پاورپوینت-آموزش جوشکاری در زیر آب- در30 اسلاید-powerpoint-ppt
اثر آب بر فرآیند های جوشکاری
فرآیند های قوسی در آب دریا نسبت به آب شیرین، قوس نرمتر و پایدارتری دارند که به علت وجود یون های پایدار کننده قوس در آب دریا می باشد. این یون ها از تجزیه نمک ها در قوس حاصل می شود. عمق آب یا فشار نیز اثر قابل توجهی دارد. افزایش فشار باعث می شود که قوس متمرکز شده و دمای هسته قوس افزایش یابد. در نتیجه میزان نفوذ و هم چنین سرعت انتقال حرارت به اطراف بالا می رود. با توجه به این شرایط شدت جریان در مقایسه با جوشکاری در هوا حدود 20 الی 25 درصد بیشتر در نظر گرفته می شود. هم چنین به خاطر افت قابل توجه ولتاژ به خاطر طولانی بودن کابل ها، توان بیشتری در دستگاه ها و تجهیزات در نظر گرفته می شود.
به خاطر تمرکز حرارتی در قوس مقداری از آب های اطراف قوس تجزیه شده و حباب های پایدار در اطراف قوس ایجاد می کنند. این حباب ها اثرات متفاوتی بر جوش دارند، از جمله می توانند به عنوان گاز محافظ برای قوس عمل کنند. از طرفی، گاز موجود در حباب ها منبع اصلی تخلخل در جوش نیز می باشد. به خاطر دمای بالای قوس، مقداری از هیدروژنموجود به صورت اتمی در می آید. این هیدروژن پس از جذب ممکن است باعث ایجاد ترک سرد هیدروژنی در جوش یا منطقه کنار جوش شود.
به منظور بررسی دقیق تر تاثیر آب بر فرآیندهای جوشکاری بد نیست مقایسه بین جوشکاری زیر آب با جوشکاری در هوا انجام شود:
1- سرعت جوشکاری در این دو حالت فرق چندانی با هم ندارد.
2-در هر دو محیط، شدت جریان را می توان مهمترین متغیر موثر بر نفوذ در نظر گرفت. محیط جوشکاری و اندازه الکترود اثر کمرنگ تری دارند.
3- نفوذ ناقص و بریدگی کنار جوش جزء رایج ترین عیوب حاصل هستند.
4- ابعاد جوش در دو حالت فرق چندانی با هم ندارد. شکل کلی جوش نیز از این اصل پیروی می کند. بنابراین اثرات بحرانی آب در این مورد کمرنگ جلوه می کند.
5- در ولتاژ ثابت، جوشکاری زیر آب نیاز به شدت جریان بیشتری دارد.
6- در جوشکاری زیر آب درصد مواد موجود در مخلوط گازی اطراف قوس (حباب هایی تشکیل شده) در حال تغییر است. دلیل آن گرمای حاصل از قوس و تبخیر آب و نیز خارج شدن حباب های بخار و گاز از آب است که فرکانس خروجی آن ها حدودا 15 حباب در ثانیه است.
7- در جوشکاری زیر آب فشار در مخلوط گازی با فشار اطراف خود برابر است، یعنی با افزایش عمق این فشار هم زیاد می شود.
8- با توجه به این که هدایت حرارتی در آب 25 برابر و ظرفیت گرمایی ویژه آب نیز 3500 برابر هوا است، جوش و منطقه تحت تاثیرش در محیط آب به سرعت سرد می شوند.
نکته مهم حرکت دائمی حباب های گاز و بخار آب به سمت بالا و تاثیر این پدیده بر تعادل قوس است. الکترود های بدون پوشش و سیم جوش های معمولی به هیچ وجه در زیر آب کارآیی ندارند. برای بالا نگهداشتن کیفیت جوش باید مواردی چون جرقه زدن، برقراری قوس الکتریکی، تعادل در قوس و آرام بودن پیشرفت مذاب در جوش را تضمین کرد. در مورد گاز هیدروژن نیز باید گفت که درصد آن در مخلوط حباب های گاز – بخار آب که از سوختن الکترود به وجود می آید، 70 درصد است از نظر قطب ها هم، در قطب مثبت یون های منفی کلر و در قطب منفی یون های مثبت نظیر H+ و Na+ مشاهده می گردند.
به دلیل بالاتر بودن سرعت سرد شدن جوش در آب نسبت به هوا، جنس فلز جوش باید حساسیت کمتری نسبت به حفره انقباضی و سخت شدن در اثر سریع سرد شدن داشته باشد. در فولادهای فریتی استحکام کششی خط جوش به دلیل سختی زیاد بالاتر از استحکام کششی قطعه اصلی است، ولی به دلیل نفوذ هیدروژن، چکش خواری خیلی پایینتر است. طبق روابط تجربی استحکام کششی خط جوش زیر آب باید حدود 80 درصد مقاومت در هوا و تغییر طول نسبی آن نیز 50 درصد فلز جوش در هوا باشد.
تقسیم بندی روش های جوشکاری زیر آب
جوشکاری زیر آب از نظر محیط اطراف جوش به دو دسته جوشکاری در حالت تر و جوشکاری در حالت خشک تقسیم می گردد. عمده تحقیقات در مورد این دو روش از سال 1960 میلادی صورت گرفته است. مهمترین فرآیندهای جوشکاری که در حالت مرطوب مورد استفاده قرار می گیرند عبارتند از:
1- جوشکاری قوسی با الکترود دستی
2- جوشکاری قوسی با گاز محافظ
3- جوشکاری اصطکاکی
4- جوشکاری قوس پلاسما
5- جوشکاری زائده ای
6- جوشکاری انفجاری
7- جوشکاری قوس با الکترود توپودری (FCAW)
8- جوشکاری ترمیت
فرآیند های جوشکاری خشک نیز به دو گروه عمده تقسیم می گردند:
1- جوشکاری تحت فشاری معادل فشار هیدرواستاتیک آب
2- جوشکاری تحت فشار اتمسفری
در نوعی از جوشکاری زیر آب که به جوشکاری با منطقه جزئی خشک شده معروف است حالتی بین خشک و تر وجود دارد. در این روش قسمتی از سیستم شامل قوس و قسمت هایی از قطعه کار است به وسیله محفظه کوچکی از گاز پر شده و از آب جدا می شوند؛ ولی جوشکار در آب می ماند و راه هایی برای دسترسی به قسمت مورد نیاز در محفظه تعبیه می شود. در این روش حتی قسمت پشت قطعه کار ممکن است درتماس با آب باشد.
شاید بسیاری از مردم جوشکاری زیر آب را بسیار عجیب می پندارند چون ماهیت آن را از آتش می دانند. ولی جوشکاری ماهیت قوس الکتریکی دارد و روشن شدن آن زیر آب کار عجیبی نیست. برای جوشکاری در خشکی، هوا یونیزاسیون می شود و در آب، بخار آب یونیزاسیون می شود.
جوشکاری زیر آب به دو صورت انجام می شود: جوشکاری خشک و مرطوب. اثرات منفی جوشکاری مرطوب عبارتنداز ترک خوردگی هیدروژنی، افت شدید دما که باعث تغییرات ساختاری و متالورژیکی می شود و همچنین اکسیژن با عناصر آلیاژی ترکیب می شود و اکسید این آلیاژها در آب حل می شوند.
جوشکاری خشک در یک اتاقک در داخل آب انجام می گیرد و داخل اتاقک هوای فشرده وجود دارد که فشار داخل و خارج اتاقک را بالانس می کند. اتاقک ها را دو تکه می سازند و داخل آب، و روی قطعه مورد نظر دو تکه را به هم وصل می کنند. یک لوله رابط بین کشتی و اتاقک است و وسایل مورد نیاز را به وسیله این لوله به اتاقک می فرستند. این روش برای اولین بار در آمریکا انجام گرفت اما چون بسیار پرهزینه و وقت گیر است دانشمندان سعی می کنند مشکلات جوشکاری مرطوب را حل کنند چون سریعتر و ارزانتر است.
وسایل ایمنی همان وسایل ایمنی جوشکاری روی خشکی است بعلاوه وسایل غواصی.
وی در پایان گفت : جوشکاری زیر آب با صنعت نفت و گاز کشورمان گره خورده است و کشور ما نیز دارای منابع عظیم نفت و گاز است درنتیجه تحقیق در این زمینه برای ما یک ضرورت محسوب می شود ولی ما در جوشکاری مرطوب هنوز اول راه هستیم
بیش از یک صد سال است که قوس الکتریکی در جهان شناخته شده و بکار گرفته می شود. اما اولین جوشکاری زیر آب توسط نیروی دریایی بریتانیا انجام شد- در آن زمان یک کارخانه کشتی سازی برای آب بند کردن نشت های موجود در پرچ های زیر کشتی که در آب واقع شده بود از جوشکاری زیر آبی بهره گرفت. در کارهای تولیدی که در زیر آب انجام می پذیرد، جوشکاری زیر آبی یک ابزار مهم و کلیدی به شمار می آید. در سال 1946 الکترود های ضد آب ویژه ای توسط وان در ویلیجن1 در هلند توسعه یافت. سازه های فرا ساحلی از قبیل دکل های حفاری چاه های نفت، خطوط لوله و سکوهای ویژه ای که در آب ها احداث می شوند، در سالهای اخیر به طرز چشمگیری در حال افزایش اند. بعضی از این سازه ها نواقصی را در عناصر تشکیل دهنده اش و یا حوادث غیر مترقبه از قبیل طوفان تجربه خواهند کرد. در این میان هرگونه روش بازسازی و مرمت در این گونه سازه ها مستلزم استفاده از جوشکاری زیر آبی است.
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
تعداد مشاهده: 452 مشاهده
فرمت فایل دانلودی:.zip
فرمت فایل اصلی: pptx
تعداد صفحات: 5000
حجم فایل:2,349 کیلوبایت
-
محتوای فایل دانلودی: