پیشگرم کردن برای جوشکاری انواع چدن خاکستری
از آنجایی که تنش تسلیم چدن های خاکستری با افزایش محدود دما کاهش می یابد، با پیشگرم کردن چدن های خاکستری قبل از جوشکاری می توان مقادیر قابل توجهی از تنش های پسماند را در قطعه کار از میان برداشت.
مهمترین مزایای پیشگرمایی در چدن های خاکستری به قرار زیرند؛
1-کاهش تنش های پسماند در قطعه با کاهش نسبی تنش تسلیم در اثر پیشگرمایی تا حدود 450 درجه سانتیگراد.
2-ترک های ناشی ار تنش های انقباضی جوشکاری یکی از مشکلات همیشگی موجود در چدن های خاکستری است.برای برطرف کردن تنش های انقباضی باید به وسیله پیشگرم کردن، حجم قطعه چدنی را منبسط کرد. این نوع پیشگرمایی را اصطلاحاً پیشگرمایی غیر مستقیم می گویند.در این روش ابتدا سطح بیشتری از قطعه چدنی را با دمای کمتر و سپس سطح کمتری از قطعه را با دمای بیشتر پیشگرم می کنند. البته در هر حال، پیشگرمایی موضعی در محل اتصال باید با دمای بالاتری انجام شود تا این محل از انعطاف پذیری بالاتری برخوردار شده و ترد و شکننده نشوند. در زمان جوشکاری قطعات چدنی که شکل پیچیده ای دارند، دمای پیشگرمایی باید تقریباً کمتر ازدمای سرخ شدن باشد. برای چدن های خاکستری این درجه حرارت تقریباً برابر 600 درجه سانتیگراد در کوره های گاز یا زغال سوز است. هر اندازه شکل قطعه پیچیده تر باشد، به پیشگرمایی یکنواخت تری نیاز خواهد بود.
3-برای جلوگیری از وسیع شدن منطقه HAZ که خود سبب افزایش خطر ترکیدن کناره های جوش می شود، پیشگرم کردن تا دمای 500 تا 600 درجه پیشنهاد شده و مناسب خواهد بود.
4-همچنین پیشگرم کردن در حدود 500 تا 600 درجه سانتیگراد و سرد کردن آهسته از پدیده جذب کربن موجود در چدن توسط فلز جوش که در کلیه چدن های خاکستری در حین جوشکاری اتفاق می افتد، جلوگیری نموده و یا آن را تقلیل می دهد.
5- دیگر مزیت پیشگرم کردن چدن ها قبل از آغاز جوشکاری، زدودن روغن و چربی های سطحی و تبخیر روغن و چربی جذب شده و نفوذ کرده در عمق قطعه می باشد که با نگهداری قطعه برای زمان 4 تا 8 ساعت در 500 درجه سانتیگراد تحقق می یابد.
6-پیشگرم کردن قطعه چدن خاکستری مورد جوش و کنترل درجه حرارت بین پاسی، موجب کاهش شیب حرارتی و در نتیجه باعث کاهش سرعت سرد شدن جوش می گردد. در نتیجه احتمال ایجاد کاربید را در فلز جوش و مارتنزیت در ناحیه HAZ کاهش می دهد.
روش های پیشگرم کردن و کنترل درجه حرارت بین پاسی در چدن های خاکستری
الف) پیشگرم کردن موضعی توسط شعله یا المنت، برای کاهش نرخ سرد شدن جوش بسیار موثر است. برای این منظور باید قطعه کار را به گونه ای قرار داد که مسیر پیشگرم کردن باعث تمرکز تنش در موضع خاصی نشود.
ب) پیشگرمایی عمومی به علت عدم احتمال ایجاد تنش های داخلی در مواضع دیگر قطعه نسبت به پیشگرمایی موضعی ترجیح داده مشود. افزایش دمای پیشگرمایی در نواحی سه گانه جوش HAZ و فلز پایه سبب کاهش سختی می شود. جدول 1 تاثیر پیشگرمایی را بر سختی یک چدن خاکستری کلاس 20 که با الکترود ENi Fe-Cl و قطر mm 5 جوشکاری شده، نشان می دهد.
همان طور که ملاحظه می شود، انتخاب صحیح دمای پیشگرمایی عمومی می تواند اطلاعات مفیدی در خصوص پیش بینی ساختار کریستالی منطقه HAZ جوش در اختیار قرار دهد.جدول 2 اطلاعاتی در این زمینه ارائه می دهد.
اگرچه دمای پیشگرمایی عمومی برای چدن های خاکستری در حدود درجه حرارت تشکیل مارتنزیت توصیه می شود، اما برای اطمینان از عدم حضور مارتنزیت در ترکیب، استفاده از دمای 370 تا 380 درجه سانتیگراد برای قطعات چدنی معمولی و دمای پیشگرمایی بیش از این، معمولاً برای چدن های خاکستری کاربردی ندارد و فقط در مورد چدن های پر آلیاژ ممکن است به دمای بیش از 870 درجه سانتیگراد نیاز می باشد.
توجه به این نکته نیز ضروری است که درجه حرات بین پاسی هم هرگز نباید کمتر یا بیشتر از درجه حرارت پیشگرمایی اولیه باشد و حداکثر می تواند 35 تا 40 درجه سانتیگراد بیش از دمای پیشگرم کردن اولیه انتخاب شود، تا در مجموع از استحاله مارتنزیتی جلوگیری نموده و تأثیرات تمپر شدن را روی رسوبات قبلی اعمال نماید.
نکته آخر اینکه قطعات سنگین و ضخیم به دلیل قابلیت جذب حرارت بیشتری که دارند و موجب سریع تر سرد شدن منطقه جوش می شوند، به درجه حرارت پیشگرم کردن بالاتری نیاز دارند. فلزات حجیم نیز چون کندتر سرد می شوند، به درجه حرارت پیشگرمایی پایین تری نیاز دارند.
پ)پیشگرمایی غیر مستقیم : همانطور که در شرح مزایای پیشگرمایی چدن های خاکستری گفته شد، با پیشگرمایی غیر مستقیم، قطعه قبل از جوشکاری منبسط می شود، بنابراین ترک ها باز شده و امکان نفوذ جوش به داخل آن ها فراهم گردیده و پس از جوشکاری، مجدداً متراکم و به هم فشرده می شوند. بنابراین از بروز تنش ها و ترک های انقباضی جلوگیری به عمل می آید. درجه حرارت 500 تا 650 درجه سانتیگراد مشروط بودن بر آن که سرعت گرم و سرد کردن آهسته باشد، برای این منظور بسیار مناسب است.
نکته دیگری که در مورد پیشگرم کرد ن چدن های خاکستری باید در نظر داشت، انتخاب درجه حرادت پیشگرمایی با در نظر گرفتن الکترود یا سیم جوش مصرفی است.
شامل 18 صفحه فایل word قابل ویرایش
دانلود مقاله متالورژی جوشکاری چدن خاکستری
در این فایلword جامع و کاربردی که در غالب 20صفحه میباشد به بررسی کامل اجزاء مخلوط ماهیچه
