up
Search      menu
صنعت و مکانیک :: مقاله جوشکاري ترميمي PDF
QR code - جوشکاري ترميمي

جوشکاري ترميمي

کليات جوشکاري ترميمي

● مقدمه
جوشکاري تعميري يکي از فرآيندهاي مهم تعميرات و نگهداريست که شامل جوشکاري ترميمي و سطح پوشاني مي گردد . با توجه به اينکه در صنايع فلزي حجم کارهاي تعميرات و نگهداري بسيار بيشتر از ساخت مي باشد . تعداد جوشکاران فعال در زمينه جوش تعميري بيشتر است . اين موضوع اهميت جوشکاري تعميراتي را در صنايع نشان مي دهد .
قطعات بطور پيوسته دچار سايش ، خوردگي و شکست مي شوند . در بسياري موارد امکان جايگزيني قطعه کاملا مشابه وجود ندارد . اين موضوع در موارديکه صنعت يا قطعه قديمي باشد بيشتر صدق مي کند . با توجه به اينکه در تعمير قطعات مي توان نواقص و نقاط ضعف اصلي را بر طرف کرد ، قطعه تعمير شده مي تواند کارآيي بهتري داشته باشد . همچنين با توجه به کاهش زمان توقف و رفع نياز خريد قطعه جديد ، هزينه تعميرات کاهش مي يابد . در اين مقاله سعي شده به کليات و اصول اجرايي يک جوشکاري ترميمي موفق بر اساس ملزومات استانداردي بصورت خلاصه اشاره گردد.
جوشکاري ترميمي
در قطعات توليد شده عيوب مختلفي را مي توان مشاهده کرد که اين عيوب مي توانند ناشي از فرآيند توليد و يا حين کارکرد قطعه بوجود آمده باشند . بسته به نوع و علت ايجاد عيب ، جوشکاري ترميمي به چند دسته تقسيم مي شود :
- جوشکاري تکميلي در حين توليد ( finishing weld )
- اصلاح جوشکاريهاي غير قابل قبول ( correction of non confirming weld )
- جوشکاري تعميري حين کارکرد قطعه ( repair weld )
۱) جوشکاري تکميلي در حين توليد
نحوه جوشکاري تکميلي بستگي به نوع فرآيند توليد دارد . بعنوان مثال در مورد قطعات ريختگي از جوشکاري تکميلي براي برطرف کردن حفره ها ، تخلخل و يا اصلاح شرايط ابعادي قطعه استفاده مي شود .
در اينگونه موارد بايد مقدار حرارت ورودي و تنشهاي پسماند احتمالي را در نظر گرفت چرا که ممکن است شرايط قطعه را غير قابل قبول سازد . بنابراين گاهي اوقات بايد عمليات حرارتي خاصي نيز اعمال گردد . گاهي اوقات مشتري براي انجام اين فرآيند دستورالعمل خاصي را درخواست مي کند .
۲) اصلاح جوشکاريهاي غير قابل قبول
معمولا کيفيت جوش و تلورانسهاي قطعه بايد با شرايط مندرج در استاندارد مورد استفاده و يا قرارداد منطبق باشد . (استانداردهاي ISO ۱۳۹۲۰ . ISO ۱۰۰۴۲ . ISO ۵۸۱۷ ) . در صورتيکه اين مورد احراز نگردد بايد اقدامات اصلاحي بر اساس استاندارد ISO ۳۸۳۴ انجام گيرد . پس از اجراي اقدامات اصلاحي قطعه بايد مجددا تحت بازرسي ، آزمون و کنترل کيفي قرار گرفته و با شرايط مورد نياز مطابقت گردد . همچنين شرايط و علل ايجاد عيب بايد بدرستي بررسي و رفع گردد .
۳) جوش تعميري حين کارکرد قطعه
در صورتيکه حين کارکرد قطعه دچار شکست شود و يا عيوبي در جوش و يا فلز پايه ايجاد گردد ، مراحل زير قبل از اجراي جوش تعميري بايد انجام گيرد :
- تعيين ريشه و علل ايجاد عيب
- تعيين دقيق فلز پايه و مواد مصرفي جوش
- بررسي استاندارد مورد استفاده و قرارداد پيرامون موضوع تعمير
- تهيه برنامه تعمير ( شامل مراحل تعمير )
۳۱) تعيين ريشه و علل ايجاد عيب
دليل ايجاد عيب ها در جوش بايد قبل از بازسازي مشخص گردد . ( بعنوان مثال با آزمايشهاي متالوگرافي ) . تنها با دانستن علت ايجاد عيب مي توان از تکرار آن پس از بازسازي جلوگيري کرد.
دلايل ايجاد عيوب مي تواند جزو موارد زير باشند :
-تنش بيش از حد مجاز
-خطاي طراحي و محاسباتي
-انتخاب ماده نا مناسب
-جابجا شدن فلز پايه و يا ماده مصرفي با فلز يا ماده نا مناسب
-عيوب مراحل ساخت ( آماده سازي ، سرهم بندي ، جوشکاري ، عمليات حرارتي )
پس از بررسي علت ايجاد عيب و ريشه يابي آن جهت رفع آن ممکن است به اجراي يک يا چند مورد از موارد زير نياز باشد :
-تغيير طراحي ( مثلا ابعاد جوش )
-تغيير مواد پايه يا مواد مصرفي جوش
-تغيير مراحل و پارامترهاي جوش
-ماشينکاري و پرداخت بيشتر جوشها
۳۲) فلز پايه و مواد مصرفي جوش
۳۲۱) فلز پايه
در صورتيکه نوع دقيق فلز پايه در مستندات معتبر بازرسي موجود نباشد ، بايد آناليز شيميايي گرفته شود . در مورد فولادهاي ساختماني ريز دانه با تنش تسليم بالاتر از ۳۵۵ MPa بايد دقت خاصي در مورد ميکرو آلياژها صورت گيرد .
در مواردي که از فولادهايي با عمر بيش از ۳۰ سال استفاده شده است هنگام برنامه ريزي تعمير بايد به مقدار نيتروژن توجه شود (امکان شکست ترد ) .
در صورتيکه خواص مکانيکي فلز پايه مشخص نباشد بايد نمونه هايي از قسمتهاي کم تنش قطعه تهيه شده و تست گردد . خصوصيات زير بايد مشخص شود :
- استحکام کششي
- استحکام تسليم
- افزايش طول
- چکش خواري (خواص ضربه )
- کاهش سطح مقطع در راستاي ضخامت ( در صورت نياز )
در صورت نياز آزمونهاي متالوگرافي نيز بايد انجام گيرد (مانند تعيين ساختار ماده ، محل عيب ) .
۳۲۲) مواد مصرفي جوش
مواد مصرفي جوش استفاده شده بايد مشخص گردد (مثلا توسط آناليز شيميايي ) . در جوشکاري ترميمي مواد مصرفي بايد داراي افزايش طول مناسب (&#۶۱۶۱۹;۳۰% ) باشند . بخصوص براي جوش ريشه اغلب توصيه مي شود که از مواد مصرفي با استحکام تسليم کمتر از فلز پايه استفاده شود . در مواردي که لايه جوش ماشينکاري و برداشته مي شود , بايد حتما از اين مواد استفاده شود .
۳۳) استاندارد مورد استفاده و قرارداد
جوشکاري ترميمي بايد کاملا مطابق با استاندارد مشخص شده و يا دستورالعمل قرارداد اجرا گردد و کيفيت و تلورانسهاي خواسته شده بايد بدست آيد . در بعضي موارد برنامه ترميم بايد توسط يک بازرس يا مشتري بررسي و تائيد شود همچنين امکان دارد روال کار حين اجرا توسط بازرس يا مشتري نظارت گردد . بعد از اتمام جوشکاري حداقل آزمونهاي اصلي براي نمونه اوليه بايد اجرا شود .
۳۴) برنامه ترميم
براي هر ترميمي بايد برنامه تهيه گردد و اغلب نياز است که اين برنامه توسط بازرس يا خريدار تائيد شود . مواد موجود در برنامه ترميم بسيار شبيه به برنامه جوشکاري است . در طراحي برنامه بايد به موارد زير توجه خاص صورت گيرد :
- تميز کاري
- نوع ماده
- نام تجهيز و قسمتهايي که بايد ترميم گردند
- طراح قسمتهاي معيوب که بايد برداشته شوند و روش برداشتن عيوب
- مواد مصرفي جوش
- دستورالعمل جوش ترميمي
- گواهينامه جوشکار
- آزمونهاي تائيد دستورالعمل جوش
- ترتيب و توالي عمليات ترميم
- مقدار مجاز انقباض
-عمليات حرارتي ( دما ، زمان ، سرعت گرم و سرد کردن ) (در صورت نياز )
-عمليات پس از جوشکاري ( چکش زني ، ماشينکاري ، پرداخت )
-روشهاي آزمون ( زمان و مشخصات آزمون )
-بازرسي و بررسي جوش ترميمي
۴) مراحل اجراي جوشکاري ترميمي
فعاليتهاي مهم براي اجراي جوشکاري ترميمي را مي توان به سه دسته تقسيم کرد :
- آماده سازي براي جوشکاري
- جوشکاري ترميمي
- عمليات پس از جوشکاري
۴۱) آماده سازي براي جوشکاري
قبل از آغاز جوشکاري بايد موارد زيادي در نظر گرفته شود .مهمترين اين موارد عبارتند از:
- ايمني : محل اجراي جوشکاري ترميمي بايد آماده سازي شده و کليه موارد ايمني در نظر گرفته شود .
- تميزکاري : تمامي آلودگيها مانند غبار ، روغن ، رنگ و … بايد از سطح قطعه تحت جوشکاري پاکسازي گردد . روش پاکسازي بستگي به نوع ماده و محل قطعه کار دارد . براي اغلب تجهيزات و سازه ها تميزکاري با بخار لازم است . در صورت عدم امکان اجراي تميزکاري با بخار مي توان از شستشوي شيميايي و يا بلاست استفاده کرد . همچنين از تميزکاري با ابزار مانند برس ، سنگ سمباده و … نيز مي توان استفاده کرد .
- پياده سازي : بجز در موارديکه کار ترميم بسيار ساده است در ساير موارد نياز به پياده سازي وجود دارد .
- محافظت از تجهيزات و سطوح ماشين شده نزديک به محل کار : در صورت اجراي جوشکاري ترميمي ، تجهيزات و قطعاتي که در نزديکي محل قرار دارند بايد از جرقه جوش ، شعله ، جرقه هاي برش و ساير خطرات محافظت شوند . براي محافظت مي توان از ورقه هاي فلزي و يا برزنت استفاده کرد . سطوح ماشين شده بايد تا فاصله ۵ پا از محل جوش پوشانيده شوند .
- بست و مهار : در تعميرات پيچيده امکان دارد به بست يا مهار سازي نياز باشد . علت اين امر به وزن زياد قطعه و يا نيروهاي اعمالي به قطعه تحت جوشکاري بر مي گردد . اگر اجزاء اصلي سازه بريده شوند بايد نيرو توسط مهارهاي موقتي تحمل گردد . اين مهارها مي توانند بصورت موقت به سازه جوشکاري شود .
- الگو سازي : در اغلب موارد تعميراتي لازم است که قسمتي از ماده برداشته شود تا امکان ايجاد جوش با نفوذ کامل ايجاد گردد. در اين موارد بايد الگويي ساخته شود که قسمتي را که بايد بريده شود وبراي جوشکاري آماده شود مشخص نمايد . الگو بايد طوري طراحي شود که کمترين ماده برداشته شود و راحت ترين موقعيت جوشکاري را ايجاد نمايد .
- پيش گرمايي : پيش گرم کردن و برش با برنال يا گوج کردن جزو عمليات آماده سازي جوشکاري مي باشند . هنگامي که برنال کاري يا کوج نياز باشد ، بايد پيش گرمايي مشابه پيش گرمايي لازم براي جوشکاري انجام گردد . هر چند که تنش هاي ايجاد شده در برش کاري کمتر از جوشکاري است ، اما در برشکاري نيز امکان ايجاد شوک هاي حرارتي مشابه جوشکاري وجود دارد . پيش گرم کردن قبل از جوشکاري از اهميت ويژه اي برخوردار است و بايد دقيقا رعايت شود. بسياري از عيوب جوش ناشي از عدم پيش گرم کردن مناسب قبل از جوشکاري است. عوامل اصلي موثر بر دماي پيشگرم شامل کربن معادل، ضخامت قطعه و پارامترهاي جوشکاري ميباشد. جداول و نمودارهاي بسياري براي محاسبه مقدار پيشگرم لازم براي مواد مختلف طراحي شده است. جدول زير يکي از نمونه هاي کاربردي اين جداول ميباشد.
- برشکاري و گوج کردن : برشکاري با مشعل ، گوج و برش قوس کربن بيشترين مصرف را در مراحل جوشکاري ترميمي دارند که بسته به نوع ماده و مشکل لبه سازي يکي از آنها انتخاب
مي گردد . البته در صورت استفاده از قوس کربن بايد پارامترها به گونه اي تنظيم شود که از رسوب کربن در سطوح جوشکاري جلوگيري شود . در مورد بعضي مواد نمي توان از روشهاي فوق استفاده کرد . (مانند فولاد ضد زنگ ) در اينگونه موارد از روشهاي مکانيکي و سنگ زني استفاده مي شود . در صورت استفاده از گوج يا مشعل، پس از اتمام فرآيند لبه ها بايد مجددا تا ۲mm سنگ زده شوند.
- سنگ زني و تميزکاري : سطوح ايجاد شده در مرحله قبل به اندازه مناسب صاف نبوده و داراي نقاط سوخته ، اکسيد و غيره مي باشد . سطوح جوش بايد قبل از جوش صاف و تميز گردد . در موارد بحراني که احتمال ايجاد ترک هاي اضافي وجود دارد بهتراست پس از سنگ زني تست MT يا PT صورت گيرد تا از باقي نماندن ترک اطمينان حاصل شود .
۴۲) اجراي جوش ترميمي
جوشکاري ترميمي موفق شامل موارد و پارامترهاي زير مي گردد .
- دستورالعمل جوش : دستورالعل جوش بايد براي استفاده جوشکاران تهيه گردد . اين دستورالعمل بايد شامل پروسه ، نوع ماده مصرفي ، پيش گرم و ساير اطلاعات تخصصي لازم براي اجراي جوشکاري باشد .
- تجهيزات جوشکاري : تجهيزات جوشکاري بايد به اندازه کافي در دسترس باشد بطوريکه تأخيري در کار ايجاد نشود . اين تجهيزات شامل ماشين جوش ، کابل ، آون ، گيره و … مي باشد .
- مواد : مواد کافي نيز بايد در دسترس باشد . اين مواد شامل الکترود و مواد مصرفي جوش، قطعات جايگزين ، تقويتي ها و غيره مي باشد . همچنين سوخت جهت پيش گرم و برش نيز بايد در حد کافي موجود باشد .
- ترتيب جوشکاري : ترتيب جوشکاري و نحوه اجراي پاسها بسيار اهميت دارد و بايد بطور واضح در دستورالعمل تشريح گردد .
- ايمني : در تمام مراحل بايد شرايط بگونه اي تعبيه شود تا ايمني کامل برقرار گردد .
- کيفيت جوش : کيفيت جوش بايد بطور مداوم بررسي گردد . جوش نهايي بايد کاملا صاف و بدون شيار باشد .
- در نهايت بايد تعداد کافي جوشکار تائيد شده و با مهارت براي اجراي سريع کار وجود داشته باشد .
۴۳) عمليات پس از جوشکاري
پس از اتمام جوشکاري بايد قطعه به آهستگي سرد شود و نبايد در برابر باد يا محيط سرد کننده قرار گيرد . همچنين تا زماني که قطعه به دماي محيط نرسيده نبايد نيرويي به محل تعمير شده اعمال گردد .
- بازرسي : جوش بايد تحت بازرسي قرار گيرد . اين بازرسي مي تواند شامل بررسيهاي غير مخرب مانند MT ، UT يا RT باشد . جوش ترميمي بايد از کيفيت بالايي برخوردار باشد چرا که بايد جايگزين ماده اصلي گردد .
- عمليات تميزکاري : اين عمليات شامل جداسازي مهارها ، سنگ زني محل هاي اتصالات موقت، پاکسازي جرقه هاي جوش ، سرباره جوش و جمع آوري پوششهاي محافظ و غيره
مي شود .
- رنگ آميزي مجدد : در صورت لزوم پس از تميزکاري، ناحيه تعمير شده بايد رنگ آميزي گردد . همچنين قطعات ماشين آلات بايد در صورت نياز گريس کاري شوند .
- سرهم بندي : پس از تکميل مراحل تجهيز مجددا سرهم بندي مي شود .

براي انجام عمل جوشکاري چهار منبع اصلي انرژي وجود دارد که عبارتند از: ·انرژي الکتريکي ·انرژي شيميايي ·انرژي مکانيکي ·انرژي تشعشعي انرژي الکتريکي: از ان ...

جوشکاري و برشکاري با استفاده از اشعه ليزر از روشهاي نوين جوشکاري بوده که در دههاي اخير مورد توجه صنعت قرار گرفته و امروزه به خاطر کيفيت ، سرعت و قابلي ...

جوشکاري و برشکاري با استفاده از اشعه ليزر از روشهاي نوين جوشکاري بوده که در دههاي اخير مورد توجه صنعت قرار گرفته و امروزه به خاطر کيفيت ، سرعت و قابلي ...

محمد کريمي http: weld.blogfa.com ليزر يک نام اختصاري به معني تقويت نور با انتشار برانگيخته تابش است . فرآيند به برخورد يک اشعه نور تکرنگ همفاز جهت دا ...

مقصود از اين آلياژها، آلياژهايي است که اجزاي اصلي آن ها را آهن و کربن تشکيل مي دهند. در حدود ۰.۰۱ درصد از کربن حل شده در آهن، تشکيل محلول جامدي را مي ...

قوس برقي در سال ۱۸۰۷توسط سرهمفري ديوي کشف شد ولي استفاده از آن در فلزات به يکديگر هشتاد سال بعد از اين کشف يعني در سال ۱۸۸۱ اتفاق افتاد. فردي به نام آ ...

در نظر بگيريد در کارخانه اي بزرگ که تعداد زيادي پروژه در دست انجام است مسوول کنترل کيفي و يا ناظر هستيم. و با انواع و اقسام حالات جوشکاري برخورد ميکني ...

دي اکسيد کربن از گازهاي ديگري که در روش قوس الکتريکي استفاده مي شوند، ارزانتر است. اولين گازي که دردستگاه هاي تمام اتوماتيک بکار رفت دي اکسيد کربن بود ...

دانلود نسخه PDF - جوشکاري ترميمي