جوشکاری تعمیری
تعیین استاندارد جوشکاری تعمیری
دستورالعملهای جوشکاری تعمیری باید مطابق استانداردهای منتشر شده تهیه شود. مشخص و ثبت کردن این استانداردها درون نقشه تعمیر، اقدامی بسیار ضروری در جهت تعیین فرایند تصمیم گیری است. استفاده از راهنمای استانداردهای جوشکاری کمک میکند تا از ایمن و قابل اعتماد بودن قطعات جوشکاری شده و محافظت پرسنل جوشکاری از هر گونه صدمه، اطمینان حاصل شود.
این استانداردهای شامل کدها، مشخصات، سرفصلهای توصیه شده، طبقه بندی و راهنمایی است که ملزومات تکنیکی برای ماده، فرایند، قطعه و سیستم یا خدماتی را شرح میدهند.
تعیین جوش پذیری فلز پایه
اگر جز مورد نظر، قبلاً توسط فرایند جوشکاری ساخته شده باشد، اطلاعات و دادههای فرایند جوشکاری اولیه جهت دست یابی به تعمیر موفقیت آمیز بسیار حائز اهمیت است. اگر دستیابی به اطلاعات قبلی ممکن نباشد، آنالیز فلز پایه و فلز جوش ضروری است. اگر قطعه مورد تعمیر بدون جوشکاری ساخته شده باشد، احتمالاً تعیین جوش پذیری آن ضروری خواهد بود. اغلب مواد، قابلیت جوش پذیری مناسبی دارند، با این وجود حفظ تمام ویژگیهای مواد بعد از جوش، به دستورالعملهای پیچیده و پیشرفته احتیاج دارد. دانستن خواص شیمیایی و سختی مواد مهم بوده و به تعییین دستورالعمل موفقیت آمیز جوشکاری کمک میکند.
تا هنگامی که ترکیب شیمیایی فلز مشخص نشده باشد، جهت بلند کردن، تراز کردن یا محدود کردن، نباید زائدهای به قطعه جوشکاری شود. اگر دستورالعمل صحیح استفاده نشده باشد، ممکن است زائدهها از اتصال جوشی جدا شده و موجب تخریب غیر منتظره قطعه شود. جوشکاری بیش از حد نیز در هنگام اتصال زائدهها میتواند موجب بروز آسیبهای جانبی نیز شود. یک قائده مناسب این است که اندازه جوش گوشه از اندازه گلویی زائده بیشتر نباشد.
به کار گیری دستورالعمل تعمیر
هدف از دستورالعمل جوشکاری تعمیری، تعیین تمامی متغیرهای ضروری برای تکمیل تعمیر است. دستورالعمل تعمیر شامل جزییات تکنیکی که در سایر دستورالعملهای ویژه جوشکاری ذکر میشود و نیز سایر جزییات کمکی مثل نصب و ثابت کردن و سایر عوامل موثر بر تعمیر است. این دستورالعمل شامل اطلاعات جوشکاری از قبیل موقعیت جوشکاری، اندازه ساق جوش گوشه، ضخامت ماده یا شیار جوشها و اندازه و طبقه بندی الکترود است.
مونتاژ کردن قطعات
بخش مهمی که گاهی اوقات هنگام تعمیر نادیده گرفته میشود، مونتاژ کردن قطعات است. قرار دادن صحیح قطعات، نگه داشتن و خال جوش زدن برای تعمیر موفقیت آمیز لازم به نظر میرسد. مونتاژ کردن قطعات به وسیله جیگ و فیکسچرها، تنظیم و بر روی هم سوار کردن آنها را تسهیل میسازد. فیکسیچرها برای سه هدف اصلی مونتاژ، کنار هم قرار دادن دقیق اجزا و کاربردهای روباتی به کار میروند.
گیرههای سنگین و سبک، وسیلههایی هستند که میتوان آنها را به عنوان فیکسچر برای تولیدات بزرگ به کار برد. یا به جای فیکسچرهای قابل تنظیم آنها را تغییر داده و برای چندین کار استفاده کرد. قطعات ممکن است به طور کلی یا جزیی در فیکسچر جوشکاری شوند. اگر قطعات خال جوش زده شده باشند باید قبل از جوشکاری از داخل فیکسچر خارج شوند که این فیکسچر بست نگهداری نامیده میشود. خال جوشها باید با تعداد کافی و در ابعاد مناسب برای نگه داشتن قطعات مونتاژ شده در جای خود به کار روند.
ملزومات حرارتی
فولادهای کم آلیاژ استحکام بالا و عملیات حرارتی شده، به ملزومات حرارتی خاصی احتیاج دارند. به منظور حفظ خواص مکانیکی و جلوگیری از ترک، پیش گرم کردن این فولادها ضروری است. افزون بر این، هنگام جوشکاری قطعات سنگین فولاد کم کربن یا فولاد نرم، برای اطمینان از ذوب کامل، پیش گرم مفید به نظر میرسد. از عملیات حرارتی پس از جوشکاری نیز برای تنش زدایی استفاده میشود.
پیش گرم عبارت است از افزایش دمای فلز پایه از دمای محیط قبل از شروع جوشکاری است. برای این کار کوره پیش گرم به دلیل ایجاد حرارت یکنواخت رضایت بخش به نظر میرسد. برای کارهای متعارف، پیش گرم توسط مشعل دستی همراه با گاز طبیعی و هوای فشرده انجام میشود. این روش، شعلهای بسیار داغ و تمیز تولید میکند. از عایقهای الکتریکی یا کورههای موقت به طور گسترده در زمینه تعمیرات میدانی استفاده میشود. اگر قطعه کوچک، تمام آن گرم میشود و اگر بزرگ باشد یا جوشکاری محدود باشد، ناحیه اتصال به صورت موضعی تا دمای مورد نظر گرم میشود.
مقدار دمای مورد نیاز برای پیش گرم به ترکیب شیمیایی و سختی فلز پایه و فرایند جوشکاری بستگی دارد. پیش گرم برای جوشکاری از ترک برداشتن، کاهش سختی در منطقه مجاور جوش و تنشهای پسماند و کمتر شدن اعوجاح به قطعه مورد نظر اعمال میشود. پیش گرم، ناحیه سخت شده را نرم کرده و تنشهای انقباضی را کاهش و چقرمگی فلز پایه را بهبود میبخشد.
عمیلات پس گرم، سرعت سرد شدن فلز پایه را کنترل کرده و خروج گاز هیدورژن را تسهیل میکند. با استفاده از عملیات حرارتیهای زیر میتوان خواص مورد نظر در ماده را به دست آورد.
عمیلات حرارتی تنش زدایی
این عملیات عبارت است از گرم کردن ماده تا دمایی مناسب در زیر دمای بحرانی فلز و به اندازه کافی گرم نگداشتن برای کاهش تنشهای باقیمانده و سپس سرد کردن قطعه به صورت آهسته.
آنیل کردن
آنیل دارای یک مفهوم کلی است و شامل گرم کردن و نگه داشتن ماده در دمایی مناسب در کوره و سپس سرد کردن با سرعت مشخص است. اغلب برای نرم کردن فلزات آهنی به کار میرود و به طور همزمان تغییرات مورد نظر را در ساختار میکروسکوپی ماده ایجاد میکند.
نرماله کردن
گرم کردن آلیاژ آهنی تا دمای مناسب بالاتر از دمای استحاله و سرد کردن در هوا تا زیر دمای استحاله نرماله کردن نامیده میشود. مواد باید در حالت نرماله شده یا نرماله و تمپر شده مورد استفاده قرار گیرند.
سخت کاری
افزایش سختی با عملیات حرارتی مناسب که معمولاً شامل گرم کردن و سرد کردن میشود. سخت کاری نامیده میشود. مثالهایی از عملیات سخت کاری شامل کربن دهی سطح، سخت کاری سطحی لیزری و القایی است.
کوئنچ و تمپر (آستنیته کردن و کوئنچ و تمپر)
سرد کردن سریع قطعه از دمای آستنیته و دوباره گرم کردن فولاد سخت شده تا زیر دمای یوتکتوئید برای کاهش سختی و افزایش تافنس، کوئنچ و تمپر نامیده میشود.
نرماله و تمپر کردن
این عملیات شامل دوباره حرارت دادن یک فلز نرماله شده برای اهدافی مثل کاهش سختی و افزایش تافنس است.
آستمپرینگ
این عملیات، نوعی عملیات حرارتی برای آلیاژهای آهنی است که قطعه با سرعت کافی که مانع از تشکیل فریت یا پرلیت میشود از دمای آستنیته سرد و سپس تا زمانی که تمام ساختار به بینیت تبدیل شود، در دمایی بالاتر از دمای تشکیل مارتنزیت نگه داشته میشود.
مارتمپرینگ
این عملیات، عملیاتی است که آستنیت تا دمای ابتدای تشکیل مارتنزیت سریع سرد شده و سپس در این دما نگهداری شده تا استحاله آستینیت به مارتنزیت کامل شود سپس قطعه در هوا سرد شده و عملیات تمپرینگ انجام میشود.
آنیل محلولی
این عملیات شامل گرم کردن آلیاژ در دمای مناسب، نگه داشتن تا دمایی که یک یا بیشتر این اجزا یه صورت محلول جامد است. این عملیات برای سخت کردن موادی همچون برخی آلیاژ های فولاد زنگ نزن، مس و آلومینیوم به کار میرود.
انجام جوشکاری تعمیری
جوشکاری تعمیری باید بر طبق تمامی ملزومات گفته شده و با در نظر گرفتن استانداردها، عوامل انسانی، فرایندهای و دستورالعملهای انجام شود.
بازرسی
بازرسی چشمی از زمان شروع کار جوشکاری و هنگام تعمیر قطعات باید انجام پذیرید. اولین مواردی که بررسی میشود ویژگیهای مربوط به ظاهر جوش از قبیل اندازه و میزان جوشها است. اندازه گیریها، تعیین کننده درستی ابعاد، میزان پیچیدگی و اندازه ناپیوستگیهای سطحی است.
ناپیوستگیهای سطحی را میتوان به راحتی و با استفاده از آزمایشات چشمی شناسایی کرد و هنگامی که اندازه آنها بیشتر از حد مجاز تعیین شده در استاندارد باشد، آنها را مردود کرد.
ناپیوستگیها شامل ترک، بریدگی کناره جوش، روی هم افتادگی، تخلخلهای سطحی و سرباره، پروفیل جوش و زبری سطح جوشکاری است.
انواع جوشکاری تعمیری
اجزا و قطعات فراوانی در صنعت یافت میشود و از آنجایی که با مواد و طراحیهای متفاوت و تحت شرایط جداگانه تولید شدهاند. لذا تهیه یک استاندارد مدون برای تعمیر تمامی آنها امکان پذیر نیست. با این وجود فرایندهای جوشکاری تعمیری در بخشهای زیر طبقه بندی شده است.
- تعمیرات قطعات ریختگی و آهنگری شده
- تعمیر و نگهداری اجزا و سازهها با اندازههای متوسط
- نگهداری ماشین آلات راه سازی و تجهیزات حفاری
- تعمیر سازههای بزرگ
- عملیات بازسازی قطعات آهنگری و ریختگی شکسته، فرسوده یا معیوب