جوش زیر آب

× طبقه بندی

جوشکاری زیر آبی را می توان در دو دسته طبقه بندی کرد:

1. جوشکاری مرطوب

2. جوشکاری خشک

در روش جوشکاری مرطوب، عملیات جوشکاری در زیر آب اجرا شده و مستقیماً با محیط مرطوب سرو کار دارد. در روش جوشکاری خشک، یک اتاقک خشک در نزدیکی محلی که می بایستی جوشکاری شود ایجاد شده و جوشکار کار خود را با قرار گرفتن در داخل اتاقک انجام می دهد.
جوشکاری مرطوب:under Water Welding

نام جوشکاری مرطوب حاکی از آن است که جوشکاری که در زیر آب صورت می پذیرد، مستقیماً در معرض محیط مرطوب قرار دارد. در این روش از جوشکاری از نوعی الکترود ویژه استفاده می شود و جوشکاری به صورت دستی درست مانند همان جوشکاری که در فضای بیرون آب انجام می شود، صورت می گیرد. آزادی عملی که جوشکار در حین جوش کاری از این روش دارد، جوشکاری مرطوب را موثر تر و به روشی کارا و از نقطه نظر اقتصادی مقرون به صرفه کرده است. تامین کننده نیرویجوشکاری روی سطح مستقر شده است و توسط کابل ها و شیلنگ ها به غواص یا جوشکار متصل می شود.

در جوشکاری مرطوب MMA (جوشکاری قوس فلزی دستی)2 دو مشخصه زیر بکار گرفته می شود:

تامین کننده نیرو: dc

قطبیت: قطبیت منفی

اگر از جریان DC و قطب + استفاده شود، برقکافت روی داده و سبب خرابشدگی و از بین رفتن سریع اجزاء فلزی نگهدارنده الکترود می شود. برای جوشکاری مرطوب از جریان AC نیز به دلیل عدم امنیت کافی و وجود مشکلاتی که در حفاظت از قوس در زیر آب وجود دارد، استفاده نمی شود.

منبع تغذیه می بایستی یک دستگاه جریان مستقیم که دارای رده بندی آمپر بین 300 تا 400 است، باشد. دستگاههای جوشکاری ژنراتور موتور اغلب برای جوشکاری مرطوب مورد استفاده قرار می گیرد. پیکره دستگاه جوشکاری می بایستی در پایین، زیر کشتی قرار داده شده باشد. مدار جوشکاری می بایستی شامل نوعی سوئیچ مثبت باشد که معمولاً از یک کلید تیغه ای استفاده می شود و از جوشکار غواص فرمان می گیرد. کلید تیغه ای در مدار الکترود می بایستی در تمام طول جوشکاری در برابر شکسته شدن مقاوم باشد و نیز از امنیت کافی برخوردار باشد. منبع تغذیه جوشکاری می بایستی در حین فرایند جوشکاری تنها به نگهدارنده الکترود وصل باشد. در این روش از جریان مستقیم همراه با الکترود منفی و نیز از نگهدارنده الکترود ویژه ای که در برابر آب عایق هستند استفاده می شود. نگهدارنده های الکترود جوشکاری که در زیر آب بکار گرفته می شوند از یک سر خمیده برای گرفتن الکترود و نگه داشتن آن در خود بهره می برند و ظرفیت پذیزش دو نوع الکترود را دارد.

نوع الکترودی که به کار گرفته می شود بر طبق استاندارد AWS (انجمن جوشکاری امریکا)3 در طبقه بندی E6013 قرار گرفته است. این الکترود ها می بایستی ضد آب باشند و تمامی اتصالات نیز باید طوری عایق بندی شده باشد که آب نتواند با قسمت های فلزی کوچکترین تماسی داشته باشد.اگر عایق بندی شکستگی داشته باشد و یا قسمتی از آن ترک داشته باشد، آنگاه آب می تواند با فلز رسانا تماس پیدا کرده ، موجب ایجاد نقص و در نهایت کار نکردن قوس شود. به علاوه اینکه ممکن است خوردگی سریع مس در قسمتی که عایق ترک خورده است، ایجاد شود.

× جوشکاری بیش فشار4(جوشکاری خشک)Habitat : اتاقک در جوشکاری زیرآبی زیر آبی جوشکاری در زیر اب

جوشکاری بیش فشار در اتاقک های پلمپ شده در اطراف سازه یا قطعه ای که می خواهد جوشکاری شود، استفاده می شود. این اتاقک در یک فشار معمولی پر از گاز می شود (که معمولاً از هلیوم حاوی نیم بار5 اکسیژن است). این جایگاه روی خطوط لوله قرار گرفته و با هوایی مخلوط از هلیو و اکسیژن که قابل تنفس باشد پر شده و در فشاری که جوشکاری آنجا صورت می پذیرد و یا فشاری بیشتر از آن اجرا می شود. در این روش در اتصالات جوش بسیار با کیفیتی ایجاد می شود به طوری که با اشعه ایکس و دیگر تجهیزات لازم ایجاد می شود. فرایند جوشکاری قوس گاز تنگستن در این قسمت بکار گرفته خواهد شد. محوطه زیر جایگاه در معرض آب قرار دارد. بنابراین جوشکاری در محل خشکی صورت گرفته ولی در فشار هیدرو استاتیکی آب دریا که در محیط مجاور آن قرار دارد.

خطرات بغرنج

برای غواص یا جوشکار خطر شک الکتریک وجود خواهد داشت. اقدامات احتیاطی که انجام شده اند عبارتند از عیق بندی مناسب و در حد کافی تجهیزات جوشکاری، بسته شدن منبع الکتریسیته درست زمانی که قوس به پایان می رسد و نیز محدود کردن ولتاژ جوشکاری قوس فلزی دستی در مدار باز دستگاه جوشکاری. خطر دیگر تولید شدن هیدروژن و اکسیژن در جوشکاری مرطوب توسط قوس است.

اقدام های احتیاطی می بایستی در مورد بلند کردن کپسول های گاز نیز رعایت شود. به این دلیل که آنها به صورتی بالقوه توانایی زیادی برای منفجر شدن دارا هستند. خطر بعدی ای که سلامت یا جان جوشکار را تهدید می کند نیتروژنی است که در فشار زیاد در معرض هوا قرار گرفته و می تواند به وی آسیب برساند. اقدامات احتیاطی شامل فراهم آوری یک منبع گاز یا هوای اضطراری می شود که در کنار غواص قرار گرفته است و نیز اتاقک فشار زدایی برای جلوگیری از خفگی توسط نیتروژن که بعد از اشباع شدن روی سطح پخش می شود.

در سازه هایی که از جوشکاری مرطوبِ زیر آب استفاده می کنند، بازرسی بعد از جوشکاری ممکن است بسیار مشکل تر از جوشکاری هایی باشد که در محیط بیرون و در معرض هوا انجام می پذیرد. اطمینان از بی نقص بودن چنین جوشکاری هایی به مراتب اهمیت بیشتری پیداکرده و در واقع احتمال اینکه عیب و کاستیِ ناشناخته ای پدیدار شود، وجود دارد.

× مزایای جوشکاری خشک

1. ایمنی غواص – جوشکاری در یک اتاقک صورت گرفته که موجب مصون ماندن جوشکار از جریانات اقیانوسی و یا احتمالاً موجودات دریایی می شود. این جایگاه خشک و گرم از روشنایی مطلوبی برخوردار بوده و از سیستم کنترل محیط خاصی نیز بهره می گیرد(ESC)6 .

2. کیفیت خوب جوش – این روش توانایی ایجاد جوش هایی را دارد که حتی می توان آن را با جوش های موجد در فضای باز و در مجاورت هوا مقایسه کرد. دلیل این امر اینست که دیگر آبی وجود ندارد که بخواهد جوش را خاموش و یا قطع کند. و نیز اینکه میزان هیدروژن (H2) تولیدی آن خیلی کمتر از جوشکاری های مرطوب است.

3. کنترل سطح – آماده سازی اتصال، همترازی لوله، بررسی آزمایش ضد مخرب (NDT)(7) و غیره به صورت عینی کنترل و تنظیم می شوند.

4. آزمون غیر مخرب (‌ NDT) – آزمون غیر مخرب برای محیط خشک جایگاه تسهیل شده است.

معایب جوشکاری خشک

1. اتاقک یا جایگاه جوشکاری تجهیزات پیچیده و خدمات پشتیبانی زیادی را مستلزم می داند و خود اتاقک به طرز غیر متعارفی پیچیده است.

2. هزینه و ارزش مالی این اتاقک به صورت قابل ملاحظه ای بالا بوده و بسته به عمق محل کار هزینه آن افزایش می یابد. عمق محل جوشکاری در کار تاثیر می گذارد، طوری که در اعماق بیشتر جمع کردن قوس و استفاده از ولتاژ های بالتر و متناسب با آن لازم و ضروری می باشد. انجام یک کار جوشکاری بدین شکل هزینه ای بالغ بر 80000 دلار دارد. و نیز گاهی اوقات نمی توان از یک اتاقک برای چند کار مختلف استفاده کرد، که البته این مشکل بستگی به نوع کارها و میزان تفاوت آنها دارد.

جوش زیر آب

تاریخچه

در دهه 1930 تلاشهای زیادی جهت مکانیزه کردن فرآیند جوشکاری قوسی انجام گردید. با توجه به محدودیتهای زیر استفاده از الکترودهای
پوشش دار ناممکن تشخیص داده شد.

1- با توجه به نارسانا بودن پوشش محافظ، تماس الکتریکی بین منبع تغذیه الکتریکی و الکترود غیر ممکن است.

2- رول کردن الکترود موجب جدا شدن پوشش آن میگردد.

3- تماس پوشش الکترود با قرقره های تغذیه کننده الکترود باعث خرد شدن پوشش می شود.

در سال 1932 در ایالات متحده آمریکا با مدفون ساختن قوس الکتریکی و الکترود کربنی در زیر پوششی ضخیم از پودر محافظ، روش جوشکاری
زیرپودری اختراع گردید. و در میانه دهه 1930 به روشی اقتصادی جهت جوشکاری بدل گردید.

در روش امروزین جوشکاری زیر پودری، اتصال فلزات توسط گرمای حاصل از قوس الکتریکی بین الکترود فلزی بدون روکش و قطعه کار انجام
می گیرد. اتصال دو فلز به یکدیگر بدون اعمال فشار بوده وماده پرکننده از ذوب الکترود، سیم جوش ویا پودر فلزی تامین می¬شود.

پودر گدازآور محافظ در این روش سه نقش مهم دارد

1- پایداری قوس

2- اثرگذاری بر خواص مکانیکی و شیمیایی

3- کیفیت جوش به نجوه مراقبت و نگهداری پودر وابسته است.

روشهای جوشکاری زیر پودری

جوشکاری زیرپودری می¬تواند به 3 روش نیمه خودکار، خودکار و ماشینی انجام گیرد

روش نیمه خودکار

در این روش جوشکاری با استفاده از تفنگ جوشکاری دستی که وظیفه انتقال الکترود و پودر محافظ را دارد، انجام میشود. تغذیه سیم جوش

به صورت خودکار بوده و پودر محافظ تحت اثر نیروی گرانش از مخزن با ته مخروطی و یا تحت فشار هوا توسط شیلنگ به محل اتصال، انتقال می

یابد.

کاربرد این روش در سرعتهای متوسط و برای الکترودهای با قطر کم می¬باشد.

روش خودکار

جوشکاری به روش خودکار توسط دستگاه و کنترل کننده های خودکار، بدون دخالت کاربر انجام میگیرد.

روش ماشینی

جوشکاری توسط ماشین انجام گرفته ولی شروع، پایان، نظارت بر جوشکاری، کنترل سرعت و تنظیم متغیرهای جوشکاری توسط کاربر انجام می گیرد.

برتریها

جوشکاری بدون دود و تشعشع

کیفیت بالای جوش

جوش با سطح هموار و بدون پاشش قطرات مذاب

رسوب الکترود با بازدهی بالا

جوشکاری با سرعت بالا

بی نیازی از جوشکار ماهر

عیوب بوجود آمده در جوشکاری زیر پودری:

در حقیقت جوشکاری زیر پودری پروسه ای است که بیشترین حرارت ورودی را دارد که در زیر لایه محافظی از پودر قرار دارد و درصد عیوب مختلف بر روی جوش را کاهش می دهد. به هر حال عیوبی نظیر ذوب ناقص، حبس سرباره، ترکهای سرد، هیدروژنی یا مک رخ می دهد.

انواع عیوب بوجود آمده در جوشکاری زیر پودری :

ذوب ناقص و سرباره محبوس :

معمولاِ ًبه دلیل آماده نبودن قطعه یا روش، این عیوب به وجود می آید. نامناسببودن قطعه می تواند باعث شودکه فلزجوش در رو غوطه ور و سرباره در زیر باقیبه ماند یا اگر مهره جوش دور لزلبه اتصال قرار داشته باشد فلز مذاب ممکن استکه فلز پایه را ذوب کند . مهره جوش به شکل محدب باعث می شودکه ولتاژ جوشکاری پایین بیاید که درپی آن ممکن است که سرباره محبوس شده بوجود آید و ذوب ناقص اجازه ندهدکه فلز مذاب حتی پخش شود.

ترک انجمادی :

ترک انجمادی در طول مرکزمهره معمولاً اتفاق می افتدکه دلیل آن شکل مهرهجوش،طرح اتصال یا انتخاب نامناسب جوشکاری مورد استفاده، می باشد . مهرهجوش محدب با نسبت عمق به عرض بیشتراز احتمال ترک انجمادی می کاهد.اگر عمق نفوذ جوش خیلی زیاد باشد تنشهای انقباضی ممکن است ترک خطمرکزی را بوجود آورد . طرح اتصال ممکن است همچنین باعث افزایش تنشهای انقباضی بشود و دوباره خطر ترک انجمادی افزایش یابد.به دلیل اینکه ترکیدگیبا تنشها در جوش ارتباط دارد ، مواد با استحکام بالا احتمال ترکیدگی بیشتریدارند بنا بر این توجیهاتی باید ابراز داشت از جمله شکل سطح مناسب دمای پیش گرما،دمای بین پاسی به علاوه الکترود مناسب و تریکب پودرکه در موقعجوشکاری این مواد باید در نظر گرفت.

ترک هیدروژنی :

همانند ترکهای انجمادی تقریباً بعد از جوشکاری ظاهر می شوند . ترک هایهیدروژنی یک فرآیند تاخیری هستند و امکان دارد حتی ساعتها یا روزها بعد ازجوشکاری کامل شده ، اتفاق افتد . ترک هیدروژنی زمانی می نیمم خواهد بودکه منبع هیدروژن (برای مثال آب ،روغن ،گازها و نا خالصی) در پودر الکترود یااتصال وجود نداشته باشد . پودر الکترود و قطعه کار باید تمیز و خشک باشد به منظور جلوگیری از ورود نمو رطوبت پودر ها و الکترود ها با ید در جعبه های مقاوم به رطوبت و در جاهایخشک انبار شوند.اگر یک پودریا الکترود با رطوبت ترکیب شود باید آن را مطابقاستاندارد کارخانه خشک کرد . به منظور کاهش نسبت هیدروژنی ، اتصال جوش داده شده باید پیشگرما شود .زیرا هیدروژن در فولاد در دمای بالاتر از 95 درجه سانتیگراد کاملاً حرکت می کند.دمای پیش گرمای پیشنهادی بایدمطابق بیشترین هیدروژن مجاز باشدتا بتواند فرار کند و نیز احتمال خواهد داشت که خطر ترک هیدروژنی کاهش یابد.

مُک :

مک بر اثر محبوس شدن گاز ها در جوشکاری زیر پودری بوجود می آید .حبابهای گازی که باعث مک می شود از فقدان محافظت در مقابل اتمسفر یا ازآلوده شدن بواسطه آب روغن یا گریس و ناپاکی ها ایجاد می شود . به منظور کاهش مک در جوشکاری زیر پودری محل جوش باید بطور کامل بهوسیله فلاکس پوشش داده شود . تمام آب، گریس و ناخالصی های سطحی بایداز قطعه کار ، الکنرود و فلاکس پاک شود . علت دیگر مک در جوشکاری زیر پودری سرعت حرکت بیش از اندازه می باشدافزایش در سرعت حرکت به مقدار زیاد اجازه نخواهد داد تا حباب های گازی ازجوش خارج شوند و حباب ها ممکن است در فلز جوش در میان فلز و سرباره محبوس شود.

کاربردها

جوشکاری مخازن تحت فشار

خطوط لوله

مخازن ذخیره

سازه های سنگین

کشتی سازی

ساخت واگن های راه آهن

پوشش دادن سطحی

جوش زیر آب

جوش زیر آب

روشهای جوشکاری زیر پودری

روش نیمه خودکار

روش خودکار

روش ماشینی

برتریها

کاربردها

مطالب مشابه :

جوش زیر آب

بیماری HFM(بیماری جوش های دست و پا و دهان)

روش های جلوگیری و درمان جوش صورت وبدن, پیشگیری از جوش صورت

تست های غیر مخرب (NDT)

4 ویژگی یک کوددک باهوش چیست؟