سیم جوش استیل ۳۰۸ و کاربرد آن در صنایع مختلف

در دنیای مهندسی و ساخت، فولاد زنگ نزن آستنیتی (استنلس استیل) به دلیل مقاومت فوق‌العاده در برابر خوردگی، زیبایی ظاهری و دوام بالا، جایگاهی بی‌بدیل دارد. در میان تمامی گریدها، فولاد ۳۰۴ و ۳۰۴L (معروف به ۱۸/۸) پرکاربردترین‌ها هستند و هرگاه نیاز به اتصال، تعمیر یا ساخت قطعات با این مواد باشد، پای سیم جوش استیل ۳۰۸ به میان می‌آید. این سیم نه یک انتخاب، بلکه یک ضرورت فنی است؛ زیرا ترکیب شیمیایی آن دقیقاً برای تطابق با خواص فلزات پایه خانواده ۳۰۰ و حفظ مقاومت به خوردگی در ناحیه جوش طراحی شده است. اگر به دنبال تضمین کیفیت و یکپارچگی ساختاری در پروژه‌های صنعتی، غذایی، شیمیایی و دارویی خود هستید، درک عمیق از ماهیت و کاربرد سیم جوش استیل ۳۰۸ حیاتی است. در این مقاله، به تفصیل به بررسی این شاه‌سیم جوش یعنی سیم جوش استیل ۳۰۸ می‌پردازیم تا شما را در انتخاب آگاهانه و خرید سیم جوش یاری رسانیم.

برای مشاوره با کارشناسان مجموعه آلیاژ صنعت ایلیا با شماره 65020820 تماس بگیرید.

سیم جوش استیل ۳۰۸ چیست؟

سیم جوش استیل ۳۰۸ که اغلب تحت استاندارد AWS A5.9 طبقه‌بندی می‌شود، یک سیم فلزی پرکننده با ترکیب شیمیایی کروم و نیکل است که مشخصات آن بسیار شبیه به فولاد زنگ نزن پایه ۳۰۴ است. این سیم به طور معمول دارای حدود ۲۰٪ کروم و ۱۰٪ نیکل است که تعادل دقیقی بین این دو عنصر برای ایجاد ساختار آستنیتی-فریتی ایده‌آل در فلز جوش فراهم می‌کند. وجود مقدار کمی فریت (حدود ۵ تا ۱۰ درصد) در ساختار جوش نهایی، مقاومت عالی در برابر ترک‌خوردگی داغ (Hot Cracking) ایجاد می‌کند که یکی از مشکلات رایج در جوشکاری فولادهای آستنیتی است. این ترکیب شیمیایی تضمین می‌کند که خواص مکانیکی و مقاومت به خوردگی جوش، با فلز پایه همخوانی داشته باشد، به ویژه در دماهای معمولی تا نسبتاً بالا.

۳۰۸ در مقابل ۳۰۸L

یکی از مهم‌ترین تمایزها در خانواده ۳۰۸، تفاوت بین گرید استاندارد ۳۰۸ و گرید کربن پایین ۳۰۸L است که حرف L (مخفف Low Carbon) نشان‌دهنده آن است. سیم جوش ۳۰۸L دارای حداکثر میزان کربن ۰.۰۳٪ است، در حالی که سیم ۳۰۸ استاندارد تا ۰.۰۸٪ کربن دارد. کاهش میزان کربن در گرید L حیاتی است؛ زیرا از پدیده‌ای به نام حساسیت‌زایی (Sensitization) جلوگیری می‌کند که طی آن کاربیدهای کروم در دماهای بالا (بین ۴۲۵ تا ۸۷۰ درجه سانتیگراد) در مرز دانه‌ها رسوب می‌کنند. این رسوب، کروم موجود در اطراف دانه‌ها را کاهش داده و فولاد را در برابر خوردگی بین‌دانه‌ای آسیب‌پذیر می‌سازد. بنابراین، در کاربردهایی که قطعه جوشکاری شده قرار است در معرض خوردگی شدید یا محیط‌های دمای بالا قرار گیرد، سیم ۳۰۸L انتخاب ارجح است.

کاربرد اصلی سیم جوش استیل ۳۰۸

هدف اصلی از تولید سیم جوش استیل ۳۰۸/۳۰۸L، اتصال فلزات پایه از خانواده فولادهای زنگ نزن آستنیتی، به ویژه گرید پرمصرف ۳۰۴ و همتای کربن پایین آن ۳۰۴L است. فولادهای ۳۰۴ به دلیل مقاومت عالی در برابر اسیدها و مواد شیمیایی خورنده، کاربرد گسترده‌ای در صنایع فرآوری مواد غذایی، لبنیات، تجهیزات آشپزخانه تجاری، و تجهیزات شیمیایی دارند. سیم جوش ۳۰۸ نه تنها فلزات پایه مشابه را به هم متصل می‌کند، بلکه گاهی برای جوشکاری فولادهای زنگ نزن ۳۲۱ و ۳۴۷ نیز استفاده می‌شود؛ البته مشروط بر اینکه دمای کاری قطعه نهایی از حدود ۴۰۰ درجه سانتیگراد تجاوز نکند. انتخاب دقیق گرید L به اطمینان از حفظ یکپارچگی فولاد در طول عمر قطعه کمک می‌کند.

یکی از قابلیت‌های فنی جالب توجه سیم جوش ۳۰۸، توانایی آن در جوشکاری فلزات غیر مشابه است، به ویژه هنگامی که هدف، اتصال یک فولاد زنگ نزن آستنیتی (مانند ۳۰۴) به یک فولاد کربنی یا کم‌آلیاژ باشد. در این نوع اتصال، سیم جوش ۳۰۸ به عنوان یک واسطه عمل می‌کند که می‌تواند با هر دو فلز پایه سازگاری داشته باشد. این امر به دلیل محتوای بالای آلیاژی (کروم و نیکل) است که پتانسیل شکست ناشی از تردی (Brittleness) و تشکیل فازهای شکننده در مرز جوش را کاهش می‌دهد. این کاربرد در ساخت مخازن تحت فشار و لوله‌کشی‌های صنعتی که فولاد زنگ نزن باید به یک ساختار پشتیبان فولاد کربنی متصل شود، بسیار رایج است.

اشکال مختلف سیم جوش ۳۰۸

سیم جوش ۳۰۸ در اشکال مختلفی برای پاسخگویی به فرآیندهای جوشکاری گوناگون تولید می‌شود. رایج‌ترین اشکال شامل میله‌های پرکننده (Filler Rods) برای جوشکاری تیگ (TIG/GTAW)، که دقت بالا و کنترل بیشتری را در فرآیند جوش فراهم می‌کند، و همچنین سیم‌های قرقره‌ای (Spools/Wires) برای جوشکاری میگ/مگ (MIG/GMAW) است. برای فرآیند میگ، سیم جوش معمولاً از نوع جامد (Solid Wire) است و در صورت نیاز به جوشکاری با نرخ رسوب بالا در خارج از وضعیت، نوع سیم پودری (Flux-Cored) ۳۰۸ نیز موجود است. انتخاب شکل مناسب، مستقیماً به روش جوشکاری موجود، سطح مهارت جوشکار و ضخامت قطعه کار بستگی دارد.

در سایت tensileweld در این رابطه اینگونه آمده است:

ER308L Mig & Tig wires have become increasingly popular due to their ability to provide superior results when compared to other welding materials. They have low spatter levels, produce strong welds that last for years, and require minimal post-weld cleaning. Additionally, these wires are easy to use and can be used in both manual and automated welding processes. With the right technique and equipment, you can achieve high-quality welds with ER308L Mig & Tig wires.

سیم‌های جوشکاری میگ و تیگ ER308L به دلیل توانایی‌شان در ارائه نتایج برتر در مقایسه با سایر مواد جوشکاری، به طور فزاینده‌ای محبوب شده‌اند. آن‌ها سطح پاشش کمی دارند، جوش‌های قوی ایجاد می‌کنند که سال‌ها دوام می‌آورند و به حداقل تمیزکاری پس از جوش نیاز دارند. علاوه بر این، استفاده از این سیم‌ها آسان است و می‌توانند در هر دو فرآیند جوشکاری دستی و خودکار استفاده شوند. با تکنیک و تجهیزات مناسب، می‌توانید با سیم‌های جوشکاری میگ و تیگ ER308L به جوش‌های با کیفیت بالا دست یابید.

گاز محافظ و پارامترهای جوشکاری MIG با سیم ۳۰۸

هنگام استفاده از سیم جوش ۳۰۸ در فرآیند MIG/MAG، انتخاب گاز محافظ صحیح برای جلوگیری از اکسیداسیون کروم و حفظ خواص فلز جوش بسیار حیاتی است. معمولاً از مخلوط گاز محافظ شامل آرگون (Ar) با افزودنی‌هایی مانند ۲-۱٪ اکسیژن (O2) یا ۲-۳٪ دی‌اکسید کربن (CO2) استفاده می‌شود. آرگون به عنوان حامل اصلی، قوس را پایدار می‌کند، در حالی که افزودنی‌های فعال، پایداری قوس و ترشوندگی (Wetting) بهتر حوضچه جوش را تضمین می‌کنند. استفاده از CO2 خالص توصیه نمی‌شود، زیرا می‌تواند محتوای کربن جوش را افزایش داده و خطر حساسیت‌زایی را به همراه داشته باشد. همچنین، تنظیم دقیق ولتاژ و سرعت تغذیه سیم برای دستیابی به حالت اسپری ترانسفر (Spray Transfer) مطلوب است.

بیشتر بخوانید: انواع سنگ فرز صنعتی و معمولی را بشناسید

عوامل مؤثر بر انتخاب قطر و سرعت سیم جوش

انتخاب قطر سیم جوش ۳۰۸ باید با توجه به ضخامت فلز پایه، موقعیت جوشکاری و جریان مورد نیاز صورت گیرد. سیم‌های نازک‌تر (مانند ۰.۸ و ۱.۰ میلی‌متر) برای جوشکاری ورق‌های نازک‌تر و موقعیت‌های غیرمسطح مناسب‌اند، زیرا کنترل حوضچه جوش و حرارت ورودی را آسان‌تر می‌کنند. در مقابل، سیم‌های ضخیم‌تر (مانند ۱.۲ میلی‌متر) برای جوشکاری صفحات ضخیم‌تر با جریان‌های بالاتر و برای دستیابی به نرخ رسوب‌گذاری بیشتر در جوش‌های گوشه‌ای استفاده می‌شوند. سرعت تغذیه سیم باید به گونه‌ای تنظیم شود که با ولتاژ خروجی دستگاه تناسب داشته باشد تا یک قوس پایدار، حداقل پاشش (Spatter) و پروفایل مهره جوش یکنواخت حاصل شود.

نگهداری و ذخیره‌سازی: تضمین عملکرد مطلوب سیم جوش

سیم جوش استیل ۳۰۸، به خصوص برای فرآیند TIG، باید با دقت بسیار بالایی نگهداری شود تا کیفیت آن حفظ شود. اصلی‌ترین دشمن این سیم‌ها، رطوبت و آلودگی‌های سطحی مانند گرد و غبار یا گریس هستند. آلودگی می‌تواند منجر به ایجاد عیوبی مانند تخلخل (Porosity) و کاهش مقاومت به خوردگی شود. بنابراین، سیم‌های قرقره‌ای باید در بسته‌بندی اصلی وکیوم یا در محیط‌های خشک و دارای کنترل رطوبت (به خصوص برای سیم‌های پودری) نگهداری شوند. هرگونه سیم باقی‌مانده پس از اتمام کار باید با دقت پوشانده شود تا از تماس با محیط کارگاه که اغلب آلوده است، جلوگیری شود.

سخن پایانی

در پایان،سیم جوش استیل ۳۰۸ چیزی بیش از یک ماده مصرفی است؛ این ماده تضمین‌کننده مقاومت به خوردگی و استحکام در سازه‌هایی است که با فولادهای زنگ نزن خانواده ۳۰۰ ساخته می‌شوند. انتخاب دقیق گرید کربن پایین (۳۰۸L) برای شرایط خورنده یا دمای بالا، درک نحوه عملکرد گاز محافظ و تنظیم صحیح پارامترهای جوشکاری، همگی جزئیات کلیدی هستند که جوشکاران حرفه‌ای را از افراد معمولی متمایز می‌کند. با تسلط بر این دانش فنی و به‌کارگیری سیم جوش با کیفیت ۳۰۸، شما نه تنها قطعات را به یکدیگر متصل می‌کنید، بلکه دوام، ایمنی و طول عمر پروژه‌های خود را تضمین می‌نمایید و گام بلندی در جهت ارتقاء کیفیت ساخت برمی‌دارید.

سوالات متداول

۱. آیا می‌توان از سیم جوش ۳۰۸ برای جوشکاری فولاد کربنی معمولی استفاده کرد؟

بله، در شرایط خاص، سیم جوش ۳۰۸ می‌تواند برای اتصال فولاد زنگ نزن ۳۰۴ به فولاد کربنی استفاده شود، اما به دلیل اختلاف انبساط حرارتی، در کاربردهای تحت تنش بالا باید با احتیاط به کار رود.

۲. چرا باید گرید ۳۰۸L را به جای ۳۰۸ استاندارد انتخاب کنم؟

اگر سازه جوش داده شده در محیط‌های خورنده یا دماهای بالا (بیش از ۴۲۵ درجه سانتیگراد) کار می‌کند، باید گرید ۳۰۸L را انتخاب کنید تا از پدیده حساسیت‌زایی و خوردگی بین‌دانه‌ای جلوگیری شود.

۳. بهترین گاز محافظ برای جوشکاری MIG با سیم ۳۰۸ چیست؟

بهترین گاز محافظ معمولاً مخلوطی از آرگون (Ar) است که با افزودنی‌های کمی مانند ۱ تا ۲ درصد اکسیژن (O2) یا ۲ تا ۳ درصد دی‌اکسید کربن (CO2) غنی شده است تا پایداری قوس و ترشوندگی جوش را بهبود بخشد.