۱۰ خطای پرهزینه در انتخاب فیلر که بهره‌وری را نابود می‌کند و چطور از آن‌ها اجتناب کنیم

آیا تا حالا شده که در انتخاب فیلر اشتباه کنید و بعد از چند پاس جوش، ببینید جوش‌ها ترک خورده یا سطح کار پر از تخلخل شده؟ خیلی از جوشکارها فکر می‌کنند فیلر، فقط “سیم جوش” است، اما اشتباه در انتخاب آن می‌تواند کل بهره‌وری یک کارگاه را نابود کند. یک فیلر نامناسب، علاوه بر کاهش کیفیت، موجب افزایش زمان بازکاری (Rework)، مصرف انرژی بیشتر و حتی شکست ساختاری در سازه‌های حساس می‌شود.

در این مقاله از بلاگ پروولد ایران، قرار است ۱۰ خطای واقعی و پرهزینه در انتخاب فیلر را بررسی کنیم؛ خطاهایی که اگر از آن‌ها اجتناب کنید، کیفیت و سرعت تولیدتان چند برابر خواهد شد.

۱. انتخاب فیلر نامتناسب با جنس فلز پایه (عدم تطابق شیمیایی)

یکی از پرتکرارترین اشتباه‌ها همین است. هر فلز پایه (Base Metal) ترکیب شیمیایی منحصر به فردی دارد. فیلر جوشکاری باید از نظر ترکیب شیمیایی، به خصوص میزان کربن، کروم، نیکل و مولیبدن، با فلز پایه هماهنگ باشد. هدف اصلی این است که ترکیب شیمیایی منطقه متأثر از حرارت (HAZ) و حوضچه مذاب پس از انجماد، خواص مکانیکی و مقاومت به خوردگی مطلوبی داشته باشد.

مثال بارز: استفاده از فیلر ER308L (مخصوص استیل آستنیتی 304) برای جوشکاری فولاد کربنی معمولی (مانند A36) اشتباهی مرگ‌بار است. این کار منجر به تفاوت زیاد در خواص بلوری می‌شود و احتمال ترک داغ (Hot Cracking) در حین انجماد یا ترک سرد پس از آن را به شدت بالا می‌برد.

همیشه جدول انتخاب فیلر استاندارد (AWS A5.9 برای استیل و AWS A5.18 برای کربنی) را مطالعه کنید. برای مثال، اگر قصد جوشکاری فولاد کربنی به استیل ضدزنگ سری 300 را دارید، باید از فیلرهایی با نیکل بالاتر استفاده کنید تا قابلیت اختلاط و رقیق‌شدگی مناسب ایجاد شود. برای این منظور، استفاده از فیلر ER309L یا ER309LMo توصیه می‌شود. این نوع فیلرها که دارای عناصر آلیاژی بیشتری هستند، در دسته فیلرهای استیل پروولد ایران موجودند و تضمین‌کننده انتقال مناسب عناصر بین دو فلز هستند.

۲. بی‌توجهی به قطر فیلر و جریان جوشکاری (جریان بیش از حد یا کمتر از حد)

قطر فیلر (سیم جوش) مستقیماً با میزان حرارت ورودی (Heat Input) و نرخ رسوب‌گذاری (Deposition Rate) ارتباط دارد. استفاده از قطر اشتباه، کنترل حوضچه مذاب را سخت می‌کند.

• قطر زیاد در ورق نازک: اگر از فیلر با قطر ۱٫۲ میلی‌متر برای جوشکاری ورق استیل نازک (مثلاً ۱ میلی‌متر) استفاده کنید، جریان ورودی بالا می‌رود، حرارت زیاد شده و منجر به پاشش (Spatter) شدید، سوراخ شدن ورق (Burn-through) و اعوجاج بیش از حد می‌شود.
• قطر کم در قطعه ضخیم: در قطعه ضخیم، فیلر نازک زودتر تمام می‌شود و نیاز به توقف‌های مکرر دارد. همچنین، نفوذ کافی (Penetration) حاصل نمی‌شود و جوش از داخل ضعیف می‌ماند.

یک رابطه تجربی بین قطر فیلر و آمپراژ (جریان) وجود دارد. برای فرآیند MIG/MAG، معمولاً برای فیلرهای ۰٫۸ میلی‌متر، جریان بین ۸۰ تا ۱۲۰ آمپر و برای فیلرهای ۱٫۰ میلی‌متر، بین ۱۰۰ تا ۱۶۰ آمپر مناسب است. برای ورق‌های با ضخامت ۳ تا ۶ میلی‌متر، استفاده از فیلر ER70S-6 با قطر ۱ میلی‌متر و جریان تنظیم‌شده در بازه ۱۲۰ تا ۱۵۰ آمپر، معمولاً بهترین خروجی را از نظر نفوذ و پوشش‌دهی ارائه می‌دهد.

۳. انتخاب اشتباه گاز محافظ MIG/TIG (تأثیر بر اکسیداسیون و نفوذ)

گاز محافظ، مهم‌ترین نقش را در محافظت از حوضچه مذاب در برابر اتمسفر دارد. انتخاب اشتباه آن، به‌خصوص در استیل، اثرات مخربی دارد.

• استفاده از CO₂ خالص برای استیل: گاز دی‌اکسید کربن (CO₂) در قوس الکتریکی، کربن را به حوضچه مذاب تزریق می‌کند (Carburization) و همچنین اکسیداسیون شدیدی ایجاد می‌کند که باعث افزایش خوردگی حفره‌ای در استیل می‌شود.
• استفاده از آرگون خالص در فولاد کربنی با جریان بالا: آرگون خالص (در MIG/MAG) تمایل دارد پایداری قوس را کم کند و اگر جریان بالا باشد، نفوذ کافی در فلز پایه برای ایجاد جوش قوی فراهم نمی‌شود، مگر در فرآیندهای TIG که کنترل دقیق‌تری وجود دارد.
• برای فولاد کربنی معمولی (Mild Steel) در فرآیند MIG، گاز ترکیبی Ar/CO₂ (80/20) بهترین تعادل بین نفوذ و کاهش پاشش را فراهم می‌کند.
• برای استیل ضدزنگ (Stainless Steel)، حتماً باید از گاز آرگون خالص (در TIG) یا ترکیب Ar + درصد کمی گاز فعال‌کننده (مثل ۲٪ CO₂ یا هلیوم) برای MIG استفاده کرد تا ضمن محافظت، از تغییرات ناخواسته در خواص استیل جلوگیری شود.

۴. سطح آلوده به روغن، گریس یا کلراید؛ دشمن پنهان جوش تمیز

کیفیت فیلر تنها نیمی از ماجراست؛ نیمه دیگر، آماده‌سازی سطح فلز پایه است. وجود هرگونه آلاینده آلی (روغن، رنگ، گریس) یا ترکیبات کلرایدی (مثل مایعات تمیزکننده صنعتی) بر روی سطح، در دمای قوس تبخیر شده و وارد حوضچه مذاب می‌شوند.

• آلاینده‌های آلی: باعث تولید گازهای هیدروژن و کربن می‌شوند که منجر به تخلخل (Porosity) گسترده در جوش می‌شوند.
• ترکیبات کلرایدی: این ترکیبات بسیار مخرب هستند و به شدت با عناصر آلیاژی استیل واکنش می‌دهند و علاوه بر تخلخل، باعث خوردگی بین دانه‌ای (Intergranular Corrosion) می‌شوند.

قبل از جوشکاری هر فلزی، به‌ویژه استیل، سطح باید کاملاً عاری از آلودگی باشد. برای استیل، استفاده از استون صنعتی یا حلال‌های قوی برای چربی‌زدایی و سپس استفاده از برس سیمی مخصوص استیل (بدون آلودگی آهنی) برای حذف اکسیدها ضروری است. هدف باید رسیدن به تخلخل صفر و حداکثر مقاومت به خوردگی باشد.

۵. استفاده از فیلرهای ارزان و بی‌نام‌ونشان (فقدان Traceability)

در بازار، فیلرهایی با قیمت بسیار پایین وجود دارند که اغلب فاقد استانداردسازی دقیق هستند. این فیلرها ممکن است از فلزات بازیافتی با ترکیب شیمیایی متغیر ساخته شده باشند.

این فیلرها فاقد شماره حرارتی (Heat Number) یا گواهی تست مواد (MTC) هستند. در صنایع حساس (نفت، گاز، پتروشیمی)، اگر فیلری دچار مشکل شود، باید بتوان ردیابی کرد که آن سیم از کدام بچ (Batch) و کدام عملیات تولید آمده است.

همیشه فیلرها را از تأمین‌کنندگان معتبر که توانایی ارائه تأییدیه آنالیز شیمیایی (مانند گواهی استاندارد AWS یا EN ISO) را دارند، خریداری کنید. در سایت پروولد ایران، تمام فیلرها دارای شماره حرارتی (Heat Number) هستند که قابلیت ردیابی کامل محصول را فراهم می‌کند.

۶. نگهداری نادرست فیلرها در محیط مرطوب (رطوبت عامل اصلی خرابی)

رطوبت بزرگ‌ترین دشمن فیلرهای جوشکاری، به‌خصوص فیلرهای با پوشش الکترود (SMAW) و سیم‌های پرشده (FCAW) است، اما تأثیر آن روی سیم‌های TIG و MIG هم قابل توجه است.

هنگامی که فیلر رطوبت جذب کند، در قوس الکتریکی، آب به هیدروژن و اکسیژن تجزیه می‌شود. هیدروژن به داخل حوضچه مذاب نفوذ کرده و پس از انجماد، تبدیل به حباب‌های ریز می‌شود که نتیجه آن تخلخل هیدروژنی است. این پدیده به‌خصوص در فولادهای کم آلیاژ و فولادهای با استحکام بالا (مانند ER80S-B2 یا E7018) که مستعد ترک هیدروژنی هستند، فاجعه‌آفرین است.

فیلرها باید در محیطی با رطوبت نسبی کنترل‌شده نگهداری شوند (معمولاً کمتر از ۵۰٪). سیم‌های خشک‌کننده (Bakeable wires) مانند E7018 باید در کوره نگهداری (Oven) با دمای بین ۷۰ تا ۱۵۰ درجه سانتی‌گراد نگهداری شوند. فیلرهای TIG و MIG باید در جعبه‌های ضد رطوبت و دور از کف کارگاه نگهداری شوند.

۷. نادیده گرفتن خواص مکانیکی مورد نیاز سازه (تطابق با استاندارد طراحی)

انتخاب فیلر صرفاً بر اساس شباهت ظاهری فلز پایه اشتباه است. هر سازه الزامات مهندسی متفاوتی دارد؛ مانند نیاز به مقاومت بالا در دمای پایین (مقاومت ضربه‌ای)، مقاومت در برابر خزش (Creep Resistance) در دماهای بالا یا مقاومت به خوردگی تحت تنش (SCC).

• اگر یک مخزن تحت فشار با دمای عملیاتی ۴۰۰ درجه سانتی‌گراد را با فیلر معمولی (مانند ER70S-6) جوش دهید، در طول زمان، فیلر دچار خزش (Creep) شده و مقاومت خود را از دست می‌دهد.

همیشه باید مشخصات فنی طراحی (Design Specification) و الزامات استاندارد (مانند ASME Section IX یا API 1104) را چک کنید. برای کاربردهای دمای بالا (مانند خطوط لوله بخار یا نیروگاهی)، باید از فیلرهایی با عناصر تثبیت‌کننده مانند مولیبدن استفاده شود؛ مانند ER80S-B2 یا E9018-B3. این فیلرها در فیلرهای فولادی پروولد موجودند و دارای مشخصات مکانیکی دقیقی هستند.

۸. استفاده از فیلر ناهماهنگ با فرآیند جوشکاری (TIG در مقابل MIG)

فرآیندهای مختلف جوشکاری (TIG، MIG، SMAW، FCAW) نیازمند ویژگی‌های متفاوتی از فیلر هستند. این تفاوت‌ها بیشتر در میزان سیلیس (Si) موجود در فیلر مشهود است.

• فیلرهای TIG: معمولاً دارای سیلیس کمتری هستند (مانند ER308L) زیرا در این فرآیند، معمولاً نیاز به عامل اکسیژن‌زدایی نیست و جوشکار با استفاده از دست کنترل کاملی بر روی حوضچه مذاب دارد.
• فیلرهای MIG/MAG: معمولاً حاوی میزان بیشتری سیلیس فعال (Si) هستند (مانند ER308Lsi یا ER70S-6). سیلیس به عنوان یک اکسیژن‌زدای قوی عمل کرده و هرگونه اکسیژن یا رطوبت باقی‌مانده در حوضچه مذاب را جذب می‌کند و مانع از تخلخل می‌شود.

اگر برای جوش استیل نازک در فرآیند MIG از فیلر TIG معمولی (بدون Si بالا) استفاده کنید، احتمال تخلخل و تشکیل سرباره به دلیل عدم اکسیژن‌زدایی کافی به شدت افزایش می‌یابد. برای MIG استیل نازک، ER308Lsi گزینه‌ای برتر است، در حالی که ER308L معمولی برای TIG عملکرد بهتری دارد.

۹. ناهماهنگی با پارامترهای WPS یا PQR کارگاه (انحراف از دستورالعمل جوشکاری)

دستورالعمل فرآیند جوشکاری (WPS – Welding Procedure Specification) مجموعه‌ای از پارامترهای بهینه (جریان، ولتاژ، سرعت حرکت، نوع گاز و مهم‌تر از همه، نوع فیلر مجاز) است که بر اساس تست‌های تخریب و غیرمخرب تعیین شده است.

خطای رایج در کارگاه‌های ایران این است که به دلیل کمبود موجودی یا تفاوت قیمت، فیلری خارج از کد AWS یا EN ISO مشخص‌شده در WPS انتخاب می‌شود.

اگر WPS مشخص کرده باشد که باید از فیلر با حداقل استحکام کششی ۵۵۰ مگاپاسکال استفاده شود، استفاده از فیلری با استحکام ۴۹۰ مگاپاسکال، کل اعتبار WPS و ایمنی سازه را زیر سؤال می‌برد و ممکن است در تست‌های نهایی مردود شوید.

همیشه پیش از خرید فیلر جدید، WPS پروژه را بازبینی کنید و مطمئن شوید که فیلر انتخابی دقیقاً مطابق با شماره کد استاندارد AWS یا EN ISO مشخص‌شده باشد.

۱۰. نداشتن ارتباط مستمر و فنی با تأمین‌کننده تخصصی

بسیاری از کارگاه‌ها فیلر را صرفاً بر اساس “بهترین قیمت” یا “موجود بودن” خریداری می‌کنند، بدون آنکه از مشاوره فنی تخصصی بهره ببرند. در دنیای پیچیده آلیاژها، یک مشاوره کوچک می‌تواند از هدر رفتن هزاران کیلوگرم فیلر و ساعت‌ها کار جلوگیری کند.

با یک تأمین‌کننده که تیم مهندسی دارد تعامل کنید. تیم فنی پروولد ایران می‌تواند دقیقاً بر اساس جنس فلز پایه (مثلاً فولادهای کروم-مولیبدن، Duplex، یا پایه‌های آلومینیومی خاص) و فرآیند جوشکاری مورد استفاده، فیلر مناسب را پیشنهاد کند و شما را از انتخاب‌های پرریسک دور نگه دارد.

چرا این خطاها بهره‌وری را می‌کشند؟

هر اشتباه در انتخاب فیلر، مستقیماً به افزایش نرخ بازکار (Rework Rate) منجر می‌شود. طبق تجربه کارگاه‌های صنعتی، انتخاب نادرست فیلر می‌تواند تا ۱۸٪ هزینه کل تولید را هدر دهد، خصوصاً در پروژه‌هایی با الزامات بازرسی NDT بالا.

• افزایش ضخامت جوش: فیلری که برای نفوذ عمیق‌تر یا پر کردن حفره‌ها انتخاب می‌شود، منجر به مصرف فیلر اضافی می‌شود. (مثلاً استفاده از سیم ER70S-6 به جای ER70S-2 در TIG)
• عیب‌های سطحی و داخلی: تخلخل و ترک، نیاز به سنگ‌زنی، پاکسازی و جوشکاری مجدد دارند که زمان‌برترین بخش عملیات است.
• خوردگی زودرس: اگر فیلر مقاومت شیمیایی کافی نداشته باشد، سازه زودتر از موعد نیاز به تعمیر پیدا می‌کند که ضرر بلندمدت مالی بزرگی است.

به‌عبارتی، انتخاب فیلر مناسب مستقیماً بهره‌وری، ایمنی و طول عمر سازه را تعیین می‌کند.

راهنمای خرید هوشمند فیلر جوشکاری

برای افزایش بهره‌وری، فیلر باید مطابق با نوع فلز و شرایط کاری انتخاب شود. در اینجا یک راهنمای سریع ارائه می‌شود:

1. فولاد معمولی (ریختگی یا نورد): ER70S-6 (برای MIG) یا E7018 (برای قوس دستی)
2. استیل مقاوم به خورندگی (304/308): ER308L یا ER308Lsi
3. استیل مقاوم به خورندگی شدید (316): ER316L یا ER316Lsi
4. محیط دما بالا (کروم-مولیبدن): ER80S-B2 یا E9018-B3
5. سازه‌های دریایی و آلومینیومی: ER5356 یا ER5183 (با رعایت نکته آندی/کاتدی)
6. کاربرد ضد خوردگی شدید (استیل‌های سوپر دوپلکس): ER2209 یا ER2594

تمام این مدل‌ها با مشخصات فنی کامل را می‌توانید در دسته فیلرهای تخصصی سایت پروولد ایران مشاهده و مقایسه کنید.

جمع‌بندی نهایی

انتخاب درست فیلر فقط مسئله فنی نیست؛ تصمیمی مالی و استراتژیک است که بر حاشیه سود و کیفیت نهایی کارگاه شما تأثیر مستقیم می‌گذارد. جوشکار حرفه‌ای، فیلر را طوری انتخاب می‌کند که عملکرد، ایمنی و هزینه را هم‌زمان بهینه کند.

اجتناب از این ۱۰ خطای پرهزینه، نیازمند دانش فنی و دسترسی به مواد اولیه با کیفیت تضمین‌شده است. اگر هنوز در انتخاب فیلر مناسب شک دارید، با مشاوران فنی پروولد ایران تماس بگیرید تا بر اساس جنس فلز، فرآیند جوش و الزامات استاندارد، بهترین گزینه را معرفی کنند.

پرسش‌های پرتکرار

۱. بهترین فیلر برای جوش فولاد کربنی با فرآیند TIG چیست؟
برای TIG، بهترین فیلر معمولاً ER70S-2 است. این فیلر حاوی مقادیر کنترل‌شده‌ای از عناصر اکسیژن‌زدایی (مانند تیتانیوم و زیرکونیوم) است که در غیاب گاز محافظ قوی (مانند MIG)، به پایداری حوضچه مذاب کمک می‌کند.

۲. چرا انتخاب نادرست فیلر باعث ترک یا تخلخل می‌شود؟
ترک‌ها اغلب ناشی از عدم تطابق شیمیایی و عدم تحمل تنش‌های انقباضی پس از انجماد (ترک داغ) هستند، یا به دلیل جذب بیش از حد هیدروژن ناشی از رطوبت (ترک سرد). تخلخل ناشی از گازهای محبوس‌شده، عمدتاً از واکنش‌های اکسیژن‌زدایی ناقص یا آلودگی سطحی ایجاد می‌شود.

۳. چطور مطمئن شویم فیلر اصل و دارای Heat Number است؟
شماره حرارتی (Heat Number) باید روی بسته‌بندی اصلی فیلر حک شده باشد. در خرید آنلاین، از تأمین‌کننده بخواهید که برگه آنالیز مواد (MTC) مرتبط با آن بچ خرید را ارائه دهد. در سایت پروولد ایران، این شماره به همراه مشخصات شیمیایی دقیق، برای اطمینان از انطباق با استانداردها، در دسترس مشتریان قرار می‌گیرد.