وضعیت های جوشکاری + ویدیوی جوشکاری سقفی یا بالای سر با الکترود 7018

قبل از مشاهده ویدیوی “جوشکاری سقفی یا بالای سر با الکترود ۷۰۱۸” در خصوص دو موضوع وضعیت های جوشکاری و الکترود ۷۰۱۸ توضیحات مفصل ولی کاربردی تقدیم کاربران محترم می شود:

وضعیت های جوشکاری

در عملیات جوشکاری همیشه سعی بر این است که جوشکاری در حالت تخت یا سطحی انجام بگیرد یعنی دست جوشکار بالای قطعه کار قرار داشته باشد. علیرغم این مسئله، اجرای جوشکاری در وضعیت تخت همیشه ممکن نبوده و مجبور به جوشکاری در وضعیت یا پوزیشن های دیگری برای جوشکاری سازه ها، لوله ها، قطعات صنعتی و غیره هستیم. اصولاً بر حسب نیاز و شرایط کاری، انجام عملیات جوشکاری در چهار وضعیت یا پوزیشن کلی قابل انجام است:

تخت یا سطحی (Flat):

در این وضعیت، اعضای اتصال به نحوی قرار می گیرند که سطح جوش در یک صفحه تقریباً افقی قرار دارد و راستای خط جوش هم تقریباً افقی است. در نتیجه قطعه کار در زير دست جوشکار و الکترود قرار گرفته و جوشکاری اجرا می شود. همان طوری که در بند بالا نوشتیم، معمولاً سعی می شود که جوشکاری در اين وضعيت اجرا شود، زيرا جوشکاری با سهولت و سرعت بیشتری انجام می گیرد و مذاب نیز با توجه به نيروی جاذبه به راحتی روي قطعه کار می نشيند. همچنین در این وضعیت، جوشکار تسلط زیادی بر عملیات دارد.

در استاندارد آمریکایی AWS وضعیت تخت در جوش های شیاری (Groove) و نبشی (Fillet) به ترتیب با نماد ۱G و ۱F نشان می دهند.

در شکل های زیر، وضعیت تخت را برای جوشکاری ورق و لوله با جوش های شیاری و نبشی را مشاهده می فرمایید.

افقی (Horizontal):

در این وضعیت، اعضای اتصال در جوش شیاری به نحوی قرار می گیرند که سطح جوش در یک صفحه تقریباً عمودی قرار دارد، یعنی اعضای اتصال به صورت عمودی هستند و راستای خط جوش تقریباً افقی است. برخلاف جوش شیاری، وضعیت افقی در جوش نبشی یا گوشه به نحوی است که حداقل یکی از اعضای اتصال به صورت افقی قرار می گیرد و راستای خط جوش تقریباً افقی است. در وضعیت افقی جوش گوشه، الکترود با زاویه ۴۵ درجه نسبت به راستای جوش نگهداشته می شود.

در استاندارد آمریکایی AWS وضعیت افقی در جوش های شیاری (Groove) و نبشی (Fillet) به ترتیب با نماد ۲G و ۲F نشان می دهند.

در شکل های زیر، وضعیت افقی را برای جوشکاری ورق و لوله با جوش های شیاری و نبشی را مشاهده می فرمایید.

عمودی (Vertical):

در این وضعیت، اعضای اتصال به نحوی قرار می گیرند که سطح جوش در یک صفحه تقریباً عمودی قرار دارد، یعنی اعضای اتصال به صورت عمودی هستند، راستای خط جوش هم تقریباً عمودی است و از بالا به پایین (سرازیر) یا از پایین به بالا (سربالا) اجرا می شود. البته جوشکاری از پایین به بالا در این وضعیت توصیه شده و متداول است، در غیر این صورت چسبندگی مناسبی بین مهره های جوش و جوش با قطعه کار ایجاد نمی شود.

در استاندارد آمریکایی AWS وضعیت عمودی در جوش های شیاری (Groove) و نبشی (Fillet) به ترتیب با نماد ۳G و ۳F نشان می دهند.

در شکل های زیر، وضعیت عمودی را برای جوشکاری ورق و لوله با جوش های شیاری و نبشی را مشاهده می فرمایید.

بالای سر یا سقفی (Overhead):

در این وضعیت، اعضای اتصال به صورت افقی قرار گرفته اند و جوشکاری در زیر قطعه کار و بالای سر جوشکار انجام می گیرد. طبیعی است که در اين وضعيت، مذاب بر اثر خاصيت نيروی جاذبه، تمایل داشته باشد که به سمت پايين جاری شود.

برای جلوگیری از ریزش مذاب در جوشکاری بالای سر از تدابیر زیر استفاده می شود:

از یک سری الکترود‌ها می توان استفاده کرد که در روکش آن ها از مواد دیرگداز استفاده شده است تا بتوان پوشش مناسبی بر روی مواد مذاب ایجاد کرده و از چکیدن قطرات مذاب به سمت پایین جلوگیری نمود. این الکترودها در سیستم نامگذاری الکترودها با رقم سوم ۱ مشخص می شوند (EXX1X)، مثل الکترودهای E6013 و E7018.

نسبت به وضعیت های ديگر جوشکاری، با شدت جريان کمتری جوشکاری انجام می شود.

از جوشکاران بسیار ماهر استفاده می شود تا بتواند جوش را با کيفيت مناسب اجرا نمايد.

در استاندارد آمریکایی AWS وضعیت بالای سر در جوش های شیاری (Groove) و نبشی (Fillet) به ترتیب با نماد ۴G و ۴F نشان می دهند.

در شکل های زیر، وضعیت بالای سر را برای جوشکاری ورق و لوله با جوش های شیاری و نبشی را مشاهده می فرمایید.

الکترود ۷۰۱۸

الکترود ۷۰۱۸ از پرکاربردترین انواع الکترودهای قلیایی و کم هیدروژن است که برای جوشکاری فولادهای کربنی، فولادهای کم آلیاژ، فولادهای پر کربن، فولادهای استحکام بالا و قطعات ضخیم در جوشکاری لوله ها، مخازن، قطعات تحت فشار و برخی کاربردهای صنعتی و ساختمانی به کار می رود.

ماده اصلی روکش آن، کربنات کلسیم و فلورید کلسیم است و به مقدار ۴۵-۲۵ درصد پودر آهن نیز به ترکیب آن اضافه می شود. علاوه بر آن ها، مواد دیگری چون دی اکسید تیتانیوم یا روتیل، سیلیکات های معدنی، منگنز یا ترکیبات آن و چسب سیلیکاتی هم به آن اضافه می شود. این الکترود از نوع کم هیدروژن پتاسیم و پودر آهن دار است. پودر آهن به مقدار ۴۰-۲۵ درصد وزنی در روکش آن ها اضافه می شود و باعث ضخیم شدن روکش، افزایش ظرفیت انتقال جریان و نرخ رسوب فلز جوش بیشتر می شود. حضور ترکیبات پتاسیمی در ترکیب آن هم اجازه می دهد تا این الکترودها با جریان متناوب (AC) استفاده شوند. در کنار جریان AC، می توان از جریان مستقیم (DC) با قطبیت مثبت (DCEP) هم برای جوشکاری این الکترود استفاده نمود.

فلز جوش حاصل از الکترود E7018 دارای حداقل استحکام کششی ksi 70 یا MPa 490 است. این الکترود دارای قوسی ملایم با نفوذ متوسط و پاشش کم است. سرباره یا گِل جوش ایجاد شده توسط آن ضخیم و ترد بوده و به راحتی تمیز می شود. استفاده از این الکترودها، به دلیل سرباره ضخیم آن ها چندان آسان نیست. این الکترود می تواند با سرعت جوشکاری زیادی استفاده شود. جوشکاری با قوس کوتاه جهت افزایش کیفیت فلز جوش و کاهش احتمال مک و تخلخل در این الکترودها ضروری است. جوش حاصل دارای خواص مکانیکی و متالورژیکی مطلوبی است. ظاهر جوش حاصل از این الکترود در وضعیت تخت و افقی جوش های گوشه کمی تحدب دارد. با استفاده از الکترودهای E7018 تا قطر ۴ میلی متر، جوشکاری در همه وضعیت ها امکان پذیر است. قطرهای بزرگ تر بیشتر برای وضعیت تخت و افقی در جوش گوشه و وضعیت تخت در جوش شیاری مناسب هستند.

فلز جوش حاصل از این الکترود دارای انرژی ضربه (مقاومت به ضربه) بالایی نسبت به سایر انواع الکترودها است (۲۷ ژول در ۳۰- درجه سانتیگراد). این موضوع باعث می شود تا جوش های با استحکام بالاتر انعطاف پذیری مناسبی هم داشته باشند و احتمال شکست ترد از ناحیه جوش به خصوص در دماهای پایین کمتر باشد. قطعات جوشکاری شده توسط این الکترود، مقاومت زیادی در مقابل ترک های سرد و گرم دارد. مقاومت به ترک گرم که حین انجماد رخ می دهد، از خلوص بالای متالورژیکی فلز جوش حاصل از این الکترودها ناشی می شود و احتمال کم ترک سرد ناشی از مقدار پایین هیدروژن در آن ها است.

علیرغم اینکه این الکترودها کم هیدروژن هستند و احتمال ورود هیدروژن به مذاب جوش از طریق آن پایین است ولی جذب رطوبت توسط این الکترودها می تواند منبع ورود هیدروژن به حوضچه مذاب در اثر یونیزاسیون آب در قوس الکتریکی باشد. بنابراین این الکترودها باید از رطوبت دور نگه داشته شده و محافظت کافی از آن ها به منظور عدم جذب رطوبت انجام بگیرد. حداکثر مقدار رطوبت مجاز جذب شده در این الکترودها، ۰٫۶ درصد وزنی الکترود است. برای این منظور در بسته بندی های مقاوم به نفوذ رطوبت نگه داری می شوند، قبل از جوشکاری به مدت یک الی دو ساعت در دمای ۲۶۰ تا ۴۲۵ درجه سانتیگراد در داخل خشک کن الکترود، آون یا کوره قرار می گیرند (بازپخت)، سپس به داخل خشک کن با دمای ۱۴۰-۳۰ درجه سانتیگراد بالای دمای محیط منتقل شده و تا لحظه ی مصرف در آن دما نگهداری می شود و تنها در آن هنگام از کوره بیرون آورده می شود. پس از خارج کردن این الکترودها از بسته بندی اولیه باید در خشک کن نگهداری شوند و بازپخت آن ها نیز تنها یک بار مجاز است. البته لازم به ذکر است که شرایط بازپخت و نگهداری آن ها باید از دستورالعمل سازنده تبعیت کند.