاحظات جوش -
پس از جوشکاری ، جوش را برای نقص هایی مانند تخلخل یا همجوشی ناقص بررسی کنید. اگر نقص جزئی وجود داشته باشد ، پاس دوم با الکترود تمیز می تواند آنها را تعمیر کند. برای برنامه های رطوبت در فضای باز یا بالا - ، قسمت جوش داده شده را برای جلوگیری از تشکیل زنگ زدگی جدید ، نقاشی یا پوشش دهید ، زیرا گرمای جوش می تواند پوشش های محافظ را روی فلز اطراف خود دور کند.
محدودیت ها: هنگامی که فلز زنگ زده نباید جوش داده شود
در بعضی موارد ، آسیب زنگ زدگی برای جوشکاری با خیال راحت یا مؤثر بسیار شدید است:
• ضعف ساختاری ناشی از زنگ زدگی: اگر زنگ زدگی بخش های قابل توجهی از فلز را از بین ببرد (به عنوان مثال ، یک پرتوی فولادی با بیش از 20 ٪ ضخامت آن که در زنگ زدگی از دست رفته است) ، جوشکاری ممکن است استحکام آن را بازگرداند. این فلز برای پشتیبانی از بارها بسیار ضعیف است ، حتی با جوش قوی.
• گودال های عمیق با زنگ زدگی پنهان: فلز با گودالهای عمیق پر از زنگ ممکن است روی سطح تمیز ظاهر شود اما هنوز زنگ زنگ زدگی که جوش را آلوده می کند. این امر در قطعات قدیمی خودرو یا تجهیزات دریایی معمول است ، جایی که زنگ زدگی به عمق نفوذ می کند. جوشکاری چنین فلز اغلب منجر به جوش های متخلخل و ضعیف می شود.
• ایمنی - برنامه های مهم: در جوش ساختاری (به عنوان مثال ، پل ها ، کشتی های فشار) یا بار-} اتصالات تحمل ، حتی فلز زنگ زده به آرامی باید کاملاً تمیز شود. هرگونه زنگ زدگی باقیمانده باعث به خطر انداختن یکپارچگی جوش می شود ، که می تواند منجر به نارسایی فاجعه بار شود.
نمونه های واقعی -
جوشکاری فلزی زنگ زده در کار تعمیر رایج است:
• یک کشاورز که یک قاب تراکتور زنگ زده را تعمیر می کند ، می تواند پس از خرد کردن زنگ زدگی ، با استفاده از جوشکاری چوب برای ایجاد یک مفصل قوی ، آن را جوش دهد.
• یک صاحب خانه که یک حصار فلزی زنگ زده را تعمیر می کند ، می تواند زنگ زدگی را با یک برس سیم تمیز کند و از جوش MIG با سیم - cored استفاده کند تا یک راه آهن شکسته را مجدداً انجام دهد.
• تکنسین های خودرو اغلب پانل های بدن زنگ زده را جوش می دهند ، اگرچه ممکن است بخش های به شدت زنگ زده را قطع کرده و اگر گودال خیلی عمیق است ، آنها را با فلز جدید جایگزین کنید.
در هر حالت ، موفقیت به از بین بردن زنگ زدگی کافی بستگی دارد تا همجوشی و انتخاب روند مناسب برای کار فراهم شود.
پایان
فلز زنگ زده را می توان جوش داد ، اما زنگ زدگی چالش های مهمی را ایجاد می کند که نیاز به تهیه و مراقبت دارند. با استفاده از فرآیندهای جوشکاری مناسب (مانند جوشکاری چوب با شار- الکترود روکش شده) و تنظیم پارامترها برای رسیدگی به آلودگی ، جوشکار می توانند اتصالات قوی را در فلز زنگ زده ایجاد کنند. با این حال ، فلز به شدت زنگ زده یا ساختاری ضعیف ممکن است بیش از حد آسیب دیده برای جوشکاری با خیال راحت باشد و به جای آن نیاز به تعویض دارد.
نکته مهم این است که زنگ زدگی مانعی مطلق برای جوشکاری نیست - اما به احترام نیاز دارد. با تمیز کردن کامل و تکنیک هوشمند ، حتی فلز زنگ زده نیز می تواند به جوش های عملکردی و قابل اعتماد بپیوندد. چه برای تعمیرات و چه در ساخت ، پرداختن به زنگ زدگی به درستی تضمین می کند که جوش در آزمایش زمان ایستاده است.
