تهیه وتنظیم: مهدی اژدری
مقدمه: جوشکاري زیرپودري یکی از انواع فرآیندهاي جوشکاري قوسی می باشد که از سال 1920 میلادي با به کار گرفتن مفتولهاي في در صنایع به کار گرفته شده است . منبع انرژي یا تولید حرارت در آن به وسیله قوس ایجاد شده از منبع جریان مستقیم و متناوب به وجـود آمـده و حفاظت حوضچه مذاب بوسیله پودر(فلاکس) مخصوص که پیشاپیش جلوي جوشکاري و الکترود بـه درز جـوش ریخته می شود انجام می گردد. از آنجا که در این روش قوس در زیر پودر مخفی می شود آنرا جوشکاري با قـوس مخفی نیز می نامند. قابلیت جوشکاري قطعات ضخیم در یک پاس و همچنـین جوشـکاري فولادهـاي HSLA و روکشکاري با این روش باعث کاربرد روزافزون آن در صنایع گردیده است بطوریکه بـا اسـتفاده از دسـتگاههاي شدت جریان ثابت و یا ولتاژ ثابت به صورت نیمه اتوماتیک و یا اتوماتیک به طور وسیعی جهت جوشکاري مخـازن تحت فشار – دیگهاي بخار – مخازن ذخیره و جوشکاري کشتی و . در صنعت مورد استفاده قرار گرفته است .
قبل از انجام جوشکاري زیر پودري بایستی شرایطی براي جوشکاري مهیاشودکه نامناسب بودن هرکدام از متغیرها این شرایط باعث به وجود آمدن جوشی با کیفیت نامطلوب می گردد. این متغیرها هرکدام می توانند داراي تاثیري متفاوت بر روي نفوذ شکل گردیده و . باشد و در نتیجه می توان با انتخاب مناسب پارامترهاي این متغیرهابـه جوشی با کیفیت مطلوب دست یافت . مهمترین پارامترهاي موثر بر کیفیت جوش W.A.S عبارتند از : - 1 شدت جریان جوشکاري(current( - 2 ولتاژ جوشکاري voltage - 3 سرعت جوشکاري speed - 4 عرض و عمق فلاکسdepth and wide
شدت جریان جوشـکاري یکی از مهمترین عواملی است که بیشترین تاثیر را در کیفیت جوش حاصـل از قوس زیرپودري دارا می باشد . پارامتر شدت جریان بر روي نرخ مصرف مفتول(الکترود) جوشکاري ، عمق ذوب و مقدار ف پایه ذوب شده به طور مستقیم اثر می گذارد. به طوریکه هر آمپر شدت جریان 2mm نفوذ و h/kg 5.1 مقدار رسـوب اضـافی خـواهیم داشت . براي به دست آوردن نفوذ مطلوب بدون ایجاد سوختگی شدت جریان بایستی براي تولید اندازه جوش مورد انتظار در هر پاس به طور مناسبی انتخاب شود . در شدت جریانهاي بالا قوس می تواند باعث ذوب جوش در سرتاسر پشت بند شده و همچنین عرض Z.A.H را به مقدار زیاد پهن کند. شدت جریان خیلی زیاد همچنین به مفهوم از بین رفتن انرژي و اتلاف مفتول جوشکاري بـه شکل تقویت بیش از حد ف جوش است . در شدت جریانهاي پایین نفوذ کافی ف جوش در قطعه بوجود نیامده و باعث تقویت ناکافی جوش اتصال می شود. از آنجایی که یکی از موارد استفاده مهم روش زیرپودري در روکشکاري است. با افزایش شدت جریان در فرآینـد روکشکاري اگرچه سرعت رسوب ف جوش زیاد می شود ولی به علت آنکه رقـت در سـرعت داده شـده بیشـتر میشود باعث می شود که نیاز به جوشکاري لایه هاي بیشتر می باشد . با مراجعه به دیاگرامB می توان به بررسی رابطه بین شدت جریان و نرخ رسوب را با توجه به قطر الکترود پرداخت. براي مثال با نرخ شدت جریان حدود 360 آمپر با الکترود 32/13 اینچ می توان به مقدار رسوب 10 پوند بر سـاعت دست یافت در صورتیکه براي الکترود با قطر 32/15 اینچ و همچنین مقدار رسوب به شـدت جریـان معـادل 460 آمپر نیاز داریم و با افزایش شدت جریان به 600 آمپر مقدار رسوب با الکترود 32/13 ایـنچ 1 پونـد بـر سـاعت و الکترود 32/15 اینچ به 15 پوند بر ساعت افزایش پیدا می کند . دیاگرام A مقدار رابطه بین شدت جریان و مصرف مفتول (الکترود) مصرف شدنی را بر حسب اینچ بر دقیقه جوش ایجاد شده نشان می دهد. یعنی نرخ مصرف الکترود 32/13 اینچ با شدت جریان 400 آمپـر 95 ایـنچ بـر دقیقـه (min/4m/2 (می باشد که با افزایش این شدت جریان به 600 آمپر باعث افزایش مصرف به 160 ایـنچ بـر دقیقـه (min/4m (یعنی تقریباً 6/1 متر بیشتر در دقیقه می شود .
ولتاژ جوشکاري بعد از شدت جوشکاري متغیري که داراي اهمیت بیشتري است ولتاژ جوشکاري می باشد که عبارتست از اختلاف پتانسیل الکتریکی بین نوك الکترود و سطح مذاب ف جوش. ولتاژ جوشکاري داراي تاثیر اندکی در مقدار رسوب مفتول جوشکاري بوده و تنها بر روي شکل ناحیه مذابو تقویت جوش اثر می گذارد. ولتاز بالاي جوشکاري قابلیت جوش پهن تر ، صاف تر و نفوذي با عمق کمتر نسبت به ولتاژ پایین را دارد از ولتاز قوس فوق العاده زیاد باید پرهیز شودچونکه ممکن استباعث ترك خوردن جوش گردد . این موضوع به دلیل آن است که پودر به مقدار غیرعـادي ذوب می شودو بیشتر اکسیژن گیرهاي موجود در پودر به رسوب جوش انتقال می یابند وقابلیت نرمی جوش کـم می گردد . ولتاژ خیلی کم باعث به وجود آمدن مهره خیلی باریک شده که موجب برجستگی تاج جوش شده و تمییز کـردن سرباره دشوار خواهد شد . در روکشکاري به وسیله جوشکاري زیر پودري عرض جوش با افزایش ولتاژ افزایش می یابد و نـرخ رسـوب زیـاد متاثر از ولتاژ زیاد نمی باشد اما میزان رقت با افزایش ولتاژ به علت پهن تر شدن جوش کـاهش مـی یابـد . پهـن ترشدن در روش saw را می توان ازاین ناشی دانست که با افزایش ولتاژ طول قوس زیادتر شده و پاشش ف از فاصله دورتري انجام می گردد که در نتیجه عرض بیشتري را پوشش می دهد . می توان به طور خلاصه اثر ولتاژ را چنین بیان کرد که با افزایش ولتاژ عرض جوش افزایش یلفته و ارتفـاع گـرده جوش کاهش می یابد بدون آنکه نفوذ جوش تغییر قابل ملاحظه اي داشته می شود.
اثر افزایش شـدت جریـان و ولتاژ را بر روي شکل جوش می توان در شکل زیر ملاحظه نمود . سرعت جوشکاري با هر ترکیب شدت جریان و ولتاژ جوشکاري اثرات تغییر سرعت داراي یک نمونه کلی است . اگر سرعت جوشکاري افزایش پیدا کند . - 1 قدرت یا گرماي وروي در واحد طول جوش کاهش پیدا می کند . - 2 سیم (مفتول) جوشکاري کمتري بر واحد طول جوش استفاده می شود. 3 -بواسطه مصرف کمتر در واحد طول جوش تقویت جوش کمتري به وجود می آید. 4 -با سرعت بالاتر جوشکاري ، احتمال پیچیدگی وتاب برداشتن قطعه به حداقل می رسد. اگر سرعت جوشکاري کم شود : - 1 قدرت یا گرماي ورودي در واحد طول جوش افزایش پیدا می کند . - 2 سیم (مفتول) جوشکاري بیشتري برایواحد طول جوش استفاده می شود. 3 -بواسطه مصرف بیشتر در واحد طول تقویت جوش بیشتري به وجود می آید. معمولاً تنها شدت جریان جوشکاري بر روي نفوذ جوش در قطعه کار اثرمی گذارد ولی اگر سرعت جوشکاري ازیک حدمعین کمتر شود نفوذ پایین می آید. این بدان دلیل است که قسمت قابل ملاحظه اي از حوضچه مـذاب جـوش مانند سدي در برابر فشار مفتول جوشکاري و نیروي نفوذ کننده قوس عملکرده واز نفوذ جوش جلوگیري میکنـد . بالعکس اگر سرعت افزایش یابد (تا حدود 40سلنتیمتر بر دقیقه) نفوذ جوش در اتصال افزایش می یابـد . بـا بـالا رفتن از این مقدار شاهد کاهش تدریجی نفوذ در جوش خواهیم بود . پس میتوان گفت نفوذ بالا تا زمانی ادامه پیدا می کند که مفتول جوشکاري در جلوي حوضچه جوش حرکت کند . پهنا و عمق فلاکس : پهناو عمق فلاکس در ظاهر و بی عیب بودن جوش به اندازه خود عمل جوشکاري موثر است. اگر لایه فلاکس مورد استفاده در قوس زیر پودري عمیق باشد یک جوش ناهموار و داراي کیفیت نامطلوب حاصل می شود زیرا گازهـاي تولید شده در طی جوشکاري به آسانی نمی توانند از حجم زیاد سرباره فرار کرده و سطح فلـز مـذاب ، نـامنظم ، بدشکل و پر از تخلخل خواهد شد. اگر لایه فلاکس خیلی کم عمق باشد ناحیه جوشکاري به طور کامـل پوشـیده نشده ، قوس زدگی و جرقه اتفاق می افتدو جوش داراي ظاهري بد شده و ممکن است متخلخل یا اکسـید شـود . استفاده از لایه فلاکس باریک غیر ممکن است. طرز عمل این است که لایه اي فلاکس سه برابر پهناي قسمت ذوب به کار می برند. درجوش قطعات بزرگ یک پذیرش بزرگتر براي پهناي Z.A.H وجود دارد. یک لایـه فلاکـس کـه خیلی باریک است جریان عادي انتقال جوش را بر هم می زند و در نتیجه تقویت جوش نازك می شود . براي پیدا کردن عمق مناسب فلاکس می توان به تدریج لایه فلاکس را اضافه کرد تا فعالیـت جوشـکاري در زیـر پودر انجام شده و ایجاد قوس به صورت پیوسته اتفاق بیفتد . پس از آن گازها از اطراف سیم جوش به صورت دود و بخار آزاد می شوند ، که برخی مواقع این گازها را که در هوا می سوزند را می توان مشاهده کرد . فلاکس ذوب شده در یک فاصله کوتاه بعد از ناحیه جوشکاري می تواند جدا شود. جایی کـه سـرباره ذوب جامـد شده است. یک نمونه مهم در مورد فلاکس این است که هیچ ماده خارجی در آن داخل نشود فلاکـس جوشـکاري زیرپودري که ذوب نشده یا با جارو و یا به وسیله مکنده هایی که درسر جوشکاري وجود دارد. براي استفاده مجدد برداشته می شود . براي جلوگیري از وارد شدن مواد خارجی به درون این فلاکسها فضایی با پهناي 1 فوت را تمییز کرده فلاکس را به آن انتقال داده ، سپس آنرا از توریهایی که قطر سوراخ آنها بیشتر از 8mm.1 یا 2mm.3 نیست ، گذرانده تا قبل از استفاده مجدد فلاکس ذوب شده از آنها جدا شود . فلاکس زیر پودري باید کاملاً خشک و عاري از رطوبت باشد. در صورت خیس یا مرطوب بـودن بایسـتی در یـک خشک کننده الکترود در 400 درجه فارنهایت یا بیشتر براي ساعات متمادي نگهداشته تا خشک شـود . کمتـرین مقدار رطوبت در فلاکس می تواند موجب مک یا تر دي هیدروژن در جوش شما شود . هنگامی که عمل جوشکاري انجام می شود بایستی بررسی شود که آیا پشت بند در طرف دیگر به صورت کامـل و بدون منفذ قرار گرفته است یاخیر؟ در غیر اینصورت ف زیادي در پشت قطعه و در جلوي بند جریان پیدا کرده و درنتیجه تقویت جوش کاهش پیدا کرده سوختگی کنارو خرابی جوش به وجود می آید . پودر جوشکاري زیرپودري بایستی داراي اندازه مناسب باشد . خیلی ریز بودن ذرات پودر می تواند موجب حفـره اي شدن سطح شود چون ممکن است به گازهاي تولید شده اجازه فرار ندهد . جدول زیراندازه ذرات پودر را در دو رسته ریزترین دانه بندي و بزرگترین دانه بندي به ما می دهد . اندازه ذرات(mm (EN 20*D(=DUST) D-8 ٠.٨-٠.١> 8*48 3-25 0.3-2.5 ادوات تنظیم مکانیکی : جدول شماره 1 مقدار شدت جریان مورد قبول براي سیم جوشهاي زیر پودري با قطر اصلی مورد استفاده W.A.S را به شما می دهد نازل تماس در مسیر جوشکاري که شدت جریان را به سیم انتقال می دهد بایستی کاملاً تمییـز شود . انتقال ضعیف شدت جریان(نازل تماس) به مفتول باعث می شود که مفتول بالاي ناحیه جوشکاري گرم شود و این وضعیت با تمییزکاري و یا تعویض نازل تماس بهبودمی یابد . در دیاگرام A یک رابطه بین نرخ مصرف مفتول در برابر شدت جریان AC براي قطرهاي مختلـف مفتـول وجـود دارد . هنگام استفاده از DCRP جریان مستقیم قطب مع نرخ مصرف سیم باید تا 10 15 درصد کم شود . هنگام استفاده از DCSP جریان مستقیم قطب مستقیم نرخ مصرف سیم باید 10 تا 15 درصد اضافه شـ ود . نـرخ مصرف براي فلاکسهاي مختلف 5 +-درصد تغییر می کند . در دیاگرام B ما یک منحنی نرخ رسوب ف در مقابل آمپراژ AC براي سایزهاي مختلـف داریـم . بـراي DCRP بایستی تا 10 15 درصد بیشتر شود . شدت جریان جوشکاري و قطر الکترود(اینچی ) اندازه آزاد سیم یعنی فاصله بین نوك الکترود دو نقطه اتصال همانند GMAW برابر با 8 برابر مفتول سیم جوش انتخاب می شود . براي مثال 8/1 اینچ فاصله 1 اینچ افزایش قسمت آزاد سیم خارج ازنوك تماس مقاومت حرارتی 12R سیم جوش را از نقطه اتصال به پلیت افزایش می دهد. همچنین باعث افزایش مقدار نرخ رسوب ف جـوش در آمپر می شود ، اگرچه طول آزاد بیش از حد باعث وضعیت بد سیم ، عدم ثبات قوس ، نـاهموار بـودن گـرده و ناهمواري و ناهمواري نفوذجوش و کیفیت پایین جوش می شود. ولی در صورتیکه طول بیرون آمد ، سیم بـه حـد معمولی افزایش پیداکتد سیم جوش پیش گرمشده و باعث افزایش رسوب می شود. نتیجه: -1 شدت جریان تاثیر مستقیم در نفوذ و مقدار رسوب ف جوش دارد. با بیشتر شدن آن مقـدار زیـادي از الکترودبـه صورت تقویت اضافی تلف شده و با کم بودن نفوذ کم می شود . 2 -ولتاژ جوشکاري بر روي شکل ناحیه مذاب تاثیر می گذارد. 3 -سرعت جوشکاري بر روي تقویت جوش و نفوذ اثر می گذارد. 4 -کم بودن ارتفاع فلاکس باعث قوس زدگی و جرقه شده و با کم یا زیاد بودن آن جوش متخلخل می شود. 5 -در صورت آلوده بودن فلاکس مک یا تري دي هیدروژن در جوش به وجود می آید. 6 -درادوات تنظیم مکانیکی بایستی دقت نمود که شدت جریان به طور کامل به مفتول انتقال پیدا کند. 7 -اندازه آزاد سیم بایستی 8 برابر قطر آن انتخاب شود.
بازرسی فنی جرثقیل های کانتینر بر
جوش ,جوشکاري ,جریان ,شدت ,افزایش ,فلاکس ,شدت جریان ,می شود ,می توان ,با افزایش ,بر روي ,مصرف مفتول الکترود
درباره این سایت