با وجود خواص مکانیکی عالی، جوشکاری فولادهای فنر یکی از حساس‌ترین فرآیندهای جوشکاری فولاد محسوب می‌شود و در صورت انتخاب نادرست الکترود یا عدم رعایت قوانین جوشکاری مانند پیشگرم و عملیات حرارتی، ترک‌خوردگی شدید و شکست زودهنگام قطعه حتمی خواهد بود.
ترکیب شیمیایی و خواص فولاد فنر
فولادهای فنر معمولاً دارای:
- کربن بالا (0.6 تا 1.0 درصد)
- عناصر آلیاژی مانند سیلیسیم، منگنز، کروم، وانادیومهستند
وجود کربن و عناصر آلیاژی باعث می‌شود ناحیه متاثر از حرارت (HAZ) در حین جوشکاری به‌سرعت مارتنزیتی، سخت و شکننده شود که منشأ اصلی ترک‌های سرد و ترک‌های تاخیری است.
چالش‌های اصلی جوشکاری فولادهای فنر
مهم‌ترین مشکلات جوشکاری این فولادها شامل موارد زیر است:
- ترک سرد هیدروژنی
- شکنندگی ناحیه HAZ
- افت خاصیت ارتجاعی پس از جوش
- تمرکز تنش در ناحیه جوش
تغییر ریزساختار و افت عمر خستگی
به همین دلیل، جوشکاری این فولادها بدون رعایت اصول فنی، عملاً ریسک بالای شکست ایجاد می‌کند.
اصول فنی الزامی قبل، حین و بعد از جوشکاری
پیشگرم : مهم‌ترین شرط موفقیت جوشکاری فولاد فنر است:
محدوده استاندارد پیشگرم: 250 تا 350 درجه سانتی‌گراد
برای فولادهای پرکربن: تا 400°C
پیشگرم باعث کاهش سرعت سرد شدن ، کاهش تشکیل مارتنزیت سخت ، خروج هیدروژن از فلز می‌شود.
انتخاب صحیح الکترود : انتخاب الکترود باید با هدف کاهش ترک، حفظ چقرمگی و سازگاری متالورژیکی انجام شود.بهترین الکترودهای استاندارد برای فولاد فنر: الکترود E7018 و الکترود E8018 و الکترود E9018
- الکترود E7018 : مناسب برای اغلب فولادهای فنر با استحکام متوسط ، چقرمگی خوب ، کاهش شدید ترک هیدروژنی ، مناسب برای تعمیرات صنعتی و سازه‌ای
- الکترود E8018 : برای فنرهای با استحکام بالاتر ، مناسب فنر خودرو، تعلیق‌ها و قطعات تحت خستگی
- الکترود E9018 : برای موارد خاص صنعتی با تنش‌های بسیار بالا
- الکترود E312 در شرایط قابل استفاده : تعمیر اضطراری ، ناشناخته بودن ترکیب فولاد فنر ، عدم امکان کنترل دقیق پیشگرم
