آماده سازی ورق گرم برای جوشکاری

[rkiahoseyni]

مقدمه:

ورق های نورد گرم به دلیل خواص ویژه ای که دارند، در صنایع مختلف مورد استفاده قرار می گیرند. پروسه تولید این ورق ها به گونه ای است که لازم است جهت حفظ خواص ورق در حین جوشکاری، فرآیندهای آماده سازی با دقت کافی انجام گیرند. اکسیدهای سطحی که در حین عملیات نورد گرم بر روی سطح ورق ایجاد می گردد و به نام فلس آسیاب شناخته می شود، یکی از پارامترهای تاثیرگذار بر خواص ورق جوشکاری شده می باشد. در این مقاله به ماهیت فلس آسیاب و دلایل لزوم حذف آن در حین جوشکاری پرداخته شده است. در حالی که فلس آسیاب تمام فولادهای نورد گرم را پوشش می دهد، در این مقاله به بررسی فولاد نرم نورد گرم و شناخته شده ترین فرآیندهای جوشکاری یعنی قوس الکتریکی به عنوان نمونه پرداخته شده است.

 

فلس آسیاب سطح فولاد چیست؟

فلس آسیاب لایه ای یکنواخت از اکسیدهای مختلف آهن و سایر ناخالصی ها است که سطوح فولادی نورد گرم را می پوشاند. هنگامی که ماشین آلات نورد بر روی فولاد داغ برای تشکیل ورق می‌غلطند، اکسیژن هوا با آهن داغ واکنش داده و این اکسیدها را ایجاد می‌کند. فلس آسیاب دارای رنگ مشکی یا سیاه مایل به آبی است و به طور یکنواخت در تمام سطح فلز پخش می شود. ضخامت آن معمولاً حدود 004/0 اینچ (1/0 میلی متر) است، اما بسته به ضخامت فلز، می تواند تا 04/0 اینچ (1 میلی متر) برسد.

هنگامی که فلس آسیاب تازه است، فولاد را از زنگ زدگی محافظت می کند، اما وقتی خشک می شود و در نهایت با گذشت زمان شروع به ترک خوردن و شکستن می کند، خاصیت محافظت کننده خود را از دست می دهد. ترک های ایجاد شده بر روی فلس آسیاب خشک اجازه می دهد تا رطوبت با فولاد تماس پیدا کند و زنگ شروع به ظاهر شدن نماید.

بسیاری از تولیدکنندگان یا تامین کنندگان فولاد، فلس آسیاب را از فولاد نورد گرم حذف کرده و آن را با روغن محافظ به مشتری میفروشند. با آنکه ظاهر ورق های روغن زده شده مشابه ورق های نورد سرد است، ولی خواص ورق گرم را دارا می باشد. خرید فولاد نورد گرم با حذف فلس آسیاب مفیدتر است. اگرچه کمی گران‌تر می باشد، اما فقدان فلس آسیاب مفید است و می توان ورق را به سادگی رنگ آمیزی نمود.

 

آیا جوشکاری روی فلس آسیاب امکانپذیر است؟

جوشکاری در حضور فلس آسیاب باعث تولید بخارهای اضافی می گردد، اما آنها به اندازه بخارهای گالوانیزه یا حتی بدتر از فلز رنگ شده مضر نیستند. با این حال، فلس آسیاب می تواند با روغن مورد استفاده برای روانکاری در طول فرآیند نورد گرم آلوده شود. اگر غلظت روغن زیاد باشد، در حین جوشکاری بخارهای خطرناکی ایجاد می کند. نکته دیگری که در صورت تصمیم به جوشکاری ورق های نورد گرم باید به خاطر داشته باشید این است که فرآیندهای جوشکاری مناسبی که می توانند فلز را ذوب نمایند، اکثراً بخارات فلزی را ایجاد می کنند و از طرفی لازم است از الکترودها یا فلز پرکننده مناسبی انتخاب شود که غالباً حاوی سطوح بالایی از اکسید کننده‌ها هستند و دود حاصل از جوشکاری بیشتری تولید می‌کنند. شایان ذکر است که تمام دودهای حاصل از جوشکاری مضر هستند. در مقالات مختلف تحقیقات عمیقی در مورد محافظت در برابر دود و گازهای جوشکاری و ماسک های جوشکاری برای جوشکارهای صنعتی و خانگی مورد بررسی قرار گرفته است.

 

شباهت ها و تفاوت های تاثیر فلس آسیاب و زنگ زدگی بر روی جوشکاری:

فلس آسیاب مخلوطی از اکسیدهای آهن و ناخالصی های دیگر است که در دمای تولید بسیار بالا ایجاد می شود. زنگ نیز مخلوطی از اکسیدهای آهن است اما در حضور رطوبت در دمای معمولی ایجاد می گردد. با همان ضخامت، زنگ زدگی به مراتب راحت تر از فلس آسیاب تازه حذف می شود. هرچند اگر رسوب قدیمی، خشک و زنگ زده باشد، تقریباً به همین راحتی جدا می شود. فلس آسیاب ضخامت ثابتی دارد، هرگز ضخیم تر نمی شود و فولاد را از بین نمی برد. متأسفانه، زنگ با گذشت زمان بیشتر در فولاد فرو می‌رود و فولاد نرم را به راحتی خورده و خراب می‌کند. در حالی که جوشکاری روی فلس آسیاب امکان پذیر است، جوشکاری روی زنگ قدیمی و غلیظ بسیار سخت تر است.

 

آیا قبل از جوشکاری باید رسوب آسیاب را بردارید؟

اگر قطعاتی را جوش می‌دهید که ضربه‌های سنگین می‌خورند یا شرایط سخت را تحمل می‌کنند، باید رسوب آسیاب را به طور کامل حذف کنید. با این حال، اگر قطعات کوچک تا متوسط را جوش می‌دهید که بارهای ساکن کم را تحمل می‌کنند، نیازی به حذف آن ندارید. به عنوان یک قاعده کلی، برای به دست آوردن بهترین نتایج کلی جوشکاری، همیشه باید رسوب آسیاب را حذف کرد. از بین بردن رسوب آسیاب سریعتر و ارزانتر از اصلاح جوش با نقص هایی است که می تواند ایجاد کند. جوش ها باید در دراز مدت همانطور که انتظار می رود عمل کنند، نه فقط زمانی که در کارگاه تولید می شوند. جوش های کامل به فلزات تمیز نیاز دارند. با این حال، شرایطی وجود دارد که شما نمی خواهید یا نمی توانید آن را حذف کنید. به عنوان مثال، مطمئن هستید که جوش‌هایی به اندازه کافی قوی خواهید داشت، اما می‌خواهید در زمان و هزینه‌های حذف فلس آسیاب صرفه‌جویی کنید. در چنین شرایطی و از آنجایی که جوش ها بحرانی نیستند، می توانید با فرآیند جوشکاری و الکترودهای مناسب روی فلس آسیاب جوش داده و در زمان و هزینه صرفه جویی کنید.

 

چگونه می توان فلس آسیاب را حذف کرد؟

ساده‌ترین و سریع‌ترین راه برای از بین بردن رسوب آسیاب قبل از جوشکاری، استفاده از آسیاب زاویه‌ای با چرخ سنگ زنی یا دیسک فلپ پوشیده شده با مواد ساینده کاربید سیلیکون است. هنگامی که فلس آسیاب تازه است، محکم به فولاد متصل می شود و به سختی جدا می شود. اگر از روش های دستی یا مکانیکی برای حذف آن استفاده کنید، متوجه خواهید شد که تمایل به حرکت دارد و روی فلز باقی می ماند. اگر می خواهید از آسیاب زاویه دار استفاده کنید، از چرخ ها یا دیسک های فلپ پوشیده شده با اکسید آلومینیوم، اکسید زیرکونیا یا مواد سرامیکی خودداری کنید. فلس آسیاب پس از مدت کوتاهی دیسک های فلپ را مسدود می کند. در عوض، اینها را برای فلز تمیز ذخیره نمایید. فقط یک چرخ یا فلپ دیسک از مواد کاربید سیلیکون می تواند نتایج ثابتی برای حذف رسوب آسیاب تازه بدون حرکت دادن آن به اطراف یا گرفتگی دیسک ها به شما بدهد. بسته به ضخامت فلز پایه، از یکی برای جدا کردن فلس آسیاب 5/0 اینچ (25/1 سانتی متر) تا 1 اینچ (5/2سانتی متر) از هر طرف اتصال استفاده کنید. اگر یافتن دیسک کاربید سیلیکون برای فلز سخت است، می توانید یک دیسک برای بتن یا سنگ بخرید. از آن فقط برای از بین بردن فلس آسیاب استفاده کنید و نه روی خود فلز.

بسیاری از تولید کنندگان، چرخ ها و دیسک های فلپ را برای حذف رسوب آسیاب بدون ذکر مواد آنها تولید می کنند. اغلب اوقات، این محصولات بسیار گران هستند و ممکن است در فلس آسیاب تازه گیر کنند. دیسک معمولی از کاربید سیلیکون برای فلز یا سنگ بهترین و ارزان ترین گزینه است.

 

روش های دیگر برای حذف فلس آسیاب:

اگر بخواهید تمام فلس آسیاب را برای رنگ آمیزی از بین ببرید، سندبلاست به طور کلی بهترین نتایج را دارد، اما اگر فقط بخواهید اتصال را جوش دهید، بسیار مشکل است. روش دیگر این است که می توانید از چندین اسید استفاده کنید، اما مانند سندبلاست، اگر فقط بخواهید جوشکاری کنید، زمان بر است. تمیز کردن شعله با تجهیزات اکسی سوخت می‌تواند رسوب آسیاب تازه را به صورت محلی از بین ببرد، اما هزینه دارد و اگر قطعه کار نازک باشد، ممکن است باعث تاب برداشتن آن شود.

 

روش های ناکارآمد برای حذف فلس آسیاب تازه:

فلس آسیاب تازه دارای خواص متفاوتی با فلس خشک شده می باشد، لذا استفاده از روشهای ذیل برای حذف فلس تازه آسیاب به هیچ وجه توصیه نمی گردد:

-         چرخ ها و دیسک هایی که با اکسید آلومینیوم، زیرکونیا و مواد سرامیکی پوشیده شده اند.

-         دیسک های جداسازی رنگ.

-         چرخ های سیمی برای آسیاب های زاویه ای.

-         جرمگیرهای سوزنی

-         برس های سیمی دستی.

با این حال، زمانی می توانید از این روش ها استفاده کنید که فلس آسیاب خشک شده یا نشانه هایی از زنگ زدگی دارد.

 

گردآورنده: سید رحیم کیاحسینی