در صنایع سنگین مانند ساخت سازه های فلزی، کشتیسازی، خطوط انتقال نفت و گاز، و صنایع نیروگاهی، کیفیت و استحکام جوش اهمیت حیاتی دارد.
یکی از روشهای کارآمد و صنعتی برای جوشکاری در این مقیاسها، جوشکاری زیرپودری یا SAW ( Submerged Arc Welding ) است که با استفاده از پودر جوش انجام میشود.
پودر جوش در این فرآیند، علاوه بر محافظت از منطقه جوش، نقش تعیینکنندهای در کیفیت، خواص مکانیکی و ظاهر جوش ایفا میکند. به همین خاطر بسیار مهم است که ما بدانیم پودر جوش چیست ؟
در این مقاله، بهطور کامل با پودر جوش، انواع آن، اجزای تشکیلدهنده، نحوه عملکرد، مزایا، کاربردها و نکات فنی مرتبط آشنا خواهید شد.
پودر جوش چیست ؟
پودر جوش یا Flux در جوشکاری زیرپودری، ترکیبی از مواد معدنی و شیمیایی است که در حین جوشکاری، به شکل لایهای ضخیم روی سطح اتصال ریخته میشود. این پودر در اثر گرمای قوس الکتریکی بهصورت جزئی ذوب شده و:
فلز مذاب را از هوا محافظت میکند
ناخالصیها را جذب کرده و به شکل سرباره بالا میآورد
خصوصیات متالورژیکی جوش را بهبود میبخشد
پودر جوش برخلاف گازهای محافظ، در برابر باد و شرایط محیطی مقاوم است و برای جوشکاریهای سنگین و ممتد گزینهای بسیار ایدهآل به شمار میآید.
جوشکاری زیرپودری ( SAW ) چگونه کار میکند؟
در این روش، یک قوس الکتریکی بین الکترود سیمی و قطعه کار ایجاد میشود، اما این قوس کاملاً زیر لایهای از پودر جوش قرار میگیرد. در نتیجه:
قوس دیده نمیشود ( فاقد اشعههای خطرناک )
هیچ پاششی از جوش به بیرون ندارد
فلز جوش از آلودگی محیطی محافظت میشود
سیم جوش معمولاً بهصورت پیوسته و اتوماتیک تغذیه میشود، و پودر اضافی را میتوان پس از سرد شدن، دوباره جمعآوری و استفاده کرد.
ترکیبات تشکیل دهنده پودر جوش
پودر جوش از ترکیبی دقیق و مهندسیشده از مواد معدنی و شیمیایی مختلف تشکیل شده که هرکدام نقش ویژهای در فرآیند جوشکاری ایفا میکنند.
یکی از مواد اصلی در پودر جوش، اکسید منگنز ( MnO ) است که به بهبود استحکام و چقرمگی فلز جوش کمک میکند. اکسید سیلیسیم ( SiO₂ ) نیز یکی دیگر از ترکیبات مهم است که نقش کلیدی در کاهش اکسیداسیون و بهبود روانی فلز مذاب دارد.
آهک ( CaO ) با خاصیت قلیایی خود، ناخالصیها را از فلز جوش جدا کرده و سربارهای مناسب برای محافظت از جوش تشکیل میدهد. فلوئور یا فلوراید کلسیم ( CaF₂ ) برای کاهش کشش سطحی مذاب و بهبود روانشدن فلز جوش به کار میرود. همچنین آلومینا ( Al₂O₃ ) به دلیل پایداری حرارتی بالا در فرمولاسیون پودرهای مقاوم به حرارت زیاد استفاده میشود.
در برخی ترکیبات نیز اکسید تیتانیوم ( TiO₂ ) وجود دارد که باعث بهبود قوس الکتریکی، افزایش نفوذ جوش و کمک به پایدار ماندن قوس در طول جوشکاری میشود. نسبت دقیق این ترکیبات به نوع جوشکاری، نوع فلز پایه و خواص مکانیکی مورد انتظار بستگی دارد و توسط تولیدکننده بهدقت تنظیم میشود.
انواع پودر جوش
۱٫ پودرهای ذوب نشده (Bonded Flux)
این نوع پودرها از ترکیب خشک مواد معدنی با چسب و سپس پخت در دمای پایین تولید میشوند. ویژگیها:
قابل اضافهکردن آلیاژها بهصورت یکنواخت
رنگ یکنواخت و مقاوم به رطوبت
مناسب برای جوشهای حساس
۲٫ پودرهای ذوب شده (Fused Flux)
مواد اولیه را در کورههای الکتریکی ذوب کرده و سپس سرد و آسیاب میکنند. ویژگیها:
مقاومت بالا به رطوبت
قابلیت استفاده مجدد چندباره
یکنواختی عالی در ترکیب
مزایای استفاده از پودر جوش و فرآیند SAW
مزایا:
کیفیت جوش بسیار بالا: بدون آخال، با نفوذ عمیق و خواص مکانیکی ممتاز
عدم نیاز به گاز محافظ: عملکرد عالی در محیطهای بادخیز و فضای باز
بهرهوری بالا: مناسب برای خطوط تولید اتوماتیک با سرعت بالا
ایمنی بیشتر: قوس دیده نمیشود، بدون نور UV یا جرقه
کاهش هزینهها در بلندمدت: با استفاده مجدد از پودر باقیمانده
معایب:
فقط مناسب برای موقعیتهای تخت یا افقی
نیاز به تجهیزات خاص مانند ماشین جوش زیرپودری
مناسب نبودن برای قطعات نازک
موارد استفاده از پودر جوش
پودر جوش و جوشکاری SAW در صنایع زیر بهصورت گسترده استفاده میشود:
ساخت تیرآهن و اسکلتهای فلزی
کشتیسازی و ساخت بدنههای عظیم
صنایع نفت، گاز و پتروشیمی
ساخت مخازن تحت فشار و بویلرها
خطوط راهآهن، پلها و سدها
لولهسازی (LSAW Pipes)
انتخاب پودر جوش مناسب | نکات مهم
نوع فلز پایه: برای فولاد ساده، فولاد آلیاژی یا استنلس استیل باید پودر مناسب همان فلز انتخاب شود.
خواص مکانیکی مورد انتظار: استحکام، چقرمگی، مقاومت به ترک
نوع اتصال و ضخامت قطعه: برای جوشکاری عمیق، پودرهای قلیایی مناسبترند.
محیط جوشکاری: اگر رطوبت بالا یا فضای باز دارید، پودرهای ذوبشده بهترند.
نیاز به جوش چندپاسه یا یکپاسه: برخی پودرها فقط برای یکپاس طراحی شدهاند.
نگهداری و بازیافت پودر جوش
پودر جوش باید در محیط خشک و بدون رطوبت نگهداری شود.
پودر استفادهشده را میتوان الک کرده و مجدداً استفاده کرد، البته فقط در صورت تمیز بودن.
پودرهای ذوبنشده حساستر به رطوبت هستند و باید در ظروف دربسته نگهداری شوند.
استانداردهای بینالمللی مربوط به پودر جوش
AWS A5.17: استاندارد آمریکایی برای پودر جوشهای فولاد کربنی
AWS A5.23: برای پودرهای فولاد آلیاژی و کمآلیاژ
EN ISO 14174: استاندارد اروپایی برای طبقهبندی پودرهای SAW
جمعبندی
پودر جوش، بهعنوان قلب فرآیند جوشکاری زیرپودری، نقش بسیار مهمی در کیفیت و عملکرد اتصالات فلزی سنگین دارد. انتخاب صحیح پودر، همراه با سیم جوش مناسب، میتواند استحکام، نفوذ، زیبایی و طول عمر اتصال را تا حد زیادی افزایش دهد.
در حدید صنعت نورا، ما با ارائه بهترین برندهای پودر جوش داخلی و خارجی، مشاوره تخصصی رایگان، و پشتیبانی کامل از پروژههای صنعتی، همواره در کنار صنعتگران و مهندسان جوش هستیم.
