آشنایی با دو جز اصلی در جوشکاری : سیم جوش زیرپودری و الکترود سلولزی

برای اتصال قطعات فلزی در صنایع سنگین و حساس دو روش جوشکاری قوس الکتریکی با مواد مصرفی شامل جوشکاری زیرپودری با سیم جوش ویژه و جوشکاری با الکترود سلولزی نقشی حیاتی ایفا می کنند. این مقاله به بررسی عمیق این دو روش اجزای اصلی آن ها و اصول عملکردشان بر اساس مبانی علمی و مهندسی می پردازد.

جوشکاری زیرپودری (SAW) : فرآیندی با راندمان بالا برای ضخامت های زیاد

جوشکاری زیرپودری (Submerged Arc Welding – SAW) یک فرآیند جوشکاری قوس الکتریکی است که در آن قوس الکتریکی بین یک سیم جوش مصرفی پیوسته و قطعه کار در زیر لایه ای از پودر جوش (فلاکس) محافظت می شود. این فرآیند به دلیل راندمان بالا سرعت جوشکاری زیاد و کیفیت جوش مطلوب به طور گسترده در صنایع مختلف برای اتصال قطعات ضخیم فلزی مورد استفاده قرار می گیرد.

اصول عملکرد فنی جوشکاری زیرپودری

در جوشکاری زیرپودری پودر جوش به صورت گرانولی در ناحیه جوش ریخته می شود و سیم جوش از طریق یک سیستم تغذیه پیوسته به ناحیه جوش هدایت می گردد. با برقراری جریان الکتریکی قوس الکتریکی بین نوک سیم جوش و قطعه کار ایجاد می شود. این قوس الکتریکی حرارت بسیار زیادی تولید می کند که باعث ذوب شدن سیم جوش پودر جوش و بخشی از قطعه کار می شود.

پودر جوش در این فرآیند نقش چندگانه ای ایفا می کند :

• محافظت از قوس و حوضچه مذاب : پودر جوش با ذوب شدن یک لایه مذاب محافظ بر روی قوس الکتریکی و حوضچه مذاب ایجاد می کند و از آن ها در برابر اکسیداسیون و آلودگی های جوی محافظت می نماید. این امر منجر به ایجاد جوش های تمیز و با کیفیت بالا می شود.
• تصفیه فلز جوش : پودر جوش حاوی مواد مختلفی است که در حین جوشکاری با فلز مذاب واکنش داده و ناخالصی ها را جذب و حذف می کنند. این فرآیند باعث بهبود خواص مکانیکی و متالورژیکی جوش می گردد.
• ایجاد سرباره محافظ : پس از انجماد فلز جوش پودر جوش مذاب به صورت سرباره ای بر روی سطح جوش جامد می شود. این سرباره به تدریج خنک شده و از جوش در برابر سرد شدن سریع و تنش های حرارتی محافظت می کند.
• افزودن عناصر آلیاژی : برخی از پودرهای جوش حاوی عناصر آلیاژی هستند که می توانند به فلز جوش منتقل شده و خواص مکانیکی و شیمیایی آن را بهبود بخشند. این امر امکان جوشکاری فولادهای آلیاژی و خاص را فراهم می سازد.

اجزای اصلی سیستم جوشکاری زیرپودری

سیستم جوشکاری زیرپودری از اجزای مختلفی تشکیل شده است که عملکرد هماهنگ آن ها برای انجام فرآیند جوشکاری ضروری است :

• منبع تغذیه : منبع تغذیه جریان الکتریکی مورد نیاز برای ایجاد قوس را فراهم می کند. منابع تغذیه مورد استفاده در جوشکاری زیرپودری معمولاً از نوع جریان ثابت (CC) یا ولتاژ ثابت (CV) هستند و باید توانایی تامین جریان های بالا را داشته باشند.
• دستگاه تغذیه سیم جوش : این دستگاه سیم جوش را به صورت پیوسته و با سرعت قابل تنظیم به ناحیه جوش هدایت می کند. دستگاه های تغذیه سیم جوش معمولاً از مکانیزم های غلتکی یا چرخ دنده ای برای حرکت سیم استفاده می کنند.
• تورچ جوشکاری : تورچ جوشکاری هدایت جریان الکتریکی به سیم جوش هدایت سیم جوش به ناحیه جوش و توزیع پودر جوش را بر عهده دارد. تورچ های جوشکاری زیرپودری معمولاً دارای نازل های مخصوصی برای هدایت پودر جوش به ناحیه قوس هستند.
• سیستم تغذیه پودر جوش : این سیستم پودر جوش را به طور پیوسته و با نرخ قابل تنظیم به ناحیه جوش می رساند. سیستم های تغذیه پودر جوش می توانند از نوع جاذبه ای یا پنوماتیکی باشند.
• سیم جوش زیرپودری : سیم جوش زیرپودری یک سیم فلزی مصرفی است که به عنوان الکترود و ماده پرکننده در فرآیند جوشکاری عمل می کند. سیم جوش های زیرپودری در انواع مختلفی از جنس ها و قطرها تولید می شوند که بر اساس نوع فلز پایه و کاربرد مورد نظر انتخاب می گردند. استانداردهای مربوط به سیم جوش های زیرپودری در بخش استانداردهای بین المللی بررسی خواهند شد.
• پودر جوش (فلاکس) : پودر جوش ترکیبی گرانولی از مواد معدنی و شیمیایی است که نقش محافظت تصفیه و سرباره سازی را در فرآیند جوشکاری ایفا می کند. پودرهای جوش زیرپودری نیز در انواع مختلفی با ترکیبات و خواص متفاوت تولید می شوند که بر اساس نوع فلز پایه نوع جوش و خواص مورد نظر جوش انتخاب می گردند.

کاربردهای صنعتی جوشکاری زیرپودری

جوشکاری زیرپودری به دلیل ویژگی های منحصر به فرد خود در صنایع مختلفی کاربردهای گسترده ای دارد :

• صنایع کشتی سازی : جوشکاری بدنه کشتی ها عرشه ها و سایر سازه های بزرگ دریایی با استفاده از جوشکاری زیرپودری به دلیل سرعت و راندمان بالا انجام می شود.
• صنایع ساخت مخازن تحت فشار : مخازن تحت فشار بزرگ دیگ های بخار و سایر تجهیزات مشابه که نیاز به جوشکاری با کیفیت و استحکام بالا دارند با استفاده از جوشکاری زیرپودری ساخته می شوند.
• صنایع ساخت لوله و پایپینگ : خطوط لوله انتقال نفت و گاز لوله های انتقال آب و سایر سیستم های پایپینگ بزرگ با استفاده از جوشکاری زیرپودری به دلیل سرعت و قابلیت اتوماسیون بالا جوشکاری می شوند.
• صنایع ساخت سازه های فلزی سنگین : پل ها ساختمان های بلند و سایر سازه های فلزی سنگین که نیاز به اتصال قطعات ضخیم فلزی دارند با استفاده از جوشکاری زیرپودری مونتاژ می گردند.
• صنایع ریلی : ریل های راه آهن و قطعات واگن ها با استفاده از جوشکاری زیرپودری به دلیل نفوذ عمیق و استحکام بالای جوش اتصال داده می شوند.

مثال های صنعتی :

• جوشکاری طولی و محیطی لوله های انتقال نفت و گاز با قطر بزرگ : در این کاربرد جوشکاری زیرپودری با استفاده از سیستم های اتوماتیک و چند الکترودی برای افزایش سرعت و کیفیت جوشکاری به کار می رود.
• جوشکاری ورق های ضخیم فولادی در ساخت بدنه کشتی های نفتکش و باری : در این کاربرد جوشکاری زیرپودری با استفاده از سیم جوش های آلیاژی و پودرهای جوش ویژه برای دستیابی به خواص مکانیکی و مقاومت به خوردگی مطلوب جوش مورد استفاده قرار می گیرد.
• جوشکاری تیرها و ستون های فولادی در ساخت سازه های فلزی بلند مرتبه : در این کاربرد جوشکاری زیرپودری به صورت چند پاسه برای اتصال قطعات ضخیم و دستیابی به جوش های با استحکام و مقاومت بالا در برابر خستگی به کار گرفته می شود.

الکترودهای سلولزی : انتخاب ایده آل برای نفوذ عمیق و شرایط دشوار

الکترودهای سلولزی نوعی از الکترودهای روپوش دار هستند که در فرآیند جوشکاری دستی قوس فلزی (SMAW) مورد استفاده قرار می گیرند. وجه تمایز این الکترودها با سایر الکترودهای روپوش دار وجود مقدار قابل توجهی سلولز (مواد آلی) در روپوش آن هاست. این ویژگی به الکترودهای سلولزی خواص منحصر به فردی می بخشد که آن ها را برای کاربردهای خاصی ایده آل می سازد.

اصول عملکرد فنی الکترودهای سلولزی

در جوشکاری با الکترودهای سلولزی قوس الکتریکی بین نوک الکترود و قطعه کار ایجاد می شود. روپوش الکترود در اثر حرارت قوس ذوب و تجزیه می شود و گازهای محافظ سرباره و عناصر آلیاژی را تولید می کند.

سلولز موجود در روپوش الکترود نقش کلیدی در عملکرد آن ایفا می کند :

• تولید گاز محافظ قوی : در اثر حرارت قوس سلولز موجود در روپوش الکترود تجزیه شده و مقدار زیادی گاز دی اکسید کربن (CO۲) مونوکسید کربن (CO) و هیدروژن (H۲) تولید می کند. این گازها یک محافظ گازی قوی در اطراف قوس و حوضچه مذاب ایجاد کرده و از آن ها در برابر اکسیداسیون و آلودگی های جوی محافظت می نمایند. حجم بالای گاز محافظ تولید شده توسط الکترودهای سلولزی آن ها را برای جوشکاری در شرایط وزش باد و محیط های باز مناسب می سازد.
• قوس نافذ و پرقدرت : تجزیه سلولز در روپوش الکترود منجر به ایجاد قوس الکتریکی نافذ و پرقدرت می شود. این ویژگی الکترودهای سلولزی را برای جوشکاری درزهای ریشه پاس های نفوذی و اتصال قطعات با ضخامت های مختلف ایده آل می سازد. قوس نافذ الکترودهای سلولزی امکان جوشکاری در حالات مختلف جوشکاری (تخت افقی عمودی و بالاسری) را فراهم می سازد.
• سرباره کم و سریع انجماد : روپوش الکترودهای سلولزی مقدار کمی سرباره تولید می کند که به سرعت منجمد می شود. این ویژگی باعث می شود که جوشکار دید خوبی به حوضچه مذاب داشته باشد و کنترل بهتری بر فرآیند جوشکاری اعمال کند. سرباره سریع انجماد الکترودهای سلولزی آن ها را برای جوشکاری عمودی سرازیر (Vertical Down) مناسب می سازد که در برخی از کاربردها مانند جوشکاری خطوط لوله کاربرد دارد.
• قابلیت جوشکاری سطوح کثیف و زنگ زده : الکترودهای سلولزی به دلیل قوس نافذ و گاز محافظ قوی قابلیت جوشکاری سطوح کثیف زنگ زده و روغنی را تا حدودی دارند. این ویژگی آن ها را برای جوشکاری در موقعیت های میدانی و تعمیراتی که آماده سازی سطح به طور کامل امکان پذیر نیست مناسب می سازد.

اجزای اصلی الکترودهای سلولزی

الکترودهای سلولزی از دو بخش اصلی تشکیل شده اند :

• سیم مغزی (Core Wire) : سیم مغزی بخش فلزی الکترود است که جریان الکتریکی را هدایت کرده و به عنوان ماده پرکننده در فرآیند جوشکاری عمل می کند. سیم مغزی الکترودهای سلولزی معمولاً از فولاد کم کربن ساخته می شود.
• روپوش (Coating) : روپوش الکترود لایه ای از مواد مختلف است که بر روی سیم مغزی پوشانده شده است. روپوش الکترودهای سلولزی حاوی مقدار قابل توجهی سلولز (معمولاً ۲۰ تا ۵۰ درصد وزنی) مواد چسباننده (مانند سیلیکات سدیم) مواد یونیزه کننده قوس (مانند اکسید تیتانیوم) مواد سرباره ساز (مانند فلدسپات) و گاهی اوقات عناصر آلیاژی است. ترکیب روپوش الکترود تعیین کننده خواص جوشکاری و ویژگی های فلز جوش است.

کاربردهای صنعتی الکترودهای سلولزی

الکترودهای سلولزی به دلیل ویژگی های منحصر به فرد خود در صنایع مختلفی کاربردهای مهمی دارند :

• جوشکاری خطوط لوله : الکترودهای سلولزی به طور گسترده برای جوشکاری پاس ریشه (Root Pass) و پاس های پرکننده در خطوط لوله انتقال نفت و گاز خطوط لوله آب و سایر سیستم های پایپینگ مورد استفاده قرار می گیرند. نفوذ عمیق قابلیت جوشکاری در حالات مختلف و سرعت جوشکاری مناسب الکترودهای سلولزی را برای این کاربرد ایده آل می سازد.
• جوشکاری مخازن و سازه های تحت فشار : در ساخت مخازن تحت فشار و دیگ های بخار الکترودهای سلولزی برای جوشکاری پاس های ریشه و پاس های پرکننده در اتصالات لب به لب و گوشه ای به کار می روند. کیفیت جوش بالا و استحکام مطلوب الکترودهای سلولزی را برای این کاربرد مناسب می سازد.
• جوشکاری سازه های فلزی در شرایط میدانی : به دلیل قابلیت جوشکاری در شرایط وزش باد سطوح کثیف و زنگ زده و نیاز به تجهیزات جوشکاری ساده و قابل حمل الکترودهای سلولزی برای جوشکاری سازه های فلزی در موقعیت های میدانی و سایت های ساختمانی بسیار مناسب هستند.
• جوشکاری پاس های ریشه در اتصالات ضخیم : قوس نافذ الکترودهای سلولزی آن ها را برای جوشکاری پاس های ریشه در اتصالات ضخیم که نیاز به نفوذ کامل و استحکام بالا دارند مناسب می سازد.
• جوشکاری فولادهای کربنی و کم آلیاژ : الکترودهای سلولزی معمولاً برای جوشکاری فولادهای کربنی و کم آلیاژ مورد استفاده قرار می گیرند.

مثال های صنعتی :

• جوشکاری پاس ریشه خط لوله انتقال گاز ترش با الکترود E۶۰۱۰ : در این کاربرد الکترود E۶۰۱۰ به دلیل نفوذ عمیق و قابلیت جوشکاری در شرایط سخت میدانی برای ایجاد پاس ریشه با کیفیت و استحکام بالا مورد استفاده قرار می گیرد.
• جوشکاری اتصال گوشه ای مخزن تحت فشار با الکترود E۷۰۱۰ : الکترود E۷۰۱۰ به دلیل خواص مکانیکی مطلوب و قابلیت جوشکاری در حالات مختلف برای جوشکاری اتصالات گوشه ای مخازن تحت فشار که نیاز به استحکام و مقاومت به خستگی دارند به کار می رود.
• تعمیرات سازه های فولادی در پالایشگاه نفت با الکترود E۶۰۱۱ : الکترود E۶۰۱۱ به دلیل قابلیت جوشکاری سطوح کثیف و زنگ زده و قوس پایدار برای تعمیرات سازه های فولادی در محیط های صنعتی که آماده سازی سطح به طور کامل امکان پذیر نیست مناسب است.

مقایسه جوشکاری زیرپودری و الکترودهای سلولزی : بررسی نقاط قوت و ضعف

ویژگی	جوشکاری زیرپودری (SAW)	الکترودهای سلولزی (SMAW)
راندمان	بسیار بالا	متوسط
سرعت جوشکاری	بسیار بالا	متوسط
کیفیت جوش	بسیار بالا یکنواخت نفوذ عمیق	بالا قابل قبول نفوذ عمیق
ضخامت قطعه کار	مناسب برای قطعات ضخیم و بسیار ضخیم	مناسب برای قطعات با ضخامت متوسط و ضخیم
حالات جوشکاری	محدود به حالات تخت و افقی	قابل استفاده در تمامی حالات جوشکاری (تخت افقی عمودی بالاسری)
تجهیزات	پیچیده گران قیمت نیاز به سیستم تغذیه پودر و سیم جوش	ساده ارزان قیمت قابل حمل
مهارت جوشکار	نیاز به مهارت اپراتوری برای تنظیم و کنترل سیستم	نیاز به مهارت بالای جوشکاری دستی
سرباره	زیاد نیاز به سرباره برداری	کم سرباره برداری نسبتاً آسان
قابلیت اتوماسیون	بسیار بالا	پایین عمدتاً دستی
هزینه	هزینه تجهیزات اولیه بالا هزینه مواد مصرفی (سیم و پودر) متوسط	هزینه تجهیزات اولیه پایین هزینه مواد مصرفی (الکترود) بالا
کاربردها	صنایع سنگین کشتی سازی مخازن تحت فشار لوله های قطور	خطوط لوله سازه های فلزی میدانی پاس ریشه تعمیرات

استانداردهای بین المللی و فناوری های پیشرفته در جوشکاری زیرپودری و الکترودهای سلولزی

استانداردهای بین المللی نقش مهمی در تضمین کیفیت و ایمنی فرآیندهای جوشکاری دارند. در زمینه جوشکاری زیرپودری و الکترودهای سلولزی نیز استانداردهای متعددی توسط سازمان های معتبری مانند انجمن جوشکاری آمریکا (AWS) و سازمان بین المللی استانداردسازی (ISO) تدوین شده است.

استانداردهای کلیدی مرتبط با جوشکاری زیرپودری :

• AWS A۵.۲۳/A۵.۲۳M : مشخصات فنی سیم جوش های فولادی کم آلیاژ و فلاکس های جوشکاری زیرپودری. این استاندارد انواع مختلف سیم جوش ها و فلاکس های زیرپودری را بر اساس ترکیب شیمیایی خواص مکانیکی و کاربردهای آن ها دسته بندی می کند.
• ISO ۲۴۵۹۸ : مواد مصرفی جوشکاری – سیم ها و فلاکس ها برای جوشکاری زیرپودری فولادهای غیرآلیاژی و فولادهای دانه ریز. این استاندارد مشابه استاندارد AWS A۵.۲۳ است و به دسته بندی و مشخصات فنی مواد مصرفی جوشکاری زیرپودری می پردازد.
• AWS D۱.۱/D۱.۱M : کد جوشکاری سازه های فولادی. این استاندارد الزامات جوشکاری سازه های فولادی را مشخص می کند و شامل دستورالعمل هایی برای انتخاب فرآیند جوشکاری زیرپودری مواد مصرفی روش های بازرسی و کنترل کیفیت جوش می باشد.
• ISO ۱۵۶۰۹–۲ : مشخصات و صلاحیت روش های جوشکاری فلزی – بخش ۲ : مشخصات روش جوشکاری برای جوشکاری قوس زیرپودری. این استاندارد الزامات مربوط به تهیه و تأیید دستورالعمل های جوشکاری (WPS) برای فرآیند جوشکاری زیرپودری را تعیین می کند.

استانداردهای کلیدی مرتبط با الکترودهای سلولزی :

• AWS A۵.۱/A۵.۱M : مشخصات فنی الکترودهای فولادی کربنی برای جوشکاری قوس فلزی با روپوش. این استاندارد انواع مختلف الکترودهای روپوش دار از جمله الکترودهای سلولزی (سری E۶۰۱۰ E۶۰۱۱ E۷۰۱۰ E۷۰۱۱) را بر اساس خواص مکانیکی فلز جوش نوع روپوش و کاربردهای آن ها دسته بندی می کند.
• ISO ۲۵۶۰ : مواد مصرفی جوشکاری – الکترودهای روپوش دار برای جوشکاری دستی قوس الکتریکی فولادهای غیرآلیاژی و فولادهای دانه ریز – دسته بندی. این استاندارد مشابه استاندارد AWS A۵.۱ است و به دسته بندی الکترودهای روپوش دار از جمله الکترودهای سلولزی می پردازد.
• AWS D۱.۱/D۱.۱M : همانطور که ذکر شد این استاندارد الزامات جوشکاری سازه های فولادی را مشخص می کند و شامل دستورالعمل هایی برای انتخاب فرآیند جوشکاری با الکترودهای سلولزی مواد مصرفی روش های بازرسی و کنترل کیفیت جوش می باشد.
• ISO ۱۵۶۰۹–۱ : مشخصات و صلاحیت روش های جوشکاری فلزی – بخش ۱ : مشخصات روش جوشکاری برای جوشکاری قوس فلزی با الکترود روپوش دار. این استاندارد الزامات مربوط به تهیه و تأیید دستورالعمل های جوشکاری (WPS) برای فرآیند جوشکاری با الکترودهای روپوش دار از جمله الکترودهای سلولزی را تعیین می کند.

فناوری های پیشرفته مرتبط :

• جوشکاری زیرپودری چند سیمه (Multi-Wire SAW) : این فناوری با استفاده از چند سیم جوش به طور همزمان سرعت رسوب فلز جوش و راندمان جوشکاری زیرپودری را به طور قابل توجهی افزایش می دهد. جوشکاری زیرپودری چند سیمه در صنایع کشتی سازی و ساخت لوله های قطور کاربرد فراوانی دارد.
• جوشکاری زیرپودری با کنترل کامپیوتری (CNC SAW) : استفاده از سیستم های کنترل کامپیوتری در جوشکاری زیرپودری دقت و تکرارپذیری فرآیند را بهبود بخشیده و امکان جوشکاری قطعات پیچیده با هندسه های خاص را فراهم می سازد.
• الکترودهای سلولزی با عملکرد بالا (High Deposition Cellulose Electrodes) : توسعه الکترودهای سلولزی با نرخ رسوب بالاتر سرعت جوشکاری و راندمان فرآیند جوشکاری دستی را بهبود بخشیده است. این الکترودها در پروژه های خطوط لوله و سازه های فلزی بزرگ کاربرد دارند.
• رباتیک در جوشکاری زیرپودری و SMAW : استفاده از ربات های جوشکار در هر دو فرآیند جوشکاری زیرپودری و SMAW کیفیت جوش را بهبود بخشیده خستگی جوشکار را کاهش داده و بهره وری را افزایش می دهد. ربات های جوشکار در خطوط تولید انبوه و محیط های خطرناک کاربرد دارند.

چالش ها و محدودیت های فنی

جوشکاری زیرپودری :

• محدودیت در حالات جوشکاری : جوشکاری زیرپودری عمدتاً به حالات تخت و افقی محدود می شود و برای جوشکاری عمودی و بالاسری مناسب نیست.
• نیاز به تجهیزات پیچیده و گران قیمت : سیستم های جوشکاری زیرپودری نسبت به سایر فرآیندهای جوشکاری قوس الکتریکی پیچیده تر و گران تر هستند.
• مشکلات مربوط به پودر جوش : handling پودر جوش بازیافت پودر جوش مصرف نشده و دفع پودر جوش استفاده شده می تواند چالش هایی را به همراه داشته باشد.
• محدودیت در دسترسی به محل جوش : به دلیل ابعاد بزرگ تورچ جوشکاری زیرپودری دسترسی به محل جوش در برخی از قطعات پیچیده ممکن است محدود باشد.

الکترودهای سلولزی :

• مهارت بالای جوشکار : جوشکاری با الکترودهای سلولزی نیاز به مهارت و تجربه بالای جوشکار دارد تا بتوان جوش های با کیفیت و بدون نقص ایجاد کرد.
• تولید دود و گاز زیاد : تجزیه سلولز در روپوش الکترود منجر به تولید دود و گاز زیادی می شود که نیاز به تهویه مناسب محیط کار دارد.
• پاشش زیاد (Spatter) : جوشکاری با الکترودهای سلولزی معمولاً با پاشش بیشتری نسبت به سایر الکترودهای روپوش دار همراه است.
• حساسیت به رطوبت : روپوش الکترودهای سلولزی به رطوبت حساس است و جذب رطوبت می تواند منجر به کاهش کیفیت جوش و افزایش احتمال ترک خوردگی هیدروژنی شود.

نکات کلیدی برای بهینه سازی و بهبود عملکرد

جوشکاری زیرپودری :

• انتخاب صحیح سیم جوش و پودر جوش : انتخاب سیم جوش و پودر جوش مناسب با توجه به نوع فلز پایه ضخامت قطعه کار خواص مکانیکی مورد نیاز و شرایط جوشکاری نقش کلیدی در کیفیت و عملکرد جوشکاری زیرپودری دارد.
• تنظیم صحیح پارامترهای جوشکاری : تنظیم دقیق پارامترهای جوشکاری مانند جریان ولتاژ سرعت جوشکاری و سرعت تغذیه سیم جوش برای دستیابی به جوش های با کیفیت و بدون نقص ضروری است.
• بهینه سازی طراحی اتصال : طراحی مناسب اتصال جوش از جمله آماده سازی لبه ها زاویه پخ و فواصل ریشه می تواند به بهبود کیفیت جوش و کاهش عیوب جوش کمک کند.
• پیش گرمایش و پس گرمایش : در جوشکاری فولادهای آلیاژی و ضخیم استفاده از پیش گرمایش و پس گرمایش می تواند به کاهش تنش های حرارتی و جلوگیری از ترک خوردگی کمک کند.
• نگهداری و کالیبراسیون تجهیزات : نگهداری منظم و کالیبراسیون دوره ای تجهیزات جوشکاری زیرپودری از جمله منبع تغذیه دستگاه تغذیه سیم جوش و تورچ جوشکاری برای اطمینان از عملکرد صحیح و پایدار سیستم ضروری است.

الکترودهای سلولزی :

• انتخاب صحیح نوع الکترود : انتخاب الکترود سلولزی مناسب با توجه به نوع فلز پایه ضخامت قطعه کار حالت جوشکاری و شرایط محیطی نقش مهمی در کیفیت و عملکرد جوشکاری دارد.
• نگهداری صحیح الکترودها : نگهداری الکترودهای سلولزی در شرایط خشک و دور از رطوبت برای جلوگیری از جذب رطوبت و حفظ کیفیت روپوش الکترود ضروری است.
• مهارت جوشکار و تکنیک صحیح جوشکاری : استفاده از تکنیک های صحیح جوشکاری از جمله زاویه الکترود طول قوس سرعت پیشروی و روش های پخ زنی برای دستیابی به جوش های با کیفیت و بدون نقص ضروری است.
• کنترل جریان جوشکاری : تنظیم جریان جوشکاری مناسب با توجه به قطر الکترود نوع اتصال و ضخامت قطعه کار برای جلوگیری از ذوب نشدن کامل الکترود پاشش زیاد و نفوذ ناکافی ضروری است.
• تهویه مناسب محیط کار : به دلیل تولید دود و گاز زیاد در جوشکاری با الکترودهای سلولزی تهویه مناسب محیط کار و استفاده از تجهیزات حفاظت فردی برای جوشکار ضروری است.

نتیجه گیری : انتخاب هوشمندانه روش جوشکاری بر اساس نیاز

جوشکاری زیرپودری و جوشکاری با الکترودهای سلولزی دو روش مهم و پرکاربرد در صنایع مختلف برای اتصال قطعات فلزی هستند. جوشکاری زیرپودری با راندمان بالا سرعت جوشکاری زیاد و کیفیت جوش مطلوب برای اتصال قطعات ضخیم و پروژه های بزرگ با حجم جوشکاری بالا ایده آل است. در حالی که الکترودهای سلولزی با قابلیت نفوذ عمیق قابلیت جوشکاری در حالات مختلف و شرایط دشوار و تجهیزات ساده و قابل حمل برای جوشکاری خطوط لوله سازه های فلزی میدانی و تعمیرات مناسب تر هستند.

انتخاب روش جوشکاری مناسب بستگی به نوع کاربرد ضخامت قطعات شرایط محیطی الزامات کیفیت حجم جوشکاری و ملاحظات اقتصادی دارد. درک اصول عملکرد مزایا و معایب هر دو روش به مهندسان و متخصصان جوشکاری کمک می کند تا تصمیمات آگاهانه تری در انتخاب فرآیند جوشکاری و بهینه سازی عملکرد آن اتخاذ نمایند. با پیشرفت فناوری های جوشکاری انتظار می رود که هر دو فرآیند جوشکاری زیرپودری و الکترودهای سلولزی به طور مداوم بهبود یافته و کاربردهای جدیدی در صنایع مختلف پیدا کنند.

پرسش و پاسخ

۱. تفاوت اصلی بین سیم جوش زیرپودری و الکترود سلولزی چیست؟

پاسخ : تفاوت اصلی در نوع فرآیند جوشکاری و ساختار ماده مصرفی است. سیم جوش زیرپودری در فرآیند جوشکاری زیرپودری (SAW) به کار می رود که یک فرآیند اتوماتیک یا نیمه اتوماتیک است و قوس الکتریکی زیر لایه ای از پودر جوش محافظت می شود. سیم جوش زیرپودری یک سیم پیوسته و بدون روپوش است. در مقابل الکترود سلولزی در فرآیند جوشکاری دستی قوس فلزی (SMAW) استفاده می شود که یک فرآیند دستی است و قوس الکتریکی توسط روپوش الکترود محافظت می شود. الکترود سلولزی یک الکترود روپوش دار است که روپوش آن حاوی مقدار قابل توجهی سلولز است.

۲. در چه شرایطی استفاده از الکترود سلولزی نسبت به جوشکاری زیرپودری ارجحیت دارد؟

پاسخ : استفاده از الکترود سلولزی در شرایطی که دسترسی به محل جوش محدود است نیاز به جوشکاری در حالات مختلف (به خصوص عمودی و بالاسری) وجود دارد قطعات دارای ضخامت متوسط هستند نیاز به تجهیزات جوشکاری ساده و قابل حمل است و یا جوشکاری در شرایط میدانی و تعمیراتی انجام می شود نسبت به جوشکاری زیرپودری ارجحیت دارد. همچنین الکترودهای سلولزی برای جوشکاری پاس های ریشه در اتصالات لوله و مخازن بسیار مناسب هستند.

۳. آیا امکان استفاده از جوشکاری زیرپودری برای جوشکاری فولادهای آلیاژی و خاص وجود دارد؟

پاسخ : بله امکان استفاده از جوشکاری زیرپودری برای جوشکاری فولادهای آلیاژی و خاص وجود دارد. با انتخاب سیم جوش های آلیاژی و پودرهای جوش ویژه که ترکیبات شیمیایی مناسبی برای فولاد مورد نظر دارند می توان فولادهای آلیاژی و خاص را با استفاده از فرآیند جوشکاری زیرپودری جوشکاری کرد. در این موارد انتخاب صحیح مواد مصرفی و تنظیم دقیق پارامترهای جوشکاری برای دستیابی به خواص مکانیکی و متالورژیکی مطلوب جوش بسیار مهم است. استانداردهای مربوطه (مانند AWS A۵.۲۳) راهنمایی های لازم را در این زمینه ارائه می دهند.