خوردگی و شکست جوشها

خوردگی و شکست جوشها، علیرغم انتخاب صحیح فلز پایه و فلز پرکننده و همچنین پیروی از دستورالعملها، استانداردها، کدها و داشتن نفوذ کافی و گرده جوش مناسب در محیط خورنده در صنعت اتفاق میافتد. غیرمعمول نیست که اگر فلز پایه کارشده ای که در محیط خورنده مقاوم به خوردگی است، فلز جوش مقاومت خوردگی بیشتری از فلز پایه داشته باشد مگر جوشکاری به درستی انجام نشده باشد و خطاهایی در اجرا وجود داشته باشد در اینصورت میتواند از فلز پایه خود را ضعیفتر نشان دهد. به هر صورت خیلی از اوقات جوشها مقاومت خوردگی بیشتری از فلز پایه به نمایش میگذارند و یا در بعضی مواقع جوشهایی که به صورت بینظم و بی قانون انجام میشوند میتوانند مقاوم و یا حساس به حمله خوردگی باشند. 

فاکتورهای موثر بر خوردگی خط جوشها: بعضی اوقات مشکل است مشخص نمود چرا جوشی خورده میشود ولی به هر صورت یک یا چند فاکتور که اغلب بر روی خوردگی جوشها تأثیر دارند به شرح زیر است: طراحی درز جوش، فنآوری ساخت، شیوه جوشکاری، مراحل جوشکاری ،آلودگی به رطوبت، مواد شیمیایی آلی و غیرآلی، فیلم اکسیدی و پوسته، گل جوش و پاشش، عدم نفوذ یا عدم ذوب، تخلخل، ترک ها یا شیارها، تنشهای پسماند زیاد، انتخاب نامناسب فلز پرکننده، نحوه پرداخت سطح تمام شده فاکتورهای متالورژیکی: سیکل گرمایش و سرمایش طی عملیات جوشکاری بر روی ریز ساختار و ترکیب شیمیایی سطح جوشها و فلز پایه بغل اثر میگذارد. در نتیجه مقاومت خوردگی جوشهای هم جنس و جوشهای ساخته شده با فلز پر کننده مناسب ممکن است کمتر از فلز پایه آنیل شده مناسب باشد چرا که: جدانشینی میکروسکوپی، رسوبنشینی فازهای ثانویه، شکلگیری مناطق مخلوط نشده )Formation Of Unmixed Zone(، تبلور مجدد و رشد دانه در منطقه تحت تأثیر جوش، تبخیر عناصر آلیاژی از حوضچه مذاب جوش، آلودگی حوضچه مذاب در حال انجماد وجود دارد. مقاومت خوردگی در شرایط جوشکاری شده را معموال توسط تنظیم ترکیب شیمیایی به طوری که از به وجودآمدن بعضی رسوبات واکنش کننده جلوگیری نماید، با محافظت سطح مذاب و فلز داغ از گازهای فعال )Reactive( در محیط جوشکاری، با برداشتن اکسیدهای غنی از کروم و فلز پایه فقیر شده از کروم که در اثر حرارت سطوح تغییر رنگ می یابند )رنگی شده به خاطر حرارتHeat Tinted( و با انتخاب پارامترهای صحیح جوشکاری میتوان افزود. انواع خوردگی جوش: جوشها نیز نوع خوردگی کالسیک را میتوانند تجربــه کنند ولی بیشتر حساس به خوردگیهایی هستند که حساس به تغییرات ریز ساختــار و ترکیب شیمیایـی هستند، می باشند به ویژه خوردگی دو فلزی )Galvanic Corrosion( حفرهای، تنشی، مرزدانه ای، ترک خوردگـی هیدروژنـی و خوردگی میکروبی را هنگام طراحی سازه جوشکاری شده باید مد نظر داشت. زوج های دو فلزی )Galvanic Couples(: اگرچه بعضی از آلیاژها را می توان به طور همجنس )Autogenously( جوشکاری نمود و از فلز پرکننده رایج استفاده نمود، استفاده از فلزات پرکننده، با ترکیبات شیمیایی متفاوت از فلز پایه ممکن است سبب تولید اختالف پتانسیل گردد به طوری که قسمتی از فلز جوش فعالتر شود. برای اکثر آلیاژهای آلومینیوم فلز جوش HAZ نسبت به فلز پایه حساس تر می شوند. بعضی آلیاژهای آلومینیوم یک منطقه آندیک باریکی را در HAZ به وجود می آورند و مستعد خوردگی موضعی می باشند. آلیاژهای 7005 و 7039 به ویژه به این مسئله حساس هستند. یک تعداد از ترکیب عمومی رسوب فلز جوش/ فلز پایه وجود داردکه برای به وجود آمدن زوج گالوانیکی شناخته شده هستند. خیلی روش رایجی می باشد که از فلز پرکننده فوالد زنگ نزن برای تعمیرات قطعات ماشین آالت سنگین به خصوص آنهایی که از فوالدهای آلیاژی پر استحکام ساخته شده اند در سایت استفاده نمایند. این عمل یک پتانسیل کاتدیک برای فوالد زنگ نزن در تماس الکتریکی با فوالد به وجود می آورد. در خصوص محیط خورنده، هیدروژن از کاتد فلز جوش فوالد زنگنزن تولید میشود فلزی که می تواند هیدروژن زیادی را در خود حل کند بدون اینکه ترک بخورد. به هر صورت رفتار کاتدیک جوش راسب شده زنگ نزن ممکن است سبب افزایش حساسیت به ترک خوردگی تنشی)SCC( در HAZ فوالد پر استحکام شود. اختالف بین انبساط حرارتی فوالد زنگ نزن آستنیتی و فلز پایه سبب به وجودآمدن تنش پسماند قابل مالحظهای در خط جوش می شود. این میدان تنشی پسماند در حساسیت به ترک خوردگی مشارکت مینماید و یک رفتار مشابه ولی خیلی متمرکز یافته ممکن رابطه بین حساسیت به SCC وحضور آستنیت باقی مانده در جوشهای راسب شده فوالد پر استحکام را تشریح نماید. اتصال غیر مشابه رایج دیگر مربوط به استفاده از آلیاژهای پرنیکل برای تعمیر جوش چدن ها میباشد. الکترودهای جوشکاری Fe-55Ni جهت گذاشتن فلز جوشی که بتواند خیلی از عناصر آلیاژی رایج در چدن را در خود به صورت محلول جامد نگه دارد به کار می رود. عالوه بر این جوش راسب شده از مصالح جوش مصرفی Fe-55Ni ازیک انبساط حرارتی مطابق با چدن برخوردار است. به علت اینکه چدن نسبت به فلز جوش پرنیکل رفتار آندی دارد از این رو چدن را بایستی رنگ آمیزی نمود تا حساسیت به حمله خوردگی انتخابی کاهش یابد. جوش های فوالد پرکربن ممکن است حمله گالوانیکی را از خود نشان دهند. به طور مثال الکترود جوشE6013 نسبت به فوالد پایه A285 در محیط آب دریا خیلی رفتار آندیک دارد. باید در نظر داشت موقعی که کاربرد برای محیطهای خیلی خورنده میباشد خیلی مهم است که یک فلز پرکننده مناسب انتخاب شود.

دکتر ابراهیم حشمت دهکردی رئیس انجمن خوردگی ایران و نائب رئیس انجمن جوشکاری و آزمایشهای غیرمخرب ایران

دانلود فایل ورد این مقاله از اینجا