بررسی جوشكاري و اصول آن- در 60 صفحه-docx

دسته بندي : فنی و مهندسی » مکانیک
بيش از يک صد سال است که قوس الکتريکي در جهان شناخته شده و بکار گرفته مي شود. اما اولين جوشکاري زير آب توسط نيروي دريايي بريتانيا انجام شد- در آن زمان يک کارخانه کشتي سازي براي آب بند کردن نشت هاي موجود در پرچ هاي زير کشتي که در آب واقع شده بود از جوشکاري زير آبي بهره گرفت. در کارهاي توليدي که در زير آب انجام مي پذيرد، جوشکاري زير آبي يک ابزار مهم و کليدي به شمار مي آيد. در سال ۱۹۴۶ الکترود هاي ضد آب ويژه اي توسط وان در ويليجن۱ در هلند توسعه يافت. سازه هاي فرا ساحلي از قبيل دکل هاي حفاري چاه هاي نفت، خطوط لوله و سکوهاي ويژه اي که در آب ها احداث مي شوند، در سالهاي اخير به طرز چشمگيري در حال افزايش اند. بعضي از اين سازه ها نواقصي را در عناصر تشکيل دهنده اش و يا حوادث غير مترقبه از قبيل طوفان تجربه خواهند کرد. در اين ميان هرگونه روش بازسازي و مرمت در اين گونه سازه ها مستلزم استفاده از جوشکاري زير آبي است.

دو روش متدوال برای جوشکاری زیر آّب عبارتند از : ۱.جوشکاری مرطوب

۲.جوشکاری خشک

جوشکاری مرطوب:

در این روش هیچگونه حفاظی در اطراف جوشکاری و حوضچه مذاب وجود ندارد و جوشکاری کاملا در محیط آب صورت می گیرد.

در گذشته جوشکاری مرطوب اکثرا برای تعمیر قسمتهای زیر آب بدنه کشتی و وصله زدن روی قسمتهای آسیب دیده یا جوشکاری اجزاء غیر باربر سازه ها ی در یایی بکار می رفت.

سختی و شکنندگی جوش حاصل در این روش بواسته سرعت زیاد سرد شدن (quench hardening) و همچنین در ساختار جوش مهمترین عامل بازدارنده برای بکارگیری این روش جهت جوشکاری اجزاء باربر سازه های دریائی بود و امروزه نیز با وجود پیشرفتهای قابل توجهی که در کیفیت جوش مرطوب ایجاد شده هنوز هم در بین برخی از شرکت های دریائی نوعی بدبینی نسبت به این روش جوشکاری و بویژه بکارگیری آن برای جوشکاری سازه های باربر وجود دارد. آزادي عملي که جوشکار در حين جوش کاري از اين روش دارد، جوشکاري مرطوب را موثر تر و به روشي کارا و از نقطه نظر اقتصادي مقرون به صرفه کرده است. تامين کننده نيروی جوشکاري روي سطح مستقر شده است و توسط کابل ها و شيلنگ ها به غواص يا جوشکار متصل مي شود.

مهمترین فرآیندهای جوشکاری که در حالت مرطوب مورد استفاده قرار می گیرند عبارتند از:

جوشکاری قوسی با الکترود دستی
جوشکاری قوسی با گاز محافظ
جوشکاری زائده ای
جوشکاری انفجاری
جوشکاری قوس با الکترود توپودری (FCAW)
جوشکاری ترمیت
مزاياي جوشکاري مرطوب

جوشکاري مرطوب که در زير آب به صورت دستي صورت مي گيرد، در مرمت و بازسازي سازه هاي فراساحلي در سالهاي اخير به سرعت در حال رشد و گسترش است.

از جمله فوايد جوشکاري مرطوب مي توان به موارد زير اشاره کرد:

۱) چند کاره بودن و داشتن هزينه کمتر در جوشکاري مرطوب باعث شده که ميل و اشتياق بيشتري به اين روش وجود داشته باشد.

۲) برخورداري از سرعت مناسب در هنگام اجراي طرح از ديگر مزاياي اين روش است.

۳) در مقايسه با جوشکاري خشک هزينه کمتري دارد.

۴) در اين روش جوشکار مي تواند به قسمت هايي از سازه هاي فرا ساحلي دسترسي داشته باشد که با استفاده از روش هاي ديگر قابل جوشکاري نيست.

۵) احتياج به هيچ نوع محصور سازي نبوده و بنابراين زماني نيز براي آن تلف نخواهد شد. تجهيزات و دستگاههاي استاندارد مرسوم به آساني قابل استفاده است . به وسايل زيادي هم براي انجام يک کار جوشکاري مورد نياز نيست.

بررسی معایب و مشکلات جوشکاری به روش مرطوب:
برای مثال جوشکاری به روش مرطوب در زیر آب تعداد محدودی از الکترودها را می توان بکار گرفت.این الکترودها از نظر ترکیب و فرمول شیمیایی همان اکترودهایی هستند که در محیط بیرون از آب بکار گرفته می شوند که فقط برای استفاده در داخل آب به یک لایه محافظ ضد آب روی روپوش خود مجهز شده اند.

از آنجا که در این روش و در اغلب موارد اطراف محل جوشکاری با آب دریا احاطه شده، باید تاثیرات این مسله بر روی فرایند جوشکاری را مورد توجه قرار داد که برخی از مهمترین این تاثیرات عبارتند از:

پس از برقراری جرقه قوس الکتریکی که در اثر کشیدن الکترود روی قطعه کار ایجاد می شود، به دلیل گرمای ناشی از قوس الکتریکی حباب های ناشی از تبخیر آب در نواحی اطراف نقطه جوشکاری بوجود آمده و به سمت بالا به حرکت در می آیند.
دو عامل دیگر نیز در جوشکاری به روش مرطوب باعث ایجاد حباب های صعود کننده خواهند شد عبارتند از گاز های محافظ ناشی از سوختن روکش اکترود و همچنین حباب های هیدوژن که ناشی از الکترولیز و تجزیه شیمیایی آب به واسطه حرارت و عبور جریان الکتریکی است. حرکت دائمی حباب های گاز و بخار آب به بالا (حدود ۱۵ حباب در ثانبه) ضمن به هم زدن قوس الکتریکی جلوی دید قواص جوشکار را میگیرد و به همین علت استفاده از روش های MAG/MIG نسبت به SMAW بسیار بهتر خواهد بود.

با توجه به اینکه توانایی هدایت گرما در آب ۲۵ برابر هوا می باشد ناحیه جوش و منطقه تحت تاثیر گرمای جوش (HAZ) به سرعت در آب سرد می شوند.