اصول بازرسی چشمی

مقدمه:

دربسیاری از برنامه های تدوین شده توسط سازنده جهت کنترل کیفیت محصولات،از آزمون
چشمی به عنوان اولین تست و یا در بعضی موارد به عنوان تنها متد ارزیابی بازرسی
،استفاده می شود.اگر آزمون چشمی بطور مناسب اعمال شود،ابزار ارزشمندی می تواند
واقع گردد.

بعلاوه یافتن
محل عیوب سطحی، بازرسی چشمی می تواند بعنوان تکنیک فوق العاده کنترل پروسه برای
کمک در شناسایی مسائل و مشکلات مابعد ساخت بکار گرفته شود.

آزمون چشمی
روشی برای شناسایی نواقص و معایب سطحی می باشد.نتیجتا هر برنامه کنترل کیفیت که
شامل بازرسی چشمی می باشد،باید محتوی یک سری آزمایشات متوالی انجام شده در طول
تمام مراحل کاری در ساخت باشد.بدین گونه بازرسی چشمی سطوح معیوب که در مراحل
ساخت اتفاق می افتد،میسر میشود.

کشف و تعمیر
این عیوب در زمان فوق،کاهش هزینه قابل توجهی را در بر خواهد داشت.بطوری که نشان
داده شده است بسیاری از عیوبی که بعدها با روشهای تست پیشرفته تری کشف می
شوند،با برنامه بازرسی چشمی قبل،حین و بعد از جوشکاری به راحتی قابل کشف می
باشند.سازندگان فایده یک سیستم کیفیتی که بازرسی چشمی منظمی داشته است را بخوبی
درک کرده اند.

میزان تاثیر
بازرسی چشمی هنگامی بهتر می شود که یک سیستمی که تمام مراحل پروسه
جوشکاری(قبل،حین و بعد از جوشکاری) را بپوشاند،نهادینه شود.

 قبل از جوشکاری.
قبل از جوشکاری
،یک سری موارد نیاز به توجه بازرس چشمی دارد که شامل زیر است:

1. 
   مرور طراحی
   ها و مشخصات
   
2. 
   چک کردن
   تاییدیه پروسیجرها و پرسنل مورد استفاده
   
3. 
   بنانهادن
   نقاط تست
   
4. 
   نصب نقشه
   ای برای ثبت نتایج
   
5. 
   مرور مواد
   مورد استفاده
   
6. 
   چک کردن
   ناپیوستگی های فلز پایه
   
7. 
   چک کردن
   فیت آپ و تراز بندی اتصالات جوش
   
8. 
   چک کردن
   پیش گرمایی در صورت نیاز
   

اگر بازرس توجه
بسیار دقیقی به این آیتم های مقدماتی بکند،می تواند از بسیاری مسائل که بعدها
ممکن است اتفاق بیافتد،جلوگیری نماید.مساله بسیار مهم این است که بازرس باید
بداند چه چیزهایی کاملا مورد نیاز می باشد.این اطلاعات را می توان از مرور
مستندات مربوطه بدست آورد.با مرور این اطلاعات،سیستمی باید بنا نهاده شود که
تضمین کند رکوردهای کامل و دقیقی را می توان بطور عملی ایجاد کرد.

 

نقاط نگهداری.

باید بنا نهادن
نقاط تست یا نقاط نگهداری جایی که آزمون باید قبل از تکمیل هر گونه مراحل بعدی
ساخت انجام شود، در نظر گرفته شود. این موضوع در پروژه های بزرگ ساخت یا
تولیدات جوشکاری انبوه،بیشترین اهمیت را دارد.

 

 روشهای جوشکاری.
مرحله دیگر
مقدماتی این است که اطمینان حاصل کنیم آیا روشهای قابل اعمال جوشکاری ،ملزومات
کار را برآورده می سازند یا نه؟مستندات مربوط به تایید یا صلاحیت های جوشکاران
هر کدام بطور جداگانه باید مرور شود.طراحی ها و مشخصات معین می کند که چه
فلزهای پایه ای باید به یکدیگر متصل شوند و چه فلز پرکننده باید مورد استفاده
قرار گیرد.برای جوشکاری سازه و دیگر کاربردهای بحرانی،جوشکاری بطور معمول بر
طبق روشهای تایید شده ای که متغیرهای اساسی پروسه را ثبت می کنند و بوسیله
جوشکارانی که برای پروسه ،ماده و موقعیتی که قرار است جوشکاری شود،تایید شده
اند،انجام می گیرد.در بعضی موارد مراحل اضافی برای آماده سازی مواد مورد نیاز
می باشد.بطور مثال در جاهایی که الکترودهای از نوع کم-هیدروژن مورد نیاز
باشد،وسایل ذخیره آن باید بوسیله سازنده در نظر گرفته شود.

 

 موادپایه.
قبل از جوشکاری
، شناسایی نوع ماده و یک تست کامل از فلزات پایه ای مربوطه باید انجام
گیرد.اگر یک ناپیوستگی همچون جدالایگی صفحه ای وجود داشته باشد و کشف نشده باقی
بماند روی صحت ساختاری کل جوش احتمال تاثیر دارد.در بسیاری از اوقات جدالایگی
در طول لبه ورقه قابل رویت می باشد بخصوص در لبه هایی که با گاز اکسیژن برش
داده شده است.

 مونتاژ اتصالات. برای یک جوش،بحرانی ترین قسمت ماده پایه،ناحیه ای
است که برای پذیرش فلز جوشکاری به شکل اتصال،آماده سازی می شود.اهمیت مونتاژ
اتصالات قبل از جوشکاری را نمی توان به اندازه کافی تاکید کرد.بنابراین آزمون
چشمی مونتاژ اتصالات از تقدم بالایی برخوردار است. مواردی که قبل از جوشکاری
باید در نظر گرفته شود شامل زیر است:

1. 
   زاویة شیار (Groove
   angle)
   
2. 
   دهانه ریشه (Root
   opening)
   
   
3. 
   ترازبندی اتصال (Joint
   alignment)
   
4. 
   پشت بند (Backing)
   
   
5. 
   الکترودهای مصرفی (Consumable
   insert)
   
6. 
   تمیز بودن اتصال (Joint
   cleanliness)
   
7. 
   خال جوش ها (Tack
   welds)
   
8. 
   پیش گرم کردن (Preheat)
   
   

هر کدام از این فاکتورها رفتار مستقیم روی کیفیت جوش بوجود
آمده،دارند.اگر مونتاژ ضعیف باشد،کیفیت جوش احتمالا زیر حد استاندارد خواهد
بود.دقت زیاد در طول اسمبل کردن یا سوار کردن اتصال می تواند تاثیر زیادی در
بهبود جوشکاری داشته باشد.اغلب آزمایش اتصال قبل از جوشکاری عیوبی را که در
 استاندارد محدود شده اند را آشکار می سازد،البته این
اشکالات ،محلهایی می باشند که در طول مراحل بعدی بدقت می توان آنها را بررسی
کرد.برای مثال،اگر اتصالی از نوع

T (T-joint)
برای جوشهای گوشه ای(Fillet
welds)، شکاف وسیعی از ریشه نشان دهد،اندازه جوش
گوشه ای مورد نیاز باید به نسبت مقدار شکاف ریشه افزوده شود. بنابراین اگر
بازرس بداند چنین وضعیتی وجود دارد،مطابق به آن ،نقشه یا اتصال جوش باید علامت
گذاری شود، و آخرین تعیین اندازه جوش به درستی شرح داده شود.

 

حین جوشکاری.
در حین جوشکاری،چندین آیتم وجود دارد که نیاز به کنترل دارد تا نتیجتا جوش
رضایتبخشی حاصل شود.آزمون چشمی اولین متد برای کنترل این جنبه از ساخت می
باشد.این می تواند ابزار ارزشمندی در کنترل پروسه باشد.بعضی از این جنبه های
ساخت که باید کنترل شوند شامل موارد زیر می باشد:

(1)   


کیفیت پاس ریشه جوش()weld
root bead

(2)   


آماده سازی ریشه اتصال قبل از جوشکاری طرف دوم

(3)   


پیش گرمی و دماهای میان پاسی

(4)   


توالی پاسهای جوش

(5)   


لایه های بعدی جهت کیفیت جوش معلوم

(6)   


تمیز نمودن بین پاسها

(7)   


پیروی از پروسیجر کاری همچون ولتاژ،آمپر،ورود حرارت،سرعت.

 

هر کدام از این فاکتورها اگر نادیده گرفته شود سبب بوجود آمدن ناپیوستگی هایی
می شود که می تواند کاهش جدی کیفیت را در بر داشته باشد.

 

 پاس ریشه جوش. 
شاید بتوان گفت بحرانی ترین قسمت هر جوشی پاس ریشه جوش می باشد.مشکلاتی
که در این نقطه وجود دارد...

در نتیجه بسیاری از عیوب که بعدها در یک جوش کشف می شوند مربوط به پاس ریشه جوش
می باشند.بازرسی چشمی خوب روی پاس ریشه جوش می تواند بسیار موثر باشد.وضعیت
بحرانی دیگر ریشه اتصال در درزهای جوش دو طرفه هنگام اعمال جوش طرف دوم بوجود
می آید. این مساله معمولا شامل جداسازی سرباره(slag)
و دیگر بی نظمی ها توسط تراشه برداری(chipping)،رویه
برداری حرارتی(thermal
gouging)
یا سنگ زنی(grinding)
می باشد.وقتی که عملیات جداسازی کاملا انجام گرفت آزمایش منطقه گودبرداری شده
قبل از جوشکاری طرف دوم لازم است.این کار به خاطر این است که از جداشدن تمام
ناپیوستگی ها اطمینان حاصل شود.اندازه یا شکل شیار برای دسترسی راحت تر به تمام
سطوح امکان تغییر دارد.

 

پیش گرمی و دماهای بین پاس.
پیش گرمی و دماهای بین پاس می توانند بحرانی باشند و اگر تخصیص یابند قابل
اندازه گیری می باشند.محدودیت ها اغلب بعنوان می نیمم،ماکزیمم و یا هر دو بیان
می شوند.همچنین برای مساعدت در کنترل مقدار گرما در منطقه جوش،توالی و جای تک
تک پاسها اهمیت دارد .بازرس باید ازاندازه و محل هر تغییر شکل یا چروکیدگی(shrinkage)
سبب شده بوسیله حرارت جوشکاری آگاه باشد. بسیاری از اوقات همزمان با پیشرفت
گرمای جوشکاری اندازه گیری های تصحیحی گرفته می شود تا مسائل کمتری بوجود آید.

 

 آزمایش بین لایه ای .


برای ارزیابی کیفیت جوش هنگام پیشروی عملیات جوشکاری،بهتر است که هر لایه بصورت
چشمی آزمایش شود تا از صحت آن اطمینان حاصل شود.همچنین با این کار می توان
دریافت که آیا بین پاسها بخوبی تمیز شده اند یا نه؟ با این عمل می توان امکان
روی دادن ناخالصی سرباره در جوش پایانی را کاهش داد.بسیاری از این گونه موارد
احتمالا در دستورالعمل جوشکاری اعمالی،آورده شده اند.

در این گونه موارد،بازرسی چشمی که در طول جوشکاری انجام می گیرد اساسا برای
کنترل این است که ملزومات روش جوشکاری رعایت شده باشد.

 

بعد از جوشکاری.


بسیاری از افراد فکر می کنند که بازرسی چشمی درست بعد از تکمیل جوشکاری شروع می
شود.به هر حال اگر همه مراحلی که قبلا شرح داده شد،قبل و حین جوشکاری رعایت شده
باشد،آخرین مرحله بازرسی چشمی به راحتی تکمیل خواهد شد.از طریق این مرحله از
بازرسی نسبت به مراحلی که قبلا طی شده و نتیجتا جوش رضایت بخشی را بوجود آورده
اطمینان حاصل خواهد شد. بعضی از مواردی که نیاز به توجه خاصی بعد از تکمیل
جوشکاری دارند عبارتند از:

(1) ظاهر جوش بوجود آمده

(2) اندازه جوش بوجود آمده

(3) طول جوش

(4) صحت ابعادی

(5) میزان تغییر شکل

(6) عملیات حرارتی بعد از جوشکاری

هدف اساسی از بازرسی جوش بوجود آمده در آخرین مرحله این است که از کیفیت جوش
اطمینان حاصل شود. بنابراین آزمون چشمی چندین چیز مورد نیاز می باشد.بسیاری از
کدها و استانداردها میزان ناپیوستگی هایی که قابل قبول هستند را شرح می دهد و
بسیاری از این ناپیوستگی ها ممکن است در سطح جوش تکمیل شده بوجود آیند.

 

 ناپیوستگی ها .
بعضی از انواع ناپیوستگی هایی که در جوشها یافت می شوند عبارتند از:

(1)   


تخلخل

(2)   


ذوب ناقص

(3)   


نفوذ ناقص در درز

(4)   


بریدگی(سوختگی) کناره جوش

(5)   


رویهم افتادگی

(6)   


ترکها

(7)   


ناخالصی های سرباره

(8)   


گرده جوش اضافی(بیش از حد)

 

در حالی که ملزومات کد امکان دارد مقادیر محدودی از بعضی از این ناپیوستگی ها
را تایید نماید ولی عیوب ترک و ذوب ناقص هرگز پذیرفته نمی شود.

برای سازه هایی که تحت بار خستگی و یا سیکلی (Cyclic)
می باشند، خطر این ناپیوستگی های سطحی افزایش می یابد. در اینگونه شرایط،بازرسی
چشمی سطوح ،پر اهمیت ترین بازرسی است که می توان انجام داد.

وجود سوختگی کناره (Undercut)،رویهم
افتادگی(Overlap)
و کنتور نامناسب سبب افزایش تنش می شود؛ بار خستگی می تواند سبب شکستهای
ناگهانی شود که از این تغییر حالتهایی که بطور طبیعی روی می دهد، زیاد می
شود.به همین خاطر است که بسیاری اوقات کنتور مناسب یک جوش می تواند بسیار با
اهمیت تر از اندازه واقعی جوش باشد،زیرا جوشی که مقداری از اندازه واقعی کمتر
باشد،بدون ناخالصی ها و نامنظمی های درشت،می تواند بسیار رضایت بخش تر از جوشی
باشد که اندازه کافی ولی کنتور ضعیفی داشته باشد.

برای تعیین اینکه مطابق استاندارد بوده است ،بازرس باید کنترل کند که آیا همه
جوشها طبق ملزومات طراحی از لحاظ اندازه و محل(موقعیت) صحیح می باشند یا
نه؟اندازه جوش گوشه ای(Fillet)
بوسیله یکی از چندین نوع سنجه های جوش برای تعیین بسیار دقیق و صحیح اندازه
تعیین می شود.

در مورد جوشهای شیاری(Groove)
باید از لحاظ گرده جوش مناسب دو طرف درز را اندازه گیری کرد.بعضی از شرایط ممکن
است نیاز به ساخت سنجه های جوش خاص داشته باشند.

 

عملیات حرارتی بعد از جوشکاری.

به لحاظ اندازه،شکل، یا نوع فلز پایه ممکن است عملیات حرارتی بعد از جوش در روش
جوشکاری اعمال شود.این کار فقط از طریق اعمال حرارت(گرما) در محدوده دمایی بین
پاس یا نزدیک به دمای آن ،صورت می گیرد تا از لحاظ متالورژیکی خواص جوش بوجود
آمده را کنترل نمود. حرارت دادن در درجه حرارت دمای بین پاس،ساختار بلوری را به
استثناء موارد خاص تحت تاثیر قرار نمی دهد.بعضی از حالات ممکن است نیاز به
عملیات تنش زدایی حرارتی داشته باشند.بطوری که قطعات جوش خورده بتدریج در یک
سرعت مشخص تا محدوده تنش زدایی تقریبا

°F1100
تا

F


°1200
(590 تا 650 درجه سانتی گراد) برای اکثر فولادهای کربنی گرما داده می شود.

بعد از نگهداری در این دما به مدت یک ساعت برای هر اینچ از ضخامت فلز
پایه،قطعات جوش خورده تا دمای حدود

°F600
(315 درجه سانتی گراد) در یک سرعت کنترل شده سرد می شود. بازرس در تمام این مدت
مسئولیت نظارت بر انجام کار را دارد تا از صحت کار انجام شده و تطابق با
ملزومات روش کار اطمینان حاصل نماید.

 

 آزمایش ابعاد پایانی.

اندازه گیری دیگری که کیفیت یک قطعه جوشکاری شده را تحت تاثیر قرار می دهد صحت
ابعادی آن می باشد. اگر یک قسمت جوشکاری شده بخوبی جفت و جور نشود،ممکن است غیر
قابل استفاده شود اگرچه جوش دارای کیفیت کافی باشد.

حرارت جوشکاری ، فلز پایه را تغییر شکل داده و می تواند ابعاد کلی اجزاء را
تغییر دهد.بنابراین، آزمایش ابعادی بعد از جوشکاری ممکن است برای تعیین متناسب
بودن قطعات جوشکاری شده برای استفاده موردنظر مورد نیاز واقع شود.

 

 

                   

آزمونهای غیر مخرب (

Non Destvuctive


Testing)

مهندسین معمولاً عادت دارند خواص یک ماده را روی نمونه‌های مخصوصی که
از همین ماده تهیه شده‌اند با آزمونهای استاندارد ارزیابی کنند.
اطلاعات بسیار ارزشمندی از این آزمونهای به دست می‌آید که شامل خواص
کششی، فشاری، برشی و ضربه‌ای ماده مورد نظر است. اما این آزمونها ماهیت
تخریبی دارند. بعلاوه خواص ماده به گونه‌ای که با آزمونهای استاندارد
تا حد تخریب تعیین می‌شود، به یقین راهنمای روشنی در مورد مشخصات
کارایی قطعه‌ای نیست که بخش پیچیده‌ای از یک مجموعه مهندسی را تشکیل
می‌دهد.

در طی تولید و حمل و نقل امکان دارد که انواع عیوب با اندازه‌های مختلف
در ماده یا قطعه به وجود آیند. ماهیت و اندازه دقیق هر عیب روی عملیات
بعدی آن قطعه تاثیر خواهد داشت. عیوب دیگری نیز مانند ترکهای حاصل از
خستگی یا خوردگی ممکن است در طی کار قطعه ایجاد شوند. بنابراین برای
آشکار سازی وجود عیبها در مرحله تولید و نیز جهت تشخیص و تعیین سرعت
رشد این نقصها در طول عمر قطعه یا دستگاه ، داشتن وسائل مطمئن ضروری
است.

منشا بعضی عیوب که در مواد و قطعات یافت می‌شوند، عبارتند از :

- عیوبی که ممکن است طی ساخت مواد خام یا تولید قطعات ریختگی به وجود
آیند (ناخالصیهای سرباره، حفره‌های گازی، حفره‌های انقباضی، ترکهای
تنشی و ... )

- عیوبی که ممکن است طی تولید قطعات به وجود آیند (عیوب ماشینکاری،
عیوب عملیات حرارتی، عیوب جوشکاری، ترکهای ناشی از تنشهای پسماند و
...)

- عیوبی که ممکن است طی مونتاژ قطعات به وجود آیند (کم شدن قطعات،
مونتاژ نادرست، ترکهای ناشی از تنش اضافی و ...)

- عیوبی که در مدت کاربری و حمل و نقل به وجود می‌آیند (خستگی، خوردگی،
سایش، خزش، ناپایداری حرارتی و ...)

روشهای مختلف آزمونهای غیرمخرب در عمل می‌توانند به راههای بسیار
متفاوتی در عیب یابی به کار روند. اعتبار هر روش آزمون غیرمخرب سنجشی
از کارایی آن روش در رابطه با آشکارسازی نوع و شکل و اندازه بخصوص
عیبها است. بعد از آن که بازرسی تکمیل شد، احتمال معینی وجود دارد که
یک قطعه عاری از یک نوع عیب با شکل و اندازه بخصوص باشد. هر قدر این
احتمال بالاتر باشد اعتبار روش به کار رفته بیشتر خواهد بود. اما باید
این واقعیت را به خاطر داشت که بازرسیهای غیرمخرب برای اغلب قطعات به
وسیله انسان انجام می‌گیرد و در اصل دو نفر همیشه نمی‌توانند یک کار
تکراری مشابه را بطور دقیق همانند یکدیگر انجام دهند. از این رو باید
یک ضریب عدم یقین در برآورد اعتبار بازرسی به حساب آورده شود و ارزش
تصمیماتی رد و یا قبول قطعه باید از رویدادهای آماری تخمین زده شود.


نقش بازرسی غیرمخرب این است که با میزان اطمینان معینی ضمانت نماید که
در زمان بکارگیری قطعه برای بار طراحی، ترکهایی به اندازه بحرانی شکست
در قطعه وجود ندارند. همچنین ممکن است لازم باشد که با اطمینان، عدم
وجود ترکهای کوچکتر از حد بحرانی را نیز ضمانت کند. اما رشد ترکهای
کوچکتر از حد بحرانی. بویژه در مورد قطعاتی که در معرض بارهای خستگی
قرار دارند و یا در محیطهای خورنده کار می‌کنند، اهمیت دارد، بطوریکه
این گونه قطعات، قبل از این که شکست ناگهانی در آنها اتفاق بیفتد، به
یک حداقل عمر کار مفید برسند. در برخی حالتها، بازرسیهای مرتب و متناوب
جهت اطمینان از نرسیدن ترکها به اندازه بحرانی ممکن است ضروری باشد.


بکارگیری ایده‌های مکانیک شکست در طراحی، برای توانایی روشهای مختلف
آزمونهای غیرمخرب در آشکارسازی ترکهای کوچک، حد و مرز تعیین می‌کند.
اختلاف بین کوچکترین ترک قابل آشکارسازی و اندازه بحرانی آن، میزان
ایمنی یک قطعه است.

در هر برنامه خاص بازرسی، تعداد عیوب شناسایی شده (هر چند زیاد)، با
تعداد واقعی آنها مطابقت پیدا نمی‌کند، بنابراین احتمال شناسایی یک
قطعه سالم و بدون عیبهای با اندازه‌های گوناگون کاهش می‌یابد. اما
هنگامی که قطعات بسیار مهم مورد نظر هستند، سعی بر این است تا حد امکان
عیبهای بیشتری شناسایی شوند و تمایل به قبول تمام نشانه‌های وجود عیبها
زیاد است. زیرا اگر قطعه‌ای در طی بازرسی مردود و غیرقابل مصرف معرفی
شود، بهتر از آن است که هنگام استفاده منجر به شکست فاجعه آمیز شود.
مسلم است مهندسی که ایده‌های مکانیک شکست را مورد استفاده قرار می‌دهد،
علاقه‌مند است که بداند به چه اندازه عیبها را در هنگام بازرسی مورد
نظر داشته باشد. انتخاب روش با این بررسی اولیه تعیین می‌شود و تمام
پارامترهای دیگر در درجه دوم اهمیت قرار می‌گیرند. برای مثال بازرسی
ترکهای مربوط به خستگی قطعات فولادی به روش فراصوتی که نسبتاً

براحتی قابل اجرا است، در مقابل تجزیه و تحلیل به روش جریان گردابی
برای آشکارسازی ترکهایی به طول 5/1 میلیمتر، کنار گذاشته می‌شود زیرا
احتمال آشکارسازی این ترکها با فراصوتی 50 درصد و با جریان گردابی 80
درصد است.

یکی از فایده‌های بدیهی و روشن به کار بردن صحیح آزمونهای غیرمخرب،
شناسایی عیوبی است که اگر بدون تشخیص در قطعه باقی بمانند، موجب شکست
فاجعه آمیز قطعه و در نتیجه بروز خسارتهای مالی و جانی فراوان خواهند
شد. استفاده از این روشهای آزمون می‌تواند فواید زیادی از این بابت ،
در بر داشته باشد.

بکارگیری هر یک از سیستمهای بازرسی متحمل هزینه است، اما اغلب استفاده
موثر از روشهای بازرسی مناسب موجب صرفه‌جویی‌های مالی قابل ملاحظه‌ای
خواهد شد. نه فقط نوع بازرسی، بلکه مراحل بکارگیری آن نیز مهم است.
بکارگیری روشهای آزمون غیرمخرب روی قطعات ریختگی و آهنگری کوچک بعد از
آنکه کلیه عملیات ماشینکاری روی آنها انجام گرفت، معمولا بیهوده خواهد
بود. در اینگونه موارد باید قبل از انجام عملیات ماشینکاری پرهزینه
قطعات بدقت بازرسی شوند و قطعاتی که دارای عیوب غیرقابل قبول هستند،
کنار گذاشته شوند. باید توجه داشت کلیه معایبی که در این مرحله تشخیص
داده می‌شوند، نمی‌توانند موجب مردود شدن قطعه از نظر بازرسی باشند.
ممکن است قطعه‌ای دارای ناپیوستگیها و ترکهای سطحی بسیار ریز باشد که
در مراحل ماشینکاری از بین بروند.


آزمایش پرتو نگاری و تفسیر فیلم

Radiographic


Testing and Film Interpretation

تابش الکترومغناطیسی با طول موجهای بسیار کوتاه، یعنی پرتو ایکس یا
پرتو گاما از درون مواد جامد عبور می‌کند اما بخشی از آن، توسط محیط
جذب می‌شود. مقدار جذب پرتو در هنگام عبور از ماده به چگالی و ضخامت
ماده و همچنین ویژگیهای تابش بستگی دارد. تابش عبوری از درون ماده
می‌تواند به وسیله یک فیلم یا کاغذ حساس آشکار شده و روی صفحه فلورسنت
مشاهده شود، یا این که توسط دستگاههای حساس الکترونیکی نشان داده شود.
اگر بخواهیم دقیقتر بگوییم، عبارت پرتو نگاری به معنی فرایندی است که
در نتیجه آن ، تصویری روی فیلم ایجاد شود، بررسی این فیلم را تفسیر
می‌گوییم.

بعد از این که فیلم عکس گرفته شده پرتو نگاری ظاهر شد، تصویری سایه
روشن با چگالی متفاوت مشاهده می‌شود. قسمتهایی از فیلم که بیشترین
مقدار تابش را دریافت کرده‌اند، سیاهتر دیده می‌شوند. همچنانکه پیشتر
گفته شد، مقدار تابش جذب شده توسط ماده، تابعی از چگالی و ضخامت آن
خواهد بود. همچنین وجود عیوب خاص، مانند حفره‌ها و تخلخل درون ماده، بر
مقدار تابش جذب شده تاثیر خواهد گذاشت. بنابراین پرتو نگاری می‌تواند
برای آشکار سازی انواع خاصی از عیوب در بازرسی مواد و قطعات به کار
رود.

استفاده از پرتو نگاری و فرآینده‌های مربوط به آن باید به شدت کنترل
شود، زیرا قرار گرفتن انسان در معرض پرتو می‌تواند منجر به آسیب بافت
بدن شود.

آزمایش فراصوتی (Ultrasonic
Testing)


در این روش، امواج صوتی با بسامد 5/0 تا 20 مگاهرتز به درون قطعه
فرستاده می‌شود. این موج پس از برخورد به سطح مقابل قطعه باز تابیده
می‌شود. با توجه به زمان رفت و برگشت این موج، می‌توان ضخامت قطعه را
تعیین کرد. حال اگر یک عیب در مسیر رفت و برگشت موج باشد، از این محل
هم موجی بازتابیده خواهد شد که اختلاف زمانی نسبت به مرحله اول، محل
عیب را مشخص می‌کند.

روشهای فراصوتی به طور گسترده‌ای برای آشکارسازی عیوب داخلی مواد به
کار می‌روند ولی می‌توان از آنها برای آشکارسازی ترکهای کوچک سطحی نیز
استفاده کرد.



بازرسی با ذرات مغناطیسی (Magnetic
Particle Testing)

بازرسی با ذرات مغناطیسی، روش حساسی برای ردیابی عیوب سطحی و برخی
نقصهای زیر سطحی قطعات فرو مغناطیسی است. پارامترهای اساسی فرآیند به
مفاهیم نسبتاً ساده‌ای بستگی دارد. هنگامی که یک قطعه فرومغناطیسی،
مغناطیس می‌شود، ناپیوستگی مغناطیسی که تقریباً در راستای عمود بر جهت
میدان مغناطیسی واقع است، موجب ایجاد یک میدان نشتی قوی می‌شود. این
میدان نشتی در رو و بالای سطح قطعه مغناطیس شده حضور داشته و می‌تواند
آشکارا توسط ذرات ریز مغناطیسی دیدپذیر شود. پاشیدن ذرات خشک یا ذرات
مرطوب با یک مایع محلول بر روی سطح قطعه، موجب تجمع ذرات مغناطیسی روی
خط گسل خواهد شد. بنابراین پل مغناطیسی تشکیل شده، موقعیت، اندازه و
شکل ناپیوستگی را نشان می‌دهد.

یک قطعه را می‌توان با به کاربردن آهنرباهای دائم، آهنرباهای الکتریکی
و یا عبور یک جریان قوی از درون یا برون قطعه، مغناطیس کرد. با توجه به
این که با روش آخر می‌توان میدانهای مغناطیسی با شدت زیاد در داخل قطعه
ایجاد کرد، این روش به صورت گسترده‌ای در کنترل کیفی محصول به کار
می‌رود زیرا این روش حساسیت خوبی برای شناسایی عیوب قطعات و آشکارسازی
آنها عرضه می‌دارد

آزمایش جریان گردابی (Eddy
Current Testing)


اساس روشهای آزمون الکترومغناطیسی بر این است که وقتی یک سیم پیچ حامل
جریان متناوب، نزدیک ماده‌ای تقریباً رسانا قرار داده شود، جریانهای
گردابی یا ثانویه در آن ماده القا خواهد شد. جریانهای القایی، میدانی
مغناطیسی ایجاد خواهند کرد که در جهت مخالف میدان مغناطیسی اولیه اطراف
سیم پیچ است. تاثیر متقابل بین میدانها موجب ایجاد یک نیروی ضد محرکه
الکتریکی در سیم پیچ شده و در نتیجه سبب تغییر مقدار مقاومت ظاهری سیم
پیچ خواهد شد. اگر ماده از نظر ابعاد و ترکیب شیمیایی یکنواخت باشد.
مقدار مقاومت ظاهری سیم پیچ کاوشگر نزدیک سطح قطعه در کلیه نقاط سطح
قطعه یکسان خواهد بود، به غیر از تغییر اندکی که نزدیک لبه‌های نمونه
مشاهده می‌شود. اگر ماده ناپیوستگی داشته باشد، توزیع و مقدار جریانهای
گردابی مجاور آن تغییر می‌کند و در نتیجه کاهشی در میدان مغناطیسی در
رابطه با جریانهای گردابی به وجود می‌آید، بنابراین مقدار مقاومت ظاهری
سیم پیچ کاوشگر تغییر خواهد کرد.

از روی تحلیل این آثار می‌توان در مورد کیفیت و شرایط قطعه کار
نتیجه‌گیری کرد. این روشها بسیار متنوع هستند و با وسیله و روش آزمون
مناسب، می‌‌توان آنها را برای آشکارسازی عیوب سطحی و زیر سطحی قطعات و
تعیین ضخامت پوشش فلزات به کار برد و اطلاعاتی در زمینه مشخصات ساختاری
مانند اندازه دانه بندی و شرایط عملیات حرارتی به دست آورد.همچنین
می‌توان خواص فیزیکی مانند رسانایی الکتریکی تراوایی مغناطیسی و سختی
فیزیکی را تعیین کرد

:(PT)آزمون مایع نافذ

 :  اصول


ترکهای سطحی و منافذی که با چشم عادی قابل رویت نمی باشند بوسیله آزمون
مایع نافذ شناسایی میشوند.این روش در شناسایی منافذ جوش کاربرد فراوانی
دارد .قابل ذکر است که فولادهای آستنیتیک و فلزات غیر آهنی که از روش
ذرات مغناطیسی (MT) نمیتوان آنها را تست نمود از روش مایع نافذ ارزیابی
میشوند.


آزمون مایع نافذ را به دو طریق ، با استفاده از رنگ مرئی و فلورسنت
میتوان انجام داد.بدین صورت که ابتدا سطح قطعه مورد نظر را تمیز و خشک
مینماییم (سطح باید عاری از هرگونه شی خارجی مثل براده ها باشد تا مایع
نافذ بخوبی داخل ترکها نفوذ نماید.)


سپس بوسیله مایع نافذ(penetrant) سطح موردنظر را می پوشانیم که میتوان
این عمل را با اسپری نمودن نافذ و یا غوطه ور ساختن قطعه درون نافذ
انجام داد.بر اثر خاصیت مویینگی نافذ به درون ترکها نفوذ میکند و برای
اینکه از نفوذ آن اطمینان حاصل نماییم مدتی را صبر کرده(حدود 30 دقیقه)
و سپس ماده نافذ اضافی را از روی سطح پاک میکنیم.


ظاهر کننده (Developer) که پودر سفید رنگی میباشد را روی سطح فوق اسپری
میکنیم . ظاهر کننده باعث میشود مایع نافذ از ترکها بیرون کشیده شود و
درنتیجه رنگ بر روی سطح پس میزند.



سپس بوسیله بازرسی چشمی تحت نور سفید (در صورت استفاده از رنگ مرئی) و
یا نور ماورابنفش (در صورت استفاده از رنگ فلورسنتی) نشانه های رنگی
ایجاد شده را مشاهده نموده و محل عیوب و ترکها مشخص میگردد.

استفاده های عمومی:

شناسایی و تشخیص محل عیوب سطحی در مواد بدون خلل و فرج







کاربردها:



شناسایی ترک و منفذ در جوش



شناسایی عیوب سطحی در ریخته گری



شناسایی ترک ناشی از خستگی در اجسام تحت تنش


محدودیتها:
جسم باید تقریبا سطح غیر متخلخل و صافی داشته باشد.
کمتر از یک ساعت

منبع:http://www.icivil.ir

دمای بین پاسی

دمای بین پاسی عبارتست از دمای قطعه در ناحیه جوشکاری درست قبل از اعمال پاس دوم و یا بین هر دو پاس متوالی.  در عمل حداقل دمای بین پاسی اغلب برابر است با دمای پیشگرم قطع، هرچند که طبق تعریف این مورد الزامی نمیباشد.
اهمیت دمای بین پاسی:
اهمیت دمای بین پاسی از نظر تأثیر بر خواص مکانیکی و میکروساختار قطعه، اگر بیشتر از اهمیت دمای پیشگرم نباشد از آن کمتر هم نیست. 

بعنوان مثال استحکام تسلیم و استحکام کششی فلز جوش تابعی از دمای بین پاسی میباشند.  مقادیر بالای دمای بین پاسی باعث کاهش استحکام فلز جوش میشود.  علاوه بر این دماهای بین پاسی بالا اغلب باعث  بهبود خواص ضربه و تافنس جوش میشود.  هرچند که در صورت افزایش این دما به بالاتر از ۲۶۰ درجه سانتیگراد این اثر عکس خواهد شد.

حداکثر دمای بین پاسی:

هنگامی که دستیابی به خواص مکانیکی مشخصی در فلز جوش مد نظر باشد٫ کنترل حداکثر دمای بین پاسی اهمیت ویژه ای میابد.  درصورتیکه طراح حداقل استحکام را برای قطعه ای که ممکن است در اثر شرایط جوشکاری به دماهای بین پاسی بالایی برسد٫ مشخص کرده باشد٫ باید حداکثر دمای بین پاسی نیز تعیین گردد.  در غیر اینصورت ممکن است استحکام جوش بشدت کاهش یابد. کنترل حداکثر دمای بین پاسی همچنین در جوشکاری فولادهای کونچ و تمپر شده (مانند A514 ) نیز اهمیت خاصی دارد.  بدلیل اینکه عملیات حرارتی خاصی روی این فولادها اجرا شده است٫ دمای بین پاسی باید در محدوده مجاز کنترل شود تا به خواص مکانیکی مورد نظر در فلز جوش و HAZ دست یابیم.  البته کنترل حداکثر دمای بین پاسی در همه موارد الزامی نیست. در مورد فلزات حساس٫ حداقل دمای بین پاسی باید به حد کافی باشد تا از ایجاد ترک جلوگیری نمای، در حالیکه حداکثر دمای بین پاسی نیز جهت دستیابی به خواص مکانیکی مناسب باید کنترل شود.  برای رسیدن به یک تعادل بین ایندو٫ پارامترهای زیر نیز باید مد نظر قرار گیرد: زمان بین اعمال پاسها٫ ضخامت فلز پایه٫ دمای پیشگرم٫ شرایط محیطی٫ خصوصیات انتقال حرارت و حرارت ورودی حین جوشکاری. برای مثال جوشهایی با سطح مقطع کوچکتر طبیعتاً دمای بین پاسی را افزایش میدهند.  بدین صورت که با ادامه عملیات جوشکاری دمای قطعه بدلیل انتقال حرارت کمتر٫ بطور مداوم افزایش میابد.  بعنوان یک قانون کلی اگر سطح مقطع جوش کمتر از ۱۳۰ سانتیمتر مربع باشد، دمای بین پاسی در اثر اعمال هر پاس ( درصورت ثابت بودن سرعت عملیات ) افزایش میابد.  در حالیکه اگر سطح مقطع بیشتر از ۲۶۰ سانتیمتر مربع باشد، دمای بین پاسی در صورت عدم وجود منبع حرارتی دیگری، در خلال جوشکاری کاهش میابد.

اندازه گیری و کنترل دمای بین پاسی:

یک روش پذیرفته شده برای کنترل دمای بین پاسی استفاده از دو شمع حرارتی یکی با دمای ذوبی برابر با حداقل دمای بین پاسی یا دمای پیشگرم و دیگری با دمای ذوبی برابر با حداکثر دمای بین پاسی میباشد.  جوشکار ابتدا ناحیه اتصال را گرم میکند تا زمانی که شمع حرارتی اول ذوب شده و رسیدن به دمای پیشگرم را تایید کند.  پس از اینکه قطعه به دمای پیشگرم رسید پاس اول اجرا میشود.  درست قبل از اعمال پاس دوم ( و پاسهای بعدی) حداقل و حداکثر دمای بین پاسی توسط شمعهای حرارتی در محلهای مناسب کنترل میشود.  بدین صورت که شمع اولی (با دمای ذوب کمتر) باید ذوب شود (نشاندهنده رسیدن به حداقل دمای بین پاسی) در حالیکه شمع دوم ( با دمای ذوب بیشتر) نباید ذوب شود ( نشاندهنده عدم عبور دمای بین پاسی از حداکثر تعیین شده).  اگر شمع حرارتی مربوط به دمای ذوب کمتر ذوب نشود باید حرارت بیشتری به قطعه اعمال گردد و درصورتیکه شمع حرارتی مربوط به دمای بیشتر ذوب شود باید قطعه در هوای محیط به آهستگی سرد شود تا حدی که دیگر شمع دمای بالاتر ذوب نشده ولی شمع اولی ذوب شود.  در این هنگام میتوان پاس بعدی را اعمال کرد.

محل اندازه گیری دمای بین پاسی:

محل اندازه گیری دمای بین پاسی در استانداردها مشخص شده است.  بعنوان مثال در AWS D 1. 1 و AWS D 1. 5 چنین آمده که دمای بین پاسی باید در فاصله ای حداقل برابر با ضخامت قطعه ضخیمتر ( اما نه کمتر از ۳ اینچ یا ۷۵ میلیمتر) در تمامی جهات از نقطه جوشکاری٫ اندازه گیری شود.  این حالت برای اندازه گیری حداقل دمای بین پاسی قابل درک است.  اما وقتی کنترل حداکثر دمای بین پاسی نیز ضروری باشد٫ دمای ناحیه مجاور جوش ممکن است بسیار بالاتر از حد مشخص شده باشد.  در این حالت بهتر است دما در فاصله یک اینچی از کناره گرده جوش ( Weld Toe ) اندازه گیری شود.  در موارد دیگری نیز صنایع خاص دستورالعملهای مخصوص به خود را دارند.  بعنوان مثال در صنایع کشتی سازی٫ دمای بین پاسی معمولاً در فاصله یک اینچی از کناره گرده جوش و در ۳۰۰ میلیمتر اول از نقطه آغاز جوشکاری اندازه گیری میشود.  در این حالت خاص پیشگرم از طرف مقابل محل اندازه گیری اعمال میشود تا از پیشگرم شده کامل ضخامت قطعه اطمینان حاصل شود.

نكاتی در مورد جوشكاری ساختمانهای فلزی

فرآیند برپا سازی اسکلت ساختمانهای فلزی (غالباً مسکونی و تجاری های کوچک) در زمان کوتاهی٬ حدوداً یک روزه٬ انجام می شود.  به همین دلیل نمی توان تمام جوشکاریها را در همان روز انجام داد.  در این حالت در قدم اول جوشکار سعی می کند تیر و ستونهای ساختمان را با حداقل جوش بر پا کند و بعد از رفتن جرثقیل٬ هزینه ساعتی اجاره جرثقیل زیاد است و برای همین نمی توان چند روز از آن استفاده کرد مضافاً اینکه اگر حتی یک ساعت در روز از آن استفاده شود باید هزینه کل روز را پرداخت نمود٬ شروع به جوشکاری کامل کند.

برای همین است که پایداری ساختمان فلزی در چند روز اول که جوشکاری ها هنوز نیمبند هستند بسیار کم است.  بلای جان این وضعیت٬ باد است.  بله وزش باد.  من خود ساختمانی را به چشمم دیدم که بر اثر وزش باد پاییزی براحتی ناپایدار شد و فرو ریخت.  صحنه وحشتناکی بود.  تیرآهنهای ساختمان بهنگام فروریختن٬ بدلیل کوچکی عرض کوچه٬ از پنجره به خانه ملک روبرویی رفته بودند.  واقعاً خطرناک بود. چه باید کرد؟

خب٬ این خودش یک بحث علمی را میطلبد.  آیا تابه حال به واژه "بارهای حین ساخت"  (Construction Loads) برخورده اید؟ اساس قضیه اینست که تکنولوژی ساخت نیز علاوه بر بارهای اعمالی بر سازه٬ ممکن است بارهای جدیدی را به سازه اعمال کند.  مثلاً در مبحث پل سازی٬ اگر برای ساخت پل مجبوریم که از تکنولوژی ساخت خاصی استفاده کنیم٬ شاید که لازم باشد سازه را برای یک بارگذاری جدید که ریشه آن فقط و فقط روش ساخت است طراحی کنیم.  حالا جالب است که بعضی مواقع این بارها هستند که در طراحی سازه حاکم می شوند.  بهر حال٬ می توان یک تحقیق علمی خوب در این زمینه مربوط به مسیله ای که اشاره شد انجام داد.  اما اگر بخواهیم این مسئله را بصورت تقریبی و تجربی حل کنیم٬ بهتر است که دستورالعمل های ساده ای را رعایت کنیم.

 - به هواشناسی اهمیت دهیم.  روزهایی که وزش باد زیاد است (Windy Weather) از الم کردن سازه اجتناب کنیم.

 - اگر که مجبور به ادامه کار در حین وزش باد هستیم در طول برپا سازی به ارتفاع و عرض سازه عمود بر جهت وزش باد (سطح بادگیر سازه) دقت کنیم.  طوری باید کار را پیشرفت داد که همواره این عامل حداقل باشد.  

 - اگر در یک سایت با محوطه باز هستید احتمال تغییر جهت باد به نفع خود با آرایش و چیدمان مهندسی و حساب شده ماشین آلات کانتینرها و هر چیز دم دستتان که دارای حجم و سطح مناسبی است را بررسی کنید.  

 - استفاده از حایل برای افزایش پایداری هم گزینه مناسبی است.  

 - از علم مهندسی سازه نیز استفاده کنید.  در حین علم سازی سازه دقت کنید که اگر بعضی از اتصالات کامل جوشکاری شوند می توانید حداقل یک سازه معین پایدار داشته باشید.  اکنون باید مطمئن باشید که سازه معین انتخابی شما پایدار است.

 - موارد دیگری که نسبت به جایی که شما هستید احتمالاً وجود دارند که شما باید از خلاقیت خود کمک بگیرید.

جوشهای بی کیفیت ساختمانها

ساختمان ها اغلب به وسیله سازندگان غیرمتخصص و غیرمتعهد ساخته می شود. بنابراین رعایت نكردن الزامات كیفی در ساخت سازه‌ها و ساختمان‌ها تعجب‌آور نیست. این بخشی از گفته‌های مهندس علی امامیان استاد دانشگاه است. وی در خصوص «اهمیت جوش و بازرسی جوش» در سازه و ساختمان معتقد است: « فقدان نظارت صحیح و نبود آیین‌نامه‌های مدون و استاندارد از یك سو و نبود احساس نیاز به حضور مهندس و بازرسی جوش در سازه‌های فلزی از طرف دیگر موجب شده تا كیفیت ساخت كاهش یافت.»

به گفته وی آگاه نبودن مجریان، ناظران و پیمانكاران به علم مهندسی جوش و اعتقاد نداشتن به ضرورت حضور بازرسان جوش به عنوان یك فرآیند ویژه، اطلاعات و اصطلاحات اشتباه و دور از هر گونه پشتوانه علمی را در صنعت ساختمان رایج كرده است.
«در حال حاضر حضور یك بازرس جوش برای كنترل و تضمین كیفیت در جوش امری دور از ذهن، لوكس و غیرعملی به نظر می‌رسد.»
به اعتقاد این استاد دانشگاه تنها یك بررسی اجمالی نشان می‌دهد كه بی‌توجهی به این مقوله پیامدهای جانی و مالی بسیاری را به كشور تحمیل كرده است.
« اگر بم و كرمان را مورد مطالعه قرار دهیم خواهیم دید این مناطق از سال‌های 1233 در معرض زمین لرزه‌های شدید بوده كه البته تلفات جانی و مالی قابل توجهی به بار آورده است، با وجود تكرار این حوادث برنامه‌ریزی خاصی در بخش طراحی و ساخت و ساز در كشور انجام نگرفته است.»
وی در ادامه به بحث جوش در سازه اشاره كرده و می‌گوید: «هزینه‌های گزافی صرف انجام عملیات تعمیری و رفع اشكال در مقاطع زمانی خاص می‌شود و همین ما را با مسایل جدیدی مثل پیچیدگی و ضعیف شدن خواص مكانیكی در منطقه جوش و اطراف آن روبه‌رو می‌كند.»
راه حلی كه مهندس امامیان ارایه می‌دهد، آموزش مهندسان ناظر، دخالت دادن مهندسان جوش و بازرسان صلاحیت دار از سوی وزارت مسكن و شهرسازی و سازمان نظام‌ مهندسی است.
آموزش جوشكاران و انجام آزمون‌های تعیین صلاحیت از آنها و برگزاری دوره‌های آشنایی و مقدماتی، تخصصی در هر یك از مقاطع به طور زمان‌بندی شده و مداوم موارد دیگری است كه امامیان بر آن تاكید می‌كند.
وی معتقد است در صورت بی‌توجهی به اهمیت جوش و بازرسی جوش در ساختمان دور از ذهن نخواهد بود كه اتفاقات بم بار دیگر تكرار شود.

طبقه‌بندی الكترود (Electrode Classification)

طیف و انواع مختلفی از الكترودهای جوشكاری در صنعت تولید می‌شود و تحت عنوان‌های مختلف به بازار عرضه می‌شود. انجمن جوشكاری آمریكا (American Welding Society) به كمك یك سری اعداد الكترودها را طبقه‌بندی می‌كند كه مختصر شرح این طبقه‌بندی بصورت زیر می‌باشد

11ـ حرف E قبل از یك عدد چهار یا پنج رقمی EXXXXX منظور الكترود می‌باشد كه در روشجوشكاری با قوس الكتریكی مورد استفاده قرار می‌گیرد. چنانچه جوشكاری با روش گازانجام گیرد از كلمه E استفاده نمی‌شود بلكه بجای آن از كلمه RG استفاده می‌شود و منظور ایناست:

 22ـ دو یا سه رقم عدد چهار یا پنج رقمی بعد از حرف E مشخص كننده استحكام كششی جوش می‌باشد. مثلاً Elooxx, E60xx  كه منظور 60k.s.i یا 60000P.S.i و 100k.s.i یا 100,000منظور استحكام كششی جوش است كه ممكن است بر حسب Welded  As یا تنش زدائی شده (Stress Relieved) بیان گردیده باشد كه این موضوع توسط دستورالعمل سازنده مشخص می‌گردد.
ـ دومین عدد از سمت راست مشخص كننده موقعیت جوشكاری می‌باشد كه الكترود برای آن حالت طراحی شده است. بطور مثال الكترود با این كد EXX1X برای تمامی موقعیت‌های جوشكاری مورد استفاده می‌باشد:
 
جدول 5ـ رقم سوم یا چهارم در طبقه‌بندی الكترودها (EXXXX) Welding Rod Used for Gas Welding p.s.i 33

EXX1X	كاربری الكترود در همه موقعیت‌ها می‌باشد. All Position	منظور از 1
EXX2X	كاربری الكترود فقط برای Flat & Horizontal  می‌باشد.	منظور از 2
EXX3X	كاربری الكترود فقط برای حالت Flat می‌باشد.	منظور از 3
EXX4X	كاربری الكترود در همه موقعیت‌ها و V- down	منظور از 4

44ـ دو عدد آخر سمت راست مشخص‌كننده چندین عامل نظیر نوع منبع قدرت مورد استفاده (AC-DCSP-DCRP) همچنین نوع پوشش الكترود كه آیا مثلاً در پوشش پودر آهن وجود دارد یا نه و یا اینكه مشخص كننده الكترود كم هیدروژن است و یا هر دو.
به منظور بكارگیری الكترود دو عدد سمت راست (آخر) بایستی تواماً با یكدیگر مورد توجه قرار گیرند تا به كمك آنها بتوان تركیب پوشش وكاربرد صحیح الكترود را تشخیص داد.
 به طور مثال:
EXX10                                               High cellulose, Sodium

EXX11                                               High cellulose, Potassium 

EXX12                                               High Titania or Rutile, Sodium

EXX13                                               High Titania or Rutile, Potaxxium

EXX14                                               Iron Powder, Titania

EXX15                                               Low Hydrogen Sodium

EXX16                                               Low Hydrogen Potasium

EXX18                                               Iron Powder, Low Hydrogen

EXX20                                               High Iron Oxide

EXX24                                               Iron Powder, Titania

EXX27                                               Iron Powder, Iron Oxide

 EXX28                                               Iron Powder, Low Hydrogen  

در این راستا جداولی وجود دارد كه موقعیت (Position) و كاربرد (Application) و قطبیت (Polarity) را برای انواع الكترودها مشخص می‌نماید.

 

نوع جریان	موقعیت جوشكاری	نوع پوشش	كلاسAWS
DCRP	ALL	سلولز بالا، سدیم	E6010
DCPR, AC	ALL	سلولز بالا، پتاسیم	E6011
DCSP, AC	ALL	رتیل بالا، سدیم	E6012
DCSP,DCRP,AC	ALL	رتیل بالا، پتاسیم	E6013
DCSP, AC	F,H	اكسید آهن بالا	E6020
DCSP,DCRP,AC	F,H	اكسید آهن بالا	E6022
DCSP, AC	F,H	اكسید آهن و پودر آهن	E6027
DCSP,DCRP,AC	ALL	پودر آهن، رتیل	E7014
DCRP	ALL	هیدروژن پائین، سدیم	E7015
DCRP, AC	ALL	هیدروژن پائین، پتاسیم	E7016
DCRP, AC	ALL	هیدروژن پائین، پتاسیم، پودر آهن	E7018
DCSP,DCRP,AC	F,H	پودر آهن، رتیل	E7024
DCSP, AC	F,H	اكسید آهن و پودر آهن	E7027
DCRP, AC	F,H	هیدروژن پائین، پتاسیم، پودرآهن	E7028
DCRP, AC	F, H, V(Down-hill), OH	هیدروژن پائین، پتاسیم، پودر آهن	E7048

جوشكاری در حالات OH, V با الكترودهای نازكتر از 4.8mm و برای الكترودهای گروه E7015،،و E7018 با الكترودهای نازكتر از 4.0mm امكانپذیر است. الكترودهای گروهبرای جوشهای تك پاسه بكار می روند.
برای الكترودهای با استحكام كششی مساوی یا بالاتر از 70,000 psi بعد از چهار یا پنج x آورده شده، بعضی از كدها خط تیره و حرف و عددی نیز بدنبال دارد كه x انتهایی نشان دهنده تركیب شیمیائی فلز جوش (Weld Metal ) می باشد.
بطور مثال:
E6022 E70XX-X E7016 E7014

E80XX-X

E100XX-X

E110XX-X

 E120XX-X 
 
E8010-A1            ½%MO
E8010-B1            ½%Cr-1/2% Mo

E9010-B2 1          ¼% Cr-1/2% Mo
E9010-B3 2          ¼% Cr-1% Mo

E10010-C1 2        ½% Ni
E11015-C2 3        ¼% Ni

E12015-C3           1 % Ni, 0.35 Mo, 0.15 % Cr
E12015D1&D2     0.25-0.45% Mo, 1.25-2.00% Mn
E12015-G             0.5% Min Ni, 0.3%Min Cr 0.2% Min Mo
0.1%MiN V 
 
در حقیقت شماره الكترود توام با حرفی در پشت آن و به دنبال آن عددی گویای الكترودهایفولادی كم آلیاژ می باشد.
مشخص كننده فولاد كربنی مولیبدن دار است.
مشخص كننده فولاد محتوی Cr,Mo.
C مشخص كننده فولاد محتوی Ni.
D مشخص كننده فولاد محتوی Mn , Mo.
G برای سایر الكترودها و عناصر آلیاژی كم (Low Alloy Steel) می باشد.
مثال الكترود E8016-B2
1ـ E مشخص كننده الكترود
ـ 80 مشخص كننده حداقل استحكام كششی 80,000 Psi
3ـ 6 مشخص كننده الكترود كم هیدروژن، با پوشش پتاسیم
ـ عدد 1 بكارگیری الكترود در همه موقعیتها با جریان AC و DCRP
5ـ پسوند B2 مشخص كننده این است كه فلز جوش (الكترود) از نوع فولاد كم آلیاژی محتوی Cr وبا درصد ¼ Cr و ½
Mo می باشد B 2 4 Mo A

اثر طراحی و اجرای اتصالات جوشی بر سازه های فولادی

باگذشت حدود 50 سال از کاربرد اتصالات جوشی در صنعت ساختمان در ايران هنوز نقايص زيادی در اجرای ساختمانهای فولادی جديد مشاهده می شود. در يک بررسی اوليه عوامل زير را می توان به عنوان دلائل اصلی نقايص ذکر کرد:
عدم طرح دقيق اتصالات جوشی با توجه به عملکرد مورد نظر آنها
عدم انطباق اجرای معمول ساختمان با آئين نامه ها و دستورالعملها
کيفيت پائين جوش به علت عدم وجود آموزش کلاسيک کافی در اين زمينه برای مهندسان و جوشکاران
نبود نظارت اصولی و دقيق بر اجرای جوشکاری در ساختمانهای شهری در کشور.

در اين مقاله بعد از مرور خرابيهای سازه های فولادی در زلزله های گذشته ايران و جهان سعی گرديده تا طراحی و اجرای معمول و سنتی سازه های فولادی جوش شده در کشور با حالت قابل قبول آن مقايسه گردد. برای اين منظور از آئين نامه های معمول طراحی سازه های فولادی ايران و آئين نامه های طراحی کشورهای صنعتی زلزله خيز استفاده شده تا مشخص شود که چه مواردی از اجرا يا آئين نامه ها و دستورالعملهای اجرائی همخوانی ندارد. علاوه بر آن مطالعه ای بر روی نقاط ضعفی که ناشی از اجرای جوش می باشد انجام گرفته و در پايان پيشنهاداتی برای بهبود وضع موجود و کاهش خطرات ناشی از زلزله ها در اين نوع سازه ها ارايه گرديده است.

مقدمه

سازه فولادی از مجموعه ای از اعضای باربر ساخته شده از نيمرخهای فولادی يا ورق می باشد که به کمک اتصالات به يکديگر متصل می گردند.با توجه به روشهای تکامل يافته ای که برای توليد نيمرخ های فولادی به کار گرفته می شود اين مقاطع غالبا رفتار در حد قابل انتظاری از خود نشان می دهند. مساله بسيار مهم رفتار اتصالاتی است که الف) برای ساخت اعضای مرکب از نيمرخ و ورق برای يکپارچه نمودن اعضا(شامل تير و ستون و مهاربندها)در محل گره ها مورد استفاده قرار می گيرد.وسايلی که برای ساخت اعضا و اتصال آنها به يکديگر به کار می رود شامل پيچ و پرچ و جوش است.در اين ميان استفاده از جوش در ساختمان سازی متعارف در ايران بسيار رايج است.تا زمان وقوع زلزله نورث ريچ(1994)تصور بر این بود که در صورت رعايت اصول فنی در طرح و اجرای سازه های فولادی جوشی اين سازه هادر زلزله عملکرد قابل قبولی از خود نشان می دهند.اما وقوع اين زلزله اين فرض رازير سوال برد.در اين زلزله مشاهده شد که در بسياری از اتصالات , در محل درز جوش اتصال , فلز مادر(Base metal) دچار ترک يا بعضا شکست شده است.اين مساله باعث شد تا تحقيقات گسترده ای در مورد علت اين پديده صورت گيرد که اين تحقيقات تا به امروز ادامه دارد.از طرف ديگر مشاهده و تحقيق درباره وضعيت ساخت و ساز ساختمانهای فولادی نشان می دهد که اتصالات جوشی متداول در ايران از کيفيت مناسبی برخوردار نيستند و با وجود سابقه نسبتا طولانی در استفاده از جوشکاری در صنعت ساختمان هنوز نقايص زيادی در اين زمينه مشاهده می شود.
 
عملکرد لرزه ای ساختمانهای فولادی
براساس تجربه های حاصل از زلزله های گذشته و مطالعات انجام گرفته سازه هايی در برابر زلزله دارای عملکرد بهتری هستند که بتوانند ضمن حفظ پايداری و انسجام کلی خود انرژی ناشی از زلزله را تا حد امکان جذب و مستهلک نمايند.با توجه به منحنی نيرو-تغيير مکان سازه ها و توجه به اين مطلب که سطح بين منحنی نيرو-تغييرمکان و محور تغييرمکان نشان دهنده ميزان انرژی جذب شده توسط سازه است.هر چه سازه شکل پذيرتر باشد انرژی بیشتری را هنگام زلزله جذب کرده و رفتار مطلوبتری دارد.فولاد نرمه به علت طبيعت شکل پذير از اين نظر ماده مناسبی می باشد و می تواند ميزان زيادی انرژی جذب کند.اما تجربه نشان داده است که در سازه های فولادی در صورت عدم استفاده از اتصالات مناسب عملکرد مناسب لرزه ای آنها مناسب و قابل قبول نخواهد بود و در اثر زلزله دچار شکست سازه ای و يا انهدام خواهد شد.در زلزله منجيل (1369) مشاهده شد که تعدادی از ساختمانهای فولادی دچار تخريب کامل شدند. رفتار اين سازه ها در اين زلزله ثابت کرد که در بسياری از موارد سازه های موجود دارای سيستم مقاوم زلزله مناسبی نيستند.استفاده از تيرهای خورجينی(تيرهای سرتاسری در دو طرف ستون با اتصال نبشی) و عدم شناخت سيستم حاصل و مدل صحيح برای اين اتصالات باعث شده اين سيستم از نظر مهندسی زلزله بسيار آسيب پذير تلقی گردد.درس حاصل از اين زلزله کيفيت پايين ساخت و ساز شهری بودکه در سالهای اخير تلاشهايی برای اصلاح آن به عمل آمده است.در زلزله نورث ريچ آمريکا مشاهده شد که در بسياری ازساختمانهای فولادی اتصال تيرها و ستونها دچار ترک و يا بعضا شکست شد.بيشتر اين ترکها و شکستها در بال ستون اتفاق افتاده است.
 
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 استثنايی به شمار می آيد.در نيمه دوم اين دهه دهها هزار سازه فولادی در تهران و شهرهای بزرگ ايرن 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 نيروز 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 :
عدم انطباق اجرای معمول سازه های فولادی با آيين نامه ها و دستورالعملها
كيفيت پايين جوش به علت عدم آموزش کلاسيک کافی در اين زمينه برای جوشکاران و مهندسان
نبود نظارت اصولی و دقيق بر اجرای جوشکاری در ساختمانهای شهری در کشور
عدم طرح دقيق اتصال جوشی با توجه به عملکرد مورد نظرآنها
عدم انطباق اجرای معمول سازه های فولادی با آيين نامه ها و دستورالعملها
 
در بسياری از موارد طرز اجرای متداول جوش باجزييات ارايه شده در آيين نامه تطابق ندارد.اين موارد ناشی از موارد متعددی است که از ميان آنها به موارد زير می توان اشاره کرد:
الف) آشنا نبودن مهندسين سازه به مسايل اجرايي و در نتيجه ارايه نقشه ها و جزئيات غيرقابل اجرا
ب) گران تر بودن هزينه اجرای جزييات آئين نامه نسبت به روش سنتی اجرا
پ)آگاه نبودن کارفرما و يا مهندس مجری طرح به جزييات آئين نامه و عدم
 
توانايي در تميز دادن حالات مختلف از يکديگر
بعد از اجباری شدن آيين نامه2800(1368) اهميت وجود سيستم مقاوم در برابر زلزله از يک طرف و محدوديتهای معماری برای استفاده از سيستم مهاربندی از طرف ديگر باعث استفاده روزافزون از سيستم قاب خمشی در جهت عرضی ساختمانها شد.در اين سيستم اتصال تير به ستون از نوع گيردار بوده يعنی بايد توانايي انتقال برش و لنگراز تير به ستون وجود داشته باشد.در اين نوع اتصالات از ورقهای بالاسری و زيرسری که در محل اتصال به ستون برای ايجاد جوش نفوذی کامل خورده است استفاده می شود. اما از آنجاييكه متاسفانه عمليات جوشکاری در محل کارگاههای ساختمانی و نه در محل کارخانه صورت می گيرد کنترل كيفيت جوش بخصوص در هنگام مونتاژ درارتفاع زياد از سطح زمين حتی به صورت عينی(Visual) امکان پذير نمی باشد. همچنين معمولا در محل اتصال ورق به ستون به جای جوش نفوذی از جوش گوشه استفاده می شود در نتيجه هنگام زلزله اين نقاط علاوه بر تحمل نيروی کمتر در حالت تردشکن گسيخته خواهد شد. زمانی که در يك عضو فشاری ازدومقطع در کنار يكديگر استفاده می شود بايد هم پايداری کل عضوبه عنوان یک المان و هم پایداری تک تک مقاطع کنترل شود تاهیچکدام تحت تاثیر نیروی فشاری به طور جداگانه دچار کمانش نشوند.برای اين منظور اين مقاطع بايد در فواصل مشخص به يكديگر متصل شوند تاطول آزاد آنها کاهش يابد. بسياری از اوقات بادبندهای دوبل در طول خود به يكديگر وصل نمی شوند و در نتيجه دومقطع بايكديگر عمل نمي كنند و بار بحرانی عضو کمتر از مقداری است که مهندس سازه در محاسبات خود منظور نموده است. مبحث دهم مقررات ملی ساختمان حداکثر فاصله بين جوش دومقطع در ستونهای تركيبي را مقرر نموده است.اما در موارد زيادی مشاهده می شود که فاصله بين جوش ستونها بيشتراز اين مقدار است.
 
كيفيت پايين جوش به علت عدم آموزش کلاسيك کافی در اين زمينه برای جوشکاران و مهندسان
يكی از مهمترين اشکالات موجوددر اجرای ساختمانهای فولادی در کشور كيفيت پايين جوشکاری ساختمان می باشد.عوامل مختلفی در اين امر تاثير می گذارند.استفاده ازجوشهای کارگاهی حتی در مورد جوشهای نفوذی و اجرای کل جوشکاری درکارگاه ساختمانی و استفاده از نيروی انسانی غيرمجرب از عوامل اصلی پايين آمدن كيفيت جوشکاری ساختمان می باشد.در نتيجه عوامل برشمرده شده مشکلات عديده ای گريبانگير اتصالات جوشی می باشد.
در بسياری از موارد سطح فلز در حال جوش آلوده به روغن يا مواد نامناسب ديگر است و يا اينکه روی فلززنگ زده يا رنگ خورده جوش داده می شود.گاه در فاصله بين پاسهای متوالی جوش حتی از جدا نموده گل جوش نيز خودداری می شود و يابدون برداشتن گل جوشکاری اقدام به زدن رنگ ضدزنگ می شود.از انواع جوشهايي که در کارهای ساختمانی بسيار از آن استفاده می شود جوش سربالا می باشد. به علت سختی اجرا در غالب موارد اين نوع جوش از كيفيت پاييني برخوردار است. در بسياری از موارد در اثر استفاده از تکنيكهای نامناسب جوشکاری نقايصی چون تابيدگی و پيچش در قطعات اتفاق می افتد.
عيوبی نظير نفوذ ناقص بريدگی کناره جوش اختلاط سرباره تخلخل و وجود ترک درفلز مادر باعث کاهش ظرفيت باربری قطعات می شود. يكی از متداولترين اشکال مقاطع مورد استفاده در سازه های فولادی تيرهای لانه زنبوری می باشد.بسياری از مجريان طرح اين تيرها را در وضعيت نامطلوبی در کارگاه ساختمانی مونتاژ می کنند. در بسياری از موارد جوش ميانی تير از كيفيتت پايينی برخورداراست و با توجه به اهميت عملکرد مناسب اين قسمت و تقويتهای لازم درمجل تكيه گاه تير و وسط آن صورت نمی پذيرد. متاسفانه طراحی و اجرای پلکانهای فولادی در ساختمانها نيز از كيفيت پاييني برخوردار است و با توجه به اهميت عملکرد مناسب اين قسمت ساختمان پس از زلزله دقت لازم در ساخت آن مبذول نمی شود .
 
نبود نظارت اصولی و دقيق بر اجرای جوشکاری در ساختمانهای شهری در کشور
با توجه به اهميتی که شهرداری برای مسايلی از قبيل پاركينگ و نورگيرها و مسايلی از اين دست قايل است مشاهده می شود که بيشتر توجه مهندسان نيز به اين امور معطوف می باشد و توجه چندانی به مسايل سازه ای نمی شود.البته بايد به اين نکته نيز اشاره شود که به علت عدم وجود آموزش جوشکاری در واحدهای درسی دانشجويان عمران مهندسينی که از دانشگاه فارغ التحصيل می شوند در اين زمينه دارای اطلاعات کافی نيستند و به عنوان مهندس ناظر نمی توانند مسووليت خود را به نحواحسن انجام دهند.البته بايد به اين موارد مساله سختی کار را نيز افزود.به علت جوشکاری در ارتفاع غالب مهندسين از انجام بازديد از اين جوشها طفره می روند. در نهايت امر اينکه آنطور که از ظواهر امر مشخص است شهرداريها نيز در اين زمينه کوچکترين نقشی ايفا نمی کنند و هيچگونه نظارتی بر اجرای ساختمانها ندارند.
 
عدم طرح دقيق اتصال جوشی با توجه به عملکرد مورد نظرآنها
بسياری از کارفرمايان عمل طراحی سازه و ايجاد تمهيدات مقابله با زلزله را يك امر زايد می دانند و تلاش می کنند تا کمترين هزينه ممکن را صرف اين کار نمايند.از طرف ديگر شهرداريها کمترين نظارتی بر طرح و اجرای سازه ها نداشته فقط به مسايل معماری دقت می کنند. اين عوامل دست به دست هم می دهد تا فقط حق امضای مهندسين سازه اهميت داشته باشد و طرح از حداقل اهميت برخوردار باشد به خاطر همين موضوع مهندسين سازه اغلب کمترين وقت را صرف اين عمل می نمايند و بالطبع دقت لازم را در طرح اتصالات جوشی مبذول نمی شود. بعضی اوقات از اتصالات طرح شده برای يك ساختمان در نقشه های ديگر ساختمانها استفاده می شود. در بسياری از موارد جزييات اتصالات موجود در نقشه ها نامفهوم بی دقت و ناقص است.
 
نتيجه گيری و پيشنهادات
از بررسی های انجام شده بر روی ساخت وساز ساختمانهای فلزی در سطح تهران مشخص است که هنوز مشکلات زيادی در طرح و اجرای اين سازه ها وجود دارد. و عمده مشکلات و نقايص مربوط به اتصالات جوشی است.اجرای جوش کارگاهی و نبود آموزش کافی برای مهندسان عمران و عدم نظارت کافی بر حسن اجرای جوش و ... مشکلاتی است که اين صنعت را رنج ميدهد.و برای رفع اين موارد بهترين راه در صورت امکان استفاده از جوش در کارخانه به جای جوش کارگاهی
بالابردن سطح آگاهی عمومی جامعه درباره زلزله بر ساختمانها
آموزش جوشکاری به جوشکاران و دادن گواهينامه به جوشکاران ماهر ساختمانی
آموزش جوشکاری به عنوان واحد درسی به مهندسين عمران و يا ايجاد شاخه جديدی
تحت عنوان بازرسی جوش اسکات برای مهندسين ناظر
تقو يت سيستم نظارتی موجود و ايجاد سيستم های نظارتی ناظربر کار مهندسين عمران
 
جوشکاری با گاز يا شعله
جوشکاری با گاز شعله يكی ازاولين روشهای جوشکاری معمول در قطعات آلومينيومی بوده و هنوز هم در کارگاههای کوچک در صنايع ظروف آشپزخانه و دکوراسيون و تعميرات بکارميرود.در اين روش فلاکس يا روانساز يا تنه کار برای برطرف کردن لايه اكسيدی بکار ميرود.
مزايا:سادگی فرايند و ارزانی و قابل حمل و نقل بودن وسايل
محدوده کاربرد:ورقهای نازک 8/0تا 5/1ميليمتر
محدوديتها:باقی ماندن روانساز لابلای درزها و تسريع خوردگی - سرعت کم – منطقه H.A.Zوسيع است .
قطعات بالاتر از 5/2ميليمتر را به دليل عدم تمرکز شعله و افت حرارت بااين روش جوش نميدهند.
 
حال می پردازيم به چگونگی تامين حرارت در اين فرايند
حرارت لازم در اين روش از واکنش شيميايي گاز با اکسيژن بوجود می آيد.
حرارت توسط جابجايي و تشعشع به كار منتقل مي شود.قدرت جابجايي به فشار گاز و قدرت تشعشع به توان چهارم درجه حرارت شعله بستگی دارد. لذا تغيير اندکی در درجه حرارت شعله می تواند ميزان حرارت تشعشعی و شدت آنرا بمقدار زيادی تغيير دهد.درجه حرارت شعله به حرارت ناشی از احتراق و حجم اکسيژن لازم برای احتراق و گرمای ويژه و حجم محصول احتراق(گازهای توليد شده) بستگی دارد. اگر از هوا برای احتراق استفاده شود مقدار ازتی کهوارد واکنش سوختن نمی شود قسمتی از حرارت احتراق راجذب کرده و باعث کاهش درجه حرارت شعله می شود.بنابراين تنظيم کامل گاز سوختنی و اکسيژن لازمه ايجاد شعله بادرجه حرارت بالاست. گازهای سوختنی نظير استيلن يا پروپان يا هيدروژن و گاز طبيعی نيز قابل استفاده است که مقدار حرارت احتراق و در نتيجه درجه حرارت شعله نيز متفاوت خواهد بود. در عين حال معمولترين گاز سوختنی گاز استيلن است.
تجهيزات و وسايل اوليه اين روش شامل سيلندر گاز اکسيژن و سيلندر گاز استيلن يا مولدگاز استيلن و رگولاتور تنظيم فشار برای گاز و لوله لاستيكی انتقال دهنده گاز به مشعل و مسعل جوشکاری است.
استيلن با فرمول C2H2 و بوی بد در فشار بالا ناپايدار و قابل انفجار است و نگهداری و حمل و نقل آن نيازبه رعايت و مراقبت بالا دارد.فشار گاز در سيلندر حدودpsi 2200 است و رگولاتورها اين فشار را تا زير psi 15 پايين می آورند.و به سمت مشعل هدايت می شود.(در فشارهای بالا ايمنی کافی وجود ندارد).توجه به اين نکته نيز ضروری است که اگر بيش از 5 مترمکعب در ساعت ازاستيلن استفاده شود از سيلندر استن بيرون خواهد زد که خطرناک است.
بعضی اوقات از مولدهای استيلن برای توليد گاز استفاده می شود. بر اساس تركيب سنگ کاربيد با آب گاز استيلن توليد مي شود.
CaC2 + 2 H2O = C2H2 + Ca(OH)2
 
روش توليد گاز با سنگ کاربيد به دو نوع کلی تقسيم مي شود.
1-روشی که آب بر روی کاربيد ريخته مي شود.
2-روشی که کاربيد با سطح آب تماس حاصل مي کند و باکم و زياد شده فشار گاز سطح آب در مخزن تغييرمی کند.
رگولاتورها ( تنظيم کننده های فشار) هم دارای انواع گوناگونی هستند و برای فشارهای مختلف ورودی و خروجی مختلف طراحی شده اند.رگولاتورها دارای دو فشارسنج هستند که يکی فشار داخل مخزن و ديگری فشار گاز خروجی را نشان مي دهند. رگولاتورها در دو نوع کلی يك مرحله ای و دومرحله ای تقسيم مي شوند که اين تقسيم بندی همان مکانيزم تقليل فشار است. ذکر جزييات دقيق رگولاتورها در اينجا ميسر نيست اما اطلاع از فرايند تنظيم فشار برای هر مهندسی لازم است(حتما پيگيرر باشيد).
کار مشعل آوردن حجم مناسبی از گاز سوختنی و اکسيژن سپس مخلوط کردن آنها و هدايتشان به سوی نازل است تا شعله مورد نظر را ايجاد کند.
اجزا مشعل: الف-شيرهای تنظيم گاز سوختنی و اکسيژن ب-دسته مشعل ج-لوله اختلاط د-نازل
قابل ذکر اینکه طرحهای مختلفی درقسمت ورودی گاز به لوله اختلاط مشعل وجود دارد تا ماکزيمم حرکت اغتشاشی به مخلوط گازها داده شود و سپس حرکت گاز در ادامه مسير در ادامه مشعل کندتر شده تا شعله ای آرام بوجود آيد.
 
در انتها يادآور می شود مطالب بسيار زيادی در اين خصوص وجود داشت که بدليل عدم امکان نمايش تصاوير که عمدتا اسکن هم نشده اند بيش از اين به شرح و توضيح آنها نپرداختم.از جمله اين مطالب شناسايي نوع شعله(از لحاظ قدرت و کاربرد) بود.يا نشان دادن چند نوع رگولاتور از نمای شماتيک و ... .اما هيچکدام از اين مطالب و عکسها جايگزين چند ساعت تمرين عملی در کارگاه نيست.
 
 
پيچيدگی((Distortion
پيچيدگی وتغييرابعاد يكی ازمشکلاتی است که در اثراشتباه طراحی و تکنيك عمليات جوشکاری ناشی مي شود. با فرض اجتناب از ورود به مباحث تئوريك تنها به اين مورد اشاره مي كنيم که حين عمليات جوشکاری به دليل عدم فرصت کافی برای توزيع يکنواخت بار حرارتی داده شده به موضع جوش و سرد شدن سريع محل جوش انقباضی که ميبايست در تمام قطعه پخش مي شد به ناچار در همان محدوده خلاصه مي شود و اين انقباض اگر در محلی باشد که از نظر هندسی قطعه زاويه دار باشد منجر به اعوجاج زاويه ای(Angular distortion) مي شود.در نظر بگيريد تغيير زاويه ای هرچند کوچک در قطعات بزرگ و طويل چه ايراد اساسی در قطعه نهايي ايجاد می کند.
حال اگر خط جوش در راستای طولی و يا عرضی قطعه باشد اعوجاج طولی و عرضی(Longitudinal shrinkage or Transverse shrinkage) نمايان ميشود.اعوجاج طولی و عرضی همان کاهش طول قطعه نهايي قطعه مي باشد. اين موارد هم بسيار حساس و مهم هستند.
نوع ديگری از اعوجاج تاول زدن يا طبله کردن و يا قپه Bowing)) مي باشد.
ذکر يكی از تجربيات در اين زمينه شايد مفيد باشد. قطعه ای به طول 20 متر آماده ارسال برای نصب بود که بنا به خواسته ناظر ميبايست چند پاس ديگر در تمام طول قطعه جوش داده مي شد.تا ساق جوش 2-3ميليمتر بيشتر شود.بعد از انجام اينکارکاهش 27ميليمتری در قطعه بوجود آمد. واين يعنی فاجعه .چون اصلاح کاهش طول معمولا امکان پذير نيست و اگر هم با روشهای کارگاهی کلکی سوار کنيم تنها هندسه شکل رااصلاح کرده ايم و چه بسا حين استفاده از قطعه آن وصله کاری توان تحمل بارهای وارده را نداشته باشد وايرادات بعدی نمايان شود.
بهترين راه برای رفع اين ايراد جلوگيری ازبروز Distortion است. و(طراح يا سرپرست جوشکاری خوب) کسی که بتواند پيچيدگی قطعه را قبل ازجوش حدس بزند و راه جلوگيری از آن راهم پيشنهاد بدهد.
 
بعضی راهکارهای مقابله با اعوجاج:
اندازه ابعاد را کمی بزرگتر انتخاب کرده ...بگذاريم هر چقدر که ميخواهد در ضمن عمليات تغيير ابعاد و پيچيدگی در آن ايجاد شود.پس از خاتمه جوشکاری عمليات خاص نظير ماشين کاری...حرارت دادن موضعی و يا پرسکاری برای برطرف کردن تاب برداشتن و تصحيح ابعادانجام ميگيرد.
حين طراحی و ساخت قطعه با تدابير خاصی اعوجاج را خنثی کنيم.
از تعداد جوش کمتر با اندازه کوچکتر برای بدست آوردن استحکام مورد نياز استفاده شود.
تشديد حرارت و تمرکز آن بر حوزه جوش در اينصورت نفوذ بهتری داريم و نيازی به جوش اضافه نيست.
ازدياد سرعت جوشکاری که باعث کمتر حرارت ديدن قطعه مي شود.
در صورت امکان بالا بردن ضخامت چراکه در قطعات با ضخامت کم اعوجاج بيشتر نمود دارد.
تا حد امکان انجام جوش در دوطرف کار حول محور خنثی
طرح مناسب لبه مورد اتصال که اگر صحيح طراحی شده باشد ميتواند فرضا مصالح جوش را در اطاف محور خنثی پخش کند و تاحد زيادی از ميزان اعوجاج بکاهد.
بکار بردن گيره و بست و نگهدارنده باری مهار کردن انبساط و انقباض ناخواسته درقطعه
 
عوامل مهم بوجود آمدن اعوجاج :
حرارت داده شده موضعی , طبيعت و شدت منبع حرارتی و روشی که اين حرارت به کار رفته و همچنين نحوه سرد شدن
درجه آزادی يا ممانعت بکار رفته برای جلوگيری از تغييرات انبساطی و انقباظی. اين ممانعت ممکن است در طرح قطعه وجود داشته باشد و يا از طريق مکانيكي (گيره يا بست يا نگهدارنده و خالجوش)اعمال شود.
تنش های پسماند قبلی در قطعات و اجزا مورد جوش گاهی اوقات موجب تشديد تنش های ناشی از جوشکاری شده و در مواردی مقداری از اين تنش ها را خنثی مي کند.
خواص فلز قطعه کار واضح است که در شرايط مساوی طرح اتصال(هندسه جوش) و جوشکاری مواردی مانندميزان حرارت جذب شده در منطقه جوش و چگونگی نرخ انتقال حرارت و ضريب انبساط حرارتی و قابليت تغيير فرم پذيری و استحکام و بعضی خواص ديگر فلز مورد جوش تاثير قابل توجهی در ميزان تاب برداشتن دارد.مثلا در قطعات فولاد آستنيتي زنگ نزن مشکل پيچيدگی به مراتب بيشتر از فولاد کم کربن معمولی مي باشد.
يک نمونه کامل برای PQR که در صفحه يک به شرح اتصال پرداخته شده و در صفحات بعد ۲ و ۳ نتايج ازمايشات ارايه شده.
نکته ای جالب تعدد آزمايشات است و تصور ميکنم به خاطر استفاده از استانداردBSاست که سختگيرانه است.در استانداردAWSتعداد آزمايشات از ۶فراتر نميرود.
دوستان و همکاران گرامی در صورتيکه نکات قابل ذکر و کاربردی در اين زمينه دارند برای اطلاع ديگران و اعتلای سطح علمی ديگر همکاران ميتوانند در اين صفحه در اختيار ديگران بگذارند.با کمال ميل منتظر نظرات شما هستم.
 
توضيحاتی پيرامون WPS & PQR
در نظر بگيريد در کارخانه ای بزرگ که تعداد زيادی پروژه در دست انجام است مسوول کنترل كيفي و يا ناظر هستيم. و با انواع و اقسام حالات جوشکاری برخورد مي كنيم ....انواع الکترودها,ورقها با ضخامتهاي متفاوت, ماشينهای مختلف که تحت شرايط خاصی تنظيم شده است ,جوشكاران كه اغلب به روش سنتي(بدون رعايت اصول علمي)جوشكاري ميكنند را در نظر بگيريد. بهترين کار چک کردن کار با کتابچه ای است که به عنوان WPS((Welding Procedure spcificationمعروف است. هر چند کاربرد اصلی اين دفترچه برای پرسنل توليد است اما در واقع زبان مشترک توليد کننده و بازرس و ناظر مي باشد که در بعضی مواقع کارفرماهای بزرگ خودشان WPSمورد قبول خود را به سازنده ارايه مي کنند و بنای بازرسی ها را بر اساس آن قرار مي دهند. فکر مي کنم تا حدودی مفهوم را ساده کرده باشم.
استاندارد مرجعAWSََ حدود 170 نوع اتصال را با پوزيشنهای متفاوت معرفی کرده و انواع پارامترهای جوشکاری را برای تمامی انواع فرايندها(SMAW-MIG/MAG-TIG-SAW-…)معرفي کرده اين متغيرها شامل محدوده ضخامت مجاز برای نوع اتصال –دامنه تغييرات مجاز برای آمپر- ولتاژ-قطر الکترود-نوع پودر-زاويه کونيك کردن-روش پيش گرم و پسگرم-و ... مي باشد. که بخشی از وظيفه QC_MAN کنترل ميزان تطابق روش جاری جوشکاری با روش مشخص شده در WPS است. در بعضی از موارد خاص که استاندارد روش خاصی ارايه نداده اغلب يك طراح جوش بنا به تجربيات خود پروسيجری ارايه مي دهد. در بعضی شرکتهای بزرگ برای هر پروژه ای يك دفترچه WPS موجود است اما از آنجا که روشها و امکانات موجود هر کارخانه اغلب ثابت است لذا بنظر ميرسد که نيازی به -WPS هاي متفاوت نباشد. و تجربه نشان داده که برای کارهای مشخص و ثابت بهتر است يك WPS تهيه شود و از تعدد ايجاد مدارک و مستندات دست وپاگير جلوگيری شود. يك WPS معمولي ميتوانيد در حدود 200-250 صفحه باشد.يعني به همين تعداد اتصالات مختلف را نشان داده و روش جوشکاری مربوطه را توضيح داده است.
 
PQR
(Procedure Qualification Record)
)ابتدا توضيح کوتاهی در مورد خود PQR لازم است که بايد گفت PQR نتايج آزمايشات مخرب و غير مخرب در مورد يك نوع مسخص جوش است.که از طرف آزمايشگاههای معتبر بايد ارايه شود)
حال به اين سوال ميرسيم که از کجا اعتبار يك WPS را بفهميم؟ ومديران خط توليد يا تضمين كيفيت و يا ناظران و کنترل كيفيت چطور از اعتبار WPS اطمينان حاصل مي کنند؟
قطعا آن قسمت از WPSکه از متن استاندارد استخراج شده نياز به اين کار ندارد چراکه تمامی موارد پيشنهادی استاندارد هم حاصل تجربيات گروه زيادی از متخصصان بوده است وفلسفه استفاده از استاندارد کوتاه کردن مسير تجربه است تا زودتر به نتيجه دلخواه برسيم.ولی جدا از نحوه برداشت ما از استاندارد در استاندارد AWSمشخصا به اين موضوع اشاره شده که برای موارد پيشنهادی استاندارد نيازی به PQR نيست.
اما برای آن مواردی که از استاندارد استخراج نشده و پيشنهاد واحد طراحی و يا مشاور طرح بوده بايد حتما PQR تهيه شود.
 
روش تهيه PQR:
فرض كنيم نياز داريم برای 70 نوع از انواع اتصالات PQR تهيه كنيم.آيا بايد70نمونه تهيه كنيم؟ و آيا اين کار عاقلانه است؟ مسلما خير.
بنابر جداول مربوط به تهيه نمونه برای PQR مي توان تعداد ار کمتری برای تاییدیه روش جوشکاری( PQR) تهیه کرد به این ترتیب که در جداول مربوطه بنا بر تغییرات ضخامت قطعات در اتصالات شبیه یه هم تعداد نمونه و نوع و تعداد آزمایشات برای آن نمونه معرفی شده. که پس از فرستادن قطعات به ازمایشگاههای ذیصلاح و گرفتن جواب مثبت میتوان به آن WPS اعتماد کرد و جوشکاری را آغاز کرد.
 
مثال:
فرض كنيد دفترچه WPS را براي تهيه PQR در اختيارداريد.مراحل زير برای تهيه PQRپيشنهادد مي شود.
1-اتصالاتی که در استاندارد وجود دارد راتنها با متن استاندارد مطابقت دهيد تا چيزی از قلم نيفتاده باشد و تلرانسها دقيقا استخراج شده باشد و نظاير اين...
2-در مورد اتصالات شبيه به هم با مراجع به استاندارد يكي از پرکاربردترين ضخامتها را انتخاب كنيد.برای کارهای سازه ای و اتصال نوع Grooveفرض كنيد که 45 نوع ضخامت مختلف به شما معرفی شده .بهترين کار اين است که با مراجعه به جداول استاندارد بهترين نمونه برای تهيه PQR انتخاب كنيم كه اين بهترين انتخاب اغلب پرکاربردترين يا حساسترين اتصال است.مثلا Grooveبا ضخامت 30-30که بنابر جدول استاندارد میبینیم که این نوع اتصال محدوده ضخامتیmm 3 تاmm 60 را با اعتبار میبخشد یعنی برای ضخامت 2 تا 60 ديگر نيازی به تهيه PQR نداريم و اين از مزايای استفاده از استاندارد است.
3-حال که نمونه مورد نظر راانتخاب کرديم بايد در ابعاد مشخص(طول و عرض) که باز هم در استاندارد آمده است آنرا تهيه كنيم و توسط يك جوشکار که دارای کارت صلاحيت جوشکاری در حالت مربوطه(1G-2G-1F-2F و غیره) است جوشکاری انجام شود.
4-قطعه مور نظر را به آزمايشگاه های معتبر ارسال مي كنيم تا تحت تستهای مختلف قرار گيرد. اين تستها اغلب خمش کناره-راديوگرافی-ماکرواچ-شکست و ... است.
5-پس از اعلام نتيجه مثبت آزمايشگاه مي توان جوشکاری را آغاز نمود.
 
در پايان اين مطلب ذکر اين نکته لازم است که شايد توضيحات  کمی ناقص باشد اما اگر کسی در حيطه اي اين کار باشد کاملا متوجه توضيحات مي شود.اما دوستان ديگر هم اگر سوالی در اين مورد داشتند مطرح کنند...در حد توان در خدمت هستم.
 
نکاتی در مورد جوشکاری فولادهای ضدزنگ و ضدخوردگی
خصلت اصلی فولادهای استنلس مقاومت در برابر زنگ خوردگی است (داشتن کرم بيش از 12% مويد همين مطلب است). نيكل موجود در اين فولادها حتی به مقدار زياد هم نمي تواند به تنهايي مقاومت در برابر خوردگی را زياد کند.ولی با حضور کرم مي تواند تا حد زيادی این وظيفه را بخوبی انجام دهد.مزيت اصلی نيكل تسهيل ايجاد فاز آستينيت و بهبود خاصيت مقاوم به ضربه فولادهای کرم نيكل دار است. موليبدن شرائط خنثی سازی اين فولاد را تثبيت می کند و عموما عامل افزايش مقاومت به خوردگی موضعی(Pitting) است.
به منظور اطمينان از تشكيل کاربيدهای پايدار که باعث افزايش مقاومت به خوردگی بين دانه ای مي شود افزودن Ti و Nb به انواع معيني از فولادهای کرم-نيكل دار ضروری است.
کرم و کربن عناصر اصلی اينگونه از فولادها را تشكيل مي دهد. هر چند که مقدار کربن کمتر از 04/0درصد است تاثير کرم بر استحکام کششی حتی در مقادير 13 و 17و 20درصد بسيار ناچيز است. در حاليكه در مقادير زيادتر کربن با عمليات حرارتی مناسب امکان دست يابی به استحکام کششی مناسب و عملياتت مکانيكي مورد نظر فراهم مي شود.
با توجه به زيرساختار فولادهای کرم دار را به شرح زير مي توان دسته بندی کرد:
الف-فولادهای کرم دار-فريتي(12 تا 18 درصد کرم -1/0درصد کربن)
ب- فولادهای کرم دار-نيمه فريتي(12 تا 14 درصد کرم -08/0 تا 12/0 درصد کربن)
ج-فولادهای کرم دار-مارتنزيتي(12 تا 18 درصد کرم و بيش از 3/0 درصد کربن)
د- فولادهای کرم دار-قابل عمليات حرارتی(12 تا 18 درصد کرم -15/0 تا 20/0 درصد کربن)
 
اين دسته بندی را در مورد جوش پذيری نيز مي توان تکرار کرد.
تحت شرايط حرارتی نامناسب فولادهای فريتي(گروه الف) تمايل به تشكيل دانه های درشت نشان مي دهند. انرژی حرارتی ناشی از جوشکاری منجر به رشد دانه بندی مي شود که نمي توان آنرا با پس گرمايش برطرف نمود.در نتيجه کاربيد رسوب مي کند و در مرز دانه های فريت باعث شکنندگی و کاهش شىيى مقاومت به ضربه فلؤ جوش ميشود.برای غلبه بر اين حالت بايد از الکترود آستنيتي تثبيت شده با 19 درصد کرم و 9 درصد نيكل استفاده نمود.فلز جوشی که بدين ترتيب حاصل مي شود دارای خاصيت آستينيتي و مقاومت به ضربه بالا است.فلز جوشی که بدين طريق حاصل مي شود از نظر مقاومت به خوردگی مطابق فولادهای ضدزنگ فريتي مي باشد اما از نظر ظاهر با فلز مبنا تفاوت رنگ دارد.در صورتي که اجبار در يكرنگی باشد بايد از فيلر متال مشابه( مثلا 18 درصد کرم به همراه کمی Ti)استفاده شود.Tiدر مقادير جزيي نقش موثر در ريز دانه کردن فلز جوش دارد.
بعلت رابطه گريز ناپذير بين رشد دانه ها با از دست رفتن استحکام ضربه ای چاره ای جز کاستن از تنش های حرارتی ناشی از عمليات جوشکاری وجود ندارد و برای نيل به اين منظور تمهيداتی نظير الکترود با قطر کم و سرعت جوشکاری بیشتر و پيش گرمايش 200تا 300 درجه سانتي گراد بايد به کار رود.
پس گرمايش در حدود 700 تا 800 درجه سانتي گراد خاصيت استحکام به ضربه فلز جوش را بهبود مي دهد.
همچنين آنيلينگ(Annealing)به مدت کم نيز باعث تجمع کاربيد شده و تا حدی شکنندگی فلز جوش را جبران مي کند و همينطور به تنش گيری نيز کمک مي کند. ولی هرگز باعث رفع کامل درشت دانگی HAZ نمي شود.
اقدامات مشابهی حين جوشکاری فولادهای نيمه فريتي و کوئنچ تمر شده با 12 تا 14 درصد کربن (دسته ب ) نيز ضروری است. مي دانيم که سرد کردن سريع باعث تشكيل فاز شکننده مارتنزيتي مي شود لذا ضرورت دارد که درجه حرارت قطعه حين انجام جوش بالا نگهداشته شود. قطعه کار ابتدا 300 تا 350 درجه پيش گرم مي شود.درجه حرارت بين پاسی(Inter pass) 300 درجه مناسب است و از اين کمتر نبايد شود.ضمنا قطعه کار بايد بلافاصله در دمای 700 تا 760 درجه پس گرم شود.اين سيكل حرارتی در مجموع باعث ايجاد فلز جوشی با ساختار يكنواخت و چقرمه در کل طول درز جوش مي شود و خطر شکنندگی و رشد دانه ها را تا حدود زيادی مرتفع مي کند.
فولادهای کرم دار مارتنزيتي (دسته ج)معمولا قابل جوش نيستند و صرفا به منظور تعمير و اصلاح عيوب جوشکاری بر روی آنها انجام مي پذيرد. برای جوشکاری فولادهای کرم دار با 12 تا 14 درصد کرم مقدار کربن در فيلر متال نبايد از 25/0درصد تجاوز کند.اين نوع فولاد در هوا سخت مي شود.از اين رو هيچ اقدام پيشگيرانه موثری به منظور غلبه بر سخت شده HAZوجود ندارد.اما با اعمال پيش گرم زياد که با پس گرم بلافاصله قطعه همراه باشد مي توان تاحدودی مشکل را برطرف کرد و سختی نامطلوب را در حد پاييني نگاه داشت.دمای پس گرم 750 تا 800 توصيه مي شود و کمتر از اين دما ممکن است باعث تاثسر منفی در مقاومت به خوردگی شود.
آنيلينگ در حرارتی بين650 تا 650 درجه ممکن است باعث رسوب کاربيد و بروز خوردگی بين دانه ای شود.
 
2-فولادهای مقاوم به خوردگی
فولادهای آستينيتي مقاوم به خوردگی کرم-نيكل دار عموما دارای خواش جوشکاری مطلوبی هستند(جوش پذيرند). اما خصوصياتی چند از اين فلزات بايد مدنظر قرار گیرد.
الف-ضريب هدايت حرارتی کم.
ب- ضريب انبساط حرارتی زياد.
ج-سرشت انجماد اوليه اين نوع فولادها که تاثير مهم و تعيين کننده ای بر مکانيزم وقوع ترگ گرم در آنها دارد.وجود مقدار مشخصی از فريت در فلز جوش بيانگر مقاومت ـن به ترک گرم است.
به کمک نمودار شفلر-دولانگ امکان تعيين زير ساختار بر اساس تركيبات فلز جوش ممکن است.
نمودار شفلر-دولانگ کمکی عملی در تعيين مقدار تقريبي فريت(فريت دلتا)و سرشت ريز ساختار تشكيل شده حين جوشکاری فولادهای آلياژی غير همجنس اراوه مي دهد.علاوه بر اين برآوردی کلی از تاثيرات مقادير کم فريت بر مقاومت به ترک گرم فلز جوش آستينيتي را مقدور مي سازد.تجربه ثابت کرده که روشهای متفاوت تعيين درصد فريت عملا مساله ساز است و طبق توافق جهانی به جای درصد فريت تعداد فريت را مبنا و ماخذ محاسبات قرار مي دهند .
دوستاني که احتمالا از مطالب مربوط به نمودار شفلر آنچنان برداشت منسجم و دقيقي نداشتند کاملا حق دارند و پيشنهاد مي کنم به کتب و منابع معتبر برای فهم بهتر مطلب مراجعه کنند. و فرصت بهتر پرداختن به اين مطالب مهم فعلا در توان بنده نيست.
 
3-فولادهای مقاوم به حرارت
الف-فولادهای فريتي يا فولادهای فريتي-پرليتي از نوع (Cr یا Cr-Si و Cr-Si-Al) و فولدهای فريتي-آستنيتي
ب-فولادهای مقاوم به حرارت از نوع آستنيتي از نوع Cr-Ni-Si
در حاليكه در جوشکاری قطعات فولادی از نوع آستنيتي با الکترودها ی همجنس آن پيش گرم قطعه ضرورتی ندارد فولادهای مقاوم به حرارت از نوع فريتي کرم دار را معمولا 100 تا 300 درجه پيش گرم و در 750 درجه هم پس گرم و آنيل مي کنند.علت اين کار هم غلبه بر درشت دانگی و تمايل به ترد شدن HAZ است.
قطعات ريختگي از جنش فريت_آستنيت را بايد در حالت گرم 700تا800 درجه جوش داد و اجازه داد که به تدريج سرد گردد.
جوشکاری فولادهای فريتي و فريتي-پرليتي با الکترودهای هم جنس قطعه کار کاهش در استحکام ضربه ضربه ای فلز جوش را نشان مي دهد لذا پيشنهاد مي شود اين نوع فولادها را باالکترودهای آستنيتي مقاوم به حرارت جوش داد.در اين حالت نيز بايد توجه داشت که مقاومت به حرارت فلز جوش آستنيتي در محيط احتراق با گازهای اكسيد کننده با هوا تقويت مي شود و طبيعتا اين مقاومت به حرارت در محيط گازهای احيا کننده به مقدار زيادی کاهش مي يابد برای غلبه بر محيط احتراق با مقدار زياد گاز گوگرد استفاده از الکترودهايي با کرم زياد توصيه  مي گردد.
 
مختصری از بازرسی جوش
دوستی درخواست اطلاعات مختصری در مورد بازرسی جوش کردن بودند که با توجه به گستردگی مطلب فعلا چند جمله ای در مورد اهميت بازرسی بازرسی جوش می نويسم تا در فرصت مناسبی بتوانم مطلب را باز کنم.
سازه های جوش داده شده نظير ساير قطعات مهندسی به بازرسی در مراحل مختلف حين ساختو همچنين در خاتمه ساخت نياز دارند. برای حصول از مرغوبيت جوش و مطابقت آن با نيازمنديهای طرح بايد كليه عوامل موثر در جوشکاری در مراحل مختلف اجرا مورد بازرسی قرار گيرد.
 
" را بشناسيم.
بعد از اين مرحله به شرح موارد مهم پرداخته مي شود. که احتمالا مطالبی در حول و حوش اين مسايل مي باشد.
وظايف بازرس جوش
دسته بندی بازرسان جوش
تواناييهای بازرس جوش
الف-آشنایی با نقشه ها و مشخصات فنی
ب-آشنايي با زبان جوشکاری
ج-اشنايي با فرآيندهای جوشکاری
د-شناخت روشهای آزمايش
-توانايي گزارش نويسي و حفظ سوابق
و-داشتن وضعيت خوب جسمانی
ز-داشتن ديد خوب
ح-حفظ متانت حرفه ای
ط-تحصيل و آموزش آکادميك
ی-تجربه بازرسی
ک-تجربه جوش
 
اميدوارم فرصت مناسبی داشته باشم تا در مورد تک تک اينها تجربيات و اطلاعاتم را در اختيار دوستان قرار دهم.
 
معرفی جوش آرگون در چند جمله
در جوش آرگون يا تيگ (TIG) برای ايجاد قوس جوشکاری از الکترود تنگستن استفاده می شود که اين الکترود برخلاف ديگر فرايندهای جوشکاری حين عملياتت جوشکاری مصرف نمی شود.
حين جوشکاری گاز خنثی هوا را از ناحيه جوشکاری بيرون رانده و از اكسيده شدن الکترود جلوگيریمی کند. در جوشکاری تيگ الکترود فقط برای ايجاد قوس بکار برده می شود و خود الکترود در جوش مصرف نمی شود در حاليكه در جوش قوس فلزی الکترود در جوش مصرف می شود. در اين نوع جوشکاری از سيم جوش(Filler metal)بعنوان فلز پرکننده استفاده می شود.و سيم جوش شبيه جوشکاری با اشعه اکسی استيلن(MIG/MAG)در جوش تغذيه می شود. در بين صنعتکاران ايرانی اين جوش با نام جوش آلومينيوم شناخته می شود. نامهای تجارتی هلی آرک يا هلی ولد نيز به دليل معروفيت نام اين سازندگان در خصوص ماشينهای جوش تيگ باعث شده بعضا اين نوع جوشکاری با نام سازندگان هم شناخته شود. نام جديد اين فرايند G.T.A.W و نام آلمانی آن WIGمی باشد.
همانطور که از نام اين فرايند پيداست گاز محافظ آرگون مي باشد که تركيب اين گاز با هليم بيشتر کاربرد دارد.
علت استفاده از هليم اين است که هليم باعث افزايش توان قوس می شود و به همين دليل سرعت جوشکاری را مي توان بالا برد و همينطور باعث خروج بهتر گازها از محدوده جوش مي شود.
 
کاربرد اين جوش عموما در جوشکاری موارد زير است
فلزات رنگين از قبيل آلومينيوم...نيكل...مس و برنج(مس و روی) است.
جوشکاری پاس ریشه در لوله ها و مخازن
ورقهای نازک(زیر1mm)
 
مزايای TIG
بعلت اينكه تزريق فلز پرکننده از خارج قوس صورت مي گيرد.اغتشاش در جريان قوس پديد نمی آيد.در نتيجه كيفيت فلز جوش بالاتر است.
بدليل عدم وجود سرباره و دود و جرقه ,منطقه قوس و حوضچه مذاب بوضوح قابل رويت است.
امکان جوشکاری فلزات رنگين و ورقهای نازک با دقت بسيار زياد.
 
انواع الکترودها در TIG
الکترود تنگستن خالص (سبز رنگ)برای جوش آلومينيوم استفاده می شود و حين جوشکاری پت پت می کند.
الکترود تنگستن توريم دار که دو نوع دارد الف-1% توريوم دار که قرمز رنگ است ب-2% توريم دار که زرد رنگ می باشد.
الکترود تنگستن زيرکونيم دار که علامت مشخصه آن رنگ سفيد است.
الکترود تنگست

انتخاب فرآيند جوشکاری مناسب

در بسياری موارد اتصال طراحی شده را ميتوان با چند فرآيند جوشکاری مختلف ايجاد نمود. اما همواره يک فرآيند است که بهترين نتيجه را (در مجموع) ايجاد ميکند. بنابراين يک متخصص جوش بايد بتواند با روشی مقبول،  يکی از فرآيندهای ممکن را برای اتصال مورد نظر تعيين نمايد. در اين متن شما با روال انتخاب فرآيند جوشکاری مناسب آشنا ميشويد. اين روال شامل  ۴  مرحله ميگردد.

مرحله اول: بررسی ويژگيهای مورد نياز اتصال

در اين مرحله بايد بزرگ يا کوچک بودن اتصال جوش،  موقعيت و جهت جوشکاري،  و ضخامت فلز پايه بايد بررسی گردد.

در جوشکاری،  ملزومات هر اتصالی را ميتوان در  ۴  ويژگی خلاصه کرد: پرکنندگی سريع(نرخ رسوب بالا)،  انجماد سريع (در موقعيتهای دشوار جوشکاری)،  سرعت جوشکاری زياد (سرعت حرکت قوس بالا و بستر جوش بسيار کوچک)،  و نفوذ (عمق نفوذ جوش در فلز پايه).

پرکنندگی سريع هنگامی نياز است که به مقدار زيادی فلز جوش برای پر کردن اتصال احتياج باشد. بستر جوشهای بزرگ را تنها ميتوان با نرخ رسوب بالا،  در زمان کم ايجاد کرد. در بستر جوشهای کوچک،  پرکنندگی سريع يک پارامتر فرعی ميباشد.

انجماد سريع در جوشکاری موقعيتهای دشوار (بالا سری و عمودی) مد نظر قرار ميگيرد که نياز است حوضچه مذاب جوش خيلی سريع منجمد گردد.

سرعت جوشکاری بالا به معنی پيشروی سريع قوس و فلز مذاب و ايجاد يک بستر جوش پيوسته و مناسب بدون انقطاع و بريدگی ميباشد. اين خصوصيت در جوشهای تک پاسه کوچک،  مانند جوشکاری ورقها،  مد نظر است.

نفوذ با نوع اتصال تغيير ميابد. در بعضی اتصالات نفوذ بايد عميق باشد تا به مقدار کافی از فلز پايه با فلز جوش ترکيب شود و در برخی ديگر بايد نفوذ محدود شود تا از سوختگی و ترک جلوگيری گردد.

هر اتصال جوشی را ميتوان بر اساس  ۴  پارامتر مذکور دسته بندی کرد :

مرحله دوم: تطبيق ويژگيهای مورد نياز اتصال با فرآيندهای جوشکاری.

اغلب سازندگان دستگاه های جوش اطلاعات مختلفی را در ارتباط با ويژگيها و توانايی دستگاه های خود ارائه ميدهند که ميتوان از آنها استفاده نمود. در اين مرحله با توجه به خصوصيات هر دستگاه و ويژگيهای هر فرآيند ميتوان يک يا چند فرآيند را به گونه ای انتخاب کرد که خصوصيات تعيين شده برای اتصال را فراهم سازد. در اين حالت بندرت پيش ميايد که تنها يک فرآيند انتخاب شود و معمولا دو يا چند فرآيند خصوصيات مد نظر را تامين ميکنند.

مرحله سوم: تهيه چک ليستی برای تعيين توانايی فرآيندهای انتخاب شده در تطبيق با شرايط خاص کاری.

پارامترهای ديگری نيز علاوه بر اتصال روی انتخاب فرآيند تاثير ميگذارند. بسياری از آنها مختص شرايط کار و کارگاه جوشکاری شما ميباشند. گاهی اين پارامترها تاثير زيادی بر حذف برخی فرآيندهای انتخاب شده دارند. در اين مرحله بايد تمامی اين پارامترها را بصورت چک ليست درآورده و يکی یکی بررسی نمود.

·   حجم توليد:  بايد هزينه دستگاه جوش را با مقدار کار يا توليد مورد نياز تطبيق داد. اگر حجم کار برای يک کاربرد باندازه کافی نباشد،  ميتوان کاربرد ديگری را نيز بطور موازی در نظر گرفت تا هزينه ها تعديل گردد.

·      خصوصيات جوش:  در صورتيکه يک فرآيند نتواند خواص جوش تعيين شده را تامين نمايد،  از ليست انتخابها حذف ميگردد.

·   مهارت کاربر:  کاربران ممکن است که مهارت کار با يک فرآيند را خيلی سريعتر از فرآيندهای ديگر کسب نمايد. آموزش کاربران برای يک فرآيند جديد هزينه ساز است.

·   تجهيزات کمکی:  هر فرآيند دارای منبع تغذيه و تجهيزات کمکی خاص خود ميباشد. اگر يک فرآيند را بتوان با تجهيزات موجو اجرا نمود،  هزينه اوليه بسيار کاهش ميابد.

·      تجهيزات جانبی: قابليت دسترسی و هزينه تجهيزات جانبی مورد نياز بايد مد نظر قرار گيرد.

·   شرايط فلز پايه:  زنگار،  روغن،  لبه سازی،  جوشپذيری و ساير شرايط فلز پايه بايد مد نظر قرار گيرد. اين پارامترها ميتوانند قابليت يک فرآيند را محدود نمايند.

·   وضعيت قوس:  در صورتيکه درز اتصال نامنظم باشد استفاده از فرآيندهای با قوس آزاد ترجيح داده ميشود. اما در موارديکه بتوان درز جوش را بطور مناسبی قرار داد استفاده از فرآيند زيرپودری ارجح است.

·      قيد و بست:  در برخی فرآيندها (بخصوص فرآيندهای نيمه خودکار) نياز به قيد و بست های خاص است که بايد مد نظر قرار گيرد.

·   تنگناهای توليدی:  اگر فرآيندی هزينه توليد را کاهش دهد اما محدوديتها و مشکلاتی برای توليد ايجاد نمايد،  ارزش خود را از دست ميدهد. دستگاه های بسيار پيچيده که نياز به سرويسکاری مداوم توسط افراد ماهر دارند ميتوانند باعث کاهش سرعت توليد شوند.

 چک ليست تهيه شده بايد تمامی فاکتورهای موثر بر اقتصاد توليد را در بر داشته باشد. فاکتورهای ديگری که ميتوان اشاره کرد عبارتند از:

·      ملزومات توليد

·      محدوده ابعادی جوش

·      انعطاف پذيری در کاربرد

·      طول درز جوش

·      زمان تنظيم و راه اندازی

·      هزينه اوليه

·      ملزومات بهداشتی و زيست محيطی

 با تعيين اين فاکتورها ميتوان فرآيند مناسب را از بين فرآيندهای انتخاب شده تعيين نمود. در صورتيکه تمامی شرايط يکسان باشد،  معيار انتخای هزينه کلی خواهد بود.

 مرحله چهارم: بازنگری فرآيند با اطلاعات سازنده دستگاه جوش برای تاييد توانايی آن.

 در اين مرحله بايد چک ليست تهيه شده و ويژگيهای مورد نياز با نماينده سازنده دستگاه جوش مورد بازنگری قرار گيرد تا از توانايی دستگاه و انتخاب صحيح اطمينان حاصل شود.

معرفی جوش آرگون در چند جمله

در جوش آرگون يا تيگ (TIG) برای ايجاد قوس جوشکاری از الکترود تنگستن استفاده می شود که اين الکترود برخلاف ديگر فرايندهای جوشکاری حين عمليات جوشکاری مصرف نمی شود.حين جوشکاری گاز خنثی هوا را از ناحيه جوشکاری بيرون رانده و از اکسيده شدن الکترود جلوگيری می کند.

در جوشکاری تيگ الکترود فقط برای ايجاد قوس بکار برده می شود و خود الکترود در جوش مصرف نمی شود در حالیکه در جوش قوس فلزی الکترود در جوش مصرف می شود. در اين نوع جوشکاری از سيم جوش(Filler metal)بعنوان فلز پرکننده استفاده می شود.و سيم جوش شبيه جوشکاری با اشعه اکسی استيلن(MIG/MAG)در جوش تغذيه می شود. در بين صنعتکاران ايرانی اين جوش با نام جوش آلومينيوم شناخته می شود. نامهای تجارتی هلي آرک يا هلی ولد نيز به دليل معروفيت نام اين سازندگان در خصوص ماشينهای جوش تيگ باعث شده بعضا اين نوع جوشکاری با نام  سازندگان هم شناخته شود. نام جديد اين فرايند  G.T.A.W  و نام آلمانی آن  WIGمی باشد.همانطور که از نام اين فرايند پيداست گاز محافظ آرگون ميباشد که ترکيب ين گاز با هليم بيشتر کاربرد دارد.علت استفاده از هليم اين است که هليم باعث افزايش توان قوس می شود و به همين دليل سرعت جوشکاری را مي توان بالا برد و همينطور باعث خروج بهتر گازها از محدوده جوش می شود.

کاربرد اين جوش عموما در جوشکاری موارد زير است:

1-     فلزات رنگين از قبيل آلومينيوم...نيکل...مس و برنج (مس و روی) است.

2-     جوشکاری پاس ريشه در لوله ها و مخازن

3-     ورقهای نازک(زير1mm)

مزايای TIG

1-     بعلت اينکه تزريق فلز پرکننده از خارج قوس صورت ميگيرد. اغتشاش در جريان قوس پديد نمی آيد.در نتيجه کيفيت فلز جوش بالاتر است.

2-     بدليل عدم وجود سرباره و دود و جرقه ,  منطقه قوس و حوضچه مذاب بوضوح قابل رويت است.

3-     امکان جوشکاری فلزات رنگين و ورقهای نازک با دقت بسيار زياد.

انواع الکترودها در TIG

1-     الکترود تنگستن خالص (سبز رنگ)برای جوش آلومينيوم استفاده می شود و حين جوشکاری پت پت می کند.

2-     الکترود تنگستن توريم دار که دو نوع دارد الف-1% توريوم دار که قرمز رنگ است                  ب-2  % توريم دار که زرد رنگ می باشد.

3-     الکترود تنگستن زيرکونيم دار که علامت مشخصه آن رنگ سفيد است.

4-     الکترود تنگستن لانتان دار که مشکی رنگ است.

5-     الکترود تنگستن سزيم دار که طلايی رنگ است.

اين دو نوع آخر جديدا در بازار آمده اند.

چند نکته در مورد مزايای تنگستن

1-     افزايش عمر الکترود

2-     سهولت در خروج الکترونها در جريان DC

3-     ثبات و پايداری قوس را بيشتر می کند

4-     شروع قوس راحت تر است.

نوع قطبيت مناسب در جوشکاریTIG

جريان DCEN  برای جوشکاری چدن-مس-برنج-تيتانيوم و انواع فولادها

جريان  ACبرای جوشکاری آلومينيوم و منيزيوم و ترکيبات آن

جوشکاری با گاز يا شعله

جوشکاری با گاز شعله يکی از اولين روشهای جوشکاری معمول در قطعات آلومينيومی  بوده و هنوز هم در کارگاههای  کوچک در صنايع ظروف آشپزخانه و دکوراسيون و تعميرات بکارمیرود.در اين روش فلاکس يا روانساز يا تنه کار برای برطرف کردن لايه اکسيدی بکار میرود.
مزايا : سادگی فرايند و ارزانی و قابل حمل و نقل بودن وسايل

محدوده کاربرد : ورقهای نازک  8/0تا  5/1ميليمتر

محدوديتها : باقی ماندن روانساز لابلای درزها و تسريع  خوردگی -  سرعت کم – منطقه  H.A.Zوسيع است .

قطعات بالاتر از  5/2ميليمتر را به دليل عدم تمرکز شعله و افت حرارت بااين روش جوش نمیدهند.

 حال می پردازيم به چگونگی تامين حرارت در اين فرايند : حرارت لازم در اين  روش از واکنش شيميايی گاز با اکسيژن بوجود می آيد. حرارت توسط جابجايی و تشعشع به كار منتقل مي شود.قدرت جابجايی به فشار گاز و قدرت تشعشع به توان چهارم درجه حرارت شعله بستگی دارد. لذا تغببر اندکی در درجه حرارت شعله می تواند ميزان حرارت تشعشعی و شدت آنرا بمقدار زيادی تغيير دهد . درجه حرارت شعله به حرارت ناشی از احتراق و حجم اکسيژن لازم برای احتراق و گرمای ويژه و حجم محصول احتراق(گازهای توليد شده) بستگی دارد. اگر از هوا برای احتراق استفاده شود مقدار ازتی کهوارد واکنش سوختن  نمی شود قسمتی از حرارت احتراق راجذب کرده و باعث کاهش درجه حرارت شعله می شود.بنابراين تنظيم کامل گاز سوختنی و اکسيژن لازمه ايجاد شعله بادرجه حرارت بالاست. گازهای سوختنی نظير استيلن يا پروپان يا هيدروژن و گاز طبيعی نيز قابل استفاده است کخ مقدار حرارت احتراق و  در نتيجه درجه حرارت شعله نيز متفاوت خواهد بود. در عين حال معمولترين گاز سوختنی گاز استيلن است.

تجهيزات و وسايل اوليه اين روش شامل سيلندر گاز اکسيژن و سيلندر گاز اسيتلن يا مولدگاز استيلن و رگولاتور تنظيم فشار برای گاز و لوله لاستيکی انتقال دهنده  گاز به مشعل  جوشکاری است.

استيلن با فرمول C2H2  و بوی بد در فشار بالا ناپايدار و قابل انفجار است و نگهداری و حمل و نقل آن نيازبه رعايت و مراقبت بالا دارد.فشار گاز در سيلندر حدودpsi  2200است و رگولاتورها اين فشار را تا زير  psi  15  پايين می آورند.و به سمت مشعل هدايت  می شود. (در فشارهای بالا ايمنی کافی وجود ندارد).توجه به اين نکته نيز ضروری است که اگر بيش از  5مترمکعب در ساعت ازاستيلن استفاده شود از سيلندر اسيتلن بيرون خواهد زد که خطرناک است.

بعضی اوقات از مولدهای استيلن برای توليد گاز استفاده می شود. بر اساس ترکيب سنگ کاربيد با آب گاز استيلن توليد میشود.                  

                                                              CaC2 + 2 H2O = C2H2 + Ca(OH)2

روش توليد گاز با سنگ کاربيد به دو نوع کلی تفسيم میشود :

1-روشی که آب بر روی کاربيد ريخته میشود.

2-روشی که کاربيد  باسطح آب تماس حاصل ميکند و باکم و زياد شده فشار گاز سطح آب در مخزن تغيير می کند.

رگولاتورها(تنظيم کننده های فشار) هم دارای انواع گوناگونی هستند و برای فشارهای مختلف ورودی و خروجی مختلف طراحی شده اند. رگولاتورها دارای دو فشارسنج هستند که يکی فشار داخل مخزن و ديگری فشار گاز خروجی را نشان میدهند. رگولاتورها در دو نوع کلی يک مرحله ای و دومرحله ای تقسيم میشوند که اين  تقسيم بندی همان  مکانيزم تقليل فشار است. ذکر جزييات دقيق رگولاتورها در اينجا ميسر نيست اما اطلاع از فرايند تنظيم فشار برای  هر مهندسی لازم است (حتما پيگير باشيد) .

کار مشعل آوردن حجم مناسبی از گاز سوختنی و اکسيژن سپس مخلوط کردن آنها و هدايتشان به سوی نازل است تا شعله مورد نظر را ايجاد کند.

اجزا مشعل :  الف-شيرهای تنظيم گاز  سوختنی و اکسيژن  ب-دسته مشعل ج-لوله اختلاط د-نازل

قابل ذکر اينکه طرحهای مختلفی درقسمت ورودی گاز به  لوله اختلاط مشعل وجود دارد تا ماکزيمم حرکت اغتشاشی به مخلوط گازها داده شود و سپس حرکت گاز در ادامه مسير در ادامه مشعل کندتر شده تا شعله ای آرام  بوجود آيد.

جوشكاری ترميت (Thermit Welding)

جوشكاری ترمیت به مجموعه فرآیندهایی گفته می شود كه در آن جوش از فلز مذابی كه توسط یك واكنش شیمیایی بشدت گرمازا بوجود آمده است، تشكیل می شود. این نوع جوشكاری بیشتر شبیه به ریخته گری بوده و دور دو قطعه ای كه باید به هم جوش داده شوند یك قالب قرار دارد كه فلز مذاب ناشی از این واكنش شیمیایی به این قالب هدایت شده و پس از سرد شدن فلز مذاب داخل قالب جوش شكل می گیرد .

واكنش شیمیایی یا ترمیت معمولا بین اكسید یك فلز ( معمولا آهن یا مس ) و فلز احیا كنندهمانند آلومینیوم انجام می شود . برای انجام واكنش از یك پودر كه به سرعت محترق شدهبه عنوان چاشنی استفاده می شود كه گرمای لازم برای شروع واكنش را فراهم می آورد . دو نمونه از واكنش های مورد استفاده در این نوع جوشكاری  :

3  Fe3O4 + 8 Al à 9 Fe + 4 Al2O3 (3088 ºC ) 719 KCal

3  CuO + 2 Al à 3 Cu + Al2O3 (4865 ºC ) 275.3 Kcal 

انواع ترمیت مورد استفاده در صنعت  :

- ترمیت ساده : شامل مخلوط پودر های اكسید آهن و آلومینیوم 

- ترمیت فولاد كم كربن : شامل ترمیت ساده به اضافه پودر فولاد كم كربن یا حتی مقداری پودر منگنز 

- ترمیت چدن : شامل ترمیت ساده به اضافه مقداری پودر فولاد سیلیسیوم دار و فولاد كم كربن 

- ترمیت برای جوشكاری ریل ها : شامل تركیبات ترمیت ساده به اضافه مقداری پودر كربن ، منگنز و عناصر آلیاژی دیگر به منظور افزایش سختی فلز جوش در ریل 

- ترمیت برای اتصال كابل های برق : شامل پودر های اكسید مس و آلومینیوم 

جوشكاری ترمیت معمولا به دو صورت در صنعت وجود دارد ؛ در نوع اول از فلز ذوب شده مستقیما برای اتصال دو قطعه استفاده می شود . در نوع دوم از فلز ذوب شده به منظور گرم كردن و به درجه حرارت آهنگری رساندن قطعات استفاده می شود و سپس با اعمال فشار به قطعات اتصال شكل خواهد گرفت  .

مراحل جوشكاری ترمیت  :

1-  تمیز كردن سطح قطعات ار آلودگی و اكسید 

2-  آماده كردن قالب ( قالب ها بصورت دستی ساخته شده یا بصورت آماده برای اشكال و قطعات خاص در بازار موجودند)

3-  ایجاد فاصله مناسب بین قطعات و قرار دادن قالب دور قطعات 

4-  پیشگرم كردن قالب 

5-  ریختن مواد ترمیت در محفظه احتراق 

6-  قرار دادن چاشنی 

7-  روشن كرد چاشنی به منظور احتراق ترمیت 

8-  باز كردن قالب پس از سرد شدن مذاب حاصل از واكنش 

9-  تمیزكردن و پرداخت كردن سطح قطعات و اتصال 

مزیت جوشكاری ترمیت نیاز نداشتن به سیستم های تامین انرژی ( ماند مولد برق و ... ) برای جوشكاری است و پودر و قالب ها را در هر مكانی ( برای مثال در طول ریل راه آهن برای تعمیر ریل شكسته ) بكار برد . از محدودیت های این روش میتوان به ناتوان بودن در جوش دادن مقاطع نازك اشاره كرد زیرا انرژی جوش زیاد بوده و فقط برای مقاطع كلفت مثل ریلها و میل لنگ های شكسته و كابلهای برق كاربرد دارد  .

موارد استفاده از جوش ترمیت  :

- جوش و تعمیر ریل های شكسته  .

- جوش لب به لب لوله های جدار ضخیم.

- جوش و تعمیر میل لنگهای شكسته.

- جوش و تعمیر شاسی ماشین ها  .

- جوش و اتصال قطعات ریخته گری شده كه بخاطرطول بلند و بزرگ بودن نمیتوانند در یك مرحله قالبگیری و ریختگری شوند  .

- برای جوش كابل های ضخیم برق به یكدیگر یا یك هادی دیگر  .

- برای جوش و اتصال میلگردهای تقویت كننده بتن در سازه ها ساختمانی به یكدیگر.

انواع جوشكاری

جوشکاری فلزات رنگین با گاز استیلن یا کاربیت ( یا فلزات غیر آهنی)
فلزات غیر آهنی یا فلزات رنگی به فلزاتی گفته می شود که فاقد آهن و یا آلیاژهای آن باشند مانند مس – برنج – برنز- آلومینیوم- منگنز- روی و سرب تمام فلزات رنگین را با کمی دقت و مهارت و آشنائی با اصول جوشکاری می توان جوش داد و برای جوشکاری این نوع فلزات بایستی خواص فلز را در نظر گرفت.

جوشکاری مس با گاز

بهترین طریقه برای جوشکاری مس جوشکاری با اکسیژن است( جوش اکسیژن = اتوگن= استیلن= کاربید اصطلاحات مختلف متداول می باشند) ضمناً می توان جوشکاری مس را با قوس الکتریک یا جوش برق نیز انجام داد. ورقه های مس را مانند ورقه های آهنی برای جوشکاری آماده می کنند یعنی سطح بالائی را تمیز نموده و از کثافات و روغن پاک نموده و در صورت لزوم سوهان می زنند. ولی چون خاصیت هدایت حرارت مس زیادتر است باید مقدار آمپر را قدری بیشتر گرفت. بهتر است همیشه با قطب مستقیم جوشکاری را انجام داد ( با جریان مستقیم و الکترود مثبت) زاویه الکترود نسبت به کار مانند جوشکاری فولاد است. طول قوس حداقل باید  10  تا  15  میلی متر باشد, برای جوشکاری مس می توان از الکترودهای ذغالی استفاده کرد. الکترودهای جوشکاری مس بیشتراز آلیاژ مس و قلع و فسفر ساخته شده اند و گاهی نیز از الکترودهای که دارای فسفر- برنز- سیلکان یا آلومینیوم هستند استفاده می کنند چون انبساط مس در اثر گرم شدن زیاد است فاصله درز جوش را در هر  30  سانتیمتر در حدود  2  تا  3 سانتیمتر زیادتر در نظر می گیرند. خمیر روانساز مس معمولاً در حرارت  700  تا  1000 درجه ذوب می شود و به صورت تفاله (گل جوش) سبکی روی کار قرار می گیرد و از تنه کار به علت کف کردن در روی کار نباید استفاده شود. بدون روانساز هم می توان مس را جوش داد و معمولاً از براکس استفاده می گردد. مس را به وسیله شعله خنثی جوش دهیم تا تولید اکسید مس نکند چون ضریب هدایت حرارت مس زیاد است باید پستانک جوشکاری مشعل  1 تا  2  نمره بیشتر از فولاد انتخاب شود. بهتر است مس را قبل از جوشکاری گرم نمائیم و با سیم جوشکاری مخصوص جوش داد برای جوشکاری صفحه  5  میلیمتری سیم جوش  4  میلیمتری کافی است و از وسط ورق شروع به جوشکاری می نمائیم و وقتی فلز هنوز گرم است روی آن چکش کاری می شود تا استحکام درز جوش زیاد شود.

جوشکاری سرب

در این نوع جوشکاری بیشتر از گاز هیدروژن و اکسیژن استفاده می گردد. در جوشکاری سرب احتیاج به گرد مخصوص نیست ولی باید قطعات کار را قبل از جوشکاری کاملاً صیقلی نموده سیم جوش سرب باید کاملاً خالص باشد چون سرب مذاب بسیار سیال می باشد. لذا جوشکاری درزهای قطعات سربی که به وضع قائم قراردارند بسیار دشوار و مستلزم مهارت و تجربه زیاد است.

جوشکاری چدن با برنج یا لحیم سخت برنج

چدن را می توان با برنج جوش داد. قطعات چدنی را باید همان طوری که برای جوشکاری با سیم جوش چدنی آماده می شوند برای برنج جوش آماده ساخت. لبه های درز جوش را باید به وسیله سوهان یا ماشین تراشید و هیچگاه لبه های درز قطعات چدنی را با سنگ سمباده پخ نزنید. زیرا ذرات گرافیت روی ذرات آهن مالیده می شوند و لحیم سخت خوب به چدن نمی چسبد. قطعات چدنی را قبل از شروع به جوش دادن حدود  210  تا  300  درجه سانتی گراد گرم کنید و گرد جوشکاری مخصوص چدن به کار برید تا بهتر به هم جوش بخورد.
نقطه ذوب سیمهای برنجی باید در حدود  930 درجه سانتی گراد باشد. سیمهای برنجی که برای جوش دادن قطعات چدنی به کار می روند دارای مقدار زیادی مس است و کمی نیکل نیز دارند . نیکل اتصال لحیم را به چدن آسان می کند و نقطه ذوب زیاد آن موجب سوختن گرافیت درز جوش می شود . در جوشکاری چدن با برنج از شعله ملایم پستانک بزرگ با فشار کم استفاده کنید. اگر فشار شعله زیاد باشد گرد جوشکاری از درز خارج می شود و در نتیجه قطعات چدنی خوب به هم جوش نمی خورند. قطعات چدنی را باید پس از جوشکاری در محفظه یا جعبه ای پر شن یا گرد آسپست قرار داد تا بتدریج خنک شود و سبب شکنندگی و ترک و سخت شدن چدن نگردد.

جوشکاری منگنز

از منگنز به صورت خالص استفاده نمی شود در جهت عکس از آلیاژهای ماگنزیوم استفاده می شود که برای ریختگی فشاری از آن استفاده می گردد . به جای آلیاژهای  Mg. Mn و  Mg. Al و  Mg AlZn امروزه از آلیاژهای مخصوصاً محکم  Zr و  Th استفاده می شود. برای جوشکاری ماگنزیوم و آلیاژهای آن از همان شرایط جوشکاری آلومینیوم استفاده می گردد. قابلیت هدایت حرارت زیاد و انبساط سبب پیچش زیاد کار می شود. ماگنزیوم در درجه حرارت محیط به سختی قابل کار کردن است و در  250  درجه می توان به خوبی کار گرد.

جوشکاری برنج با گاز

برنج مهمترین آلیاژ مس است و از مس و روی و گاهی قلع و مقداری سرب تشکیل می شود، این فلز در مقابل زنگ زدگی و پوسیدگی مقاوم است. چون روی در حرارت نزدیک ذوب برنج تبخیر می گردد بنابراین جوشکاری با این فلز مشکل می باشد. برنج از  60 درصد مس و  40% روی و گاهی مقداری سرب تشکیل شده است. درموقع جوشکاری روی به علت بخار شدن و اکسید روی محل جوش را تیره کرده و عمل جوشکاری را مشکلتر می نماید. ضمناً گازهای حاصله خطرناک بوده و باید از محل کار تخلیه گردند. درموقع جوشکاری روی حرکت دست بسیار مهم است و باید حتی الامکان سرعت دست را زیاد کرده وگرده جوش کمتری ایجاد نمود تا فرصت زیادی برای تبخیر روی نباشد. برنج را می توان با الکترودهای گرافیتی و معمولی جوشکاری نمود، درجوشکاری برنج از قطب معکوس استفاده می شود. فاصله قوس الکتریکی باید حداقل  5  تا  6  میلیمتر باشد. برنج ساده تر از فولاد و چدن و مس جوش داده می شود و استحکام و قابلیت انبساط آن درمحل درز جوش بسیار خوب است. توجه شود چون انقباض و انبساط برنج زیاد است نمیتوان به وسیله چند نقطه جوش به هم وصل کرد بلکه بایستی به کمک بست هائی که در حین جوشکاری می توان آنها را به هم متصل نمود از پیچیدگی جلوگیری شود. توجه شود که در جوشکاری از سیمهای مخصوص جوشکاری برنج که مقدار مس آن  42  تا  82  درصد است استفاده نمائید و برای جلوگیری از اکسیداسیون از گرد جوشکاری استفاده می شود و از استعمال تنه کار در جوشکاری برنج باید خودداری شود زیرا درز جوش را خورده سوراخ سوراخ و متخلخل می سازد و شعله را باید طوری تنظیم کرد که اکسیژن آن از استیلن بیشتر باشد زیرا روی در حرارت  419  درجه ذوب و در  910  درجه تبخیر می شود و رسوبی از روی و اکسید روی در کنار درز جوش به وجود می آید. مقدار اکسیژن شعله بستگی به نوع آلیاژ دارد و می توان قبلاً قطعه ای از آن را به طور آزمایشی جوش داد و اگر درز جوش سوراخ و خورده نشد خوب است. و اکسیژن زیاد هم باعث کثیف شدن جوش می شود . ورقهای نازکتر از  4  میلیمتر را از راست به چپ و ورقهای ضخیم تر از  4  میلیمتر را از چپ به راست جوش می دهند. به چکش کاری و خروج دود خطرناک و استفاده از ماسک مخصوص وباز نمودن پنجره وهواکش باید توجه نمود.

جوشکاری فولاد زنگ نزن با گاز

قابلیت هدایت حرارت فولاد زنگ نزن کمتر از فولاد معمولی می باشد و می توان سر مشعل را کوچکتر انتخاب کرد. شعله جوشکاری باید برای جوش فولاد زنگ نزن خنثی باشد زیرا اکسیژن یا استیلن اضافی با عناصر تشکیل دهنده فولاد زنگ نزن ترکیب شده و درز جوش خورده پس از مدتی زنگ می زند . روانساز جوشکاری فولاد زنگ نزن را به صورت خمیر در آورده روی درز جوش می مالیم . سیم جوش باید حتی المقدور از نوع خود فولاد زنگ نزن انتخاب شود و بهتر است تسمه باریکی از جنس همان فولادی که باید جوش داده شود را بریده و به جای سیم جوشکاری استفاده کرد. در روش جوشکاری این فولاد مشعل را باید طوری نگهداشت که زاویه آن نسبت به کار بین  80  تا  90  درجه باشد . زاویه سیم جوش در حدود  20  تا  40  درجه است وسیم جوشکاری را جلوی مشعل نگذارید تا همزمان با لبه کار ذوب شود و نوک مخروطی باید با ناحیه مذاب تماس داشته باشد تا از اکسیده شدن فلز جلوگیری کند. و شعله را نباید یک دفعه از کار دور نمود زیرا درجه انبساط فولاد زنگ نزن بیشتر از فولاد معمولی است و بابست های مخصوص از پیچیدن و کج شدن آن در موقع جوشکاری باید جلوگیری کرد فاصله لبه کار را باید برای هر  30  سانتیمتر  3  الی  4  میلیمتر بیشتر در نظر گرفت. پس از تمام شدن کار جوشکاری به وسیله برس و شتشو مواد اضافی تفاله و روانساز و یا گرد جوشکاری اضافی را باید کاملاً تمیز کرد و بر طرف نمود.

جوشکاری فولادهای مولیبدونی

وقتی که به فولاد مولیبدون اضافه شود مقاومت آن را بالا می برد مخصوصاً در حرارتهای زیاد ، بنابراین موارد استعمال این نوع فولاد بیشتر در لوله هائی که تحت فشار و حرارت زیاد باشد بیشتر است. بعضی از فولادهای مولیبدونی دارای مقداری کرم نیز هستند این آلیاژ را که مولی کرم می نامند بیشتر در ساختن قطعات مقاوم هواپیما به کار برده می شوند. جوشکاری این فولاد مانند جوشکاری آهن می باشد با این تفاوت که برای مقاوم بودن جوش باید از الکترود نوع  E_7010 و  E_7012 و  E_7020 استفاده شود و برای قطعات ضخیم که گرده های پهن مورد احتیاج است می توان از فولادهای قلیائی  (E_7016  ، E_7015 (LOWHYDROGE استفاده نمود. در مورد جوشکاری ورقهای  5  میلیمتر و ضخیمتر لازم است بعد از جوشکاری  1200  الی1250  درجه فارنهایت گرم کرده و برای ضخامت  5/12  میلیمتر به مدت یک ساعت گرم نگهداشت و بعد از آن باید قطعه به آهستگی سرد نمود به طوری که در هر ساعت  200  الی  250  درجه فارنهایت از حرارت آن کاسته شود وقتی که قطعه به  150  درجه فارنهایت رسید بعد می توان قطعه را در هوای معمولی سرد کرد.

جوشکاری مونل واینکونل

فلز مونل آلیاژی است از  67  % نیکل  30% مس و مقدار کمی آهن و آلومینیوم ومنگنز.

فلز اینکونل آلیاژی است از  80% نیکل ، 15% گرم و  5% آهن. این دو فلز به علت مقاومت زیادی که در مقابل زنگ زدگی دارند برای ساختن تانکر و ظروف حامل مایعات به کار می روند. مونل و اینکونل را می توان با الکترودهای پوشش دار به آسانی آهن جوشکاری کرد.

بنابراین جوشکاری این فلزات در تمام حالتها امکان پذیر است ولی بهتر است که درحالت تخت عمل انجام گیرد. قطعاتی که ضخامت آنها کمتر از  5/1  میلیمتر است نباید با قوس الکتریکی جوشکاری نمود. برای جوشکاری مونل واینکوئل باید عملیات زیر را انجام داد.

1.      قشر نازک اکسید تیره رنگ را از نقاطی که باید جوشکاری کرد به وسیله برس یا سمباده پاک نمائید.

2.      به گرم کردن قبلی احتیاجی نیست.

3.      از الکترودهای با پوشش ضخیم استفاده به عمل آید.

4.      درمورد جوشکاری حالت تخت زاویه الکترود نسبت به خط قائم درجه و در مورد حالتهای دیگر الکترود عمود بر صفحه باید باشد.

5.      – گرده های باریک ایجاد گردد.

جوشکاری طلا

جوشکاری طلا به طریقه  DC باجریان مستقیم انجام میگرد. الکترود را به قطب منفی وصل می نمائیم و یا با جریان فرکانس زیاد جریان متناوب کار میکنیم . ضمناً می توان برای جوشکاری طلا از طریقه جوشکاری نقطه جوش استفاده کرده که با الکترود و لفرامی عمل می نماید و پس از جوشکاری به وسیله صیقل نمودن با الکل کار را براق می نمائیم . ضمناً به وسیله جوشکاری کند پرسی نیز می توان طلا راجوش داد. جوش دادن متداول با شعلهای ریز و دقیق شبیه جوشکاری نقطه جوش می باشد.

خطاهاى جوشكارى اتصالات در ساختمانهاى فولادى

1- مقدمه
با وجود تجربه تلفات و خسارات سنگین زلزله هاى اخیر مانند زلزله هاى منجیل و بم ، احتمال جدى وقوع زمین لرزه هاى بزرگ در بیشتر مناطق پر جمعیت كشور و نیاز جدى به اعمال كنترل كیفى در طراحی و اجرای ساختمانها، متاسفانه هنوز توجه كافی به ساخت و ساز صحیح نشده است . از نظر علم مهندسى زلزله ، در حال حاضر ساخت بناهای مقاوم در برابر زلزله امكان پذیر است ، لیكن عملا به دلیل یكسری مشكلات اجرائی رسیدن به ساختمانهای مقاوم تضمین نمی گردد.

مشكل اصلی آسیب پذیرى لرزه ای ساختمانها حتی نمونه های جدید الاحداث در ایران ، عدم استفاده صحیح از دانش فنی در مراحل طراحی و اجرا می باشد. دستورالعملهای اتصالات جوشكاری شده و ضوابط طراحی ساختمانهای فولادی، گاهی در طراحی و اجرا سهل انگاری میشود. لذا بایستی سطح معلومات فنی این افراد افزایش یافته و نیز مكانیزمی براى اعمال قاطعیت اجرایی و كنترل امر در نظر گرفته شود و البته طوری كه حقوق مهندس ناظر حفظ شده و مسئولیتها به درستی تقسیم گردد.

ساختمانهای فولادی بخش قابل توجهی از ساخت و ساز در ایران را تشكیل میدهند و یكی از مهمترین موضوعات در هر ساختمان فولادی، كنترل جوشكاری آن میباشد. اهمیت این امر در زلزله های اخیر نتمان داده شده است كه خسارات اساسی پس از بریدن جوش اتصال عضو سازه ای مدید میآید

جوشها در همه بخشها بایستی منطبق بر اطلاعات نقشه بوده و از لحاظ بعد و طول جوش و كنترل كیفیت لازم بررسی گردد. در استاندارد 2800 ، آزمایشات اولتراسونیك و رادیوگرافى براى كنترل اتصالات جوشی قابهای خمشی ویژه اجباری شده است كه البته بسته به تشخیص مهندس ناظر در سایر حالات حتی در ساختمانهای معمولی نیز باید انجام گردد. در این مقاله ، ضمن مروری بر عیبهای معمول جوشكاری در اجرای ساختمانهای فولادی، روشهای بازرسی و كنترل كیفیت جوش ارائه میگردد.

 

2. عیبها و ناپیوستگى های معمول در جوشكاری

یكی از مهمترین وظایف بازرس یا تیم كنترل كیفی جوش ، ارزیابی حقیقی جوشها به منظور بررسی مناسب بودن آنها در شرایط بهره برداری و در واقع تعیین هر گونه كمبود و نیز نامنظمی در جوش یا قطعه جوشكاری شده كه عموما ناپیوستگى نامیده میشود میباشد. در حالیكه یك ناپیوستگى، هر گونه اختلال در ساختار یكنواخت را بیان می كند، یك عیب ناپیوستگى وپژه است كه مناسب بودن سازه یا قطعه را زیر سئوال می برد. شكل ناپیوستگى را میتوان به دو گروه كلی خطی و غیر خطی تقسیم نمود. ناپیوستگى هاى خطی طولی به مراتب بیش از پهنا دارند. زمانیكه در جهت عمود بر تنش اعمالى قرار گیرند، یك ناپیوستگى خطی نسبت به غیر خطی شرایط بحرانی تری را ایجاد می كند، چرا كه احتمال اشاعه و در نهایت تخریب آن بیشتر خواهدبود.

 

3. ناپیوستگیهاى فلز جوش و فلز پایه

3-1 . تركها

بحرانی ترین ناپیوستگى ها، تركها هستند. شرایط اضافه بار باعث ایجاد تركها و تمركز تنش می شود. یك روش گروه بندی تركها با مشخص كردن آنها به صورت گرم یا سرد است . همچنین تركها را میتوان توسط جهت آنها نسبت به محور طولی جوش توصیف نمود. تركهای طولی بعلت تنشهای انقباضی عرضی جوشكاری یا تنشهای سرویس ایجاد می شوند. تركهای عرضی عموما به علت اثر تنشهای انقباضی طولی جوشكاری روی جوش یا فلز پایه با انعطاف پذیرى كم ایجاد می شوند. انواع مختلف ترك با توصیف دقیق موقعیتهای اجزا مختلف شامل : تركهای گلویی، ریشه ، كناره ، چاله جوش ، زیر گرده منطقه متاثر از حرارت و فلز پایه هستند.

تركهای گلویی كه از میان گلویی جوش یا كوتاهترین مسیر در سطح مقطع جوش گسترش می یابد، از نوع تركهای طولی بوده و اغلب در طبقه بندی ترك گرم قراردارند.

تركهای طولی و عرضی در جوشهای شیاری و گوشه تركهای ریشه در فلز پایه یا در خود جوش نیز در زمره تركهای طولی هستند. تركهای كناره جوش در فلز پایه ایجاد شده و در كناره جوش توسعه ما یابند. تركهای چاله جوش درنقطه پایانی ردیفهای منفرد جوش در صورت عدم مهارت جوشكار ایجاد می شوند. دسته بعدی تركها، ترك زیر جوش به علت حضور هیدرورن است

این نوع ترك بجای فلز جوش در ناحیه تحت تاثیر حرارت به موازات خط ذوب واقع هستند.

3-2. ذوب و نفوذ ناقص

طبق تعریف ، ذوب ناقص یك ناپیوستگى در جوش است كه ذوب شدن بین فلز جوش و سطوح ذوب و یا لایه های جوش رخ نداده باشد. بعلت خطی بودن و انتهای نسبتا تیز آن ، ذوب ناقص از ناپیوستگى های بارز در جوش است و در وضعیتهای مختلف در منطقه جوش تشكیل می شود. نفوذ ناقص معرف حالتی است كه فلز جوش به طور كامل در سراسر ضخامت ورق گسترده نشده باشد. موقعیت این عیب در مجاورت ریشه جوش است . ذوب و نفوذ ناكافی به علت عدم مهارت جوشكار، شكل نامناسب اتصال یا آلودگی اضافی ایجاد می شود.

 

3-3. سرباره های محبوس شده

مناطقی در سطح مقطع یا در سطح جوش هستند كه سرباره محافظ حوضچه جوش به طور مكانیكی درون فلز منجمد شده محبوس میشود. این سرباره منجمد شده بخشی از مقطع جوش را نمایش می دهد كه فلز جوش بخوبی ذوب نمی شود. این پدیده خود سبب ایجاد بخشى ضعیف در نمونه خواهد شد. در حقیقت سرباره های محبوس شده اغلب در ارتباط با ذوب ناقص هستند.

 

3-4. تخلخل

این نوع ناپیوستگی در خلال انجماد جوش در اثر حبس گاز ایجاد می شود. بنابراین تخلخل را بسادگى میتوان ، حفره های گاز درون فلز جوش منجمد شده دانست . به علت طبیعت كروى شكل آنها، تخلخل كمترین خطر را در میان دیگر ناپیوستگی ها داراست ولی در زمانیكه جوش باید تحمل فشارهای بالا را داشته باشد حضور تخلخل خطرناك خواهد بود. منابع مختلفی براى حضور رطوبت یا آلودگى وجود دارد كه میتوان الكترود فلز پایه ، گاز محافظ یا محیط اطراف را در این میان نام برد، تغییر در تكنیك جوشكاری نیز می تواند سبب ایجاد تخلخل شود.

 

3-5. بریدگی كنار جوش

بریدگی كنار جوش یك ناپیوستگی سطحی است كه در فلز پایه مجاور فلز جوش رخ میدهد. در شرایطی عیب را داریم كه فلز پایه شسته شده ولی با فلزی پر كننده جبران نمی شود. نتیجه ، ایجاد یك شیار خطی با شكلی نسبتا تیز است كه در فلز پایه تشكیل می شود. این عیب بعلت سطحی بودن ماهیت آن براى بارگذاری خستگی خطرناك است . بریدگی كنار جوش عموما به علت تكنیك جوشكاری نامناسب ایجاد می گردد، به ویژه اگر سرعت حركت جوش زیاد باشد. علاوه بر این اگر گرمای جوشكاری بسیار بالا باشد می تواند سبب ذوب شدن بیش از حد فلز پایه گردد.

 

3-6 . پرشدن ناقص

این مورد مشابه بریدگی كنار جوش ، یك ناپیوستگی سطحی است كه به علت كمبود ماده در مقطع عرضی ایجاد میشود. تنها تفاوت در این میان این است كه پرشدن ناقص در فلز جوش ولی بریدگی كنار جوش در فلز پایه یافت می شود. به بیان ساده ، پرشدن ناقص ، زمانی رخ می دهد كه فلز پر كننده به اندازه كافی براى پركردن اتصال جوش در دسترس نباشد. مشابه بریدگی كنار جوش ، پرشدن ناقص نیز هم در سطح رویى و هم در ریشه جوش ظاهر می شود. دلیل اولیه پرشدن ناقص ، تكنیك غلط جوشكاری است . مثلا سرعت زیاد جوشكاری اجازه پرشدن اتصال و هم سطح شدن آن با فلز را نمی دهد.

 

3-7. سررفتن

نوع دیگر ناپیوستگی سطحی جوش كه از تكنیك نامناسب جوشكاری (سرعت جوشكاری خیلی آرام ) ناشی می شود، سررفتن است كه در آن ، فلز جوش روى فلز پایه مجاورش سر میرود و دركناره جوش ، شیارى تیز را ایجاد می نماید. به علاوه اگر مقدار سررفتن به اندازه كافی زیاد باشد می تواند تركی را كه از این تمركز تنش ایجاد می شود را مخفی نماید.

 

3-8. تحدب بیش از حد

این ناپیوستگی مختص جوشهای گوشه است و طبق تعریف تحدب عبارت از حداكثر فاصله از رویه محدب یك جوش گوشه تا خط واصل بین كناره های جوش است . از نقطه نظر استحكام مقدار تحدب در جوش گوشه ضروری است ولی اگر از حدی بیشتر باشد، به عنوان یك عیب تلقی می شود. این مطلب هم از نقطه نظر اقتصادی (مصرف فلز پركننده بیشتر) و هم از نظر حضور مناطق تیز اطراف جوش به خصوص در بارگذارى خستگى مطرح می شود. دلیل ایجاد تحدب ، آرام بودن سرعت جوشكاری یا تكنیك ناصحیح جوشكاری است .

 

3-9. لكه قوس و پاشش

لكه های قوس در نتیجه شروع قوس عمداً یا تصادفی روی سطح فلز پایه دور از اتصال به وجود میآیند. در اثر این رخداد، منطقه ای متمركز شده از سطح فلز پایه ذوب شده و سریعاً سرد و شكننده می شود. پاشش همان ذرات فلزی پراكنده ناشی از جریان بالای جوشكاری هستند كه در تشكیل جوش نقشی ندارند. از نقطه نظر بحرانی بودن ، پاشش ممكن است زیاد مهم تلقی نشود، ولی در هر حال مقادیر زیاد پاشش میتوانند گرماى موضعی زیادی را به سطح فلز مشابه با اثر لكه قوس ایجاد كنند و حتی سبب تشكیل ناحیه تحت تاثیر حرارت شوند.

 

3-10. اعوجاج

خمیدگى یا اعوجاج از مشكلات مهم جوشكاری است كه باید برطرف گردد. این مسئله در اثر انقباض كه به هنگام كرم و سرد شدن پس از عملیات جوشكاری در فلز پایه و جوش بوجود میآید، شكل می گیرد. براى كنترل اعوجاج باید شرایط لازم براى جوشكاری شامل كنترل قبل ، حین و بعد از جوشكاری تامین گردد.

 

3-11 . تورق و پارگى سراسری

این ناپیوستگی ویژه مربوط به فلز پایه است . تورق در اثر حضور آلودگى و ناخالصى غیر فلزی موجود درزمان تولید فولاد ایجاد می شود. این ناخالصی ها به طور طبیعی اكسیدی هستند كه در زمانیكه فولاد هنوز مذاب است تشكیل شده و در خلال عملیات بعدى نورد كشیده شده و موجب تورق می شوند. نوع دیگر ناپیوستگی مربوط به پارگی سراسری است و زمانی رخ می دهد كه در جهت تمام ضخامت در اثر جوشكارى تنشهاى انقباضى بزرگى ایجاد شده باشد. پارگی عموما موازى سطح نورد شده زیر فلز پایه و معمولآ موازى مرز ذوب جوش رخ می دهد. پارگی سراسرى یك ناپیوستگی است كه مستقیما به طرز قرار گیرى اتصال مرتبط می شود.

 

12.3. جابجا شدن و ناپیوستگی هاى ابعادى

در اثر سواركردن و مونتاژ غلط اجزاى مورد جوش در كنار یكدیگر، جابجایى بصورت هم محور نبودن دو سطح قطعه كار در جوشهای لب به لب است كه در مواردى با برشكارى رفع می شود، اما در بیشتر مواقع باید جوش را بریده و مجددا عملیات جوشكاری بادقت تكرار شود. ناپیوستگی هاى ابعادى، نقائص شكل یا ابعاد هستند و هم درجوش و هم در سازه جوش شده بروز مى كنند.

 

4. آزمایشهای جوش

4-1. ارزیابى جوشكار

آزمونى كه صلاحیت جوشكار را براى اجراى ضوابط آیین نامه اى تایید می كند، آزمایش تشخیص صلاحیت یا ارزیابى جوشكار و یا آزمون كیفیت اجرا خوانده می شود. این ارزیابى مشخص می كند كه ایا جوشكار دانش و مهارت لازم را در بكارگیرى و اعمال دستورالعمل جوشكارى مدود در رابطه با رده بندى كارى خود دارد یاخیر. ارزیابى جوشكار ممكن است با تجهیزات جوشكارى دستى و یا با تجهیزات جوشكارى تمام اتوماتیك انجام شود.

روشهاى آزمایشى كه كیفیت یك جوش را تعیین می كند، در سه طبقه بندى بسیار وسیع قرار می گیرد. 1-آزمایش هاى غیر مخرب ، 2- آزمایشهاى مخرب و 3- بازرسى عینى .

 

4-2. آزمایشهاى غیر مخرب

هدف از این آزمایشها، بازرسى و تشخیص عیوب مختلف جوش (سطحى وعمیق ) و تایید آن می باشد، بدون اینكه قطعه جوش داده شده غیر قابل استفاده شود. اگر آزمایش نشان دهد كه محلی از جوش معیوب است می توان از طرفین محل مذكور به اندازه لازم برداشته و با جوش مجدد اتصال كاملی را به دست آورد .

 

4-2-1. آزمون ذرات مغناطیسى

آزمون ذرات مغناطیسى یكى از آسانترین آزمایشهاى غیر مخرب جوشكارى است . این روش جوش را براى معایبى از قبیل تركهاى سطحى، ذوب ناقص ، تخلخل ، بریدگى كنار جوش ، نفوذ ناقص ریشه جوش و اختلاط سرباره كنترل می كند. این آزمایش محل تركهاى داخلى و سطحى بسیار ریز را براى رویت با حشم غیر مسلح آشكار میكند. قطعه مورد آزمایش با استفاده از جریان الكتریكى، یا قراردادن آن در داخل یك سیم پیچ مغناطیسى می گردد. سطح مغناطیسى شده قطعه با لایه نازكى از یك گرد مغناطیسى نظیر اكسید آهن قرمز پوشده می شود و این لایه گرد در صورت وجود یك عیب سطحى یا داخلى در داخل حفره یا ترك مربوطه فرو می رود.

 

4-2-2. بازرسى با مواد نافذ

بازرسى با مواد نافذ یكى از شیوه هاى غیر مخرب براى محل یابى معایب سطحى می باشد. سطح مورد بازرسى باید ابتدا از لكه هاى روغن ، گریس و مواد ناخالص و خارجى تمیز شود. سپس ماده رنگى مورد نظر بر روى سطح پاشیده شده و در داخل تركها و سایر ناهمواریهاى نفوذ می كند. رنگ اضافى از روى سطح پاك شده و سپس یك ماده فوق العاده فرار حاوى ذرات ریز سفید رنگ بر روى سطح پاشیده می شود. تبخیر مایع فرار باعث برجاى ماندن گرد خشك سفید رنگ بر روى ماده قرمز نفوذ كرده در ترك می گردد و بر اثر عمل مویینگى، ماده قرمز از ترك بیرون كشیده شده و پودر سفید كاملا قرمز می شود.

 

4-2-3. آزمون فراصوتى

آزمون فراصوتى قادر به تشخیص معایب داخلى بدون نیاز به تخریب قطعه جوش شده می باشد. موج هاى فراصوتى از داخل قطعه مورد آزمایش عبور داده می شوند و با هرگونه تغییر درتراكم داخلى قطعه منعكس می شوند. امواج منعكس شده (پژواك ها) به صورت برجستگى هایى نسبت به خط مبنا، بر روى صفحه نمایش دستگاه ظاهر می شوند. هنگامى كه عیب یا ترك داخلى توسط واحد جست و جو پیدا شود تولید ضربان سومی می كند كه بین ضربان اول و دوم بر روى صفحه نمایش ثبت می شود. بنابراین مشخص می شود كه این عیب بین سطوح بالاو بایین مصالح (در داخل جسم مصالح ) می باشد.

 

4-2-4. آزمایش پرتونگاری

پرتونگاری یكى از روشهاى آزمایش غیر مخرب است كه نوع و محل عیوب داخلى و بسیار ریز جوش را نشان میدهد. پرتو رادیویى در ضخامت فلز نفوذ كرده و پس از عبور این ضخامت لكه اى بر روى صفحه فیلم ایجاد می كند. میزان جذب پرتوهاى رادیویى توسط مواد مختلف متفاوت است . نفوذ گل ، حفره كازى، تركها، بریدگى هاى كناره جوش و قسمتهاى نفوذ ناقص جوش تراكم كمترى نسبت به فولاد سالم دارند. بنابراین در حوالى این قسمتها پرتو بیشترى به سطح فیلم می رسد و عیوب فلز جوش ، به صورت لكه هاى تاریكى بر روى فیلم ثبت می شوند.

 

4-3. آزمایشهای مخرب

این آزمایشهاى مكانیكى نمونه جوش شده جهت تعیین مقاومت و سایر خواص مكانیكى، نسبتا ارزان قیمت بسیار كاربردى هستند. به همین جهت در سطح وسیعى براى ارزیابى و تایید دستوالعمل جوشكارى و صلاحیت جوشكار به كار می روند.

 

5. نتیجه گیرى

ساختمانهاى فولادى بخش قابل توجهى از ساخت و ساز در ایران را تشكیل می دهند و یكی از مهمترین موضوعات در هر ساختمان فولادى بویژه از نقطه نظر مقاومت لرزه اى، كنترل جوشكارى آن میباشد. جوشها در همه بخشها بایستى منطبق بر اطلاعات نقشه بوده و از لحاظ بعد و طول جوش و كنترل كیفیت لازم بررسى گردد. در این خصوص حتى ممكن است در یك ساختمان فولادى كوچك به انجام آزمایشات غیر مخرب (NDT) بر روى جوش نیاز باشد. در استاندارد ، 2800، آزمایشات اولتراسونیك و رادیوگرافى براى كنترل اتصالات جوشى قابهاى خمشى ویژه اجبارى شده است كه البته بسته به تشخیص مهندس ناظر در سایر حالات نیز انجام میگیرد.

جوشکاری زیر آب

جوشکاری زیر آب از زمان جنگ جهانی دوم هنگامی که کشتی های خسارت دیده باید سریعاً در آب تعمیر می شدند به وجود آمد. بیرون آوردن کشتی برای تعمیر کردن آن، هم اکنون هم بسیار هزینه بر است و صرفه اقتصادی ندارد. شاید بسیاری از مردم جوشکاری زیر آب را بسیار عجیب می پندارند چون ماهیت آن را از آتش می دانند. ولی جوشکاری ماهیت قوس الکتریکی دارد و روشن شدن آن زیر آب کار عجیبی نیست. برای جوشکاری در خشکی، هوا یونیزاسیون می شود و در آب، بخار آب یونیزاسیون می شود.

جوشکاری زیر آب به دو صورت انجام می شود: جوشکاری خشک و مرطوب. اثرات منفی جوشکاری مرطوب عبارتنداز ترک خوردگی هیدروژنی، افت شدید دما که باعث تغییرات ساختاری و متالورژیکی می شود و همچنین اکسیژن با عناصر آلیاژی ترکیب می شود و اکسید این آلیاژها در آب حل می شوند.

جوشکاری خشک در یک اتاقک در داخل آب انجام می گیرد و داخل اتاقک هوای فشرده وجود دارد که فشار داخل و خارج اتاقک را بالانس می کند. اتاقک ها را دو تکه می سازند و داخل آب، و روی قطعه مورد نظر دو تکه را به هم وصل می کنند. یک لوله رابط بین کشتی و اتاقک است و وسایل مورد نیاز را به وسیله این لوله به اتاقک می فرستند. این روش برای اولین بار در آمریکا انجام گرفت اما چون بسیار پرهزینه و وقت گیر است دانشمندان سعی می کنند مشکلات جوشکاری مرطوب را حل کنند چون سریعتر و ارزانتر است.

وسایل ایمنی همان وسایل ایمنی جوشکاری روی خشکی است بعلاوه وسایل غواصی.
جوشکاری زیر آب با صنعت نفت و گاز کشورمان گره خورده است و کشور ما نیز دارای منابع عظیم نفت و گاز است درنتیجه تحقیق در این زمینه برای ما یک ضرورت محسوب می شود ولی ما در جوشکاری مرطوب هنوز اول راه هستیم.

 

جوشكاری مقاومتی در میكرو اتصال ها

همانطور كه می دانید جوشكاری مقاومتی استفاده وسیعی در صنعت به خاطر تمیز بودن و سهولت انجام كار دارد و امروزه گستره استفاده از آن به میكرو اتصال ها و اتصالات بسیار كوچك نیز رسیده است . در جوشكاری مقاومتی به وسیله عبور جریان بالا از اتصال ( همراه با اعمال فشار ) و ذوب شدن فلزات در نقطه اتصال جوش شكل می گیرد .

این نوع جوشكاری از لحاظ اصول شكل گیری جوش مانند جوشكاری مقاومتی معمولی است ( مانند نقطه جوش Spot Welding ). قطعات روی الكترود مسی پایین قرار گرفته و الكترود بالایی همراه با اعمال فشار به قطعات رسیده و با اعمال جریان بالا و ذوب شدن در نقطه اتصال جوش شكل می گیرد (شکل 3) . تفاوت این نوع جوشكاری با جوشكاری مقاومتی ساده در این است كه در این نوع جوشكاری به خاطر دقت بالای مورد نیاز، كنترل فرآیند مشكل است و دیگر اینكه لایه اكسید ایجاد شده به خاطر كوچك بودن منطقه جوش درصد قابل توجهی از جوش را تشكیل می دهد .

حیاتی ترین قسمت این فرایند جریان در نقطه تماس می باشد . در جوش مفاومتی معمولی جریان توسط یك دكمه وصل و سپس طی مدت معینی قطع می شود تا جوش شكل بگیرد ولی در این نوع جوشكاری جریان به یكباره وصل نشده بلكه ابتدا یك جریان كم به اتصال اعمال شده و بعد از مدت معینی به آرامی جریان زیاد میشود ، بعد از نگه داشتن در مدت معینی دوباره به آرامی كم می شود یعنی جریان به صورت یك پروفیل اعمال می شود و دستگاه تغذیه باید توانایی ایجاد این پروفیل جریان را داشته باشد . این امر به خاطر شكستن لایه های اكسید و كم كردن آن در فلز جوش انجام می شود . برای آگاهی از پروفیل جریان و بهترین شكل آن برای فلزات مختلف به مقالات تخصصی كه در این زمینه تهیه شده مراجعه كنید .

كاربرد این نوع جوشكاری بیشتر در صنایع الكترونیك ، ساخت اتومبیل ، هوا فضا و ساخت تجهیزات پزشكی می باشد . از جمله كاربرد های آن در در صنایع الكترونیك می توان به اتصال سریع یك سیم به یك سیم دیگر یا قطعه دیگر اشاره نمود مانند ساخت سنسورها ، باتری ها و سلول های خورشیدی . استفاده آن در صنعت اتومبیل ایجاد جوش و اتصال در مونتاژهای سبك مانند سنسورها ، سیستم ایر بگ و كنترل جرقه است . در صنعت پزشكی از این نوع جوشكاری در ساخت وسایلی مانند ابزارهای جراحی و سمعك ها استفاده می شود .

جوشكاری مقاومتی میكرو اتصال ها یا Micro Resistance Welding یك روش مقرون به صرفه برای قطعات كوچك است كه بسیار سریع بوده ( در حد كسری از ثانیه ) ،و بسیار تمیز است و قیمت هر اتصال در آن به خاطر مصرف جریان برق ناچیز و استفاده از تجهیزاتی كه خیلی گران نیستند بسیار پایین است . با توجه به مزایای فوق استفاده از این روش به سرعت گسترش خواهد یافت .

 

انواع اتصالات در جوشکاری

مراحل اجرایی جوشكاری قوس  الكترود دستی
آلودگی ها از قبیل چربی، كثافات، رنگ، اكسیدها و پوسته ها از لبه های مورد جوش حداقل تا فاصله 15mm از هر طرف قطعه. اصولاً كار به كمك سنگ زنی، برس زنی و سمباده انجام می گیرد. روش شیمیایی بیشتر برای زدودن چربی ها می باشد.
جوشكاری (Beveling): متناسب با ضخامت ورق و شرایط كار و نهایتاً به كمك استانداردها لبه سازی انجام می شود. برای ورق های ضخیم از لبه سازی (Beveling) دو طرفه و برای ورق های با ضخامت متوسط از لبه سازی یك طرفه استفاده می شود. مسلماً شیار (Groove) نیز می تواند برای قطعات با ضخامت متوسط از یكطرف و برای قطعات ضخیم در دو طرف قطعه ایجاد شود. 1-برطرف كردن كلیه مواد زائد، ناخالصی ها، 2- یخ زدن لبه های مورد

زاویه یخ و شعاع انحناء تحتانی لبه ها بر حسب حساسیت به ترك، پیچیدگی، وزن قطعه در هنگام جوشكاری، نوع الكترود، مهارت جوشكار و هزینه یخ سازی انجام می گیرد. مثلاً لبه سازی به صورت لاله فلز جوش متری نسبت به لبه سازی به صورت V نیاز دارد. یا لبه سازی به شكل V به بعضی ترك خوردگی ها نسبت به شكل لاله (U) حساس تر است و یا قطعات لبه سازی شده از دو طرف نسبت به قطعات لبه سازی شده از یك طرف حساسیت كمتری به پیچیدگی دارند.

البته بعضی اوقات از شكل ظاهری قطعات می توان استفاده كرده و لبه سازی انجام نمی دهند.

لبه سازی معمولاً به كمك سنگ زنی، ماشین كاری و یا با استفاده از Totch و یا قوس انجام می گیرد كه هر یك مستلزم هزینه می باشد و به هزینه جوشكاری افزوده می گردد. در شكل 17 بعضی از علائم اختصاری كه در جوشكاری بكار می روند آمده است .

3- استقرار اجزاء در كنار یكدیگر برای عملیات جوشكاری:

ترجیحاً استقرار قطعات را طوری كنار یكدیگر فراهم می سازند كه راحت ترین موقعیت (Position) برای جوشكاری آنها تامین گردد. در این راستا می توان از گیره، نگهدارنده و وضعیت دهند ها استفاده نمود كه اكثراً شرایط كار را خیلی ساده می كنند.

4- تك بندی (Tack Weld): قطعات در فواصل مناسب بطوریكه از پیچیدگی آنها جلوگیری به عمل آید و پیچیدگی آنها به حداقل برسد نسبت به یكدیگر با خال جوش كنار هم استقرار می یابند.

5- عملیات جوشكاری

انتخاب الكترود و تنظیم آمپر و قراردادن كار در موقعیتی كه جوشكار احساس راحتی كند. تنظیم آمپر اصولاً روی تكه قراضه ای انجام می گیرد.

پس از راه اندازی قوس و تنظیم آمپر، قوس را به داخل محل اتصال جهت می دهند تا فلز جوش در محل اتصال رسوب داده می شود. لذا جوشكار حركت های زیر را بایستی همزمان به طور یكنواخت و قابل كنترل انجام دهد این حركت ها عبارتند از:

الف) تثبیت فاصله نوك الكترود با سطح مذاب حوضچه. در حقیقت الكترود را باید به سمت حوضچه در اثر مصرف پایین آورد.

ب) حركت الكترود و قوس در سرتاسر مسیر جوش كه در اصل تعیین كننده سرعت جوشكاری است. این حركت توام با حركت های زیگزاگی یاموجی شكل است كه هر جوشكار بر حسب عادت یك نوع حركت را انجام می دهد.

حركت موجی الكترود سبب می گردد تا سرباره به كناره ها جارو گردد، البته این حركت بایستی طوری انجام گیرد كه سرباره در جوش حبس نشود و زاویه الكترود نسبت به قطعه و زاویه كاردرست انتخاب شود.

قطع قوس به منظور تعویض الكترود بایستی به آرامی انجام گیرد یعنی الكترود به آهستگی به عقب كشیده شود تا عیب دهانه آتش فشان در جوش بوجود نباید بایستی الكترود را به طرف عقب حركت داد و همزمان فاصله قوس را زیاد كرد تا قوس خاموش شود. الكترود بعدی كه مورد استفاده قرار گیرد ابتدا بایستی انتهای حوضچه سنگ بخورد و جوش از جلو شروع شود و به طرف عقب برگردد و مجدداً ادامه یابد. محل تعویض الكترود منبع جدی برای بوجود آمدن عیوب جوش از قبیل سرباره، حباب گاز و فقدان ذوب كامل می باشد.

در جوشكاری چند پاسه بایستی سرباره از روی هر پاس بطور كامل تمیز گردد و سپس جوشكاری در پاس های بعدی انجام گیرد. هر پاس حداقل 3/1 پاس زیری را می پوشاند.

زاویه كار (Work Angle)

زاویه بین الكترود با خط عمود بر جوش در صفحه عرضی را زاویه كار می گویند.

زاویه راهنما (Lead Angle)

زاویه الكترود با خط عمود بر جوش در صفحه طولی را زاویه راهنما می گویند. زاویه الكترود سبب می گردد تا جوشكار بتواند حفره كاسه ای شكل قوس را مشاهده نماید، علاوه بر آن نیروی قوس سبب می گردد تا سرباره بطور ناخواسته بطرف جلو حركت كند و همچنین از بروز گودافتادگی كنار جوش (Undercut) جلوگیری می كند. جوشكار بایستی در انتخاب زاویه كار و زاویه راهنما انتخاب صحیحی انجام دهد.

دسترسی به ماشین جوشكاری: سعی می‌شود ماشین جوشكاری تا حد امكان در دسترس جوشكار قرار گیرد تا از مزاحمت كابل ها و تداخل آنها اجتناب شود. كه به تازگی با استفاده از كنترل از راه دور جوشكار می تواند شدت جریان جوشكاری را خود از محل جوشكاری تنظیم نماید.

فضای كارگاه: جوشكاری در فضای بسته انجام نمی گیرد مگر آنكه تهویه كافی و پرقدرت بر رویفضا تعبیه شده باشد.

نحوه بسته بندی و نگهداری الكترود: معمولاً الكترودها را در بسته های به صورت Hermetically airtight به بازار عرضه می كنند.

بایستی در نگهداری الكترودها در انبار دقت لازم به عمل آید و آنها را در محلی دور از رطوبت، آب، باران، گرد و خاك، دود، گریس و چربی نگهداری نمود. (جای خشك بهترین محل است) و اصولاً الكترود را نباید در انبار روی زمین انباشت نمود بهترین جا قفسه می باشد.

وسایل مورد نیاز:

برای فولادهای كربن استیل Wire Brush، Chipping Hammer، Helmet، برای فولادهای زنگ نزنوزنگ نزن استفاده می كنند. Wire Brush Chipping Hammer

Face Shield، Hand Shield، Gloves، Photo Sensitive Lens، Leathers نیز استفاده می شود.

گذشته از وسائل یاد شده ایمنی نیز در جوشكاری بایستی مورد توجه قرار گیرد. مثلاً جلوگیری از سقوط جوشكار بخاطر برق گرفتگی، همچنین در هنگام جوشكاری گازهای مضری نظیر اوزنبهخاطر اشعه ماوراء بنفش، No2 (Nitrogen dioxide) و Phosgene Gas و همچنین اشعه ماوراء بنفش بوجود می آیند كه برای پوست و تنفس مضر هستند. O3

 

معایب و محدودیتهای روش SMAW

1- با كوتاه شدن الكترود، جوشكار باید الكترود را تعویض نماید و این امر باعث كاهش سرعت وراندمان جوشكاری می شود.

 

2- شدت جریان جوشكاری بدلیل زیاد بودن طول الكترود محدود است. آمپرهای بالا مانند آنچه در تفنگهای اتوماتیك یا نیمه اتوماتیك استفاده می شود غیر عملی است زیرا فاصله بین قوس و نقطه تماس الكتریكی در نگهدارنده الكترود (طول الكترود) زیاد بوده و شدت جریان جوشكاری بوسیله مقاومت حرارتی زیاد الكترود محدود می شود. درجه حرارت الكترود نباید از درجه حرارتشكست پوشش (Break Down) بیشتر شود زیرا مواد شیمیائی موجود در پوشش با یكدیگر یا با هوا واكنش كرده و وظیفه خود را بخوبی در قوس انجام نمی دهند.

 

جوشکاری با قوس الکتریکی

یکی از متداول ترین روشهای اتصال قطعات کار می باشد، ایجاد قوس الکتریکی عبارت از جریان مداوم الکترون بین دو الکترود و یا الکترود و یا الکترود و کار بوده که در نتیجه آن حرارت تولید می شود. باید توجه داشت که برای برقراری قوس الکتریک بین دو الکترود و یا کار و الکترود وجود هوا و یا یک گاز هادی ضروری است. بطوریکه در شرایط معمولی نمی توان در خلاء جوشکاری نمود.

در قوس الکتریکی گرما و انرژی نورانی در مکانهای مختلف یکسان نبوده بطوریکه تقریباً 43% از حرارت درآند و تقریباً 36% در کاتد و 21% بقیه بصورت قوس ظاهر می شود. دمای حاصله از قوس الکتریکی بنوع الکترودهای آن نیز وابسته است بطوریکه در قوس الکتریکی با الکترودهای ذغالی تا 3200 درجه سانتیگراد در کاتد و تا 3900 در آند حرارت وجود دارد. دمای حاصله در آندو کاتد برای الکترودهای فلزی حدوداً 2400 درجه سانتیگراد تا 2600 درجه تخمین زده شده است.

در این شرایط درجه حرارت در مرکز شعله بین 6000 تا 7000 درجه سانتیگراد می باشد از انرژی گرمائی حاصله در حالت فوق فقط 70% تا 60% در قوس الکتریک مشاهده گردیده که صرف ذوب کردن و عمل جوشکاری شده و بقیه آن یعنی 30% تا 40% بصورت تلفات گرمائی به محیط اطراف منتشر می گردد.

طول قوس شعله Arc length بین 8/0 تا 6/0 قطر الکترود می باشد و تقریباً 90% از قطرات مذاب جدا شده از الکترود به حوضچه مذاب وارد می گردد و 10% باطراف پراکنده می گردد. برای ایجاد قوس الکتریکی با ولتاژ کم بین 40 تا 50 ولت در جریان مستقیم و 60 تا 50 ولت در جریان متناوب احتیاج می باشد ولی در هر دو حالت شدت جریان باید بالا باشد نه ولتاژ.

انتخاب صحیح الکترود برای کار

انتخاب صحیح الکترود برای جوشکاری بستگی به نوع قطب و حالت درز جوش دارد مثلاً یک درز Vشکل با زاویه کمتر از 40 درجه با ضخامت زیاد حداکثر با قطر اینچ که معادل 2 میلیمتر است برای ردیف اول گرده جوش استفاده می گردد تا کاملاً در عمق جوش نفوذ نماید. ولی چنانچه از الکترود با قطر بیشتر استفاده شود مقداری تفاله در ریشه جوش باقی خواهد ماند. که قدرت و استحکام جوش را تقلیل می دهد.

انتخاب صحیح الکترود( از نظر قطر)

بایستی توجه داشت که همیشه قطر الکترود از ضخامت فلز جوشکاری کمتر باشد هر چند که در بعضی از کارخانجات تولیدی عده ای از جوشکاران الکترود با ضخامت بیشتر از ضخامت فلز را به کار می برند. این عمل بدین جهت است که سرعت کار زیادتر باشد ولی انجام آن احتیاج به مهارت فوق العاده جوشکار دارد.
همچنین انتخاب صحیح قطر الکترود بستگی زیاد به نوع قطب ( + یا - ) و حالت درز جوش دارد مثلاً اگر یک درز V شکل با زاویه کمتر از 40 درجه باشد بایستی حداکثر از الکترود با قطر پنج شانزدهم اینچ برای ردیف اول گرده جوش استفاده کرد تا کاملاً بتوان عمق درز را جوش داد. چنانچه از الکترود با قطر زیادتر استفاده شود مقداری تفاله در جوش باقی خواهد ماند که قدرت و استحکام جوش را به طور قابل ملاحظه ای کاهش خواهد داد. در حین جوشکاری گاهی اوقات جرقه هائی به اطراف پخش می شود که دلایل آن چهار مورد زیر است.

ایجاد حوزه مغناطیسی و عدم کنترل قوس الکتریکی

ازدیاد فاصله الکترود نسبت به سطح کار

آمپر بیش از حد یا آمپر بالای غیر ضروری

عدم انتخاب قطب صحیح برای جوشکاری

اطلاعات پاکت الکترود

مطابق استاندارد پاکت ها و کارتنهای الکترود بایستی علامت ها و نوشته هائی داشته باشند که حتی المقدور مصرف کننده را در دسترسی به کیفیت مطلوب جوش راهنمائی و یاری نمایند.
در روی پاکت الکترود علاوه بر نام کارخانه سازنده , نوع جنس نیز درج می شود که برای مصرف صحیح حائز اهمیت است.
هر پاکت الکترود بایستی علاوه بر اسم تجارتی الکترود, طبقه بندی آن الکترود را حداقل طبق یکی از استانداردهای مهم بیان نماید. برای آگاهی از طول زمان ماندگی الکترود در کارخانه, بازار یا انبار و غیره . شماره ساخت یا تاریخ تولید روی پاکت نوشته یا مهر زده می شود.
قطر سیم مغزی الکترود مصرف کننده را در کاربرد صحیح آن با توجه به صخامت فلز, زاویه سیار , ترتیب پاس و غیره راهنمایی می کند.
نوع جریان برق از اینکه جریان دائم یا جریان متناوب لازم است( با موتور ژنراتور یا ترانسفورماتور می توان جوش داد) یا هر دو و در جریان دائم نوع اتصال قطبی بایستی یا به عبارت یا علامت روی پاکت درج شود.
حالت یا حالاتی از جوشکاری که این الکترود در آن حالت یا حالات مناسب است روی پاکت بیان می شود.
درج حدود شدت جریان برق ( بر حسب آمپر ) جهت انتخاب اولیه ( تنظیم دقیق شدت جریان ضمن جوشکاری با توجه به عوامل مختلف انجام می شود) ضروری است. وزن الکترودها یا تعداد الکترود داخل هر بسته روی پاکت یا بر چسب آن درج می شود. نوشتن مواردی که در بالا به آن اشاره شد, روی پاکت مطابق بیشتر استانداردها اجباری است.
همچنین خواص مکانیکی و شیمیائی , وضعیت ذوب و کیفیت قوی, نحوه نگهداری و انبار کردن, درجه حرارت خشک کردن, مواد استعمال بخصوص و پاره ای توصیه های دیگر در روی پاکت برای آگاهی مصرف کننده چاپ شده و یا مهر زده می شود.

انواع الکترودها

الکترودهائی که در جوش اتصال فولاد به کار برده می شوند مفتولهای مغزی با آلیاژ یا بدون آلیاژ دارند که جریان جوش را هدایت می کند. شعله برق بین قطعه کار و سرآزاد الکترود می سوزد و الکترود به عنوان یک ماده اضافی ذوب می شود.
الکترودهای نرم شده دارای علائم اختصاری بوده ( دین 1913 ) که روی بسته بندی آنها نوشته شده است. علائم اختصاری تمام نکات مهمی که در به کار بردن آن الکترود باید مراعات شوند نشان می دهند.

مشخصات الکترودها

در جوشکاری مشخصات الکترودها با یک سری اعداد مشخص می گردند. اعداد مشخصه به ترتیب زیر می باشد.

E 60 10

E = جریان برق
60 = کشش گرده جوش بر حسب پاوند بر اینچ مربع
1 = حالات مختلف جوشکار ی
0 = نوع جریان می باشد.

علامت اول
در علائم الکترود بالا E مشخص می نماید که این الکترود برای جوشکاری برق بوده با استقاده می شود. ( بعضی از الکترودهای پوشش دار هستند که در جوشکاری با اکسی استیلن از آنها استفاده می شوند مانند FC18 ).

در علامت دوم
عدد 6 و 0 یعنی مشخصه فشار کشش گرده جوش بر حسب پاوند بر اینچ مربع بوده بایستی آن را در 1000 ضرب نمود یعنی فشار کشش گرده جوش این نوع الکترود 60000 پاوند بر اینچ مربع است.
Kg/mm2

علامت سوم
حالات جوش را مشخص می کند که همیشه این علامت 1 یا 2 یا 3 می باشد. الکترودهائی که علامت سوم آنها 1 باشد در تمام حالات جوشکاری می توان از آنها استفاده کرد. و الکترودهائی که علامت سوم آنها عدد 2 می باشد در حالت سطحی و افقی مورد استفاده قرار می گیرند. الکترودهائی که علامت سوم آنها 3باشد تنها در حالت افقی مورد استفاده قرار می گیرند.

علامت چهارم
خصوصیات ظاهری گرده جوش و نوع جریان را مشخص می نماید که این علائم از 0 شروع و به 6 ختم می گردند.

چنانچه علامت چهارم یا آخر صفر باشد موارد استعمال این الکترودها تنها با جریان مستقیم یا DCو با قطب معکوس می باشد. نفوذ این جوشکاری زیاد و شکل مهره های جوش آن تخت و درجه سختی گرده جوش تقریباً زیاد می باشد.

چنانچه علامت چهارم یک باشد موارد استعمال این الکترود با DC , AC می باشد. شکل ظاهری جوش این الکترود صاف و در شکافها و درزها کمی مقعر و درجه سختی جوش کمی زیادتر از گرده اول است.( AC = جریان متناوب و DC = جریان مستقیم می باشد. )

اگر علامت چهارم 2 باشد موارد استعمال الکترود با AC , DC می باشد.نفوذ جوش متوسط و درجه سختی جوش کمی کمتر از دو گروه قبل می باشد نمای ظاهری آن محدب است.

اگر علامت چهارم 3 باشد این الکترود را می توان با جریان AC متناوب یا جریان مستقیم به کار برد. درجه سختی گرده جوش این الکترود کمتر از دو گرده اول و دوم و کمی بیشتر از گرده سوم می باشد و نیز در دارای قوس الکتریک خیلی آرام و نفوذ کم و شکل مهره های آن در درزهای شکل محدب می باشد.

اگر علامت چهارم 4 باشد این الکترود را می توان با جریان DC , AC به کار برد.

موارد استعمال این الکترود برای شکافهای عمیق یا در جائی که چندین گرده جوش به روی هم لازم است می باشد.

چنانچه علامت آخر 5 باشد مشخصه این علامت این است که فقط جریان DC مورد استفاده قرار می گیرد و موارد استعمال آن در شکافهای باز و عمیق است. درجه سختی گرده جوش این الکترود کم و دارای قوس الکتریکی آرامی است و پوشش شیمیایی آن از گروه پوشش الکترودهای بازی است.

چنانچه علامت آخر 6 باشد. خواص و مشخصه آن مطابق گروه 6 است با این تفاوت که با جریان Ac مورد استفاده قرار می گیرد.

الکترودهای پر مصرف

انواع الکترود برای جوشکاری در تمام حالات مخصوصاً سربالا

 

استاندارد آما 1/421 م ج
رنگ شناسائی : انتها – سورمه ای سیر
الکترود روتیلی روپوش متوسط برای فولادهای ساده در تمام حالات مخصوصاً جوش سربالا و بالاسر و حالات اجباری، دارای اکسید آهن.
دارای گواهی از لویدز ژرمن
جوش دادن با این الکترود بسیار آسان است و سرباره آن بخوبی پاک می شود – قوس آرام دارد – گرده جوش تمیز است و حالات مختلف را با شدت جریان ثابت بخوبی جوش می دهد.

انواع الکترود برای جوشکاری در تمام حالات مخصوصاً سربالا

استاندارد آما 1/421 م ج
استانداردآمریکائی: AWS.E 6013
رنگ شناسائی : انتها – زرد
الکترود با روپوش متوسط روتیلی برای جوشکاری فولادهای معمولی در ساختمان اسکلت های فلزی – خرپاها – پل سازی – در و پنجره سازی – ورق کاری و سایر کارهای آهنی – این الکترود را می توان برای جوشکاری درهمه حالات ( عمودی – افقی – و بالاسر ) استفاده نمود. محل جوش نرم است و بخوبی قابل براده برداری یا چکش کاری می باشد.

دارای گواهی از لویدز ژرمن و دانشکده پلی تکنیک تهران و هنرستان صنعتی تهران.

انواع الکترود مخصوص جوشکاری مخازن – ماشین سازی – پل سازی و کشتی سازی

استاندارد آما 4/1 + 50 ک ج
استانداردآمریکایی: AWS.E 7018/8018
رنگ شناسائی : انتها – نقره ای
الکترود قلیائی برای کارهائی که به جنس جوش فشار زیاد وارد می شود مانند مخازن دیگها – مصارف ماشین سازی – کشتی سازی – پل سازی و بناهای فولادی – قابل کار روی فولادهای ساختمانی ، 33 St ، 34 St ، 42 St ، 50 St ، 52 St ، 60 St ، 70 St و فولادهای دانه ریز با مقاومتهای 50 تا 62 کیلوگرم مثل فولادهای 50 Fb ، 50 Hsb ، 4 Mn 19 ، 5 Mn 17، 39 Bh ، 154 Dillinal ، 50 Aldur ، F 38 Sb ، 6 Fk ، 50 Hoag ، 36 Union ، 36 Bh ورقهای دیگ سازی HIII ، HII ، HI ، ورقهای لوله سازی ، 4/55 St ، 55 St ، 8/45 St ،5/45 St ، 45 St ، 8/35 St ، 35 St ، 4/35 St ، 35 St ، و فولادهای کشتی سازی A . B .C . D .E و فولادهای مقاوم در سرما N 35 TT St ، N 45 TT St ، N 45 TT St ، V 41 TT St ، N 41 TT St ، V 35 TT St و فولادهای مقاوم در کهنگی و سرما.
دارای گواهی از خط آهن دولتی آلمان فدرال و لویدزژرمن برای فولادهای ، 50 St ، 60 St ، 70 Stآزمایش شده از طرف اتحادیه مراقبتهای فنی آلمان تا منهای 80 درجه سانتیگراد.
این الکترود با پاشیدن متوسط در همه حالات به آسانی جوش می خورد. فقط الکترودهای خشک مصرف شود. با قوس کوتاه جوشکاری شده و حتی المقدور کمتر نوسان دهند. سربار آن به آسانی پاک می شود. مخصوصاً ثبات فرم آن حتی در حرارتهای کم و تنشهای نامناسب جالب توجه است.

الکترودهای مخصوص رنده های ماشین تراش و صفحه تراش یا فولادهای تنه بر

عملیات حرارتی
الف- تاباندن 5 ساعت در 820 درجه سانتیگراد

ب- آب دادن : حرارت سردکردن 1280 تا 1320 درجه سانتیگراد

وسیله سردکردن : روغن – حمام گرم – هوای خشک فشرده
حرارت حمام کردن : 500 تا 550 درجه سانتیگراد
حرارت رنگ گیری : 560 تا 580 درجه سانتیگراد

نمونه مصرف
رنده صفحه تراش طبق دین 4552 __
ساختمان یک رنده صفحه تراش نوبا :__
این فولاد بهتر از همه است زیرا دارای تمام خواص جوشکاری و آبدهی می باشد.
حتی المقدور از مصرف فولادهائی که بیش از 45/0 % و کمتر از 35/0% کربن دارند اجتناب شود.

طرز کار

الف- گرم کردن سریع 600 تا 700 درجه سانتیگراد
ب- جوش دادن
د- سائیدن مقدماتی ( در صورت تاباندن جهت نرم شدن عملیات براده برداری هم ممکن است)
هـ - آب دادن در حرارت 1280 درجه سانتیگراد ( در روغن )
و- رنگ گیری نیم ساعت در 560 درجه سانتیگراد
ز- به اندازه سائیدن
برای محدود کردن جوش روکشی قطعاتی از مس یا فلزات سبک و همچنین قطعات گرافیت پهلوی آن قرار می دهند. این قطعات کار جوش را آسان کرده و سرعت کار را زیاد می نماید.
قطعات فوق باید طوری باشند که جلوی جریان جوش را نگیرند.برای این منظور یا باید یخ خورده باشند ( 45 درجه ) و یا بین قطعات و قطعه کار 2 تا 3 میلیمتر فاصله باشد.
انتخاب قطر الکترود بسته به سطحی است که باید روکش شود.

آما 1105

رنگ شناسائی : انتها – زرد با خال نقره ای
استاندارد :آمریکائیE FE.5B
مخصوص تهیه و اصلاح لبه های افزارها مثل رنده های ماشین تراش و صفحه تراش.
آما 1105 می تواند در تهیه کارهای نو روی فولادهای ساده و در کارهای اصلاحی روی تمام افزارهای فولاد تندبر روکشی شود.
این الکترود دارای قوس آرام است و آسان هدایت می شود جنس جوش متراکم و بدون خلل و فرج بوده سخت و پر مقاومت می باشد و عملیات حرارتی لازم ندارد ولی به هر صورت با آن عملیات سخت تر خواهد شد.
جنس جوش در هر حال قابل براده برداری نیست و فقط ممکن است با سنگ سمباده سائیده شود. در جوش روکشی به روی فولاد کربن دار وقتی بهترین نتیجه حاصل می شود که به فلز مبنا حداقل حرارت لازم جهت چسبیدن جوش برسد. برای این منظور باید حتی المقدور با جریان کم جوشکاری کرد و الکترود را نوسان نداد. فلز مبنا باید قبلاً در حدود 600 الی 700 درجه سانتیگراد گرم شده باشد و هنگام جوش این حرارت حفظ شود از نظر ترکیبات خاصی که در روپوش وجود دارد با الکترود آسیب دیده نباید جوش داد.

الکترودهای روکش سخت و مقاوم در برابر فرسودگی

رنگ شناسائی : انتها – سبز با خال سفید
الکترود روپوش کلفت اوستنیتی همراه با کرم – نیکل – و مانگانز برای جوشکاری اتصالات عالی و ترک نخور- فولادهای بد جوش یا فولاد ریختگی .جوش روکشی ریل های تراموای سوزن خط آهن – زنجیرهای حرکت تراکتورهای زنجیری و امثال آن – قشر لائی پر مقاومت در روکشهای سخت مخصوصاً قسمتهای فرسوده شونده در فولاد سخت کرم دار مخصوص فولادهای ساده و آلیاژدار با استحکام زیاد- فولادهای احیا شده فولادهای زنگ نزن کرم دار فولادهای مقاوم در پوسته شدن – فولادهای سخت منگنز و فولادهای معمولی.
دارای گواهی از خط آهن آلمان فدرال برای روکشی و جوش دادن فولاد سخت منگنز آما 1090 با قوس آرام ذوب می شود در حال عادی پس از جوشکاری جنس جوش نرم و پر مقاومت است ومی تواند با عملیات سخت کننده سرد تا 400 برینل سخت گردد. جنس جوش به مقدار زیادی زنگ نزن و مقاوم در الکتروشیمی است. تا 800 درجه سانتیگراد سخت است و پوسته نمی کند.

الکترودهای مقاوم در برابر حرارت برای ساختمان تاسیسات نفتی و شیمیائی آماجی 1248 ن

رنگ شناسی : انتها – سفید با خال آبی
الکترودی است با روپوش قلیائی و با 5/0% کرم و 5/0% مولیبدن مناسب برای کار به روی فولادهای مقاوم در برابر حرارتهای زیاد و عملیات پر فشار مانند ساختمانهای مراکز جدید تاسیسات نفتی و شیمیائی.
دارای گواهی از کارخانه شل هندی. این الکترود جریان آرام و روان دارد سرباره آن آسان پاک می شود و در تمام وضعیت به آسانی کار می کند. درز آن تمیز و خوش منظره است. برای رسیدن به یک جوش بی نقص نباید الکترود را نوسان داد و همچنین باید حتی المقدور طول قوس را کوتاه نگهداشت. فقط باید الکترودهای خشک مصرف کرد. در صورت مرطوب شدن الکترودها باید آنها را دو ساعت در حرارت 150 درجه سانتیگراد خشک کرد و سپس به مصرف رساند.
پیش گرم کردن قطعه کار از 200 تا 300 درجه سانتیگراد و گرم کردن آن برای رفع تنش از 720 تا 750 درجه سانتیگراد توصیه می شود.

رنگ شناسائی : انتها – سفید با خال سفید
استاندارد : آلمانی KB^IS
الکترود قلیائی با روپوش کلفت برای جوشکاری فولادهائی که حداکثر تا 550 درجه سانتیگراد را به طور قائم تحمل می نمایند مانند دیگها- مخزن و لوله ها و فولادهای ریخته گری مخصوص جوشکاری روی فولادهای 17Mn4,19Mn5,15Mo3,HIV و فولاد ریخته گری Gs22Mo4 و فولادهای دانه ریز با مقاومت 50 تا 60 کیلوگرم بر میلی متر مربع آزمایش شده از طرف اتحادیه مراقبتهای فنی آلمان- دفتر آمریکائی و لویدژرمن.
این الکترود دارای قوس آرام و ثابت است. پاشیدن آن بسیار کم می باشد. سرباره در قطعات متوسط به آسانی پاک می شود. منظره گرده جوش تمیز است. اندازه های تا 25/3 میلیمتری آن مخصوص لایه ریز در حالات اجباری درست شده است. این الکترود به طریقه مخصوصی با دو روپوش تهیه گردیده و در تمام حالات به استثنای از بالا به پایین قابل جوشکاری است.
(فقط الکترودهای خشک را مصرف نمائید.)

الکترودهای مخصوص جوشکاری سربالا

استاندارد آما 1/322 ن ج
رنگ شناسائی : ندارد
الکترودی است برای جوشکاری در تمام حالات مخصوصاً عمودی سربالا, دارای قابلیت پل زنی خوب, با این الکترود می توان ورقهای نازک را هم بخوبی ورقهای ضخیم جوش داد. درز جوش ریز فلس بوده و بسیار تمیز است. گرده جوش کمی برجسته و بدون اثر سوختگی است. برای جوشکاری تعمیراتی و جوشکاری نوسازی در اطاق کامیون- قطعات اتومبیل – مخازن و ساختمانهای فولادی و ورقهای نازک مناسب است.
برای جوشکاری همیشه طول قوس کوتاه انتخاب کنید. در جوشکاری بالا سر قطر کوچکتری انتخاب نمائید.

استاندارد آما 1/421 م.ج
رنگ شناسائی انتها : زرد با خال قرمز
استاندارد : آمریکائی E 6013
الکترود با روپوش متوسط تیتانی برای جوش اتصالی در ساختمانهای فولادی ماشین سازی- واگن سازی- دیگ و مخزن سازی – کشتی سازی – درزهای لب به لب و گلوئی روی فولادهای ساده
st33 , st34 , st33 , st37 , st43 , st52 و فولادهای لوله سازی 35 st ,
st35/4 , st35/8 , st45 , st45/4 , st45/8 , st55 , st55/4 و فولاد دیگ سازی HIII, HII, HI و فولاد کشتی سازی A, B,C و فولادهای طبق دین 1623 و فولاد رخته گری.
دارای گواهی از خط آهن آلمان فدرال تا 52 st – لویدز ژرمن – آزمایش ده از طرف اتحادیه مراقبتهای فنی آلمان.
این الکترود به آسانی روشن می شود.پاشیدن کم دارد- در همه حالات جوش می دهد و سرباره آن به آسانی جدا می گردد

الکترودها در جوش قوس الکتریکی

انواع قوس ها در جوشکاری با قوس الکتریک:

تهیه قوس الکتریک به دو صورت با الکترودهای مصرفی و یا با الکترودهای غیر مصرفی مثلاً الکترودهای ذغالی و تنگستنی انجام می گیرد.
قوس الکتریک را می توان هم با جریان مستقیم و هم با جریان متناوب ایجاد کرد. ولی عملاً دیده می شود که جوشکاری با جریان مستقیم راحت تر و بهتر انجام می گیرد.

جنس الکترودها در جوشکاری با قوس الکتریک :

چنانچه الکترود از نوع غیر مصرفی باشد الکترود از کربن – گرافیت یا تنگستن اختیار می گردد. الکترودهای کربنی یا گرافیتی مورد استعمالشان فقط در جوشکاری با جریان مستقیم می باشد در حالیکه الکترودهای غیر مصرفی از فلز تنگستن یا ولفرام را می توان برای هر دو نوع جریان بکار برد.
جنس الکترودها بر حسب موارد کاربردشان از مواد گوناگونی ساخته شد و معمولاً شامل تقسیم بندی زیر می باشد:

فولاد نرم

فولاد پر کربن

فولاد آلیاژی مخصوص

الکترود چدن

فلزات غیر آهنی

در مورد فلزات غیرآهنی از الکترودها و آلیاژهای مانند مس – آلومینیوم – آب نقره برنج و برنز می توان نام برد.

ترکیب شیمیایی روپوش الکترودها

روپوش الکترودهای فلزی از مواردی مانند آهک یا اکسید کلسیم CaO فلوئور کلسیم F2Ca – اکسید سدیم Na2O – تیتان یا تیتانیم Ti – سلولز روتایل – اجسام الیافی مانند آسبست – خاک رس- سیلیسیم Si پور تالک و مایع سیلیکات سدیم یا پتاسیم و غیره می باشد. مقدار وزن پوشش نسبت به الکترود بیت 25% تا 5% وزن الکترود و نقطه ذوب مجموعه مواد تشکیل دهنده بایستی کمتر از فلز یا آلیاژ سازنده الکترود جوشکاری باشد.
فاصله الکترود را نباید از کار زیاد نمود تا الکترود نتواند با گازهای متصاعده از روپوش خود منطقه ذوب را نگهداری کند و در برابر تاثیر گازهای خارجی محافظت بنماید.

اثرات الکترود شامل موارد زیر است :

اگر روپوش الکترود فاسد یا مرطوب شود قوس الکتریکی پیوسته انجام نمی شود و بایستی الکترودها را که دارای مواد آهکی هستند در درجه حرارت بین 80 تا 60 درجه سانتیگراد در خشک کننده الکترود قرار داد تا از فساد پوشش آنها جلوگیری شود.

حفظ ناحیه جوش از اکسیده شدن و تاثیر ازت و ایجاد اکسید فلزی.

خارج راندن مواد مضر از ناحیه جوش زیرا پوشش الکترود ذوب شده و در روی ناحیه مذاب بصورت محافظی قرار می گیرد و چنانچه مواد زیان بخش در داخل مذاب باشد آن ها را بطرف بالا می کشد.

تقسیم بندی الکترودها از نظر پوشش شیمیائی

دانستن دقیق پوشش الکترودها اغلب جزء اسرار کارخانجات سازنده می باشد و بر حسب مقدار درصد مواد و نوع ترکیبات شیمیائی کاملاً متفاوت هستند. بطوریکه بعضی از الکترودها برای کار خاصی ساخته شده اند چنانچه اگر برای جوش دادن کارهای دیگر مصرف شوند مقاومت دلخواه جوشکاری به دست نخواهد آمد.
الکترودها از نقطه نظر پوشش به سه گروه اصلی زیر تقسیم می شوند.

الکترودهای اسیدی

الکترودهای روتایلی

الکترودهای بازی

که از اسم آن ها می توان به تر کیبات آن پی برد.

انواع گرده جوش در جوش برق

طریقه ایجاد قوس الکتریکی با دست

برای ایجاد قوس الکتریکی مانند نوک زدن مرغ عمل می نمائیم و الکترود را به کار نزدیک کرده و پس از برقراری شعله آن را در فاصله ای بین 2 تا 3 میلیمتر نسبت به کار نگه می داریم و صدای یکنواخت معرف تنظیم بودن جریان جوش می باشد. در جوشکاری تخت الکترود با زاویه تمایل بین 15 تا 20 درجه نسبت به خط قائم قرار دارد و با تغییراتی در این زاویه می توان تغییراتی در گروه و نوع جوش بوجود آورد.

برای پر کردن با حرکات مختلفی که به الکترود می دهند عمل می شود و انواع مختلف حرکت الکترود وجود دارد و برای پر کردن درز جوش مورد استفاده قرار می گیرد.

پر کردن در امتداد محور الکترود

پر کردن درز جوش بصورت شکسته و بسته

پر کردن درز جوش بطور زیگزاگ

پر کردن درز جوش با نوسان دایره ای

که 1و2 برای کارهای معمولی و لبه های کار اختیار میشود, و 3و4 به وسیله گرم نگه داشتن لبه های اتصال مانع خنک شدن حوضچه مذاب گردیده و در نتیجه موجب افزایش نفوذ گرده جوش می گردد. در جوشکاری چند پاس بایستی هر پاس که جوشکاری می شود به وسیله چکش و برس تمیز گردد و سپس پاس بعدی جوش داده شود.

جوشکاری قائم یا Vertiealwelding:

 

این نوع جوش دادن معمولاً مشکل می باشد زیرا حوضچه مذاب متمایل می باشد که بسمت پائین حرکت کند و بدیت جهت حرکت الکترود از پائین بطرف بالا در نظر گرفته می شود و برای ورقهای نازکتر از 5/1 میلیمتر نمی توان استفاده کرد.

جوش بالای سر Overhead welling:

 

در این نوع جوشکاری باید قوس الکتریکی ایجاد شده خیلی کوتاه و الکترود دارای روپوش دیرگذاری باشد تا بتواند پوششی مناسب بر روی حوضچه مذاب بوجود آورد و از چکیدن قطرات فلز ذوب شده جلوگیری کند.
در جوشکاری قوس الکتریک گرمای ایجاد شده مابین انتهای الکترود لبه های صفحات را ذوب نموده و قطرات فلز مذاب را سر الکترود با سرعتی در حدود 40 متر بر ثانیه جدا می شوند که حد میانگین آنها بین 10 تا 20 قطره در هر ثانیه می باشد.