جوشکاری زیر پودری یکی از فرایندهای جوشکاری قوسی می باشد که در آن، نوک الکترود داخل پودری از مواد معدنی ویژه قرار می‌گیرد و یک یا چند قوس در زیر این پودر در امتداد مسیر جوشکاری تشکیل می‌شود و از این قوس به وجود آمده به عنوان منبع حرارتی در عملیات جوشکاری بهره می گیرند.
جوشکاری زیر پودری چیست؟
همانطور که در ابتدای مقاله گفته شد جوشکاری زیر پودری (saw) یک فرایند جوش قوس الکتریکی است که گرمای لازم جهت انجام جوشکاری به وسیله یک یا چند قوس میان یک فلز پوشش داده نشده، یک یا چند الکترود جوشکاری و یک قطعه کار انجام می شود. نوک الکترود درون مواد معدنی مخصوصی قرار می گیرد و قوس در زیر این پودر در ادامه مسیر تشکیل می شود.
قوس در این فرایند قابل مشاهده نیست. در این روش سیمی که مورد استفاده قرار می گیرد بدون روکش است. پس از اتمام جوشکاری پودر اضافی به قیف نگهدارنده منتقل می شود. لایه های سرباره ذوب شده که باقی مانده است را پس از اتمام عملیات جوشکاری به راحتی می توان از بین برد.
وقتی قوس با لایه فلاکس پوشیده شود، اتلاف حرارت به میزان قابل توجهی کاهش یافته و سبب راندمان حرارتی بالایی به میزان 60 درصد خواهد بود.
3 روش قابل انجام در جوشکاری زیر پودری
جوشکاری زیر پودری به سه روش خودکار، نیمه خودکار و ماشینی قابل انجام است.
1- روش خودکار
در روش خودکار، جوشکاری بدون دخالت نیروی انسانی و تنها بوسیله دستگاه جوشکاری و کنترل کننده های خودکار صورت می گیرد.
2- روش نیمه خودکار
در روش نیمه خودکار به صورت دستی از تفنگ جوشکاری استفاده می شود. تفنگ الکترود و پودر محافظ را منتقل می کند. در این روش سیم جوش به صورت خودکار تغذیه می شود و پودر محافظ توسط نیروی گرانش از مخزن با ته مخروطی یا بوسیله شیلنگ به محل اتصال، منتقل می شود.
3- روش ماشینی
در روش ماشینی این کار توسط ماشین صورت می گیرد. نیروی انسانی جوشکاری را شروع می کند و بر انجام آن نظارت دارد. تنظیم کردن سرعت و متغیرهای جوشکاری را برعهده دارد و پایان جوشکاری را اعلام می کند.
فلاکس های جوشکاری زیر پودری
فلاکس هایی که در جوشکاری زیر پودری مورد استفاده قرار می گیرند مواد معدنی گدازنده دانه ای هستند که شامل: تیتانیوم، کلسیم، آلومینیوم، منیزیم، اکسیدهای منگنز، سیلیسیم، زیرکونیم و ترکیبات دیگری مانند فلوئورید کلسیم است.
همچنین بخوانید : صفر تا صد جوشکاری با الکترود تنگستن
فلاکس ها دارای فرمول ویژه ای هستند که با نوع مشخصی از سیم الکترود سازگاری دارد تا با ترکیب سیم جوش و فلاکس، شرایط مطلوبی را بوجود آورد.
طی تجربه ای که بارها تکرار شده نشان داده است که اگر فلاکس ها به فلز جوش منگنز و سیلیسیم اضافه شوند، به عنوان فلاکس فعال قابل استفاده است و میزان سیلیسیم و منگنز اضافه شده از شدت جریان و ولتاژ قوس تاثیر می گیرد.
انواع اصلی فلاکس ها برای جوشکاری زیر پودری
فلاکس های اصلی جوشکاری به دو نوع تقسیم می شوند:
فلاکس های پیش ذوب شده
این فلاکس ها از مخلوط اجزا، پس از آن ذوب شدن آنها در کوره الکتریکی برای تبدیل به یک محصول شیمیایی همگن تولید می شوند و پس از خنک شدن، خرد می شوند تا به ذرات مورد نظر برسند. این فلاکس ها قوس نرم و پایداری به وجود می آورند.
فلاکس های باند شده
این فلاکس ها اکسید زداهای فلزی هستند که از تخلخل جوش جلوگیری می کنند.
مزایای جوشکاری زیر پودری
روش های خودکار، نیمه خودکار و ماشینی در جوشکاری زیر پودری مزایایی دارند که در ادامه به شرح مختصری از آنها می پردازیم:
- با استفاده از این روش می توان اتصالاتی با شیار کم عمق آماده کرد که سبب شده تا مصرف فلز پرکننده کاهش یابد.
- فلاکس به عنوان اکسیدزدا کمک شایانی می کند تا ترکیبات ناخواسته از حوضچه جوش خارج شوند و در نتیجه جوش با کیفیت و با خواص مکانیکی مطلوبی ایجاد شود.
- در این روش جوشکاری بدون تشعشع و دود انجام می شود.
- در این روش نیازی به جوشکار متخصص و ماهر نیست.
- نرخ های رسوب بالا
- رسوب الکترود با بازدهی بالا انجام می پذیرد.
- سرعت جوشکاری افزایش می یابد.
معایب جوشکاری زیر پودری
- جوشکاری به روش زیر پودری برای تمامی فلزات و آلیاژها مناسب نیست. تنها برای فلزات فولاد ساده می توان از این روش استفاده کرد. مانند فولادهای کم کربن که کمتر از 30 درصد کربن، کمتر از 5 درصد فسفر و کمتر از 5 درصد گوگرد دارند. همچنین می توان در این روش از فولاد کربنی آلیاژی قابل سخت شدن، فولاد ضد زنگ و فولاد ساختمانی محکم نیز بهره برد.
همچنین بخوانید : بررسی مزایا و معایب جوشکاری
- ترک انقباضی هنگامی رخ می دهد که مواد جوش غلط انتخاب شده باشند یا کل گرده جوش و یا طرح اتصال مناسب نباشد
- ترک هیدروژنی ممکن است تا روزها بعد از جوش ظاهر نشود و برای کاهش این خطر باید همه منابع هیدروژنی مانند روغن، آلودگی و آب موجود در فلاکس الکترود و سطوح اتصال حذف شده و ورق فلاکس و الکترود تمیز و کاملا خشک شوند.
محدودیت های جوشکاری زیر پودری
در برخی مواقع امکان آلودگی پودر جوش نیز وجود دارد که این سبب تخلخل جوش خواهد شد. برای گرفتن نتیجه مطلوب و یک جوش خوب باید فلز پایه یکنواخت و بدون پوسته اکسیدی، غبار، روغن، زنگ و دیگر آلودگی ها باشد.
در برخی مواقع سرباره از جوش به سختی جدا می شود. در جوش های چند پاس بعد از هر عبور باید سرباره برداشته شود تا باقی مانده آن درون فلز جوش نماند.
کاربردهای جوشکاری زیر پودری
در زیر به موارد پر مصرف جوشکاری زیر پودری اشاره خواهد شد:
- ساخت واگن های راه آهن
- کشتی سازی
- مخازن ذخیره
- خطوط لوله
- سازه های سنگین
- ساخت تیر ورق
- جوشکاری مخازن تحت فشار
فلزات مناسب جوش زیر پودری کدامند؟
در فرایند جوش زیر پودری فلزات مختلف با توجه به جنس و آلیاژ آنها واکنش های متفاوتی نشان می دهند از این رو انتخاب فلز مناسب از اهمیت ویژه ای برخوردار است. برای شفاف شدن بحث باید به سه بخش تقسیم شده پرداخت:
1- فلزات بسیار مناسب
همانطور که قبلا هم اشاره شد این روش جوش مناسب برای فلزات ساده مخصوصا فولاد می باشد که با فلاکس و الکترود 69-15.17 جوش می شوند. فولادهای کربن متوسط و فولادهای ساختمانی با استحکام بالا نیز مناسب این روش جوشکاری می باشند.
همچنین بخوانید : صفر تا صد روش های جوشکاری لوله با الکترود
جوش زیر پودری برای بوجود آمدن پوشش های محکم و مقاوم در برابر سایش برای موقعیت هایی که تحت سایش هستند نیز کاربرد دارد.
2- فلزات کم مناسب
برخی فولادهای ساختمانی با استحکام بالا کم کربن در این گروه قرار می گیرند. فولادهای پرکربن، مس، آلیاژهای مس و فولادهای مارتنزیتی نیز جزو این گروه به شمار می آیند و می توان به روش جوشکاری زیر پودری جوش داد به این شرط که منطقه حرارت داده شده باریک تر باشد.
3- فلزات نامناسب
برخی از فلزات مانند چدن را به روش زیر پودری نمی توان جوش داد زیرا تحمل حرارت بالا را ندارد. آلیاژهای منیزیم و آلومینیوم را نیز نمی توان با این روش جوش داد زیرا فلاکس مناسب برای آن یافت نمی شود.
همچنین بخوانید : راهنمایی جوشکاری آلومینیوم با الکترود
روی و سرب نیز در گروه فلزاتی هستند که به دلیل داشتن نقطه ذوب پایین نمی توان با روش زیر پودری آنها را جوش داد. تیتانیوم را توانسته اند برای کاربرد آزمایشگاهی با این روش جوش بدهند اما فلاکس مناسب آن تاکنون عرضه نشده است.
پودر مصرفی در جوشکاری زیر پودری
برای انتخاب پودر برای جوش زیر پودری باید به دانه بندی آن توجه ویژه ای داشت زیرا تابع ترکیب شیمیایی پودر، قطر سیم جوش، آمپر و ضخامت قطعه می باشد.
پودری که در زمان جوش مورد استفاده قرار می گیرد دارای تاثیرات متفاوتی خواهد بود که به دلیل ترکیبات پودر می باشد و شامل تاثیر متالوژیکی از نظر ازدیاد و اتلاف عناصر کربن، سیلیسیوم، منگنز، کروم و غیره می باشد.
پودری که در جوشکاری به روش زیر پودری مورد استفاده قرار می گیرد باید باعث آسان روشن شدن قوس اولیه باشد همچنین خاصیت عدم جذب اکسیژن را داشته باشد و جریان الکتریسیته را خوب انتقال دهد.
محدودیت های جوشکاری زیر پودری
- این روش از جوشکاری برای جوشکاری صفحاتی که ضخامت آنها از 4. 5 mm کمتر باشد مناسب نمی باشد.
- به دلیل وجود ناخالصی در پودر معمولا ایجاد خلل و فرج وجود دارد.
- اتصال جوش باید در موقعیتی افقی و تخت باشد تا فلاکس بتواند در محل درز اتصال قرار گیرد.
- میزان جزئیات سیم منبع قدرت، تجهیزات فلاکس دستی و کنترل ها زیاد است.
- سرباره باید پیش از پاس بعدی جمع آوری شود.
منابع تغذیه جوشکاری زیر پودری
اگر بخواهیم منابع تغذیه برای جوشکاری زیر پودری را نام ببریم به شرح زیر می باشد:
- ترانسفورماتور با خروجی جریان متناوب
- ترانسفورماتور رکتی فایر و موتور ژنراتور با خروجی جریان مستقیم
هر دو این جریان که یکی مستقیم و دیگری متناوب است در جوشکاری زیر پودری دارای نتایج رضایت بخشی بوده اند. اما هر دو آنها در برخی کاربردهای خاص، دارای معایبی نیز می باشند.
عوامل تاثیرگذار بر استفاده یا عدم استفاده از روش جوشکاری زیر پودری
- در دسترس بودن محل اتصال
- وضعیت و موقعیت ایجاد جوش
- ضخامت فلز پایه
- حجم جوش مد نظر
فیدساکو فروشنده انواع الکترود جوشکاری و سیم جوش
فیدساکو فروشنده انواع محصولات با کیفیت الکترود جوشکاری ،سیم جوش ، ملزومات جوشکاری و مواد مصرفی جوشکاری می باشد. شما می توانید برای کسب اطلاعات بیشتر در خصوص مشخصات محصولات جوشکاری با شماره 02126209336 تماس حاصل فرمایید.
در پایان مقاله توجه داشته باشید جوشکاری زیر پودری برای همه ی فلزات و آلیاژها مناسب نیستند. از نمونه فلزاتی که برای اینکار مناسب می باشند، فولادهای ساده می باشند.