لطفا جهت اطلاع بيشتر به سايت http://www.naftir.com مراجعه فرمائيد

فهرست

1- انواع جوشکاری

2- جوشکاری زیر آب

الف ) جوشکاری مرطوب

ب) جوشکاری خشک

ج) جوشکاری هیپر بار

3- تست غیر مخرب (NDT)

جوشکاری قوسی

دو روش در جوشکاری قوسی وجود دارد که در ذیل ارائه می شود:

جوشکاری قوسی با سرباره محافظ ( Slog shield are welding )

روش جوشکاری قوسی با سرباره محافظ شامل روش SAW, MMA و ESW است که در ذیل به آنها اشاره می شود:

الف- جوشکاری با الکترود شناور Submerged ArcWelding or SAW

جوشکاری برقی با الکترود لخت است که به طور خودکار با قوس الکتریکی تغذیه می شود وسر الکترود در توده ای از گرد گدازآور مستغرق است. در این فرایند، که به جوشکاری زیرپودی هم معروف است، مقداری پودر در ناحیه جوشکاری می ریزند. این پودرها، که دانه هایی از ماده تسریع کننده است، در اثر گرمای ناشی از قوس الکتریکی ذوب شده وبا عث محافظت از منطقه جوش می شود. این روش، که برای جوشکاری قطعات بزرگ وسنگین است، از یک ماده پرکننده به صورت یک سیم الکترود استفاده می شود. منبع نیروی الکتریکی به فلز پایه وماده پر کننده متصل است. فلز پرکننده که داخل نگهدارنده لوله ای شکل است در اثر تماس با سطح قطعه کار، ایجاد قوس نموده ومصرف می شود. ماده تسریع کننده یا پودر معمولاً در یک محل ذخیره ونگهداری می شود، ودر محل جوش از میان یک لوله در جلوی گیره الکترود روی محل جوش می ریزد.

ب- جوشکاری قوس الکترود دستی: Manual metal are wwlding or mma

در این نوع جوشکاری از الکترودهایی استفاده می شود که نقش فلز تغذیه و منبع حرارتی را دارد. معمولاً در روش MMA الکترود مصرفی است وپس از مصرف شدن با الکترود دیگری جایگزین می شود. الکترودهای جوشکاری در این روش معمولاً از یک مغزی فلزی به همراه پوششهای سرامیکی وسلولوزی تشکیل شده است که این پوشش سرباره وگاز محافظ را ایجاد می کند.

پوششهای سرامیکی وسلولوزی در الکترودهای MMA دونقش عمده را دارد:

1. بر اثر حرارت، از خود محافظی ساطع می کند که می تواند از قوس و منطقه مزبور جلوگیری نماید.
2. پوششهای مزبور با ناخالصیهای مذاب در محل ذکر شده واکنش داده وسربارهایی را تشکیل می دهند که روی مذاب شناور بوده وپس از انجماد منطقه جوش از منطقه مذکور محافظت نموده وسرعت سرد شدن را در این منطقه کنترل می کند. باید یادآور شد که الکترودهای MMA با پوششهای ذکر شده پایداری بیشتری نیز به قوس می دهند.

الکترود در جوشکاری

در جوشکاری با قوس، دونوع الکترود مصرف شدنی ومصرف نشدنی به کار گرفته می شود. الکترودهای مصرف نشدنی ممکن است از نوع کربن، گرافیت یا تنگستن باشند.

الکترودهای مصرف شدنی ر ا با توجه به محل مصرف وترکیب شیمیایی فلزاتی که باید به هم متصل شوند، می توان از آلیاژهای مختلف مس، برنج و فولاد و… ساخت که این گروه الکترودها، هم می توانند پوشش دار وهم بدون پوشش باشند.

هسته الکترودها

1. هسته الکترودها به دو دسته کربنی ساده ( کمتر از 1/. کربن ،25/. % سیلیسیم و 2- 5/. % منگنز ) وآلیاژی ( کرم، نیکل و منگنزی ) تقسیم نمود.
2. هسته ها ی غیر آهنی که عموماً مسی وآلومینیومی و… هستند. به طورکلی الکترودهای با هسته غیر آهنی در جوشکاری MMA مصرف کمی دارند زیرا آلیاژهای این فلزات بندرت با روش مذکور جوشکاری میشوند وبیشترین کاربرد جوشکاری MMA برای فولادها وچدن ها ست. قطر هسته الکترودها بین 7 – 1.5 میلیمتر است ومعمولاً وقتی که قطر الکترود را بیان می کنند. منظور از قطر هسته فلزی آن است وضخامت پوشش آن، کمتر در نظر گرفته می شود. ارتفاع هسته الکترود بین 70 –25 سانتیمتر است که معمولاً ارتفاع الکترود متناسب با قطر الکترود انتخاب می گردد. زیرا با توجه به رابطه R= برای نگه داشتن مقاومت (R) باید طول وسطح متناسب با شند.

    

    

3.  پوشش در الکترودها

پوشش الکترودها سرباره ای ویا سلولوزی هستند. پوششهای سلولوزی بر اثر حرارت گازهای هیدروژن ومنواکسید کربن تولید می کنند وبر اثر واکنش گازهای مزبور با اکسیژن اتمسفر، آب ودی اکسید کربن تولید می گردد. وجود آب یا هیدروژن در منطقه جوش باعث پایین آمدن خواص مکانیکی شده اما با وجود این هنوز بیش از 15% الکترودهای مصرفی پوشش سلولوزی دارند. علت این امر سوختن مواد هیدروکربنی است که عمق نفوذ جوش را افزایش دهد. ( با سوختن مواد هیدروکربنی، درجه حرارت با لاتر میرود. )

پوششهای سرباره ای را میتوان به چند گروه عمده تقسیم بندی کرد:

1. قلیایی
2. اسیدی واکسیدی
3. رتیلی

پوششهای الکترود سرباره ای از نوع قلیایی، ترکیبی از CaO و MnO دارند ودرکنار هم تشکیل سرباره قلیایی را می دهند.

پوششهای رتیلی بیش از 50% از اکسید تیتانیم استفاده شده است وبقیه سرباره های قلیایی هستند. پوششهای اسیدی واکسیدی معمولاً کمپلکس منگنز وآهن است. در مقایسه با پوششهای قلیایی، پوششهای اسیدی واکسیدی از عمق نفوذ بیشتری برخوردارند. در عوض پوششها ی قلیایی ازپایداری قوس بیشتری برخوردار بوده، وقوس این الکترودها آرامتر است.

چگونگی پوشش دادن الکترودهای MMA

تا چند سال پیش و بطور سنتی با فرو بردن هسته الکترود در موارد پوششی پوشش دادن صورت می گرفت. معمولاً در این روش، از بست به عنوان چسب مورد استفاده قرار می گیرد. از مضرات تولید وپوشش دادن با این روش، غیر یکنواخت بودن پوششهاست. امروزه برای پوشش دادن الکترودها از عملیاتی مشابه اکستروژن ( حدیده کاری ) استفاده شده است. در این فرایند معمولاً مواد پوششی با مقداری آب همراه است ودر نتیجه، الکترودهای تازه تولید شده با آویزهای مخصوص حمل می گردند تا آب موجود در پوشش از دست برود. ودر انتها در کوره های مخصوصی پخته می شود.

جوشکاری قوسی با گاز محافظ ( Gas shieled arc welding )

انواع جوشکاری بر حسب نوع گاز به کار رفته برای محافظت گرده جوش والکترود مصرفی به شرح ذیل است:

الف – جوشکاری قوس الکتریکی با استفاده ازگاز محافظت کننده (جوشکاری با الکترود مصرف شونده ) ( MIG ).

جوشکاری با قوس الکتریکی با استفاده از گاز محافظت کننده، روشی است که در آن برای محافظت منطقه جوش از تماس با هوا از گاز استفاده می شود. در این روش الکترود هیچگونه پوششی ندارد واز پودر جوشکاری نیز استفاده نمی شود ( گاز استفاده شده معمولاً گاز خنثی است ). عمل جوشکاری دریک پوشش از گاز ( برای جلوگیری از رسیدن هوا ) انجام می شود. این جوشکاری در تولید انبوه قطعاتی که جنس آنها از تیتانیم، روی، آلومینیم و منیزیم است وهمچنین در فرایند سخت کردن سطحی، مورد استفاده قرار میگیرد.

در روش جوشکاری با قوس الکتریکی میتوان با استفاده از گاز به سرعت بیشتری دست یافت. از آنجا که هیچ ماده محافظت کننده دیگر غیر گازی روی سطوح جوشکاری استفاده نشده، در نتیجه روی سطح جوش نیز سرباره ای به وجود نمی آید.

الکترود مصرف شدنی در روش MGA    بوده، که به طور مداوم به منطقه جوش تغذیه می گردد. این روش می تواند دارای تجهیزات اتوماتیک جوشکاری باشد.

ب – جوشکاری قوس الکتریکی با استفاده از گاز محافظ و الکترود تنگستنی (Tangstan Inert Gas Weldling)

TIG یکی از روشهای مهم جوشکاری قوسی با گاز محافظ است که از الکترود تنگستنی مصرف نشدنی استفاده می شود. در این روش از گاز محافظ به منظور حفاظت الکترود، قوس برقرار شده بین نوک الکترود وسطح قطعه کار، منطقه جوش واطراف آن استفاده می شود.

معمولاً عمده ترین گازهای مصرفی دراین روش، گاز آرگون، گاز هلیم ویا مخلوطی از این دو گاز است. الکترود در روش TGA مصرف نشدنی است وتنها نقش برقرار کننده قوس را به عهده دارد و در صورت لزوم از فلز تغذیه کننده نیز استفاده می شود. الکترود TGA عمدتاً تنگستنی است و بعضی از آنها مقداری زیرکونیم و توریم نیز دارند.

روش TGA در ابتدا برای جوشکاری آلیاژهای منیزیم، که تمایل نسبتاً زیادی برای جذب اکسیژن دارند، مورد استفاده قرار گرفت ولی امروزه برای جوشکاری آلیاژهای آلومینیم، فولاد زنگ نزن، فولاد کربنی، آلیاژها ی مس ونیکل نیز مورد استفاده قرار می گیرند.

الکترودهای TGA که مقداری اکسید توریم یا زیرکونیم همراه دارند، از خاصیت ترمویونیک بهتر ی برخوردار هستند وبه عبارتی الکترون بیشتری در دمای بالاتر ساطع می کنند. به همین خاطر الکترودهای TGA با اکسید توریم برای جوشکاری قطعات نسبتاً با ارزش مورد استفاده قرار میگیرد به ویژه در صنایع هوا پیما سازی وصنایع موشکی از الکترودهای تنگستنی با درصد اکسید توریم نسبتاً زیادی استفاده می شود.

این روش در فرایند سخت کردن سطحی نیز به کار گرفته می شود. ضخامت قطعه، تعیین کننده نوع گاز مصرفی است. میزان گاز مصرفی در جوشکاری TGA به اندازه ای است که بتواند از الکترود، منطقه جوش ومنطقه مجاورش محافظت کاملی به عمل آورد، عمدتاً به دلیل گران بودن این گازها از مصرف بی رویه آن در هنگام جوشکاری می باید جلوگیری کرد.

ج – جوشکاری قوسی با اتمسفر هیدروژن اتمی محافظ ( AHW ) Atomic Hydrogen Welding

دراین روش از الکترود تنگستنی استفاده شده است که معمولاً بین آن دو قوس برقرار می گردد. در فاصله میان این دو الکترود، یک منبع هیدروژنی وجود دارد که می تواند هیدروژن مولکولی ر ا به طرف قوس برقرار شده هدایت کند.

در روش مذکور از یک جریان متناوب ( AC ) استفاده می گردد. زیرا در غیر این صورت، احتمال اینکه یکی از الکترودها بیشتر مصرف گردد، زیاد است ودر نتیجه، قوس از یک عدم تقارن برخوردار می شود.

جریان AC می تواند مصرف الکترودها را یکنواخت تر کند. هیدروژن هدایت شده به طرف قوس برقرار شده به صورت مولکولی در می آیند. با پایدار شدن اتمهای هیدروژن نا پایدار می شود وبرای پایدار شدن مجدداً به صورت مولکولی در می آیند. با پایدار شدن اتمهای مذکور، انرژی اضافی آنها آزاد می شود ومی تواند حرارتی را در سطح قطعه به وجود آورد وآن را ذوب کند. حرارت این عملیات کاملاً یکنواخت است ولی از طرف دیگر با حضور هیدروژن در منطقه جوش، منطقه مزبور از خواص مکانیکی نامطلوبی برخوردار شده، به همین علت، روش ذکر شده امروزه کاربرد چندانی ندارد.

د – جوشکار ی با حفاظت گاز دی اکسید کربن ( Co2 – Shild ArcWelding )

همانطور که از نام فرایند بر می آید، حوضچه جوش توسط گاز Co2 ، که نسبت به مذاب خنثی است، محافظت می شود. از این روش برای اتصال روقهای 12 و 57 میلیمتری، در کشتی سازی وساخت مخازن ذخیره ای استفاده می شود. به دلیل اینکه حرارت ایجاد شده، از قوس الکتریکی انجام می گیرد. در نتیجه منطقه متأثر از جوش، باریکتر و با خواص بهتر ایجاد می گردد.

یکی از معایب گاز Co2 این است که این گاز حدود 15 تا 20 درصد اکسید کننده است. در این فرایند، الکترود از نوع مصرفی است.

جوشکاری با گاز (Gas Welding)

یکی از روشهای معمول جوشکاری، استفاده از گاز برای تولید حرارت است. این روش دستی است ومحل اتصال با حرارت شعله ناشی از احتراق گاز‌، ذوب وهمراه یا بدون فلز پرکننده در هم ادغام می شود وپس از انجماد، عمل اتصال انجام می گیرد.

تجهیزات

1. کپسول اکسیژن واستیلن
2. ریگلاتور، که تنظیم کننده فشار گاز در خروجی سیلندرهای اکسیژن واستیلن است.
3. مشعل جوشکاری که وظیفه مخلوط کردن گازهای اکسیژن واستیلن را به عهده دارد. با تنظیم مشعل می توان انواع شعله های خنثی، اکسیدی و احیایی را به دست آورد.
4. سیم جوش که در جوشکاری با گاز نقش فلز پرکننده را به عهده دارد.
5. فلاکس در جوشکاری گازی از ترکیبات قلیایی است که اکسید آهن را به خود جذب می کند.

ودر هنگام جوشکاری فلاکس را روی گرده جوش می ریزند تا اکسید آهن وگل ولای موجود را به خود جذب کند.

جوشکاری ترمیت

بجز واکنشهای شیمیایی همراه با شعله ( احتراق) واکنشها ی گرما زا نیز می تواند در محل اتصالات، حرارت لازم را ایجاد کند. در فرایند ترمیت، حرارت حاصل از واکنشهای جابجایی نظیر اکسید آهن ( Fe203 ) به وسیله پودر آلومینیم، گرما زا بوده ومستقیماً در محل اتصال موجب ذوب و اتصال می شود.

Fe2O3+2AL→ AL2O3 + 2Fe + 18500 cal

گرمای حاصل از این واکنش به اندازه ای است که می تواند علاوه بر ذوب آهن با فوق گذار کافی وپرکردن شکاف بین دو نقطه مورد اتصال حتی در لبه ها نیز ذوب به وجود آورد وپس از انجماد مذاب فوق، عمل اتصال کامل می شود. همچنین چون آهن مذاب حاصل از واکنش شیمیایی تا 2450 درجه سانتیگراد گرما دارد، می توان مقدار معین تکه های کوچک یا براده از فولادهای آلیاژی با بعضی آلیاژهای دیگر ر ا به مواد ترمیت اضافه کرد تا اولاً درجه حرارت فوق گداز تا 2100 درجه سانتیگراد کاهش یابد. ثانیاً ترکیب شیمیایی برای استحکام وخواص خواسته شده تنظیم وکنترل گردد.

جوشکاری زایده ای

جوشکاری است که با اتصال زایده ای فلزی ومیله ای شکل یا شبیه به آن به سطح قطعه کار صورت می گیرد. این جوشکاری لب به لب چدن به کار برده

می شود.

این عمل با روشهای مختلف جوشکاری، نظیر قوس الکتریکی، مقاومت الکتریکی، اصطکاک وغیره انجام می گیرد. برای مثال در روش جوشکاری قوس زا یده ای، سطح قطعه کار وانتهای زایده در اثر حرارت ناشی از قوس الکتریکی بین آنها ذوب موضعی شده، در اثر فشار وارد بر زایده در لحظه معین قوس قطع وزایده به حوضچه جوش در روی سطح کار فرو رفته، پس از انجماد، عمل اتصال انجام می گیرد.

جوش پتکه ا ی یا آهنگری

یکی از قدیمیترین روشها ی اتصال دوقطعه، گداختن آنها در کوره های ذغالی تا درجه حرارت معین وسپس روی هم سوار کردن وکوبیدن یا یک پتک زدن به موضع اتصال است. در قدیم، عمل کوبین با چکش یا پتک دستی انجام می شد و اکنون با انواع چکشهای بادی وهیدروکربنی انجام می شود. انواع اتصالات بر فرایند جوشکاری آهنگری امکان پذیر است. این روش جوشکاری در واقع جزء جوشکاری در حالت جامد است. البته جوشکار ی نورد نیز از همین فرایند است ونباید با جوش مقاومتی غلتکی اشتباه شود.

جوشکاری انفجاری

از جمله روشهای جوشکاری است که در آن احتیاج به ذوب فلز نیست واز مواد انفجاری و قابل احتراق در سطح جوشکاری استفاده می شود. در این روش انرژی کنترل شده ای که از انفجار مواد به وجود می آید، برای ایجاد یک باند اتصال متالوژیکی بین دو یا چند فلز همجنس استفاده می شود. در طی این عملیات عمل نفوذ اتفاق نمی افتد.

اولین مشاهدات تجربی این روش در طی جنگ جهانی اول، زمانی که ترکش بمبها ی منفجر شده به مواد فلزی اثابت می کرد، دیده شد.

فلزاتی را که با دیگر روشهای اتصال قابل جوشکاری نیستند یا مشکل دارند، می توان با این روش به یکدیگر متصل کرد. از روش جوش دهی انفجاری در اتصال لوله های استوانه ای شکل در داخل بدنه ها ی فلزی، اتصال لوله ها ی استوانه ای به یکدیگر و اتصال لب به لب قطعات فلزی می توان استفاده کرد.

جوشکاری لیزری

جوشکاری لیزری فرایند اتصال قطعات است که حرارت به دست آمده برای جوشکاری از تقویت یک موج نور تک فاز به دست می آید و به سطح برخورد کرده، باعث اتصال می شود. برای جوشکاری، اشعه لیزر باید بر قسمت کوچکی از قطعه متمرکز شود تا حرارتی با دانسیته زیاد ایجاد شود.

اشعه لیزر، که از بخارات فوتون تشکیل شده است، می توانند توسط آینه یا عد سی جهت پیدا کند. با هر پالسی قطعه کار به جلو حرکت می کند تا دوباره نور لیزر، روی آن متمرکز گردد. هر پالسی جزیی در حدود 1 تا 001/0 ثانیه طول می کشد. فلز پرکننده قبل از تناوب بعدی در تناوب بعدی بسیار کمی حاصل می شود، نفوذ حاصل از جوشکاری لیزری در حدود یک دهم نفوذ جوشهای اشعه الکترونی است. روش جوشکاری لیزری برای فلزات غیر هم جنس حتی شیشه وپلاستیک نیز به کار می رود. این روش در صنایع الکترونی برای تولید قطعات خیلی کوچک حتی با قطر کمتر از 001/0 اینچ کاربرد دارد.

جوشکاری الکترونی

در این روش از یک تفنگ الکترونی استفاده کرده است، یک جریان یکنواخت الکترونی، روی قطعه کار ایجاد می کنند و حرارت لازم را در لبه محل اتصال به وجود می آورند. دما ی ایجاد شده با این روش جوشکاری در حدود 1100000 ( معادل با 2000000 درجه فارنهایت ) می تواند باشد. تفنگ الکترونی، اشعه الکترونی را در یک خط به موازات محل اتصال متمرکز می کند. با این روش می توان مقدار زیادی از انرژی را در یک مکان با قطری در حدود 01/0 اینچ یا کمتر متمرکزکرد. جوش الکترون معمولاً احتیاج به هیچ سیم پرکننده ندارد. این روش برای تعمیر ومرمت قسمت های غیر قابل نفوذ وپیچیده اقتصادی تر است.

جوشکاری الکترونی به ولتاژ خیلی زیاد نیاز دارد. ولتاژ مورد نیاز از 75000 تا 150000 ولت ویا از 15000 تا 30000 ولت است.

محل جوشکاری باید قبل از جوشکاری کاملاً تمیز باشد تا درمدت زمان کوتاهی که عملیات جوشکاری انجام میشود، گاز متصاعد نشده، باعث کاهش استحکام اتصال نشود. بستر جوش در این روش بسیار باریک ومتمرکز است. این روش برای فلزات با نقطه ذوب زیاد نظیر تنگستن، تیتانیم، وجوشکاری فلزات غیر همجنس کاربرد دارد.

جوشکاری اولتراسونیک

جوشکاری با استفاده از ارتعاشات مافوق صوت، که بر اساس صوت یا امواج متمرکز که توسط دستگاهها ی مخصوص، فرکانسهایی بیش از حدود شنوایی تولید می کند، بیشتر در اتصال قطعاتی با جنس متفاوت به یکدیگر کاربرد دارد. دراین روش از الکترودهای مشابه آنچه در نقطه جوش به کار میرود استفاده نموده، با کمک مبدل ( که پدیده های مکانیکی را به الکترونیکی یا برعکس تبدیل میکنند، دستگاهها ی اندازه گیری بعد سنجی، بلورهای پیزو الکتریک یا گوشی تلفن …) ارتعاشات لازم را ایجاد می کنند وبدون اینکه ذوبی رخ دهد ویا فشاری نسبتاً زیاد، صرف شود قطعات فلزی غیر همنام را به هم جوش می دهند.

جوش اصطکاکی

در جوشکاری اصطکاکی حرارت در سطح تماس دو قطعه فلزی به دلیل حرکت دورانی وفشار عمودی مؤثر ایجاد می گردد. این حرارت به صورت متمرکز ومنطقه ای است، لذا مجاور این قسمت به حالت کاملاً خمیری در می آید. در این مرحله افزایش در نیروی فشاری انتهایی کافی است که موجب تغییر شکل قابل ملاحظه ای ( متمرکز ) در سطح تماس شود. این تغییر شکل، موجبات اتصال وجوش خوردگی را فراهم می سازد. جوشکاری اصطکاکی در پروسه اتصالات حالات جامد طبقه بندی می شود واتصال در دمایی کمتر از نقطه ذوب قطعه کار اتفاق می افتد.

در صنایع اتومبیل سازی از این روش جوشکاری برای ساخت میل فرمان، اکسل ها، میل گردان، لوله ها ی جداره، سوپاپ و… استفاده می شود.

جوش مرطوب زیر آب

2-1- برنامه ریزی برای آزمایشهای تحقیقاتی

جوشکاری مرطوب در زیرآب در حال حاضر فقط با روش دستی قوس الکتریکی و با الکترود تکی انجام میشود. الکترودهایی که استفاده میشود به طور خاص و برای این منظور ساخته شده است و یا اینکه الکترودهای معمولی با تغییرات خاصی به الکترودهای زیر آب تبد یل میشود. الکترودهای معمولی که بایک پوشش لاک مخصوص برا زیر آب استفاده می شوند کارایی خوبی در هنگام جوشکاری ندارند. الکترودی که برای جوش مرطوب در زیر آب ساخته می شود بایستی در عمق زیاد عناصر آلیاژیش اکسید نشود. گاز هیدروژن داخل مذال به وجود می آمده در اثر جوشکاری با این اکترود نفوذ نکند وسرعت سرد شدن آن نیز خیلی زیاد نباشد.

در چهارچوب برنامه های تحقیقاتی گسترده برای پیشرفت جوشکاری مرطوب برنامه ای با رئوس زیر در اروپا پی ریزی شد:

• مقایسه و ارزیابی الکترود های موجود
• توسعهء پروسه جوشکاری
• توسعه و بهسازی الکترود جوشکاری

الکترودها از فولاد اوستنیتی وفریتی ساخته شدند. الکترودهای اوستنیتی می توانند هیدروژن را در حجم بالایی ذخیره نمایند ولی به دلیل اتصال خاص کریستالی که بین کربن در آنها وجود دارد در هنگام ذوب شده قابلیت خوردگی زیادی دارند. در عوض الکترودهای فریتی قابلیت این را دارندکه جوش تولید شده با آنها از لحاظ مقاومت خواص مکانیکی فولا د مورد نظر را داشته باشد. جوش ایجادشده با آنها از لحاظ خوردگی نیز مقاومت زیادی دارند.

آزمایش جوشکاری روی فولاد نوع St 52-3 N طبق DIN EN 10025 انجام شد قطعاتی که تحت جوشکاری قرار گرفتند دو صفحه افقی به صورت جوش روی هم و دو لوله با لبه های پخ زده شده بود. موقعیت جوشکاری دو لوله برمبنای اتصال k روی سکوهای دریایی انجام شد. ملاک ارزیابی جوش دستورالعمل ANSI/AWS D-3.6-89/93 قرار گرفت. علت انتخاب جنس فولاد ST 52-3N این بود که این فولاد با درصد کربن بالا فولادی مستعد بروز ترک در جوش شناخته شده است و در اکثر سازه های دریایی دریای شمال از این نوع فولاد ها استفاده شده است.

2-2- نتایج

2-2-a- هدایت روش اجرایی

تامدتهای زیادی ازالکترودهای فریتیک با قطر 4 تا 5 میلی متر برای جوشکاری زیر آب مرطوب استفاده میشد. این الکترودها معمولا” در جوشکاری زیر آب ایجاد ترکهای ریز و سرباره مخلوط در مذاب (bead) می نمایند. با توجه به این نکته کم کم ازاین نوع الکترود برای اتصالات موقت و خالجوشها در زیر آب استفاده شد. برای رفع این عیب و امکان به کار گیری الکترود در اتصالات جوش از روشهای خاصی استفاده شد که ذیلا” شرح داده می شود.

2-2-a-1- تکنولوژی استفاده از چند لایه جوش

آزمایشهای پیوسته و سیستماتیک جهت بهبودی کیفیت جوش و رفع ترکهای آن در روش جوشکاری مرطوب به این نقطه رسید که تکنولوژی جدیدی در سبک جوشکاری مرطوب با الکترود های فریتیک ایجاد گردد. مبنای این تکنولوژی استفاده از جوش به صورت لایه روی لایه است. به نحوی که ضخامت الکترود حداکثر 3/25 میلیمتر باشد. در این روش پاس جوش قبلی توسط پاس جوش جدید به نحوی گرم میشود که اتصالات شبکه کریستالی آن به صورت منظم در آمده ودر عین حال گازهیدروژن نفوذ کرده در آن از آن خارج میشود. نتیجه این عمل افزایش ویسکوزیته ( سیالیت ) جوش کاهش سختی آن و محدود کردن ذرات هیدروژن نفوذ کرده در ابعاد بسیار کوچک می باشد که این ذرات کوچک اثری روی جوش ندارند. با استفاده از این روش پهنای خط جوش به حدود 200 mm میرسد. در جوشهای لب به لب از یک Backing (ورقه ای زیر دولبه کنارهم ) استفاده می شود. برای پاس ریشه از دوپاس موازی یکد یگر هریک به عرض 4تا5 mm استفاده میشود ادامه پاسهای جوش بدین صورت پیش می رود که پاسهای بعدی بعدی دقیقا” روی پاسهای جوش پیش آید آن پاس را به سرعت سنگ زده و به جای آن پاس دیگری را جوش می دهند: عدم اتصال صحیح دوپاس به یکدیگر بر آمده بودن بیش از حد پاس جوش به یک طرف تمایل داشتن پاس جوش نفوذ سرباره در مذاب نداشتن عمق نفوذ کافی در یک پاس جوش.

چنانچه این روش به درستی انجام شود در آن     صورت مقطع عرضی درز جوش انجام شده به صورت چند لایه رویهم و با اتصالات دانه بندی منظم دیده خواهد شد ( شکل 1). این روش به خصوص برای دو مو قعیت جوشکاری مناسب تر می باشد. موقعیت تخت Flat Position و موقعیت عمودی از بالابه پائین (Vertical position)

2-2-A-2 روش Temper-bead

برای فولادهایی که در صدکربن آنها از حدی که قبلا” تعیین شده بیشتر باشد ازروش فوق برای جوشکاری زیر آب استفاده میشود. این روش ابتدا توسط دانشمندی به نام suga پیشنهاد گردید. بر اساس تحقیقات این دانشمند تولید ترکهای ریز در جوشکاری مرطوب در 60 ثانیه اول پس از اتمام جوش به وجود میآید.چنانچه بتوان قبل از انقضای 60 ثانیه پاس دوم را روی پاس جوش داده شده انجام داد تولید ترک جلوگیری به عمل خواهد آمد. روشی که بر مبنای این تئوری ایجا د شده به نام روش Temper – bead نامگذاری شده است.

مشکلاتی که در اجرا ی این روش وجود دارد یکی سرعت عمل جوشکار غواص است. وی باید درمدت 60 ثانیه پاس اول را جوش داده و سرباره را بزداید و پاس دوم را بزند. دیگر ظرافت کار است که پاس دوم بایستی کاملا” روی پاس اول قرار گیرد و آن را بپوشاند. سوم آنکه دوپاس روی هم آنقدر برآمد گی پیدا نکند که مجبوربه سنگ زدن جوش شویم. لذا مهارت و تمرکز جوشکار غواص فوق العاده مهم است. داشتن دید کافی ومشاهده عبور ذرات وذرات مذاب ومسیر دقیق آنها ازیکدیگر عوامل موفقیت در این روش است. الکترودی که در این روش بکار برده میشود بایستی طوری باشد که سرباره ای که ایجاد می کندبه سرعت از روی جوش کنده شود تا فرصت برا ی زدن پاس بعدی کوتاه باشد.

2-2-a-3- تکنیک ایجاد لایه محافظ (Puffer-Technik)

محلی که در اثر جوشکاری ذوب می شود از نقاط بسیار حساس و مستعد بروز ترک در جوشکاری محسوب میشود. در این روش از یک لایه بسیار نازک اکسید یک فلز آلیاژی به عنوان لایه ای محافظ روی قطعه تحت جوشکاری در محل تحت تاثیر حرارت جوش استفاده میشود. این لایه با اولین پاس جوش که بسیار پاس نازک و فاقد استحکام لازم می باشد روی فلز پوشش داده میشود. این لایه محافظ بایستی خیلی نازک باشد و در عین حال باید طوری باشد که با پاس بعدی جوش ذوب شده به صورتی که با روپوش ذوب شده الکترود که معمولا” روتیلی است کاملا” مخلوط گردد.

با این تکنیک می توان به خط جوشی دست یافت که دارای کار در مقابل ضربه بالاو مقاومت کشتی خیلی خوب باشد. الکترودی که برای این منظوربه کارمیرود بایستی دارای 2/1% نیکل به عنوان عنصر آلیاژی باشد تا بتواند لایه محافظ فوق را ایجاد کند.

2-3- انتخاب الکترود

از تعدادی زیادی الکترود فریتی که تحت آزمایش قرار گرفته اند دو الکترود از بقیه مناسب تر بوده اند که هم بیشتردر دسترس بوده و هم کیفیت خوبی را درجوشکاری داشته اند. یکی از این الکترودها که تولید یک شرکت آلمانی است خواص مکانیکی در جوش ایجا د نمود که در جدول 1 نشان داده شده است. و این الکترود مبنای آزمایشهای جوش زیر آب در عمقهای متفاوت گردید. در عمقی 6 متری جوشی که با این الکترود انجام شد بدون هیچگونه پرز و حفره بوده و ترکی نیز در آن مشاهده نشد. مشخصات مکانیکی که در جدول 1 ارائه شده محدوده ای است که برا ی جوشکاری سکوهای دریایی سدها و بنادر میتواند مناسب باشد.

این الکترود تحت آزمایش جوش زیر آب قرارگرفت و متد جوش لایه به لایه در این آزمایش اجرا شد. طبق نیازمندی کیفیتی ANSI/AWS D3.93 می بایستی جوشی ایجادشود که زایه خمشی برابر با 180⁰ مقاومت کششی معادل با جنس فولاد تحت جوشکاری و کار در مقابل ضربه برابر 20 ژول در صفر درجه سانتی گراد داشته باشد ولی این الکترود نتوانست نیازمندی فوق را تاءمین کند ولذا تحقیقات بعدی روی الکترود لازم شد.

2-3-1- تحقیقات و توسعه الکترودها

هدف از کار تحقیقاتی روی الکترودها دست یافتن به الکترودی بودکه بتواند جوش مرطوبی ایجاد کند که از لحاظ خواص مکانیکی معادل جنس فولاد تحت جوشکاری بلکه قوی تر از آن باشد. مواد آلیاژی که درالکترود اضافه می شود بایستی خواص زیر را در آن ایجاد نماید: اثر افزایش عمق در ایجاد حفره در جوش کاهش خواص مکانیکی نفوذ هیدروژن در جوش و ایجاد ترک در آن را از بین ببرد.

لذا هدف اصلی آزمایش تغییرات سیستماتیک در الکترود به منظور از بین بردن ترک ( دراثر نفوذ هیدروژن ) و حفره تعیین شد. در عین حال آزمایش های اضافی دیگری نیز به برنامه تحقیقاتی این الکترود اضافه شدکه از آن جمله آزمایش استحکام در مقابل ارتعاشات مداوم ( بارسیکلی) بود.

2-3-1-a- الکترود های نیکلی

با توجه به قابلیت خوب جوشکاری با الکترودها اوستنیتی و نیکلی از طرف انستیتو های تحقیقاتی آزمایش های زیادی روی این الکترودها انجام گرفته است. نتایج آزمایشها نشان داده که این الکترودها برای کار تاعمق 20 متر کاملا” مناسب هستند. از این عمق بیشتر در جوش حفره و ترک ایجاد می شود خصوصا” درالکترودهای اوستنیتی به دلیل تمرکز تنش زیاد خواص مکانیکی نامطلوبی پیش می آید که جوش را از کیفیت خارج می کند.

2-3-1-b- الکترودهای فریتیک

به دلایلی که درقسمت 2-3-1-a عنوان شده الکترودهای اوستنیتی در جوشکاری زیر آب مناسب نیستند. از این جهت روی الکترود های فریتی سرمایه گذاری صورت گرفت. الکترود های که دارای روپوش روتیلی باشند و از نوع فریتی دارای کیفیت خیلی خوبی در جوشکاری مرطوب هستند. در کار تحقیقاتی که روی این الکترودها انجام شد هم روی مغزی الکترود وهم روی روپوش آن کارشد و در هر دو قسمت تغییرات انجام شد. نتایج آزمایشها نشان داد که مهمترین عنصر آلیاژی آن زیرکونیم می باشد. ( در قالب سیلیکات زیر کونیم یا پودرزیر کان در الکترودوجود دارد).

از طرف غواصان جوشکار این الکترود برای تکنیک Temper-bead الکترود بسیار خوبی می باشد زیرا پاس جوش های این الکترود برآمدگی ندارند. حفره ای نیز در جوش مشاهده نمی شود. فقط نامناسب بودن این الکتروددر آن است که سرباره به سختی از آن جدا می شود که این مساءله برای روش Temper-bead مناسب نیست.

علیرغم آنکه با الکترود نوع A ( محتوی زیر کونیم ) نتایح خوبی از جوشکاری مرطوب به دست آمده است ولی از لحاظ اقتصادی

کاربرد این الکترود مقرون به صرفه نیست. زیرا زیرکونیم موجود در پوشش الکترود موجب اکسیداسیون سریع این فلز در درجه حرارتهای پایین ( حتی پایین تر از درجه حرارت خشک کردن الکترود) می شود. ( زیر کوینم در درجه حرارت حدود 100^o_C اکسید می شود ). این اکسیداسیون سریع با عکس العمل انفجار گونه همراه است. که این مسئله موجب آن است که برای ایمنی کار از تجهیزات خیلی مستحکم استفاده کنیم همین مسئله هزینمه فوق العاده ای در بر خواهد داشت.

به همین دلیل مراکز تحقیقاتی به دنبال فلز دیگری برای جایگزینی به جای زیرکونیم بودند که از لحاظ جوشکاری و کیفیت جوش خواص زیر کونیم را داشته است ولی عکس العمل حرارتی آن را نداشته باشد. برای این منظور فلز تینانیم در نظر گرفته شد. الکترودی که در روپوش آن تیتانیم به جای زیرکونیم جایگزین شده بودابتدا در عمق 20 متری مورد آزمایش قرارگرفت. نتایج جوشکاری با این دو الکترود و تست جوش آنها در جدول شماره 2 مقایسه شده اند. صرف نظر از پارامتر عمق کیفیت جوش های با الکترود B توانسته است نیازهای کیفیتی توع A جوشها ی زیر آب را بر طبق ANSI/AWS D3.6-93 در پارامترهای کشش پذیری و زاویه خمش تا180^o_C برآورده نماید. قابلیت فرم یابی این جوش نسبت به آنچه که درنیازمندی فوق الذکر وجود دارد کمی کمتر است و این به علت نفوذ گاز هیدروژن می باشد. در آزمایش کشش که باالکترود تیتانیم انجام شد ترک در قطعه اصلی ایجاد شد. بدین مفهوم بودکه مقاومت جوش در حدی برابر بلکه بالاتر ازقطعه است یعنی از لحاظ کیفیت نیازمندی نوع A جوشهای زیر آب را تاءمین مینماید. الکترود محتوی زیر کونیم نمیتوانست این استحکام کششی را ایجاد نماید.

طبق جدول 2 ماکزیمم سختی ایجاد شده در محل تاءثیر حرارت جوش در پاس آخر جوشکاری ایجاد شد زیزا پس از آن لایه جوش دیگری وجود نداشت. برای رفع سختی آخرین لایه جوش می توان آنرا سنگ زد و مشکل سختی و شکنندگی را از بین برد. با روش جوشکاری چند لایه ای سختی جوش را درعمق تا 300HV10 ودر سطح تا220HV10 پایین آوردند. سختی تا این حد با جوشکاری هیپر باریک خشک لوله های محتوی گاز ترش مطابقت دارد زیرا جوشکاری این لوله ها ضوابط سخت و پیچیده ای دارد.

3- آزمایش استحکام درمقابل ارتعاشات مداوم ( بارسیکلی)

قبلا” متذکر شدیم که علیرغم آن که کیقیت جوشهای مرطوب خیلی بهتر شده است ولی به طور کلی جوش مرطوب آن مقبولیت عمومی را در بین شرکتهای دریایی ندارد. علت اساسی شاید در این باشد که تابه حال آزمایش خستگی در مورداین جوشها انجام نشده است. با توجه به اینکه آزمایشهای مکانیکی دیگر از قبیل آزمایش کشش شکست در مقابل ضربه و سختی استحکام و کیفیت این جوش را در حدی مشابه با جوش هیپر باریک تاءیید کرده است انجام آزمایش ارتعاشات مداوم ( بار سیکلی) ضروری به نظر می رسد.

نمونه یک لوله دو جداره که طبق ISO 6947 موقیعیت PE در آب جوش مرطوب داده شده در شکل 2 نشان داده شده است. این نمونه تحت بار سیکلی قرار تازمانی که در آن ترک ایجاد شود مرطوب انجام شد روش جوش دستی و آماده سازی لبه ها از نوع 1/2v بود.

فرکانس بار سیکلی 30 هرتز وبرای تغییرات آن ( توزیع گوس ) در نظر گرفته شد. منحنی SوN ترسیم گردید به نحوی که تغییرات بارسیکلی N برابر 2ضرب در 106 و2ضرب در104 وتنش با روش برون یابی extrapolation به دست آمد. ضریب زاویه منحنی احتمال برای 50% احتمال بقا ء برابر K50=30 انتخاب شده و این بر مبنای پارامترهای دیگر از روی ضرایب تجربی که در IIW ویاEurocode, GL بوده است استخراج شده است.

نتایج آزمایشهای اولیه نشان داد که استحکام پاس ریشه بستگی به ضخامت root Face دارد. افزایش ضخامت riit face موجب عدم جوش خوردگی درست در پاس ریشه و سپس بروز ترک در اثر بار سیکلی با نتایج جوشکاری خشک در یک آتمسفر فشار مطابق است. نموداری که درتصویر شماره 1 نشان داده با بار سیکلی 100Mpa تعداد295200 سیکل را تحمل نموده است.

اگر root face خیلی نازک باشد یعنی ضخامت آن ازحد لازم کمتر باشد قوس الکتریکی قطعه را سوزانده و آنرا سوراخ مینماید.

آزمایشها نشان داد که وجود حفره های خیلی کوچک نمی تواند در مقاومت و استحکام قطعه در مقابل بار سیکلی تاءثیری داشته باشد یعنی تنش خستگی نسبت به حفره های ریز حساسیتی ندارد. البته باید سعی شود حتی الامکان از بروز حفره نیز در جوش جلوگیری به عمل آید.

جهت افزایش عمر جوش درمقابل خستگی و بر طرف شدن عیوبی از قبیل خوب جوش نخوردن پاس ریشه یا بروز ترکهای ریز میتوان پارامترهای زیررا تغییر داد:

• تغییر در فرم آماده سازی لبه ها یعنی زاویه برش V را تغییر داد.
• تغییر در ضخامت root face

2-1 جوشکاری خشک در اتاق جوشکاری زیر آب

2-1-1 گسترش تکنولوژی و آزمایشهای اولیه در دریا

تا سال 1965 راه حلی برای افزایش یک شاخه لوله زیر دریایی به یک خط لوله یا تعمیرات خطوط لوله آسیب دیده د ر زیر آب وجود نداشت. در آن زمان در پروژه معروف به MAN IN THE SEA آزمایشهایی انجام گرفت که هدف از آنها انجام عملیات جوشکاری درزیر آب در یک اتاق فشار که فشارش هم ارز فشار در عمق مربوطه باشد بود. برای شروع ابتدا این آزمایشها در این اتاق فشار غواصی که تبدیل به اتاق جوشکاری شده بود در سطح زمین انجام گرفت. ترکیب هوا داخل اتاق ترکیبی از گاز ازت وبین 4تا6 درصد نیز گاز اکسیژن بود که این ترکیب با ترکیب هوای لازم برای تنفس غواص در زیر آب مطابقت داشت.

فشار اکسیژن نیز به نحوی تحت کنترل بود که آتش سوزی دراتاق رخ ندهد. غواص و کمک غواص به کمک یک ماسک مخصوص در این اتاق تحت تنفس هوای لازم که منطبق بر شرایط فشار در اتاق بود قرار داشتند و هوای بازدم آنهانیز از طریق ماسک به لوله هایی منتقل و به خارج از اتاق هدایت میشد.

آزمایشها با دوروش WIG و MIG انجام گرفت. ابتدا آزمایش در فشار31 اتمسفر منطبق با 300 متر عمق با دستگاه اتوماتیک بدون استفاده از نفر انجام شد وسپس به توسط جوشکار غواص صورت گرفت.

این آزمایشها نشان داد که تحت این شرایط جوش با روش WIG کیفیت بهتری از جوش با روش MIG دارد. با افزایش فشار ولتاژ جوشکاری بایستی بالا رود تا غواص بهتر بتواند تا محل جوش را تحت کنترل داشته باشد. با روش WIG کنترل جوشکار بر محل جوشکاری بهتر خواهد بود. آزمایشهای جوشکاری با روش WIG در فشاری معادل عمق 50 متر برای جوشکاری لوله هایDN50 تا DN300 با ضخامت دیواره 9/3 تا 16 میلی متر و با جنس

API-5LX از نوع کیفیتهای X42 تا X52 نشان داد که کیفیت جوش دقیقا” معادل با کیفیت آن در هوای معمولی بوده و با استاندارد API 1104 مطابقت می نماید.

شکل 3یک اتاق فشار جوشکاری را که در سال 1967ساخته شده نشان میدهد. مشخصه این اتاق فشارجوشکاری آن بوده که در بدنه آن دو دریچه مقابل به هم برای ورود لوله وجود داشت. ابتدا دو قطعه برای اندازه شدن لوله ها روی بدنه اتاق که دوتکه ساخته شده نصب میشود سپس تکه اول در کف دریا مستقر شده و لوله ها روی آن سوار می شوند و بعد تکه دوم روی آن قرار می گیرد. با تزریق گاز فشرده آ ب داخل اتاق را خالی می کنند. برای آب بندی محل وود لوله به اتاق از لاستیک و لایی های بادشونده استفاده میشود. از طریق یک کشتی که در سطح آب قرار دارد فشارهوای لازم برای اتاق هوای لازم برای تنقس غواصان جریان برق لازم گاز محافظ برای جوشکاری گاز لازم برا بادکردن واشرهای آب بندی و سیستم تلفن از طریق لوله ها شلنگ ها و یا کابل به داخل اتاق فشار فرستاده وکنترل میگردد. اولین بار در این اتاق فشار جوشکاری درخلیج مکزیک به یک خط لوله زیر آبی در عمق 33/5 متر یک پایه جوش داده شد که این عمل بدون قطع نفت صورت گرفت. استاندارد جوش API 1104 بود.

مشخصات این جوش که به روش WIG انجام گرفت عبارت بود از:

قطر لوله 273 میلی متر ضخامت دیواره لوله 3/9 میلی متر نوع جنس فولاد API- 5LX -52 قطر لوله پایه 168/3 میلی متر ضخامت دیواره لوله 3/9 میلی متر نوع جنس فولاد API- 5LX-52 قطر لوله پایه 168/3 میلی متر ضخامت لوله پایه 8/8 میلی متر جنس فولاد API-5LX-42 شدت جریان 150 تا 180 آمپر الکترود وصل به قطب منفی جریان مستقیم ولتاژ 12 ولت برای پاس ریشه 16 تا 18 ولت برای پاسها بعدی محافظ 4/9 لیتر بردقیقه از آرگن و قطر الکترود 2/3 میلی متر. عملیات جوشکاری در مجموع دو روز به طول انجامیده است و مدت زمان مفید جوشکاری 8 ساعت بوده است. ( 8 ساعت جوشکاری خالص). نوعی اتاق با تجهیزات مخصوص در شکل 4 نشان داده شده است که این اتاق در سال 1968 ساخته شده و برای تعمیر لوله های زیر آب بکار میرود. این تجهیزات مجهز به پایه بای نصب در کف دریا و اتصال به لوله های زیر آبی است.

2-1-2 آزمایشها و تحقیقات اساسی در جهت بهبود جوشکاری با قوس الکتریکی تحت فشار

در کشورهای آمریکا روسیه سابق انگلستان و فرانسه وژاپن تحقیقاتی با روش MIGوWIG و در فشار 32 آتمسفر که معادل عمق 310 متر می باشد انجام گرفت. هدف از این آزمایشها که ابتدا با روش کنترل از را ه دور و بدون حضور انسان انجام گرفت آن بود که حتی الامکان زمان جوشکاری کوتاه باشد تا نتیجه گیری ساده گردد.

آزمایشها در یک اتاق فشار غواصی تبد یل شده به اتاق جوشکاری و تحت جریان گاز آرگن و هلیم انجام شد و نتایج زیررا در برداشت:

الف ) با افزایش فشار مقطع قوس الکتریکی تنگ تر میشود که این موجب کوچکتر شدن لکه آند (یا کاتد)میگردد.

ب) با تنگ شدن مقطع قوس الکتریکی ولتاژ آن بایستی افزایش یابد. به عنوان مثال درجوشکاری تنگستن WIG با جریان مستقیم باشدت 150 آمپر و با سرعت 100 میلی متر بر دقیقه و طول قوس الکتریکی 2/3میلی متر افزایش فشار از یک اتمسفربه 32 اتمسفر موجب فزایش ولتاژ از10 به 24 ولت خواهد شد و این در شرایطی است که گاز محافظ آرگون باشد. چنانچه گاز محافظ هلیم باشد افزایش ولتاژ از 15 به 30 ولت خواهد بود.

ج) هر چه تنگ شدن مقطع قوس الکتریکی بیشتر باشدافزایش توان جوشکاری تراکم انرژی ودمای قوس الکتریکی بیشتر خواهد بود. چنانچه با افزایش فشار از یک اتمسفر به 11 با شدت جریان و سرعت ثابت عمق جوش 50 درصد افزایش می یابد ضمن آنکه پهنا ی گرده جوش 14 درصد کم خواهد شد یعنی شعله متمرکز خواهد شد.

د) فرم هندسی نوک الکترود تنگستن نیز علاوه بر پارامترها ی دیگر ( فشارگاز شدت جریان سرعت جوشکاری طول قوس و… ) در کیفیت جوشکاری مؤثر می باشد. چنانچه نوک الکترود تنگستن دچار فرسایش شود قوس الکتریکی دچار عد م تعادل خواهدشد. این سایش در جوشکاری تحت حفاظت هلیم از فشار 8 اتمسفر شروع و در فشار 16 آتمسفر کاملا” مشاهده می شود و درجوشکاری تحت حفاظت آرگن از 16 اتمسفر شروع ود ر 32 اتمسفر کاملا” مشهود است.

ه) برای ایجاد جرقه جهت قوس الکتریکی با افزایش فشار از 110/01 به اتمسفر لازم است فاصله هوایی بین نوک الکترود و قطعه کار از 10 MM به 0/3 MM کاهش یابد. چنانچه جوشکاری تحت حفاظت گاز آرگن باشد و فاصله بین الکترود و قطعه کار 3/2 میلی متر باشد در فشار 4 آتمسفر هیچگونه جرقه ای ایجاد نخواهد شد و با حفظ همین فاصله در مجاورت گاز هلیم با فشار 2 آتمسفر جرقه ای ایجاد نخواهد شد و بایستی فشار راپایین تر آورد.

2-1-3 تحقیق روی جوشکاری MIG/MAG دراتاق فشار

در اتاق فشار با گاز آرگن محتوی 2 درصد اکسیژن نتایج زیر حاصل میگردد:

الف) مشابه با جوشکاری WIG در جوشکاری MIG/MAG نیز افزایش فشار موجب تنگ شدن شعله خواهد شد. در این شرایط با اتصال الکترود به قطب مثبت و حفظ شدت جریان ثابت لکه کاتدی به داخل مذاب جوش هدایت خواهد شد و لکه آندی در اطراف الکترود رولی قرار میگیرد.

ب) با تنگ تر شدن مقطع قوس الکتریکی افزایش ولتاژ تراکم انرژی قوس الکتریکی و افزایش سرعت جریان گاز پلاسما همراه است به ویژه در هنگامیکه عبور فلز ذوب شده از نوک الکترود رولی به مذاب جوش در منطقه هسته قوس الکتریکی اتفاق بیفتد.

1. در رابطه با جوشکاری MIG تحت حفاظت آرگون با پارامتر های جوشکاری قطر الکترود 1میلی متر الکترود متصل به قطب مثبت سرعت جوش 200 میلی متر بر دقیقه سرعت پیشر وی الکترود رولی برابر با 4 تا 6/5 متر بر دقیقه فاصله نوک مشعل تا قطعه کار 15 میلی متر و 0/25 آتمسفر فشار گاز اکسیژن در آرگن با افزایش فشار آرگون به 8 آتمسفر عمق جوشکاری زیاد تر خواهد شد. از این فشار به بعد به دلیل افزایش اندازه قطرا ت جوش ( مذاب) و نامتعادل شدن قوس الکتریکی عمق مذاب کاهش می یابد. افزایش فشار از این به بعد می تواند تا 50 درصد افت در تزریق جوش ایجاد نماید.

1. تا به حال جوشکاری MIG در فشار گاز آرگن تا 32 آتمسفر انجام گرفته است و این حد نهایی بوده است ( سال 1980). با افزایش فشار بیشتر تمرکز دود ناشی از سوختن روپوش الکترود بیشتر میشود و در نتیجه قدر ت دید به شدت افت می کند یعنی محل جوش را نمی توان دید.

در تکمیل جوشکاری MIG در اتاق فشار جوش MAG نیز در اتاق فشار تست گردیده آن هم با گازهای مخلوط هوا – نیتروژن و آرگن – نیتروژن در فشارهای 1 تا 9 آتمسفر و در گاز CO2 در فشارهای 1تا 20 آتمسفر.

4-1-2 روشهای افزایش ظر فیت مذاب سازی جوشکاری

جوشکاری با الکترود پوشش دار در اتاق فشار انجام گرفته است نتایج به شرح زیر می باشد:

الف) الکترودهای با روپوش بازی ( قلیایی ) برای جوشکاری در جو هلیم – اکسیژن تا فشار 32 اتمسفر نتایج خوبی نشان داده اند. به عنوان مثال با اتصال الکترود 4 میلی متر ضخامت به قطب مثبت و با شدت جریان 155 تا 170 آمپر ولتاژ 23 تا 24 ولت سرعت جوشکاری 180 میلی متر بر دقیقه و زاویه الکترود 75 درجه نسبت به قطعه کار تا فشار 32 آتمسفر خطوط جوش بسیار خوبی حاصل شده است. بر خلاف دو روش MIG و WIG در روش دستی باالکترود روپوش دار افزایش فشار نیازی به افزایش ولتاژ و یا در یک محدوده تا ولتاژ معین نیاز به افزایش فرکانس اتصال کوتاه ندارد.

1. الکترودهای با روپوش RUTIL ( اکسید تیتانیم ) با آنکه از لحاظ مشخصات قوس الکتریکی انتقال مذاب و روان بودن آن و تمرکز دودناشی از سوختن روپوش مشخصاتی مطاب
   

   نظرات شما عزیزان:

   نام :

   آدرس ایمیل:

   وب سایت/بلاگ :

   متن پیام:

   نظر خصوصی

    کد را وارد نمایید:

   

    

    

    

   عکس شما

   آپلود عکس دلخواه: