آشنایی با جوشکاری و روش های جوش دیگ بخار
جوشکاری، یک درهم آمیختگی (ذوب توام) یا ترکیب موضعی فلز است که در محل اتصال با گرمایش فلز تا دمای ذوب، با اعمال فشار یا بدون آن و با استفاده از فلز پرکننده یا بدون آن صورت می گیرد. نقطه ذوب فلز پرکننده (در صورت استفاده ) بطور تقریبی برابر دمای ذوب قطعات مورد اتصال (فلز مادر) می باشد.
جوش، قسمت ذوب گشته به هنگام جوشکاری است و اتصال جوش شده، پیوند دو یا چند عضو توسط فرآیند جوشکاری می باشد. روش های جوشکاری دیگ بخار بسیار متنوع هستند در ادامه به بررسی یکی از متداول ترین روش های جوش می پردازیم.
جوشکاری دیگ بخار یکی از مهمترین روش های ساخت مخازن تحت فشار است. علیرغم منسوخ بودن ساخت دیگ های بخار پرچی، هنوز تعدادی از آنها مشغول کار بوده و نیازمند بازسازی هستند.
در دیگ های بخار، جهت اتصال قطعات به دیگ علاوه بر روش جوشکاری، از روش های رزوه کاری و والس زدن نیز استفاده می شود.
جوشکاری دیگ بخار – روش والس
بر طبق آئین نامه، به هنگام تجاوز حداکثر فشار مجاز دیگ از 100psi، استفاده از اتصالات رزوه ای بزرگتر از 3 اینچ مجاز نمی باشد. لیکن این محدودیت، شامل دریچه های مسدود مربوط به بازدید، یا دریچه های انتهائی مورد استفاده برای همین منظور نمی شود.
برای دیگ های پرفشار، استفاده از روش والس جهت اتصال مجاز می باشد، به شرط آن که قطر خارجی لوله یا قطعه آهنگری شده مورد اتصال توسط این روش، از 6 اینچ تجاوز ننماید. با در نظر گرفتن این موضوع مقررات مربوط به تقویت قسمت سوراخ شده رعایت شده اند.
در ضمن، قسمت های متصل شده توسط روش والس، باید تمام مقررات مربوط به لوله دیگ های لوله دودی و دیگ های لوله آبی متصل شده توسط این روش را رعایت نماید.
روش های جوش دیگ بخار – روش ذوبی
یکی از متداول ترین روش های جوشکاری دیگ بخار و قطعات تحت فشار، ذوب نمودن فلز در ناحیه اتصال می باشد که در آن گرمای مورد نیاز ذوب را می توان از چند راه مختلف تامین نمود. در جوشکاری ذوبی، به قطعات مورد اتصال هیچگونه فشاری اعمال نمی شود.
جوشکاری قوسی، جوشکاری گازی و جوشکاری ترمیت، از متداول ترین روش های جوشکاری ذوبی می باشند.
جوشکاری قوسی
ذوب و در آمیختن لبه قطعات مادر، توسط گرمای ناشی از بوجود آمدن یک قوس برقی بین یک الکترود یا میله فلزی و فلزی مادر می باشد. در این روش مواد مصرفی شامل الکترود یا میله جوشکاری، و فلز مادر مجاور آن ذوب می شوند.
به هنگام سرد شدن، نقاط ذوب و در هم آمیخته سخت می شوند، و در نتیجه دو قطعه توسط موادی پیوسته بهم متصل می شوند.
جوشکاری قوسی فلزی
در جوشکاری قوسی فلزی، میله جوشکاری می تواند از دو نوع الکترودهای بدون روپوش، و الکترودهای روپوشدار باشد. برای جوشکاری قوسی ساده، از الکترودهای بدون روپوش استفاده می شود؛ حال آن که در جوشکاری قوسی محافظت شده ،از الکترودهای روپوشدار استفاده می نمایند.
استفاده از الکترود روپوشدار به این علت است که مواد گدازآور، یا پوشش روی الکترود (شکل 3-1)، فلز نشانده در درز جوش را از اکسید شدن محافظت می نماید.
در نتیجه، در مقایسه با الکترود بدون روپوش، نوع روپوشدار آن، جوشی مطمئن تر ایجاد می نماید. جوش قوسی فلزی محافظت شده را به اختصار با حروف SMAW (Shielded Metal Arc Welding)نشان می دهند.
جوشکاری قوسی غوطه ور
در جوشکاری قوسی غوطه ور، در هم آمیختن(ذوب توام) توسط گرمای ناشی از یک یا چند قوس برقی ایجاد شده بین یک یا چند الکترود فلزی بدون روپوش و قطعه کار انجام می شود.
در این روش فلز جوشکاری توسط مواد گدازآور که پوششی متخلخل و قابل ذوب بر روی فلز مذاب است محافظت می شود، در این روش هیچگونه فشاری اعمال نمی شود و فلز پر کننده توسط یک الکترود یا پاره ای اوقات توسط میله جوش های اضافی تامین می شود.
جوشکاری قوسی گازی تنگستن
در جوشکاری قوسی گازی تنگستن در هم ذوب شدن توسط گرمای ناشی از یک قوس برقی ایجاد شده بین یک الکترود از جنس تتنگستن (که مصرف نمی شود) و قطعه کار انجام می شود.
در این روش محافظت جوش توسط گاز یا مخلوطی از گازها (که ممکن است حاوی گازی خنثی باشد)صورت می گیرد. این فرآیند به جوشکاری تنگستن-گاز خنثی که به اختصار با حروف TIG (Tungsten Inert Gas) نشان داده می شود شناخته می گردد.
جوشکاری گازی
جوشکاری گازی، مجموعه ای از فرآیندهای جوشکاری است که در آنها در هم ذوب شدن توسط گرمای یک یا چند شعله گازی با اعمال فشار یا بدون آنانجام می گیرد. در این روش فلز پر کننده را بطور معمول به فلز جوش شونده که گرم شده است اضافه می نماید.
جوشکاری استیلن
جوشکاری استیلن، فرآیندی از جوشکاری گازی است که در ان عمل در هم ذوب شدن توسط گرمای یک یا چند شعله گازی با دمائی در حدود 6000 فارنهایت از احتراق استیلن با اکسیژن انجام می شود. در این روش فلز پر کنندده را باید به درز جوش شونده افزود.
جوشکاری ترمیت
جوشکاری ترمیت، مجموعه ای از فرآیندهای جوشکاری می باشند که در آنها عمل در هم ذوب شدن توسط گرمای یک فلز مایع بسیار داغ و سرباره ناشی از یک واکنش شیمیایی بین یک اکسید فلزی و آلومینیوم صورت می گیرد.
در این روش بطور معمول هیچگونه فشاری اعمال نمی شود و فلز پر کننده در صورت استفاده توسط فلز مایع تامین می شود.جوشکاری ترمیت برای اتصال قطعات بسیار ضخیم بعنوان مثال با ضخامت 3 اینچ و بالاتر مناسب است.
جوشکاری سرباره ای -برقی
در جوشکاری سرباره ای -برقی، اتصال قطعات فقط در یک مرحله جوشکاری و در حالتی که درز جوش در صفحه ای عمودی واقع است صورت می گیرد.
سرباره واقع در قسمت بالا جریان برق را جهت ایجاد قوس برقی به داخل هدایت می کند و گرمای ناشی از قوس سرباره با مواد گدازآوز و فلز پر کننده را ذوب می نماید و جهت محصور نگه داشتن حوضچه متشکل از مواد گدازآور، فلز پرکننده و فلز مادر تا انجماد کامل، دو ظرف درز جوش را توسط صفحات مسی خنک شونده با آب مسدود می نمایند.
در این روش سرعت پر کردن درز جوش زیاد است.در ضمن ساختمان جوش دانه درشت می باشد و جهت دانه ریز نمودن جوش و نواحی متاثر از گرما در اطراف آن عملیات جرارتی ضروری است.
از دیگر فرآیندهای جوشکاری می توان جوشکاری با پرتو الکترون، جوشکاری قوسی پلاسما، جوشکاری و برش لیزری را نام برد.
در جوشکاری با پرتو الکترون، از یک پرتو متمرکز متشکل از الکترون های پرسرعت، جهت تولید گرمای مورد نیاز ذوب در ناحیه اتصال استفاده می شود.
جوشکاری قوسی پلاسما که یک فرآیند ذوب توسط گاز خنثی است همانند جوشکاری قوسی گازی-تنگستن از یک قوس متمرکز استفاده می نماید.
در جوشکاری یا برش لیزری گرمای مورد نیاز بوسیله انرژی نور که در دستگاهی به نام میزر یا لیزر نوری بصورت متمرکز درآمده تامین می شود. منبع انرژی سیستم های لیزری که همانا پرتو تمرکز یافته با پراکندگی ناچیز است می تواند قدرت های زیادی تا شدت 10 وات بر سانتیمتر مربع بوجود آورد.
دریافت متن کامل مقاله در قالب پی دی اف
برای کسب اطلاعات بیشتر، مقالات مربوطه را مطالعه فرمایید:
استاندارد جوشكاری دیگ بخار فایر تیوب-بخش کلیات و طراحی
استاندارد جوشکاری دیگ و بویلر بخار فایر تیوب- مراحل ساخت
مراحل قبل از جوشكاری در تولید دیگ بخار استاندارد