فرایند جوشکاری

    جوشکاری قوس الکتریکی با الکترود روکشدار (SMAW): نSheilded Metal Arc Welding

    جوشکاری قوس الکتریکی تحت حفاظت گاز (GMAW):بGas  Metal Arc Welding

    جوشکاری قوس الکتریکی زیر پودری (SAW):ب Submerged Arc Welding

به دلیل استفاده گسترده از روش SMAW  در ایران بحث ما پیرامون این روش می باشد.

انواع جوش :

الف) جوش شیاری (groove)

ب) جوش گوشه (fillet)

پ) جوش کام (slot)

ت) جوش انگشتانه (pluge)

جوش گوشه متداول ترین نوع جوش در سازه فولادی می باشد بعد از آن جوش شیاری قرار دارد و جوش انگشتانه و کام به موارد مخصوصی که در آن مقاومت جوش انجام شده در لبه ها به حد کافی نباشد محدود می شود.
جوش شیاری: جوشی است که در درز بین دو قطعه رسوب می کند و در دو نوع با نفوذ کامل وبا نفوذ نسبی اجرا می شود.

جوش گوشه : جوشی است که بر وجوه جانبی دو قطعه مجاور هم رسوب می کند.

جوش کام: جوشی است که درون یک شکاف به صورت توپر داده میشود .

طبقه بندی الکترود های ایرانی

طبقه بندی الکترودهای ایرانی :درمورد طبقه بندی الکترودهای ایرانیمیتوان به نحوه طبقه بندی الکترودهای ساخت کارخانجات الکترودسازی آما اکتفا نمود. الکترودهای متنوی که دراین کارخانجات ساخته میشوند بصورت خال رنگ های مختلف درآنتها وبغل الکترودها تقسیم بندی گردیده اند . که ذیلاًنحوه تقسیم بندی آنها و نیز مطابقت الکترودهای مزبور با الکترودهای امریکائی ، انگلیسی و آلمانی که دربالا به آنها اشاره گردیده شرح داده میشود 

الکترودهای روتایل برای فولادهای غیر آلیاژی :

نوع کارخانه آما	A.W.S. امریکا	B.S. انگلیس	DIN آلمان	رنگ انتها	خال بغل
23 آکا	E-6013	E3071317	TiViim.	زرد	-
40 آ	E-6013	E307	TiViim.	سرمه ای	-
180 د	E-6013	E317	TiViim.	آبی نیلی	-
180	E-6012	E327	TiViim.	آبی نیلی	-
1108 ک	E-7024	E927K	FeTivII	آبی	-
1313 ن	E-6013	E317	TiVII	زرد	قرمز
1403 ا	E-6013	E317	TiVIIm.	سیاه	-
1420 ث	E-6020	E427	TiVIIs.	سوسنی	قرمز
1510 ک	E-7028	E624	FeKbIX.	آبی	آبی
1537ا	E-6013	E2071307	TiVIIm.	سفید	سفید
1602ا	E-60131701	E316	TiIXs.	زرد	نیلی

مطالبی از صنعت جوشکاری

ذکر یکی از تجربیات در این زمینه شاید مفید باشد. قطعه ای به طول 20 متر آماده ارسال برای نصب بود که بنا به خواسته ناظرمیبایست چند پاس دیگر در تمام طول قطعه جوش داده میشد.تا ساق  جوش 2-3میلیمتر بیشتر شود.بعد از انجام اینکارکاهش 27میلیمتری در قطعه بوجود آمد. واین یعنی فاجعه .چون اصلاح کاهش طول معمولا  امکان پذیر نیست و اگر هم با روشهای کارگاهی کلکی سوار کنیم تنها هندسه شکل رااصلاح کرده ایم و چه بسا حین استفاده از قطعه آن وصله کاری توان تحمل بارهای وارده را نداشته باشد وایرادات بعدی نمایان شود.

بهترین راه برای رفع این ایراد جلوگیری ازبروز Distortion است. و(طراح یا سرپرست جوشکاری خوب) کسی که بتواند پیچیدگی قطعه را قبل ازجوش حدس بزند و راه جلوگیری از آن راهم پیشنهاد بدهد.

 

بعضی راهکارهای مقابله با اعوجاج:

1-   اندازه ابعاد را کمی بزرگتر انتخاب کرده ...بگذاریم هر چقدر که میخواهد در ضمن عملیات تغییر ابعاد  و پیچیدگی در آن ایجاد شود.پس از خاتمه جوشکاری عملیات خاص نظیر ماشین کاری...حرارت دادن موضعی و یا پرسکاری برای برطرف کردن تاب برداشتن و تصحیح ابعادانجام میگیرد.

2-   حین طراحی و ساخت قطعه با تدابیر خاصی اعوجاج را خنثی کنیم.

3-   از تعداد جوش کمتر با اندازه کوچکتر برای بدست آوردن استحکام مورد  نیاز استفاده شود.

4-   تشدید حرارت و تمرکز آن بر حوزه جوش در اینصورت نفوذ بهتری داریم و نیازی به جوش اضافه نیست.

5-   ازدیاد سرعت جوشکاری که باعث کمتر حرارت دیدن قطعه میشود.

6-   در صورت امکان بالا بردن ضخامت چراکه در قطعات با ضخامت کم  اعوجاج بیشتر نمود دارد.

7-   تا حد امکان انجام جوش در دوطرف کار حول محور خنثی

8-   طرح مناسب لبه مورد اتصال که اگر صحیح طراحی شده باشد میتواند فرضا مصالح جوش را در اطاف محور خنثی پخش کند و تاحد زیادی از میزان اعوجاج بکاهد.

9-   بکار بردن گیره و بست و نگهدارنده باری مهار کردن انبساط و انقباض ناخواسته درقطعه

طبقه بندی الکترودها بر اساس خصوصیات کار در جوشکاری SMAW

طبقه بندی الکترودها بر اساس خصوصیات کاری :

الکترودها را می توان مطابق خصوصیات کاری و شرایط اتصالات جوش شونده به عنوان پر کن، پی گیر سریع و شکل گیر سریع طبقه بندی نمود. 

الکترود پر کن سریع :

الکترود پرکن سریع سرعت جوشکاری بالایی دارد و نقطه مقابل الکترود شکل گیر سریع (الکترود با انجماد سریع) می باشد . 

گروه الکترود پر کن سریع شامل الکترودهای روپوش دار ضخیم ،پودر آهنی می باشند . که بطور گسترده ای برای جوش های گلوئی و شیاری عمیق مورد استفاده قرار می گیرند . الکترود پر کن سریع به طور ویژه ای برای جوشکاری سریع در حالت تخت طراحی شده است . سرعت جوشکاری آن زیاد و پاک کردن سرباره آن آسان است . بریدگی کناره کمی دارد و قوس آن نرم و نفوذ آن کم است . یعنی به مقدار کمی فلز پایه و فلز جوش را مخلوط می نماید . ظاهر جوش خیلی صاف است . رویه تخت تا قدری محدب دارد و پاشیدگی آن کم است . بعضی از این الکترود ها برای جوشکاری حالت غیر عادی تدارک شده اند که خصوصیات منجمد شوندگی آنها سریع تر است مثل الکترودExx14 . الکترود های Exx24  وExx27  عموما برای جوشکاری گلوئی های تخت و شیاری بکار برده می شوند.

بازرسی جوش 1

مقدمه

سازه های جوش داده شده نظیر سایر قطعات مهندسی به بازرسی در مراحل مختلف وساخت و همینطور در خاتمه ساخت نیاز دارند. بازرسی جوش می تواند از انجام کار طبق دستورالعمل های توافق شده، به کارفرما اطمینان دهد. 

برای حصول اطمینان از مرغوبیت جوش و مطابقت آن با نیازمندیهای طرح باید کلیه عوامل موثر در جوشکاری در مراحل مختلف اجرا مورد بررسی قرار گیرد. 

پیشگرم در جوشکاری فولادهای A514/A514M

عناصر آلیاژی که برای دستیابی به استحکام و تافنس بالا در این فولادها بکار رفته در اثر عملیات

 پسگرم تاثیر عکس بر خواص خواند داشت. عملیات پسگرم برای این فولادها-مانند سایر فولادها- تنها

 زمانی میتواند انجام شود که از مفید بودن آن اطمینان حاصل شده و آثار مخرب احتمالی آن قابل

 کنترل باشد.بهرحال در برخی موارد لزوم اجرای عملیات پسگرم غیر قابل انکار است. بخصوص در

 مواردی که امکان ایجاد ترک یا ترک خوردگی تنشی (SCC) در اثر تنشهای باقیمانده از جوش یا کار سرد

 روی قطعه وجود داشته و یا تافنس قطعه در اثر جوشکاری یا کار سرد کاهش یافته باشد. در این گونه

 موارد باید بررسی دقیقی صورت گیرد تا بتوان عملیات پسگرمی موفق و با کمترین احتمال آسیب اجرا

 کرد.

نتایج تستهای ضربه انجام شده نشان میدهد که عملیات پسگرم در محدوده دمایی 510-650ºC

میتواند باعث آسیب به تافنس فلز جوش و ناحیه HAZ گردد. میزان این آسیب به ترکیب شیمیایی، 

دمای عملیات و مدت زمان قرار گرفتن قطعه در آن دما بستگی داشته و اثر مخرب آن با کاهش سرعت 

سرد کردن افزایش میابد.

چگونگی تهیه یک مدرک PQR

مراحل تهیه PQR

برای این کار test plate  (به آن نمونه آزمون وtest coupon  نیز گفته می شود) با ویژگیهای ذکر شده در کد یا استاندارد مورد نظر آماده شده و برای انجام آزمونهای لازم به آزمایشگاه فرستاده می شود. آزمایشگاه از نمونه ارسالی نمونه های کوچکتری به نام آزمونه 1 تهیه کرده و مورد آزمایش قرار می دهد. آزمونهای لازم و نیز معیارهای پذیرش نتایج آزمون، در کد یا استاندارد مورد استفاده مشخص شده اند. اگر معیارهای کیفی و کمی استاندارد یا کد مورد نظر برآورده شوند، می توان WPS را تصویب شده تلقی کرد و آن WPS قابلیت اجرا پیدا می کند. برای تهیه یک PQR چهار مرحله طی می شود :

1- آماده سازی و جوشکاری نمونه های مناسب 2- تهیه آزمونه و آزمایش آنها 3- ارزیابی نتایج و نتیجه گیری 4- ثبت و تائید نتایج ( در صورت قابل پذیرش بودن آنها )

معمولاً نمونه ها به نحوی مونتاژ و ساخته می شوند که درز اتصال در وسط نمونه قرار بگیرد. مواد، نحوه و جزئیات جوشکاری نمونه ها باید مطابق با WPS مربوط باشد، به عبارت دیگر متغیر های اساسی باید یکسان باشند. شکل نمونه آزمون(ورق، لوله و ...) انتخابی است. تائید نهایی PQR بر اساس نمونه آزمون لوله باعث تائید جوشکاری بر روی ورق خواهد بود و برعکس.

نوع و تعداد نمونه ها برای جوش شیاری باید با مقادیر ذکر شده در استاندارد (QW-451) مطابقت داشته باشد.

فولاد 316 به 316L

این پروژه درباره فولاد 316 به 316L می باشد

امیدوارم این موضوع را بپسندید

با تشکر فراوان از : مهندس حسین دهبان 

الکترودها(ELECTRODE)

چنانچه بخواهیم دو قطعه فلز را به هم جوش داده و یا شکافی را بوسیله عمل جوش کاری پر کنیم از فلز دیگری استفاده می شود که انرا الکترود یا سیم جوش می نامند.

الکترود در جوش کاری با قوس الکتریکی عبارت است از یک میله ی فلزی که اطراف انرا پوششی از ترکیبات شیمیایی بخصوصی متناسب با نوع مصرف ان احاطه کرده است .انواع پوششها بسته به نوع فلز مورد جوش کاری و نیز مراحل مختلف جوش کاری متفاوت می باشند و برای جوش کاری ضروری است که انها را شناخته وموارد استفاده صحیح انها را نیز از هم دیگر تمیز دهد .

الکترودهای جوش‌کاری

الکترود مفتولی فلزی است که دور تا دور آن پوشش فلاکس (flux coating) قرار دارد.

قطر الکترود برابر است با قطر مغزی آن. جنس روپوش الکترود معمولا از آهک، اکسید سدیم، سلولز، روتیل، آزبست، خاک رس و مواد دیگر تشکیل شده است.

مفتول فلزی پرکننده یا فیلر (filler) اتصال جوش را فراهم می‌کند.  پوشش فلاکس الکترود جوش‌کاری پنج کار مهم انجام می‌دهد:

• کمک به ثبات قوس الکتریکی
• ایجاد گاز محافظ (gaseous shield)
• ایجاد سرباره (slag) برای ایجاد امکان خنک شدن آرام جوش
• عمل به عنوان عایق (insulator)
• شناور شدن بر روی سطح

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.

فیلم آموزش جوشکاری به روش های مختلف و رباتیک

لینک دانلود فیلم جوشکاری نوین در انواع مختلف
لینک دانلود فیلم جوشکاری رباتیک به روش تیگ برای کلدینگ داخلی لوله

طراحی جوش، راهنمای برای مهندس پزشکی قانونی

It all starts with a vision of customer expectations. The weld design must comply with the code.

We enjoy the benefits of safe equipment, buildings, bridges and infrastructure. Engineers are trained to incorporate fail-safe designs to avoid structural failures or personal injuries. The root of welding code development is located in the history of welded items. Though today’s projects are “special” and the contract may specify “design-build” techniques, most welds are a common variety and repeated for decades. Design for code compliance is never discretionary.

The engineer who has the responsibility for design of a machine part or structural member as a weldment frequently operates under a severe handicap. Although the engineer has a mechanical background and academic training in materials and components, it is unlikely that adequate information was presented about the specific factors that enter into designs for welding. The designer needs to know how to use base materials efficiently, design for torsional resistance, design for stiffness and select the best suited weld joint for the purpose. The engineer also needs many other bits of practical information of which few are taught in schools .or found in handbooks

دانستن کد

Code Standards, Specifications, Verification and Compliance

This edition of TWL addresses a common requirement of every code compliant connection, inspection and testing equipment verification.

This code requirement includes welding, bolting, measurements and pressure. 

Businesses that sell connections or weldments have the obligation to comply with the contract and applicable codes and confirm that all equipment is working properly.

To achieve equipment compliance requires verification to an approved Quality Management System (QMS).  The QMS is a system to establish policy, objectives, plans, and resources to direct and control an organization with regard to quality.

In today’s business environment, equipment compliance is verified in accordance with a firm’s approved QMS following the principles of the International Organization for Standardization (ISO) 9000 series or an accepted equivalent.   ISO is a worldwide federation of national standards bodies (ISO member bodies).  The work of preparing International Standards is normally carried out through ISO technical committees. 

The details describing the QMS shall be documented and shall be available upon request.  The need for registration and/or certification of the QMS shall be the responsibility of the project owner.

اصطلاحات جوشکاری به زبان اصلی (انگلیسی)

Welding is a process that produces coalescence of materials by heating them to the welding 

temperature, with or without the application of pressure or by the application of pressure alone, and with or without the use of filler metal. Welding occurs when the temperature exceeds the melting temperature of the base metals

Brazing is a group of joining processes that use a filler metal with a liquidus above 450°C (840°F) and below the solidus of the base material. When brazing, the base material is not melted

Soldering is a group of joining processes that produces joining of base materials by heating to the soldering temperature and using a filler metal with a liquidus not exceeding 450°C (840°F) and below the solidus of the base materials. When soldering, the base material is not melted

Manage to direct business. Manage things, lead people

Management is a collective body of those who direct a business enterprise

Welding Management addresses the application of knowledge in science, mathematics, physics, chemistry, metallurgy, and people in a business enterprise

Welding Management directs commercial, welding business choices for quality, cost, throughput and safety

اصول پیش گرم در جوشکاری

اصول پیش گرم در جوشکاری

پیش گرم به دو صورت حرارت دادن کل فلز پایه و یا قسمتی از آن انجام می گیرد. تا آن قسمت به دمای مشخصی برسد که به دمای پیش گرم مشهور است. حرارت دادن معمولا تا آغاز جوشکاری ادامه می یابد ولی بعد از آن دیگر لازم نیست انجام شود زیرا حرارت ایجاد شده توسط فرآیند جوشکاری برای نگهداری دمای فلز پایه کافی است.
اما اینکه چرا پیش گرم انجام می شود : (۱) کاهش نرخ سردایش منطقه جوش و فلز پایه برای ایجاد ساختار متالورژیکی داکتیل بمنظور افزایش مقاومت در برابر ترک برداری (۲) کاهش نرخ سردایش بمنظور تسهیل خارج شدن هیدروژن (۳) کاهش تنش های انقباضی درمنطقه جوش و فلز پایه مجاورش و (۴) افزایش دمای فولاد تا بالاتر از دمایی که در آن فولاد دیگر ترد نیست.
برای تعیین اینکه لازم است پیش گرم انجام شود یا نه باید به مواردی همچون استاندارد ساخت، ضخامت مقطع، ترکیب شیمیایی فولاد، دمای محیط و میزان هیدروژن مواد پرکننده و مشکلات ترک برداری در تاریخچه آن دقت نمود. اگر در استاندارد مورد نظر باشد معمولا دمای پیش گرم را برای شرایط مورد نظر معرفی می نماید. در صورتیکه در استاندارد چیزی ذکر نشده باشد لازم است که شرایط بدقت بررسی شود. معمولا برای فولادهای کم کربن با ضخامت کمتر از ۲۵ میلیمتر نیازی به پیش گرم نمی باشد. البته دراین میان به نقش ترکیب شیمیایی باید توجه نمود.

اعوجاج در جوشکاری

پیچیدگی یا اعوجاج (Distortion)

مقدمه

پیچیدگی و تغییر ابعاد یکی از مشکلاتی است که در اثر اشتباه طراحی و تکنیک عملیات جوشکاری ناشی می‌شود. با فرض اجتناب از ورود به مباحث تئوریک تنها به این مورد اشاره می‌کنیم که حین عملیات جوشکاری به دلیل عدم فرصت کافی برای توزیع یکنواخت بار حرارتی داده شده به موضع جوش و سرد شدن سریع محل جوش انقباضی که می‌بایست در تمام قطعه پخش می‌شد به ناچار در همان محدوده خلاصه می‌شود و این انقباض اگر در محلی باشد که از نظر هندسی قطعه زاویه‌دار باشد منجر به اعوجاج زاویه‌ای (Angular distortion) می‌شود. 
در نظر بگیرید تغییر زاویه‌ای هرچند کوچک در قطعات بزرگ و طویل چه ایراد اساسی در قطعه نهایی ایجاد می‌کند. حال اگر خط جوش در راستای طولی و یا عرضی قطعه باشد اعوجاج طولی و عرضی(Longitudinal shrinkage or Transverse shrinkage) نمایان می‌شود. اعوجاج طولی و عرضی همان کاهش طول قطعه نهایی قطعه می‌باشد. این موارد هم بسیار حساس و مهم هستند. نوع دیگری از اعوجاج تاول زدن یا طبله کردن و یا قپه (Bowing) می‌باشد.

آزمون مایع نافذ (بازرسی PT)

یکی از روشهای تشخیص ناپیوستگی ها یاعیوب سطحی در فلزات، بازرسی PT یا مایع نافذ می باشد. بازرسی به روش PT یکی از معمول ترین روش های آزمایش های غیرمخرب بشمار می آید که با مهارت و هزینه کمی نسبت به سایر آزمایش های غیرمخرب می توان آن را انجام داد.

 ترکهای سطحی و منافذی که با چشم عادی قابل رویت نمی باشند بوسیله آزمون مایع نافذ (PT) شناسایی میشوند. این روش در شناسایی منافذ جوش کاربرد فراوانی دارد. قابل ذکر است که فولادهای آستنیتیک (همچون استنلس استیل 316) 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.

راهنمای جوشکاری برای صنایع شیمیایی، نفت و گاز (API 582)

چگونه می توان طراحی، مهندسی، اجرا و نظارت بر جوشکاری در پروژه های ساخت بخصوص در صنایع نفت، گاز و شیمیایی را بهبود داد؟ مسلماً یکی از راه حل های متداول، استفاده از استانداردها و مشخصات بین المللی توصیه شده سازمانهای معتبر خواهد بود. آنچه امروزه وجه تمایز کالاها به لحاظ قیمت و کیفیت شده است استفاده از استانداردهایی با تلورانس های سخت گیرانه تر توسط طراحان و سازندگان آن است.

 در اینجا قصد دارم یکی از راهنماهای API که بطور رایج در پروژه های ساخت مورد استفاده قرار می گیرد را معرفی نمایم. در بسیاری از پروژه ها، الزاماتی در مشخصات پروژه (Specification) درج می گردد که در استانداردهایی همچون ASME Sec IX یافت نمی گردد. بارها با این مساله روبرو شده ام و همیشه بدنبال این بودم که مرجع چنین الزاماتی کجا می تواند باشد.

یکی از مراجع اصلی این الزامات، API 582 است که اگر توسط خریدار در مشخصات سفارش یا پروژه لحاظ شود بایستی از آنها تبعیت نمود و عدم رعایت آنها باعث عدم انطباق در سفارش خواهد شد. این موضوع در بند 1-3 این راهنما بشرح زیر به صراحت بیان شده است:

انواع روش های بازرسی جوشکاری

سازه های جوش داده شده نظیر سایر قطعات مهندسی به بازرسی در مراحل مختلف وساخت و همینطور در خاتمه ساخت نیاز دارند.بازرسی جوش می تواند از انجام کار طبق دستورالعمل های توافق شده، به کارفرما اطمینان دهد.

برای حصول اطمینان از مرغوبیت جوش و مطابقت آن با نیازمندیهای طرح باید کلیه عوامل موثر در جوشکاری در مراحل مختلف اجرا مورد بررسی قرار گیرد.