خواص دارویی و گیاهی
نشان‌گذاری
عجب سازنده ی این علامت عرب دولاب است
برای بسیاری از مردم شاید اجرای جوشکاری در زیر آب، کمتر قابل تصور باشد و آن را مشکل و حتی غیرممکن بدانند، ولی واقعیت این است که جوشکاری در زیر آب اجرا می شود، البته به شرط فراهم کردن شرایط لازم.
جوشکاری زیر آب از زمان جنگ جهانی دوم، هنگامی که کشتی‌های خسارت دیده باید سریعاً در آب تعمیر می‌شدند به وجود آمد. بیرون آوردن کشتی برای تعمیر کردن آن، هم اکنون هم بسیار هزینه بر است و صرفه اقتصادی ندارد. ضمن اینکه در حال حاضر، عبور خطوط لوله نفت و گاز در دریا و یا ایجاد سکوها و سازه های دریایی و پروژه های مختلف ساخت اسکله ها و تاسیسات دریایی که افزایش چشمگیری در مناطق مختلف دارد، لزوم اجرای جوشکاری در زیر آب را ایجاب می نماید. ذکر این نکته، حائز اهمیت است که جوشکارانی که وظیفه اجرای جوشکاری در زیر آب را برعهده دارند باید با غواصی آشنا بوده و از نظر جسمی از توان بالا و مناسبی برخوردار باشند.
جوشكاري زير آبي را مي توان در دو دسته طبقه بندي كرد: 1. جوشكاري مرطوب 2. جوشكاري خشك
جوشکاري خشک در يک اتاقک در داخل آب انجام مي گيرد و داخل اتاقک، هواي فشرده وجود دارد که فشار داخل و خارج اتاقک را بالانس مي کند. اتاقک ها را دو تکه مي سازند و داخل آب و روي قطعه مورد نظر دو تکه را به هم وصل مي کنند. يک لوله رابط بين کشتي و اتاقک است و وسايل مورد نياز را به وسيله اين لوله به اتاقک مي فرستند. اين روش براي اولين بار در آمريکا انجام گرفت، اما چون بسيار پرهزينه و وقت گير است، دانشمندان سعي مي کنند مشکلات جوشکاري مرطوب را حل کنند، زیرا سريعتر و ارزانتر است. در واقع، در این روش، آب، کنار زده شده و اجرای جوشکاری انجام می گردد . جوشكاري مرطوب در روش جوشكاري مرطوب، عمليات جوشكاري در زير آب اجرا شده و مستقيماً با محيط مرطوب سرو كار دارد. اثرات منفي جوشکاري مرطوب عبارتنداز: ترک خوردگي هيدروژن و افت شديد دما (بر اثر تماس با آب )که باعث تغييرات ساختاري و متالورژيکي مي شود. از طرف دیگر اکسيژن با عناصر آلياژي ترکيب مي شود و اکسيد اين آلياژها در آب حل مي شوند. از آنجا كه جوشكاري در زير آب، مستقيماً در معرض محيط مرطوب قرار دارد، در اين روش از نوعي الكترود ويژه استفاده مي شود و جوشكاري به صورت دستي، درست مانند جوشكاري در فضاي بيرون آب، صورت مي گيرد. آزادي عملي كه جوشكار در حين جوشكاري از اين روش دارد، جوشكاري مرطوب را موثرتر و به روشي كارا و از نقطه نظر اقتصادي مقرون به صرفه كرده است. تامين كننده نيروي جوشكاري روي سطح مستقر شده است و توسط كابل ها و شيلنگ ها به غواص يا جوشكار متصل مي شود. در این روش از الکترودهای مخصوص استفاده می شود که جاذب رطوبت نبوده و هنگام سوختن، گاز زیادی تولید می نماید تا از حوضچه مذاب محافظت نماید. در جوشكاري مرطوب MMA جوشكاري قوس فلزي دستي2 دو مشخصه زير بكار گرفته مي شود:
1- تامين كننده نيرو: dc
2- قطبيت: قطبيت منفی
در جوشکاری زیر آب، معمولا جریان برق AC (متناوب ) به لحاظ خطرات و رعایت موارد ایمنی کاربرد کمتری دارد.
مزاياي جوشكاري خشك 1. ايمني غواص – جوشكاري در يك اتاقك صورت گرفته كه موجب مصون ماندن جوشكار از جريانات اقيانوسي و يا احتمالاً موجودات دريايي مي شود. اين جايگاه خشك و گرم از روشنايي مطلوبي برخوردار بوده و از سيستم كنترل محيط خاصي نيز بهره مي برد. 2. كيفيت خوب جوش – اين روش توانايي ايجاد جوش هايي را دارد كه حتي مي توان آن را با جوش هاي موجود در فضاي باز و در مجاورت هوا مقايسه كرد. دليل اين امر اين است كه ديگر آبي وجود ندارد كه بخواهد جوش را خاموش و يا قطع كند. و نيز اينكه ميزان هيدروژن (H2) توليدي آن خيلي كمتر از جوشكاري هاي مرطوب است. 3. كنترل سطح – آماده سازي اتصال، همترازي لوله، بررسي آزمايش غیرمخرب NDT)) و غيره به صورت عيني كنترل و تنظيم مي شوند. 4. آزمون غيرمخرب ( NDT) – آزمون غيرمخرب براي محيط خشك جايگاه تسهيل شده است. معايب جوشكاري خشك 1. اتاقك يا جايگاه جوشكاري تجهيزات پيچيده و خدمات پشتيباني زيادي را مستلزم مي داند و خود اتاقك به طرز غيرمتعارفي پيچيده است. 2. هزينه و ارزش مالي اين اتاقك به صورت قابل ملاحظه اي بالا بوده و بسته به عمق محل كار، هزينه آن افزايش مي يابد. عمق محل جوشكاري در كار تاثير مي گذارد، طوري كه در اعماق بيشتر، جمع كردن قوس و استفاده از ولتاژهاي بالتر و متناسب با آن لازم و ضروري مي باشد. انجام يك كار جوشكاري بدين شكل، هزينه اي بالغ بر 80000 دلار دارد. و نيز گاهي اوقات نمي توان از يك اتاقك براي چند كار مختلف استفاده كرد، كه البته اين مشكل، بستگي به نوع كارها و ميزان تفاوت آنها دارد.
مزاياي جوشكاري مرطوب
جوشكاري مرطوب كه در زير آب به صورت دستي صورت مي گيرد، در مرمت و بازسازي سازه هاي فراساحلي در سال هاي اخير به سرعت در حال رشد و گسترش است. از جمله فوايد جوشكاري مرطوب مي توان به موارد زير اشاره كرد: 1. چند كاره بودن و داشتن هزينه كمتر در جوشكاري مرطوب، باعث شده كه ميل و اشتياق بيشتري به اين روش وجود داشته باشد. 2. برخورداري از سرعت مناسب در هنگام اجراي طرح از ديگر مزاياي اين روش است. 3. در مقايسه با جوشكاري خشك، هزينه كمتري دارد. 4. در اين روش، جوشكار مي تواند به قسمت هايي از سازه هاي فراساحلي دسترسي داشته باشد كه با استفاده از روش هاي ديگر قابل جوشكاري نيست. 5. احتياج به هيچ نوع محصور سازي نبوده، بنابراين، زماني نيز براي آن تلف نخواهد شد. تجهيزات و دستگاه هاي استاندارد مرسوم به آساني قابل استفاده است و وسايل زيادي هم براي انجام يك كار جوشكاري مورد نياز نيست. معايب جوشكاري مرطوب
اگر چه جوشكاري مرطوب، كاربرد گسترده اي پيدا كرده است، ولي همچنان از وجود نواقصي رنج مي برد؛ از آن جمله مي توان به موارد زير اشاره كرد: 1. آبديدگي سريع فلز جوشكاري- دليل اين آبديدگي، آبي است كه در اطراف آن وجود دارد. اگرچه آبديدگي، نيروي تنش پذيري را در جوشكاري افزايش مي دهد، ولي ميزان كش پذيري و موثر بودن جوش را كاهش داده، سختي آن را بالا مي برد. 2. توليد زياد هيدروژن- حجم بسيار زيادي از هيدروژن در منطقه جوشكاري ايجاد مي شود كه بر اثر تفكيك بخار آب در منطقه قوس به وجود آمده است. h2 موجود در محيط، تحت تاثير گرماhaz)) در فلز جوشكاري حل مي شود كه باعث ايجاد ترك خوردگي و شكاف هاي ميكروسكوپيك مي شود. 3. از ديگر معايب آن، ديد پذيري كم است. گاهي اوقات، جوشكار نمي تواند به درستي منطقه مورد نظر را جوش دهد
همانطور که اشاره شد، جوشکار باید به فن شنا و غواصی آشنایی داشته و در هنگام کار نیز مسائل ایمنی را کاملا رعایت نماید
نشریه ابزار و یراق، نخستین ماهنامه در زمینه صنایع مرتبط با ابزار و یراق کشور ، در تاریخ 90/4/27 طبق مجوز شماره ثبت 90/10407 وزارت فرهنگ و ارشاد اسلامی ،فرصتی یافت تا پا در وادی رسانه های مکتوب کشور بگذارد. گروهی از روزنامه نگاران ،طراحان ،هنرمندان و فعالان رسانه ای، در این زمینه ، سنگ بنای حرکتی را نهادند تا اولین نشریه تخصصی ابزارآلات صنعتی و یراق ها پا به عرصه فعالیت بگذارد.
خطرات معایب جوشکاری مرطوب
در جوشکاری مرطوب خطر شوک الکتریک برای غواص یا جوشکار وجود خواهد داشت. اقدامات احتیاطی که انجام شده اند عبارت هستند از عایق 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 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 پس از اشباع شدن روی سطح پخش می شود.
در سازه هایی که از جوشکاری مرطوبِ زیر آب استفاده می کنند، بازرسی پس از جوشکاری ممکن است بسیار مشکل تر از جوشکاری‌هایی باشد که در محیط بیرون و در معرض هوا انجام می پذیرد. اطمینان از بی نقص بودن چنین جوشکاری‌هایی به مراتب اهمیت بیشتری پیدا کرده و در واقع احتمال این که عیب و کاستی ناشناخته ای پدیدار شود، وجود دارد.
معایب جوشکاری مرطوب ـاگر چه جوشکاری مرطوب کاربرد گسترده ای پیدا کرده است ولی همچنان نواقصی وجود دارد.
آب دیدگی سریع فلز جوشکاری: دلیل این آب دیدگی آبی است که در اطراف آن وجود دارد. اگر چه آب دیدگی نیروی تنش پذیری را در جوشکاری افزایش می دهد ولی میزان کنش پذیری و مؤثر بودن جوش را کاهش می دهد، سختی و روزن داری آن را بالا می برد.
تولید زیاد هیدروژن: حجم بسیار زیادی از هیدروژن در منطقه جوشکاری ایجاد می شود که بر اثر تفکیک بخار آب در منطقه قوس به وجود می آید.H2 موجود در محیط تحت تأثیر گرما در فلز جوشکاری حل می شود که باعث ایجاد ترک خوردگی و شکاف های میکروسکوپی می شود.
دیدپذیری کم: گاهی اوقات جوشکار نمی تواند به درستی منطقه مورد نظر را جوش دهد. به عبارتی هیچ دید یا شفافیتی در زیر برخی آب ها مانند گل آلود بودن وجود دارد.
پروسه جوشکاری مرطوب در زیر آب
قطعه کاری که قرار است جوش داده شود به یک طرف مدار الکتریکی متصل است و الکترود فلزی در طرف دیگر مدار. این دو قسمت از مدار (الکترود و قطعه کار) کمی به یکدیگر نزدیک شده ولی پس از مدتی از یکدیگر فاصله می گیرند. هنگام نزدیک شدن الکترود به قطعه کار، جریان الکتریکی وارد شکاف شده و باعث ایجاد یک جرقه الکتریکی پایستار می شود (قوس) و باعث ذوب شدن فلز در آن ناحیه و شکل گرفتن حوضچه جوش می شود. در این زمان، نوک الکترود ذوب شده و ذره های کوچک فلز در حوضچه مذاب جمع می شود.
در طول این عمل جریان مذابی، نوک الکترود را پوشش داده و روکش الکترود گاز محافظ را ایجاد می کند. که موجب استحکام بخشیدن به قوس می شود و همان طور که گفته شد از جریان فلز مذاب محافظت می کند. قوس در یک منطقه حفره مانند ذوب میشود و جوش را پدیدار می سازد.
ادامه دارد
گردآوری و تنظیم: رسول غفاری
code
نسخه مناسب چاپ
اولین بار جوشکاری زیر آب توسط نیروی دریایی انگلستان انجام شد. در آن زمان یک کارخانه کشتی سازی برای آب بندی نشت‌های موجود در پرچ‌های زیر کشتی که در آب واقع شده بود از جوشکاری زیر آبی بهره گرفت. در کارهای تولیدی که در زیر آب انجام می‌پذیرد، جوشکاری زیر آبی یک ابزار بسیار مهم به شمار می‌آید. در سال ۱۹۴۶ الکترودهای ضد آب ویژه‌ای توسط وان در ویلیجن۱ در هلند توسعه یافت. سازه‌های فرا ساحلی از قبیل دکل‌های حفاری چاه‌های نفت، خطوط لوله و سکوهای ویژه‌ای که در آب‌ها احداث میشوند، در سالهای اخیر به طرز چشمگیری در حال افزایش‌اند. بعضی از این سازه‌ها نواقصی را در عناصر تشکیل دهنده‌اش و یا حوادث غیر مترقبه از قبیل طوفان تجربه خواهند کرد. در این میان هرگونه روش بازسازی و مرمت در این گونه سازه‌ها مستلزم استفاده از جوشکاری زیر آبی است.
جوشکاری زیر آب از زمان جنگ جهانی دوم هنگامی که کشتی‌های خسارت دیده باید سریعاً در آب تعمیر می‌شدند به وجود آمد. بیرون آوردن کشتی برای تعمیر کردن آن، هم اکنون هم بسیار هزینه بر است و صرفه اقتصادی ندارد.
بسیاری از مردم جوشکاری زیر آب را بسیار عجیب می‌پندارند چون ماهیت آن را از آتش می‌دانند. ولی جوشکاری ماهیت قوس الکتریکی دارد و روشن شدن قوس زیر آب چیز عجیبی نیست. برای جوشکاری در خشکی، هوا یونیزه میشود و در آب، بخار آب یونیزه میشود.
طبقه بندی :
جوشکاری زیر آبی را می‌توان در دو دسته طبقه بندی کرد:
۱ جوشکاری مرطوب ۲ جوشکاری خشک
در روش جوشکاری مرطوب، عملیات جوشکاری در زیر آب اجرا شده و مستقیماً با محیط مرطوب سرو کار دارد. اثرات منفی جوشکاری مرطوب عبارتنداز ترک خوردگی هیدروژنی، افت شدید دما که باعث تغییرات ساختاری و متالورژیکی میشود و همچنین اکسیژن با عناصر آلیاژی ترکیب میشود و اکسید این آلیاژ‌ها در آب حل میشوند. جوشکاری خشک در یک اتاقک در داخل آب انجام میگیرد و داخل اتاقک هوای فشرده وجود دارد که فشار داخل و خارج اتاقک را بالانس میکند. اتاقک‌ها را دو تکه می‌سازند و داخل آب، و روی قطعه مورد نظر دو تکه را به هم وصل می‌کنند. یک لوله رابط بین کشتی و اتاقک است و وسایل مورد نیاز را به وسیله این لوله به اتاقک می‌فرستند. این روش برای اولین بار در آمریکا انجام گرفت اما چون بسیار پرهزینه و وقت گیر است دانشمندان سعی می‌کنند مشکلات جوشکاری مرطوب را حل کنند چون سریع‌تر و ارزانتر است.
1 جوشکاری مرطوب
نام جوشکاری مرطوب حاکی از آن است که جوشکاری که در زیر آب صورت می‌پذیرد، مستقیماً در معرض محیط مرطوب قرار دارد. در این روش از جوشکاری از نوعی الکترود ویژه استفاده میشود و جوشکاری به صورت دستی درست مانند همان جوشکاری که در فضای بیرون آب انجام میشود، صورت میگیرد. آزادی عملی که جوشکار در حین جوش کاری از این روش دارد، جوشکاری مرطوب را موثرتر و به روشی کارا و از نقطه نظر اقتصادی مقرون به صرفه کرده است. تامین کننده نیرویجوشکاری روی سطح مستقر شده است و توسط کابل‌ها و شیلنگ‌ها به غواص یا جوشکار متصل میشود.
در جوشکاری مرطوب MMAجوشکاری قوس فلزی دستی۲ دو مشخصه زیر بکار گرفته میشود:
جریان : DC
قطبیت : منفی
2 جوشکاری خشک (جوشکاری بیش فشار)
جوشکاری بیش فشار در اتاقک‌های پلمپ شده در اطراف سازه یا قطعه‌ای که می‌خواهد جوشکاری شود، استفاده میشود. این اتاقک در یک فشار معمولی پر از گاز میشود (که معمولاً از هلیوم حاوی نیم بار۵ اکسیژن است). این جایگاه روی خطوط لوله قرار گرفته و با هوایی مخلوط از هلیوم و اکسیژن که قابل تنفس باشد پر شده و در فشاری که جوشکاری آنجا صورت می‌پذیرد و یا فشاری بیشتر از آن اجرا میشود. در این روش در اتصالات جوش بسیار با کیفیتی ایجاد میشود به طوری که با اشعه ایکس و دیگر تجهیزات لازم ایجاد میشود. 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.
منبع تغذيه مي بايستي يك دستگاه جريان مستقيم كه داراي رده بندي آمپر بين 300 تا 400 است، باشد. دستگاههاي جوشكاري ژنراتور موتور اغلب براي جوشكاري مرطوب مورد استفاده قرار مي گيرد. پيكره دستگاه جوشكاري مي بايستي در پايين، زير كشتي قرار داده شده باشد. مدار جوشكاري مي بايستي شامل نوعي سوئيچ مثبت باشد كه معمولاً از يك كليد تيغه اي استفاده مي شود و از جوشكار غواص فرمان مي گيرد. كليد تيغه اي در مدار الكترود مي بايستي در تمام طول جوشكاري در برابر شكسته شدن مقاوم باشد و نيز از امنيت كافي برخوردار باشد. منبع تغذيه جوشكاري مي بايستي در حين فرايند جوشكاري تنها به نگهدارنده الكترود وصل باشد. در اين روش از جريان مستقيم همراه با الكترود منفي و نيز از نگهدارنده الكترود ويژه اي كه در برابر آب عايق هستند استفاده مي شود. نگهدارنده هاي الكترود جوشكاري كه در زير آب بكار گرفته مي شوند از يك سر خميده براي گرفتن الكترود و نگه داشتن آن در خود بهره مي برند و ظرفيت پذيزش دو نوع الكترود را دارد.
نوع الكترودي كه به كار گرفته مي شود بر طبق استاندارد AWS (انجمن جوشكاري امريكا)3 در طبقه بندي E6013 قرار گرفته است. اين الكترود ها مي بايستي ضد آب باشند و تمامي اتصالات نيز بايد طوري عايق بندي شده باشد كه آب نتواند با قسمت هاي فلزي كوچكترين تماسي داشته باشد.اگر عايق بندي شكستگي داشته باشد و يا قسمتي از آن ترك داشته باشد، آنگاه آب مي تواند با فلز رسانا تماس پيدا كرده ، موجب ايجاد نقص و در نهايت كار نكردن قوس شود. به علاوه اينكه ممكن است خوردگي سريع مس در قسمتي كه عايق ترك خورده است، ايجاد شود.
× خطرات بغرنج
براي غواص يا جوشكار خطر شوك الكتريك وجود خواهد داشت. اقدامات احتياطي كه انجام شده اند عبارتند از عيق بندي مناسب و در حد كافي تجهيزات جوشكاري، بسته شدن منبع الكتريسيته درست زماني كه قوس به پايان مي رسد و نيز محدود كردن ولتاژ جوشكاري قوس فلزي دستي در مدار باز دستگاه جوشكاري. خطر ديگر توليد شدن هيدروژن و اكسيژن در جوشكاري مرطوب توسط قوس است.
اقدام هاي احتياطي مي بايستي در مورد بلند كردن كپسول هاي گاز نيز رعايت شود. به اين دليل كه آنها به صورتي بالقوه توانايي زيادي براي منفجر شدن دارا هستند. خطر بعدي اي كه سلامت يا جان جوشكار را تهديد مي كند نيتروژني است كه در فشار زياد در معرض هوا قرار گرفته و مي تواند به وي آسيب برساند. اقدامات احتياطي شامل فراهم آوري يك منبع گاز يا هواي اضطراري مي شود كه در كنار غواص قرار گرفته است و نيز اتاقك فشار زدايي براي جلوگيري از خفگي توسط نيتروژن كه بعد از اشباع شدن روي سطح پخش مي شود.
در سازه هايي كه از جوشكاري مرطوبِ زير آب استفاده مي كنند، بازرسي بعد از جوشكاري ممكن است بسيار مشكل تر از جوشكاري هايي باشد كه در محيط بيرون و در معرض هوا انجام مي پذيرد. اطمينان از بي نقص بودن چنين جوشكاري هايي به مراتب اهميت بيشتري پيداكرده و در واقع احتمال اينكه عيب و كاستيِ ناشناخته اي پديدار شود، وجود دارد.
× مزاياي جوشكاري خشك
1. ايمني غواص – جوشكاري در يك اتاقك صورت گرفته كه موجب مصون ماندن جوشكار از جريانات اقيانوسي و يا احتمالاً موجودات دريايي مي شود. اين جايگاه خشك و گرم از روشنايي مطلوبي برخوردار بوده و از سيستم كنترل محيط خاصي نيز بهره مي گيرد(ESC)6 .
2. كيفيت خوب جوش – اين روش توانايي ايجاد جوش هايي را دارد كه حتي مي توان آن را با جوش هاي موجد در فضاي باز و در مجاورت هوا مقايسه كرد. دليل اين امر اينست كه ديگر آبي وجود ندارد كه بخواهد جوش را خاموش و يا قطع كند. و نيز اينكه ميزان هيدروژن (H2) توليدي آن خيلي كمتر از جوشكاري هاي مرطوب است.
3. كنترل سطح – آماده سازي اتصال، همترازي لوله، بررسي آزمايش ضد مخرب (NDT)(7) و غيره به صورت عيني كنترل و تنظيم مي شوند.
4. آزمون غير مخرب ( NDT) – آزمون غير مخرب براي محيط خشك جايگاه تسهيل شده است.
× معايب جوشكاري خشك
1. اتاقك يا جايگاه جوشكاري تجهيزات پيچيده و خدمات پشتيباني زيادي را مستلزم مي داند و خود اتاقك به طرز غير متعارفي پيچيده است.
2. هزينه و ارزش مالي اين اتاقك به صورت قابل ملاحظه اي بالا بوده و بسته به عمق محل كار هزينه آن افزايش مي يابد. عمق محل جوشكاري در كار تاثير مي گذارد، طوري كه در اعماق بيشتر جمع كردن قوس و استفاده از ولتاژ هاي بالتر و متناسب با آن لازم و ضروري مي باشد. انجام يك كار جوشكاري بدين شكل هزينه اي بالغ بر 80000 دلار دارد. و نيز گاهي اوقات نمي توان از يك اتاقك براي چند كار مختلف استفاده كرد، كه البته اين مشكل بستگي به نوع كارها و ميزان تفاوت آنها دارد.
× مزاياي جوشكاري مرطوب
جوشكاري مرطوب كه 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 جوشكاري مرطوب مي توان به موارد زير اشاره كرد:
1. چند كاره بودن و داشتن هزينه كمتر در جوشكاري مرطوب باعث شده كه ميل و اشتياق بيشتري به اين روش وجود داشته باشد.
2. برخورداري از سرعت مناسب در هنگام اجراي طرح از ديگر مزاياي اين روش است.
3. در مقايسه با جوشكاري خشك هزينه كمتري دارد.
4. در اين روش جوشكار مي تواند به قسمت هايي از سازه هاي فرا ساحلي دسترسي داشته باشد كه با استفاده از روش هاي ديگر قابل جوشكاري نيست.
5. 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 يك كار جوشكاري مورد نياز نيست.
× معايب جوشكاري مرطوب
اگر چه جوشكاري مرطوب كاربرد گسترده اي پيدا كرده است ولي همچنان از وجود نواقصي رنج مي برد، از آن جمله مي توان به موارد زير اشاره كرد:
1. آبديدگي سريع فلز جوشكاري- دليل اين آبديدگي آبي است كه در اطراف آن وجود دارد. اگرچه آبديدگي نيروي تنش پذيري را در جوشكاري افزايش مي دهد ولي ميزان كش پذيري و موثر بودن جوش را كاهش داده، سختي و روزن داري آن را بالا مي برد.
2. توليد زياد هيدروژن- حجم بسيار زيادي از هيدروژن در منطقه جوشكاري ايجاد مي شود كه بر اثر تفكيك بخار آب در منطقه قوس به وجود آمده است.H2 موجود در محيط تحت تاثير گرما (HAZ)(8) در فلز جوشكاري حل مي شود كه باعث ايجاد ترك خوردگي و شكاف هاي ميكروسكوپيك مي شود.
3. از ديگر معايب آن ديد پذيري كم است. گاهي اوقات جوشكار نمي تواند به درستي منطقه مورد نظر را جوش دهد
× نحوه عملكرد جوشكاري مرطوب
پروسه ي جوشكاري مرطوب در زير آب طي مراحل زير صورت مي پذيرد:
قطعه كاري كه قرار است جوش داده شود به يك طرف مدار الكتريكي متصل بوده و الكترود فلزي در طرف ديگر مدار. اين دوقسمت از مدار (الكترود و قطعه كار) كمي به يكديگر نزديك شده ولي بعد از مدتي از يكديگر فاصله مي گيرند. در حين نزديك شدن الكترود به قطعه كار، جريان الكتريكي وارد شكاف شده و باعث ايجاد يك جرقه الكتريكي پايستار مي شود(قوس) و باعث ذوب شدن فلز در آن ناحيه و شكل گرفتن حوضچه جوش مي شود. در اين زمان، نوك الكترود ذوب شده و ذره هاي كوچك فلز در حوضچه مذاب جمع مي شود. در طول اين عمل جريان مذابي، نوك الكترود را پوشش داده و روكش الكترود گاز محافظ را ايجاد مي كند. كه موجب استحكام بخشيدن به قوس شده و همان طور كه گفته شد از جريان فلز مذاب محافظت مي كند. قوس در يك منطقه حفره مانند ذوب مي شود و جوش را پديدار مي سازد.
الکترودها در جوشکاری زیر آب
الکترودهای مورد مصرف در جوشکاری قوسی زیر آبی از انواع اصلاح شده الکترودهای دستی معمولی هستند. سیستم کدگذاری خاصی برای این الکترودها وجود ندارد و اغلب آنها بر اساس نام تجاری شناخته شده و بر اساس قابلیت و سهولت استفاده برای جوشکاران کاربرد یافته اند. پرمصرف‌ترین این الکترودها، الکترودهای مورد مصرف برای فولادهای کربنی/منگنزی هستند. خواص مکانیکی جوش زیرآبی به شدت به عمق جوشکاری وابسته بوده و با افزایش عمق محل جوشکاری، این خواص کاهش می یابند. با افزایش عمق، فشار افزایش می یابد. این امر باعث ورود اکسیژن ناشی از تجزیه آب و افزایش مقدار آن و درنتیجه کاهش منگنز و سیلیکون و افزایش کربن در حوضچه جوش و ایجاد تخلخل در جوش هنگام سرد شدن آن میگردد. همچنین ممکن است مقدار هیدروژن افزایش یابد که نتیجه آن ازدیاد تخلخل و کاهش پایداری قوس است چرا که در عمق‌های زیاد بدلیل پتانسیل یونیزاسیون بالای هیدروژن، پایداری قوس کاهش میابد. یکی دیگر از مشکلات قابل توجه در جوشکاری زیرآبی احتمال ایجاد ترکهای هیدروژنی در اثر حضور آب و رطوبت میباشد که ریسک این پدیده نیز با افزایش عمق، افزایش می یابد. این موضوع در حالتی که از الکترودهای با روکش اسیدی استفاده میشود از حساسیت بیشتری برخوردار است چراکه قابلیت جذب رطوبت در این نوع پوشش بیشتر بوده و هیدروژن تجزیه شده از این رطوبت براحتی جذب فلز جوش مذاب میگردد. به همین دلیل در جوشکاری زیرآبی استفاده از الکترودهای نوع روتیلی ترجیح داده میشود. روکش این الکترودها حاوی مواد مختلفی برای بهبود شرایط جوشکاری و خواص جوش میباشد. بعنوان مثال فرومنگنز به منظور جذب اکسیژن و کاهش تخلخل و تیتانیوم و بور بدلیل تشکیل ساختار فریت سوزنی و بهبود خواص مکانیکی، به مواد پوشش الکترود افزوده میگردد. همچنین گاهی نیکل به منظور بهبود چقرمگی به مواد پوشش افزوده میشود. جوشکاری زیرآبی فولادهایی با استحکام بالاتر معمولاً با استفاده از الکترودهای زنگ نزن آستنیتی انجام میگیرد تا احتمال ایجاد ترک هیدروژنی کاهش یابد. اما در این حالت باید احتیاطهای لازم صورت گیرد تا از ایجاد ترک در ناحیه متاثر از حرارت (HAZ) پیشگیری شود. در الکترودهای دستی معمولاً بدلیل کمتر بودن سرعت سوخت پوشش الکترود نسبت به ذوب مغزی آن، یک چاله در سر الکترود تشکیل میگردد که قوس، درون آن گودی که از اطراف توسط فلاکس پوشش احاطه شده، ایجاد میشود. این پدیده به حفاظت از ذرات مذاب جدا شده از الکترود و همچنین کنترل انتقال آنها کمک میکند. چاله سر الکترود در بحث جوشکاری زیرآبی بسیار حائز اهمیت است.ار آنجایی که این پدیده باعث پایداری قوس و کنترل طول آن میگردد، بدون حضور آن دستیابی به یک جوش زیرآبی قابل قبول و مناسب بسیار مشکل خواهد بود. بنابراین با استفاده از این تکنیک جوشکاران میتوانند حتی درصورت عدم وجود دید کافی با وارد آوردن کمی فشار به الکترود، بدون نیاز به کنترل طول قوس، با یک نرخ تغذیه ثابت جوشکاری را انجام دهند. یکی از وظایف پوشش الکترود تولید اتمسفر محافظ در اطراف حوضچه جوش است. در جوشکاری زیرآبی نیز این پدیده وجود دارد و بدلیل وجود آب، از اهمیت بسیار بالاتری برخوردار است. یکی از تفاوتهای قوس زیر آب با قوس در هوا ایجاد حبابهای گاز در ناحیه قوس است. رفتار این حبابها در جوشکاری زیرآبی از اهمیت بالایی برخوردار است. این حبابها علاوه بر ناپایدار کردن قوس میتوانند باعث تلاطم حوضچه جوش نیز شوند.
محافظت حوضچه جوش در جوشکاری زیرآبی
با توجه به موارد مطرح شده، باید تدابیر ویژه ای در انتخاب مواد فلاکس پوشش الکترود توسط سازندگان اتخاذ گردد تا جوش حاصل از آنها کیفیت و خواص مورد نظر را تعبیه کند. بسته به خواص مورد نیاز و نیز عمق آب، ممکن است الکترود خاصی بهترین نتیجه را ایجاد نماید. برای تایید کیفیت دستورالعمل و همچنین تایید الکترودهای مورد استفاده باید آزمونهای خاصی انجام شود. این آزمونها در کد AWS D3.6 تشریح شده اند. مهمترین تفاوت ظاهری الکترودهای دستی معمولی با الکترودهای جوشکاری زیرآبی، پوشش ضد آب الکترودهای زیرآبی است. الکترودهای مورد مصرف در جوشکاری قوسی زیرآبی توسط یک موم یا پلاستیک ضد آب پوشش داده میشوند تا فلاکس روکش الکترود را تا زمان مصرف از تماس با آب محافظت کرده و یا حداقل نفوذ رطوبت را محدود سازد. کیفیت این پوشش بسیار مهم است. درصورتیکه پوشش ضد آب بطور یکپارچه سطح الکترود را نپوشانده باشد، آب از طریق درزهای موجود درآن نفوذ کرده و باعث مرطوب شدن فلاکس الکترود و در نتیجه کاهش کیفیت جوش میگردد. همچنین در جوشکاری در اعماق زیاد بدلیل بالا بودن فشار هیدروستاتیک، آب میتواند از پوششهای نامناسب عبور کرده و فلاکس الکترود را مرطوب نماید. پوششهای ضدآب علاوه بر موارد مطرح شده باید بدون جاگذاشتن مواد مضر بسوزند و همچنین خللی در شرایط قوس و انتقال قطرات مذاب ایجاد ننمایند. نگهداری و محافظت از پوشش ضدآب این الکترودها باید به دقت صورت گیرد تا از آسیب رسیدن به آنها جلوگیری گردد. همچنین بدلیل اهمیت این موضوع باید روشهای جابجایی و نگهداری الکترودها در زیر آب در دستورالعمل جوش (WPS) قید شده باشد. این پوششها سرتاسر الکترود را فرا گرفته اند و امکان ایجاد اتصال الکتریکی نیز در این حالت وجود ندارد. لذا برای برقرار گردن جریان و شروع جوشکاری، جوشکار باید با فشردن دندانه‌های انبر جوشکاری بر روی انتهای الکترود، خراشی در پوشش ایجاد نماید. برای ایجاد قوس نیز باید نوک الکترود را با فشار بر روی سطح بکشد تا پوشش آن ناحیه نیز برداشته شده و قوس برقرار گردد. سازندگان الکترود پیشرفت قابل ملاحظه ای در توسعه سیستمهای ضد آب برای الکترودهای جوشکاری زیرآبی داشته اند. جزئیات و اطلاعات این سیستمها مختص سازندگان آنهاست، اما درهرحال نتیجه حاصل از مجموع تلاشهای این سازندگان، تولید نسل جدید از الکترودهای جوشکاری زیرآبی با قابلیت ایجاد جوش با کیفیت بالاتر بود. تعدادی از معروفترین این الکترودها در جدول شماره زیر آورده شده که برای جوشکاری در تمام وضعیتها کاربرد دارند. در صورت مناسب بودن دستورالعمل و تجهیزات، جوش حاصل از این الکترودها دارای ظاهری خوب و خواص مکانیکی مناسب خواهد بود.
لیست تعدادی از معرفترین الکترودهای جوشکاری زیرآبی
در جوشکاری زیرآبی معمولاً از جریان DCEN استفاده میگردد که باعث افزایش طول عمر انبر الکترود میشود. البته این انتخاب جنبه اقتصادی دارد و ممکن است در مواردی استفاده از جریان DCEP جوش با کیفیت بالاتری را ایجاد نماید. درهر صورت بهترین حالت تنظیم جریان و ولتاژ استفاده از مقادیر پیشنهادی سازنده میباشد. جدول زیر جریان و ولتاژ پیشنهادی برای استفاده از الکترودهای معرفی شده در جدول یک را تا عمق ۵۰ پایی (11 متری) زیر آب نشان میدهد.
جریان و ولتاژ پیشنهادی برای جوشکاری تا عمق یازده متری
× پيشرفت هاي حاصل در زمينه جوشكاري در زير آب
مدت هاي مديدي جوشكاري مرطوب به عنوان يك تكنيك جوشكاري، در زير آب مورد استفاده قرار مي گرفته و هنوز هم ابن روش مرسوم است. اخيراً با پيشرفت هايي كه در زمينه ساخت سازه هاي فرا ساحلي صورت گرفته، اهميت جوشكاري زير آبي را به طرز پيش بيني شده اي بالا برده است. اين امر منجر به توسعه يافتن روش هاي جوشكاري ديگر از قبيل جوشكاري سايشي9، جوشكاري انفجاري10 و جوشكاري عمودي11 شده است كه هم اكنون مطالب قابل قبول و كافي در اين زمينه براي ارائه وجود ندارد.
× گستره ي پيشرفت هاي آينده
جوشكاري قوس فلزي دستي مرطوب همچنان براي نوسازي و احياء سازه هاي زير آبي مورد استفاده قرار مي گيرد اما كيفيت آن كافي نبوده و مستعد شكست هيدروژني مي باشداز اين رو جوشكاري هاي بيش فشار خشك كيفيت بهتري نسبت به جوشكاري هاي مرطوب دارند.امروزه گرايش و رويه ميل به سوي اتوماسيون دارد.THOR-1 12 يا ربات تحت كنترل مدارِ بيش فشار كه از گاز بي اثر تنگستن استفاده مي كند، توسعه بخشيده شد تا در جاهايي كه غواص عمليات لوله كشي و نصب خط لوله را انجام مي دهد، بقيه پروسه كار را بر عهده گيرد.
designed from atict.com
9