آشنایی با انواع سیم جوش CO2

جوشکاری یکی از ستون‌های اصلی صنایع ساخت‌وساز، خودروسازی، و تولیدات فلزی است و در میان روش‌های مختلف، جوشکاری با گاز محافظ (MIG/MAG) که عموماً از گاز CO2 به عنوان گاز محافظ استفاده می‌کند، به دلیل سرعت بالا، سهولت استفاده و کیفیت جوش عالی، محبوبیتی ویژه یافته است. در قلب این فرآیند، سیم جوش CO2 قرار دارد که نقش مصرف‌شونده اصلی را ایفا می‌کند و کیفیت نهایی اتصال فلزات را مستقیماً تحت تأثیر قرار می‌دهد. اگر به دنبال درک عمیق‌تری از این ماده حیاتی هستید تا بهترین انتخاب را برای پروژه‌های خود داشته باشید و کیفیت جوش خود را به طور چشمگیری ارتقا دهید، این مقاله جامع برای شماست. در این راهنما، ما انواع سیم جوش CO2 ، ویژگی‌ها، و کاربردهای کلیدی آن‌ها را بررسی خواهیم کرد تا بتوانید با آگاهی کامل، فرآیند جوشکاری خود را بهینه‌سازی کنید و خرید سیم جوش را ثبت کنید.

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

انواع سیم جوش CO2 چیست و چرا حیاتی است؟

انواع سیم جوش CO2 در واقع همان سیم جوشی است که در فرآیند جوشکاری قوس فلزی با گاز محافظ (GMAW یا MIG/MAG) مورد استفاده قرار می‌گیرد، به ویژه زمانی که گاز محافظ مورد استفاده دی‌اکسید کربن خالص (CO2) یا مخلوطی از آن با آرگون باشد. این سیم، که به صورت کلاف یا قرقره عرضه می‌شود، نه تنها فلز پرکننده مورد نیاز برای ایجاد اتصال را تامین می‌کند، بلکه از طریق هدایت جریان الکتریکی، قوس لازم برای ذوب شدن و تشکیل حوضچه جوش را نیز پایدار می‌سازد. اهمیت آن در این است که ترکیب شیمیایی سیم مستقیماً بر خواص مکانیکی جوش نهایی مانند استحکام، انعطاف‌پذیری و مقاومت در برابر خوردگی تأثیر می‌گذارد، به همین دلیل انتخاب نوع صحیح آن برای هر کاربرد، حیاتی است.

تقسیم‌بندی اصلی انواع سیم جوش CO2 سیم‌های جامد در مقابل پودری

سیم جوش‌های مورد استفاده در جوشکاری با گاز محافظ CO2 به دو دسته اصلی تقسیم می‌شوند که هر کدام برای شرایط و کاربردهای خاصی طراحی شده‌اند. سیم‌های جامد (Solid Wires) ساختاری یکنواخت و بدون هسته دارند و اغلب با گاز CO2 یا مخلوط آرگون/CO2 استفاده می‌شوند؛ این نوع سیم‌ها سرعت رسوب‌گذاری بالاتری دارند و برای جوشکاری‌های سریع و سازه‌ای مناسب‌اند. در مقابل، سیم‌های پودری (Flux-Cored Wires) دارای یک هسته داخلی از مواد فلاکس (Flux) هستند که خود یک لایه محافظ ایجاد می‌کند و نیاز به گاز محافظ خارجی را کاهش داده یا حتی حذف می‌کند، و برای جوشکاری‌های خارج از منزل یا قطعات ضخیم‌تر که نیاز به نفوذ بیشتری دارند، ایده‌آل هستند.

انواع سیم جوش جامد (Solid Wires) و استانداردها

سیم‌های جامد بر اساس ترکیب شیمیایی خود طبقه‌بندی می‌شوند و رایج‌ترین آن‌ها برای فولادهای کربنی و کم‌آلیاژ، بر اساس استاندارد AWS A5.18 و با نام‌هایی مانند ER70S-6 یا ER70S-3 شناخته می‌شوند. سیم ER70S-6 به دلیل دارا بودن سطوح بالاتری از سیلیکون و منگنز، که برای اکسیژن‌زدایی و کاهش پاشش در هنگام استفاده از گاز CO2 خالص یا مخلوط‌های با درصد CO2 بالا ضروری است، محبوب‌ترین گزینه است. این سیم برای جوشکاری فولادهای معمولی و لوله‌ها ایده‌آل بوده و خواص مکانیکی خوبی را ارائه می‌دهد، در حالی که سیم‌های دیگر مانند ER70S-3 برای فولادهای تمیزتر مناسب‌تر هستند.

سیم جوش ER70S-6: اسب کاری جوشکاری CO2

سیم جوش ER70S-6 بدون شک پرمصرف‌ترین نوع سیم جامد در جوشکاری با گاز CO2 است و به عنوان یک استاندارد صنعتی شناخته می‌شود. عدد ۷۰ در نام آن نشان‌دهنده حداقل استحکام کششی ۷۰,۰۰۰ پوند بر اینچ مربع (psi) است و حرف S نشانگر جامد (Solid) بودن آن است. این سیم به دلیل افزودن عناصری چون سیلیکون (Si) و منگنز (Mn)، که به عنوان اکسیژن‌زدا (Deoxidizers) عمل می‌کنند، توانایی بالایی در مقابله با ناخالصی‌های سطحی مانند زنگ‌زدگی یا پوسته‌های اکسیدی خفیف دارد. این ویژگی باعث می‌شود که جوش ایجاد شده یکنواخت‌تر و عاری از تخلخل باشد، و به همین دلیل برای طیف گسترده‌ای از کاربردهای سازه‌ای و تولیدی بسیار مناسب است.

بیشتر بخوانید: مفهوم اعداد روی الکترود جوشکاری چیست؟

سیم جوش فولاد ضد زنگ (Stainless Steel) برای جوش CO2

اگرچه گاز CO2 خالص کمتر برای جوشکاری فولاد ضد زنگ استفاده می‌شود (زیرا کربن موجود در CO2 می‌تواند خواص ضد زنگ را کاهش دهد)، اما در برخی موارد و با استفاده از مخلوط‌های گازی خاص (مانند آرگون با درصد بسیار پایین CO2)، از سیم‌های مخصوص فولاد ضد زنگ استفاده می‌شود. این سیم‌ها معمولاً بر اساس استاندارد AWS A5.9 و با نام‌هایی مانند ER308L یا ER316L طبقه‌بندی می‌شوند. ER308L برای جوشکاری فولادهای ضد زنگ متداول مانند ۳۰۴L کاربرد دارد، در حالی که ER316L برای فولادهای مقاوم به خوردگی بالاتر که حاوی مولیبدن هستند، مناسب است. انتخاب دقیق سیم باید با توجه به گرید فلز پایه انجام شود تا از مقاومت به خوردگی و خواص مکانیکی مورد نیاز اطمینان حاصل شود.

در سایت sciencedirect در این رابطه اینگونه آمده است:

In these processes, the electrode is usually of similar composition to the work and heat from the arc melts the end of the electrode as well as the work. Metal is transferred across the arc from the electrode to the work to form part of the weld. The electrode is advanced to maintain a steady arc length. The various consumable electrode processes are further distinguished by the means adopted to shield the weld region from reaction with the atmosphere

در این فرآیندها، الکترود معمولاً ترکیبی مشابه با قطعه کار دارد و گرمای قوس، انتهای الکترود و همچنین قطعه کار را ذوب می‌کند. فلز از طریق قوس از الکترود به قطعه کار منتقل می‌شود تا بخشی از جوش را تشکیل دهد. الکترود برای حفظ طول قوس ثابت، به جلو رانده می‌شود. فرآیندهای مختلف الکترود مصرفی با روش‌هایی که برای محافظت از ناحیه جوش در برابر واکنش با جو اتخاذ می‌شوند، بیشتر متمایز می‌شوند.

سیم جوش‌های پودری (Flux-Cored Wires)

سیم جوش‌های پودری (FCAW) به دلیل کارایی بالا و توانایی‌شان در جوشکاری قطعات ضخیم، کاربرد وسیعی دارند. این نوع سیم‌ها خود به دو گروه اصلی تقسیم می‌شوند: Self-Shielded (خود محافظ) و Gas-Shielded (نیازمند گاز محافظ). نوع نیازمند به گاز محافظ، که از CO2 یا مخلوط‌های آن استفاده می‌کند، اغلب برای جوشکاری‌های با کیفیت بالاتر و در محیط‌های بسته استفاده می‌شود و استانداردهایی مانند E71T-1 را شامل می‌شود. استفاده از این سیم‌ها عموماً نفوذ عمیق‌تر و نرخ رسوب‌گذاری بالاتری نسبت به سیم‌های جامد ایجاد می‌کند، که آن را برای جوشکاری‌های سنگین و خارج از وضعیت (Out-of-position) ایده‌آل می‌سازد.

انتخاب صحیح قطر سیم

قطر سیم جوش یکی از مهم‌ترین پارامترها در فرآیند جوشکاری CO2 است که باید بر اساس ضخامت قطعه کار، نوع اتصال و جریان جوشکاری (آمپراژ) انتخاب شود. قطر‌های رایج شامل ۰.۸ میلی‌متر (۰.۰۳۰ اینچ)، ۱.۰ میلی‌متر (۰.۰۳۵ اینچ) و ۱.۲ میلی‌متر (۰.۰۴۵ اینچ) هستند. سیم‌های با قطر کمتر (مانند ۰.۸ میلی‌متر) برای جوشکاری ورق‌های نازک‌تر و آمپراژهای پایین مناسب هستند، زیرا گرمای ورودی کمتری ایجاد می‌کنند و کنترل بهتری بر روی حوضچه جوش فراهم می‌آورند. در مقابل، سیم‌های با قطر بزرگتر برای جوشکاری قطعات ضخیم‌تر، نرخ رسوب‌گذاری بالا و آمپراژهای بالا در کاربردهای صنعتی سنگین استفاده می‌شوند.

نگهداری و ذخیره‌سازی سیم جوش

کیفیت جوش نهایی به شدت تحت تأثیر شرایط سیم جوش است و رطوبت و آلودگی‌های سطحی می‌توانند مشکلات جدی ایجاد کنند. سیم جوش‌های CO2، به ویژه نوع جامد آن، باید همیشه در محیط‌های خشک و دور از منابع رطوبت و آلودگی نگهداری شوند. جذب رطوبت می‌تواند منجر به تشکیل حباب‌های هیدروژن در فلز جوش شده و در نتیجه ایجاد تخلخل و ترک (Porousity and Cracking) شود که استحکام جوش را به شدت کاهش می‌دهد. استفاده از قفسه‌های محافظ، بسته‌بندی‌های وکیوم و دور نگه داشتن آن‌ها از تغییرات دمایی شدید، از جمله روش‌های ضروری برای حفظ کیفیت سیم جوش قبل از استفاده است.

نکات کلیدی برای جوشکاری موفق با سیم جوش CO2

برای دستیابی به یک جوش با کیفیت و بدون عیب با استفاده از سیم جوش CO2، رعایت چند نکته فنی ضروری است. اولاً، تنظیمات دستگاه جوش شامل ولتاژ و سرعت تغذیه سیم باید به درستی بر اساس قطر سیم و ضخامت قطعه کار تنظیم شود تا انتقال مناسب فلز و نفوذ کافی به دست آید. ثانیاً، تمیز بودن سطح قطعه کار از روغن، زنگ‌زدگی و رنگ، برای جلوگیری از تخلخل و آلودگی جوش حیاتی است. ثالثاً، فاصله نازل تا قطعه کار (CTWD) باید ثابت نگه داشته شود؛ معمولاً این فاصله بین ۱۰ تا ۱۵ برابر قطر سیم است و تأثیر مستقیمی بر مقاومت و پایداری قوس دارد.

سخن پایانی

انتخاب صحیح و آگاهانه انواع سیم جوش CO2، سنگ بنای هر فرآیند موفق جوشکاری MIG/MAG است. همانطور که در این مقاله مشاهده شد، درک تفاوت‌های اساسی بین سیم‌های جامد مانند ER70S-6 و انواع پودری، شناخت استانداردها و تعیین قطر مناسب، همگی عواملی هستند که مستقیماً بر سرعت، کارایی و کیفیت نهایی اتصال شما تأثیر می‌گذارند. با به‌کارگیری این دانش تخصصی و رعایت نکات کلیدی در نگهداری و اجرای جوشکاری، نه تنها از پتانسیل کامل تجهیزات خود استفاده خواهید کرد، بلکه جوش‌هایی با استحکام و زیبایی بصری بالا تولید خواهید نمود که استاندارد صنعتی را برآورده می‌سازند. تسلط بر این جزئیات، مهارت شما را در صنعت جوشکاری به سطح بالاتری ارتقاء خواهد داد.