علت سیاه شدن جوش آرگون

جوشکاری با گاز محافظ آرگون یک روش متداول در صنایع مختلف است. در این روش، از گاز خنثی آرگون برای ایجاد محیطی عاری از اکسیژن و گازهای واکنش‌پذیر استفاده می‌شود تا از اکسیداسیون و آلودگی مذاب فلز در حین جوشکاری جلوگیری شود. با این حال، گاهی اوقات مشاهده می‌شود که جوش به رنگ سیاه درمی‌آید که نشان دهنده یک مشکل در فرآیند جوشکاری است.

سیاه شدن جوش آرگون می‌تواند ناشی از عوامل مختلفی باشد که همگی به نوعی با ورود اکسیژن یا سایر گازهای واکنش‌پذیر به محیط جوشکاری مرتبط است. این عوامل شامل آلودگی گاز محافظ، عدم تخلیه کامل هوا از محفظه جوشکاری، مشکلات در سیستم تغذیه گاز، سرعت جریان گاز نامناسب، فاصله نامناسب نازل از قطعه کار و آلودگی سطح قطعه کار می‌شوند.

سیاه شدن جوش نه تنها از نظر ظاهری نامطلوب است، بلکه می‌تواند کیفیت و خواص مکانیکی اتصال جوشی را نیز تحت تأثیر قرار دهد. بنابراین، شناسایی و رفع علل سیاه شدن جوش از اهمیت ویژه‌ای در فرآیند جوشکاری با گاز محافظ آرگون برخوردار است.

دلایل سیاه شدن جوش آرگون

سیاه شدن جوش آرگون می‌تواند دلایل مختلفی داشته باشد که در ادامه به بررسی چهار مورد از رایج‌ترین آن‌ها می‌پردازیم:

۱- اکسیداسیون فلز پایه یا فلز جوش یکی از اصلی‌ترین دلایل سیاه شدن جوش آرگون است. در جوشکاری آرگون، از گاز آرگون برای محافظت از حوضچه جوش در برابر هوا استفاده می‌شود.

هنگامی که تنظیمات گاز به درستی انجام نشود یا گاز به طور کامل فلز را احاطه نکند، اکسیژن موجود در هوا می‌تواند با فلز جوش واکنش داده و آن را اکسید کند. اکسید فلز، رنگی سیاه یا قهوه‌ای دارد که می‌تواند بر کیفیت جوش و استحکام آن تأثیر منفی بگذارد.

۲- آلودگی فلز پایه یا فلز جوش نیز از دیگر دلایل سیاه شدن جوش آرگون محسوب می‌شود. این آلودگی می‌تواند از منابع مختلفی نظیر چربی، روغن، رطوبت، یا رنگ ناشی شود. چنانچه فلز قبل از جوشکاری به درستی تمیز نگردد، این آلودگی‌ها در حوضچه جوش ذوب شده و باعث ایجاد ناخالصی و سیاه شدن جوش خواهند شد.

۳- حرارت بیش از حد نیز می‌تواند یکی دیگر از عوامل سیاه شدن جوش آرگون باشد. حرارت زیاد موجب ذوب شدن بیش از حد فلز و تبخیر عناصر آلیاژی می‌گردد که این امر می‌تواند به ایجاد تخلخل و ترک در جوش و همچنین سیاه شدن آن منجر شود. برای پیشگیری از این مشکل، باید از تنظیمات گرمای مناسب و تکنیک صحیح جوشکاری بهره گرفت.

۴- در نهایت، استفاده از الکترود نامناسب با نوع فلز پایه یا فلز جوش می‌تواند باعث بروز مشکلاتی از جمله سیاه شدن جوش گردد. الکترودها با آلیاژهای گوناگونی تولید می‌شوند که هر کدام برای نوع خاصی از فلز مناسب هستند. انتخاب الکترود متناسب با نوع فلز و شرایط جوشکاری، از بروز معضلی چون سیاه شدن جوش پیشگیری می‌نماید.

علاوه بر موارد یادشده، عوامل دیگری نیز ممکن است در سیاه شدن جوش آرگون نقش داشته باشند. از جمله :

• تنظیمات نادرست جریان و ولتاژ

• سرعت جوشکاری نامناسب

• و عدم مهارت کافی جوشکار

نیز می‌توانند از جمله این عوامل باشند. برای رفع مشکل سیاه شدن جوش آرگون، ابتدا باید علت اصلی آن را شناسایی نمود و

سپس با توجه به آن، اقدام به رفع مشکل کرد.

راههای جلوگیری از سیاه شدن جوش ارگون

همانطور که در بخش قبل ذکر شد، سیاه شدن جوش آرگون می‌تواند دلایل مختلفی داشته باشد. برای جلوگیری از این مشکل، می‌توان اقدامات پیشگیرانه مختلفی را انجام داد که در ادامه به شرح پنج مورد از آن‌ها می‌پردازیم:

1. تنظیم صحیح گاز آرگون

2. تمیز کردن فلز پایه و فلز جوش

3. استفاده از حرارت مناسب

4. انتخاب الکترود مناسب

5. آموزش و مهارت جوشکار

تنظیم صحیح گاز آرگون

یکی از مهمترین اقدامات برای جلوگیری از سیاه شدن جوش آرگون، تنظیم صحیح جریان و فشار گاز آرگون است. گاز آرگون باید با سرعت و فشار مناسب به محل جوشکاری هدایت شود تا بتواند به طور کامل حوضچه جوش را احاطه کرده و از نفوذ اکسیژن هوا به آن جلوگیری نماید.

سرعت جریان گاز باید متناسب با اندازه و شکل قطعه کار، نوع فرآیند جوشکاری، و موقعیت جوشکاری تنظیم گردد. فشار گاز نیز باید در محدوده مناسب قرار داشته باشد تا از یک طرف، گاز به راحتی از نازل خارج شود و از طرف دیگر، با فشار زیاد، مانع از پراکندگی و خروج گاز از محل جوشکاری نگردد. علاوه بر این، باید از خلوص و عاری بودن گاز آرگون از هرگونه آلودگی و آلاینده اطمینان حاصل کرد.

تمیز کردن فلز پایه و فلز جوش

قبل از انجام جوشکاری آرگون، باید سطح فلز پایه و فلز جوش (الکترود) به طور کامل از هرگونه آلودگی مانند چربی، روغن، رطوبت، زنگ زدگی، یا رنگ تمیز شود.

وجود این آلودگی‌ها می‌تواند باعث سیاه شدن جوش و کاهش کیفیت آن گردد. برای تمیز کردن سطح فلزات می‌توان از روش‌های مختلفی استفاده نمود.

از جمله می‌توان به استفاده از حلال‌های شیمیایی، برس سیمی، سنباده، یا سندبلاست (پاشش ذرات سخت بر سطح فلز) اشاره کرد. این روش‌ها باید به گونه‌ای انتخاب شوند که ضمن تمیز کردن کامل سطح، آسیبی به فلز وارد نکنند.

استفاده از حرارت مناسب

یکی دیگر از عوامل مهم در جلوگیری از سیاه شدن جوش آرگون، استفاده از حرارت مناسب در فرآیند جوشکاری است. حرارت بیش از حد می‌تواند باعث ذوب شدن بیش از حد فلز و تبخیر عناصر آلیاژی شود که این امر می‌تواند به ایجاد تخلخل، ترک، و سیاه شدن جوش منجر گردد.

از طرف دیگر، حرارت کم نیز ممکن است باعث عدم جوش کامل و اتصال ناقص فلزات شود. برای تعیین حرارت مناسب، باید به عواملی همچون نوع فلز، ضخامت قطعه کار، نوع فرآیند جوشکاری، و شرایط محیطی توجه کرد. معمولاً دستورالعمل‌های ارائه شده توسط سازندگان دستگاه‌های جوشکاری و الکترودها می‌تواند راهنمای مناسبی برای تنظیم حرارت مورد نیاز باشد.

انتخاب الکترود مناسب

انتخاب نوع الکترود متناسب با فلز پایه و فلز جوش از دیگر راه‌های پیشگیری از سیاه شدن جوش آرگون است. الکترودها با آلیاژهای مختلفی تولید می‌شوند که هر کدام برای نوع خاصی از فلز مناسب هستند.

استفاده از الکترود نامناسب می‌تواند باعث بروز مشکلاتی مانند سیاه شدن، ایجاد ترک، یا کاهش استحکام جوش شود.

برای انتخاب انواع الکترود جوشکاری مناسب، باید به ترکیب شیمیایی فلز پایه، خواص مکانیکی مورد نیاز، شرایط محیطی، و نوع کاربرد قطعه جوشکاری شده توجه نمود. معمولاً سازندگان الکترودها در برگه‌های مشخصات فنی، توصیه‌هایی برای انتخاب الکترود مناسب ارائه می‌دهند.

آموزش و مهارت جوشکار

عامل انسانی و مهارت جوشکار نیز در کیفیت جوش و جلوگیری از مشکلاتی مانند سیاه شدن آن نقش مهمی دارد. جوشکاران باید با اصول و تکنیک‌های صحیح جوشکاری آرگون آشنا باشند و از مهارت و تجربه کافی برای انجام این کار برخوردار باشند.

آموزش‌های تئوری و عملی مناسب، آشنایی با دستگاه‌ها و تجهیزات جوشکاری، و تمرین کافی می‌تواند به افزایش مهارت جوشکاران کمک کند. همچنین، رعایت نکات ایمنی و استفاده از تجهیزات حفاظت فردی در حین جوشکاری نیز از اهمیت ویژه‌ای برخوردار است.

روش از بین بردن سیاهی جوش آرگون

همانطور که در بخش‌های قبلی ذکر شد، سیاه شدن جوش آرگون، اگرچه می‌تواند ظاهر نامطلوبی ایجاد کند، اما همیشه به معنای نقص در جوش نیست. در بسیاری از موارد، می‌توان سیاهی جوش را از بین برد و ظاهری زیبا و صاف به آن بخشید.

اسیدشویی

اسیدشویی یکی از رایج‌ترین روش‌ها برای از بین بردن سیاهی جوش آرگون است. در این روش، از اسیدهای قوی مانند اسید کلریدریک (HCl) یا اسید نیتریک (HNO3) برای حل کردن و زدودن اکسیدها و آلودگی‌های موجود بر روی سطح جوش استفاده می‌شود. این اسیدها قادرند اکسیدهای فلزی را حل کرده و سطح جوش را از سیاهی پاک سازند.

انجام فرآیند اسیدشویی نیازمند دقت و رعایت نکات ایمنی است، زیرا اسیدها ماده‌های خورنده و خطرناکی هستند. بنابراین، باید از تجهیزات حفاظت فردی مناسب مانند دستکش، عینک و لباس محافظ استفاده شود. همچنین، باید از غلظت و دمای مناسب اسید برای نوع فلز مورد نظر استفاده کرد تا از آسیب رساندن به فلز پایه جلوگیری شود.

پولیش کاری

پولیش کاری یا صیقل دادن، روش دیگری برای از بین بردن سیاهی جوش آرگون است. در این روش، از ساینده‌های مختلف مانند برس سیمی، سمباده یا پولیش برای ساییدن و براق کردن سطح جوش استفاده می‌شود. با پولیش کاری، لایه سیاه اکسیدی از سطح جوش برداشته شده و سطحی صاف و درخشان ایجاد می‌گردد.

پولیش کاری باید با دقت و مهارت انجام شود تا از ایجاد خراش‌ها یا آسیب به فلز پایه جلوگیری شود. معمولاً از ساینده‌های با زبری کمتر برای مراحل نهایی پولیش استفاده می‌شود تا سطحی بسیار صاف و براق به دست آید.

روش‌های الکتروشیمیایی

روش‌های الکتروشیمیایی نیز می‌توانند برای از بین بردن سیاهی جوش آرگون مورد استفاده قرار گیرند. در این روش‌ها، از جریان الکتریکی و واکنش‌های الکتروشیمیایی برای حل کردن و زدودن اکسیدها و آلودگی‌ها از سطح جوش بهره گرفته می‌شود.

یکی از روش‌های الکتروشیمیایی رایج، الکترو-پولیش نام دارد. در این روش، قطعه کار به عنوان آند به یک منبع جریان الکتریکی متصل می‌شود و در یک محلول الکترولیت قرار می‌گیرد.

با عبور جریان الکتریکی، اکسیدها و آلودگی‌ها از سطح قطعه حل شده و سطحی صاف و براق ایجاد می‌شود. روش‌های الکتروشیمیایی معمولاً خطرات کمتری نسبت به اسیدشویی برای فلز پایه دارند و می‌توانند جایگزین مناسبی برای آن باشند.

با این حال، این روش‌ها نیز باید با دقت و رعایت نکات ایمنی انجام شوند.انتخاب روش مناسب برای از بین بردن سیاهی جوش آرگون بستگی به نوع فلز، میزان سیاهی، و شرایط محیطی دارد. در برخی موارد، ممکن است ترکیبی از این روش‌ها برای دستیابی به نتیجه مطلوب مورد نیاز باشد.