جوشکاری در سازه های فولادی: نکات فنی و استانداردها(ورق)

جوشکاری در سازه‌های فولادی، روش اتصال اصلی در سازه فولادی است. میله جوش ذوب می‌شود و فولاد توسط گرمای تولید شده از قوس الکتریکی گرم شده و سپس با سرد شدن به یک نقطه جوش تبدیل خواهد شد. به این شکل نقاط جوشکاری شده به هم متصل خواهند شد. متدهای جوشکاری سازه فولادیجوشکاری قوسی پوشش دار Shielded Arc Welding (SMAW) چیست؟جوشکاری قوسی پوشش دار توسط حرارت دادن به فلز با یک قوس الکتریکی انجام می‌شود که یک الکترود روکش‌دار و فلزی که نیازاست جوشکاری شود در این پروسه مورد نیاز هستند. جریان الکتریکی یک قوس را بین الکترود و قطعه مورد نظر ایجاد می‌کند که انرژی گرمایی لازم برای ذوب کردن فلز، کوتینگ و فیلر را فراهم می‌کند. در حالی که قوس حرکت می‌کند، فلز جوشکاری به آرامی خنک خواهد شد و تبدیل به جامد می‌شود و در روی سطح اصطلاحا گل جوش تشکیل خواهد شد. کلید موفقیت جوشکاری قوسی پوشش دار، الکترود است که یک هسته فلزی دارد و لایه بیرونی آن فلاکس و یک بایندر است. الکترود فولاد کربنی و فولاد کم آلیاژ عموما برای داخل الکترود استفاده می‌شوند و عناصر آلیاژ ساز توسط فلاکس وارد فرآیند جوشکاری خواهند شد تا آلیاژسازی اقتصادی‌ترین حالت ممکن خود را داشته باشد.ویژگی‌های جوشکاری قوسی پوشش دار· تجهیزات آن ساده و ارزان است و کار با آن بسیار راحت است. · میله جوش‌های متنوعی برای آن وجود دارد و به شدت انطباق پذیر هستند. · با بهبود میله جوش و تجهیزات، کیفیت جوش ثابت و پایدار باقی می‌ماند.· سرعت جوشکاری پایین است و میزان کارآیی و بهره‌وری کمی دارد. · گل جوش پس از جوشکاری باید از روی سطح حتما پاک شود. جوشکاری قوسی با گاز محافظ (GMAW) چیست؟جوشکاری قوسی با گاز محافظ از گرمای قوس بین سیم جوش و قطعه مورد نظر استفاده می‌کند تا متریال پایه و سیم جوش را توسط تورچ یا مشعل ذوب کند تا فرآیند جوشکاری تکمیل گردد. یک خصوصیت مهم این متد این است که گاز محافظ استفاده شده در پروسه جوشکاری توسط تورچ یا مشعل آزاد می‌گردد. این گازها می‌توانند از گاز نجیب (مثل آرگون و هلیوم) یا گازهای غیر نجیب (مثل نیتروژن، اکسیژن یا کربن دی اکسید) باشند. در بیشتر موارد کربن دی اکسید به عنوان گاز محافظ استفاده می‌شود چون قیمت بسیار کمتری نسبت به بقیه گزینه‌ها دارد. الکترود مصرفی در این روش یک سیم مفتولی است. ویژگی‌های جوشکاری قوسی با گاز محافظ· بازدهی بالای تولید · گل جوش در این فرآیند جوشکاری تولید نخواهد شد و به همین دلیل مرحله حذف گل جوش پس از جوشکاری وجود ندارد. · جوشکار به راحتی می‌تواند قوس را ببیند و این امر دقت و کیفیت جوش را بسیار بالاتر خواهد برد. · حساسیت به جریان هوا و باد: گاز محافظ به آسانی توسط جریان هوا منحرف خواهد شد و برای استفاده در محیط‌های باز اصلا مناسب نیستند. جوشکاری تو پودری Flux-cored arc welding (FCAW) چیست؟جوشکاری تو پودری مشابه به جوشکاری با جوشکاری گاز محافظ است. با این تفاوت که به جای سیم مفتولی از یک سیم لوله‌ای شکل استفاده می‌کند که داخل آن با فلاکس پر شده است. این سیم، تغذیه مشعل جوشکاری را به عهده خواهد داشت و یک قوس بین این سیم و قطعه مورد نظر ایجاد می‌گردد. مشابه جوشکاری دستی، محل جوش با گل جوش پوشانده خواهد شد. بسته به نوع این سیم، ممکن است یک گاز محافظ توسط فلاکس درونی خودش فراهم کند یا نیاز به یک گاز محافظ بیرونی داشته باشد. ویژگی‌های جوشکاری تو پودری· بازدهی تولید بالا و بهترین و بالاترین کارایی در بین جوشکاری‌های دستی· چه از گاز محافظ استفاده شود یا خیر، فلاکس موجود داخل سیم باعث خواهد شد تا متریال اولیه نسبت به آلودگی مقاومت بالاتری داشته باشد · در حین فرآیند جوشکاری، حجم بالایی از گاز تولید خواهد شد· نیاز است پس از اتمام کار، گل جوش تمیز شود · تجهیزات نسبت به جوشکاری قوسی دستی بسیار پیچیده‌تر استجوشکاری قوسی گاز تنگستن Gas tungsten arc welding (GTAW) چیست؟مهم‌ترین ویژگی جوشکاری قوسی گاز تنگستن، مصرف نشدن الکترود در عین فرآیند جوشکاری است. از الکترود تنگستن خالص یا آلیاژ تنگستن استفاده می‌شود تا توانایی تحمل دماهای بسیار بالا را داشته باشد. جریان از بین الکترود تنگستن و قطعه مورد نظر عبور خواهد کرد و باعث ایجاد یک قوس خواهد شد. هنگامی که فیلر مورد نیاز باشد، فیلر اضافه باید دستی یا توسط فید وایر اضافه شود. قوس و ناحیه فلز توسط یک گاز نجیب محافظت خواهند شد که عمدتا آرگون است و از فلاکس نیز استفاده نخواهد شد چرا که نیازی به تمیز کردن گل جوش نیست. جوشکاری قوسی گاز تنگستن به طور گسترده‌ای برای جوشکاری بسیاری از متریال‌ها کاربرد دارد، بخصوص برای کاربری‌هایی که نیاز به دقت بالایی دارند که شامل هواپیماسازی، لوله‌های نفتی و ... هستند. ویژگی‌های جوشکاری قوسی گاز تنگستن· کیفیت جوش بسیار بالا و ظاهر خوب · به علت استفاده نکردن از فلاکس، فرآیند جوشکاری بسیار تمیز است و نیازی به زدودن گل جوش نیست· مناسب برای جوشکاری متریال‌های فوق نازک · قابلیت جوشکاری تقریبا تمامی فلزات · هنگام جوشکاری نیاز به استفاده از فیلر نیست· میزان بازدهی تولید پایین است و در بین تمامی متدها کمترین سرعت را دارد· تحمل بسیار پایین نسبت به آلودگی و متریال اصلی و فیلر باید به دقت پیش از شروع جوشکاری تمیز شود· نیاز به مهارت بالای جوشکار دارد· عیوب مربوط به آخال تنگستنی بسیار محتمل هستندجوشکاری زیرپودری Submerged Arc Welding (SAW) چیست؟جوشکاری زیرپودری با تغذیه شدن ناحیه جوش توسط یک سیم مفتولی انجام می‌شود و کاملا قوس را زیر لایه فلاکس می‌پوشاند. این متد بازدهی رسوب بالایی دارد و در حال حاضر کارآمدترین روش جوشکاری محسوب می‌شود. در حین فرآیند جوشکاری، فلاکس نه تنها از حوضچه مذاب محافظت می‌کند بلکه نقش متالورژیکی نیز ایفا می‌کند. در حین جوشکاری، نقطه جوش به یک لایه از گل جوش آغشته خواهد شد. ویژگی‌های جوشکاری زیرپودری· بازدهی رسوب بالا· قوس قابل مشاهده در حین جوشکاری وجود ندارد و جوشکار نیازی ندارد تا از لباس مخصوص یا عینک محافظ استفاده کند· میزان دود تولید شده بسیار کم است · مناسب برای جوشکاری فلت و افقی – پوزیشن جوشکاری در این روش دارای محدودیت است · لازم است به فلاکس گرما داده شود و تحت هیچ شرایطی در معرض رطوبت قرار نگیردشرایط و ملزومات جوشکاریدر دمای پایین، گرمای جوشکاری به‌سرعت هدر می‌رود. برای جلوگیری از این موضوع، در برخی شرایط نیاز به جوشکاری چندلایه وجود دارد. همچنین، در محیط‌های باز و بادخیز، باید چادر برپا کرد و سازه را در محیط بسته جوشکاری کرد.چالش‌های دمای پایین در جوشکاری فولاد افزایش سرعت اتلاف گرما و نیاز به جوشکاری چندلایه. لزوم استفاده از متریال مناسب برای جلوگیری از کاهش ناگهانی دما. تأثیر شرایط آب‌وهوایی، مانند باد و برف، بر کیفیت جوش. نتیجه‌گیریجوشکاری سازه فولادی یک بخش بسیار حیاتی از مراحل تولید است و کیفیت جوش مستقیما بر قدرت و ظاهر سازه اثرگذار است. متدهای مختلف جوشکاری ویژگی‌های مخصوص به خود را دارند. انتخاب یک فرآیند جوشکاری مناسب و کنترل متغیرها باعث بهبود بازدهی و کاهش دفرمه شدن خواهد شد. بعلاوه پایداری و مقاومت سازه فولادی را نیز به طور چشمگیری افزایش خواهد داد.