موضوع :

جوشکاری قوسی مس و فولاد (قسمت دوم)

جوشکاری قبل از گالوانيزه گرم

بسياری اوقات با توجه به محدوديتهای اجرايی لازم است تا بسياری سازه ها و تجهيزات را قبل از گالوانيزه کردن جوشکاری کرد. برای دستيابی به يک پوشش گالوانيزه گرم با کيفيت مناسب روی قسمتهای جوشکاری شده بايد دو نگته مهم را قبل از اجرای گالوانيزه در نظر داشت:

۱- ترکيب شيميايی فلز جوش:

در صورتيکه در ترکيب شيميايی فلز جوش و فلز پايه اختلافی وجود داشته باشد٫ ميتواند باعث افزايش ضخامت پوشش گالوانيزه روی سطح جوش شود. مهمترين تفاوت در ترکيب شيميايی ايندو٫ مقدار سيليکون موجود در فلز جوش است. وجود سيليکون بيش از حد در فلز جوش يا فلز پايه باعث تسريع در تشکيل و رشد لايه های بين فلزی آهن-روی و در نتيجه افزايش ضخامت و حجم پوشش در اين ناحيه ميگردد (شکل زير). بدليل اينکه در بعضی فلزات جوش حدود ۱٪ سيليکون وجود دارد٫ تفاوت بين ضخامت پوشش ناحيه جوش با ساير نقاط قطعه قابل توجه خواهد بود. هنگامی که سازه جوشکاری شده درون وان روی مذاب غوطه ور شده و مدت زمان کافی جهت دستيابی به حداقل ضخامت پوشش مورد نياز٫ نگهدارشته ميشود٫ ضخامت پوشش در نواحی پر سيليکون ميتواند دو تا پنج برابر ضخامت پوشش در نواحی اطراف آن گردد. اين پوشش ضخيم را ميتوان از ظاهر آن تشخيص داد. اين موضوع باعث افزايش احتمال آسيب ديدگی پوشش در نواحی جوش ميگردد.

در فرآيندهای جوشکاری معمول مانند قوس دستی٫ زير پودری و قوس با الکترود مغزه دار٫ الکترودها و فلزات جوشی وجود دارد که مانع از رشد بيش از حد پوشش روی سطح جوش ميگردند. لذا در انتخاب فلز جوش و اطمينان از کم بودن مقدار سيليکون آن در اين موارد بايد دقت شود.

۲- تميزی ناحيه جوش:

هنگامی که يک سازه جوشکاری شدهگالوانيزه گرم ميگردد٫ تميزی ناحيه جوش تاثير قابل توجهی بر کيفيت پوشش در ناحيه جوش دارد. ناحيه جوش بايد قبل از گالوانيزه گرم کاملا از فلاکس و سرباره (گل جوش) پاکسازی شود. چرا که حضور اين مواد از چسبندگی پوشش به سطح جلوگيری ميکنند. فلاکس و سرباره جوش در مواد و اسيدهای شوينده ای که قبل از عمليات گالوانيزه گرم برای تميزکاری قطعات استفاده ميشوند حل نميشود و بايد با روشهای ديگری پاکسازی شوند. اين مواد را ميتوان با برس سيمی٫ تميزکاری با شعله٫ چکش زنی٫ ماشينکاری و يا بلاست حذف نمود.

عيوب سطحی جوش نيز ميتواند باعث تخريب کيفيت پوشش شود. حفره های سطحی و انتهايی و ترکهايی که دهانه آنها کمتر از ۵/۲ ميليمتر باشد از نفوذ روی مذاب بدرون خود جلوگيری کرده و باعث ايجاد سطوح گالوانيزه نشده ميگردند. اين موضوع بدليل ويسکوزيته روی مذاب در دمای گالوانيزه گرم اتفاق ميافتد که امکان ورود به شيارهايی با دهانه کمتر از ۵/۲ ميليمتر را ندارد. اين سطوح گالوانيزه نشده در اثر ورود و حبس محلولهای اسيد شويی مورد استفاده قبل از گالوانيزه و يا رطوبت اکسيد شده و اين اکسيد روی سطح پوشش ظاهر شده و ظاهر و کيفيت پوشش را تخريب ميکند.

تاثير حرارت ورودی بر خواص جوش

يکی از پارامترهای مهم در جوشکاری٫ مقدار حرارت ورودی ميباشد. چراکه حرارت ورودی بر پيشگرم و دمای بين پاسی و در نتيجه بر ساختار و خواص فلز جوش و ناحيه HAZ تاثير ميگذارد. مقدار حرارت ورودی را نميتوان بصورت مستقيم اندازه گيری کرد و برای تعيين آن معمولا از فرمولهای مشخصی استفاده ميشود مانند فرمول زير برای جوشکاری قوسی:

H=60EI/1000S

H : حرارت ورودی (KJ/mm, KJ/in) و E : ولتاژ

S : سرعت جوشکاری (mm/min, in/min) و I : آمپر

تغيير قابل ملاحظه در حرارت ورودی باعث ايجاد تغييرات در خواص ماده در ناحيه جوش ميگردد. جدول زير چگونگی تغييرات ايجاد شده در خواص مکانيکی را در اثر ازدياد حرارت ورودی نشان ميدهد. اين جدول مربوط به فرآيند قوس دستی و بازای تغيير حرارت ورودی از ۵۰ تا ۱۱۰ KJ/in ميباشد.

به غير از تافنس ٫ ساير خواص رفتار يکنواختی را در اثر تغيير حرارت ورودی از خود نشان ميدهند. اما تافنس در اثر افزايش حرارت ورودی در ابتدا مقداری افزايش يافته و لی سپس به مقدار قابل ملاحظه ای کاهش ميابد. مقدار تافنس فقط متاثر از حرارت ورودی نميباشد بلکه ابعاد بستر جوش تاثير زيادی بر مقدار تافنس دارد. با افزايش اندازه بستر جوش که ناشی از افزايش حرارت ورودی ميباشد٫ تافنس کاهش ميابد. در جوشکاريهای چند پاسه بدليل ريزدانه شدن و تمپر شدن مقداری از پاس زيرين در اثر اعمال پاس رويی٫ تافنس مقداری بهبود ميابد. هرچه بستر جوشها کوچکتر باشد مقدار بيشتری از لايه جوش ريزدانه شده و تافنس افزايش ميابد.

دمای بين پاسی

تعريف:

دمای بين پاسی عبارتست از دمای قطعه در ناحيه جوشکاری درست قبل از اعمال پاس دوم و يا بين هر دو پاس متوالی. در عمل حداقل دمای بين پاسی اغلب برابر است با دمای پيشگرم قطعه٫ هرچند که طبق تعريف اين مورد الزامی نميباشد.

اهميت دمای بين پاسی:

اهميت دمای بين پاسی از نظر تاثير بر خواص مکانيکيو ميکروساختار قطعه٫ اگر بيشتر از اهميت دمای پيشگرم نباشد از آن کمتر هم نيست. بعنوان مثال استحکام تسليم و استحکام کششی فلز جوش تابعی از دمای بين پاسی ميباشند. مقادير بالای دمای بين پاسی باعث کاهش استحکام فلز جوش ميشود. علاوه بر اين دماهای بين پاسی بالا اغلب باعث بهبود خواص ضربه و تافنس جوش ميشود. هرچند که در صورت افزايش اين دما به بالاتر از ۲۶۰ درجه سانتيگراد اين اثر عکس خواهد شد.

حداکثر دمای بين پاسی:

هنگامی که دستيابی به خواص مکانيکی مشخصی در فلز جوش مد نظر باشد٫ کنترل حداکثر دمای بين پاسی اهميت ويژه ای ميابد. درصورتيکه طراح حداقل استحکام را برای قطعه ای که ممکن است در اثر شرايط جوشکاری به دماهای بين پاسی بالايی برسد٫ مشخص کرده باشد٫ بايد حداکثر دمای بين پاسی نيز تعيين گردد. در غير اينصورت ممکن است استحکام جوش بشدت کاهش يابد.

کنترل حداکثر دمای بين پاسی همچنين در جوشکاری فولادهای کونچ و تمپر شده (مانند A514 ) نيز اهميت خاصی دارد. بدليل اينکه عمليات حرارتی خاصی روی اين فولادها اجرا شده است٫ دمای بين پاسی بايد در محدوده مجاز کنترل شود تا به خواص مکانيکی مورد نظر در فلز جوش و HAZ دست يابيم. البته کنترل حداکثر دمای بين پاسی در همه موارد الزامی نيست.

در مورد فلزات حساس٫ حداقل دمای بين پاسی بايد به حد کافی باشد تا از ايجاد ترک جلوگيری نمايد٫ در حاليکه حداکثر دمای بين پاسی نيز جهت دستيابی به خواص مکانيکی مناسب بايد کنترل شود. برای رسيدن به يک تعادل بين ايندو٫ پارامترهای زير نيز بايد مد نظر قرار گيرد: زمان بين اعمال پاسها٫ ضخامت فلز پايه٫ دمای پيشگرم٫ شرايط محيطی٫ خصوصيات انتقال حرارت و حرارت ورودی حين جوشکاری.

برای مثال جوشهايی با سطح مقطع کوچکتر طبيعتا دمای بين پاسی را افزايش ميدهند. بدين صورت که با ادامه عمليات جوشکاری دمای قطعه بدليل انتقال حرارت کمتر٫ بطور مداوم افزايش ميابد. بعنوان يک قانون کلی اگر سطح مقطع جوش کمتر از ۱۳۰ سانتيمتر مربع باشد٫ دمای بين پاسی در اثر اعمال هر پاس ( درصورت ثابت بودن سرعت عمليات ) افزايش ميابد. در حاليکه اگر سطح مقطع بيشتر از ۲۶۰ سانتيمتر مربع باشد٫ دمای بين پاسی در صورت عدم وجود منبع حرارتی ديگری٫ در خلال جوشکاری کاهش ميابد.

اندازه گيری و کنترل دمای بين پاسی:

يک روش پذيرفته شده برای کنترل دمای بين پاسی استفاده از دو شمع حرارتی يکی با دمای ذوبی برابر با حداقل دمای بين پاسی يا دمای پيشگرم و ديگری با دمای ذوبی برابر با حداکثر دمای بين پاسی ميباشد. جوشکار ابتدا ناحيه اتصال را گرم ميکند تا زمانی که شمع حرارتی اول ذوب شده و رسيدن به دمای پيشگرم را تاييد کند. پس از اينکه قطعه به دمای پيشگرم رسيد پاس اول اجرا ميشود. درست قبل از اعمال پاس دوم ( و پاسهای بعدی) حداقل و حداکثر دمای بين پاسی توسط شمعهای حرارتی در محلهای مناسب کنترل ميشود. بدين صورت که شمع اولی (با دمای ذوب کمتر) بايد ذوب شود (نشاندهنده رسيدن به حداقل دمای بين پاسی) در حاليکه شمع دوم ( با دمای ذوب بيشتر) نبايد ذوب شود ( نشاندهنده عدم عبور دمای بين پاسی از حداکثر تعيين شده). اگر شمع حرارتی مربوط به دمای ذوب کمتر ذوب نشود بايد حرارت بيشتری به قطعه اعمال گردد و درصورتيکه شمع حرارتی مربوط به دمای بيشتر ذوب شود بايد قطعه در هوای محيط به آهستگی سرد شود تا حدی که ديگر شمع دمای بالاتر ذوب نشده ولی شمع اولی ذوب شود. در اين هنگام ميتوان پاس بعدی را اعمال کرد.

محل اندازه گيری دمای بين پاسی:

محل اندازه گيری دمای بين پاسی در استانداردها مشخص شده است. بعنوان مثال در AWS D 1.1 و AWS D 1.5 چنين آمده که دمای بين پاسی بايد در فاصله ای حداقل برابر با ضخامت قطعه ضخيمتر ( اما نه کمتر از ۳ اينچ يا ۷۵ ميليمتر) در تمامی جهات از نقطه جوشکاری٫ اندازه گيری شود. اين حالت برای اندازه گيری حداقل دمای بين پاسی قابل درک است. اما وقتی کنترل حداکثر دمای بين پاسی نيز ضروری باشد٫ دمای ناحيه مجاور جوش ممکن است بسيار بالاتر از حد مشخص شده باشد. در اين حالت بهتر است دما در فاصله يک اينچی از کناره گرده جوش ( Weld Toe ) اندازه گيری شود. در موارد ديگری نيز صنايع خاص دستورالعملهای مخصوص به خود را دارند. بعنوان مثال در صنايع کشتی سازی٫ دمای بين پاسی معمولا در فاصله يک اينچی از کناره گرده جوش و در ۳۰۰ ميليمتر اول از نقطه آغاز جوشکاری اندازه گيری ميشود. در اين حالت خاص پيشگرم از طرف مقابل محل اندازه گيری اعمال ميشود تا از پيشگرم شده کامل ضخامت قطعه اطمينان حاصل شود.

نظرات ديگری نيز در مورد محل اندازه گيری دمای بين پاسی وجود دارد که بيشتر تجربی هستند. در مجموع همان فصله يک اينچی از کناره گرده جوش روش مناسبی بنظر ميرسد.

استفاده از لايه ميانی در سخت پوشانی

لايه های ميانی (Buffer Layer) گاهی در فرآيند سخت پوشانی (Hardfacing) بمنظور لايه های واسطه بين قطعه کار و پوشش نهايی استفاده ميشوند. استفاده از اين لايه ها به منظورهای متفاوتی صورت ميگيرد که مهمترين آنها در ادامه آورده شده:

فريت در جوش فولادهای زنگ نزن آستنيتی

فريت در کاهش تمايل به ترک گرم جوش فولادهای زنگ نزن آستنيتی بسيار موثر است. در مقايسه با آستنيت٫ فريت توانايی بيشتری برای حل کردن عناصر ناخالصی مانند گوگرد٫ فسفر٫ سرب و قلع در خود دارد. اين عناصر ميتوانند با جدايش از فاز زمينه٫ در مرزدانه ها فازهای ثانويه با دمای ذوب پايين ايجاد نمايند. اين پديده باعث افزايش احتمال ترک گرم حين سرد شدن قطعه بعد از جوشکاری ميگردد. فريت اين عناصر را در خود حل کرده و مانع جدايش آنها و تشکيل فازهای ثانويه ميشود.

مقدار فريت را ميتوان به طرق مختلفی بيان کرد. برای مثال بر اساس استاندارد ASTM E562 ميتوان آنرا بصورت درصد حجمی نشان داد. هرچند که اين روش دقيقترين روش است اما تعيين فريت بدين روش زمان بر و پر هزينه ميباشد. بهمين دليل اغلب مقدار فريت را با استفاده از ابزارهای خاص مانند Mgne-Gage يا Ferritscope و يا از روش محاسبه ترکيب شيميايی تعيين ميکنند. در حالت دوم مقدار فريت ميتواند بصورت درصد و يا عدد فريتی (FN) نشان داده شود. معمولا عدد فريتی ترجيح داده ميشود. برای محاسبه عدد فريتی معمولا از نمودارهای Delong و يا WRC-92 استفاده ميشود که حالت بهبود يافته نمودار شفلر ميباشند.

نمودار Delong يک ابزار عالی برای تخمين مقدار فازهای موجود در جوش ميباشد. بايد اشاره کرد که اين نمودارها مربوط به آلياژهايی هستند که با سرعت تبريد بالای حين جوشکاری سرد ميشوند و نه در سرعت تبريدهای نسبتا پايين فرآيندهای توليد مواد.

نمودار Delong

مقادير پايين فريت (0-3 FN) جوش را تا حدی در برابر ترک گرم حساس مينمايد. برای جلوگيری از اين حالت بايد از سيم جوشی با مقدار فريت نسبتا بالا استفاده شود. برای برخی محيطهای خاص مانند کارخانه های توليد اوره و يا مصارف دمای پايين بايد فلز پايه و فلز جوش کاملا آستنيتی و عاری از فريت باشند. در اين حالت بايد از سيم جوشهای کم فريت و يا کاملا آستنيتی برای جوشکاری استفاده شود. همچنين حرارت ورودی بايد کنترل شده و کم باشد و امتزاج با فلز پايه حداقل نگاه داشته شود.

مقدار فريت 3-12 FN مقاومت خوبی نسبت به ترک گرم ايجاد ميکند. تمام سيم جوشهای آستنيتی استاندارد مانند 308L, 316L و 347 جوشهايی با مقدار فريتی در اين محدوده توليد ميکنند. بنابراين اين سيم جوشها مقاومت خوبی نسبت به ترک گرم ايجاد مينمايند.

در مقادير فريت بالاتر از 12 FN ممکن است يک شبکه فريتی پيوسته در ساختار ايجاد گردد. در برخی محيطها اين حالت ميتواند خوردگی انتخابی ايجاد نمايد. هنگامی که اين مواد در معرض حرارت قرار گيرند٫ بسته به زمان و دما٫ احتمال دارد کل فاز فريت و يا بخشی از آن به فاز سيگما تغيير يابد و باعث کاهش مقاومت خوردگی و تافنس گردد.

جوشکاری زير آب

× مقدمه

بيش از يك صد سال است كه قوس الكتريكي در جهان شناخته شده و بكار گرفته مي شود. اما اولين جوشكاري زير آب توسط نيروي دريايي بريتانيا انجام شد- در آن زمان يك كارخانه كشتي سازي براي آب بند كردن نشت هاي موجود در پرچ هاي زير كشتي كه در آب واقع شده بود از جوشكاري زير آبي بهره گرفت. در كارهاي توليدي كه در زير آب انجام مي پذيرد، جوشكاري زير آبي يك ابزار مهم و كليدي به شمار مي آيد. در سال 1946 الكترود هاي ضد آب ويژه اي توسط وان در ويليجن¹ در هلند توسعه يافت. سازه هاي فرا ساحلي از قبيل دكل هاي حفاري چاه هاي نفت، خطوط لوله و سكوهاي ويژه اي كه در آب ها احداث مي شوند، در سالهاي اخير به طرز چشمگيري در حال افزايش اند. بعضي از اين سازه ها نواقصي را در عناصر تشكيل دهنده اش و يا حوادث غير مترقبه از قبيل طوفان تجربه خواهند كرد. در اين ميان هرگونه روش بازسازي و مرمت در اين گونه سازه ها مستلزم استفاده از جوشكاري زير آبي است.

× طبقه بندي

جوشكاري زير آبي را مي توان در دو دسته طبقه بندي كرد:

1. جوشكاري مرطوب

2. جوشكاري خشك

در روش جوشكاري مرطوب، عمليات جوشكاري در زير آب اجرا شده و مستقيماً با محيط مرطوب سرو كار دارد. در روش جوشكاري خشك، يك اتاقك خشك در نزديكي محلي كه مي بايستي جوشكاري شود ايجاد شده و جوشكار كار خود را با قرار گرفتن در داخل اتاقك انجام مي دهد.

× جوشكاري مرطوب:

نام جوشكاري مرطوب حاكي از آن است كه جوشكاري كه در زير آب صورت مي پذيرد، مستقيماً در معرض محيط مرطوب قرار دارد. در اين روش از جوشكاري از نوعي الكترود ويژه استفاده مي شود و جوشكاري به صورت دستي درست مانند همان جوشكاري كه در فضاي بيرون آب انجام مي شود، صورت مي گيرد. آزادي عملي كه جوشكار در حين جوش كاري از اين روش دارد، جوشكاري مرطوب را موثر تر و به روشي كارا و از نقطه نظر اقتصادي مقرون به صرفه كرده است. تامين كننده نيرويجوشكاري روي سطح مستقر شده است و توسط كابل ها و شيلنگ ها به غواص يا جوشكار متصل مي شود.

در جوشكاري مرطوب MMA (جوشكاري قوس فلزي دستي)² دو مشخصه زير بكار گرفته مي شود:

تامين كننده نيرو: dc

قطبيت: قطبيت منفی

× جوشكاري بيش فشار⁴(جوشكاري خشك)

جوشكاري بيش فشار در اتاقك هاي پلمپ شده در اطراف سازه يا قطعه اي كه مي خواهد جوشكاري شود، استفاده مي شود. اين اتاقك در يك فشار معمولي پر از گاز مي شود (كه معمولاً از هليوم حاوي نيم بار⁵ اكسيژن است). اين جايگاه روي خطوط لوله قرار گرفته و با هوايي مخلوط از هليو و اكسيژن كه قابل تنفس باشد پر شده و در فشاري كه جوشكاري آنجا صورت مي پذيرد و يا فشاري بيشتر از آن اجرا مي شود. در اين روش در اتصالات جوش بسيار با كيفيتي ايجاد مي شود به طوري كه با اشعه ايكس و ديگر تجهيزات لازم ايجاد مي شود. فرايند جوشكاري قوس گاز تنگستن در اين قسمت بكار گرفته خواهد شد. محوطه زير جايگاه در معرض آب قرار دارد. بنابراين جوشكاري در محل خشكي صورت گرفته ولي در فشار هيدرو استاتيكي آب دريا كه در محيط مجاور آن قرار دارد.

جوشکاری فولادهای Corten

فولادهای کورتن (Corten) از انواع فولادهای مقاوم به هوازدگی (Weathering) و معادل فولادهای A242 و A588 ميباشند.

اين فولادها به مرور زمان بصورت طبيعی اکسيد شده و به رنگ قهوه ای مايل به نارنجی درآمده و سطحی زبر ايجاد ميکنند. فولادهای کورتن عموما برای سازه های فضای آزاد استفاده ميشوند. اين فولادهای استحکام بالا مقاومت خوردگی اتمسفری بالاتری نسبت به فولادهای معمولی داشته و بر خلاف ظاهر زنگار گرفته آسيب پذيری در برابر خوردگی آنها کمتر از فولادهای کربنی استاندارد ميباشد.

در جوشکاری اين فولادها اغلب به مقاومت خوردگی و همخوانی رنگ آنها توجه ميگردد. در جوشکاری تک پاسه اغلب از الکترودهای فولادی معمولی استفاده ميشود چرا که نفوذ فلز پايه در ناحيه جوش باندازه ای خواهد بود که همخوانی رنگی مناسبی ايجاد نمايد.

در مواردی که نياز به استحکام از اهميت بيشتری برخوردارست و مقاومت خوردگی و تشابه رنگی مد نظر نيست٫ از الکترودهای کم هيدروژن سری E70, E80, E90, E100 و يا E110 ميتوان استفاده کرد. از اين الکترودها در جوشکاريهای چند پاسه نيز ميتوان در پاسهای زيرين استفاده نموده و دو پاس نهايی را جهت ايجاد مقاومت خوردگی و تشابه رنگی از الکترودهای مخصوص استفاده کرد.

جهت دستيابی به مقاومت خوردگی و تشابه رنگی بايد از الکترودهای خاص استفاده کرد. رايجترين اين الکترودها شامل E80XX-W1 ٫ E80XX-W2 و E80XX-C3 ميباشند. همچنين سيم جوشهای ER80 S-Ni1 يا ER 80C-Ni1 نيز ميتوانند خواسته های فوق را برآورده سازند.

جوشکاری اصطکاکی

جوشکاری اصطکاکی يکی از روشهای جوشکاری حالت جامد و در دمای پايين است که توليد جوشی با کيفيت بالا مينمايد. در اين فرآيند دمای سطح تماس بوسيله ايجاد اصطکاک به حد خميری شدن قطعات ميرسد.

چگونگی فرآيند جوشکاری اصطکاکی:

در فرآيند جوشکاری اصطکاکی يک قطعه به فک گرداننده متصل شده و قطعه ديگر به فک ثابت و هر دو قطعه مقابل هم قرار ميگيرند. قطعه گردنده با سرعت ثابت چرخانده ميشود و در همين حين دو قطعه توسط يک نيروی ثابت بسمت يکديگر فشرده ميشوند. در اثر تماس بين سطوح٫ اصطکاک ايجاد شده و توليد حرارت ميکند. اين شرايط برای مدتی ادامه ميابد. پس از آنکه دما به حد مناسب رسيده و سطوح هر دو قطعه به حالت خميری رسيدند٫ قطعه گردنده متوقف شده و نيروی اعمالی بر قطعات برای مدتی ثابت نگاه داشته شده و يا مقداری افزايش ميابد تا جوش کامل شود.

تصاوير زير مراحل جوشکاری اصطکاکی را نشان ميدهد:

مزايا:

در اين روش جوشکاری بدليل پايين بودن دما ناحيه HAZ بسيار کم بوده و تنشهای پسماند نيز کاهش ميابد. همچنين استحکام جوش بالا بوده و جوشی بدون تخلخل ايجاد ميکند. بدليل شرايط کاری اغلب نيازی به ماشينکاری و آماده سازی سطوح نميباشد و قطعاتی از جنسهای مختلف را ميتوان براحتی بهم جوش داد.

معايب:

در اين روش فقط قطعاتی با سطح مقطع سيمتريک قابل جوشکاری هستند. علاوه بر اين تجهيزات آن بسيار گرانقيمت بوده و جوشکاری فقط در کارگاهی که ماشين در آن قرار دارد قابل انجام است. و ابعاد قطعاتی که ميتوان جوش داد به سايز دستگاه بر ميگردد.

مستندات در جوشکاری

يکی از بخشهای مهم سيستمهای مديريتی مبحث مستندات است. اين بحث در فعاليتهايی مانند جوشکاری که مستندات يکی از پايه های اساسی اجرا, کنترل و بازرسی است, از اهميت بيشتری برخوردار ميباشد. سازندگان علاوه بر الزامات سيستمهای تضمين کيفيت برای کنترل مستندات, جهت دريافت تاييديه از بازرس و يا نماينده کارفرما بايد مستندات مورد نياز را ارائه نمايند. در فعاليتهای جوشکاری با توجه به نوع و شرايط کار و قرارداد ميتواند مستندات متفاوتی وجود داشته باشد. بعنوان مثال ميتوان به موارد زير اشاره کرد که در بسياری از فعاليتهای جوشکاری موجود ميباشند:

·     گواهينامه ماده

·     دستورالعمل جوشکاری

·     تاييديه دستورالعمل جوشکاری

·     گواهينامه جوشکاران

·     گواهينامه بازرسی و آزمون

از موارد اشاره شده دو آيتم دستورالعمل جوشکاری و گواهينامه جوشکاران جزو مستنداتيست که اغلب سازندگان خود اقدام به تهيه آن مينمايند. ساير موارد معمولا توسط سازمانهای ديگر تهيه ميگردد. البته با توجه به وسعت فعاليتها, يک شرکت ميتواند يک و يا همه مدارک ديگر را نيز خود تهيه نمايد.

با توجه به موارد ذکر شده و مشکلاتی که در بايگانی مستندات مکتوب وجود دارد, نرم افزارهای بانک اطلاعاتی ميتوانند گزينه خوبی جهت تسهيل کار و افزايش کارآيی مستندات باشند. نرم افزارهای متفاوتی در زمينه مستندات جوشکاری توسط شرکتهای معتبر طراحی شده که شايد يکی از معروفترين آنها سری نرم افزارهای WeldOffice ساخت شرکت TWI باشد. اما اين نرم افزارها علاوه بر هزينه بسيار بالا, بدليل جامع بودن دارای فيلدهای بسيار زيادی است که ممکن است برای يک سازنده هيچگاه مورد استفاده قرار نگيرد, در اينصورت سازنده مجبوراست مکانهايی را در فرم خالی رها کند که از نظر فنی وجهه خوبی ندارد. محدوديت ديگری که اين برنامه های جامع دارند اينست که استفاده کننده مجبور است فرمت مستندات خود را با فرمت نرم افزار مطابقت دهد. بنابراين بهترين شيوه آنست که هر شرکت با توجه به شرايط کاری خود نرم افزار خاص خود را طراحی نمايد تا از مشکل فيلدهای اضافی و تغيير فرمها پرهيز نمايد.

در اينجا يک نمونه نرم افزار طراحی و بايگانی فرمهای دستورالعمل جوشکاری و گواهينامه جوشکاران را لينک داده ام که ميتوانيد دانلود نماييد. اين نرم افزار با اکسس نوشته شده و کسانی که با اکسس آشنايی دارند ميتوانند با ايجاد تغييراتی آنرا با نيازهای شرکت خود مطابقت دهند.

هماهنگ کننده فعاليتهای جوشکاری

قبلا در ارتباط با تضمين کيفيت در فعاليتهای جوشکاری و استاندارد ايزو ۳۸۳۴ نوشتم. در اينجا به يکی از بندهای مهم استاندارد فوق میپردازيم. در استاندارد ايزو ۳۸۳۴ در بخش پرسنل جوشکاری (بند ۳-۶) شخصی را به عنوان هماهنگ کننده فعاليتهای جوشکاری معرفی مينمايد و حضور آنرا برای سازمانهای مربوطه الزامی مينمايد (بجز ISO 3834-4). در ادامه بند ۳-۶ آورده شده است:

------------------------

۳-۶- پرسنل هماهنگی فعاليتهای جوشکاری (Welding coordination Personel)

سازنده بايد بر طبق استاندارد ايزو ۱۴۷۳۱ پرسنل هماهنگی جوشکاری در اختيار داشته باشد تا پرسنل جوشکار مشخصات روش جوشکاری (WPS)ها و دستور کارهای لازم را در اختيار داشته باشند و کارها بطور صحيح انجام و کنترل شود. افرادی که دارای مسئوليت برای فعاليتهای کيفيتی ميباشند بايد اختيار لازم برای انجام فعاليتهای ضروری را دارا باشند.

وظايف. روابط فی ما بين و محدوده مسئوليت هر فرد بايد بطور واضح معين باشد.

---------------------------------

همانطور که مشاهده شد هماهنگ کننده فعاليتهای جوشکاری وظيفه کنترل و اجرا را برعهده دارد و در اصل نقش مديريتی در قسمت مربوط به جوشکاری ايفا ميکند ولذا بايد دارای صلاحيت و دانش مناسب باشند. شرايط وظايف و مسئوليتهاي هماهنگ کننده فعاليتهای جوشکاری در استاندارد ايزو ۱۴۷۳۱ آورده شده است.

تميزکاری و آماده سازی فولادهای استنلس

فولادهای استنلس معمولا بعنوان مواد مقاوم به خوردگی مورد استفاده قرار ميگيرند. اين مقاومت به خوردگی ناشی از ايجاد لايه رويين (پسيو) و پيوسته اکسيد کرم روی سطح اين فولادهاست.برای ايجاد اين لايه رويين به زمان و حداقل ۱۲٪ کرم نياز ميباشد. بنابراين برای حفظ خاصيت مقاومت به خوردگی اين فولادها بايد از مواردی که باعث تخريب اين لايه ميگردد اجتناب نمود. يکی از مهمترين عواملی که در تشکيل اين لايه خلل ايجاد ميکند تميزکاری و يا لايه برداری از اين فولادها با ابزار ساخته شده از فولادهای معمولی و يا آغشته شده به فولادهای معمولی ميباشد. هنگام کشيده شده اين ابزار روی سطح فولاد استنلس لايه پسيو برداشته شده و همزمان ذراتی از فولاد معمولياز ابزار جدا شده و روی سطح استنلس مينشيند. در نقاطی که اين ذرات فولادی قرار دارند بدليل افت درصد نسبی کرم لايه رويين تشکيل نشده و قطعه در آن نقاط دچار خوردگی و زنگ زدگی ميشود. بعنوان مثال استفاده از برس سيمی فولادی و يا برس سيمی که برای تميز کردن فولادهای کربنی قبلا از آن استفاده شده برای تميزکاری فولاد استنلس و يا استفاده از ابزار تراشی که قبلا يا آن فولادهای معمولی تراشکاری شده اند و يا برخورد قطعات فولادی با فولاد استنلس ميتواند اين مشکل را ايجاد نمايد. شکل زير ورقی از استنلس را نشان ميدهد که با ماسه ای که قبلا برای فولاد معمولی بکار رفته سندبلاست شده است. نقاط زنگ زده مناطقيست که ذرات فولادی از روی ماسه های آلوده به سطح قطعه چسبيده اند:

اگر اين نقاط در معرض مواد خورنده قرار داشته باشند خوردگی حفره ای در آنها ايجاد ميشود. شکل زير سطح داخلی لوله ای از جنس استنلس را نشان ميدهد که توسط يک مفتول فولادی ساييده شده و درون آن آب ساکن بوده است.

برای جلوگيری از وقوع چنين مواردی بايد برای تميزکاری و کار روی فولادهای استنلس از ابزار مخصوص استفاده شود (مانند برس سيمی از جنس استنلس و يا سنگهای مخصوص استنلس). در کارگاه های ساخت حرفه ای معمولا سالن مخصوصی همراه با تجهيزات خاص جدا از کارگاه جهت کار با فولادهای استنلس وجود دارد.

علاوه بر موارد فوق زماندهی نيز برای ايجاد لايه پسيو مهم است. اين موضوع در مورد مخازن و لوله ها از اهميت ويژه ای برخوردار است. معمولا پس از عمليات سطحی و قبل از ورود سيال به درون اين سيستم ها بايد ۲۴ ساعت زمان داد تا لايه رووين روی سطوح ساييده شده را مجددا بپوشاند.

صنعت جوشکاری ساختمان در ايران

با گذشت 50 سال از استفاده از جوش در ساختمان دهه اخير (80-1370 ) از نظر تعداد ساختمانهايي که با سازه های فولادی طراحی و اجرا شده اند کاملا استثنايي به شمار می آيد. در نيمه دوم اين دهه دهها هزار سازه فولادی در تهران و شهرهای بزرگ ايران به ناگهان سر از زمين برآورد . گسيل سرمايه ها به سوی ساخت و ساز شهری و تبديل ساخت سرپناه به ماشين سرمايه گذاری جهت سودهای کلان باعث گرديد تا رعايت اصول فنی و ايمن سازی ساختمانها در برابر زلزله در برابر منفعت طلبی صاحبکاران عملا مورد توجه قرار نگيرد.از طرف حجم عظيم ساخت و ساز نيروي انسانی زيادی اعم از مهندس و تکنسين و جوشکار احتياج داشت که باعث ورود افراد غيرمتخصص به اين جرگه گرديد.تمامی اين مسايل دست به دست هم داد تا طرح و اجرای ساختمانهای فولادی آنچنان که بايد از کيفيت مطلوبی برخوردار نباشد.تخريب کلی ساختمانهای فولادی در زلزله منجيل مويد پايين بودن کيفيت ساختمانهای فولادی کشور می باشد. از ميان تمامی عوامل دخيل در طرح و ساخت سازه های فولادی اتصالهای جوشی از نارساييهای بيشتری برخوردارند. علل اصلی پايين بودن کيفيت جوش درساخت و سازهای شهری را می توان به صورت زير بيان نمود :

1- عدم انطباق اجرای معمول سازه های فولادی با آيين نامه ها و دستورالعملها

2- کيفيت پايين جوش به علت عدم آموزش کلاسيک کافی در اين زمينه برای جوشکاران و مهندسان

3- نبود نظارت اصولی و دقيق بر اجرای جوشکاری در ساختمانهای شهری در کشور

4- عدم طرح دقيق اتصال جوشی با توجه به عملکرد مورد نظرآنها

تميزکاری سطح استنلس پس از جوشکاری

يکی از موارد بسيار مهم در جوشکاری فولادهای استنلس تميزکاری لايه اکسيد ايجاد شده در اطراف ناحيه جوش است که متاسفانه اغلب رعايت نميگردد. معمولا هنگام جوشکاری فولادهای استنلس لايه های اکسيدی با ضخامتهای متفاوت در کنار گرده جوش ايجاد ميگردد. اين لايه ها بترتيب از ضخيمترين لايه تا نازکترين آنها به رنگهای خاکستری آبی و زرد ميباشند.

تفاوت ضخامت و رنگ لايه های اکسيدی ناشی از تفاوت دمايی (گراديان حرارتی) موجود در قطعه ميباشد. اين لايه دارای ضريب انبساط و انقباض متفاوتی نسبت به فولاد بوده و در اثر انبساط و انقباض فولاد و بدليل ترد بودن اکسيد معمولا در ناحيه آبی رنگ لايه اکسيدی ترک ايجاد ميشود. ناحيه ترک محل مناسبی برای ايجاد خوردگی موضعی و حفره ای ميشود. باتوجه به حساسيت فولادهای استنلس نسبت به خوردگی حفره ای اين موضوع ميتواند عمر قطعه را بسيار کوتاه نمايد. اغلب نشتی های کنار جوش در لوله های استنلس به همين دليل ايجاد ميشوند.

اين موضوع در سطح داخلی لوله ها و مخازن بدليل تماس با ماده خورنده تر از اهميت بيشتری برخوردار است. در لوله های سايز پايين چون امکان دسترسی به پشت جوش و تميزکاری آن وجود ندارد بايد از گاز پرچ (Purging Gas) با فشار و دبی مناسب استفاده نمود. در اين مورد ميتوان از ابزار خاصی جهت محافظت بهتر ريشه جوش استفاده کرد.

پارامتر t8/5

پارامتر t8/5 يکی از فاکتورهای مهم در بحث جوشکاری فولادها بخصوص فولادهای ريز دانه ميباشد. اين پارامتر بيانگر زمان سرد شدن قطعه جوشکاری شده از ۸۰۰ تا ۵۰۰ درجه است و به اين دليل اهميت دارد که در اين محدوده دمايی تغيير فاز و رشد دانه اتفاق ميافتد. با افزايش زمان t8/5 ماکزيمم سختی ناحيه HAZ کاهش ميابد و از طرف ديگر بدليل رشد دانه بيشتر تافنس نيز کاهش ميابد. در نتيجه بايد با توجه به خواص مکانيکی مورد نياز از قطعه زمان t8/5 مناسب انتخاب گردد. مقدار مناسب t8/5 برای فولادهای ريز دانه معمولا بين ۱۰ تا ۲۵ ثانيه ميباشد. فاکتورهای موثر بر t8/5 شامل ضخامت قطعه- شکل لبه سازی- انرژی ورودی بازای واحد طول و دمای پيشگرم ميباشد که با تغيير اين عوامل ميتوان به t8/5 مناسب دست يافت.

ارسال شده توسط :

back