whatsapp call admin

دانلود مقاله جوشکاری لوله ها

word قابل ویرایش
103 صفحه
3000 تومان
رایگان – خرید و دانلود

جوشکاری لوله ها

فصل اول
عملیات آماده سازی درز جوش در لوله ها
عملیات آماده سازی درز لوله یکی از مراحل اساسی جوشکاری لوله بوده چرا که کیفیت جوش در ارتباط نزدیکی با نحوه آماده سازی لوله می باشد. در بعضی موارد، آماده سازی اشتباه اتصال میتواند منجر به بروز معایب و شکست در قطعه گردد. جوشکار لوله می بایستی اطلاعات مهارت کافی جهت آماده سازی لوله داشته باشد که این خود اولین گام در جهت حصول به جوش با کیفیت قابل قبول می باشد.

عملیات ذکر شده از ۴ مرحله تشکیل شده است :
۱- آماده سازی لبه ها
۲- تمیز نمودن سطوح اتصال درز جوش
۳- جفت کردن لوله ها
۴- خال جوش زدن لوله ها

هر کدام از این مراحل به طور جداگانه مورد بحث قرار خواهند گرفت ولی ابتدا خلاصه ای در مورد نحوه جوشکاری لوله آورده خواهد شد. تکه هایی از لوله با طول کوتاه یا به عنوان دیگر نیپل جهت صرفه جویی در لوله برای تمرین مورد استفاده قرار می گیرد. البته باید توجه نمود که طول لوله اگر خیلی کوتاه باشد سرعت سرد شدن جوش به حدی تحت تأثیر قرار گرفته که جوش شرایط کافی را جهت جوش طول های بلند از لوله مهیا نمی نماید. بنابراین معمولاً در طول ۷ اینچ برای هر کدام از دو لوله ای که مورد جوشکاری قرار می گیرند توصیه میگردد

تجربه نشان داده است که طول ذکر شده در سرعت سرد شدن جوش تأثیری باقی نمی گذارد. همانطور که قبلاً نیز ذکر شد دو روش مختلف برای جوشکاری لوله مورد استفاده قرار می گیرند. برای لوله هایی با ضخامت کم، روش سرازیر و برای لوله های با ضخامت بالا ، روش سربالا استفاده می شود. به جز چند مورد جزئی از قبیل اندازه اتصال و جوشکاری خال جوش ها، روش آ‌ماده سازی لوله برای هر دو روش یکسان می باشد.

۱- آماده سازی لبه ها :
معمولاً از اتصال نوع جناغی یکطرفه جهت جوشکاری لوله ها استفاده می شود. به قسمت های مختلفی که مورد اتصال قرار می گیرند نام های مختلفی داده شده است که در شکل ۱ ذکر شده است .این اسامی بیشتر در جوشکاری لوله ها مورد استفاده قرار می گیرند.

شکل شماره۲ مشخصات استاندارد معین شده برای جوشکاری لوله های با ضخامت بالا که توسط روش جوشکاری قوس با الکترود روپوش دار انجام می گیرد را مشخص می کند. زاویه شیار این نوع اتصال۷۵ درجه می باشد. جهت حصول به این زاویه، زمانی که لوله ها جهت شروع به جوشکاری جفت می شوند زاویه پخ در انتهای هر کدام از لوله می بایستی برابر با نصف زاویه شیار یعنی ۵/۳۷ درجه باشد.

شکل ۲ مشخصات استاندار محل اتصال در جوشکاری لوله های با ضخامت بالاهنگام پخ زدن می بایستی دقت کافی نمود تا پهنای پیشانی پخ اندازه مناسب خود را پیدا کند. همانطور که در شکل ۲ نشان داده شده است این مقدار برای لوله با ضخامت بالا برابر با ۳۲/۳ تا ۸/۱ اینچ می باشد.

معمولاً عملیات پخ زنی لوله ها توسط ماشین انجام میگیرد و در این حالت به غیر از عملیات تمیزکاری، احتیاجی به اعمال عملیات دیگری نمی باشد و میتوان لوله ها را مستقیماً جفت نمود اما بعضی اوقات عملیات پخ زنی انجان نگرفته و می بایستی قبل از شروع به کار ا نجام پذیرد. در این حالت لوله به وسیله برش اکسی استیلن بریده شده و توسط دستگاههای سنگ زنی عملیات پخ زدن انجام می گیرد.

گاهی اوقات نیز لوله ها توسط دستگاه برش اکسی استیلن بریده می شود که این امر احتیاج به مهارت و تجربه کافی دارد. در صورت موجود بودن از دستگاه پخ زنی که در شکل ۲ به نمایش درآمده است استفاده می شود. این دستگاه به انتهای لوله بسته شده و برای برش تنظیم می گردد. سپس مشعل برش اکسی استیلن جهت برش محیط لوله تغذیه می گردد. با توجه به طراحی دستگاه تغذیه می تواند توسط چرخ دستی و یا توسط خود دستگاه انجام پذیرد.

سطح قطعه ای که توسط برش اکسی استیلن بریده می شود از لایه ای از اکسید پوشیده می شود که این لایه اکسید در صورتی که برطرف نگردد درکیفیت جوش حاصله تأثیرات مخرب و مضری خواهد داشت . بنابراین پس از برش و قبل از جوشکاری سطوح پخ از کلیه آلودگی ها از جمله لایه اکسیدی می بایستی پاک گردند. این عمل توسط عملیات سنگ زدن که در مرحله بعد انجام می گیرد سبب به وجود آمدن پخی عاری از هر گونه اکسید و دارای سطحی صاف و آماده برای جوشکاری میگردد.

در مورد لوله های با ضخامت م ( ۸/۱ ) کل سطح پخ توسط دستگاه سنگ دستی، سنگ زده می شود.
عملیات تمیز نمودن سطوح اتصال :
آلودگی هایی همچون گریس، روغن، زنگ و پوسته تأثیرات مضری در کیفیت جوش دارند. همانطور که قبلاً هم گفته شد می بایستی هیچگونه آثاری از لایه اکسیدی حاصل از برشکاری اکسی استیلن بر روی سطوح اتصال دیده نشود.

جوشکار همچنین بایستی در مورد عدم حضور سایر آلودگی ها نیز اطمینان حاصل نماید که این کار را می توان با استفاده از برسهای دستی انجام داد.
جفت نمودن لوله ها :
دو لوله ای که قرار است مورد جوشکاری قرار گیرند می بایستی دقیقاً در یک امتداد قرار گیرند. سطوح داخلی و همچنین سطوح خارجی لوله باید کاملاً در امتداد هم باشند. جفت نمودن لوله نیز خود احتیاج به مهارت کافی دارد.

تکه های کوتاه لوله ( nipples )تنها برای تمرین جوشکاری مورد استفاده قرار نگرفته بلکه جهت استفاده در کارگاهها و مناطق عملیاتی نیز می باشد طول لوله بکار رفته همانطور که قبلاً نیز گفته شد می بایستی ۷ اینچ باشد. لوله از نوع فولاد کم کربن و با قطر هشت اینچ می باشد البته قطر واقعی خارجی لوله برابر با۲۵/۸ اینچ بوده و ضخامت دیواره نیز ۴۰۶/۰ اینچ می باشد.

برای جفت نمودن لوله ها، ابتدا فاصله درز اتصال را در نظر داشته، سیمی را که تقریباً دارای قطری برابر با این فاصله بوده پیدا نموده خم کرده و به شکل ۷ در آورید ( شکل ۴ )، سپس یکی از لوله ها را روی میز قرار داده و لوله دیگر را بر روی آن قرار دهید به طوری که سیم مورد ذکر بین دو لوله به صورت یک فاصله دهنده عمل نماید

. در این حالت لوله ها را به یک پایه مستقیم تکیه دهید ( c ) . حداکثر تا ردیفی مجاز ( عدم انطباق و بالا و پایین بودن دو لبه در جوشکاری لب به لب یا ورق ) طبق استاندارد (ASME) از ۱۶/۱ نمی بایستی بیشتر باشد در این حالت لوله ها برای زدن خال جوش آماده می باشند.

انجام دادن خال جوش ها :
پس از آنکه لوله ها به طور کامل و ردیف روی هم قرار گرفتند، ۴ خال جوش و با فاصله مساوی در اطراف لوله انجام میگیرد. این عمل توسط الکترود ۸/۱ ( E 6010 ) انجام می پذیرد. طول هر خال جوش می بایستی تقریباً ۴/۳ باشد. از آنجایی که خال جوشها به عنوان قسمتی از پاس ریشه باقی می مانند بنابراین می بایستی بدون عیب انجام پذیرد. خال جوشها می بایستی استحکام لازم را داشته و نفوذ کافی را در ریشه داشته باشند.

در حالیکه لوله ها بر روی هم قرار گرفته اند اولین خال جوش را در یک نقطه می زنیم ( شکلA-5 ) سپس سیمی که بین دو لوله قرار دارد را حرکت داده به طوری که فقط قسمت خم شده آن بین لوله ها قرار گرفته باشد ( شکل B-5 ) سپس خال جوش دوم را در محلی مخالف و روبروی خال جوش اول انجام می دهیم. در مرحله بعد سیم را به طور کامل از بین لوله ها خارج کرده و فاصله درز جوش را مورد بررسی قرار میدهیم.

اگر درز یکطرف لوله نسبت به طرف دیگر آن فاصله بیشتری داشته باشد ( بازتر باشد ) خال جوش بعدی را در این منطقه انجام می دهیم. اگر این درز بسیار گشاد بود به طوری که قابل جوشکاری نبود در آنصورت لوله را به طوری که در شکل(C-5 ) نشان داده شده است چند دفعه بر روی میز می کوبیم تا آنکه این اشکال رفع گردد. سپس خال جوش سوم و چهارم را به اندازه ۹۰ درجه فاصله نسبت به خال جوش اول و دوم انجام می دهیم .

در بیشتر حالات، انتهای خال جوشها می بایستی سنگ زده شود تا اتصال بین خال جوش و پاس ریشه ای که بعداً انجام خواهد پذیرفت به خوبی انجام پذیرد. البته این مسئله در همه موقعیت ها انجام نمی گیرد. گاهی اوقات دستگاه سنگ موجود نبوده بنابراین جوشکار می بایستی این اتصال را به خوبی برقرار سازد. اگر جوشکار قادر به انجام کار باشد در آنصورت در مورد خال جوش هایی که سنگ خورده اند و اتصال آنها به بقیه پاس ریشه هیچگونه مشکلی نخواهد داشت

بنابراین در حین آموزش جوشکاری، توصیه می گردد که انتهای خال جوشها سنگ نخورند. روش صحیح برای جوشکاری خال جوشها در پاراگراف بعدی توضیح داده خواهند شد. البته تمام این توضیحات با فرض اینکه مناسب انتخاب گردیده و دستگاه جوش سالم و بدون نقص می باشد در نظر گرفته شده است.

این نکته قابل ذکر می باشد که شروع به جوشکاری می بایستی به طور صحیح انجام پذیرد چه در مورد انجام دادن خال جوش بوده و یا یک پاس کامل. پس از برقرار شدن قوس، طول قوس بلافاصله نمی بایستی کوتاه گردد. می بایست زمان کافی برای پایدار شدن به قوس داده شده و همچنین زمان کافی برای برقرار شدن اتمسفرگاز محافظ نیز در نظر گرفته شود.

اگر قوس ناپایدار در مجاورت ریشه جوش قرار گیرد ممکن است که الکترود چسبیده و یا قطرات کوچکی از الکترود ذوب شده به گوشه های شیار پخ زده شده بچسبند که این امر خود منجر به محدودیت در حرکت قوس می گردد. اتمسفر گاز محافظ فلز مذاب را از اکسیده شدن محافظت می نماید. در صورت عدم حضور این گازها، فلز مذاب موجود در حوضچه مذاب با اکسیژن هوا ترکیب شده تشکیل اکسید داده و بدین ترتیب فلز مذاب براحتی نمی تواند

در درز جوش جریان پیدا کند. در این حالت فلز رسوب داده شده به طور کامل ذوب نشده و همچنین نفوذ پاس ریشه نیز به اندازه کافی نمی باشد. نتیجه عمل جوش معیوبی بوده که می بایستی برطرف گردد.

برای انجام دادن خال جوشها روش صحیح این بوده که قوس در قسمت جلوی جوش و یا قسمتی از شیار که خط جوش در آنجا انجام می پذیرد برقرار گردد. ( شکل ۶ ) قوسی با طول بلند را برقرار کرده و سپس الکترود را در درون شیار به محلی که جوش از آنجا شروع خواهد شد انتقال دهید. این عمل علاوه بر آنکه سطح شیار را پیش گرمایی نموده، زمان کافی برای استقرار و پایدار شدن قوس را نیز می دهد.

در طی این زمان ممکن است قطرات فلز انتقال یافته از الکترود به صورت جرقه درخارج از محل جوش پخش شوند.
الکترود می بایستی در زاویه مناسب نسبت به لوله قرار گیرد ( شکل ۷A و B ) الکترود در بالای قسمتی که محل شروع جوشکاری است قرار می گیرد تا گوشه های شیار ذوب گردند سپس فاصله قوس کم شده تا اینکه طول قوس مناسب برای جوشکاری برقرار گردد.

پس از تشکیل شدن سوراخ کلید ( شکل B-6 ) و تشکیل شدن خط جوش، می بایستی به الکترود کمی حرکت سرد و گرم ( whipping ) داد.

سوراخ کلید ( The keyhole )
سوراخ کلید یکی از بخش های اساسی در جوشکاری پاس ریشه می باشد. سوراخ کلید می بایستی ۱ برابر قطر روپوش الکترود باشد. این عامل ( key hole ) با تشکیل دادن تاج کوچکی در قسمت عقب خط جوش، در واقع نفوذ کافی ریشه جوش را مشخص می نماید .

تاج مورد بحث ( شکل ۸ ) می بایستی دارای ارتفاعی به اندازه ۱۶/۱ بالاتر از سطح داخلی لوله باشد. در حین جوشکاری، جوشکار می بایستی به طور مداوم سوراخ کلید را زیر نظر داشته باشد. زمانی که این سوراخ گشاد گردید منجر به نفوذ زیادی خواهد شد. در آنصورت این امر را می توان با کاهش آمپر و یا با افزایش سرعت جوشکاری بهبود بخشید. اگر سورخ کلید خیلی کوچک باشد در آنصورت برعکس مورد قبل، نفوذ ناکافی بوده که در این حالت نیز می بایستی آمپر را افزایش داده و یا سرعت جوشکاری را کاهش داد.

دادن حرکت سرد و گرم به الکترود ( Whipping Technique )
زمانی که لوله ها در حالتG 2 خال جوش خوردند در این حالت جوش در حالت افقی بوده و لازم است که جهت کنترل فلز در حوضچه مذاب کمی به الکترود حرکت سرد و گرم داد. حرکت سرد و گرم ( شکل ۹ ) در واقع حرکتی است که با دور نمودن قوس از حوضچه مذاب در جهت جوش و سپس مجدداً برگرداندن آن به حوضچه مذاب می باشد.

قوس می بایستی از شیار جوش خارج نشود. طول این حرکت می بایستی کوتاه و به اندازه ۱ قطر الکترود بوده تا اینکه محافظت گاز اطراف فلز کاملاً در همه حال به خوبی انجام پذیرد.پس از هر حرکت سرد و گرم الکترود می بایستی در گوشه بالای سوراخ کلید مکث کوتاهی نموده تا اینکه فلز مذاب رسوب داده شده و جریان حوضچه مذاب حفظ گردد. حرکت ذکر شده نمی بایستی با حرکت کامل دست بلکه با حرکت مچ دست انجام پذیرد. منظور از این حرکت، کاهش سیالیت فلز مذاب می باشد.

متوقف نمودن جوشکاری
مراحل ذکر شده تا زمانی که خط جوش به طول تقریباً ۴/۳ اینچ برسد ادامه یافته سپس متوقف میشود. این عمل با فشار دادن سریع الکترود در سوراخ کلید انجام می شود( شکل ۱۰ ) بعد از خاموش شدن قوس، سریعاً الکترود به خارج کشیده می شود.

این نوع خاموش کردن قوس در نفوذ کامل ریشه هنگام شروع کردن مجدد قوس در این نقطه و اتصال آن با خط جوش قبلی بسیار مؤثر می باشد. خال جوشها قبل از شروع مجدد بقیه پاس، می بایستی به طور کامل تمیز شده و مورد بازرسی قرار گیرند. کلیه گل جوشها می بایستی توسط چکش جوشکاری برطرف شده و سپس توسط برس سیمی تمیز گردند. هر گونه عیبی می بایستی توسط سنگ و یا چکش برطرف شده و آن منطقه مجدداً جوشکاری گردد. گرچه این عمل معمولاً پس از کامل کردن گل پاس ریشه انجام میپذیرد، خال جوش کامل و بدون عیب در شکل ۱۱ به نمایش درآمده است.

فصل دوم
جوشکاری به روش سربالا بر روی لوله های با ضخامت بالا ( روش G5 )
پاس ریشه
پاس ریشه در واقع پایه و اصل یک جوش موفق در جوشکاری لوله بوده و می بایستی بطور کامل و بدون نقص انجام پذیرد. یک پاس ریشه خوب و کامل در شکل ۱۲ نشان داده شده است.

می توان گفت که مشکل ترین روش جوشکاری لوله در واقع همان روش افقی یا G5 می باشد. پس از بدست آوردن مهارت کافی در انجام این روش، آموختن و انجام دادن روشهای دیگر ساده خواهد بود . به همین دلیل شروع جوشکاری با این روش G5 مفیدتر و کارآمدتر خواهد بود. روش مرسوم برای شروع، قراردادن لوله در گیره یا پایه لوله گیر مطابق شکل ۱۳ می باشد.

دو تکه لوله ای که قبلاً خال جوش خورده اند همانطورکه در شکل B-13 نشان داده شده است در جای خود قرار گرفته اند. زمانی که لوله ها در گیره قرار گرفتند می بایستی طوری قرار گیرند که خال جوشها به حالتی که در شکل C-13 نشان داده شده قرار گیرند.

شکل۱۴ نمائی از جزئیات قسمت های مختلفPIPE STAND را نمایش میدهد. باید توجه نمود که در این شکل کلیه اندازه های قسمت های مختلف به نمایش در نیامده است چرا که این عامل بستگی به اندازه و قطر لوله ای که مورد جوشکاری قرار می گیرد دارد و به طور کلی این عامل به اندازه و قطر لوله ای که مورد جوشکاری قرار می گیرد بستگی دارد و باید به طور کامل مشخص گردد. با توجه به اطلاعات داده شده می توان یک PIPE STAND را طراحی نمود و مورد استفاده قرار داد.

اصول کلی برای جوشکاری پاس ریشه به روش سربالا
مراحل و مسائل ذکر شده در این بخش برای جوشکاری پاس ریشه کلیه لوله های با ضخامت بالا می تواند مورد استفاده قرار گیرد. به عنوان مثال، لوله ای کم کربن با قطر ۸ اینچ ( Schedule 60 ) مورد استفاده قرار گرفته است. قطر واقعی خارجی لوله ۶۲۵/۸ بوده و ضخامت دیواره لوله نیز ۴۰۶/۰ می باشد. برای جوشکاری این نوع لوله، الکترودE 6010 و با قطر ۸/۱ اینچ استفاده میشود.

برای شروع به کار، ابتدا لوله می بایستی در گیره محکم شده و خال جوشها درموقعیت ساعت۲، ۵، ۸ و ۱۱ (C-13 ) انجام پذیرند. روش سربالا از آن جهت مورد استفاده قرار می گیرد که دیواره لوله ضخامت بالایی دارد. جوشکاری در موقعیت ساعت ۳۰:۶ شروع شده و در موقعیت ۱۲ در یکطرف لوله پایان می پذیرد. به همین ترتیب طرف دیگر لوله از موقعیت ۳۰: ۶ آغاز گشته و در موقعیت ۱۲ به اتمام می رسد.

معمولاً سه حالت اصلی برای جوشکاری پاس ریشه لوله ای که در موقعیت G5 می باشد مورد استفاده قرار می گیرد. جوش در حالت بالاسر (G4 ) آغاز گشته سپس به تدریج به حالت عمودی ( G3 ) تغییر پیدا کرده و سپس باز به تدریج به حالت تخت (G1 ) تغییر شکل پیدا می نماید. در این روش که از قسمت پایین به سمت بالای لوله جوشکاری انجام می پذیرد تغییر از یک حالت به دیگری می بایستی کاملاً به تدریج انجام پذیرد. این مسئله بستگی به مهارت و توجه جوشکار در تغییر دادن تدریجی زاویه الکترود دارد.

سوراخ کلید ( KEY HOLE )
قبل از آنکه وارد بحث های بعدی گردیم لازم است که صحبت کوتاهی در مورد سوراخ کلید داشته باشیم. همانطور که در شکل ۱۵ مشهود است، سوراخ کلید در واقع سوراخی در ریشه جوش بوده که به شکل اشک یا گلابی می باشد.

زمان جوشکاری پاس ریشه، سوارخ کلید جهت دستیابی به نفوذ کافی جوش مورد نیاز می باشد. سوراخ کلید از طرف دیگر راهنمای اساسی برای جوشکار در جهت انجام دادن پاس ریشه می باشد. به این صورت که هنگام شروع به جوشکاری، جوشکار بایستی از تشکیل سوراخ کلید اطمینان حاصل نماید. زمانی که سوراخ کلید ۱ برابر قطر روی روپوش الکترود یا اندکی کمتر باشد، مقدار صحیح نفوذ بدست می آید.

در حین جوشکاری پاس ریشه، جوشکار می بایستی به طور مداوم به سوراخ کلید و تغییر اندازه آن توجه نماید. اگر این سوراخ گشاد گردید. نفوذ زیادی، سوختگی و یا بریدگی کناره جوش حاصل میگردد. از طرفی اگر سوراخ ذکر شده خیلی کوچک باشد نفوذ ناکافی رخ میدهد.

شروع به پاس ریشه
از آنجایی که جوش در پایین ترین قسمت لوله انجام می گیرد، لازم است که جوشکار به روی زانو نشسته و یا به حالت زانو زده (kneeling) قرار گیرد تا تسلط کافی بر لوله داشته باشد. در این حالت، جوشکار می بایستی کاملاً راحت باشد تا از هر گونه حرکت ناثبات در هنگام پیش بردن الکترود جلوگیری شود. انتخاب حالت راحت و مناسب برای جوشکار، اولین مرحله در جوشکاری پاس ریشه می باشد ( شکل ۱۶ )

با تنظیم مناسب دستگاه جوش و انتخاب الکترود مناسب، جوشکار با برقرار کردن قوس بین موقعیت ساعت ۶ و ۳۰ : ۶ در درز اتصال جوشکاری را آغاز می نماید. قوس می بایستی در درز جوش برقرار گردیده و این عمل بهیچوجه نمی بایستی بر روی خال جوش انجام پذیرد.

قوس با طول بلند برای مدت کوتاهی می بایستی برقرار گردد. در حین این مدت، جوشکار می بایستی الکترود را به سمت جلو و عقب حرکت داده تا درز جلوی جوش پیشگرم گردد. این عمل علاوه بر پیشگرم نموده درز، ثبات کافی را به قوس داده تا اتمسفر گاز محافظ نیز برقرارگردد. زمانی که این قوس بلند در موقعیت بالاسری لوله برقرار میگردد

در واقع هیچگونه فلزی از الکترود ذوب شده به قطعه کار انتقال پیدا نماید. پس از ثبات قوس و برقراری لایه گاز محافظ، الکترود به موقعیت ۳۰ : ۶ که نقطه اصلی شروع پاس ریشه می باشد برگردانده میشود. با نگهداشتن الکترود در زاویه مناسب ( شکل ۱۷ ) قوس به درون درز جوش رانده شده تا اندازه صحیح طول قوس برقرار گردد.

در صورت نیاز، الکترود در این موقعیت برای مدتی نگهداشته شده تا سوراخ کلید و حوضچه مذاب تشکیل شود، سپس الکترود به آرامی و با حرکات کوتاه به جلو رانده می شود.

جوشکاری سربالای پاس ریشه
پس از تشکیل سوراخ کلید و حوضچه مذاب و با توجه به زاویه مناسب الکترود، الکترود در طول لوله به جلو رانده می شود. احتیاجی به حرکت جلو و عقب الکترود در طول اتصال درز نیست بلکه فقط حرکت مستقیم و خطی در جهت خط جوش کافی می باشد. حرکت الکترود می بایستی به آرامی و یکنواخت انجام پذیرد، با حفظ طول قوس مناسب، انتهای الکترود می بایستی نزدیک به قسمت بالای سوراخ کلید که در مجاورت خط جوش رسوب داده شده می باشد قرار گیرد.

موقعیت الکترود در شکل ۱۸ نشان داده شده است. در صورتی که تنظیم شدت جریان به طور صحیح باشد، در آنصورت احتیاجی به حرکت سرد و گرم در جهت کنترل حوضچه مذاب و اندازه سوراخ کلید نمیباشد. در حین جوشکاری شخص جوشکار می بایستی به حوضچه مذاب و سوراخ کلید توجه داشته باشد. همچنان که الکترود در طی درز جوش حرکت می کند،

لبه های درز واقع در جلوی قوس را ذوب کرده و فلز مذاب به قسمت پشت قوس جریان پیدا می کند و به این صورت وارد حوضچه مذاب شده و به درز ریشه جوش راه پیدا میکند. همچنان که الکترود حرکت می نماید فلز مذاب موجود در حوضچه که در قسمت پشت باقی مانده منجمد شده و تشکیل خط جوش را میدهد، فلز مذاب موجود در حوضچه که در قسمت پشت باقی مانده منجمد شده و تشکیل خط جوش را میدهد

. از آنجایی که خط جوش به شکل دایروی در اطراف لوله رسوب می گردد، زاویه الکترود متناوباً می بایستی نسبت به موقعیت تغییر نماید.

در صورتی که اندازه سوراخ کلید خیلی کوچک باشد زاویه الکترود باید کمی کاهش پیدا کند که اینکار را می توان با مستقیم تر گرفتن الکترود و به سمت سوراخ کلید انجام داد. همچنین سرعت جوشکاری نیز کمی بایستی کاهش داده شود در صورتی که سوراخ کلید بیش از اندازه باز باشد زاویه الکترود بایستی کمی افزایش یابد. درصورتی که این عمل مؤثر نباشد می بایستی جوشکاری متوقف شده و قبل از شروع مجدد شدت جریان کاهش داده شود.

حرکت سرد و گرم گاهی اوقات در جوشکاری بالاسری به منظور کاهش اندازه سوراخ کلید و کنترل حوضچه مذاب انجام می گیرد ولی با این وجود این عمل توصیه نشده و در صورت امکان نمی بایستی انجام گیرد. در صورت نیاز به حرکت سرد و گرم زیاد، بهتر است که شدت جریان کاهش داده شود.

قطع نمودن و شروع مجدد
با پیشرفت عمل جوشکاری، الکترود مصرف شده و احتیاج به الکترود جدید می باشد، این عمل احتیاج به قطع کردن قوس دارد. عمل جوشکاری همچنین پس از آنکه اتصالی با جوش دیگر انجام می گیرد نیز قطع می گردد ( همانند خال جوش ) با این حال، روش انجام اتصال در بخش های بعدی توضیح داده خواهد شد.

برای قطع عمل جوش، قوس به وسیله درست کردن سوراخی در سوراخ کلید به وسیله الکترود و سپس خارج کردن آن از محیط عمل می باشد. با انجام این عمل سوراخ کلید در اندازه کامل ایجاد گشته و بدین ترتیب زمانیکه جوشکاری مجدداً آغاز میگردد نفوذ کامل بدست آمده است. قبل از شروع مجدد، گل جوش می بایستی به وسیله چکش جوشکاری کاملاً جدا شده و خط جوش نیز به وسیله برس سیمی به طول ۱ یا بیشتر در محل سوراخ کلید تمیزگردد.

کلیه آثار گل جوش می بایستی رفع گردد تا احتمال وجود هر گونه گل در فلز مذاب در زمان شروع مجدداً از بین رود. هنگام شروع مجدد، قوس می بایستی در روی قسمتی از خط جوش که تمیز گشته است برقرار گردد. پس از برقراری قوسی که طول آن کمی از حد نرمال بیشتر باشد، الکترود به سمت جلو تا به گوشه سوراخ کلید آورده شده

و در آنجا مدتی ثابت نگهداشته تا قوس ثبات پیدا کند. این زمان طی شده همچنین موجب میگردد که حوضچه مذاب تشکیل گردد. زمانی که فلز مذاب به حد کافی در لبه های سوراخ کلید ظاهر شد، طول قوس را به حد نرمال خود تقلیل داده و حرکت الکترود شروع میگردد.

جوشکاری عمودی پاس ریشه در حالت سربالا
با ادامه جوشکاری، حالت آن به تدریج از بالا سری به عمودی ( ازموقعیت ساعت ۵ تا ساعت ۴ ) تغییر پیدا میکند. همچنان که این تغییر انجام می گیرد متوجه می شویم که تمایل فلز مذاب به جاری شدن به سمت پایین نسبت به حالت بالا سری سرعت بیشتری پیدا میکند.

در این موقعیت بوده که نیاز به حرکت سرد و گرم احساس میگردد. این حرکت همیشه می بایستی هنگام جوشکاری بخش عمودی لوله انجام گیرد. این حرکت تا زمانی که جوشکاری در موقعیت ساعت ۱۲ توقف می یابد ادامه دارد. همانطور که در شکل ۱۹ مشهود است الکترود می بایستی در زاویه صحیح حفظ شود

و همچنین مسیر حرکت الکترود مطابق شکل A-20 ادامه یابد. الکترود به اندازه قطر خود به سمت درون برده شده ( شکل B-20( و سپس به سمت سطح سوراخ کلید که می بایستی تقریباً یک و نیم برابر قطر الکترود باشد برگردانده می شود.

سپس الکترود می بایستی توقف کوتاهی در سطح سوراخ کلید که پایین ترین قسمت سوراخ کلید و مجاور فلز رسوب داده شده می باشد، داشته باشد. در این منطقه گرمای قوس میتواند توسط فلز جذب شده و فلز پر کننده از الکترود در این محل به منظور تشکیل خط جوش رسوب داده

می شود. الکترود نمی بایستی مستقیماً روی سوراخ کلید توقف نماید چرا که گرمای اولیه ایجاد شده در این منطقه موجب گرمای تقویتی قوس در جهت ذوب کردن گوشه ها در اطراف سوراخ کلید می گردد. این عمل منجر به نفوذ زیادی و سوختگی جوش میگردد. حرکت سرد و گرم می بایستی توسط حرکت مچ دست انجام شود .

منظور از حرکت سرد و گرم این بوده که حوضچه مذاب به حد کافی خنک گردیده تا کمی از سیالیت خود را از دست بدهد. زمانی که فلز مذاب در حوضچه به صورت خمیری شکل می باشد، رسوب دادن فلز پرکننده از الکترود سبب سیالیت مجدد آن می گردد.

در حین حرکت سرد و گرم طول حرکت عرضی نمی بایستی بیش از حد باشد. در صورتی که این عامل بیش از حد باشد در اثر حفاظت ناکافی گاز فلز مذاب موجود در حوضچه مذاب در معرض اتمسفر هوا قرار گرفته و اکسیده می گردد که این مسئله خود منجر به ظهور حفره های گازی در جوش می شود. حرکت سرد و گرم بیش از حد همچنین موجب حبس گل جوش در جوش می شود.

بعضی از جوشکاران تمایل دارند که با شدت جریان بالا کار کنند و برای اینکه از جاری شدن بیش از حد مواد مذاب جلوگیری کنند حتی در حالت بالاسری نیز به الکترود حرکت سرد و گرم می دهند. در این مورد بهتر است که شدت جریان کاهش داده شده و از حرکت مورد ذکر نیز حدالامکان کمتر استفاده شود. طول این حرکت نمی بایستی از ۵/۱ برابر قطر الکترود تجاوز نماید. چرا که در غیر این صورت گازها نمی توانند عمل حفاظتی خود را بخوبی انجام داده و مشکلاتی همچون حبس گل جوش و حفره های گازی خواهیم داشت.

جوشکاری تخت پاس ریشه
زمانی که عمل جوشکاری پاس ریشه لوله به موقعیت ساعت ۱ نزدیک می شود ما با حالت جوشکاری تخت مواجه هستیم. در این حالت کنترل حوضچه مذاب مشکلتر شده و حرکت سرد وگرم می بایستی ادامه یابد تا پاس ریشه در موقعیت ساعت ۱۲ به اتمام رسد.

هنگام جوشکاری جوش شیاری جناغی یکطرفه، اتصال لب به لب در حالت تخت ( G 1) فلز مذاب تمایل زیادی به ریزش از میان درز به روی جوش قسمت پایین لوله و تشکیل نفوذ زیادی در آن محل را دارد . در بعضی حالات سوختگی نیز حاصل میگردد، مخصوصاً اگر شدت جریان خیلی زیاد باشد. در بعضی کارگاهها برای جلوگیری از این امر، صفحات پشت بند در قسمت پشت درز اتصال قرار میدهند. اما در صورتی که جوشکار مهارت کافی در جهت استفاده از حرکت سرد و گرم و تنظیم صحیح شدت جریان داشته باشد احتیاجی به این مسائل نیست.

از آنچه تا کنون گفته شد نتیجه می گیریم که جوشکار می بایستی مرتباً سوراخ کلید و حوضچه مذاب را در جهت جلوگیری از نفوذ زیادی زیر نظر داشته باشد.

همچنین می بایستی حرکت سرد و گرم را جهت کنترل حوضچه مذاب ادامه دهد. در صورتی که نشانه هایی از نفوذ زیادی مشاهده کرد می بایستی زاویه الکترود ( شکل B-21 ) افزایش یابد. زاویه نرمال الکترود برای جوشکاری – در این حالت در شکل A-21 نشان داده شده است ( دو حالت فوق الذکر مقایسه گردد ) در صورتی که این امر نیز نتیجه موفقیت آمیزی نداشت می بایستی جوشکاری متوقف گشته و شدت جریان کاهش یابد.

از حرکت سرد و گرم بیش از حد نمی بایستی استفاده شود. در صورتی که شدت جریان به طور صحیح تنظیم گشته و از حرکت سرد و گرم نیز به طور صحیح استفاده شده باشد، در آنصورت پاس ریشه کامل و بی عیب در حالت تخت در قسمت بالای لوله خواهیم داشت. زمانی که خط جوش به موقعیت ساعت ۱۲ رسید، جوش می بایستی متوقف گردد. پس از آنکه جوش به اندازه کافی خنک شد، پوشش گل جوش برطرف شده و جوشکاری طرف دیگر لوله آغاز میگردد.

جوشکاری نیمه دوم لوله
مراحل جوشکاری نیمه دوم نیز همانند نیمه اول می باشد. برای شروع نیمه دوم، محل شروع میبایستی در موقعیت ۳۰‌ : ۶ مجاور محل شروع نیمه اول می باشد. توصیه می گردد که با الکترود جدیدی این کار شروع شود تا خط جوشی یکنواخت و مداوم داشته باشیم.

خط جوش تا آنجائیکه به خال جوش در مجاورت موقعیت ساعت ۸ بپیوندد، ادامه خواهد داشت . سپس مجدداً در طرف دیگر خال جوش آغاز گشته و در کل محیط ادامه می یابد. در صورت نیاز به تعویض الکترود و انجام اتصال به سایر خال جوش ها، جوشکاری متوقف گشته تا آنکه آخرین اتصال در موقعیت ساعت ۱۲ انجام می گیرد.

روش اتصال نهایی (Iie in )
متصل شدن دو خط جوش در یک منطقه اصطلاحاً اتصال نهایی ( Iie in ) نامیده میشود. این نقطه می تواند خال جوش و یا جوش انجام شده در نیمه اول لوله باشد. در غیر این دو حالت، دو جوش می بایستی بدون ناپیوستگی و به طور کامل به همدیگر متصل باشند.

انجام عمل اتصال احتیاج به دقت زیادی دارد. برای داشتن اتصالی خوب، بهتر است که گوشه انتهایی جوش قبلی سنگ خورده، نازک شود. ( شکل ۲۲ ) این عمل به وسیله دستگاه سنگ دستی و صفحه سنگ با قطر کم انجام پذیرد. زمانی که ا نتهای خط جوش قبلی سنگ خورده و نازک می شود فلز موجود در آن منطقه نسبت به حالتی که سنگ نخورده سریع تر گرم میشود.

بعضی اوقات تسهیلات کافی از جمله دستگاه سنگ در اختیارما نبوده و بنابراین مجبور هستیم که اتصال را مستقیماً به جوش سنگ نخورده انجام دهیم که این عمل مشکلتر می باشد. بنابراین شخصی که هنوز مهارت کافی در جوشکاری بدست نیاورده بهتر است که این عمل را بدون استفاده از سنگ انجام دهد. زمانیکه مهارت کافی در این امر بدست آورد در‌‌ آنصورت اتصال به خط جوش سنگ خورده بسیار آسانتر می باشد.

بعضی اوقات عمل اتصال نهایی در هنگام نزدیک شدن به سوراخ کلید میبایستی انجام گیرد. در حالیکه در شرایط خاص دیگری این عمل هنگام نزدیک شدن به قسمت انتهایی طرف مخالف خط جوش انجام می پذیرد. این دو حالت درشکل ۲۳ به نمایش درآمده است. در دو حالت ذکر شده، دو حالت مختلف جوشکاری مورد استفاده قرار می گیرد.

زمانیکه پاس ریشه به سوراخ کلید نزدیک میگردد، سرعت جوشکاری نمی بایستی تغییری نماید. با سرعت ثابت قبلی به جوشکاری ادامه داده و به سوراخ کلید نزدیک می شویم، همچنان که سوراخ کلید در حال پر شدن می باشد، حوضچه مذاب را تحت نظر داشته و به محض اینکه حوضچه مذاب با جوش قبلی در حال اتصال کامل بودند، الکترود را به سمت نقطه اتصال برگردانده، قوس را بلند نموده وسپس با حرکتی قوس را قطع می نماییم. بعضی اوقات با نزدیک شدن قوس به محل اتصال نهایی سوراخ کلید از اندازه طبیعی خود گشادتر می شود.

در این حالت از حرکت سرد و گرم برای خنک شدن فلز و جلوگیری از نفوذ بیش از اندازه در محل اتصال استفاده میشود. اتصال نهایی خوب و مطمئن در شکل ۲۴ نشان داده شده است. در صورتی که طول قوس کوتاه بوده و سرعت جوشکاری خیلی سریع باشد هنگام نزدیک شدن به محل اتصال نهایی، نفوذ ناقص رخ خواهد داد. بنابراین باید سرعت جوشکاری آرامو طول قوس نرمال بوده تا آنکه حوضچه مذاب با خط جوش قبلی به خوبی در هم آمیخته شود.

بازرسی جوش
پس از آنکه کل پاس ریشه تکمیل گردد، خط جوش می بایستی جهت بروز احتمالی معایب جوش مورد بازرسی چشمی قرار گیرد. شکل ۲۵ این معایب را نشان داده است که در بخش های بعدی به تفصیل مورد بحث قرار خواهد گرفت. قبل از آنکه پاس بعدی شروع شود کلیه معایب بزرگ میبایستی برطرف گردد. جهت این امر می توان از دستگاه سنگ دستی با صفحه سنگ نازک استفاده نمود. در صورتی که احتیاج به برطرف نمودن قسمت بزرگی از پاس جوش باشد در آنصورت آن قسمت لازم است که مجدداً مورد جوشکاری قرار گیرد.

در هر حال اگر به روشها و مسائلی که تا به حال ذکر شده است. با دقت توجه شود عیب مهمی در جوش بروز نکرده و احتیاجی به تعمیر نمیباشد.

جفت نمودن بد، درز جوش با فاصله زیاد
در صورت دقت و توجه در مراحل آماده نمودن لوله، مشکلی در جفت کردن لوله نخواهیم داشت اما بعضی اوقات و تحت شرایطی مجبور به استفاده از لوله ای که بد جفت شده است خواهیم بود. بعنوان مثال نداشتن تجربه در پخ زدن و یا اشتباه در اندازه گیری و اعمال پارامترها میتواند منجر به این مسئله گردد. یکی از مواردی که نتیجه جفت نمودن بد لوله می باشد

باز بودن بیش از اندازه درز جوش می باشد. جوشکاری نمودن درز باز بیش از اندازه مشکل بوده و می بایستی در مورد جوشکاری آن و یا تعویض لوله تصمیماتی اتخاذ نمود. البته گاهی اوقات تعویض لوله می تواند امر پر هزینه ای بوده و از لحاظ اقتصادی صرفه نداشته باشد. البته این نوع تصمیم بستگی به نوع کار نیز دارد. به عنوان مثال درمراکز شیمیایی و یا اتمی از لوله ای که بد جفت شده است نمی بایستی استفاده کرد.

به هر حال در صورتی که درز بیش از اندازه باشد اولین مرحله کار، متصل نمودن لوله ها به هم بوسیله خال جوش بوده. در حالت افقی G5، خال جوش ها در موقعیت ۱۲، ۳، ۶ و ۹ انجام میگیرد . درصورتی که درز در اندازه خود نرمال بوده خال جوشها در موقعیت ۲، ۵، ۸ و۱ انجام می گیرد

در صورتی که خال جوش در موقعیت ساعت ۶ بود، جوشکاری در جهت مخالف خال جوش شروع میگردد. برای شروع به زدن خال جوش، ابتدا بهتر است که پلی از فلز جوش در طی شکاف ریشه به وجود بیاوریم. این به آن معنی بوده که نقاط کوچکی از خال جوش در کنار هم بچینیم تا آنکه آخرین نقطه جوش دو لبه را به هم اتصال دهد. ( شکل ۲۶ )

باید توجه نمود که شدت جریان جوشکاری برای اتصال این نقطه جوشها کم باشد، پس از آنکه قوس برقرار گردید و ثبات کافی را دارا شد، طول قوس را کوتاه نموده اولین نقطه جوش را در ریشه بوجود می آوریم سپس این حجم کوچک جوش تمیز گشته و سپس نقطه جوش بعدی بر روی قبلی ایجاد می گردد تا آنکه پل ارتباطی بین درز ایجاد گردد. منظور از تشکیل این پل بوجود آوردن مکانی برای برقرار کردن قوس هنگام شروع به جوشکاری می باشد.

خال جوشها اشاره شده هیچکدام به طور کامل ذوب نشده اند.بنابراین از آنجایی که حفاظت کافی از این نقاط انجام نشده است بنابراین احتمال آنکه دارای شکاف هایی باشند نیز هست. در نتیجه پس از آنکه خط جوش قوی و با نفوذ کافی ایجاد گردید، این نقاط می بایستی برطرف گردند. معمولاً این عمل پس از کامل نمودن جوش نیمه اول لوله توسط سنگ انجام می گیرد. بهتر است که کل پل برقرار شده و ۲/۱ از فلز جوش اطراف آن نیز توسط سنگ برداشته شود.

پس از آنکه پل ارتباطی ذکر شده برقرار شد بقیه خال جوشها انجام گرفته از شدت جریان پایین استفاده می شود. مطابق معمول این پل قبل از برقرار کردن تمیز میگردد. سپس قوس در اتصال جوش و در قسمت جلوی پل و طول قوس بلند برقرارگشته تا آنکه قوس ثبات کافی را دارا شود. سپس قوس به محل درز نزدیک شده و طول قوس کوتاه می شود.

طول قوس می بایستی از حد نرمال نیز کمی کوتاهتر باشد . قوس به آرامی در طول پل حرکت داده شده تا آنکه کمی فلز مذاب ظاهر گردد آنگاه می توان به رسوب دادن جوش پرداخت. در هنگام رسوب دادن حرکت U شکل انجام میگیرد. ( شکل ۲۷ ) این حرکت به منظور پر نمودن درز گشاد انجام می پذیرد از آنجایی که فاصله درز باز بوده سوراخ کلید به طور کامل تشکیل نمیشود با این وجود گوشه های درز بایستی کاملاً ذوب گردد.

یکی از مشکلات که ممکن است هنگام جوشکاری درزهای بیش از اندازه باز ایجاد گردد، نفوذ زیادی می باشد بنابراین جهت جلوگیری از این مشکل باید طول قوس از حد نرمال کوتاهتر بوده و همچنین شدت جریان نیز از حد نرمال کمتر باشد.

برای انجام حرکت U شکل، به الکترود بطورکامل حرکت عرضی داده شده تا آنکه قوس کل مسیر را خارج از حوضچه مذاب طی نماید. حرکت قوس می بایستی طوری بوده که در طول سطح پخ بوده و از گوشه های پخ دور باشد، همچنین اجازه داده شود که قبل از برگردانده شدن قوس به منطقه ذوب، حوضچه مذاب بطورکامل منجمد گردد.

مسائل ذکر شده نیاز به انجام حرکت U شکل با طول زیاد را ایجاب می نماید سپس هنگامی که قوس به منطقه ذوب برمی گردد، منطقه منجمد شده دوباره ذوب شده و بدین ترتیب حوضچه مذابی کوچکتر و با سیالیت کمتر تشکیل میشود.

در صورتیکه گرمایش بیش از حد در فلز انجام پذیرد، زاویه الکترود را کمی افزایش می دهیم، در صورتی که این امر نیز چاره ساز نباشد قوس را در فواصل زمانی کوتاه برقرارکرده و بدین ترتیب به جوش اجازه داده تا به اندازه کافی خنک شود. در صورتی که طول خال جوش ۴/۳ بوده قوس با روش معمول که در قسمت های قبلی توضیح داده شد، قطع میگردد.

جهت جوشکاری درز گشاد، پاس ریشه در منطقه ساعت ۶ و در خلاف جهت انتهای خال جوش انجام میگیرد. قوس بر روی خال جوش روشن گشته، قوس با طول بلند بر روی قسمت انتهایی خال جوش نگهداشته شده تا آن بخش را پیش گرمایی نماید. ‘

به محض اینکه فلز مذاب ظاهر گشت، طول قوس کوتاه گشته و با حرکتU شکل پاس ریشه آغاز می گردد. باید توجه نمود که گرمایش بیش از حد و نفوذ زیادی انجام نشود. حرکت U شکل در کل طول نیمه لوله ادامه می یابد. قبل از شروع به جوشکاری نیمه دوم، همانطور که قبلاً ذکر شد پل جوش برقرار گشته و ۲/۱ از خال جوش برداشته می شود.

آماده سازی بد و درز جوش بیش از اندازه بسته
گاهی اوقات جوشکار با شرایطی که مواجه می گردد که درز جوش از مقدار توصیه شده کمتر میباشد. حتی گاهی اوقات درز جوش کاملاً بسته می باشد. این مشکل با بریدن گوشه های لوله با برش اکسی اسیتیلن و یا سنگ زدن گوشه های درز حل می گردد.

اما گاهی اوقات این اتصال بدون انجام دادن روشهای بالا مورد جوشکاری قرار میگیرد. در این حالت همان روش انجام شده برای جوشکاری با درز نرمال انجام گرفته فقط مقداری تغییرات انجام می پذیرد که ذکر خواهد شد. در صورتی که فاصله درز جوش بیش از اندازه کم و یا کاملاً بسته باشد، شدت جریان به اندازه ۱۰ تا ۲۰ آمپر افزایش می یابد. این عمل منجر به نفوذ بیشتر خواهد شد. همچنین می توان طول قوس را کوتاه نمود.

جوشکار می بایستی هنگام جوشکاری این نوع درز، مقدار نفوذ را در نظر داشته باشد. در صورتی که نفوذ بیش از اندازه رخ دهد، کمی حرکت سرد و گرم می تواند از این امر جلوگیری نماید. افزایش سرعت جوشکاری نیز می تواند مفید واقع گردد. در صورتی که شرایط ذکر شده مفید واقع نشد شدت جریان می بایستی کاهش یابد. نفوذ کم نیز با افزایش جریان و سرعت کم جوشکاری تصحیح میگردد.

در صورت برخورد با درز بسته، بهتر است که ابتدا در مورد قطعه ای از فلز ضایعاتی که درز بسته ای دارد امتحان نمود و پس از تنظیم جریان و بدست آوردن مهارت در سرعت جوشکاری این امر را در مورد لوله به اجرا درآورد.

آماده سازی بد، درز جوش باز و بسته در نقاط مختلف لوله
بعضی اوقات با ترکیبی از دو حالت فوق الذکر مواجه می شویم، به طوری که در نقطه ای از لوله درز بیش از اندازه و در نقطه دیگری بیش از اندازه بسته می باشد. این حالت در صورتی که لوله ها کج بریده شده و یا دو انتهای لوله منطبق نباشد به وقوع می پیوندد. برای این نوع جوشکاری روشهایی را که در دو حالت جداگانه توضیح دادیم می بایستی بکار گرفته شود. گاهی اوقات لازم است که درطول محیطی لوله چندین بار شدت جریان را کم کرده و یا زیاد نماییم.

در مرحله اول جهت جلوگیری از وقوع ترک، خال جوش اول در منطقه ای که درز جوش بسته میباشد انجام می پذیرد. از آنجایی که جوشکاری در این منطقه آسانتر بوده، شروع جوش را از آنجا آغاز می نماییم. البته اصل کلی شروع جوش از قسمت پایین لوله همیشه می بایستی مد نظر باشد. معهذا گاهی موقعیت ایجاب می نماید که جوشکاری را از منطقه ای که درز گشاد می باشد آغاز کنیم.

آماده سازی بد و پیشانی پخ بیش از اندازه پهن می باشد .
در حالتی که پیشانی پخ، طول زیادی دارد می توان انتهای دو لوله را برید ولی معمولاً لوله ها در این حالت با شدت جریان بیشتر برای نفوذ کامل مورد جوشکاری قرار میگیرند.

آماده سازی بد و پیشانی پخ خیلی نازک بوده
در این حالت گوشه های درز بخاطر نازک بودن سریع ذوب شده در حالیکه بقیه جوش هنوز سرد می باشد. روش برطرف کردن این مشکل کاهش شدت جریان و استفاده از حرکت U شکل می باشد. با کاهش شدت جریان قوس، گرمای کمتری تولید کرده و مسئله سوختن گوشه های نازک درز منتفی می گردد. استفاده از حرکت U شکل نیز شیار اتصال را پیش گرم کرده و اتصال مناسبی بین فلز جوش و فلز پایه به وجود می آورد. همانطور که قبلاً گفته شد هنگام استفاده از حرکت U شکل لازم است که قبل از آنکه قوس به محل اول خود برگردد به حوضچه مذاب اجازه داده شود که به حالت خمیری درآید.

جوشکاری پاس ریشه با الکترودهای کم هیدروژن
معمولاً در پاس ریشه از الکترود کم هیدروژن کمتر استفاده می شود. چرا که احتیاج به مهارت بسیار بالای جوشکاری دارد. پاس ریشه لوله های فشار قوی معمولاً با الکترودهای با قدرت نفوذ بالا مثل E 6010 و یا به وسیله روش GTAW جوشکاری گشته و سایر پاس ها توسط الکترود کم هیدروژن پر میگردد. اما با این وجود در صورتی که مهارت و دقت کافی در امر جوشکاری شود می توان پاس ریشه را با الکترود کم هیدروژن انجام داد. البته نکات زیر حتماً بایستی رعایت گردد.

همانطور که در شکل۲۸ به نمایش درآمده است، قطر پوشش الکترودE 7018 ( 8/1 ) از الکترود E 6010 8/1 بیشتر می باشد. پوشش با ضخامت بالاتر الکترود E 7018 اجازه نزدیک شدن بیش از اندازه قوس را به پیشانی پخ نمی دهد. بنابراین برقرار نمودن طول قوس مناسب مشکل می باشد. جوشکاری با قوس بلند نیز سبب به وجود آمدن عیبی به نام Suck- in ( مراجعه به شکل ۲۵ ) می شود. علاوه بر آن، ضخامت بیشتر پوشش مانع حرکت آزاد الکترود میگردد

. بنابر دلایل فوق، جهت پاس ریشه از الکترود کم هیدروژن با قطر کمتر ( ۰۹۳/ ) استفاده می شود. قطر پوشش این الکترود تقریباً برابر با قطر الکترود E 6010 سایز ۸/۱ می باشد.

هنگام جوشکاری با الکترود کم هیدروژن در صورت برقرار نمودن ناصحیح قوس، وجود رطوبت در درز جوش و یا الکترود مرطوب، مک های گازی تولید می گردند. جهت جلوگیری از به وجود آمدن این مک ها، قوس را در قسمت جلوی محل شروع روشن کرده و سریعاً طول قوس را به اندازه مورد نیاز می رسانیم. سپس قوس را به محل شروع برگردانده و به محض تشکیل حوضچه مذاب جوشکاری را آغاز میکنیم.

اتصال مرطوب را نیز با مشعل اکسی استیلن می توان گرم و خشک نمود. پوشش فلاکس الکترود نسبت به جذب رطوبت بسیار حساس بوده و می بایستی در محل خشک نگهداری شوند. الکترودهایی که در قوطی های باز می باشند در کوره بین درجه حرارت ۳۰۰ و ۴۰۰ درجه فارنهایت گرم می شوند. الکترودهایی که در معرض رطوبت قرار گرفته اند به مدت یک ساعت در درجه حرارت ۸۰۰-۶۰۰ درجه فارنهایت نگهداری میشوند.

هنگام استفاده از الکترودهای کم هیدروژن، از شدت جریانهای بالا استفاده میشود. این نوع الکترودها دارای قوس نرمی بوده ولی قدرت نفوذ آن به اندازه الکترودهای با پوشش نازکتر نمی باشد. پوشش ضخیم این نوع الکترود لایه ضخیمی از گل جوش بر روی حوضچه مذاب تشکیل میدهد که باعث آن شده که سرعت خنک شدن آرامتر بوده و فلز مذاب مدت زمان بیشتری به حالت مایع باقی بماند.

ویسکوزیته گل جوش مذاب و فلز مذاب کمتر بوده این به آن معنی است که خاصیت سیالیت بیشتری را دارا میباشد. دو خاصیت فوق الذکر باعث میگردد که حوضچه مذاب به راحتی ریزش نماید. بنابراین جوشکاری در حالت بالاسری و حالت عمودی این نوع الکترودها مشکل بوده و احتیاج به تجربه دارد. روش کلی برای جوشکاری پاس ریشه الکترود کم هیدروژن همانند حالتهای قبلی ذکر شده می باشد. خال جوشها در اطراف لوله انجام شده سپس جوشکاری از قسمت پایین به بالا انجام می گیرد. تنها روش جوشکاری کمی متفاوت می باشد.

طول قوس در این نوع جوشکاری می بایستی بسیار کوتاه بوده، الکترود بسیار نزدیک به پیشانی پخ قرار گرفته تا نفوذ کافی حاصل شود. پس از برقراری قوس، طول قوس کوتاه میشود. از حرکت سرد و گرم بهیچوجه استفاده نمی شود.

مطابق شکل ۲۹ از حرکت عرضی V شکل استفاده می شود. هدف از این نوع حرکت دادن زمان کافی به فلز جوش جهت خنک شدن و از دست دادن سیالیت ( افزایش ویسکوزیته ) جهت شره نکردن می باشد. همچنین این نوع حرکت، فلز جلوی جوش را پیش گرم می نماید. حرکت V شکل توسط حرکات یکنواخت و آرام مچ دست انجام می گیرد.

قوس با حرکتی سریع از حوضچه به سمت گوشه های درز برده شده، زمان کافی برای از دست دادن سیالیت حوضچه به وسیله حرکت برگشتی آرام قوس تأمین می شود. قوس به حوضچه برگشته و برای مدت کوتاهی مکثی در این ناحیه داریم. سپس این حرکت به سمت دیگر درز ادامه می یابد.

هیچگاه نمی بایستی فلز مذاب در حین حرکت قوس منجمد گردد. در صورتی که گل جوش در گوشه های جوش منجمد گردد منجر به عدم ذوب در گوشه های جوش خواهد شد. در صورتی که حوضچه مذاب در حین کار به طورمایع و ذوب نگهداشته شود در آنصورت هیچگونه گل جوش محبوس نخواهد شد چرا که گل جوش دارای نقطه ذوب پایین تری از فلز جوش می باشد. از آنجایی که قوس الکترودهای کم هیدروژن نرم بوده قدرت و نفوذ کمی دارد، حرکت قوس می بایستی نرم و با دقت کافی انجام شود تا از منجمد شدن حوضچه مذاب جلوگیری گردد.

خلاصه ای از جوشکاری پاس ریشه
یک پاس ریشه ایده آل می بایستی از عیوبی همچون سوختگی کناره جوش، خلل وفرج، ذوب ناقص، نفوذ ناقص و نفوذ زیادی به دور باشد. ( شکل ۲۵ ) از تمام این عیوب می بایستی با آموختن و تمرین روش های صحیح جوشکاری جلوگیری شود. باید به خاطر سپرد که تمامی این عیوب در ارتباط با کار جوشکار می باشند. وجود خلل و فرج در جوش هیچگونه ارتباطی با دستگاه جوش نداشته، بلکه در اثر عدم تمیزکردن کامل جوش از گریس، روغن و سایر آلودگی ها،

قبل و بین جوشکاری به وجود می آید. خلل و فرج همچنین در اثر پوشش معیوب الکترود و وجود رطوبت در این پوشش نیز به وجود می آید. کلیه این عیوب الکترود می بایستی قبل از شروع به جوشکاری مورد بازرسی جوشکار قرارگیرد. درز جوش با فاصله صحیح و آماده سازی صحیح لوله همگی در نفوذ کامل جوش مؤثر می باشند. ترکیب فلز جوش نیز تحت تأثیر آماده سازی لبه ها می باشد. زمانی که فاصله درز و آماده سازی صحیح بوده، جوشکار قادر به حرکت دادن صحیح به الکترود و در هم آمیختن بهتر فلز پایه و الکترود می باشد.

ترکهای انقباضی هنگامی که جوش در حجم کم بر روی لوله های با ضخامت بالا انجام می گیرد، دیده می شود. اندازه و پهنای پاس ریشه می بایستی به اندازه کافی بوده تا قدرت مقاومت در برابرتنش های انقباضی بدون وقوع ترک را داشته باشد. این مسئله توجه به شرایط اتصال قبل از جوشکاری را ایجاب می نماید.

فصل سوم
جوشکاری پاس ریشه با روش تیگ( GTAW )
به ندرت برای جوش پاس ریشه این روش بکارمیرود مگر در حالات خاص که احتیاج به دقت زیادی دارد ( مانند سفاین فضایی ) . معمولاً فقط پاس ریشه توسط روش تیگ جوشکاری می گردد. با این وجود گاهی اوقات پاس دوم نیز با روش تیگ جوشکاری می شود چرا که عرض پاس یک انجام شده با این روش باریک می باشد.

لوله های فولادی کم کربن، ضد زنگ و پر آلیاژ می توانند با این روش جوشکاری شوند. خصوصاً برای لوله های فشار قوی که احتیاج به جوش های با کیفیت بالا دارند می توان استفاده نمود. خصوصیات کلی روش تیگ به شرح زیر می باشد :
۱- حاصل آن جوش هایی با کیفیت خوب می باشد.

۲- احتیاج به تمیزکاری و برطرف نمودن گل جوش پس از اتمام عملیات جوشکاری نمی باشد.
۳- قوس و حوضچه مذاب توسط جوشکار براحتی قابل مشاهده می باشد.
۴- توسط جریان قوس فلز فیلر منتقل نمی شود بنابراین از Spatter آثاری دیده نمی شود.
۵- جوشکاری در تمام وضعیتها ممکن می باشد.
۶- هیچگونه گل جوش به صورت محبوس شده دیده نمی شود.

با مقایسه جوش نشانده در دو روش جوش برق با الکترود روپوش دار و روش تیگ مشخص میشود که به خاطر موجود نبودن گل جوش در روش تیگ، جوش تمیزتر بوده و بنابراین در این روش عیوب ناشی از ناخالصی گل جوش( Siag inclusion ) دیده نمی شوند علاوه بر آن سطح خارجی جوش ( شکل A-30 ) و همچنین سطح داخلی جوش در پاس ریشه ( شکل B-30 ) کاملاً یکدست و صاف می باشد. این امر احتیاج به برطرف نمودن گل جوش، سنگ زدن و کلیه عملیات تمیزکاری که پس از اتمام پاس ریشه انجام میشود را برطرف می نماید

. یکدست بودن سطح جوش در قسمت داخلی لوله نیز هر گونه مزاحمت و اغتشاش در جریان گاز تزریق شده به درون لوله را کاهش میدهد. این مسئله در بعضی موارد از جمله لوله های بکار رفته در تأسیسات هسته ای بسیار مهم می باشد.

پاس ریشه انجام شده توسط روش تیگ از لحاظ متالورژیکی نیز کاملاً سالم و بدون عیب می باشد. با انتخاب الکترود مناسب، جوش حاصله دارای خواص شیمیایی، متالورژیکی و فیزیکی کاملاً همانند فلز پایه را دارا خواهد بود. در این روش پوشش گاز خنثی و همچنین عدم احتیاج به حرکت سرد و گرم جهت نشاندن پاس جوش از اکسیده شدن جوش که معمولاً در جوش برق دیده میشود جلوگیری می نماید.

روش تیگ ( GTAW )
در این نوع روش جوشکاری، فلز پایه و فلز پر کننده توسط گرمای قوس ایجاد شده بین قطعه کار و الکترود تنگستن ( ذوب نشدنی ) ذوب می شوند. گاز خنثی و یا مخلوطی از گازهای خنثی جهت محافظت منطقه ذوب از اثرات اتمسفر اطراف جوش بکار میرود. فلز پرکننده که به صورت مفتول میباشد به عنوان فلز کمکی مورد استفاده قرار می گیرد. در هنگام جوشکاری ورقه های نازک، احتیاجی به فلز پر کننده نمی باشد.

این روش در شکل ۳۱ نشان داده شده است. الکترود تنگستن در تورچی که ضمناً وظیفه انتقال گاز خنثی که از انتهای نازل گاز و با سرعت ۱۵ تا ۳۰ فوت مکعب در ساعت خارج می شود را نیز بر عهده دارد، قرار میگیرد. افراد جوشکار راست دست، تورج را در دست راست و مفتول را در دست چپ می گیرند و افراد چپ دست عکس این عمل میکنند. تجهیزات
تجهیزات مورد نیاز :
۱- دستگاه جوش
۲- گاز محافظ و تجهیزات کنترل کننده گاز محافظ
۳- تورج تیگ
۴- الکترود تنگستن

دستگاه جوشکاری
دستگاه جوشکاری بکار رفته برای جوش آرگون، به طور مخصوص جهت این روش طراحی شده است. این دستگاهها جهت جوش با قوص مصرفی طراحی شده و در صورتی که مجهز به تجهیزات مخصوص فرکانس بالا ( HF ) باشند هر دو جریان AC یا DC میتواند مورد استفاده قرار گیرد. با این حال بهترین جوشها با استفاده از دستگاه هایی که به طور خاص برای جوش آرگون طراحی شده اند حاصل میگردد.

دستگاههای جوش آرگون( GTAW ) به صورت رکتیفایرAC/DW و یا ژنراتورهای DC می باشند. هر دو قطبیت مستقیم و معکوس می تواند با جریان مستقیم مورد استفاده قرار گیرد. جریان با فرکانس بالا هنگام استفاده از جریانDC فقط جهت برقرار کردن قوس استفاده می شود و همیشه با جریان AC مورد استفاده قرار میگیرد. جریان جوشکاری توسط کنترل دستی و یا پایی برقرار می گردد.

مشخصات جوشکاری به کار رفته بستگی به نوع فلز مورد جوشکاری دارد. راهنمایی های لازم در این مورد در جدول ۱ آورده شده است.

گاز محافظ
جهت جلوگیری از آلوده شدن جوش توسط گاز اکسیژن و نیتروژن موجود در هوا، به عنوان گاز محافظ آرگون، هلیم و یا مخلوطی از این دو گاز مورد استفاده قرار میگیرد. از گاز آرگون معمولاً بیشتر استفاده میشود چرا که تهیه آن راحتتر بوده و بخاطر آنکه از هلیم سنگین تر می باشد، لذا پوشش محافظی بهتری را انجام میدهد. مقدار گاز مصرفی معمولاً برابر با ۱۵ تا ۳۰ فوت مکعب در ساعت ( CFH ) میباشد . ( شکل ۳۲ )

گاز در سیلندر محافظت شده و کنترل جریان آن همانند کپسول گاز اکسیژن با gage انجام می پذیرد.علاوه بر آن برقراری گاز به ترج و جوش توسط سوئیچ تعبیه شده بر روی ترج و یا پدال کنترل شده توسط پا انجام میگیرد. پس از خارج شدن گاز از سیلندر، گاز خنثی از طریق سوپاپ کنترل کننده ای که خود توسط سوئیچی که پس از برقراری جریان فعال شده، تغذیه میگردد. توسط کنترل دستی می توان جریان گاز را به طور مداوم برقرار نمود ولی این عمل هزینه زیادی را در بر خواهد داشت.

ترج مخصوص جوش‌ آرگون ( GTAW )
همانطور که در شکل A-33 نیز مشهود است ترچ، عمل نگهداری تنگستن و انتقال جریان را به قوس بر عهده دارد. این ترچها بسته به آمپراژ مورد استفاده در جوشکاری توسط سیستم آب و یا هوا خنک می شوند. برای جوشکاری پاس ریشه که توسط جریانی برابر با ۷۵ تا ۲۰۰ آمپر انجام میپذیرد احتیاجی به سیستم خنک کننده آب نمی باشد.

قسمت های مختلف ترچ در شکل های B-33 نشان داده شده است . نازل که الکترود را احاطه کرده است توسط ( collet chuck ) در جای خود محکم میگردد، در اندازه های مختلف از ۲۰/۰ تا ۲۵۰/۰ اینچ در دسترس میباشند. جهت جاگذاری الکترود درپوش ( cap ) را برداشته سپس collet در اندازه مناسب را در ترچ قرار میدهیم سپس الکترود را در ترچ قرار داده و طوری تنظیم می نماییم که نوک الکترود به اندازه اینچ از نازل بیرون باشد

سپس درپوش را در جای خود قرار داده بعد از تنظیم نوک الکترود که معمولاً می بایستی به مقدار ۱ تا ۲ برابر قطر الکترود از نوک نازل بیرون باشد درپوش را به آرامی پیچاند و در جای خود محکم می نماییم. در این حالت ترچ ما آماده می باشد. دو نوع مختلف نازل معمولاً در دسترس می باشد. یک نوع سرامیکی ودیگری شیشه ای. نوع شیشه ای، شفاف بوده به طوری که در هنگام جوشکاری حوضچه مذاب را می توان براحتی از ورای آن دید.

الکترودها
الکترودهای مورد استفاده در جوشکاری تیگ از آلیاژهای تنگستن می باشند. بدین ترتیب دارای نقطه ذوب بالا (f 6900 ) و غیر مصرفی می باشند. الکترود می بایستی همیشه تمیز نگه داشته شده و بهیچوجه با حوضچه مذاب تماس پیدا نکند در غیر این صورت نوک الکترود توسط فلز موجود در حوضچه مذاب آلوده خواهد گردید. در صورت وقوع این امر، الکترود می بایستی از ترچ خارج شده و بخش آلوده شده توسط سنگ زدن و یا شکستن برطرف گردد.

سه نوع مختلف الکترود موجود می باشند :
۱- تنگستن خالص
۲- تنگستن با ۱ یا ۲% توریم
۳- تنگستن زیر کونیم دار

راهنمایی های لازم در رابطه با موارد استفاده این سه نوع الکترود در جدول۱ آورده شده است. الکترودهای توریم دار جهت جوشکاری اکثر لوله ها از جمله لوله های فولادی کم کربن به کار میروند.
شکل نوک الکترود اثر قابل توجهی در نفوذ، شکل و پهنای جوش را دارد. هنگامی که پاس ریشه لوله جوشکاری می شود، نوک الکترود می بایستی کاملاً همانند مواد نوک تیز باشد.

عمل تیز کردن نوک الکترود می بایستی توسط سنگ سمباده دانه ریزی که فقط جهت این امر تخصیص داده شده است انجام پذیرد. سنگ سمباده می بایستی دانه ریز بوده تا نوک الکترود دارای سطحی کاملاً صاف و یکنواخت شده و بدین ترتیب ثبات قوس حاصله هر چه بیشتر باشد. جهت این امر، سنگ سیلیکون کار باید با دانه های ۶۰ گرید ۰ تا M مورد استفاده قرار می گیرد. ( مانندC-60-M-V ) در صورتیکه نوک الکترود آلوده گردد مجدداً می بایستی سنگ بخورد.

مشخصات کامل جهت شکل نوک الکترود در شکل ۳۴ ذکر شده است. همانطور که در شکل نیز می بینید زاویه ای که نوک الکترود می سازد می بایستی بین ۲۲ تا ۲۳ درجه بوده و یا طولی از نوک که سنگ می خورد بایستی برابر با ۲ برابر قطر الکترود باشد.

در تمام روشهای جوشکاری، فلز داغ مذاب به نوعی مورد محافظت قرار می گیرد. در روش جوشکاری برق، این عمل توسط گازهای متصاعد حاصل از سوختن روپوش الکترود انجام می پذیرد. علاوه بر آن، فلز مذاب توسط پوشش سرباره که بر روی سطح فلز در حال انجماد تشکیل می شود محافظت می شود. در جوش لب به لب، پوشش ذکر شده سطح روی جوش را پوشانده،

از طرفی مقداری از این سرباره از میان فلز مذاب به قسمت انتهای اتصال جریان یافته و سطح زیرین جوش را پوشانده، از طرفی مقداری از این سرباره از میان فلز مذاب به قسمت اتصال جریان یافته و سطح زیرین جوش کاملاً مورد محافظت قرار میگیرد . اینکه چه حجمی از سطح ذکر شده توسط سرباره مورد محافظت قرار میگیرد کاملاً مشخص نیست ولی در رابطه با جوشکاری لوله های فولادی کم کربن با الکترودهای مصرفی معمولاً در این رابطه مشکلی موجود نمی باشد.

لوله های فولادی کم کربن می تواند توسط روش تیگ نیز مورد جوشکاری قرارگیرد. گاز محافظ در مقادیر کافی به انتهای اتصال رسیده و سطح زیرین جوش را به خوبی محافظت می نماید. از طرفی سطح روئین جوش نیز توسط پوشش ضخیمی از گاز محافظ پوشانده میشود. در صورتی که لوله های فولادی پرآلیاژ جوشکاری میگردند، قسمت زیرین جوش احتیاج به محافظت بیشتری دارد.

جهت حصول به این امر درون لوله توسط گاز محافظ پر شده و به این ترتیب از قسمت درونی لوله نیز محافظت پاس ریشه به خوبی انجام می گیرد. روش های مختلفی جهت حفظ گاز محافظ در درون لوله موجود میباشد. ( شکل ۳۵ )

در یکی از این روش ها، دو پیستون که دارای حفاظ لاستیکی می باشند در دو طرف اتصال لوله قرار میگیرند ( شکل A-35 ) خود درز اتصال کاملاً پوشانده میشود تا گاز تزریق شده به درون لوله از آن طریق خارج نشود. تنها درز کوچکی در این ناحیه گذاشته میشود تا هوا خارج گردد. در حین جوشکاری در مناطقی که در جلوی جوش قرار دارند نوار محافظ برداشته میشود و گاز اضافی تزریق می شود تا جبران گاز خارج شده از منافذ فوق الذکر را بنماید. این روش در مورد لوله های با طول کوتاه انجام می پذیرد.

در حالتی که طول و قطر لوله در اندازه های بالا می باشد، درز اتصال توسط دو بادکنک پلاستیکی که درون لوله قرار میگیرند بسته می شود. ( شکل B-35 ) این بادکنکها می بایستی به قدر کافی از اتصال درز جوش دور نگه داشته شوند تا آنکه گرمای حاصله از جوش آنها را نترکاند. همچنین محل قرار گرفتن بادکنکها بایستی از سمت خارجی لوله با علامتی مشخص گردد

تا زمانی که جوشکاری پاس ریشه به اتمام رسید حرارت کافی توسط شعله اکسی استیلن در محل های علامت گذاری اعمال گردد تا بادکنک ها بترکند. خود درز اتصال نیز توسط ( Tape ) پوشانده شده و گاز محافظ از طریق لوله لاستیکی و یا لوله ای دیگر با طول کوتاه به درون لوله تزریق میگردد.

روش دیگر پوشاندن به این صورت بوده که سطح درون لوله را توسط پولی استرن می پوشانیم. مزیت این دو روش در آن بوده که موادی که برای عایق کاری و پوشاندن استفاده می شود، می تواند پس از اتمام جوشکاری توسط هوای فشرده شده و یا جریان آب باد کرده و از لوله جدا گردد.

آماده سازی درز اتصال
روش آماده سازی در روش تیگ همانند روش جوش برق می باشد. اختلاف اصلی در ابعاد درز اتصال میباشد. پهنای پیشانی پخ در روش تیگ به ۱۶/۱ کاهش یافته و فاصله درز جوش نیز به تا اینچ کاهش می یابد. ( شکل ۳۶ )

در جفت نمودن لوله باید دقت کافی نمود تا فاصله درز مناسب برقرار گردد. در صورتی که لوله های از جنس فولاد آلیاژی مورد جوشکاری قرار میگیرد، جریان گاز خنثی در فضای درون لوله نیز می بایستی برقرار باشد.

لوله های ازجنس فولاد پر آلیاژ، قبل از انجام خال جوشها بایستی بین ۲۰۰ تا ۳۰۰ درجه فارنهایت پیش گرم گردند. پس از انجام کلیه خدمات ذکر شده، ۴ خال جوش در اطراف لوله و در فواصل مساوی انجام میگیرد. از آنجایی که خال جوشهای مذکور قسمتی از جوش خواهند شد، لذا میبایستی دقت کافی در مورد آنها نیز اعمال گردد.

روش جوشکاری پاس ریشه
حتی قبل از آنکه شروع به انجام خال جوشها نماییم، تنظیمات لازم در رابطه با ترچ و دستگاه جوش به منظور برقرار نمودن جریان برق و گاز مناسب می بایستی انجام پذیرد. جهت جوشکاری لوله از جنس فولاد کم کربن ( Sche dule 60 ) از الکترود تنگستن توریم دار با قطر ۳۲/۳ اینچ در ترچ گذاشته شده و سپس الکترود جای گذاری میشود.

جهت جوشکاری پاس ریشه، الکترود می بایستی طوری در ترچ قرار گیرد که طول مناسب الکترود از انتهای نازل بیرون قرار گرفته باشد. این تنظیم به این صورت انجام گرفته که ترچ را در حالت عمودی و به طوری که نازل بر روی درز اتصال تکیه نماید ( شکل ۳۷ ) قرار داده، سپس در صورتیکه نوک الکترود در این حالت با سطح لوله تماس پیدا کند، تنظیم مذکورانجام گرفته است. توجه شود که جریان برق برقرار نباشد.

مراجعه به جدول ۱ نشان میدهد که جوشکاری لوله از جنس فولاد کم کربن می بایستی با جریان مستقیم با قطبیت مستقیم ( DCSP ) انجام پذیرد. جدول ۲ آمپراژهای مختلف مورد استفاده در جوشکاری را مشخص نموده است. به دلیل متغیرهای مختلفی که در حین جوشکاری با آن مواجه هستیم، لذا ذکر دقیق مقادیر آمپراژ ممکن آمپر نمی باشد. در صورت استفاده از الکترود به قطر ۳۲/۳ اینچ و جریان ( DCSP ) مقدار جریان به کار رفته می بایستی بین ۱۵۰ تا ۲۲۵ آمپر باشد.

سرعت جریان گاز محافظ نیز تقریباً ۲۰ فوت مکعب در ساعت می باشد. در حالتی که لوله در حالت G5 می باشد، خال جوشها در موقعیت ۳۰ : ۸ ، ۳۰ : ۴ ،۳۰ :۱ و۳۰ :۱۱ انجام میگیرد. پاس ریشه در موقعیت ساعت ۶ شروع شده و به حالت سربالا تا موقعیت ساعت ۱۲ ادامه می یابد، سپس نیمه دیگر لوله نیز به همین صورت جوش داده میشود.

روش جوشکاری انجام شده در حالت G5 و G2 متفاوت نمی باشد. بنابراین روشی که در پاراگراف های بعدی توضیح داده می شود، جهت هردو حالت می تواند به کار رود. در هر دو حالت ( G5 و G 2 ) پاس ریشه نمی بایستی از خال جوش شروع گردد. همانطور که مشخص است، شروع جوشکاری از موقعیت ساعت ۶ از لحاظ وضعیتی که جوشکار می بایستی بگیرد تا قادر به جوشکاری قسمت زیرین لوله باشد کمی مشکل می باشد ولی با این وجود، مرحله شروع جوشکاری در هردو حالت فوق الذکر یکسان می باشد.

روش برقرار کردن قوس همانند روش جوشکاری با الکترود پوشش دار نمی باشد چرا که در غیر این صورت الکترود تنگستن آسیب خواهد دید. جهت شروع به جوشکاری، جریان برق و گاز خنثی می بایستی خاموش باشد. ترچ در دست راست ( برای چپ دستها، در دست چپ ) و مفتول در دست دیگر قرار میگیرد. همانطور که قبلاً نیز توضیح داده شد ترچ در حالتی قرار می گیرد به طوری که نازل با دقت بر روی دو سطح پخ خورده اتصال قرار داده شود.

جهت آنکه الکترود کاملاً در مرکز درز اتصال قرار بگیرد، زاویه جانبی ( side angle ) الکترود و ترچ می بایستی صفر باشد به عبارت دیگر در این جهت الکترود می بایستی کاملاً عمود بر لوله باشد. از طرف دیگر خود الکترود می بایستی هنگام جوشکاری با زاویه مشخصی قرار گیرد ( شکل A-38 و B-38 ) همانطور که در شکل مشاهده می کنید

ترچ می بایستی طوری قرار گیرد که الکترود، زاویه ای برابر ۵۵ درجه داشته باشد. مفتول به کار رفته نیز می بایستی نزدیک به ترچ باشد تا پس از برقراری قوس و تشکیل حوضچه مذاب مورد استفاده قرارگیرد. درحالتیکه ابتدا قوس تشکیل شده است، مفتول نمی بایستی در منطقه قوس وارد شود. در حین جوشکاری، مفتول می بایست زاویه ای برابر ۴۵ تا ۷۰ درجه داشته باشد. ( شکل A-38 و ۳۹ )

پس از قرار گرفتن ترچ و مفتول همانطور که توضیح داده شد جریان جوشکاری به وسیله پدال پایی و یا دکمه ای که بر روی ترچ قرار دارد برقرار می شود. جوشکار به آرامی و با دقت زاویه الکترود را کاهش داده و نوک آنرا به درون درز اتصال هدایت میکند. درحالیکه ترچ بر روی سطح پخ خورده تکیه کرده است، قوس برقرار شده و تثبیت می گردد.

همانطور که در شکل ۳۹ نیز مشاهده می نمایید، ترچ در موقعیت ذکر شده قرار می گیرد تا زمانی که زاویه الکترود به ۳۰ درجه میرسد ( زاویه مناسب جهت جوشکاری لوله ) زاویه مفتول ۴۵ تا ۷۰ درجه می باشد. با برقراری قوس، جریان گاز محافظ نیز برقرار شده و حوضچه مذاب را محافظت می نماید. پس از برقراری قوس، ترچ در همان منطقه حفظ می گردد تا آنکه دو لبه درز اتصال ذوب شده و حوضچه مذاب تشکیل گردد. پس از برقراری حوضچه مذاب،

مفتول به درون حوضچه رانده می شود سپس جوشکار به ترچ حرکت عرضی داده و در درز اتصال به جلو حرکت میدهد. ( شکل ۴۰ )
پس از برقراری قوس و تشکیل حوضچه مذاب و اضافه نمودن مفتول، ترچ به آرامی در طول درز اتصال به جلو حرکت داده شده و از طرف دیگر حرکت عرضی ترچ نیز انجام داده می شود. مفتول به طور مداوم به حوضچه مذاب تغذیه می شود. ( شکل ۴۱ )

در حین جوشکاری، جوشکار می بایستی مرتباً حوضچه مذاب را تحت نظر داشته تا پاس ریشه با شکل ظاهری زیبا و ارتفاع مناسب تشکیل گردد. در حالت جوشکاری G5 ، اکثراً حوضچه مذاب تمایل به ریزش داشته و در نتیجه نفوذ اضافی مشاهده میشود.

جهت جلوگیری از این امر سرعت حرکت ترچ و سرعت حرکت جانبی آن می بایستی افزایش داده شود. همچنین در صورت امکان، مفتول بیشتری به حوضچه مذاب تغذیه شده تا سبب خنک کردن حوضچه و کوچک شدن اندازه آن گردد. ضمناً جوشکار می بایستی دقت کافی نماید تا الکترود با لبه های درز اتصال و همچنین حوضچه مذاب تماس پیدا نکند. در صورت تماس، نه تنها نوک الکترود آلوده شده

بلکه قوس نیز ثبات خود را از دست میدهد. در صورت وقوع این مسئله، جوشکاری می بایستی متوقف گردیده و نوک الکترود مجدداً توسط سنگ تیز گردد. یکی از مشکلات دیگری که گاهی اوقات جوشکار با آن مواجه می باشد این بوده که همچنانکه در طی جوشکاری نوک نازل بر روی درز اتصال داده شده و کشیده می شود. در اثر داغ شدن نوک نازک تمایل به چسبیدن پیدا می کند. جهت رفع این مشکل همانطور که در شکل A-42 نیز مشهود است گوشه های نوک نازل را سنگ گرفته و کمی شیب به آن میدهیم. ( شکل B-42 )

توقف و شروع مجدد جوشکاری
غیر از موارد ضروری، جوشکاری نمی بایستی بهیچوجه متوقف گردد. با این حال مواردی همانند جوشکاری خالجوش و یا رسیدن به موقعیت ساعت ۱۲، ایجاب میکند که جوشکاری متوقف گردد. همچنین هنگام اتصال ( Iine – in ) با خال جوش نیز جوشکاری و می بایستی متوقف گردد.
با قطع نمودن جریان ، جوشکاری نیز متوقف میگردد. در صورتی که احتیاج به تعویض مفتول بوده و یا خط جوش حاصله پایان یافته، مفتول را از مطنقه جوشکاری خارج می نماییم، در غیر این صورت مفتول در حوضچه مذاب باقی خواهد ماند.

جهت شروع مجدد جوشکاری، در حالیکه همچنان جریان قطع می باشد، ترچ در مجاورت خط جوش قرار گرفته به طوری که زاویه الکترود ۲۰ درجه باشد. باید توجه داشت که الکترود هیچگونه تماسی با خط جوش نداشته باشد. همانطور که در شکل ۲۸ مشاهده گردید ترچ حول نازل چرخانده شده تا آنجا که زاویه الکترود برابر با ۵۵ درجه شود.

پس از قرار گرفتن مفتول در موقعیت مناسب جریان جوشکاری برقرار شده و ترچ به آرامی به موقعیت زاویه ۲۰ درجه چرخانیده میشود. مجدداً یادآوری می گردد که در این حالت الکترود به هیج وجه نمی بایستی با لبه های درز و یا خط جوش حاصله تماس پیدا کند. پس از تثبیت قوس و تشکیل حوضچه مذاب، مفتول نیز تغذیه شده و به الکترود حرکت عوضی داده میشود.

برقراری اتصال ( Iie- in )
هنگامی که جوش به خط جوش دیگری ( خال جوش و یا محل اتصال دو نیمه ) نزدیک میشود. تا زمانی که فاصله به ۱۶/۱ اینچ رسیده، جوشکاری ادامه داده می شود. در فاصله مذکور مفتول از منطقه حوضچه خارج شده ولی ترچ همچنان به حرکت خود ادامه میدهد، درصورت نیاز زاویه ترچ تغییر داده میشود احیاناً هیچگونه تماسی با فلز جوش نیابد.

پس از آنکه فاصله ذکر شده توسط فلز جوش پر شد جریان قطع میگردد. اتصال ( Iie- in ) با کیفیت ایده آل در شکل ۴۳ نشان داده شده است . با رعایت نکات ذکر شده در بالا می توان به چنین اتصالی دست یافت.

پاس دوم
مراحل و روش به کار رفته برای پاس رو نیز همانند پاس بلند، می باشد تنها فرق حاصله این بوده که جهت انجام پس رو اندازه طولی از الکترود که بیرون از نازل قرار می گیرد می بایستی کوتاهتر باشد تا مقیاسی با پاس ریشه و یا حوضچه مذاب پیدا نکند، همانند پاس قبلی، نوک الکترود میبایستی تیز باشد. زاویه اکترود و مفتول همانندپاس یک بوده و همچنین در حرکت ترچ نیز هیچگونه تغییری داده نمی شود.

فصل چهارم
پاس های پر کن و پاس رو
جوشهای چند پایه جهت جوشکاری لوله ای با ضخامت دیواره بالا و اغلب لوله های با ضخامت کم مورد استفاده قرار می گیرد. جوش چند پاسه نسبت به جوش یک یا سه، انعطاف پذیری بیشتر داشته و عاری از عیوب ها میباشد. همچنین انجام دادن حالت چند پاسه آسانتر بوده چرا که کنترل حوضچه مذاب گسترده در حالت جوش یک پاسه مشکل تر میباشد.

از آنجایی که پاس جوش وسیع و گسترده نسبت به پاس کوچک آرامتر منجمد میگردد بنابراین منجر به رشد بیش از حد دانه ها شده که این امر خود منجر به کاهش انعطاف پذیری جوش میشود. در حالتی که جوش حاصله دارای پاسی به اندازه نرمال بوده، انعطاف پذیری بهبود می یابد چرا که هر پاس در واقع پاس قبلی را پیش گرم مینماید. زمانیکه پاس جوش گسترده به آرامی خنک می گردد، فلز داغ مدت زمان بیشتری در معرض اتمسفر هوا قرارگرفته و بدین ترتیب اکسیدهایی که دارای آثار مضری برای جوش هستند پدید می آیند.

در این فصل در باره جوشکاری پاسهای میانی و پاس رو در لوله های با ضخامت بالا صحبت خواهیم کرد. همانند حالات قبل، هر لایه در پایین ترین قسمت لوله آغاز گشته ( جوشکاری سربالا ) و تا قسمت بالای لوله ادامه می یابد.

لایه های چند تایی
اولین لایه یا پاس در اتصال لب به لب چند پاسه، پاس ریشه می باشد. این لایه توسط یک یا چند لایه میانی ( پاسهای پر کن ) ادامه می یابد. پاس آخر اصطلاحاً پاس رو نامیده میشود. هر کدام از پاسهای میانی به وسیله شماره مشخص گشته و با پاس ۲ آغاز میگردد. ( همانند شکل ۴۴ ) تعداد پاسها بستگی به ضخامت لوله دارد. مشخص است که لوله های با ضخامت بالا نسبت به لوله های با ضخامت کم نیاز به پاسهای بیشتری دارند. جا گذاری و چیدن مناسب پاسها در لوله در شکل بالا آمده است .

این شکل به عنوان راهنمایی برای چیدن پاسها بر روی هم می تواند مورد استفاده قرار گیرد. هر لایه می بایستی کاملاً با فلزی که با آن در تماس است ( فلز پایه و یا لایه دیگر ) درهم آمیخته گردد و عاری از هر گونه حفره و یا سایر عیوب باشد. این اتصال باید دارای استحکام و انعطاف پذیری در برابر بارهایی که ممکن است به آن وارد شود داشته باشد.

لایه های میانی می بایستی درز اتصال را کاملاً پر کرده و با سطح خارجی لوله در یک امتداد باشند. این مسئله شرط اساسی قبل از شروع جوشکاری پاس رو میباشد. در صورتیکه فاقد این حالت باشیم، پاس رو خوبی نخواهیم داشت. پاس رو می بایستی کمی برجسته بوده ( تاج داشته ) و گوشه های آن به خوبی با فلز پایه در هم آمیخته شده و سوختگی کناره جوش نداشته باشد.

آماده سازی برای پاس ریشه
پاس ریشه انجام شده در سطح خارجی دارای سطحی خشن بوده و میزان به مهارت و دقت جوشکار می ت واند سوختگی و کناره جوش و برجستگی، مخصوصاً در محل های شروع الکترود را نمایان سازد. بنابراین استفاده از چکش و برس سیمی کافی نمی باشد. ( شکل ۴۵ )

پاس ریشه می بایستی به وسیله دستگاه سنگ از هر گونه سوختگی کناره جوش، نقاط زیر و خشن کاملاً پاک گردد. احتمال وجود هر گونه عیبی که قابل مشاهده نمی باشد کم گردد. عیوب قابل مشاهده را می توان تعمیر وتصحیح نمود ولی دارای مخارج بالایی می باشد. تحت شرایط نرمال از سنگ زدن بیش از اندازه پاس ریشه می بایستی احتراز نمود.

پاس ریشه باید بوسیله سنگ زدن از هر گونه سوختگی کناره جوش، نقاط داری سطح خشن و برجستگی برطرف گردد. الکترودهایی که دارای قدرت نفوذ زیادی هستند مانند E 6010 ، E 6011 و E 7010 به راحتی ذوب شده و حفره ها و سوختگی های کناره جوش را پر میکنند. زمانی که الکترودهای با عمق نفوذ کم مثل الکترودهای کم هیدروژن استفاده می شود

می بایستی دقت کافی در آماده سازی اتصال داشت. قدرت نفوذ کم این نوع الکترودها در پرکردن حفره و سوختگی ها و برطرف نمودن برجستگی های روی جوش کارآیی خوبی ندارد. بنابراین برای برقرار نمودن قوس کوتاه با این نوع الکترودها، سطحی که بر روی آن جوشکاری می شود باید صاف و نرم باشد. بنابر دلایل ذکر شده، سطح پاس ریشه می بایستی کاملاً سنگ خورده و به حالت تخت در آید.

پاس ریشه به وسیله عملیات سنگ زنی جهت برطرف نمودن سوختگی کناره جوش واقع در خط ذوب بین فلز جوش و فلز پایه سنگ خورده و پهن می گردد. از آنجایی که الکترودهای کم هیدروژن دارای پوشش ضخیم تری میباشند، پهن کردن پاس ریشه محل مناسبی جهت حرکت آزاد الکترود مهیا می نماید. به طور خلاصه، درجه و نوع حاضر سازی پاس ریشه برای جوشکاری، پاس رو در ارتباط مستقیم با نوع الکترود مورد استفاده می باشد.

هنگام استفاده از الکترودهای کم هیدروژن، سطحی که جوشکاری بر روی آن انجام می گیردمی بایستی صاف بوده و از هر گونه عیبی به دور باشد در حالیکه در صورت استفاده از الکترودهای با قدرت نفوذی بالا، تنها عیوب مهم و اصلی باید برطرف شود.

این فقط قسمتی از متن مقاله است . جهت دریافت کل متن مقاله ، لطفا آن را خریداری نمایید
word قابل ویرایش - قیمت 3000 تومان در 103 صفحه
رایگان – خرید و دانلود
سایر مقالات موجود در این موضوع
دیدگاه خود را مطرح فرمایید . وظیفه ماست که به سوالات شما پاسخ دهیم

پاسخ دیدگاه شما ایمیل خواهد شد