تحقيق جوش و جوشكاري - مباني جوشكاري

    جوش و جوشكاري     
     همه چيز درباره جوش و جوشكاري
جوشكاري از مسائل خيلي مهم در صنعت ساختمان است .اهميت اين امر به سبب ساخت و سازهاي مرتفع كه امروزه در تمام نقاط شهري و حتي روستايي به سرعت در حال پيشرفت است چندين برابر شده تا آنجا كه سازمان نظام مهندسي نيز با درك اين مسئله دوره هاي مختلفي را براي بالا بردن آگاهي اعضاي خود و بروز كردن اطلاعات مهندسين محترم مرتبا برگزار ميكند.
در قسمت ذيل عناويني مشاهده ميشود كه خود شامل زير مجموعه هاي ديگري مي باشند(كه در ادامه مطلب بطور كامل آمده است). تلاش من در ارائه اين مطلب بر اين بوده تا حد امكان اين مهم كامل و جامع بررسي شود. باشد كه مورد توجه علاقمندان قرار گيرد... به ادامه مطلب برويد...
•    نكاتي در مورد جوشكاري ساختمانهاي فلزي
•    انواع اتصالات در جوشكاري
•    خطاهاى جوشكارى اتصالات در ساختمانهاى فولادى
•    آزمايشهاي جوش
•    انواع و روش هاي جوشكاري
•    جوشهاي بي كيفيت ساختمانها
•    جوشكاري با قوس الكتريكي

 
نكاتي در مورد جوشكاري ساختمانهاي فلزي
فرآيند برپا سازي اسكلت ساختمانهاي فلزي (غالباً مسكوني و تجاري هاي كوچك) در زمان كوتاهي٬ حدوداً يك روزه٬ انجام مي شود.  به همين دليل نمي توان تمام جوشكاريها را در همان روز انجام داد.  در اين حالت در قدم اول جوشكار سعي مي كند تير و ستونهاي ساختمان را با حداقل جوش بر پا كند و بعد از رفتن جرثقيل٬ هزينه ساعتي اجاره جرثقيل زياد است و براي همين نمي توان چند روز از آن استفاده كرد مضافاً اينكه اگر حتي يك ساعت در روز از آن استفاده شود بايد هزينه كل روز را پرداخت نمود٬ شروع به جوشكاري كامل كند.
براي همين است كه پايداري ساختمان فلزي در چند روز اول كه جوشكاري ها هنوز نيمبند هستند بسيار كم است.  بلاي جان اين وضعيت٬ باد است.  بله وزش باد. تصور اينكه يك ساختمان به خاطر وزش باد فرو بريزد بسيار وحشتناك است. چه بايد كرد؟
خب٬ اين خودش يك بحث علمي را ميطلبد.  آيا تابه حال به واژه "بارهاي حين ساخت"  (Construction Loads) برخورده ايد؟ اساس قضيه اينست كه تكنولوژي ساخت نيز علاوه بر بارهاي اعمالي بر سازه٬ ممكن است بارهاي جديدي را به سازه اعمال كند.  مثلاً در مبحث پل سازي٬ اگر براي ساخت پل مجبوريم كه از تكنولوژي ساخت خاصي استفاده كنيم٬ شايد كه لازم باشد سازه را براي يك بارگذاري جديد كه ريشه آن فقط و فقط روش ساخت است طراحي كنيم.  حالا جالب است كه بعضي مواقع اين بارها هستند كه در طراحي سازه حاكم مي شوند.  بهر حال٬ مي توان يك تحقيق علمي خوب در اين زمينه مربوط به مسئله اي كه اشاره شد انجام داد.  اما اگر بخواهيم اين مسئله را بصورت تقريبي و تجربي حل كنيم٬ بهتر است كه دستورالعمل هاي ساده اي را رعايت كنيم.
 - به هواشناسي اهميت دهيم.  روزهايي كه وزش باد زياد است (Windy Weather) از الم كردن سازه اجتناب كنيم.
 - اگر كه مجبور به ادامه كار در حين وزش باد هستيم در طول برپاسازي به ارتفاع و عرض سازه عمود بر جهت وزش باد (سطح بادگير سازه) دقت كنيم.  طوري بايد كار را پيشرفت داد كه همواره اين عامل حداقل باشد.  
 - اگر در يك سايت با محوطه باز هستيد احتمال تغيير جهت باد به نفع خود با آرايش و چيدمان مهندسي و حساب شده ماشين آلات كانتينرها و هر چيز دم دستتان كه داراي حجم و سطح مناسبي است را بررسي كنيد.  
 - استفاده از حائل براي افزايش پايداري هم گزينه مناسبي است.  
 - از علم مهندسي سازه نيز استفاده كنيد.  در حين الم سازي سازه دقت كنيد كه اگر بعضي از اتصالات كامل جوشكاري شوند مي توانيد حداقل يك سازه معين پايدار داشته باشيد.  اكنون بايد مطمئن باشيد كه سازه معين انتخابي شما پايدار است.
 - موارد ديگري كه نسبت به جايي كه شما هستيد احتمالاً وجود دارند كه شما بايد از خلاقيت خود كمك بگيريد.
 
انواع اتصالات در جوشكاري
مراحل اجرايي جوشكاري قوس  الكترود دستي
آلودگي ها از قبيل چربي، كثافات، رنگ، اكسيدها و پوسته ها از لبه هاي مورد جوش حداقل تا فاصله 15mm از هر طرف قطعه. اصولاً كار به كمك سنگ زني، برس زني و سمباده انجام مي گيرد. روش شيميايي بيشتر براي زدودن چربي ها مي باشد.
جوشكاري (Beveling): متناسب با ضخامت ورق و شرايط كار و نهايتاً به كمك استانداردها لبه سازي انجام مي شود. براي ورق هاي ضخيم از لبه سازي (Beveling) دو طرفه و براي ورق هاي با ضخامت متوسط از لبه سازي يك طرفه استفاده مي شود. مسلماً شيار (Groove) نيز مي تواند براي قطعات با ضخامت متوسط از يكطرف و براي قطعات ضخيم در دو طرف قطعه ايجاد شود. 1-برطرف كردن كليه مواد زائد، ناخالصي ها، 2- يخ زدن لبه هاي مورد
زاويه پخ و شعاع انحناء تحتاني لبه ها بر حسب حساسيت به ترك، پيچيدگي، وزن قطعه در هنگام جوشكاري، نوع الكترود، مهارت جوشكار و هزينه يخ سازي انجام مي گيرد. مثلاً لبه سازي به صورت لاله فلز جوش متري نسبت به لبه سازي به صورت V نياز دارد. يا لبه سازي به شكل V به بعضي ترك خوردگي ها نسبت به شكل لاله (U) حساس تر است و يا قطعات لبه سازي شده از دو طرف نسبت به قطعات لبه سازي شده از يك طرف حساسيت كمتري به پيچيدگي دارند.
البته بعضي اوقات از شكل ظاهري قطعات مي توان استفاده كرده و لبه سازي انجام نمي دهند.
لبه سازي معمولاً به كمك سنگ زني، ماشين كاري و يا با استفاده از Totch و يا قوس انجام مي گيرد كه هر يك مستلزم هزينه مي باشد و به هزينه جوشكاري افزوده مي گردد.
3- استقرار اجزاء در كنار يكديگر براي عمليات جوشكاري:
ترجيحاً استقرار قطعات را طوري كنار يكديگر فراهم مي سازند كه راحت ترين موقعيت (Position) براي جوشكاري آنها تامين گردد. در اين راستا مي توان از گيره، نگهدارنده و وضعيت دهند ها استفاده نمود كه اكثراً شرايط كار را خيلي ساده مي كنند.
4- تك بندي (Tack Weld): قطعات در فواصل مناسب بطوريكه از پيچيدگي آنها جلوگيري به عمل آيد و پيچيدگي آنها به حداقل برسد نسبت به يكديگر با خال جوش كنار هم استقرار مي يابند.
5- عمليات جوشكاري
انتخاب الكترود و تنظيم آمپر و قراردادن كار در موقعيتي كه جوشكار احساس راحتي كند. تنظيم آمپر اصولاً روي تكه قراضه اي انجام مي گيرد.
پس از راه اندازي قوس و تنظيم آمپر، قوس را به داخل محل اتصال جهت مي دهند تا فلز جوش در محل اتصال رسوب داده مي شود. لذا جوشكار حركت هاي زير را بايستي همزمان به طور يكنواخت و قابل كنترل انجام دهد اين حركت ها عبارتند از:
الف) تثبيت فاصله نوك الكترود با سطح مذاب حوضچه. در حقيقت الكترود را بايد به سمت حوضچه در اثر مصرف پايين آورد.
ب) حركت الكترود و قوس در سرتاسر مسير جوش كه در اصل تعيين كننده سرعت جوشكاري است. اين حركت توام با حركت هاي زيگزاگي ياموجي شكل است كه هر جوشكار بر حسب عادت يك نوع حركت را انجام مي دهد.
حركت موجي الكترود سبب مي گردد تا سرباره به كناره ها جارو گردد، البته اين حركت بايستي طوري انجام گيرد كه سرباره در جوش حبس نشود و زاويه الكترود نسبت به قطعه و زاويه كاردرست انتخاب شود.
قطع قوس به منظور تعويض الكترود بايستي به آرامي انجام گيرد يعني الكترود به آهستگي به عقب كشيده شود تا عيب دهانه آتش فشان در جوش بوجود نبايد بايستي الكترود را به طرف عقب حركت داد و همزمان فاصله قوس را زياد كرد تا قوس خاموش شود. الكترود بعدي كه مورد استفاده قرار گيرد ابتدا بايستي انتهاي حوضچه سنگ بخورد و جوش از جلو شروع شود و به طرف عقب برگردد و مجدداً ادامه يابد. محل تعويض الكترود منبع جدي براي بوجود آمدن عيوب جوش از قبيل سرباره، حباب گاز و فقدان ذوب كامل مي باشد.
در جوشكاري چند پاسه بايستي سرباره از روي هر پاس بطور كامل تميز گردد و سپس جوشكاري در پاس هاي بعدي انجام گيرد. هر پاس حداقل 3/1 پاس زيري را مي پوشاند.
زاويه كار (Work Angle)
زاويه بين الكترود با خط عمود بر جوش در صفحه عرضي را زاويه كار مي گويند.
زاويه راهنما (Lead Angle)
زاويه الكترود با خط عمود بر جوش در صفحه طولي را زاويه راهنما مي گويند. زاويه الكترود سبب مي گردد تا جوشكار بتواند حفره كاسه اي شكل قوس را مشاهده نمايد، علاوه بر آن نيروي قوس سبب مي گردد تا سرباره بطور ناخواسته بطرف جلو حركت كند و همچنين از بروز گودافتادگي كنار جوش (Undercut) جلوگيري مي كند. جوشكار بايستي در انتخاب زاويه كار و زاويه راهنما انتخاب صحيحي انجام دهد.
دسترسي به ماشين جوشكاري: سعي مي‌شود ماشين جوشكاري تا حد امكان در دسترس جوشكار قرار گيرد تا از مزاحمت كابل ها و تداخل آنها اجتناب شود. كه به تازگي با استفاده از كنترل از راه دور جوشكار مي تواند شدت جريان جوشكاري را خود از محل جوشكاري تنظيم نمايد.
فضاي كارگاه: جوشكاري در فضاي بسته انجام نمي گيرد مگر آنكه تهويه كافي و پرقدرت بر رويفضا تعبيه شده باشد.
نحوه بسته بندي و نگهداري الكترود: معمولاً الكترودها را در بسته هاي به صورت Hermetically airtight به بازار عرضه مي كنند.
بايستي در نگهداري الكترودها در انبار دقت لازم به عمل آيد و آنها را در محلي دور از رطوبت، آب، باران، گرد و خاك، دود، گريس و چربي نگهداري نمود. (جاي خشك بهترين محل است) و اصولاً الكترود را نبايد در انبار روي زمين انباشت نمود بهترين جا قفسه مي باشد.
وسايل مورد نياز:
براي فولادهاي كربن استيل Wire Brush، Chipping Hammer، Helmet، براي فولادهاي زنگ نزن و زنگ زن استفاده مي كنند. Wire Brush Chipping Hammer Face Shield، Hand Shield، Gloves، Photo Sensitive Lens، Leathers نيز استفاده مي شود.
گذشته از وسائل ياد شده ايمني نيز در جوشكاري بايستي مورد توجه قرار گيرد. مثلاً جلوگيري از سقوط جوشكار بخاطر برق گرفتگي، همچنين در هنگام جوشكاري گازهاي مضري نظير اوزنبهخاطر اشعه ماوراء بنفش، No2 (Nitrogen dioxide) و Phosgene Gas و همچنين اشعه ماوراء بنفش بوجود مي آيند كه براي پوست و تنفس مضر هستند. O3