در دنیای وسیع آهن آلات ساختمانی و صنعتی، پروفیلهای درزدار (Seam-Welded Profiles) به دلیل قیمت مناسب و در دسترس بودن، بخش عظیمی از بازار را به خود اختصاص دادهاند. از کارگاهی در تبریز که برای سوله سازی از این پروفیلها استفاده میکند تا پروژهای در تهران که نیاز به تامین مصالح پروژه دارد، این مقاطع فولادی همه جا حضور دارند. اما یک نکته فنی ظریف و بسیار مهم در مورد آنها وجود دارد که اغلب نادیده گرفته میشود: اثر خط جوش بر فرآیند خمکاری. جواب کوتاه: بله، خط جوش به شدت روی فرآیند خمکاری تأثیر میگذارد. این ناحیه به دلیل تغییر ساختار متالورژیکی، سختتر و شکنندهتر از فلز پایه است و میتواند باعث ایجاد ترک، اعوجاج یا حتی شکستگی در نقطه خم شود.
درک این تأثیر برای هر کسی که با خدمات خمکاری سروکار دارد یا قصد خرید مستقیم از کارخانه را برای پروژههای حساس دارد، حیاتی است. نادیده گرفتن این موضوع میتواند منجر به افزایش ضایعات، کاهش کیفیت محصول نهایی و در نتیجه، بالا رفتن هزینه تمام شده شود. این مسئله حتی برای کسانی که به دنبال ارزانترین قیمت برای دستگاههایی مانند فرغون قیمت دستگاه خم کن لوله و پروفیل هستند نیز اهمیت دارد؛ چرا که کیفیت دستگاه و مهارت اپراتور در مدیریت این چالش، خود را نشان میدهد.
خط جوش چیست و چرا یک نقطه ضعف است؟
پروفیلهای درزدار از خم کردن یک ورق فولادی و جوش دادن لبههای آن به یکدیگر ساخته میشوند. ناحیهای که این دو لبه به هم متصل میشوند، “خط جوش” یا “درز جوش” نام دارد. فرآیند جوشکاری، به خصوص در روشهای رایج مانند جوش مقاومت الکتریکی (ERW)، ساختار میکروسکوپی فولاد را در این ناحیه تغییر میدهد. این ناحیه که به آن “ناحیه متأثر از حرارت” (Heat-Affected Zone – HAZ) میگویند، دارای ویژگیهای متفاوتی نسبت به بقیه بدنه پروفیل است:
- سختی بالاتر: گرم و سرد شدن سریع حین جوشکاری باعث ایجاد ساختاری سختتر و تردتر در این ناحیه میشود.
- شکلپذیری کمتر: این ناحیه توانایی کشیده شدن و تغییر شکل پلاستیک را به اندازه فلز پایه ندارد.
- تنشهای پسماند: تنشهای داخلی در اطراف خط جوش باقی میمانند که میتوانند در حین خمکاری آزاد شده و باعث اعوجاج شوند.
این تفاوتها باعث میشود که خط جوش، پاشنه آشیل پروفیل در هنگام خمکاری باشد. برای همین است که هنگام خرید عمده برای پروژههای حساس، بسیاری از مهندسان به دنبال مشخصات فنی دقیق و آنالیز پروفیلها هستند.
مشکلات رایج خمکاری پروفیل درزدار در ناحیه جوش
آقا ببین، خم کردن پروفیل درزدار قلق داره. نمیشه همینجوری بندازیش زیر دستگاه. اگه خط جوش رو درست مدیریت نکنی، کل کارت خراب میشه. خیلی از استادکارا اینو با تجربه یاد گرفتن. طرف از اصفهان زنگ میزنه میگه چرا قطعهام ترک خورده، مشکل از تخهصص شما نیست، مشکل از اینه که بهش نگفتن خط جوش رو کجا قرار بده. بیتوجهی به این موضوع منجر به مشکلات زیر میشود:
- ترک خوردن در خط جوش: رایجترین مشکل. به دلیل شکنندگی بالاتر، خط جوش اولین نقطهای است که تحت تنش تسلیم شده و ترک میخورد.
- صافشدگی یا Ovality: اگر خط جوش در کنارههای خم (قوس خنثی) قرار گیرد، میتواند باعث دفرمه شدن و از دست رفتن سطح مقطع دایرهای پروفیل شود.
- چروکیدگی در داخل خم: قرارگیری نادرست جوش میتواند باعث توزیع نامتوازن تنش و ایجاد چروک در شعاع داخلی خم گردد.
این مشکلات نه تنها باعث اتلاف مواد اولیه و افزایش هزینه ساخت هر متر مربع میشود، بلکه ضمانت کیفیت محصول نهایی را نیز زیر سوال میبرد.
راهکارهای فنی برای مدیریت اثر جوش
خب، حالا که فهمیدیم مشکل چیه، باید چیکار کنیم؟ اینجا دیگه پای تجربه و دانش فنی وسط میاد. یک خمکار ماهر که تو بازار آهن شادآباد کار کرده، میدونه که نباید با این پروفیلها مثل پروفیل بدون درز رفتار کرد. برای کنترل این مشکل، راهکارهای زیر وجود دارد:
یک مهندس تولید در یک کارخانه بزرگ در کرج میگوید: “ما برای پروژههای حساس، همیشه از مشتری میپرسیم که جهتگیری خط جوش برایشان مهم است یا نه. در ۹۰ درصد مواقع، با قرار دادن خط جوش در محور خنثی (Neutral Axis) میتوانیم خمکاری تمیز و با کیفیت را تضمین کنیم. برای این کار، اپراتور دستگاه باید تخهصص و دقت بالایی داشته باشد. ما حتی در پیش فاکتور آنلاین خود بندی برای این موضوع قرار دادهایم تا مشتریان از اهمیت آن آگاه شوند و بتوانند بهترین استعلام قیمت را بر اساس نیازشان دریافت کنند.”
فرمول خطی ساده برای درک موضوع:
برای درک بهتر، میتوان یک رابطه مفهومی ساده نوشت. اگر SBS_BSB استحکام فلز پایه و SWS_WSW استحکام خط جوش باشد:
SW>SBS_W > S_BSW>SB (استحکام خط جوش معمولاً بیشتر از فلز پایه است)
و اگر EBE_BEB شکلپذیری فلز پایه و EWE_WEW شکلپذیری خط جوش باشد:
EW<EBE_W < E_BEW<EB (شکلپذیری خط جوش همیشه کمتر از فلز پایه است)
این عدم توازن ساده، دلیل اصلی تمام چالشهای خمکاری پروفیلهای درزدار است.
نتیجهگیری: انتخابی آگاهانه برای پروژهای موفق
در نهایت، انتخاب بین پروفیل درزدار و بدون درز به کاربرد نهایی و بودجه پروژه بستگی دارد. پروفیلهای درزدار به دلیل قیمت رقابتی و دسترسی آسان، گزینهای عالی برای بسیاری از کاربردها هستند، اما تنها در صورتی که اثر خط جوش به درستی مدیریت شود. هنگام ثبت سفارش یا خرید اینترنتی، حتماً با تامین کننده یا ارائهدهنده خدمات خمکاری در مورد این موضوع صحبت کنید. درخواست کنید که خمکاری با توجه به موقعیت خط جوش انجام شود تا از کیفیت نهایی کار اطمینان حاصل کنید. به یاد داشته باشید که یک فروشنده منصف، این نکات فنی را به شما گوشزد خواهد کرد تا با خرید با فاکتور رسمی و آگاهی کامل، بهترین نتیجه را برای پروژه خود رقم بزنید.
منبع علمی:
- Weman, K. (2011). Welding Processes Handbook. Woodhead Publishing. (این کتاب به طور جامع فرآیندهای مختلف جوشکاری و تأثیرات متالورژیکی آنها بر فلزات، از جمله ایجاد ناحیه متأثر از حرارت (HAZ) و تغییر خواص مکانیکی را پوشش میدهد.)