بازرسی جوش – جوشکاری و موقعیت جوش

جهت دریافت مباحث مفید در بازرسی جوش عضو کانال زیر شوید: @bazresjoosh

جوشکاری چیست؟

 در صنعت و تولید، روشهای مختلفی برای تولید یک قطعه یا تجهیزات وجود دارد. از آنجایی که معمولا قطعات در سایز بزرگ را (مانند یک مخزن ذخیره بزرگ یا یک خط لوله بزرگ) نمی توان به صورت یکپارچه تولید نمود (به علت هزینه زیاد) لذا برای ساخت اینگونه تجهیزات مجبور هستیم در قسمتهای کوچک قطعه را به صورت یکپارچه تولید نمود و با استفاده از اتصالات جوش آنها را مونتاژ و تولید نمود.

 جوشکاری Welding یکی از روش‌های تولید می‌باشد. هدف آن اتصال دائمی مواد مهندسی (فلز، سرامیک، پلیمر، کامپوزیت) به‌یکدیگر است؛ به‌گونه‌ای که خواص اتصال برابر با خواص ماده پایه باشد.

 جوشکاری یکی از فرایندهای اتصال دائمی قطعات (فلزی یا غیرفلزی)، به روش ذوبی یا غیر ذوبی، با به کارگیری یا بدون بکارگیری فشار، با استفاده یا بدون استفاده از ماده پرکننده می‌باشد.

 فرایندهای جوشکاری به دو دسته اصلی تقسیم می‌شوند:

 – فرآیندهای جوشکاری ذوبی

 – فرایندهای جوشکاری غیرذوبی (فشاری)

فرق جوشکاری با لحیم کاری

 در عملیات جوشکاری فلز پایه معمولا ذوب می گردد و قسمتی از مذاب حاصل جوش می گردد ولی در لحیم کاری فلز پایه به هیچ عنوان ذوب نمی شود. لحیم کاری نیز به دو دسته لحیم کاری سخت و لحیم کاری نرم تقسیم می شود که تفاوت این دو در دمای لحیم کاری است.

 تفاوت دیگر لحیم کاری با جوشکاری در مقاومت آنهاست. جوشکاری معمولا مقاومت بیشتری نسبت به لحیم کاری داشته ولی باعث اعوجاج در قطعه اصلی میشود در صورتی که در لحیم کاری معمولا هیچ تغییر شکلی در فلز پایه ایجاد نخواهد شد.

 بسیاری در صنعت لحیم کاری را با جوشکاری اشتباه می گیرند. که با توجه به تفاوت های ذکر شده می توان نوع فرآیند را تشخیص داد.

منطقه تاثیر حرارت در جوشکاری:

 heat effect zone یا HAZ به منطقه ای در جوشکاری گفته می شود که معمولا در آن قسمت تغییر خاصیت در اثر حرارت جوشکاری رخ داده است.

فرآیندهای جوشکاری

 – فرایندهای جوشکاری با قوس الکتریکی

 – فرایندهای جوشکاری مقاومتی

 – فرایندهای جوشکاری حالت جامد

 – فرایند جوشکاری با گاز

 – فرایند جوشکاری با اشعه الکترونی

 

فرایندهای جوشکاری با قوس الکتریکی

 جریان الکتریکی از جاری‌شدن الکترون‌ها در یک مسیر هادی به‌وجود می‌آید. هرگاه در مسیر مذکور یک شکاف هوا (گاز) ایجاد شود، جریان الکترونی و در نتیجه جریان الکتریکی قطع خواهد شد.

چنان‌چه شکاف هوا به‌اندازه کافی باریک بوده و اختلاف پتانسیل و شدت جریان بالا، گاز میان شکاف یونیزه‌شده و قوس الکتریکی برقرار می‌شود. از قوس الکتریکی به‌عنوان منبع حرارتی در جوشکاری استفاده می‌شود.

حرارت ایجاد شده در جوشکاری به دلیل حرکت الکترون‌ها در ستون قوس و بمباران الکترونی قطعه کار می‌باشد.

فرایندهای جوشکاری با قوس الکتریکی:

 در جوشکاری قوسی به سه عامل در حین جوشکاری نیاز است:

 – تولید کننده قوس الکتریکی (که معمولا الکترود وظیفه آن را دارد)

 – محافظ مذاب جوش از اکسید شدن در برابر هوا (که معمولا سرباره یا گاز محافظ وظیفه آن را دارد)

 – مذاب جوش برای ایجاد اتصال (که معمولا سیم جوش یا فلز پایه وظیفه تولید آن را دارد)

روش‌های جوشکاری با قوس الکتریکی عبارت‌اند از:

 روش‌های جوشکاری با قوس الکتریکی عبارت‌اند از:

 جوشکاری با الکترود دستی پوشش‌دارSMAW – shield metal arc weld

 جوشکاری زیرپودری  SAW – submerge arc weld

 جوشکاری با گاز محافظ GMAW یا MIG/MAG

 جوشکاری با گاز محافظ و الکترود تنگستنی GTAW یا جوشکاری TIG

 جوشکاری پلاسما

جوشکاری با الکترود دستی پوشش‌دارSMAW –

 این روش که یکی از پرکاربردترین روش های جوشکاری قوسی می باشد و در آن الکترود وظیفه ایجاد قوس و ایجاد مذاب و ایجاد سرباره (برای حفاظت از اکسید شدن مذاب) را به صورت همزمان دارد

 به همین علت این روش ساده ترین روش جوشکاری و با کمترین تجهیزات انجام می شود و تجهیزات مورد نیاز برای اجرای آن یک دستگاه رکتی فایر یا ترانس (که با برق کار می کند) و الکترود نیاز است.

 جوشکاری در این روش به صورت اتوماتیک و دستی (بیشتر دستی) انجام می شود. هزینه مناسب، راحتی، سرعت و … از جمله عواملی مهمی هستند که به پرکاربرد شدن این روش کمک نموده اند.

جوشکاری زیرپودری  SAW –

در جوشکاری زیر پودری همانند جوشکاری دستی وظیفه تولید قوس و تولید مذاب جوش را الکترود دارد ولی وظیفه حفاظت از مذاب در برابر اکسید شدن بر عهده پودر مخصوص می باشد

این روش معمولا به صورت اتوماتیک انجام میگردد. جوشکاری با حجم بزرگ و سریع (بعضی وقتها به یک پاس جوش زیرپودری برابر ده ها پاس جوش دستی می باشد)، هزینه تمام شده بسیار کم (به علت کاهش دستمزد جوشکار) از جمله مزایای بزرگ این روش هستند.

از طرف دیگر وجود ناحیه HAZ بزرگ و نیاز به تجهیزات اولیه نسبتا گران قیمت (نسبت به جوش دستی) از جمله ضعف های بزرگ این روش خواهد بود.

جوشکاری با گاز محافظ GMAW یا MIG/MAG

در جوشکاری GMAW همانند جوشکاری دستی وظیفه تولید قوس و تولید مذاب جوش را الکترود دارد ولی وظیفه حفاظت از مذاب در برابر اکسید شدن بر عهده گاز محافظ (دی اکسید کربن) می باشد

این روش به صورت دستی یا اتوماتیک انجام میگردد. سرعت بسیار بالا (به علت اینکه الکترود نیاز به صرف انرژی برای تولید سرباره ندارد)، سادگی و راحتی در جوشکاری، ناحیه HAZ کوچکتر (به علت مصرف انرژی کمتر) از جمله مزایای بزرگ این روش هستند.

از طرف دیگر اضافه شدن هزینه گاز محافظ، تاثیرات مخرب کیفیت گاز محافظ بر جوش، ضعف شدید در برابر وزش باد از جمله ضعف های بزرگ این روش خواهد بود.

جوشکاری با گاز محافظ و الکترود تنگستنی GTAW یا جوشکاری TIG

 در جوشکاری GTAW وظیفه تولید قوس بر عهده الکترود و وظیفه تولید مذاب جوش بر عهده سیم جوش است و همانند روش GMAW وظیفه حفاظت از مذاب در برابر اکسید شدن بر عهده گاز محافظ (معمولا آرگون) می باشد

 این روش به صورت دستی یا اتوماتیک انجام میگردد. قابلیت نفوذ مناسب، ناحیه HAZ کوچک، کیفیت بسیار بالا جز محاسن بزرگ این نوع جوشکاری هستند. از طرف دیگر گران قیمت بودن، نیاز به مهارت بیشتر ، ضعف در برابر وزش باد، امکان وجود ناخالصی الکترود تنگستنی در مذاب جوش از جمله ضعف های بزرگ این روش خواهد بود.

 در صنعت معروف است این روش خطرات بیشتری برای سلامتی انسان نسبت به روش های قبلی به علت وجود گاز آرگون دارد. در صورتی که گاز آرگون یک گاز نجیب است و نمیتواند خطری برای سلامتی انسان داشته باشد.

در تحقیقات اخیر محققان به نتایج غیررسمی در مورد خطر استفاده از الکترود تنگستی برای سلامت انسان پی برده اند. این الکترود با اینکه غیرمصرفی است ولی قابلیت تولید اشعه های مضر را دارد به همین علت اخیرا در تلاش برای استفاده از الکترود های سرامیکی جایگزین در این روش هستند.

جوشکاری پلاسما

انواع اتصالات جوش JOINT WELDING

انواع اتصالات جوش JOINT WELDING

انواع موقعیت جوش POSITION WELDING

5 جولای 2018