اسپاتر جوش چیست؟
![](https://turalmall.ir/wp-content/uploads/2023/09/177-300x300-1.jpg 180w, https://turalmall.ir/wp-content/uploads/2023/09/177-300x300-1-150x150.jpg 150w)
اسپاتر جوش چیست؟
برای اینکه ببینیم اسپاتر جوش یا همون مواد مذابی که به شکل جرقه در حین جوشکاری به اطراف پاشیده می شوند، چگونه بوجود میآیند، بهتر است کمی بیشتر درباره فرایند جوشکاری و قوس الکتریکی بدانیم. احتمالا همه بخوبی میدانند که وقتی دو قطعه فلز را جوش میدهیم، درواقع داریم آنها را تا دمای بسیار شدیدی گرم میکنیم. این دمای بالا به حرارتی حدود ۵۵۰۰ درجه سانتی گراد می رسد.
- اما کمتر کسی می داند دقیقا چرا جرقه ها بوجود می آیند؟
- از طرفی مکانیسم اغلب روش های جوشکاری، قوس الکتریکی است. اینجا میخواهیم بدانیم چرا هر جا که قوس الکتریکی باشد اسپاتر هم هست؟
پاسخ این دو سوال از این باب مهم است که اسپاتر ها در کار باعث عیوب جوش یا مشکلات بعدی میشوند. پس اگر میخواهید بدانید چطور پاشش ها ایجاد می شوند و به چه روش هایی میشود پاشش جرقه ها را کنترل کرد، ادامه مطلب را بخوانید.
قوس الکتریکی، یک تخلیه جریان الکتریکی است. درست مانند یک صاعقه کوچک که بارها و بارها تکرار می شود. قابل حدس خواهد بود که جرقه و دود جزء جدا نشدنی این فرایند خواهد بود.
در فرایند جوش با قوس الکتریکی، قطعه ای که قرار است جوش داده شوند به سیم مثبت یا منفی متصل میشود. و یک الکترود هم به سیم مخالف. وقتی الکترود با قطعه فاصله میلیمتری پیدا می کند، جریان برق میخواهد بتواند از فاصله کم بین الکترود و قطعه کار عبور کند. اما هوا عایق حساب می شود پس برای این کار باید عناصر هوا یونیزه شود. در عمل جریان برق می تواند از طریق هوا انتقال پیدا کند ولی با مقاومت خیلی زیاد، نور و گرمای شدید. (شما می دانید که عایق، همان ماده ایست که مقاومت بالایی در برابر انتقال الکترون ها داشته باشد).
راز کارکرد قوس الکتریکی دقیقا همین است! این مقاومت بسیار زیاد هوا است که باعث بوجود آمدن دمای خیلی بالا میشود . این گرما آنقدر شدید و سریع ایجاد میشود که الکترود و فلز (قطعه کار) در لحظاتی کاملا مذاب میشوند. همانطور که قوس در امتداد محل اتصال دو قطعه فلز کشیده میشود، نوک الکترود و فلز به مایع تبدیل میشوند یعنی باهم ذوب میشوند.
مواد مذاب سیالیت دارند، یعنی ویسکوزیته پایینی دارند و مانند آب با انرژی اندکی به هر طرف جاری میشوند. حالا فرض کنید در این دما، مذاب به تناوب حباب تولید میکند و جباب ها می ترکند و قطرات به اطراف پرتاب میشوند و بارانی از جرقه ها بوجود می آید. پس جرقه در اصل مقداری از مذاب حوضچه جوش است که خارج شده و به اطراف پاشیده میشود.
اصلا دلیل اصلی استفاده از کلاه و تجهیزات ایمنی برای جوشکار، همان دمای بالای این پاششهاست که به حدود ۱۳۰۰ درجه سانتی گراد هم میرسد. وقتی جرقه از حوضچه خارج شد، در هر جایی از بیس متال (فلز پایه یا همان قطعه کار) که بیافتد با چسبندگی خیلی زیاد به فلز میچسبد. هرچه جرقه بزرگتر باشد با چسبندگی بیشتری هم به فلز میچسبد.
پاشش چند قطره جرقه روی میزکار ممکن است چندان مهم نباشد، اما وقتی باعث شود میز کار شما دیگر صاف نباشد، تبدیل به مشکلی جدی میشود!
اسپاتر
Spatter نام انگلیسی جرقه های مذاب است. اسپاتر های سرد شده به شکل زائده هایی دیده میشوند که در سطح فلز پراکنده شدهاند.
اسپاتر جوش از چند جهت به کار خسارت وارد میکند:
- با پاشش های جوشکاری، ما مقداری از متریال را از دست میدهیم چون مقداری از متریال از حوضچه مذاب خارج میشود. جوشکار های حرفه ای بخوبی متوجه می شوند که هرچه جرقه بیشتری وجود داشته باشد، سیم جوش و الکترود بیشتری مصرف می شود.
- وقتی اسپاتر به سطح کار میچسبد ظاهر ناخوشایندی بوجود میآورد. مخصوصا در قسمتهایی که در معرض دید هستند این پاشش ها باعث میشود ظاهر کار غیر حرفهای نشان داده شود. البته قسمت های ماشین کاری شده، نه فقط از نظر زیبایی که از نظر استاندارد نیز تحمل این زائده ها را ندارند. اصلا قطعات ماشین کاری می شوند که صیقل و شکیل باشند. حالا کافیست این همه تلاش را چند جرقه خارج از کنترل، از بین ببرند!
- علاوه بر این اگر اسپاتر در سند بلاست پاک نشود و بعد از رنگ آمیزی به هر دلیلی کنده شود، از همان نقطه فلز دچار زنگ زدگی میشود چون پوشش رنگ با کنده شدن اسپاتر ها از بین می رود.
- گرچه خود اسپاتر زدائی هم شامل هزینه نفر/ساعت و ابزار می شود. جوش های طولانی، در مسیر خود میزان زیادی جرقه به جای می گذارند. از بین بردن اسپاتر ها از روی فلز، به روش سنتی با ابزار هایی مثل صفحه سنگ ساب ، برس سیمی ، قلم و کاردک هایی موسوم به اسپاتر زن، پروژه را متحمل هزینه زمانی و انسانی و استهلاک ابزار خواهد بود. ضمن اینکه اگر جرقه در جایی افتاده باشد که دسترسی نداشته باشد، عملا غیر قابل رفع خواهد بود.
- آسیب دیگری که اسپاتر جوش ایجاد میکند، خورندگی در آلیاژهای خاص است که به حرارت حساساند، مثل استنلس استیل. با توجه به گرمایی که جرقهها بوجود میآورند اگر به هر دلیل کربن، چربی، تینر یا مواد نفتی در محیط باشند کربن وارد ساختار استنلس استیل میشود. اگر کربن در این ساختار از حد خاصی بالاتر باشد، باعث فقر کروم میشود. کروم عنصری است که از خوردگی استنلس استیل جلوگیری میکند. اگر مقدارش در آلیاژ کم شود، فلز از همان نقطه مستعد خوردگی میشود. بنابراین هر جرقه که روی استیل می چسبد نشانه خطری برای خوردگی است! (قیمت ورق استنلس استیل، ۵ تا ۱۰ برابر ورق فولاد کربنی است. ورق استیل را به این منظور برای یک تجهیز انتخاب می کنند که زنگ نزند و واکنش شیمیایی با محیط و مواد نداشته باشد. اگر قرار باشد تعدادی جرقه خاصیت استنلس را از بین ببرند، کل سرمایه گذاری در خطر می افتد!)
برای این امر، دو راهکار کلی وجود دارد.
۱- کنترل فاکتور های جوشکاری: عواملی در پایین نگه داشتن مقدار جرقه جوشکاری موثر است مثل آمپر مناسب، الکترود مناسب ، و سایر شرایط جوشکاری. که در نوشته های آینده به آن خواهیم پرداخت.
۲- اما جرقه هیچوقت کاملا از بین نمی رود و همیشه در حین جوشکاری حتی با شدید ترین کنترل های فاکتور های فنی، باز هم اسپاتر ها تولید می شوند. ولی شما می توانید راه حلی که برای زدودن اسپاترها بدون آسیب به جوش توصیه میشود را در این لینک ببینید