تجهیزات و انواع شعله ها در جوشکاری اکسی استیلن

جوشکاری اکسی استیلن یکی از روش های قدیمی و مؤثر برای اتصال فلزات است که در آن از ترکیب گاز اکسیژن و گاز استیلن برای تولید شعله ای با دمای بسیار بالا استفاده می شود. این شعله می تواند به راحتی سطح فلزات را ذوب کرده و آن ها را به یکدیگر متصل کند. ویژگی ممتاز این روش در قابلیت حمل و عدم وابستگی به منبع برق است که آن را برای محیط های خارج از کارگاه بسیار مناسب می کند. درک درست از نحوه عملکرد گازها، مشعل و شعله در این نوع جوشکاری، کلید دستیابی به یک اتصال محکم، یکنواخت و بدون عیب است.

جوشکاری اکسی استیلن بیشتر در صنایعی کاربرد دارد که نیاز به انعطاف در محل جوش دارند. از این روش در تعمیرات تجهیزات کشاورزی، صنایع خودروسازی، صنایع هنری فلزکاری و همچنین در برش فلزات استفاده می شود. همچنین برای لحیم کاری سخت، خم کردن فلزات، حرارت دادن به قطعات جهت شکل دهی و حتی در برخی پروژه های ساختمانی سبک به کار می رود. قابلیت کنترل دمای شعله باعث می شود بتوان آن را برای انواع فلزات با ضخامت های مختلف به کار گرفت.

در فرآیند جوشکاری اکسی استیلن، تنظیم صحیح شعله و استفاده از تجهیزات مناسب می‌تواند از آسیب به سطح فلز جلوگیری کرده و در نهایت بر هزینه نهایی، از جمله قیمت ورق استیل مصرفی، تأثیرگذار باشد.

معرفی تجهیزات جوشکاری اکسی استیلن

سیلندرهای گاز (اکسیژن و استیلن)

سیلندرهای گاز به عنوان منبع تغذیه اصلی شعله عمل می کنند. سیلندر اکسیژن به رنگ آبی یا سبز و سیلندر استیلن معمولاً قهوه ای یا قرمز رنگ است. فشار ذخیره این گازها بسیار بالا بوده و برای استفاده ایمن از آن ها باید دستورالعمل های خاصی رعایت شود. مهم است که این سیلندرها همیشه در حالت ایستاده قرار بگیرند و در برابر ضربه و تابش مستقیم نور خورشید محافظت شوند.

رگولاتورها یا فشارشکن ها

رگولاتورها ابزارهایی هستند که فشار بالای گاز درون سیلندر را به فشار قابل کنترل برای استفاده در مشعل کاهش می دهند. وجود نشانگرهای دقیق روی رگولاتور به جوشکار کمک می کند تا مقدار گاز مورد نیاز را به دقت تنظیم کند. تنظیم اشتباه فشار می تواند به نوسان شعله، کاهش کیفیت جوش یا حتی خطر انفجار منجر شود.

شیلنگ های مخصوص

شیلنگ ها وظیفه انتقال گاز از رگولاتور به مشعل را بر عهده دارند. این شیلنگ ها معمولاً از لاستیک تقویت شده ساخته شده و به رنگ قرمز برای استیلن و آبی یا سبز برای اکسیژن هستند. استفاده از شیلنگ های فرسوده یا ناسازگار می تواند موجب نشتی و بروز حادثه شود.

مشعل یا تورچ جوشکاری

مشعل مرکز کنترل شعله و نقطه تلاقی گازها برای احتراق است. طراحی مشعل به گونه ای است که امکان تنظیم نسبت گازها و شدت شعله را فراهم می کند. انتخاب نازل مناسب برای نوع و ضخامت فلز نقش مهمی در کیفیت جوش دارد.

تجهیزات ایمنی مورد نیاز

استفاده از جوشکاری اکسی استیلن بدون تجهیزات ایمنی خطرناک است. عینک یا ماسک مخصوص برای محافظت از چشم در برابر تابش شعله، دستکش نسوز، پیش بند چرمی، و کفش ایمنی جزو الزامات هستند. همچنین وجود کپسول آتش نشانی، تهویه مناسب در فضای کار و دور نگه داشتن مواد قابل اشتعال از محل جوش ضروری است.

انواع شعله ها در جوشکاری اکسی استیلن

شعله خنثی (Neutral Flame)

شعله خنثی زمانی ایجاد می شود که نسبت گاز اکسیژن و استیلن در نقطه تعادل باشد. این شعله دارای نوک داخلی روشن و نوک خارجی آبی کم رنگ است. حرارت آن بالا و پایدار است و هیچ گونه تأثیر شیمیایی روی فلز نمی گذارد. به همین دلیل برای جوشکاری اغلب فلزات مانند فولاد نرم و آلومینیوم استفاده می شود.

شعله اکسید کننده (Oxidizing Flame)

در این نوع شعله، مقدار اکسیژن بیشتر از استیلن است. شعله ای تیز با صدای خش دار و نوک داخلی کوتاه تر ایجاد می شود. این نوع شعله موجب اکسید شدن سطح فلز می شود و معمولاً در جوشکاری فلزاتی مانند برنج یا مس کاربرد دارد. اما استفاده نادرست از آن می تواند منجر به شکنندگی جوش شود.

شعله احیایی یا کاهنده (Carburizing Flame)

وقتی استیلن از اکسیژن بیشتر باشد، شعله ای نرم با نوک داخلی کشیده و زرد رنگ ایجاد می شود. این نوع شعله مناسب لحیم کاری و عملیات حرارتی است زیرا خاصیت احیایی آن موجب جلوگیری از اکسید شدن فلز می شود. کاربرد آن در جوشکاری نقره و فلزات حساس به اکسید شدن رایج است.

نحوه تنظیم شعله در جوشکاری اکسی استیلن

مراحل تنظیم شعله خنثی

برای دستیابی به شعله خنثی، ابتدا شیر گاز استیلن را باز کرده و مشعل را روشن می کنند. سپس به آرامی شیر اکسیژن را باز کرده تا نوک داخلی شعله روشن و مشخص شود. باید مراقب بود که این نوک داخلی دارای مرز واضح و بدون نوسان باشد. اگر طول آن بیش از حد بود، به معنای کمبود اکسیژن است و باید تنظیم شود.

علائم تنظیم نادرست شعله

نوسان شعله، ایجاد صدای بلند یا خش دار، دود کردن شعله، تغییر رنگ نوک شعله یا پاشش جرقه، همگی نشان دهنده تنظیم نادرست هستند. این وضعیت نه تنها به کاهش کیفیت جوش منجر می شود بلکه می تواند خطراتی چون ترک، تخلخل یا حتی انفجار به دنبال داشته باشد.

نکات ایمنی هنگام روشن و خاموش کردن مشعل

همواره ابتدا باید شیر استیلن و سپس شیر اکسیژن باز شود. هنگام خاموش کردن، ابتدا شیر اکسیژن و سپس استیلن بسته شود. این ترتیب از برگشت شعله جلوگیری می کند. همچنین استفاده از فیلترهای ضد برگشت شعله در محل اتصال شیلنگ به مشعل یا رگولاتور الزامی است.

در انتخاب روش مناسب جوشکاری، دانستن ویژگی‌های شعله و تجهیزات تأثیر مستقیمی بر کیفیت اتصال و حتی بر عوامل اقتصادی مانند قیمت فولاد آلیاژی خواهد داشت.

تفاوت عملکرد شعله ها در انواع جوشکاری ها

انتخاب نوع شعله بر اساس نوع فلز

انتخاب صحیح نوع شعله بر اساس جنس فلز، کلید موفقیت در جوشکاری اکسی استیلن است. فلزات آهنی اغلب با شعله خنثی جوش داده می شوند، در حالی که فلزاتی مانند برنج به شعله اکسیدکننده و فلزاتی مانند نقره به شعله احیایی نیاز دارند. هر اشتباهی در این انتخاب می تواند به تخریب ساختار فلز و ضعف در اتصال منجر شود.

تأثیر شعله بر کیفیت جوش

شعله ای که بیش از حد گرم باشد، می تواند منجر به سوختگی فلز شود. شعله سرد نیز ممکن است باعث عدم ذوب کامل لبه ها شود. تنظیم دقیق شعله برای دستیابی به نفوذ مناسب، عدم ایجاد تخلخل و سطوح صاف و یکنواخت اهمیت بالایی دارد.

سوالات متداول