جوشکاری ورق هاردوکس و نکات آن

ورق‌ ضد سایش، یک ورق فولادی آلیاژی است که از سختی زیادی برخوردار است و به راحتی دچار سایش نمی‌شود. این ورق‌ها در انواع زیادی موجود هستند که از جمله آنها میتوان به ورق هاردوکس اشاره کرد. ورق هاردوکس در بسیاری از صنایع قابل استفاده است و سبب بهبود عملیات می‌شود. جوشکاری این ورق هم باید با ترفندها و تکنیک‌های مخصوصی انجام شود. در ادامه با ورق هاردوکس بیشتر آشنا شده و به نحوه جوشکاری آن اشاره خواهیم داشت.

ورق هاردوکس چیست؟

ورق هاردوکس (Hardox) از انواع ورق‌های ضد سایش است. در رابطه با ورق‌های ضد سایش باید اشاره کنیم که این ورق‌ها یک ورق فولادی آلیاژی هستند که عناصر آلیاژی کمی در خود دارند. سختی این ورق‌ها بالا بوده و همین موضوع سبب افزایش مقاومت آنها نسبت به سایش می‌شود. در واقع بالا بودن سختی سطحی فولاد باعث می‌شود تا در تماس با مواد دیگر دچار خراش و سایش نشود. ورق ضد سایش میتواند در ابزارها و تجهیزاتی چون بیل مکانیکی استفاده شود و به دوام و بهبود کارکرد ابزارها کمک نماید.

بسیاری از افراد ورق‌های ضد سایش را تحت عنوان ورق هاردوکس می‌شناسند. برخی هم ورق هاردوکس را یک نمونه‌ای از ورق ضد سایش می‌دانند. این ورق‌ها مقاومت به خوردگی مطلوبی دارند و در محیط‌های در معرض سایش مورد استفاده قرار می‌گیرند.

ویژگی‌ها و مشخصات ورق ضد سایش هاردوکس

تمام ورق‌های ضد سایش از عناصر آلیاژی کمی برخوردار هستند. برای همین این موضوع باعث می‌شود تا کمی در معرض ترک خوردگی قرار داشته باشند. عمر ورق هاردوکس بسیار بالا و طولانی است که دلیل ماندگاری و دوام بالای آن به خاطر شکل و شیوه ساخت آن است. این ورق‌ها با روش نورد سرد تولید می‌شوند و همین روش تولید سبب افزایش استقامت آنها نسبت به سایش و ضربه می‌شود. خصوصیات و ویژگی‌های ورق هاردوکس باعث شده تا تغییرات شکل موضعی هم نداشته باشد. از جمله کاربردهای مهم ورق هاردوکس میتوان به معادن سنگ، آسیاب‌ها و نوار نقاله اشاره کرد.

دلیل حساسیت جوشکاری ورق هاردوکس و نکات مهم آن

یکی از دلایل حساسیت و ترک خوردگی هیدروژنی در ورق‌های هاردوکس، کم بودن کربن در آنها است. این ورق ضد سایش دارای عناصر آلیاژی کمی در ترکیبات خود است که تنها با رعایت شرایط و الزامات میتوان ترک نخوردن آن را تضمین کرد. در رابطه با اقدامات پیشگیرانه برای جلوگیری از این موارد میتوان به استفاده از دمای پیش گرمایش مناسب برای پیشبرد فرآیند بدون هیچگونه مشکل و خطا اشاره کرد. همچنین هیدروژن داخل و اطراف فولاد باید به حداقل ممکن برسد تا از وقوع مشکلاتی چون ایجاد ترک جلوگیری شود. در زیر به بررسی بیشتر این موارد می‌پردازیم:

• به حداقل رساندن میزان هیدروژن داخل و اطراف فولاد: برای این کار میتوان از چندین راه استفاده کرد که این راه‌ها عبارتند از استفاده از دمای پیش گرمایش و بین پاسی مناسب، تمیز نگه داشتن محل جوشکاری و استفاده از مواد مصرفی حاوی هیدروژن کم.
• به حداقل رساندن تنش‌های موجود در محل اتصال: برای این کار هم چندین تکنیک وجود دارد که از مهمترین آنها باید به استفاده از مواد مصرفی جوشکاری با استحکام لازم، ترتیب مراحل جوشکاری به شکلی که تنش پسماند به حداقل برسد و شکاف جوش حداکثر ۳ میلی متری اشاره کرد.

از نکات بسیار مهم در جوشکاری ورق ضد سایش هاردوکس باید به تمیز بودن محل جوش اشاره کرد. سطح جوش باید از هرگونه آلودگی نظیر گرد و غبار، روغن و رطوبت پاک شود. همچنین پیش گرمایش و درجه حرارت بین پاسی، گرمای ورودی، گاز محافظ، ترتیب و توالی جوشکاری و مواد مصرفی در جوشکاری این ورق‌ها از اهمیت زیادی برخوردار هستند. با در نظر گرفتن این موارد میتوانید جوشکاری ورق هاردوکس را به بهترین شکل ممکن انجام دهید و شاهد هیچگونه مشکل و خطایی نباشید.

مراحل جوشکاری ورق ضد سایش هاردوکس

همانطور که در بخش قبلی اشاره کردیم ترتیب مراحل جوشکاری ورق هاردوکس بسیار مهم است و باید به آن توجه شود. با رعایت ترتیب مراحل جوشکاری هاردوکس میتوان جوشکاری این ورق ضد سایش را به شکل مناسبی انجام داد. این مراحل عبارتند از:

۱. تمیز کردن محل جوش

یکی از نکات مهم در جوشکاری محصولات فولادی، تمیز کردن محل جوش از انواع آلودگی است. چرا که این مواد ممکن است در زمان جوشکاری با فولاد واکنش نشان دهند و سبب کاهش کیفیت جوش شوند. در جوشکاری ورق هاردوکس نیز به همین شکل است و باید به تمیز کردن آلودگی‌های معمول توجه شود. همچنین محل جوش باید عاری از هرگونه سرباره برش، زنگ‌زدگی، رنگ، پوسته و سایر ناخالصی‌ها باشد.

۲. پیش گرمایش

با پیش گرمایش و انتخاب درجه حرارت بین پاسی مناسب در هر روش جوشکاری، میتوان نتیجه خوبی از آن دریافت کرد. برای پیش گرمایش ورق هاردوکس به دمای ۷۵ درجه سانتی گراد نیاز است. البته این دما مناسب ورق هاردوکس ۴۰۰ با ضخامت ۴۰ میلی متر است. برای ورق‌های هاردوکس ۵۰۰ با ضخامت ترکیبی ۲۰ میلی متر، به دمای ۱۰۰ درجه سانتی گراد نیاز است. این یعنی هر چقدر ضخامت ورق بیشتر می‌شود، به دمای پیش گرمایش بیشتری نیاز پیدا می‌کند. برای انتخاب درجه حرارت بین پاسی مناسب باید محاسبات دقیق انجام شود تا مشکلی در حین کار رخ ندهد.

۳. کنترل گرمای ورودی

در زمان جوشکاری ورق هاردوکس، خصوصیات مکانیکی آن تحت تاثیر قرار می‌گیرند و حرارت بر روی محل اتصال آن تاثیر می‌گذارد. این حرارت که با عنوان گرمای ورودی شناخته می‌شود، از طریق فرمول خاصی محاسبه می‌گردد و بازه مناسب آن شامل ارقام گوناگونی می‌باشد. حال با کاهش گرمای ورودی میتوان از چندین مزیت بهره‌مند شد که این مزایا عبارتند از سختی بالاتر، چقرمگی بهتر و تغییر شکل اندک. همچنین ناحیه کمتری از فولاد تحت تاثیر حرارت قرار می‌گیرد.

۴. انتخاب مواد مصرفی مناسب

برای جوشکاری ورق هاردوکس باید از مواد مصرفی مناسبی استفاده شود. این مواد میتوانند از فولادهای ضد زنگ، غیر آلیاژی و یا کم آلیاژ باشند. استفاده از مواد مصرفی با استحکام کمتر سبب مزایایی از جمله افزایش مقاومت در برابر ترک‌خوردگی هیدروژنی، کاهش تنش پسماند در محل اتصال و افزایش چقرمگی جوش می‌شود. برای همین بهتر است از مواد با استحکام کمتر جهت جوشکاری ورق ضد سایش هاردوکس استفاده شود.

در زمان جوشکاری ورق هاردوکس با مواد کم آلیاژ یا فاقد آلیاژ، مقدار هیدروژن باید کمتر یا مساوی ۵ میلی لیتر در هر ۱۰۰ گرم از فلز جوش باشد. برای این کار هم میتوان از سیم جوش‌های توپر مگ و تیگ استفاده کرد.

۵. انتخاب گاز محافظ مناسب جوشکاری

بسته به شرایط جوشکاری از ترکیب گازهای مختلفی میتوان استفاده کرد. گاز آرگون و گاز Co2 از جمله گازهای بسیار پرکاربرد در جوشکاری ورق هاردوکس است. استفاده از گاز آرگون و دی اکسید کربن برای جوشکاری این ورق ضد سایش از چندین نظر حائز اهمیت است. تسهیل ایجاد قوس، کم بودن میزان اکسید، ایجاد قوس پایدار، کاهش جرقه، کاهش تخلخل و افزایش نفوذ فلز جوش از جمله مزایای استفاده از این گازها است. جریان گاز محافظ هم به شرایط جوشکاری بستگی دارد. برای این کار بهتر است جریان گاز محافظ بر اساس اندازه قطر داخلی نازل بر حسب میلی متر تنظیم شود.

۶. ترتیب جوشکاری

یکی از نکات مهم برای جلوگیری از ترک‌خوردگی هیدروژنی در جوش ورق هاردوکس این است که ابتدا و انتهای جوشکاری نباید در گوشه قرار بگیرد. شروع و پایان جوشکاری باید حداقل ۵ الی ۱۰ سانتی متر از گوشه‌ها فاصله داشته باشد. شکاف مناسب محل اتصال هم باید حداکثر ۳ میلی متر باشد.

نکات مهم در جوشکاری ورق هاردوکس

به جز نکات اشاره شده در بخش‌های قبلی، باید به موارد دیگری هم توجه کرد تا جوشکاری هاردوکس را به شکل خوبی به پایان رساند.

• برای جوشکاری ورق هاردوکس حتما از لباس جوشکاری و تجهیزات مناسب استفاده نمایید. لباس جوشکاری آستین بلند، کفش یا چکمه ایمنی، کلاه مقاوم به اشعه، ماسک یا عینک جوشکاری از جمله تجهیزات ایمنی لازم برای جوشکاری هستند.
• عینک جوشکاری از مهمترین تجهیزات ایمنی در جوشکاری است. این عینک میتواند از تاثیر اشعه‌های جوشکاری بر روی چشم و پوست صورت جلوگیری کند و مانع از بروز کوری موقت در فرد شود.
• مکان جوشکاری باید از تهویه مناسب برخوردار باشد تا گازهای سمی حاصل از جوشکاری از محیط به خوبی خارج شوند. این گازها میتوانند سبب ایجاد انواع بیماری تنفسی در دراز مدت شوند.
• جوشکاری ورق هاردوکس با انتشار جرقه‌ همراه است. برای همین پیش از شروع کار باید به بررسی محیط پرداخته شود و از عدم وجود مواد اشتعال‌زا و خطرناک در محیط اطمینان حاصل شود. از طرفی از آنجایی که معمولا جوشکاری با برق فشار قوی انجام می‌شود، زمین باید کاملا خشک باشد تا خطر برق گرفتگی به صفر برسد.

جمع بندی

ورق ضد سایش هاردوکس یکی از پرکاربردترین ورق‌های ضد سایش است که در صنایع مختلفی قابل استفاده می‌باشد. برای استفاده از این ورق نیاز به جوشکاری است. جوشکاری ورق هاردوکس به دلیل کم بودن عناصر آلیاژی نیاز به دقت زیادی دارد و باید به چندین نکته برای جوشکاری آن توجه شود. تمیز کردن محل جوش، پیش گرمایش مناسب، کنترل بر روی گرمای ورودی، انتخاب مواد مصرفی مناسب، انتخاب بهترین گاز محافظ جوشکاری و ترتیب جوشکاری موارد مهم در جوشکاری ورق ضد سایش هاردوکس هستند. با توجه به این موارد میتوانید به بهبود جوشکاری ورق هاردوکس کمک کرده و هزینه‌های خود را کاهش دهید.