سیم جوش چیست (انواع و کاربردهای هر کدام)

جوشکاری سیم مستقیم، یکی از انواع جوشکاری‌‏های ذوبی است که عمدتا برای اتصال دو فلز مورد استفاده قرار می‏‌گیرد. برای انجام این نوع جوشکاری از سیم جوش استفاده می‏‌شود. سیم­ جوش، واسطی جهت اتصال دو ماده با استفاده از فرآیند جوشکاری است که موجب ایجاد پیوند مستحکم میان دو ماده می‌­گردد. در مقاله پس از معرفی این ابزار کاربردی، به بررسی انواع و کاربردهای گوناگون آن می‏پردازیم. در ادامه بررسی می‌کنیم که سیم جوش چیست، انواع آن و کاربردهای کدام‌است؟ به طور کلی می توان انواع سیم جوش را در دسته بندی های زیر تقسیم کرد.

• سیم جوش جامد فلزی با گاز محافظ (GMAW)
• سیم جوش هسته فلزی
• سیم جوش توپودری (FCAW)
• سیم‌جوش CO2
• سیم جوش میگ-مگ (Mig-Mag)
• سیم جوش تیگ

سیم جوش چیست؟

سیم ­جوش در حقیقت، قطعه­‌ای ساده اما کاربردی جهت ایجاد اتصال بهتر و پر کردن فضاهای خالی بین دو ماده (که عمدتا فلز می‌­باشد) است. سیم­ جوش‌ بسته به نوع فلز، پوشش و کاربرد آن‌ها به انواع مختلفی دسته‌بندی می‌شود.

بیشتر بخوانید: تفاوت جوشکاری با سیم جوش و جوشکاری با الکترود

مواد تشکیل ‌دهنده سیم جوش

سیم جوش ‌ها ترکیبات متفاوتی دارند که متناسب با جنس فلزی هستند که قرار است جوش داده شود. ترکیب شیمیایی سیم، نه تنها بر کیفیت جوش، بلکه بر خواص مکانیکی، مقاومت خوردگی و نوع گاز محافظ تأثیر می ‌گذارد.
اجزای اصلی در سیم ‌های مختلف عبارتند از:

• آهن (Fe): عنصر پایه در سیم‌ های فولادی، شکل ‌پذیر و مقاوم
• کربن (C): کنترل میزان سختی و شکنندگی
• منگنز (Mn): افزایش مقاومت در برابر ضربه
• سیلیسیم (Si): زدودن ناخالصی ‌ها و بهبود ذوب
• مس (Cu)، قلع (Sn)، روی (Zn): در سیم‌ های جوشکاری فلزات رنگین برای رسانایی، مقاومت در برابر اکسیداسیون و لحیم‌ پذیری بهتر

انواع سیم جوش

سیم‌جوش‌‏ها انواع مختلفی دارند که هر یک از آن­ها با توجه به ویژگی هایشان، جهت جوشکاری فلزات عمدتا آهنی یا غیر آهنی استفاده می‌­شوند. بسته به نوع کیفیت، بهره‌­وری و هزینه، می­‌توان از بین سیم‌جوش‌های مختلف برای کار بهره برد. این سیم­‌ها شامل موارد زیر هستند:

1. سیم جوش جامد فلزی با گاز محافظ (GMAW)
2. سیم جوش هسته فلزی
3. سیم جوش توپودری (FCAW)
4. سیم‌جوش CO2
5. سیم جوش میگ-مگ (Mig-Mag)
6. سیم جوش تیگ

سیم جوش جامد فلزی با گاز محافظ (GMAW)

بهترین سیم ­جوش جهت اتصال ورق­‌های فلزی، سیم جوش جامد فلزی با گاز محافظ است، زیرا می­‌تواند جوش­‌های صاف و تمیز ایجاد کند و گاز محافظ آن از بیماری­‌های احتمالی تنفسی جلوگیری می­‌کند. جهت استفاده از این سیم جوش، گاز محافظ را در معرض باد قرار ندهید؛ زیرا ممکن است منجر به کاهش کیفیت جوش شود. نتیجه جوشکاری با این سیم جوش بستگی به ترکیب شیمیایی این سیم و نوع گاز محافظ آن دارد؛ به علاوه روش استفاده نیز در نتیجه کار تاثیرگذار است. جوشکاران غالبا GMAW را برای کار ترجیح می دهند؛ زیرا رسوب زیادی ندارد و به پاک­سازی کمی نیاز دارد. همین مزیت باعث افزایش کارایی در حین استفاده از آن می­‌شود. شایان ذکر است که هنگام خرید به فاکتورهایی چون قطر، خواص شیمیایی و قابلیت تغذیه با استانداردهای مورد نظر دقت شود.

ویژگی­‌های نوع جامد فلزی:

• برای جوشکاری خارج از موقعیت مناسب با این نوع سیم­ جوش باید فرآیند به صورت عمودی انجام شود زیرا نیروی جاذبه، سرباره مذاب را به سمت خود هدایت می‌­کند. از سیم ­جوش جامد GMAW می‌­توان برای جوشکاری خارج از موقعیت با استفاده از روش قوس کوتاه روی موادی با ضخامت کم استفاده کرد که دارای خاصیت انجماد سریع هستند.
• به طور کلی مقاومت یک رسوب جوش ساخته شده با یک الکترود جامد GMAW به مقاومت الکترود محدود می‌­شود. در برخی از حالت­‌های جوشکاری با سیم GMAW مانند قوس کوتاه و کروی ممکن است پاششی ایجاد شود که قبل از رنگ­ آمیزی یا کاور کردن به پاکسازی نیاز داشته باشد. با این حال، جوشکاری با سیم جامد به طور کلی یک فرآیند تمیز است که به حداقل عملیات جوشکاری نیاز دارد.

انواع سیم جوش هوا گاز (اکسی‌استیلن)

سیم ‌ جوش هواگاز برای فرآیند جوشکاری با شعله اکسی‌ استیلن طراحی شده‌ اند که بدون نیاز به جریان الکتریکی، از طریق ترکیب گاز اکسیژن و استیلن حرارت تولید می‌ کند. این نوع جوشکاری بیشتر برای فلزات نازک، تعمیرات سبک، و اتصالات فلزات غیرآهنی کاربرد دارد.
این سیم جوش بدون پوشش یا با روکش سبک، انعطاف‌پذیر، نقطه ذوب مشخص، و قابلیت جوش نرم است. از کاربرد های مهم سیم جوش هوا گاز جوشکاری ورق‌ های نازک فولادی، تعمیر لوله ‌های مسی، لحیم‌ کاری سخت، ساخت طلا و زیورآلات، صنایع تهویه است.

سیم جوش هسته فلزی

سیم‌­جوش‌­های هسته فلزی، الکترودهای لوله‌­ای هسته فلزی هستند. سیم­ جوش مفتول فلزی مانند سیم جامد GMAW یک جوش بدون سرریزه تولید می‌­کند که به پاکسازی کم یا عدم پاکسازی نیاز دارد. ویژگی‌­های عملکردی این سیم جوش نیز مشابه سیم­ جوش‏ های جامد GMAW  است. سیم فلزی که قبلا به عنوان یک سیم شار هسته‏‌ای طبقه‏‌بندی می‏‌شد، اکنون به عنوان یک الکترود مرکب GMAW طبقه‏‌بندی می‌‏شود. یک سیم­‌جوش متصل به فلز می‌‏تواند برای کاربردهای با مقاومت بالا و آلیاژ کم استفاده شود. در فلزهای کم آلیاژ، اجزای فلزی این سیم جوش می توانند با مولفه اصلی ترکیب شوند تا به نتایج مطلوب برسند.

ویژگی های نوع هسته فلزی:

• سیم جوش هسته فلزی نسبت به سیم جوش جامد فلزی می‌‏تواند مقیاس بیشتری از آلودگی‏‌های سطحی را به خاطر اجزای فلزی آن تحمل کند. به همین دلیل اگر نمی‏‌خواهید آلودگی‏‌های روی سطح فلز را قبل از جوشکاری از بین ببرید، این نوع سیم انتخاب بهتری است.
• به دلیل خاصیت لوله­‌ای سیم­ جوش مفتول فلزی، چگالی جریان این سیم جوش در یک آمپراژ معین بیشتر از یک سیم ­جوش جامد با قطر یکسان است. این ویژگی می‏‌تواند منجر به افزایش نرخ رسوب در یک آمپر مشخص شود.
• اگر سرعت کار جز فاکتورهای مهم باشد، سیم جوش هسته فلزی باید در اولویت باشد. سیم­ جوش هسته فلزی می‌‏تواند باعث افزایش بهره‏‌وری به دلیل سطح پاشش کمتر (پاکسازی کمتر پس از جوشکاری) و سرعت حرکت بیشتر شود.
• اگر چه در حالت قوس کوتاه امکان استفاده از سیم­ جوش هسته فلزی در خارج از موقعیت در آمپرهای کم وجود دارد؛ اما سیم مفتول فلزی عموما برای جوشکاری خارج از موقعیت مناسب استفاده نمی‏‌شود، مگر در حالت عمودی. اما در صورت وجود محدودیت، جوشکاری پالسی برای سیم جامد GMAW، می‌­تواند نرخ رسوب خارج از موقعیت را با سیم هسته فلزی بهبود بخشد.
• الکترودهای هسته فلزی برای کاربردهایی با مقاومت بالا و آلیاژ کم در دسترس هستند. اگرچه می­‌توان اجزای فلزی کم آلیاژ را به هسته اضافه کرد تا به خواص مکانیکی مطلوب برسد. معمولا زمان پاکسازی در این نوع الکترود کاهش می­‌یابد؛ زیرا سیم‌­های هسته­‌ای فلزی پاشش کمی ایجاد می‌کنند.

انواع سیم جوش مسی

سیم‌ جوش مسی برای جوشکاری قطعات حساس یا ترکیب فلزات خاصی مثل مس، برنج، برنز، یا اتصال مس به فولاد استفاده می‌ شوند. این سیم ‌ها رسانایی الکتریکی بالایی دارند و در برابر زنگ‌ زدگی مقاوم‌ اند.

انواع متداول:

• سیم Cu خالص: برای جوشکاری دقیق در صنایع الکتریکی یا لوله‌ کشی مسی
• سیم CuSn برنز: در برابر خوردگی مقاوم بوده و در صنعت دریایی کاربرد دارد
• سیم CuZn برنج: ارزان ‌تر و مناسب اتصال برنج به فولاد یا تعمیرات عمومی

سیم جوش تو پودری (FCAW)

این الکترودهای لوله‌­ای حاوی عوامل شار در هسته و هم چنین اکسیدکننده­‌ها هستند تا از جو بیشتر محافظت و شرایط سخت­تری را تحمل کنند. بزرگترین مزیت‌های این نوع، قابلیت آن برای جوشکاری خارج از موقعیت و هم در موقعیت مناسب است.

ویژگی‌­های نوع تو پودری:

• در سیم ­جوش‌­های فوق، سیم FCAW مناسب­ترین گزینه برای جوشکاری در فلز دارای سطح کثیف است.
• در زمان نیاز به رسوب بالا، سیم­‌های FCAW با قطر بزرگ می­‌توانند فضای بیشتری در واحد زمان نسبت به سیم جامد GMAW یا سیم هسته فلزی پر کنند.
• از آن جا که مواد مختلفی به هسته آن اضافه می‌­شود، الکترودهای FCAW می­‌توانند به خواص مکانیکی خوبی دست یابند.
• سیم FCAW به دلیل رسوبی که روی جوش باقی می­‌گذارد، به بیشترین تمیزکاری نیاز دارد.

سیم‌جوش CO2

از این سیم جوش برای انجام جوشکاری‌های یکنواخت استفاده می‌شود. سیم‌جوش مخصوص جوشکاری CO2 را با گاز آرگون به طور همزمان استفاده می‌کنند.

انواع سیم جوش کاربیت (مخصوص جوشکاری با هو اگاز)

در این نوع جوش، گرما توسط گاز استیلن تولید شده و سیم دستی به داخل شعله تغذیه می ‌شود. این روش بیشتر برای تعمیرات، ساخت قطعات کوچک یا فلزات نازک به‌ کار می ‌رود.

سیم ‌های رایج کاربیت:

• سیم فولادی R45: نرم و مناسب برای فولادهای معمولی
• سیم برنجی: برای اتصالات رنگی یا فلزات ناهمجنس
• سیم نقره‌ای: گران‌قیمت اما دقیق و مقاوم، کاربرد در صنایع حساس مانند پزشکی و برودتی

سیم جوش میگ-مگ (Mig-Mag)

جوشکاری با سیم‌جوش میگ‌مگ به صورت قوس الکتریکی انجام می‌شود. در این روش سیم جوش با یک سرعت معین به حوضچه منتقل می‌شود. در طول مدت زمان استفاده از این روش، گازی محافظ نیز مصرف می‌شود که از ورود هوا و آلودگی و سپس ایجاد تخلل در حوضچه جلوگیری کند.

در فرآیند جوشکاری MIG/MAG، سیم به‌صورت پیوسته و از طریق تفنگ جوشکاری تغذیه می‌ شود و با کمک گاز CO2 یا آرگون از منطقه جوش محافظت می ‌کند.

انواع سیم جوش MIG/MAG:

• ER70S-6: رایج‌ترین سیم فولادی کم‌کربن
• ER308L: استیل ضدزنگ برای صنایع غذایی و دارویی
• ER316L: استیل مقاوم به خوردگی برای صنایع شیمیایی
• ER5356: آلومینیومی مقاوم برای اسکله، هوافضا و بدنه خودرو

سیم جوش تیگ

در جوشکاری‌هایی نظیر جوشکاری فولادهای ساختمانی، مخازن تحت فشار و غیره از سیم جوش تیگ استفاده می‌شود. استفاده از سیم‌جوش تیگ منجر به ایجاد استحکام بالای نقطه اتصال، مقاومت این قسمت نسبت به ضربه و دارا بودن داکتیلیته می‌شود. این سیم جوش در انواع متفاوتی بدون آلیاژ، کم آلیاژ و آلیاژ بر پایه نیکل ساخته می‌شود.

ویژگی‌های جوشکاری با سیم جوش

با در نظر گرفتن نکات زیر می‌­توان جوشکاری با کیفیت حاصل کرد.

• نفوذ عمیق: برای ساخت اتصال‌های نازک، بهترین روش، استفاده از سیم جوش‌هاست؛ زیراکه در ریشه جوش به طور عمقی نفوذ می‌کنند و اتصال نازک را به وجود می‌آورند.
• کاهش عیوب جوشکاری: جوشکاری بر روی انواع سطوح باعث ایجاد تخلخل می‌شود. در هر نوع جوشکاری تلاش شده است که این تخلخل‌ها کاهش یابد. بر روی سطوح مختلف سیم جوش دی‌اکسیدکننده‌هایی وجود دارد که منجر به کاهش این تخلخل‌ها می‌شود. وجود این دی‌اکسیدها به شما کمک می‌کند نیاز کمتری به تمیز کردن محیط جوشکاری داشته باشید.
• مکانیسم تغذیه: از آنجایی که مکانسیم تغذیه جوشکاری با سیم‌جوش به صورت تزریق خودکار به داخل حوضچه مذاب است،‌ استفاده از روش جوشکاری با سیم‌جوش باید توسط افراد حرفه‌ای با مهارت بالا انجام شود.
• سرعت بالای جوشکاری: استفاده از سیم‌جوش‌ها در فرآیند جوشکاری باعث بالا رفتن سرعت جوشکاری می‌شود. به همین دلیل نرخ رسوب‌گذاری نیز به مراتب افزایش می‌یابد و لذا طرفداران این نوع جوشکاری بیشتر است.
• مراقبت از سیم­ جوش: لایه‌ای مسی به عنوان پوشش محافظ بر روی سیم‌جوش‌ها کشیده شده است. این لایه منجر به بهبود عملکرد جوش می‌شود.
• سرباره‌ها: هر چقدر هم که وجود دی‌اکسیدکننده‌هامی‌تواند تاثیر مثبتی بگذارد، اما با ایجاد تکه‌های کوچکی به نام Small Isolated Patches منجر به ایجاد عیوبی نیز بر روی سطح جوش می‌شود.

انواع سایز سیم جوش

سایز یا قطر سیم جوش باید با ضخامت فلز پایه و نوع کار تطبیق داشته باشد. قطر بیشتر برای فلزات ضخیم و جریان بالا مناسب است و قطر کم برای دقت و ظرافت در جوشکاری.

قطر سیم	کاربرد
۰.۶ mm	مناسب ورق نازک، خودرو، صنایع ظریف
۰.۸ mm	کاربرد عمومی در جوشکاری ساختمانی و خانگی
۱.۰ mm	برای جوشکاری سازه‌های نیمه‌سنگین
۱.۲ mm به بالا	برای قطعات صنعتی، ساخت مخزن، اسکلت فلزی و فشار بالا

کاربرد سیم جوش

به طور کلی سیم‏ جوش‌‏ها در اتصال دو ماده عمدتا فلزی به کار می‌‏روند و در صنایع متفاوتی کاربرد دارند. برای مثال صنعت ساخت تجهیزات ثابت به ویژه مخازن تحت فشار و مبدل­‌های حرارتی (فولادهای ساده کربنی، فولادهای کم آلیاژ و نیز فولادهای آلیاژی)، صنایع حمل و نقل، صنایع خودروسازی (جهت ساخت مجموعه های منفصله و نیز بدنه سازی خودروها)، ساختمان­‌سازی و مجسمه­‌سازی از سیم جوش‌­ها و جوشکاری سیم مستقیم استفاده می‌­کنند.

بهترین سیم جوش برای جوشکاری

بهترین سیم جوش را باید براساس نوع فلز پایه، ضخامت آن، نوع فرآیند MIG, TIG, CO2, SMAW)، و شرایط کاری محیط خورنده، فشار بالا، مقاومت کششی بالا انتخاب کرد. انتخاب نادرست سیم، منجر به جوش ناقص، پاشش زیاد، یا ترک خوردن قطعه می ‌شود.

مثال ‌ها:

• برای فولاد نرم: ER70S-6 با گاز CO2 یا آرگون
• برای استیل ضدزنگ: ER308L یا ER316L
• برای آلومینیوم: ER5356 مقاوم ‌تر یا ER4043 روان ‌تر
• برای هو اگاز: R45 برای فولاد ساده و سیم برنجی برای فلزات رنگی

نکات ایمنی در حین جوشکاری با استفاده از سیم ­جوش

• نه تنها برای این نوع جوشکاری، برای برای هر نوع جوشکاری، نیازمند استفاده از عینک و ماسک جوشکاری هستید؛ زیرا عدم استفاده از آنها منجر به آسیب ناشی از اشعه‌های قوس الکتریکی می‌شود.
• از لباس و پیش‌بند مخصوص برای محافظت از اندام خود استفاده کنید.
• برای انجام عملیات جوشکاری از دستکش ایمنی استفاده کنید تا پر‌ش‌های ناشی از جوش باعث سوختگی نشوند.
• برای محافظت از چشمان خود از نقاب‌های دستی در بازه زمانی کوتاه مدت و از نقاب‌های ثابت برای بازه زمانی طولانی مدت استفاده کنید.
• از انبرهای عایق استفاده کنید تا خطرات ناشی از برق گرفتگی کاهش بیابد.

جمع بندی

برای جوشکاری با استفاده از سیم­ جوش بسته به موقعیت جوشکاری، میزان حساسیت به کیفیت سطح جوش و جنس فلز پایه باید دقت گردد تا مناسب‌ترین نوع آن با کارایی بالا در حین فرآیند جوشکاری ایجاد گردد.

شرکت آروا تولید کننده انواع دستگاه جوش اینورتر و ابزار آلات صنعتی یکی از تولید کنندگان ایرانی ابزار آلات جوش است. که این ابزار آلات را با کیفیت بالا و خدمات پس از فروش به بازار عرضه می‌کند.