با بیش از ربع قرن تجربه در زمینه ارائه انواع محصولات استنلس استیل

قيمت ورق استيل؛ فروش انواع ورق استيل صنعتي و ورق استنلس استيل در آلياژ و ضخامت هاي مختلف. با حرفه‌اي‌ها خريد کنيد تلفن: 35089-021

مقدمه جوشکاری ورق استیل

ضریب انتقال حرارت ورق استیل (مخصوصاً گروه آستنیتی) کمتر و ضریب انبساط حرارتی آنها بالاتر از کربن استیل است. بنابراین علی‌رغم اینکه در جوشکاری، گرما و در نتیجه آمپر کمتری لازم دارند، ولی میزان پیچیدگی قطعات آنها از کربن استیل بیشتر می باشد. از طرف دیگر هر یک از گروه‌ها دارای ویژگی خاص در جوشکاری می باشند مانند:

گروه ورق استیل آستنیتی: تمایل به ترک گرم مانند اکثر آلیاژهای تک فاز با شبکه  FCC
گروه ورق استیل مارتنزیتی: ایجاد ترک سرد ناشی از سخت شدن منطقه جوش
گروه ورق استیل فریتی: کاهش چقرمگی ناشی از رشد دانه ها در منطقه جوش چون در طول گرم و سرد شدن، تغییر فازی رخ نمی‌دهد تا ساختار جوانه زایی نماید.
گروه ورق استیل دوپلکس: کاهش چقرمگی ناشی از ایجاد بیش از اندازه فاز فریت در مواردی که الکترود مناسب به کار نرود.
گروه ورق استیل رسوب سختی: سخت شدن ناشی از تغییرات ساختار جوش

اما وجه مشترک تمام آلیاژهای فوق در جوشکاری، لزوم محافظت کافی فلز جوش از اکسیداسیون، تمیزی قطعه قبل از جوشکاری، انتخاب روش جوشکاری مناسب، رعایت پارامترهای جوشکاری و . . . می باشد.
 

گرچه ورق استیل به دلیل داشتن عناصر آلیاژی عموماً دارای دمای کارکرد بالاتری از کربن استیل می باشد، ولی وجود همین عناصر در موقع جوشکاری (ذوب الکترود و آلیاژ در منطقه جوش) آنها را نسبت به اکسیداسیون و سوختن عناصر آلیاژی حساس تر می نماید. بنابراین در اینجا وجود یک محافظ خوب در مقابل اکسیداسیون از اهمیت بالاتری برخوردار است.
 

به طور کلی دو نوع محافظ در جوشکاری ورق استیل وجود دارد:

1-محافظ جامد با فلاکس: این محافظ در روشهای ذیل به کار می رود:
الف-در روش جوشکاری دستی ورق استیل با الکترود (SMAW) فلاکس به صورت روکش جامد با ضخامت یکنواخت بر روی الکترود کشیده شده است.
ب-در روش جوشکاری ورق استیل با فیلر توپودری (FCAW) به صورت پودر در مغز فیلر موجود است.
ج-در روش جوشکاری ورق استیل زیر پودری (SAW) به شکل پودر که جلوتر از منطقه ذوب بر روی درز جوش ریخته می شود.
در کلیه این روشها فلاکس همزمان با ذوب فیلر با ایجاد گاز هایی از رسیدن هوا به منطقه قوس جلوگیری نموده و مذاب آن به دلیل سبکی سریعاً بر روی فلز جوش در حال انجماد قرار گرفته و آن را تا مرحله سرد شدن محافظت می نماید. در مورد الکترود ها و فیلترهای مخصوص استیل، جنس این فلاکس ها عموماً از ترکیبات فلورید سدیم و کلسیم می باشند که خاصیت انحلال اکسید کروم (ترکیب بسیار دیر ذوب) آنها بسیار عالی می باشد.
 

2-محافظ گازی: این گازها معمولاً آرگون یا هلیوم یا . . . می باشند که در روشهای ذیل به کار می رود:
الف-در روش جوشکاری ورق استیل با تنگستن و گاز محافظ (GTAW) که علاوه بر محافظت فلز جوش نقش محافظت از الکترود تنگستن را نیز دارد.
ب-در روش جوشکاری ورق استیل با فیلر ذوب شونده و گاز محافظ (GMAW)
به دست آوردن جوش بدون عیب مخصوصاً در روش‌های بدون فلاکس (روش‌های محافظ با گاز) دقت بیشتری لازم دارد. چون در این روش ها فلاکسی جهت پاکسازی منطقه جوش وجود ندارد.
همانطور که قبلاً عنوان گردید کربن در اکثر موارد به دلیل بلوکه کردن کروم باعث کاهش مقاومت به خوردگی ورق استیل می‌گردد. بالا رفتن کربن در حین جوشکاری ورق استیل ممکن است ناشی از تجزیه گریس ها، روغن‌ها، آب صابون تراشکاری و . . . باشد که با استفاده از انواع چربی زداهای آلی مانند پرکلرواتیلن، استات اتیل و یا انواع پودرهای پاک کننده می توان آنها را به راحتی پاک نمود. اکسید های سطحی احتمالی را نیز با روش اسید شویی یا روشهای مکانیکی نظیر سند بلاست یا گریت بلاست، برس زنی با برس هایی از جنس استیل قابل حذف می باشند. لبه های برش شده نیز با سنگ ساب مخصوص استیل یا دستگاه پخ زن مکانیکی تمیز کاری و آماده سازی می گردند.
 

روش های جوشکاری ورق استیل

انواع روش های جوشکاری ورق استیل با قوس الکتریکی که معمولاً در مورد ورق استیل به کار می روند عبارتند از:
 

جوشکاری دستی ورق استیل با الکترود روکش دار (SMAW)

در این روش فیلر جوشکاری با یک لایه جامد پوشش داده می‌شود که در موقع ایجاد قوس تجزیه شده و با ایجاد گازهای محافظ، اکسیژن را از محیط قوس دور نگه می‌دارد.
 

روش فوق نسبت به روش های دیگر دارای مزایای زیر می باشد:
1-موجود بودن الکترودهای آلیاژی متنوع
2-عدم نیاز به گاز محافظ
3-ارزانی دستگاه های جوشکاری آن
4-عدم نیاز جوشکار به تخصص بالا
 

معایب روش جوشکاری دستی ورق استیل عبارتند از:

1-از نظر اقتصادی به دلیل تبدیل روکش به گل جوش و مصرف نشدن ته الکترودها، راندمان آن پایین می باشد.
2-امکان به دام افتادن سرباره در جوش در صورتی که گل های بین هر پاس به خوبی تمیز نگردد.
3-روکش الکترود ها معمولاً به رطوبت حساس می باشند.
 

بنا به علل فوق در جوشکاری دستی با الکترود (خصوصاً ورق استیل) حتماً بایستی به نکات ذیل به دقت توجه نمود. رعایت این موارد تا حدود بسیار زیادی عیوب جوشکاری را کاهش داده و مانع از ایجاد خواص نامطلوب در فلز جوش می گردد:

1-پیش از جوشکاری ورق استیل، ناحیه جوش از هرگونه مواد خارجی نظیر سرباره برشکاری، چربی و . . . به خوبی تمیز گردد.
2-درموقع جوشکاری ورق استیل حرکت زیاد موجی الکترون توصیه نمی گردد. به طور کلی حرکت دست بایستی چنان باشد تا پهنای گرده جوش از حدود ۴ برابر قطر مغزی الکترود یا ۱۵ میلیمتر بیشتر نگردد.
3-سعی شود ضخامت هر پالس جوش از ۵ میلیمتر بیشتر نگردد.
4-بین هر پاس جوش با سنگ یا برس مخصوص استیل به خوبی تمیز گردد.
5-در جوشکاری ورق استیل از پشت پاس ریشه به خوبی با سنگ مخصوص استیل تمیز گردد.
6-از کاربرد الکترود های با قطر بیشتر از ۵ میلیمتر اجتناب شود.
7-از مرطوب شدن روکش الکترود جلوگیری نموده و ترجیحاً قبل از مصرف آنها را در آون حرارت داده تا رطوبت ظاهری و شیمیایی آن تبخیر گردد.
8-از کاربرد الکترود هایی که روکش آنها جدا شده یا شکل فیزیکی و ظاهری آن تغییر یافته اجتناب شود.
9-از آلوده شدن روکش الکترود به چربی و مواد عالی دارای کربن، هیدروژن و . . . جلوگیری شود.
10-در جوشکاری ورق استیل (مخصوصاً آستنیتی) تا حد امکان طول قوس، کوتاه نگه داشته شود.
11-آمپر مناسب جهت هر الکترود با توجه به قطر آن به درستی تنظیم گردد. معمولاً بهترین میزان آمپر توسط سازنده الکترود بر روی بسته آن درج می شود.
 

جوشکاری ورق استیل با الکترود تنگستن و گاز محافظ (GTAW)

در این روش که به آن تیگ (TIG) نیز گفته می‌شود، قوس الکتریکی ما بین الکترود غیر مصرفی تنگستن (یا تنگستن-توریم) و قطعه کار برقرار شده و گرمای لازم جهت ذوب فیلر بدون روکش که توسط اپراتور به منطقه جوش وارد می‌شود، به وجود می‌آید. در بعضی از موارد، خصوصاً جوشکاری قطعات نازک، فیلر لازم نبوده و قوس به وجود آمده با ذوب دو سمت درز جوش، قطعات را به هم متصل می نماید. به جهت محافظت منطقه جوش و الکترود تنگستن در مقابل اکسیداسیون، گاز محافظ از داخل مشعل و روی الکترود تنگستن عبور نموده و به منطقه جوش رسانده می شود.

گاز مورد استفاده در این روش معمولاً آرگون یا هلیم یا مخلوط آن دو می باشد. برای روش های غیر اتوماتیک تیگ و قطعات نازکتر معمولاً آرگون ارجحیت دارد. زیرا با استفاده از آن شروع قوس، کنترل حوضچه مذاب و پوشش گاز بر روی حوضچه راحت تر و بهتر می باشد. هلیم گرمای بیشتری تولید نموده و نفوذ بیشتری دارد و بنابراین در قطعات ضخیم تر می توان از آن استفاده نمود. همچنین در روش‌های اتوماتیک تیگ، می توان سرعت بیشتری اعمال نموده و جوش با ظاهر زیباتری به دست آورد. اما شروع قوس در آن مشکل تر می باشد.

جوش حاصل از روش تیگ با استفاده از گازهای با خلوص بالا مخصوصاً بدون هیدروژن، اکسیژن، نیتروژن، رطوبت و رعایت شرایط جوشکاری ورق استیل معمولاً دارای کیفیت بسیار بالایی از نظر چقرمگی و عدم وجود ناخالصی ها می باشد. ولی به دلیل نرخ رسوب گذاری و سرعت طولی کم، معمولاً در قطعات نازک تر از ۶ میلیمتر و یا فقط در پاس های ریشه استفاده شده و کاربرد آن در پر نمودن تمام پاس‌های قطعات ضخیم وقت گیر بوده و معمولاً غیر اقتصادی می‌باشد.

در جوشکاری سربه‌سر قطعات نازک تر از حدود ۵ میلی متر ورق استیل به خصوص انواع آستنیتی، به جهت جلوگیری از اکسیداسیون فلز جوش یا قطعه کار از پشت، استفاده از گاز محافظ آرگون پشت بند توصیه می گردد. این عمل در مورد جوشکاری لوله استیل به راحتی با بستن دو سمت لوله و گذراندن حدود ۲ الی 5 لیتر بر دقیقه گاز آرگون از داخل آن امکان پذیر می باشد. در مورد ورق استیل می توان از یک قطعه ناودانی شکل که موقتاً به پشت قطعه متصل می‌گردد، استفاده نمود. در مواقعی نیز از پشت بندهای مسی و گذر گاز آرگون جهت خنک کاری و جلوگیری از اکسیداسیون پشت قطعه استفاده می شود. این روش مخصوصاً در مواقعی که همزمان با یک فیکسچر از رو نیز مهار شود، به خوبی مانع از اعوجاج ورق استیل نازک نیز می‌شود. استفاده از گاز پشت بند در مورد جوش‌های گوشه ای، قطعات ضخیم تر و جوش‌هایی که بعداً پاس ریشه آنها از داخل سنگ زده شده و مجدداً جوشکاری می گردند لازم نمی باشد. زیرا با این عمل منطقه اکسید شده پشت برداشته شده و مجدداً ترمیم می گردد. ولی بهتر است در پشت جوش گوشه قطعات نازک از مبرد مسی استفاده شود.

نوع جریان و پلاریته آن تأثیر مهمی در نفوذ و پهنای جوش دارد. جوش حاصل از جریان DC با الکترود تنگستن مثبت دارای نفوذ کمتر و پهنای بیشتر و برعکس آن جوش حاصل از جریان DC با الکترود تنگستن منفی دارای نفوذ بیشتر و پهنای کمتر می باشد (البته در روش هایی مانند SMAW که الکترود مصرف شدنی وجود دارد، این حالت برعکس می باشد). جریان AC نسبت به دو حالت قبل، پهنا و نفوذ متناسبی به وجود می‌آورد. به طور کلی کاربرد جریان DC با الکترود منفی بهتر بوده ولی در قطعات نازک معمولاً از جریان DC با الکترود مثبت یا جریان AC استفاده می شود. از طرف دیگر در آلیاژهایی نقطه ذوب پایین داشته و تمایل به تشکیل اکسید های سطحی دارند (مانند آلومینیوم و منیزیم) جوشکاری با جریان AC توصیه می گردد.

جوشکاری ورق استیل با فیلر ذوب شونده و گاز محافظ (GMAW)

در این روش که با آن میگ-مگ (MIG-MAG) نیز گفته می شود، قوس الکتریکی مابین فیلر بدون روکش و قطعه کار برقرار شده و گرمای لازم جهت جوشکاری به وجود می‌آید. با مصرف شدن فیلر، دستگاه تغذیه کننده به طور دائم و با سرعت ثابت، فیلر را از درون مشعل مخصوص به منطقه قوس ارسال می کند. در اینجا نیز به جهت محافظت منطقه جوش در مقابل اکسیداسیون، گاز محافظ توسط نازل به منطقه جوش رسانده می شود.

جوشکاری میگ-مگ معمولاً با جریان DC با الکترود مثبت انجام می شود که از نظر نحوه ایجاد قوس و انتقال مذاب سیم جوش به منطقه جوش به چند دسته تقسیم می شود.

حالت اتصال کوتاه با مخلوط گاز محافظ هلیوم+آرگون+2.5 درصد دی اکسید کربن برای استفاده در ولتاژ پایین و فیلرهایی با قطر کم بوده و در نتیجه برای قطعات نازک مناسب می باشد. چون گرمای ورودی کمی ایجاد نموده و موجب رشد آنها در منطقه HAZ نیز نمی گردد. عیب عمده این روش، احتمال ذوب ناقص در منطقه جوش است. اصول این حالت، عبور جریان برق از پل قطرات مذاب تشکیل شده بین فیلر-قطعه و تامین گرمای لازم می باشد.

حالت اسپری با گاز آرگون به اضافه یک درصد اکسیژن جهت کار با فیلترهای قطر زیاد در ولتاژ بالا و قطعات ضخیم بوده و با ایجاد جوشی با نفوذ کامل‌تر عموماً در حالتهای تخت و افقی کاربرد دارد. ترشوندگی بهتر و قوس پایدارتر از مزایای افزودن اکسیژن می باشد. روش تکامل یافته‌تر پالس اسپری با همین شرایط برای کلیه حالات جوشکاری استفاده می گردد. همچنین در این روش گرمای کمتری به منطقه جوش وارد شده و بنابراین رشد آنها کمتر می باشد. به طور کلی در جوشکاری GMAW (و روش‌های دیگر گاز محافظ) اثر هلیم افزودن پهنا و عمق نفوذ جوش می باشد. همچنین در جوشکاری ورق استیل به این روش استفاده از گاز دی اکسید کربن خالص به دلیل احتمال افزایش کربن و کاهش سیلیسیم و منگنز  مرسوم نمی باشد. در مواقعی که سرعت جوشکاری بیشتر از 750 میلیمتر بر دقیقه باشد استفاده از گاز محافظ پشت مسیر جوش توصیه می گردد.
جوش مداری نوعی دستگاه بر اساس روش GMAW می باشد که جهت انجام جوش های خاصی نظیر جوشکاری تیوب به تیوب شیت مبدل های حرارتی با کیفیت و سرعت بالا طراحی و ساخته شده است.
 

جوشکاری ورق استیل با فیلر توپودری (FCAW)

در این روش پودر محافظ در مغز فیلر مصرفی موجود بوده و مانند روش میگ-مگ، دستگاه تغذیه کننده با سرعت ثابت فیلر را وارد منطقه ذوب می نماید. در تعدادی از فیلرها زیر پودری به جهت محافظت بهتر و یا ایجاد قوس های کنترل شده، همزمان استفاده از گاز محافظ نیز توصیه می گردد. با فیلرهای EXXXT-1 گاز محافظ CO2 به کار می‌رود که کمی باعث افزایش کربن و کاهش عناصر اکسید شونده می گردد. گاز محافظ آرگون به اضافه اکسیژن که با فیلرهای EXXXT-2 به کار می‌رود نیز کمی باعث کاهش عناصر اکسید شونده می گردد. فیلرهای EXXXT-3 گاز محافظ نیاز ندارند. در این حالت نیز بایستی دقت نمود که عناصر اکسید شونده کاهش یافته و معمولاً نیتروژن افزایش می‌یابد. افزایش نیتروژن در ورق استیل آستنیتی باعث کم شدن درصد فریت جوش و افزایش ترک های میکروسکوپی می‌گردد. به طور کلی در این روش باید از طول قوس بلند و آمپر پایین (ولتاژ بالا) اجتناب ورزید.

جوشکاری زیر پودری ورق استیل (SAW)

در این روش پودر محافظ در جلوی منطقه جوش بر روی درز جوش مجهز به نوار پشت بند ریخته می شود. فیلر بدون روکش با سرعت ثابت از بین پودر وارد منطقه جوش گردیده و در زیر پودر، قوس الکتریکی تشکیل و دو لبه آلیاژ را به هم متصل می کند. در نهایت مقداری از پودر ذوب شده و به گرده جوش چسبیده و مابقی آن توسط مکنده به دستگاه تغذیه رسانده شده و دوباره مصرف می گردد. جوشکاری زیر پودری معمولاً با جریان AC و DC انجام می‌شود ولی جریان DC مخصوصاً برای قطعات نازک ارجحیت دارد. میزان جریان به کار رفته معمولاً ۲۰ درصد کمتر از موارد مشابه در جوشکاری کربن استیل می باشد. چون مقاومت الکتریکی ورق استیل عموماً بالاتر از کربن استیل می باشد.

از نظر متالورژیکی هر یک از روشهای ذکر شده ذاتاً دارای مزایا و معایبی می باشند که در بخش‌های بعدی برای هر یک از گروههای ورق استیل به آن اشاره خواهد شد. ولی به طور کلی در مورد روش زیر پودری (SAW) باید گفت که صرف نظر از عملی بودن آن در کلیه محدوده های ضخامت، بنا به دلایل ذیل در مورد ورق استیل کمتر استفاده می گردد:
1-کنترل ترکیب فلز جوش در اینجا مهم تر از کربن استیل است بسیار مشکل می باشد. به عنوان مثال سیلیسیم که معمولاً باعث ترک گرم فلز جوش می‌گردد معمولاً افزایش می‌یابد.
2-چقرمگی فلز جوش به دلیل بزرگ شدن اندازه دانه‌ها ناشی از گرمای بالا و سرعت انجماد آهسته، کم می باشد.
3-به علت گرمای بالا و سرعت انجماد آهسته، امکان جدایش عناصر زیاد می باشد.
4-پهنای جوش و در نتیجه حجم جوش آن بالا بوده و امکان ایجاد ترک در آن بالا می باشد.
5-درصد فری در فلز جوش ورق استیل آستنیتی در این روش معمولاً بالاتر از میزان مطلوب است.
6-در جوشکاری کلیه آلیاژها با این روش، احتمال به دام افتادگی فلاکس در زیر گرده جوشی که حتی از نظر ظاهری بسیار تمیز و سالم به نظر می‌رسد وجود دارد.
 

انتخاب روش جوشکاری ورق استیل

در انتخاب روش جوشکاری علاوه بر مزایا و معایب ذکر شده در قسمت های قبل، ضخامت ورق استیل یکی از پارامترهای مهم می باشد که علاوه بر جنبه عملی بایستی به جنبه اقتصادی آن نیز توجه شود. به عنوان مثال همانطور که قبلاً اشاره شد استفاده از روش GTAW در جوشکاری قطعات ضخیم تر از 6 میلیمتر عملی بوده ولی معمولاً اقتصادی نمی باشد.

فیلر های جوشکاری

فیلر ها معمولا موادی هستند که برای جوشکاری ورق استیل به کار رفته و به سه دسته تقسیم می شوند:
1-الکترود های روکش دار برای جوشکاری SMAW: مطابق استاندارد AWS این الکترودها جهت ورق استیل به صورت مثال زیر شماره‌گذاری می گردند.
E316L-16
E: نشانه الکترود روکش دار
316L: ترکیب فلز جوش
16: مشخصه جریان/وضعیت جوشکاری
 

باید توجه داشت که ترکیب آلیاژ در فیلرها دقیقاً مطابق با شماره آن در استاندارد AISI برای آلیاژها نمی‌باشد و به علل مختلف تغییراتی در آن داده شده است. مثلاً معمولاً درصد عناصر اصلی آنها (مثلاً کروم) بالاتر از ترکیب اصلی می باشد تا کاهش عناصر در حین جوشکاری به سبب اکسیداسیون یا رقیق شدن جوش ناشی از ذوب فلز پایه جبران گردد. تفاوت مشخصه جریان و وضعیت جوشکاری ورق استیل ناشی از تفاوت در ترکیب روکش الکترود می باشد که برای استفاده در جریان ها و حالات مختلف جوشکاری ورق استیل تولید می گردند. استاندارد نامگذاری بر اساس استاندارد AWS-A5.4 می باشد.
الکترودهای سری EXXX-15 به عنوان پایه این سیستم می باشند. در روکش الکترود های سری EXXX-16 عناصر یونیزه کننده مانند پتاسیم برای کار در ولتاژ متناوب به کار رفته است. بعد از سال ۱۹۹۲ الکترودهای سری EXXX-17 از طریق اصلاح سری EXXX-16 و تعویض مقداری از اکسید تیتانیم آن با سیلیس به وجود آمد. بنابراین خواص کلی آن مانند قبلی بوده و فقط سطح جوش تمیزتری داشته و گل جوش آن راحت‌تر کنده می شود.
ترکیب روکش الکترود های سری EXXX-25 و EXXX-26 به ترتیب مشابه سری های EXXX-15 و EXXX-16 می باشد، با این تفاوت که در سری های فوق ترکیب مفتول مغزی الکترود با آلیاژ اصلی متفاوت بوده و حتی در مواردی کربن استیل ساده می باشد. در این الکترودها عناصر آلیاژی از طریق اضافه نمودن پودر آنها به روکش الکترود تامین شده است. بنابراین معمولاً این دو سالی دارای روکش های ضخیم تر از سری های قبل هستند.
به طور کلی آمپر مناسب جهت الکترود بستگی به قطر مفتول آن داشته و معمولاً بهترین میزان آن توسط سازنده الکترود توصیه می گردد.

2-مفتول های بدون روکش برای جوشکاری GTAW, GMAW, SAW: مطابق استاندارد AWS این مفتول ها جهت استنلس استیل به صورت ذیل شماره گذاری می گردند:
ER316L
ER: نشانه مفتول بدون روکش
316L: ترکیب فلز جوش
مفتول ها عموماً به شکل سیم بوده اما در بعضی از فرآیندهای روکش کاری با جوش از تسمه آنها نیز استفاده می شود.

3-مفتول های توپودری (مغز فلاکس) برای جوشکاری FCAW ورق استیل: مطابق استاندارد AWS-A5.22 این مفتول ها جهت استنلس استیل به صورت زیر شماره‌گذاری می گردند:
E316LT-1
E,T: نشانه مفتول توپودری
316L: ترکیب فلز جوش
1: مشخصه گاز محافظ اضافی
 

انواع اتصال و انواع وضعیت های جوشکاری ورق استیل

اتصال دو قطعه به هم را به یکی از پنج شکل سر به سر، سپری، گوشه‌ای، روی هم و لبه ای و با انواع مختلف روش‌ها مانند پیچ، پرچ، لحیم و یا جوش می توان انجام داد. در صورتی که این اتصال با روش جوشکاری انجام شود انواع جوش مختلفی مانند جوش گوشه ای (یا گلویی) و جوش سر به سر بدون لبه سازی و یا با لبه سازی‌های گوه ای، لاله ای، نیم لاله ای و نیم گوه ای خواهیم داشت.

جهت اتصال بهتر دو قطعه به هم و ایجاد جوشی بدون عیب بایستی نکاتی را در فاصله گذاری و یا لبه سازی (پخ زنی) قطعات قبل از جوشکاری رعایت نمود. برای ایجاد پخ ها روشهای متعددی وجود دارد:
1-سنگ زنی برای قطعات نازک
2-روش های حرارتی برش شیب دار مانند هوابرش برای کربن استیل و پلاسما برای ورق استیل
3-روش های مکانیکی براده برداری با دستگاه مخصوص

برای قطعات تا ضخامت ۳ میل پخ لازم نمی باشد. از ضخامت 4 الی ۱۵ میل پخ یک طرفه و برای ضخامت بیشتر از ۱۵ میل استفاده از پخ دو طرف توصیه می گردد. چون در یک ضخامت مشخص حجم جوش و مصرف الکترود در پخ دوطرفه (ترجیحاً از نوع لاله ای در ضخامت های بالای ۲۰ میل) نسبت به یک طرفه بسیار کمتر می باشد. به عنوان مثال مصرف الکترود در جوشکاری یک ورق ۱۶میل با پخ گوه ای یک طرفه حدود ۳ کیلوگرم بر متر با پخ گوه ای دو طرف 2.2 کیلوگرم بر متر، با پخ لاله ای دو طرفه 1.8 کیلوگرم بر میل می باشد. باید در نظر داشت که مصرف الکترود کمتر علاوه بر جنبه اقتصادی باعث کاهش عیوبی نظیر تابیدگی و پیچیدگی قطعه نیز می گردد.
یکی دیگر از پارامترهای مهم، وضعیت های مختلف قطعه کار در حین فرایند جوشکاری ورق استیل است. وضعیت های اصلی در جوشکاری ورق استیل به چهار صورت تخت، افقی، عمودی و بالاسری هستند. اگرچه دسته بندی فوق در کارهای عادی گویا می باشد ولی در عمل و در جوشکاری انواع قطعات شامل ورق استیل، لوله استیل، فلنج و غیره حالت های مختلف و گاه ترکیبی پیش می‌آید که نیاز به تقسیم‌بندی جزئی تری است. در کدهای آمریکایی ASME/AWS وضعیت های جوشکاری برای جوش های سر به سر به صورت 1G,2G و برای جوش های گوشه ای به صورت 1F,2F جهت انواع اتصالات تعریف گردیده اند. این وضعیت ها در نوشتن روش های جوشکاری و انجام آزمایشات جوش و جوشکاری ورق استیل کاربرد دارند.
در جوشکاری ورق استیل برای به دست آوردن جوش با کیفیت بهتر، رساندن وضعیت قطعه به حالتی که گرده جوش به صورت افقی قرار گیرد ارجح می باشد. این عمل برای ورق استیل نسبتاً راحت بوده و برای قطعاتی نظیر لوله استیل، قطعات استوانه ای، فلنج ها از تجهیزاتی نظیر غلتک دوار و میز دوار استفاده می شود.

انواع عیوب و کیفیت جوش ورق استیل

برخلاف تصور عمومی منظور از کیفیت جوش تنها شکل ظاهر جوش نبوده بلکه عواملی نظیر عیوب داخلی و استحکام بسیار مهم تر می باشند.
به طور کلی عیوب جوشکاری ورق استیل نوعی ناپیوستگی می باشند چون با تشکیل آنها در فلز جوش یا فلز پایه، نوعی غیر یکنواختی در خواص متالورژیکی و یا فیزیکی و مکانیکی به وجود می‌آید. بنابراین ناپیوستگی واژه کلی تری بوده و لزوماً (مانند تغییر ساختار منطقه HAZ) ممکن است یک عیب نباشد. ناپیوستگی تحت اثر جوشکاری ورق استیل تنها در فلز جوش نبوده و ممکن است در فلز پایه نیز به وجود آید که در بعضی مواقع عوامل و یا عیوب قبلی نیز در به وجود آمدن آن موثر می باشد. گرچه مشکلات و مسائل جوشکاری گروه‌های مختلف آلیاژی یکدیگر متفاوت می‌باشد، ولی بسیاری از ناپیوستگی ها در آنها به صورت مشترک بوده که در ادامه به اهم آنها پرداخته خواهد شد.

1-حفرات: حفرات گازهای به دام افتاده در موقع انجماد فلز جوش بود که شامل انواع مختلفی می باشد: یکنواخت پخش شده ناشی از روش جوشکاری غلط یا مواد جوشکاری نامناسب یا هر دوی آنها، خوشه ای ناشی از شروع یا قطع نامناسب قوس، خطی ناشی از گازهای حاصل از تجزیه از آلودگی‌ها، لوله ای ناشی از یک یا کلیه موارد قبل که به شکل پیوسته تری ظاهر می گردد.
راههای جلوگیری: تمیزکاری خوب قطعات قبل از جوشکاری ورق استیل خصوصاً از آلودگی های آلی، نگهداری حوضچه مذاب جوش به مدت طولانی تر با کاهش سرعت جوشکاری ورق استیل، رطوبت گیری الکترودها، کاهش نفوذ هوا به منطقه جوش با کمتر نمودن طول قوس، استفاده از الکترودهای کم هیدروژن، استفاده از فولادهای کم گوگردتر و . . . 
2-آخال ها: مواد غیر فلزی یا فلزی به دام افتاده در فلز جوش یا بین فلز جوش و فلز پایه بوده که شامل انواع مختلفی می باشد، مانند: سرباره گل جوش ناشی از مواد به سرباره گل جوش که به سبب روش جوشکاری غلط، تمیز کاری نادرست، طرح اتصال نامناسب و غیره به دام افتاده اند. نوع دیگر آن ذرات تنگستنی بوده که در روش GTAW به سبب چسبیدن الکترود تنگستن به فلز مذاب یا آمپر زیاد جوشکاری به وجود آمده و در رادیوگرافی معمولا به صورت ذرات روشن تر دیده می شود.
راههای جلوگیری: تمیز کاری خوب جرم ها و اکسید های ناشی از برشکاری قبل از جوشکاری ورق استیل، تمیز کاری خوب قطعات در بین پاس‌های جوش، رعایت دقیق متغیرهای جوشکاری ورق استیل در روش‌های نظیر است SAW و GTAW
3-عدم ذوب: در این حالت جوش به درستی سطوح اتصال و یا پاس های قبلی را ذوب ننموده که معمولا به علت روش جوشکاری غلط، طرح اتصال نامناسب و غیره می باشد.
راه های جلوگیری: انتخاب طرح اتصال مناسب تر، اعمال شدت جریان بیشتر و سرعت جوشکاری کمتر، تمیزکاری جرم‌ها، اکسیدهای ناشی از برشکاری قبل از جوشکاری ورق استیل.
4-عدم نفوذ در این حالت جوش به درستی به ریشه نفوذ ننموده که معمولا به علت روش جوشکاری غلط، طرح اتصال نامناسب و غیره می باشد.
راه های جلوگیری: انتخاب طرح اتصال مناسب تر، اعمال شدت جریان بیشتر و قوس کوتاه تر و سرعت جوشکاری کمتر، انتخاب الکترود با قطر کمتر در پاس اول  تا بین دو قطعه پل ایجاد نشده و نفوذ کامل گردد، عدم حرکت الکترود در یک طرف اتصال موقع جوشکاری ورق استیل و انتخاب زاویه مناسب، انتخاب روش های جوشکاری با نفوذ بهتر مانند GTAW، در صورت امکان سنگ زنی از پشت و اعمال جوش پشتی.
5-بریدگی فلز پایه کنار جوش: در این حالت در فلز پایه و کناره گرده یا ریشه جوش فرورفتگی ناشی از روش جوشکاری غلط یا جریان زیاد جوشکاری ورق استیل به وجود می‌آید.
راه‌های جلوگیری: اعمال شدت جریان کمتر و انتخاب زاویه جانبی الکترود مناسب در جوشکاری های گوشه ای.
6-پر نشدن فلز جوش کنار جوش: این عیب عدم پر شدن کنار درز جوش بوده که ناشی از عدم مهارت جوشکار می باشد.
روش اصلاح: اضافه نمودن یک پاس بر روی جوش قبلی می باشد.
7-روی هم افتادن فلز جوش بر روی فلز پایه: در این حالت جوش بدون ذوب یا ایجاد نفوذ، بر روی لبه فلز پایه قرار می‌گیرد که معمولا به علت انتخاب غلط مواد جوشکاری یا روش جوشکاری ورق استیل، طرح اتصال نامناسب، اکسید های سطحی و غیره می باشد.
8-چند پوستگی فلز پایه
9-چند پوستگی و جدایش فلز پایه
10-درز و روی هم افتادگی فلز پایه
11-گسیختگی لایه ای فلز پایه نزدیک به HAZ
12-ترک ها: ترک ها در فلز پایه یا فلز جوش در موقعی که شدت تنش های موضعی از حد تنش نهایی کششی بیشتر شود به وجود می آید. انواع ترک ها از نظر شکل ظاهری عبارتند: طولی، عرضی، در چاله جوش، در گرده جوش، در فصل مشترک جوش و فلز پایه، در ریشه جوش، مجاور جوش در فلز پایه، ترک های میکروسکوپی در جوش
ترک ها از نظر محدوده دمای تشکیل به دو صورت گرم و سرد می‌باشند. منشاء به وجود آورنده ترک‌ها در آلیاژهای مختلف و در روش‌های گوناگون جوشکاری ورق استیل بسیار متنوع و گاهی پیچیده بوده که تعدادی از آنها عبارتند از: انقباض (زیاد) در حین انجماد، عدم کفایت اندازه جوش، شکل نامناسب (مقعر) گرده جوش، سرعت بالای جوشکاری ورق استیل و در نتیجه گرم شدن و سرد شدن ناگهانی، وجود گاز ها خصوصاً هیدروژن، عدم انجام پیش گرم و پس گرم در مواقعی که نیاز باشد، انجام پیش گرم و پس گرم در مواقعی که نیاز نباشد، تغییر ساختار و ایجاد فازهای سخت و ترد.
ترک جزو معدود عیوبی هستند که وجود آنها به هر اندازه غیرقابل قبول می باشد. چون با ایجاد تمرکز تنش، احتمال گسیختگی ناگهانی را بسیار بالا می‌برند. نکته مهم دیگر اینکه هرگز بر روی پاسی از جوش که ترک دارد جوشکاری ورق استیل ادامه نیابد. انجام پاس بعدی جوش ممکن است ظاهراً ترک را ذوب نموده و آن را از بین ببرد ولی در صورت باقی ماندن ریشه هایی از آن در جوش قبلی، ترک مجدداً رشد نموده و به سطح یا عمق خواهد رفت. بهترین راه حل قبل از جوشکاری ورق استیل، سنگ زنی کامل ترک و اطراف آن و سپس آزمایش مایع نافذ می باشد.
13-پاشش ها: در این حالت، پاشش‌هایی از ذرات جوش دو طرف جوش به صورت پراکنده می شوند.
راه های کاهش یا حذف: اعمال شدت جریان کمتر، ایجاد پلاریته صحیح توصیه شده برای الکترود، رطوبت گیری الکترودها، ایجاد قوس کوتاه تر، اصلاح زاویه الکترود.
14-تقعر و تحدب بیش از اندازه: تقعر تا اندازه ای مجاز می باشد ولی بیش از آن معمولاً مطلوب نبوده و باعث ایجاد ترکهای طولی در وسط جوش می گردد. بر خلاف تصور، تحدب بیش از اندازه (گرده بسیار برآمده) نیز مطلوب نمی باشد. استحکام خستگی فلز جوش با افزایش زاویه گرده جوش به صورت خطی کم گردیده و احتمال به وجود آمدن ترک در فصل مشترک جوش و فلز پایه وجود دارد. در مواردی که جوش تحت تنش های خستگی بسیار بالایی باشد، گرده جوش را حتی تا مرحله صاف شدن آن سنگ می زنند.
در جوش های سر به سر حداکثر برآمدگی یا همان تقویت گرده از سطح فلز پایه حداکثر ۳ میلیمتر می باشد. در جوش های گوشه ای بستگی به پهنای گرده جوش دارد.
15-بالا پایین: منظور از بالا پایین بودن دو قطعه نسبت به هم دیگر می باشد که معمولا بر اثر عدم دقت در مونتاژ یا گاهی به علت تنش های زیاد جوش به وجود می‌آید.
16-تابیدگی: اعوجاج یافتن قطعه بر اثر جوشکاری ورق استیل می‌باشد که بسته به نوع اتصال و شکل قطعه یا قطعاتی که به هم جوش می شوند به حالاتی نظیر خمش، کمانش، پیچش و غیره دیده می شود. متاسفانه معمولا به علت ضریب انتقال حرارت کمتر و ضریب انبساط حرارتی بالاتر ورق استیل، خصوصاً آستنیتی نسبت به کربن استیل، شدت این اعوجاج در آنها بیشتر می باشد.
بسته به نوع تابیدگی در صورت امکان از راه های زیر می توان جهت حذف یا کم نمودن این گونه استفاده نمود:
الف:استفاده از خال جوش‌های بیشتر در مونتاژ اولیه.
ب-انجام پیش تنظیم قطعات با زاویه بازتر مناسب قبل از جوشکاری ورق استیل.
ج-جهت جلوگیری از تابیدگی می توان از انواع مهارهای مناسب موقت و یا دائم قبل از جوشکاری ورق استیل استفاده نمود. همچنین همانطور که قبلا گفته شد در جوشکاری سربه‌سر قطعات نازکتر از حدود ۵ میلی متر ورق استیل به جهت جلوگیری از اکسیداسیون فلز جوش قطعه کار از پشت، از گاز آرگون و در مواقعی از پشت بندهای مسی جهت خنک کاری استفاده می شود. این روش مخصوصاً در مواقعی که همزمان با یک فیکسچر از رو نیز مهار شود، به خوبی مانع از تابیدگی ورق استیل های نازک نیز می گردد.
د-استفاده از تکنیک های خاصی نظیر جوشکاری رو به عقب و یا پرشی در جوشکاری یک درز جوش.
ه-در جوشکاری سربه‌سر ورق استیل خصوصاً آستنیتی نوعی فرورفتگی در سمتی که تعداد لایه های جوش بیشتری انجام شود، به وجود می‌آید که ناشی از همان علل قبلی و همچنین انقباض ناشی از انجماد فلز جوش می باشد. برای کم نمودن این نوع تابیدگی بهتر از پخ های دو طرفه استفاده شده و توالی مناسب در پاس های جوش در هر دو سمت قطعه به خوبی رعایت گردد.
17-سوختگی ها: در جوشکاری ورق استیل سوختگی در بسیاری موارد حتی به طور سطحی و واضح به وجود می‌آید که در آن به شرح ذیل می باشد:
الف-در روش های جوشکاری ورق استیل با گاز محافظ در صورتی که دبی گاز محافظ کم بوده و یا گاز ناخالص باشد، عناصر آلیاژی فلز جوش و مجاوران اکسید گردیده و جوش حالت متخلخل و اسفنجی پیدا می نماید.
ب-در جوشکاری ورق استیل های نازک تر از حدود ۵ میل با کلیه روشهای جوشکاری، زمان پشت موضع جوش بسیار زیاد گردیده و احتمال ایجاد سوختگی آلیاژ در پشت موضع جوش وجود دارد. بدیهی است از آنجایی که عناصر آلیاژی باعث ایجاد خواص ورق استیل و مقاوم به حرارت می گردند، کاهش یا از بین رفتن آنها به هیچ وجه مطلوب نبوده و باید از آن جلوگیری نمود. برای این منظور استفاده از مبرد مسی و یا گاز پشت بند توصیه می گردد.
 

کیفیت جوش ورق استیل در مجموع حاصل رعایت در نظر گرفتن نکات زیر می باشد:

1-رعایت اصول طراحی جوش، انتخاب الکترود، انتخاب فرایند جوشکاری ورق استیل و . . . مناسب
2-رعایت اصول فرآیند جوشکاری ورق استیل منطبق بر کدها و استانداردهای طراحی و ساخت مربوط به قطعه مورد نظر.
3-جنبه اقتصادی: کیفیت جوش ورق استیل (مانند کیفیت هر نوع کالا و فرآیند دیگر) یک عامل نسبی بوده و بستگی به کاربرد قطعه داشته و قطعاً رسیدن به حد نهایی آن اغلب بسیار مشکل بوده و هزینه بالایی دارد.
با توجه به نکات فوق برای تعیین حدود کیفیت جوش ورق استیل بر حسب نیاز باید به کدهای ساخت مرتبط با همان سازه یا تجهیز مراجعه نمود. به عنوان مثال معمولا برای جوشکاری سازه ها از استاندارد AWS D1.x و برای جوشکاری مخازن تحت فشار از استاندارد ASME BPV Sec.IX آمریکا استفاده می‌شود. در این استانداردها روش انجام آزمایشات جوش ورق استیل و نحوه تفسیر آنها آورده شده است.
از نظر این کدها عیوب به دو دسته اساسی و غیر اساسی تقسیم می‌شوند. عیوب اساسی نظیر ترک ها، عدم ذوب، عدم نفوذ به هر شکل و اندازه غیر قابل قبول بوده و جوش در آن قسمت ها بایستی مجدداً تعمیر گردد. جهت عیوب غیر اساسی (مانند حفرات، آخال ها و غیره) حد قابل قبول تحت عنوان معیارهای پذیرش تعریف گردیده اند. بنابراین وجود این گونه عیوب در حدود مورد پذیرش، تاثیر مهم و چشمگیری در خواص جوش نداشته و از نظر استاندارد مربوطه جوش مورد تایید است.
 

معمولاً در این کدها برای به دست آوردن جوشی با کیفیت بالاتر روشهای کنترلی شامل دو بخش قبل و بعد از جوشکاری ورق استیل توصیه گردیده اند:

1-قبل از جوشکاری ورق استیل: انجام رویه هایی جهت نوشتن دستورالعمل های جوشکاری و آزمایشاتی جهت اطمینان از کارایی دستورالعمل های فوق قبل از شروع عملیات جوشکاری اصلی که ممکن است به سه طریق زیر باشد:
الف-انجام آزمایشات بر روی نمونه مشابه اصلی: که معمولاً در کدها زیاد توصیه نگردیده است مگر در موارد بسیار حاد که به دست آوردن کیفیت بالای جوش تحت شرایط خاص ساخت مشکل بوده و بایستی از آن اطمینان حاصل نمود.
ب-دستورالعمل های جوشکاری ورق استیل با تاییدیه قبلی: به کارگیری دستورالعمل های جوشکاری، که گزارش کیفیت برای آنها از قبل تهیه شده و مورد تایید قرار گرفته اند. به عنوان مثال در سری استانداردهای AWS B2.1 تعدادی از این روش های جوشکاری ورق استیل به همراه شماره گزارش کیفیت تولید کننده آن آورده شده است. مطابق Article V از استاندارد ASME BPV Sec.IX (سال ۲۰۰۰ به بعد) می‌توان تحت شرایطی از چنین استانداردهایی جهت نوشتن و تایید دستورالعمل های جوشکاری ورق استیل استفاده نمود.
ج-انجام آزمایشات استاندارد: استفاده از رویه های مشخص جهت نوشتن و تایید روش جوشکاری ورق استیل. از آنجا که این آزمایشات بر روی نمونه های مجزا از قطعه اصلی انجام می‌شود، عموما شامل آزمایش های مخرب نیز می باشند.
2-بعد از جوشکاری ورق استیل: انجام آزمایشات غیر مخرب بر روی جوش بعد از جوشکاری ورق استیل جهت اطمینان از کیفیت جوش می باشد.
 

جوشکاری گروه ورق استیل آستنیتی

فیلر های مناسب جهت جوشکاری انواع ورق استیل آستنیتی با روش های قوسی در جدول ذیل آورده شده است.

جدول-انتخاب فیلر برای جوشکاری ورق استیل