جوشکاری CO₂چیست؟

جوشکاری قوسی با گاز (GMAW) که در آن از گاز کربن دی اکسید (CO2) استفاده می شود، به عنوان جوش CO2 تبدیل می شود. این نوع جوشکاری به دلیل فعال بودن CO2، در دسته‌بندی Metal Active Gas (MAG) قرار می‌گیرد. یکی از مزایای اصلی استفاده از CO2، هزینه پایین‌تر آن نسبت به گاز آرگون است، که این امر باعث جوشکاری CO2 به یکی از روش‌های متداول در صنایع متالورژی وابسته به فولاد می‌شود.

این روش به ویژه برای جوشکاری صفحات نازک و نیمه ضخیم غیر سخت فولادی مناسب و در صنعت خودروسازی، به ویژه در شرکت ایران خودرو، پس از جوشکاری، بالاترین میزان کاربرد را در بدنه‌سازی خودروها دارد. جوشکاری CO2 به دلیل خواص محافظتی عالی و هزینه مقرون به صرفه‌اش، انتخابی محبوب در این زمینه است.

جوشکاری CO₂به چه صورتی انجام می شود؟

در جوشکاری قوسی با گاز محافظ CO2، فرآیند جوشکاری به گونه‌ای طراحی می‌شود که از الکترود (سیم جوش) به عنوان منبع حرارت و ماده پرکننده استفاده می‌شود. این الکترود به طور مداوم توسط موتور به مشعل جوش (تورچ) تغذیه می‌شود و با ایجاد قوس الکتریکی، حرارت لازم برای ذوب فلز پایه و سیم جوش تامین می‌شود.

گاز CO2 که از نازل مشعل خارج می‌شود، نقشی در محافظت از حوضچه جوش دارد و مانع از تأثیرات منفی و نیتروژن موجود در اتمسفر بر روی فلز مذاب می‌شود. تنظیم صحیح ولتاژ و آمپراژ دستگاه جوشکاری برای دستیابی به کیفیت مطلوب جوش بسیار حیاتی است. عدم تنظیم مناسب این نقاط می‌تواند به پاشش و جرقه‌های زیاد در حین جوشکاری منجر شود.

واکنش‌های شیمیایی در این نوع جوشکاری شامل گاز CO2 به CO و O در نزدیکی قوس است. آزاد شده با آهن مذاب ترکیب شده و FeO را تولید می کند. وجود کربن در فولاد باعث می‌شود که این عنصر با واکنش می‌دهد و گاز CO تولید می‌کند که می‌تواند منجر به تشکیل حفرات Blowhole در فلز جوش شود.

برای جلوگیری از این مشکل، از سیم جوش‌هایی که حاوی عناصر سیلیسیم و منگنز هستند، توصیه می‌شود. این ترکیب نسبت به کربن را بیشتر می کند، ترکیب می کند و از واکنش با مواد مانند SiO2 و MnO را تولید می کند که بر روی سطح مذاب شناور می شود و به عنوان سرباره عمل می کند و Blowhole را کاهش می دهد.

به طور کلی، شرایط دقیق انجام کار را کنترل کرده و مواد مناسب را انتخاب می‌کند، می‌تواند کیفیت نهایی جوش را بهبود بخشد و عوارض ناشی از واکنش‌های ناخواسته را کاهش دهد.

گاز کربن دی اکسید کربن (CO2) به عنوان گاز در جوشکاری کربنهای کربنی به منبعی برای استفاده در می‌گیرند. در زیر برخی از این موارد اشاره می‌شود:

1. کاهش تنش سطحی : CO2 می‌تواند سطح جوشکاری را به میزان قابل توجهی کاهش دهد.

2. افزایش نفوذ جوش : گاز CO2 با افزایش حرارت قوس، نفوذ جوش را بهبود می‌بخشد و احتمال ایجاد نفوذ ناقص (LOP) را کاهش می‌دهد.

3. کاهش هزینه : قیمت پایین‌تر CO2 نسبت به گازهای بی اثر مانند آرگون و هلیوم، باعث صرفه‌جویی اقتصادی در فرآیند جوشکاری می‌شود.

4. تبدیل اکسیداسیون اکسیداسیون : دمای بالای قوس جوش CO2 باعث می شود که این گاز به مونوید کربن تبخیر شود و می‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌ای‌ای‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌رمصر نباش از خواص از اکسیداسیون فلزات جلوگیری می‌کند.

5. عدم ایجاد گل جوش : استفاده از CO2 در جوشکاری باعث ایجاد گل جوش می شود که این امر باعث ایجاد جوش دقیق تر و سالم تر می شود.

6. امکان ترکیب با سایر گازها : ترکیب CO2 با آرگون می‌تواند به قوسی پایدارتر شود و کیفیت جوش را افزایش دهد.

7. جلوگیری از عیوب : چگالی مناسب برای محافظت از CO2 از حوضچه مذاب انجام می‌دهد و از بروز عیوبی مانند سوختگی در کنار جوش (Undercut) جلوگیری می‌کند.

8. افزایش چقرمگی : ترکیب مناسب CO2 با سایر گازهای محافظ و مواد پرکننده، فلز چقرمگی را افزایش می دهد و از جدایی مقاطع در برابر تکان های شدید جلوگیری می کند.

در نهایت، دستگاه‌های جوشکاری CO2 معمولاً دارای طراحی پیشرفته‌ای هستند که شامل سیستم وایرفیدر و پاور سورس یکپارچه است و امکان کنترل ولتاژ و جریان شدید را می‌آورد. این دستگاه‌ها قابلیت جوشکاری فلزات غیر آهنی و آلیاژهای آن‌ها را دارند و کیفیت مطلوبی برای فلزات با ضخامت کم ارائه می‌دهند.