چدن
یکی از اقسام فلزی است که در صنعت کاربرد دارد و همیشه به شکل ریخته گری
شده مورد استفاده قرار میگیرد. از آنجایی که چدن شکننده است نمی توان آنرا
نورد کرد یا کشید و یا آهنگری نمود. در واقع چدن آهن آلیاژ داده شده با
کربن است.وجود ۵/۲ درصد کربن،۱ تا ۳ درصد سیلیسیوم و مقادیر قابل توجهی
گوگرد و فسفر از مشخصه های کلی چدن است.برای بهبود خواص مکانیکی و مقاومت
به خوردگی چدن را با عناصری نظیر کرم و مس و مولیبدن و نیکل آلیاژ دار
میکنند.این گونه چدن ها را چدن آلیاژی می نامند.
بطور کلی چهار نوع چدن وجود دارد: خاکستری،سفید، چکش خوار (Malleable) و با گرافیت کروی (Nodullar).
جوش پذیری چدن ها :
در
مقایسه با فولاد کربنی،چدنها دارای قابلیت کم و محدود جوش پذیری هستند. در
میان چهار نوع چدن فوق الذکر، چدن با گرافیت کروی بهترین جوش پذیری را
داراست و بعد از آن چدن چکش خوار قرار دارد. جوشکاری چدن خاکستری به مهارت و
توجه ویژه نیاز دارد و چدن سفید را به دشواری بسیار زیاد میتوان جوشکاری
نمود.
با
این ملاحظات دامنه جوشکاری چدنها بسیار محدود میشود و صرفا به تعمیر و
اصلاح قطعات ریخته شده و بازسازی قطعات فرسوده و شکسته شده در کار منحصر
میگردد.
دلایل جوش پذیری محدود چدنها:
-
بعلت زیادی کربن در فلز مبنا، سیکل جوشکاری باعث ایجاد کاربیدهایی در
منطقه بلافصل فلز جوش و تشکیل فاز مارتنزیت پر کربن در بقیه منطقه حرارت
پذیرفته فلز مبنا میگردد. هر دوی این ریز ساختارها شکننده بوده و باعث
ایجاد ترک در حین جوشکاری و یا بعد از آن میشود.این مطلب در مورد تمامی
انواع چدنها مصداق دارد.
-
بعلت ضعف نرمی (Ductility) چدن قابلیت تغییر شکل پلاستیکی را ندارد و از
این رو نمی تواند تنشهای حرارتی ایجاد شده جوشکاری را تحمل نماید. هر چه
نرمی (Ductility) چدن بهبود یافته باشد احتمال ترک خوردن آن کاهش می یابد.
لذا چدن چکش خوار و چدن با گرافیت کروی کمتر از چدن خاکستری ترک خواهند
خورد.
الکترودهای جوشکاری چدن ها
در
روش جوشکاری با قوس الکتریکی دستی چندین نوع الکترود برای این منظور وجود
دارد.این الکترودها دارای مفتولهایی از جنس فولاد نرم یا نیکل خالص یا مونل
یا فرو نیکل،یا قلع برنز و یا آلومینیوم برنز با روکشهای خاص خود میباشد.
الکترود
با مفتول فولاد نرم دارای روکش از نوع قلیائی کم هیدروژن است.در موقع
جوشکاری چدن با این نوع الکترود فلز جوش بعلت جذب کربن از فلز مبنای چدنی
سخت میشود و قابلیت ماشین کاری خود را از دست می دهد و ممکن است تحت تنش
تمایل به ترکیدن داشته باشد. بمنظور اجتناب از ترک خوردن لازمست که جوشکاری
با انرژی حرارتی کمی صورت گیرد تا از رقیق شدن فلز جوش با فلز مبنا کاسته
شود.علاوه بر این پیش گرمایش مناسب و سرد کردن بطئی و تدریجی قطعه کار باعث
کاهش سختی و تردی فلز جوش میگردد.
در
مورد الکترودهای ویژه جوشکاری چدن که با مفتول نیکلی و یا آلیاژهای نیکلی
ساخته میشود،فلز جوش حاصل از این نوع از الکترودها قابلیت جذب کربن را تا
ورای حد حلالیت دارا میباشند.در حین انجماد،فلز جوش کربن اضافی را بصورت
گرافیت پس می زند و بدین طریق افزایش حجمی ایجاد شده باعث کاهش تنشهای
باقیمانده در فلز جوش و منطقه حرارت پذیرفته HAZ میگردد.با این مکانیزم علت
مزیت جوشکاری چدن با الکترودهایی با مفتول نیکلی بوضوح بیان میشود.
فلز
جوش الکترود با مفتول نیکل نرمتر از فلز جوش الکترود با مفتول فرو نیکل
است ولی فلز جوش اخیر مستحکم تر است و خاصیت ازدیاد طول بیشتر و تحمل
بیشتری نسبت به فسفر اضافی موجود در چدن را داراست و نسبت به گرم ترکیدن
مقاوم تر است.
برای ایجاد جوش اتصالی مابین چدن با فولاد نرم یا با فولاد ضد زنگ یا با آلیاژهای نیکلی،الکترود با مفتول فرونیکل را باید توصیه کرد.
جوش پذیری چدن ها
چدنها
در مقایسه با فولادهای کربنی دارای قابلیت جوشکاری کم و محدود تری هستند .
در میان چدن ها ، چدن با گرافیت کروی بهترین جوشپذیری را دارا است و بعد
از آن چدن چکش خوار قرار دارد . جوشکاری چدن خاکستری به مهرت و توجه ویژه
نیاز دارد و چدن خاکستری را به دشواری زیاد می توان جوشکاری کرد .
با
این ملاحظات دامنه جوشکاری چدنها بسیار محدود می شود و صرفا به تعمیر و
اصلاح قطعات ریخته شده و قطعات فرسوده و شکسته شده منحصر می گردد .
علت های جوش پذیری محدود چدن ها :
-
بعلت زیادی کربن در فلز مبنا ، سیکل جوشکاری باعث ایجاد کاربیدهایی در
منطقه فلز جوش و تشکیل فاز مارتنزیت پرکربن در منطقه متاثر از حرارت HAZ
میشود . هردوی این ریز ساختار ها شکننده بوده و باعث ایجاد ترک در حین
جوشکاری و یا بعد از آن می شود . این مطلب در مورد تمامی چدن ها مصداق دارد
.
-
به علت ضعف چقرمگی ، چدن ها قابلیت تغییر شکل پلاستیکی را ندارند و از این
رو نمی توانند تنش های حرارتی ایجاد شده جوشکاری را تحمل کنند . هرچه نرمی
چدن بهبود یافته باشد احتمال ترک خوردگی آن کاهش می یابد . لذا چدن چکش
خوار و چدن با گرافیت کروی کمتر از چدن خاکستری ترک خواهند خورد .
با
توجه به عامل اول شکنندگی منطقه HAZ به میزان و سهولت حل شدن گرافیت در
آستنیت در حین جوشکاری بستگی پیدا میکند . در مورد چدن خاکستری که دارای
پولک های گرافیتی با سطح رویه نسبتا وسیعی می باشند ، انحلال این نوع
گرافیت در آستنیت به سهولت انجام می شود . در حالیکه در مورد چدن با گرافیت
کروی ، چون نسبت حجم رویه به حجم کره گرافیت کم می باشد بنابراین مقدار
گرافیت کمتری در آستنیت حل میگردد و در نتیجه کاربید های درشت کمتری و
مارتنزیت کم کربن تری در منطقه HAZ تشکیل میشود . این مطلب گواه دیگری بر
قابلیت بهتر جوش پذیری چدن با گرافیت کروی در مقایسه با سایر انواع چدن ها
ست .
برای
اجتناب از تمایل منطقه حرارت پذیرفته به ترک خوردن لازم است که قطعه چدنی
را در موقع جوشکاری با قوس برقی با انرژی حرارتی کم جوشکاری نمود . زیرا
این روش باعث کاهش پهنای منطقه سخت و شکننده کنار فلز جوش می شود . برای
غلبه بر سختی و تردی منطقه حرارت پذیرفته اعمال تدابیری نظیر پیش گرمایش و
خنک کردن تدریجی قطعه جوشکاری شده ضرورت دارد .
در
مورد جوشکاری چدن با قوس برقی دامنه درجه حرارت پیش گرم از درجه حرارت
محیط کارگاه تا 300 درجه سانتی گراد توصیه میشود . این حرارت برای جوشکاری
با استیلن در محدوده 450-650 درجه سانتی گراد قرار دارد . چدن خاکستری به
حرارت پیش گرم بیشتری زیادتری و چدن با گرافیت کروی و چدن چکش خوار به درجه
حرارت پیشگرم کمتری نیاز دارند. درجه حرارت پیش گرم و محدوده آن به نوع
چدن ، اندازه قطعه ، روش جوشکاری ، نوع الکترود و مقدار فلز جوشی که باید
رسوب داده شود بستگی پیدا میکند .
در
مورد قطعات حساس ریختگری چدنی ، درست پس از خاتمه جوشکاری عملیات تنش
زدایی از طریق حرارت دهی قطعه تا حدود 600 درجه سانتی گراد و نگهداری در
این حرارت بمدت کافی صورت می پذیرد.
جوشکاری
یکی از مهم ترین فرایندهای ساخت و تولید در صنعت می باشد و در صنایع مختلف
نظیر خودرو سازی ، نفت و گاز ، پتروشیمی ، تاسیسات و ساختمان و پل ها ،
حمل و نقل ، کشتی سازی ، صنایع ریلی ، نیروگاه ها ، صنایع دفاعی و هوا
فضا ، محصولات پزشکی ، الکترونیکی و تجهیزات دقیق و .....
کاربردهای فراوانی دارد . کشور ایران در حال پیمودن مسیر توسعه صنعتی بوده و
از این رو صنعت جوش برای کشور از اهمیت ویژه ای برخوردار است . بنابراین
آموزش منسجم و هماهنگ با جهان در این صنعت ، یکی از نیازهای مهم کشور تلقی
می گردد .
چدن
ها گروهی از آلیاژهای آهنی با خواص گوناگون و متنوع اند و به جای این که
در حالت جامد روی آنها کار انجام گیرد در حالت مذاب به شکل دلخواه ریخته
گری می شوند . بر عکس فولادها که کمتر از 2% کربن و معمولاً کمتر از 1%
کربن دارند ، چدن ها 2 تا 4% کربن و 1 تا 3% سیلیسیم دارند . سایر عناصر
فلزی و غیر فلزی نیز برای کنترل و ایجاد ویژگی های خاص اضافه می شوند .
علاوه بر ترکیب شیمیایی ، عوامل مهم دیگری از قبیل فرایند انجماد ، نرخ
انجماد و عملیات گرمایی بعدی بر خواص آنها تاثیر می گذارد . چدن ها عالی
ترین آلیاژهای ریخته گری اند و دارای گسترده ی وسیعی از استحکام و سختی و
در بعضی موارد خواص ماشینکاری خوبی می باشند .
انجام عملیات جوشکاری روی قطعات ریخته شده چدنی به دلیل الزاماتی است که به برخی از مهمترین آنها اشاره شده است :
الف)
برطرف کردن بعضی عیوب ریخته گری که پس از بیرون آوردن قطعه از قالب یا در
حین تراشکاری ظاهر می شوند ، نظیر حفره های گازی ، حفره های ناشی از ریزش
ماسه یا حبس سرباره ، ترک های موضعی ، کشیدگی یا تغییر ابعاد در بعضی مواضع
کوچک .
ب)
تعمیر قطعات مستهلک که از نظر اقتصادی یا عدم دسترسی به تکنولوژی ساخت
آنها بهتر است که از طریق جوشکاری بازسازی شوند . این مورد خود دو حالت
دارد : قطعات شکسته شده و قطعات سائیده شده و یا خورده شده .
ج) اتصال دو یا چند قطعه که ریختگی آن به صورت واحد با مشکلاتی همراه بوده یا از نظر اقتصادی مقرون به صرفه نیستند .
جوشهای انجام شده در موارد فوق از نظر کلی سه مشخصه ی زیر را دارند :
1- جوش های تحت تنش ، که باید موضع جوش داده شده دارای حداقل خواص مکانیکی مورد نظر بوده یا با بقیه قطعه برابری کند .
2-
جوشهایی که تحت تنش قرار نمی گیرند و خواص مکانیکی آنها قابل مقایسه با
قطعه ی مورد نظر نیاز نیست . غالباً قابلیت ماشین کاری و در بعضی موارد
تطابق رنگ موضع جوش داده شده با بقیه ی قطعه لازم است . این حالت بیشتر در
تعمیرات بعضی عیوب قطعات ریختگی مورد نظر است .
3-
مقاومت سطحی در مقابل خوردگی ، سائیدن ، خراش و اصطکاک در موضعی که فلز
جوش رسوب داده شده ، درخواست می شود . در این موارد از فلز پرکننده خاصی با
ترکیب شیمیایی ویژه استفاده می شود که بیشتر در مواضع سائیده شده قطعات
چدنی مستهلک ، یا بالا بردن کارآیی قطعات چدنی نو کاربرد دارد .
جوشکاری چدن خاکستری
ورودی حرارت
ورودی
حرارتی که در فرآیند جوشکاری به کار می رود از نظر کیفیت جوش حائز اهمیت
است. ضمن اینکه ورودیهای حرارتی بیشتر سبب کاهش آهنگ سرد شدن جوش می شوند،
ولی نفوذ اصلی را افزایش می دهند. به منظور حصول بهترین نتیجه، باید به
توصیه ی سازندگان از ماده پرکننده مناسب، استفاده شود. دمایی که بین
پاسهای مختلف در جوش ایجاد می شود نیز باید در نظر قرار گیرد. برای اینکه
آثار دمای پیش گرم مورد نیاز نگهداری شود، دمای بین پاسها هرگز نباید کمتر
از دمای پیش گرم باشد. تمایل قطعات بزرگ با اشکال پیچیده به سرد شدن
بیشتراز قطعات کوچکتر است. در این موارد ممکن است ایجاد حرارت اضافی
درناحیه جوشکاری حین انجام جوشکاری به منظور نگهداری دمای پیش گرم و
جلوگیری ازسرد شدن نامناسب حین و بعد از جوشکاری، ضروری باشد.
فن ته نشست کردن
فنی
که برای ته نشست کردن فلز جوش به کار می رود به طور مشهود بر آثار حرارتی
جوش تأثیر می گذارد. با ازدیاد سرعت جوشکاری آهنگ سرد شدن جوش نیز سریعتر
می شود. سریع شدن آهنگ سرد شدن تمایل به ایجاد ترک سرد ناشی از تشکیل
کاربید و مارتنزیت را افزایش می دهد، ولی میزان تاب برداشتن قطعه را کاهش
می دهد.
طرح
انتخابی خط جوش نیز در گرم و سرد شدن جوش موثر است. متداولترین طرح، جوش
پیوسته است که می تواند در لایه های تک و دوتایی به کار رود. کلیه ی خطها
باید در یک جهت ته نشست شوند.
سرباره ها، کمک ذوبها و گازهای محافظ
فلز
پرکننده، حین فرآیند جوش به دماهای خیلی زیادی می رسد. در حالت جوشکاری
برقی این دماها ممکن است به تبخیر فلز پرکننده منجر شوند. در چنین دماهای
بالایی فلز مستعد انجام واکنش می باشد و عناصر ویژه به سهولت اکسید می
شوند. این اکسید شدن فلز داغ حین جوشکاری ممکن است سبب تشکیل سرباره در
جوش شود. اکسیدها توسط کمک ذوب که سرباره ای روی سطح فلز مذاب تشکیل می
دهد، از روی جوش زدوده می شوند. اکسیژن و نیتروژن هوا ممکن است با فلز
مذاب واکنش انجام دهند. می توان توسط منبع حرارتی اتمسفری محافظ ایجاد کرد،
مانند جوشکاری اُکسی استیلن، و یا توسط کمک ذوب موجود در فلز پرکننده این
محافظت را انجام داد. کمک ذوبها را می توانند به منظور محدود کردن ضایعات
عناصر فرار در فلز پرکننده یا افزودن عناصر ویژه به فلز پرکننده طراحی
کنند.
عملیات حرارتی بعد از جوشکاری
حرارت
دادن ناحیه ی جوشکاری شده و یا حرارت دادن قطعه ی کامل بعداز عمل جوشکاری
سبب از بین بردن تنشهای باقیمانده ای می شود که حین جوشکاری به وجود آمده
اند. چدنهای خاکستری تقریباً همگی فاقد نرمی هستند، بنابراین باید به تدریج
از دمای جوشکاری سرد شوند تا ترکهای ناشی از تنشهای باقیمانده در آنها به
وجود نیاید. در بعضی موارد ممکن است این کار با پوشانیدن قطعه ی ریختگی با
ماسه بعد از جوشکاری انجام شود ولی لازم است بلافاصله بعد از جوش قطعات
مجدداً به کوره ی پیش گرم برگردانده و در آن گذاشته تا به طور یکنواخت تری
تا دمای اتاق سرد شوند. هنگامی که دقت ابعادی در ماشینکاری حائز اهمیت است،
تنش زدایی پس از جوشکاری توصیه می شود. در این عملیات حرارتی باید قطعه
حداقل تا oC 600 حرارت داده شده و پس از آن به طور یکنواخت در کوره سرد
شود. این عملیات تنش زدایی باید بلافاصله پس از جوشکاری انجام شود.
فرآیند جوشکاری برقی
امتیازهای
فرآیندهای جوشکاری برقی انجام سریعتر جوشکاری، در دسترس بودن دستگاهها و
وجود جوشکارهای ماهر، و بالاخره کوچکتر بودن ناحیه ی تحت تأثیرحرارت می
باشد و بنا به دلایلی که ذکرشد این فرآیندها در جوشکاری چدن خاکستری خیلی
زیاد به کار می روند. انواع آستنیتی چدن حین جوشکاری برقی درناحیه تحت
تأثیر حرارت، مستعد به ایجاد ترک هستند. به این دلیل کاربرد جوشکاری برقی
به طور کلی برای جوشکاری قطعات ریختگی چدن خاکستری آستنیتی توصیه نمی شود.
در
بیشتر روشهای متداول جوشکاری برقی قطعات چدنی، الکترود، کار فلز پرکننده
را نیز انجام می دهد. حرارت زیاد علاوه بر ناحیه کوچکِ قطعه ریختگیِ زیر
قوس، فلزپرکننده را نیز ذوب می کند. بنابراین فلز جوش از مخلوط پرکننده ی
الکترود با فلزِ قطعه ی کار ریختگی تشکیل می شود.
به
طور کلی با انتخاب صحیح مشخصات قوس الکتریک فلز الکترود، پوششهای الکترود و
دمای قطعه، می توان از پیچیدگی قطعه و تشکیل ناخواسته ی کاربیدها جلوگیری
کرد.
حوضچه ذوب
حوضچه
ی ذوب از ماده ی اصلی که حین عملیات جوشکاری ذوب می شود و آن قسمت از ماده
ی پرکننده که ممکن است حین فرآیند ذوب شده باشد، تشکیل شده است. اختلاطِ
به حد کافی ماده ی اصلی ذوب شده و فلز پرکننده معمولاً طوری انجام می شود
که حوضچه ی ذوب حاصل، ترکیب شیمیایی نسبتاً یکنواختی داشته باشد. مقدار فلز
اصلی در حوضچه ی ذوب به نفوذ حوضچه ی ذوب در درون ماده اصلی مربوط است.
بنابراین در آن عملیات جوشکاری که نفوذ کم است حوضچه ذوبی تشکیل می شود که
ترکیب اولیه آن از ماده پرکننده است، درصورتی که در فرآیندی با نفوذ عمیق،
ترکیب خط جوش به ترکیب فلز اصلی نزدیک تر است. مقدار نفوذ به فرآیند
منتخب جوشکاری و پارامترهای به کار رفته در جوشکاری بستگی دارد.
وقتی
چدنها به سرعت از حالت مذاب سرد شوند، کربن موجود زمان کافی برای تشکیل
گرافیت نخواهد داشت. در نتیجه کربن معمولاً به شکل ترکیبی مانند کاربید آهن
ظاهر می شود. اگر مقدار کاربید تشکیل شده نسبتاً زیاد باشد در چدن، شکست
سفید یا خالدار پدید خواهد آمد. چون کاربیدها سخت و ترد هستند، چدن حاوی
مقادیر زیاد کاربید آهن سخت بوده و به سادگی ماشینکاری نمی شود. تمایل به
تشکیل کاربید در چدن هنگامی که از حالت مذاب سرد می شود نه تنها به آهنگ
سرد شدن بلکه به ترکیب شیمیایی چدن مذاب از نظر مقدار کربن و سیلیسیم موجود
در آن، بستگی دارد. اگر در حوضچه ذوب به جای گرافیت کاربید آهن تشکیل شود،
جوش
با ساختاری ترد، جامد می شود. تشکیل گرافیت در جوشهای چدن به وجود کربن و
سیلیسیم کافی و همچنین به آهنگ سرد شدن آهسته بستگی دارد. چون در بسیاری از
فرآیندهای جوشکاری، سیلیسیم به راحتی اکسید می شود، همیشه فلزات پرکننده
دارای مقداری سیلیسیم اضافی به منظور جایگزین شدن با سیلیسیم اکسید شده در
چدن، در حین عملیات جوشکاری هستند.
نواحی ذوب جزئی و تحت تأثیر حرارت
در
ناحیه ی ذوب جزئی، فقط بخشی از ماده اصلی ذوب می شود. معمولاً ذوب در مرز
بین گرافیت و آهن در ساختار شروع می شود. به علت سرعت سرد شدن زیاد که
مشخصه ی جوشکاری برقی است، در این نواحی ذوب شده، کاربید تشکیل می شود.
ناحیه ی تحت تأثیر حرارت، قسمتی از جوش است که حرارت آن تا حدی که سبب ذوب
شود زیاد نیست، ولی دما به قدری زیاد است که از دمای بحرانی تجاوز کرده و
آستنیت در ساختار تشکیل می شود.در ناحیه ی تحت تأثیر حرارت، گرافیت تغییر
مشهودی نمی کند. در چدنهای خاکستری نوع فریتی تقریباً تمام کربن موجود به
شکل گرافیت ظاهر می شود و مقدار کربن ترکیبی موجود در فلز زمینه کمتر از آن
است که مارتنزیت تشکیل شود.
وقتی
چدن مدت زمان زیادتری در دمای بالای دمای بحرانی نگهداشته شود، کربن از
گرافیت به داخل آستنیت نفوذ کرده و در سرعتهای زیاد سرد شدن تمایل به
تشکیل مارتنزیت افزایش می یابد. چدنهای خاکستری نوع پرلیتی معمولی، در اثر
سریع سرد شدن از بالای دمای بحرانی به راحتی مارتنزیت تشکیل می دهند.
تنش ها
با
حرارت دادن و سرد کردن پی در پی که مشخصه فرآیندهای جوشکاری است، در قطعه
ریختگی تنشهای حرارتی ایجاد می شود. مقدار این تنشها تحت بعضی شرایط زیاد
می شود. در حین جوشکاری، چدن اصلی اطراف جوش تصویر شماره 3
با
حرارت دادن و سرد کردن پی در پی که مشخصه فرآیندهای جوشکاری است، در قطعه
ریختگی تنشهای حرارتی ایجاد می شود. مقدار این تنشها تحت بعضی شرایط زیاد
می شود. در حین جوشکاری، چدن اصلی اطراف جوش گرم شده و به سرعت منبسط می
شود. قید مکانیکی که توسط قطعه ریختگی اعمال می شود ممکن است به برآمده شدن
یا پیچیده شدن فلز منبسط شده ی داغ در ناحیه جوش منجر شود. این قطعه پس از
سرد شدن به ابعاد اصلی خود برنخواهد گشت و در نتیجه تنشهای داخلی بزرگی
ایجاد شده و قطعه تاب برمی دارد یا حتی ممکن است بشکند. حفره انقباض فلز
جوش نیز ممکن است در ایجاد تنش ها سهیم باشد.حتی تنشهای داخلی نسبتاً کم
ممکن است موجب ایجاد ترک در فلزِ حوضچه ذوب، هنگامی که در دمای زیادی قرار
دارد و قادر به مقاومت در برابر نیروهای انبساطی نیست، شود.
این
نوع وقوع ترک یا پارگی داغ در دماهای بالای دمایی که در آن انجماد تکمیل
می شود رخ می دهد.وجود هر دو نوع ساختار مارتنزیتی و کاربیدی، ایجاد ترک
سرد در حوضچه ی ذوب و ناحیه ی تحت تأثیر حرارت را تشدید می کنند.غالباً
برای اجتناب از مشکلات ذکر شده به وسیله ی انجام عملیات پیش گرم کامل قطعه،
یا ورودی حرارتی کمتر به جوشکاری، یا تنش زدایی، فرآیندهای جوشکاری را
اصلاح می کنند. چون چدنهای خاکستری ترد هستند، حین جوشکاری تمایل بیشتری به
ایجاد ترک دارند.
تخلخل
گاهی
به دلیل وجود گاز محبوس شده در جوشهای چدن خاکستری، تخلخل گازی بوجود می
آید. ممکن است این گازها توسط اتمسفر اطراف فلز مذاب، توسط گاز یا رطوبت
موجود در مواد کمک ذوب، یا روغن موجود روی سطح جوشکاری و یا واکنش فلز جوش
با زنگ و یا سرباره ایجاد شوند. دقت درجوشکاری تشکیل تخلخل را به حداقل می
رساند.
آماده سازی جوش
موفقیت
در امر جوشکاری به آماده سازی و تمیز کردن سطح قبل از جوشکاری بستگی دارد.
هر نوع آلودگی مانند سرباره، زنگ، رنگ، اکسید، ماسه و روغن باید از سطح
زدوده شود. باید شیارها و حفره های اتصالات جوش، شکل داده شوند تا مشعل یا
الکترودجوشکاری به سهولت به کار برده شود. توصیه می شود از اتصال V شکل
دوبله، برای به حداقل رساندن پیچیدگی در جوشکاری قطعات سنگین استفاده شود.
در فرآیندهای جوشکاری ذوبی توصیه می شود از حداقل درز در ریشه استفاده شود
تا حداقل فلز اصلی ذوب شده و متعاقباً تشکیل کاربید به حداقل برسد.
پیش گرم کردن
پیش
گرم کردن در جلوگیری از ایجاد عیوب جوش موثر است، زیرا تغییرات دمایی درون
قطعه را به حداقل رسانده و آهنگ سرد شدن پس از جوشکاری را کاهش می دهد.
کم شدن اختلاف دما سبب آهسته تر سرد شدن می شود و امکان تشکیل مارتنزیت را
به حداقل می رساند. تنشهای منتج از جوشکاری نیز به دلیل اُفت اختلاف دما،
کم می شوند. انجام عملیات پیش گرم موجب کاهش ایجاد ترک سرد، کاهش تنشهای
باقیمانده و در نتیجه مانع پیچیدگی قطعه می شود. ممکن است عملیات پیش گرم
بر روی تمام قطعه یا به صورت موضعی انجام شود.دمای بهینه ی پیش گرم به
مقدار قیدی که از ناحیه ی اندازه و شکل قطعه ی ریختگی ارائه می شود، مشخصات
ساختارهای قطعه ی ریختگی، فرآیند به کار برده شده جوشکاری و نوع ماده ی
پرکننده ی مصرفی بستگی دارد. قطعات ریختگی ضخیم قابلیت بیشتری برای جذب
حرارت از ناحیه جوش دارند و بنابراین جوش را سریعتر از قطعات ریختگی نازکتر
سرد می کنند. هر چه قطعه ی ریختگی سنگینتر باشد،دمای پیش گرم بیشتر خواهد
بود. قطعات ریختگی با اشکال پیچیده نیز به دلیل ضخامت های مختلف مقاطع آن و
به طور کلی آهنگهای سرد شدن نامناسب، به منظور جلوگیری از ایجاد تنشهای
داخلی به دماهای پیش گرم بالاتری نیاز دارند. اندازه ته نشست جوش نیز بر
انتخاب دمای پیش گرم تأثیر می گذارد.