جوش و اتصالات جوشی

[aramiss 28 مدیران تالار]

مقدمه :

همانطور که مستحضر ید اغلب سازه ها از اعضای مختلفی تشکیل شده است که با روش های گوناگونی به هم متصل می شوند روش های گوناگون اتصال اعضای یک سازه به یکدیگر را می توان توسط روش های مکانیکی مثل پیچ یا پرچ روش های شیمیایی مثل چسب ها و روش های متالوژیکی مانند جوشکاری و لحیم کاری تقسیم بندی کرد

که در واقع اتصال اعضای یک سازه به کمک حرارت و ذوب شدن موضعی و یکپارچه شدن انها را جوشکاری می نامند

 

مطالب این بخش بر فن جوشکاری ، فرایندهای جوشکاری ، انواع جوش و مقررات عمومی و اجرایی جوش و ملاحظات ضروری در اجرای اتصالات و هرچه که به فرایند جوشکاری مربوط شود سعی می شود به ان پرداخته شود

مطالب ارائه شده بر گرفته از سایت /www.parsinehsazeh.ir می باشد امید است با مطالب ارزشمند این سایت و دیگر مطالب بتوانیم شما را با فن جوشکاری با تکیه به فرایند های مختلف ان به ویژه در مورد اعضای فولادی در راستای طراحی اتصالات آشنا کنیم

 

با سپاس

آرامیس

[aramiss 28 مدیران تالار]

فرآیند های متداول جوشکاری

 

• جوشکاری قوس الکتریکی با الکترود روکشدار : ( Metal Arc Welding Sheilded ( SMAW

• جوشکاری قوس الکتریکی تحت حفاظت گاز (Metal Arc Welding Gas ( GMAW

• جوشکاری قوس الکتریکی زیر پودری (SAW):ـ 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.

به عکس های پیوست توجه فرمائید

ادامه دارد...

---

[aramiss 28 مدیران تالار]

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 .

 

جوش انگشتانه: جوشی است که درون یک سوراخ به صورت توپر داده می شود.

انواع اتصال جوشی :

الف) اتصال لب به لب

ب) اتصال پوششی (رویهم)

پ) اتصال سپری

ت) اتصال گونیا

ث) اتصال پیشانی

....

[aramiss 28 مدیران تالار]

جزئیات جوش شیاری با نفوذ کامل:

این جوش عمدتاً برای متصل ساختن قطعات ورقی است که در یک سطح و یک امتداد قرار گرفته اند. این جوش باید از مقاومتی هم اندازه با مقاومت قطعات متصل شونده برخوردار باشد در این خصوص باید به امتزاج کامل ریشه جوش توجه خاص داشت برای رسیدن به این هدف دو روش زیر را در پیش داریم:

الف) استفاده از پشت بند و انجام عبور ریشه به نحوی که پشت بند در عبور ریشه با فلز جوش و فلز پایه ممزوج شود . مشخصات تسمه پشت بند باید در حد فلز پایه باشد . این تسمه ها پس از جوش کاری در جای خود می مانند و جزئی از اتصال می شوند. برای تثبیت این تسمه ها قبل از جوش کاری از خال جوش های متناوب استفاده می شود که در هر دو طرف تسمه به صورت چپ و راست داده می شوند تا ایجاد تنش های اضافی نکند در ضمن این خال جوش ها نباید درست در مقابل یکدیگر قرار گیرند.تسمه های پشت بند باید کاملاً به زیر ورق بچسبند و گر نه باعث به وجود آمدن تفاله جوش کاری در ناحیه ریشه جوش می شوند.ضمناً وقتی از تسمه پشت بند استفاده می شود دیگر نباید ضخامت ریشه در نظر گرفت. (شکل الف)

ب) انجام جوش پشت. بدین نحو که پس از پر شدن شیار با جوش از یک طرف، ریشه از سمت پشت کار سنگ خورده و یک عبور جوش انجام می شود. (شکل ب)

[محمد 13 اعضا عادی]

متاسفانه یکی از درگیریهای من با کارگرها اینکه :

میگم عرض جوش از 1.5 برابر الکترود بیشتر نباشه ولی اونا میگن چیزی که تو تست جواب بده درسته.

متوجه نیستند که بعد ها چه مشکلاتی اون جوش داره

[aramiss 28 مدیران تالار]

نکته 1: وقتی که جوشکاری از یک طرف بوده و فاصله لبه ها نیز زیاد باشد از تسمه های پشت بند استفاده می شود که این تسمه ها پس از عملیات جوشکاری در جای خود باقی می مانند و جزئی از اتصال می شوند.

نکته 2 : تسمه های فاصله دهنده اغلب در درزهای جناغی دورو (X) مورد استفاده قرار می گیرند، در این حالت قبل از جوشکاری طرف دوم، نیاز به سنگ زدن ریشه می باشد.

نکته 3: وقتی لبه درز در محل ریشه تیز باشد برای سوختن و ریزش خیلی مستعد است. مخصوصا اگر فاصله لبه زیاد باشد برای همین برای ریشه ضخامت در نظر می گیرند.

 

وضعیت های جوش کاری(welding position):

بر حسب وضعیت قطعه مورد جوش و الکترود نسبت به هم چهار وضعیت جوشکاری و جود دارد :

1- وضعیت تخت یا کفی (F1 در جوش گوشه و1 G در جوش شیاری)

2- وضعیت افقی (F2 در جوش گوشه و G2 در جوش شیاری)

3- وضعیت سر بالا یا قائم (F3 در جوش گوشه و3 G در جوش شیاری)

4- وضعیت سقفی (F4 در جوش گوشه و G4 در جوش شیاری

[aramiss 28 مدیران تالار]

می خواهم در این بخش شما را با علائم جوشکاری آشنا کند این علائم در نقشه خوانی و اجرا از اهمیت ویژه ایی برخوردار است

به شکل های پیوست خوب دقت نمایید

[محمد 13 اعضا عادی]

یه سوال :

در برخی نقشه ها علامت جوش گوشه داده شده اما ملاک محاسب " بعد جوش " بودهء اما در برخی از نقشه ها علامت جوش گوشه داده شده اما ملاک محاسب " ساق جوش " بوده.

در اینطور مواقع باید ملاک را کدام داد ؟ 1) بعد جوش 2)ساق جوش 3)مهندس محاسب 4) همه موارد

نمره منفی هم نداره !!!!!!!

[aramiss 28 مدیران تالار]

جوش قوس الکتریکی با الکترود روکشدار shielded metal - Arc welding)= S M AW)

نوعی جوشکاری دستی است که در آن حرارت لازم برای جوشکاری توسط قوس الکتریکی بین یک مفتول فلزی روکش شده (الکترود ) و قطعه فلز پایه فراهم می شود. جوش کاری فولاد کم آلیاژ و کم کربن، فولاد زنگ نزن و فولاد اصلاح شده با این روش بسیار آسان می باشد. جوشکاری چدن و فولاد پر مقاومت با اجرای تمهیدات خاص در مورد پیش گرمایش و پس گرمایش با این روش امکان پذیر است. جوشکاری آلیاژ های مس و نیکل با این شیوه امکان پذیر بوده ولی جوشکاری تحت حفاظت گاز با الکترود فلزی یا تنگستن در این موارد ارجع است.

نکته: روش الکترود روکش دار برای فلزهای نرم نظیر روی، برنج و قلع که نقطه جوش و نقطه ذوب پایین دارند مورد استفاده نیست.

در جوشکاری با قوس الکتریکی از 2 نوع جریان جهت تشکیل قوس می توان استفاده نمود .

ا- جریان متناوب (AC)د Alternative current

2- جریان مستقیم یا یک سو (DC)د Direct current

 

[aramiss 28 مدیران تالار]

ماشین های مورد استفاده در جوشکاری دستی با الکترود روکش دار :

 

 

1- موتور- مولدها شامل موتور درون سوز یا موتور برقی (موتور - ژنراتور و دینام ها )

2- مبدل - یکسو کننده ها (رکتیفایر)

3- مبدل ها (ترانس ها )

 

توزیع حرارت

در DC توزیع حرارت همواره دو سوم به قطب + و یک سوم به قطب - می رسد.

قطبیت (Polarity):

در جوشکاری با جریان یکسو (DC) دو نوع قطبیت داریم :

1- DCRP یا DCEP: قطبیت معکوس (مثبت)، انبر به قطب مثبت و فلز پایه به قطب منفی

2-DCSP یا DCEN: قطبیت مستقیم (منفی)،انبر به قطب منفی و فلز پایه به قطب مثبت

[aramiss 28 مدیران تالار]

کابل ها در جوش کاری:

 

1- کابل برق

2- کابل الکترود( electrode cable)

3- کابل اتصال به زمین( ground cable )

کابل برق: که ماشین جوشکاری را به منبع انرژی متصل می کند باید کاملاً عایق بوده و توانایی انتقال جریان الکتریسیته مورد نیاز را داشته باشد . در صورت از بین رفتن عایق کابل برق یا لایه عایق بدنه ماشین جوشکاری امکان برقراری شک الکتریکی به منظور تشکیل قوس از بین خواهد رفت.

کابل الکترود یا کابل جوشکاری: که به انبر الکترود متصل می شود این کابل ها با جنس مس و با پوشش لاستیکی می باشند که مخصوص جوشکاری طراحی و ساخته می شوند. این کابل ها باید کاملاً انعطاف پذیر باشند تا در موقعیت های مختلف جوشکاری مو جب خستگی یا مزاحمت جوشکار نباشند .

میزان آمپراژ ماشین جوشکاری و فاصله ماشین از محل کار دو عامل مهم در انتخاب کابل جوشکاری مناسب می باشند.هر چه قدر آمپراژ و فاصله ماشین جوشکاری از محل کار بیشتر باشد اندازه کابل بزرگتر باید انتخاب گردد.

---

 

[aramiss 28 مدیران تالار]

طول قوس L

فاصله سر الکترود تا قطعه که برابر است با 8 /0تا 1 برابر قطر الکترود

محدوده ولتاژ

3 / 6 L = تv

محدوده آمپر

به طور تقریبی می توان گفت بین 30D و 40D می باشد که D قطر الکترود به میلیمتر است.

مثال:محدوده آمپر برای الکترود 4 بین 120 و 160 آمپر و محدوده ولتاژ بین 20 و 22 ولت می باشد.

 

[محمد 13 اعضا عادی]

موقعی که طول قوس از حد خود تجاوز کند :

اصطلاحا طول قوس حالت اسپری میگیرد که در این حالت ء آمپر مقدار کم افت ولی ولتاژ افزایش پیدا میکند یا بالعکس

در موقعیکه الکترود به قطعه کار میچسبد : آمپر افزایش و ولتاژ کاهش می یابد. این اتفاق برای رکتیفایر مضر می باشد

---

ولتاژ مدار باز و بسته :

مدار باز : هنگامیکه دستگاه جوش روشن ولی قوس برقرار نباشد

مدار بسته : هنگامیکه دستگاه جوش روشن و قوس هم برقرار باشد.

ولتاژ مدار باز : 50 تا 100 ولت ولتاژ مدار بسته : 20 تا 45 ولت

[aramiss 28 مدیران تالار]

الکترود های روکش دار

 

وظایف روکش الکترود:

1- تامین حفاظ گازی در مقابل ورود اکسیژن و ازت به حوضچه مذاب و یک پوشش از سرباره مذاب برروی فلز مذاب جوشکاری

2- زدودن اکسید ها و آلودگی ها

3- کاهش نرخ سرد شدن فلز جوش و در نتیجه ایجاد یک جوش با شکل پذیری زیاد

4- باعث سهولت شروع عملیات جوشکاری، تثبیت قوس و کاهش میزان پاشش جوش می گردد.

5- باعث نفوذ بهتر و ذوب کامل تر فلز مبنا می گردد.

6- شکل ظاهری نوار جوش را کنترل می کند .

7- سرعت جوشکاری را افزایش می دهد.

سیستم شماره گذاری الکترود روکش دار بر اساس AWS (انجمن جوش امریکا)

یک عدد 4 یا 5 رقمی می باشد که به دنبال حرف E قرار می گیرد.E مخفف الکترود می باشد. دو رقم اول در 4 رقمی یا 3 رقم اول در 5 رقمی بیانگر حداقل مقاومت کششی قطر الکترود برحسب کیلوپوند بر اینچ مربع (psi) می باشد که اگر این عدد را در 70 ضرب کنیم مقاومت بر حسب کیلو گرم بر سانتی متر مربع به دست می آید. رقم بعدی موقعیت جوشکاری را توصیف می کند.

(1= تمام وضعیت ها 2= تخت و افقی 3=تخت ) آخرین رقم نوع جریان و نوع روکش الکترود را تعیین می کند .

E6013 = حداقل مقاومت کششی = 60 ضربدر 70 = 4200 کیلوگرم بر سانتی متر مربع

1= تمام وضعیت های جوشکاری امکان پذیر می باشد.

3=تیتان- سدیم (روتیلی)، جریان : DCSP,DCRP,AC

[aramiss 28 مدیران تالار]

مشخصات الکترودها

 

الف.الکترود های روتیلی معمولی

 

- قوس ملایم، قدرت نفوذ متوسط، شدت جریان و حرارت ورودی کم ، مشکلات سوختگی و سوراخ شدن کمتر است.

- برای مصارف عمومی، برای جوشکاری ورق های نازک فولادی با کدهای EXXX2 و EXXX3 به کار می روند .نظیرE6013

- این اکترود با انواع جریان متناوب یا مستقیم قابلیت جوشکاری دارند.

 

ب. الکترودهای روتیلی پودر آهن دار

 

- دارای روکش ضخیم پودر آهن است

- کاربرد در جوشکاری گوشه و پاس های پر کننده در جوش شیاری ورق های ضخیم است.

- با طول قوس کوتاه به راحتی کار می کند

- میزان رسوب زیاد و پاک کردن سرباره جوش به راحتی انجام می شود.

- بریدگی کنار جوش کم است.

- عمق نفوذ زیاد نیست.

- ظاهر جوش بسیار صاف و سطح جوش تخت تا کمی محدب است.

- این الکترود ها با کدهای EXXX8 و EXXX7 و EXXX4 مشخص می شوند . نظیر E7024

- این الکترودها با انواع جریان متناوب یا مستقیم قابلیت جوشکاری دارند.

 

ج. الکترودهای سلولزی

 

- دارای قابلیت انجماد سریع فلز جوش است.

- دارای قوس قوی و نفوذی است.

- سرباره کم و خط جوش تخت است.

- الکترود EXXX0 با جریان DC و الکترود EXXX1 با هر دو جریان AC یا DC با قطبیت معکوس بکار می رود.

 

ه. الکترود های کم هیدروژن (قلیایی)

 

- الکترود های کم هیدروژن حداقل هیدروژن را در فلز جوش باقی می گذارد.

- با کدهای 5 یا 6 یا EXXX8 مشخص می شوند.

- الزامات خاص نگهداری و استفاده در مجاورت هوای آزاد می بایست رعایت شود .

- کاربرد این نوع الکترود ها برای فولادهای پر کربن ، فولاد کم آلیاژ و فولاد سختی پذیر است . در صورت وجود بار دینامیکی و ضخامت بیش از 25 میلیمتر استفاده از این نوع الکترود ، توصیه می شود.

 

 

 

 

 

[محمد 13 اعضا عادی]

در مورد الکترود سلولزی جالبه که بدانیمء در هنگام سوختن حدود 400 برابر حجم اولیه خود گاز مونوکسید کربن CO و هیدروژن H2 تولید میکند

در مورد الکترود قلیایی : قبل از شروع بکار با این الکترود باید آنرا در حدود 2 ساعت در دمای 300 درجه توسط OVEN گرم نمود. بعد در دمای حدود 50 تا 100 درجه می توان درجه ثابت نگه داشت.

 

[aramiss 28 مدیران تالار]

معیارهای مورد توجه در انتخاب اندازه الکترود:

 

1- هندسه درز : یک جوش گوشه می تواند با الکترود بزرگتری نسبت به آنچه که در جوش لب به لب مورد نیاز است، انجام شود.

2- ضخامت فلز پایه : واضح است که با افزایش ضخامت فلز مورد جوش، الکترود بزرگتری می تواند مورد استفاده قرار گیرد.

3- ضخامت لایه جوش : ضخامت قطعات مورد جوشکاری و همچنین موقعیت انجام جوشکاری دو عامل دخیل در این مورد هستند . در جوشکاری تخت و افقی، ضخامت فلز جوش رسوب کرده، نسبت به جوشکاری سربالا یا سقفی بیشتر است.

4- موقعیت جوشکاری: در جوشکاری تخت و افقی می توان از الکترود بزرگتری نسبت به موقعیت سربالا یا سقفی استفاده کرد.

5- شدت جریان: با افزایش شدت جریان جوشکاری، الکترود بزرگتری مورد نیاز است.

6-مهارت جوشکار: بعضی از جوشکاران دارای مهارت فنی زیادی بوده بنابراین می توانند از الکترود های بزرگتری در جوشکاری سربالا یا سقفی استفاده کنند.

 

[aramiss 28 مدیران تالار]

الکترودهای رایج در جوشکاری سازه های فولادی

 

E 7024 : روتیلی پودر آهن دار- استحکام خوب، تا فنس معمولی- دارای درصد پرکنندگی بالا و جوشکاری با سرعت بالا- جوشکاری در حالت فقط افقی و تختDCEP ، DCEN و Ac

E 7018 : قلیایی (کم هیدروژن)- استحکام خوب تافنس عالی- فولاد بااستحکام بالاتر قطعه ضخیم تر-جوشکاری در همه حالات DCEP

E 6010: سلولزی - استحکام معمولی، تافنس خوب- در مواردی که نفوذ مطرح است (پاس ریشه)

E6013: روتیلی - استحکام معمولی ،تافنس معمولی - کاربردهای معمولی ST 37 - جوشکاری در همه حالات DCEP، DCEN و AC

 

[aramiss 28 مدیران تالار]

نحوه استفاده الکترودهای کم هیدروژن (E7018)

 

- باید از آلوده شدن به رطوبت و روغن مصون بمانند .

- به هیچ وجه به هنگام استفاده نباید در طول خم شوند .

- محل نگهداری در انبار در درجه حرارت بیش از 18 درجه و در طبقات قفسه ها

- قبل از مصرف به مدت 2 ساعت در دمای 260 تا 430 درجه سانتی گراد خشک شوند و بعد از خشک شدن اولیه بیش از 4 ساعت در دمای محیط نمی توان نگه داشت .

- بعد از خشک شدن اولیه در خشک کن سیار در دمای 120 تا 150 در حین مصرف نگهداری شوند.

 

[محمد 13 اعضا عادی]

مهندس جان یکسری الکترود 7018 هست که وکیوم هستء آیا بعد از باز کردن آن بسته باز هم 4 ساعت بیشتر نباید در محیط باشد؟

مقدار تقریبی درصد وزنی مواد اولیه 7018 :

کربنات سدیم : 15 تا 30 فلورین : 15 تا 30 روتیلء تیتانات پتاسیمء فلدسپاتء سیلیکات سدیم: 0 تا 5 پودر آهن : 25 تا 45 سیلیکات پتاسیمء سیلیسیم : 5 تا 10

 

[aramiss 28 مدیران تالار]

محمد جان همه این موارد بایدهایی است که تاکید شده ولی کمتر به خود حالت اجبار می گیرد ولی در هر صورت نگفتهه زمان باز کردن بسته بیش از 4 ساعت در محیط باشد تاکید کرده بعد از خشک شدن اما به نظر من واژه باید استفاده شده تا حداقل توجه داشته باشیم اما اگر توصیه می کرد عمرا عمل می کردیم

[izadpanah 45 مدیرکل]

شاید بی ربط باشه، اما می دونید فرق shall و Should در ایین نامه ها چیست؟

[aramiss 28 مدیران تالار]

هردو که یه معنی باید می باشد حتما یکی از آنها تاکید بیشتری داره

[izadpanah 45 مدیرکل]

shall اجباره اما should توصیه است. وقتی می گه shall باید کاری رو که آیین نامه یا کد می گه انجام داد. اما وقتی می گه Should توصیه است. می شه انجام نداد.

حالا یه سوال دیگه:

فرق استاندارد و کد در چیست؟

[محمد 13 اعضا عادی]

استاندارد : گروهی از تعاریف تخصصی و راهنمایهای لازم در یک مورد بخصوص می باشد هدف استاندارد ارتقاء ایمنی کیفیت و دوام تولید است .

کد : به استانداردی گفته می شود که بر اساس معیارهای حکومتی و دولتی است بنابراین برای پیروی از آن الزام قانونی وجود دارد و در هر زمینه ای که کد وجود دارد پیروی از قوانین کد الزام قانونی دار.