شرکت سپهر گاز کاویان؛ آزمایشگاه مرجع اداره استاندارد ، دارنده گواهینامه ایزو 17025 از مرکز ملی تایید صلاحیت ایران: 02146835980 – 02146837072 – 09022734708
هیدروژن، به عنوان سبک‌ترین عنصر شناخته شده، نقش پیچیده‌ای در فرایند جوشکاری ایفا می‌کند. هیدروژن در جوشکاری نقش بسیار مهم و در عین حال چالش‌برانگیزی دارد. این گاز در فرآیند جوشکاری می‌تواند هم مزیت‌هایی را به همراه داشته باشد و هم وجود بیش از حد آن می‌تواند به مشکلات جدی برای کیفیت جوش مانند ترک‌خوردگی و کاهش استحکام جوش منجر شود.
مزایای هیدروژن در جوشکاری
جوشکاری هیدروژن اتمی: در برخی روش‌های خاص جوشکاری، هیدروژن به عنوان گاز محافظ استفاده می‌شود. در این روش، هیدروژن به دلیل خاصیت احیاکنندگی قوی، از اکسید شدن فلز جوش و سوختن سریع الکترودها جلوگیری می‌کند.
ایجاد اتمسفر خنثی و محافظ: در برخی موارد، هیدروژن برای ایجاد اتمسفر خنثی در اطراف حوضچه جوش استفاده می‌شود تا از تماس فلز مذاب با هوا و آلودگی جوش توسط گازهای اتمسفر جلوگیری کند و کیفیت جوش را بهبود بخشد.
بهبود نفوذ: در برخی موارد، هیدروژن می‌تواند به نفوذ بهتر فلز پرکننده در درز جوش کمک کند.
چالش‌های ناشی از حضور هیدروژن در جوشکاری
ترک هیدروژنی: یکی از مهم‌ترین مشکلات ناشی از حضور هیدروژن در جوشکاری، ایجاد ترک‌های هیدروژنی است. این ترک‌ها معمولاً در دمای اتاق یا نزدیک به آن پس از سرد شدن جوش اتفاق می‌افتند و می‌توانند باعث کاهش استحکام و شکست ناگهانی قطعه شوند.
نفوذ هیدروژن به فلز پایه و ایجاد تخلخل: هیدروژن می‌تواند به داخل فلز پایه نفوذ کند و باعث ایجاد حفره‌ها و تخلخل در جوش شود که این امر نیز بر کیفیت و استحکام جوش تأثیر منفی می‌گذارد.
ترد شدن فلز جوش: هیدروژن می‌تواند باعث کاهش شکل‌پذیری و افزایش تردی فلز جوش شود که در نتیجه آن، مقاومت جوش در برابر تنش‌های مختلف کاهش می‌یابد. این موضوع به ویژه در فولادها اهمیت دارد.
منابع هیدروژن در جوشکاری
- رطوبت موجود در هوا و الکترود: رطوبت موجود در هوا و الکترودها می‌تواند به هنگام جوشکاری تجزیه شده و هیدروژن آزاد کند.
- روغن و گریس روی قطعات کار: روغن و گریس موجود روی قطعات کار نیز می‌توانند منبعی برای تولید هیدروژن باشند.
- مواد مصرفی جوشکاری: برخی از مواد مصرفی جوشکاری مانند پوشش الکترودها می‌توانند حاوی ترکیباتی باشند که در حین جوشکاری هیدروژن آزاد می‌کنند.
- گازهای محافظ: در برخی موارد، گازهای محافظ استفاده شده در جوشکاری ممکن است حاوی مقداری هیدروژن باشند.
راهکارهای کاهش اثرات مخرب هیدروژن در جوشکاری
- خشک کردن مواد مصرفی: قبل از جوشکاری، باید تمامی مواد مصرفی مانند الکترودها، پوشش الکترود و فلز پایه را به طور کامل خشک کرد.
- استفاده از گازهای محافظ مناسب: انتخاب گاز محافظ مناسب و کنترل میزان رطوبت آن بسیار مهم است.
- کنترل پارامترهای جوشکاری: تنظیم صحیح پارامترهای جوشکاری مانند جریان، ولتاژ و سرعت جوشکاری می‌تواند به کاهش میزان هیدروژن جذب شده در فلز جوش کمک کند.
- انتخاب مواد مناسب: انتخاب مواد با کمترین تمایل به جذب هیدروژن نیز مهم است.
- استفاده از مواد مصرفی جوشکاری با کمترین میزان رطوبت: باید از مواد مصرفی جوشکاری با کمترین میزان رطوبت استفاده شود.
- پیش گرم کردن: پیش گرم کردن فلز پایه قبل از جوشکاری می‌تواند به کاهش شیب حرارتی و در نتیجه کاهش احتمال تشکیل ترک‌های هیدروژنی کمک کند.
- پس گرم کردن: پس گرم کردن قطعه پس از جوشکاری نیز می‌تواند به خارج شدن هیدروژن از فلز جوش کمک کند.
نتیجه‌گیری
در مجموع، هیدروژن در جوشکاری یک چالش جدی است که می‌تواند به کیفیت و دوام جوش آسیب برساند. با آشنایی با منابع هیدروژن و راهکارهای کاهش اثرات مخرب آن، می‌توان از بروز مشکلات ناشی از حضور هیدروژن در جوشکاری جلوگیری کرد.
کنترل میزان هیدروژن در جوشکاری و کاهش اثرات مخرب آن، یکی از مهم‌ترین چالش‌های جوشکاران و مهندسان جوش است. با رعایت اصول و روش‌های صحیح، می‌توان از ایجاد ترک‌های هیدروژنی و سایر مشکلات ناشی از حضور هیدروژن در جوشکاری جلوگیری کرد.
بدون شرح