X
تبلیغات
بازرسی فنی - WPS ( Welding Procedure Specification
تشریح موارد و روشهای بازرسی قطعات و تجهیزات صنعتی وروشهای کنترل کیفیت
تاریخ : پنجشنبه بیست و سوم اردیبهشت 1389

 

 دوستانی که در صنایع مختلف در حال کار می باشند ، با این مستند به خوبی آشنایی دارند. این دستورالعمل جهت مشخص نمودن نحوه جوشکاری تمام سازه های موجود در سایت باید تهیه گردد و کلیه متریالها و طرحهای اتصال را پوشش دهد.

سلسله مقالات و نوشتارهای بسیاری در خصوص این مستند تهیه گردیده و در دسترس قرار دارد و در این قسمت به توضیح تمامی موارد و مطالب مورد نیاز برای تهیه و بررسی این مستند نخواهیم پرداخت. در این بخش تنها به ارائه مطالبی کوتاه در این مورد  می پردازم و به دوستانی که علاقه مند به دانستن بیشتر در این مورد می باشند پیشنهاد می کنم که به کتابهای مرجع در این مورد رجوع کنند.

بر اساس تعریف استاندارد انجمن جوش آمریکا WPS مستند نگارش شده ای است که روش انجام جوشکاری را به جوشکار یا اپراتور دستگاههای جوشکاری ، براساس ملزومات استاندارد معرفی می کند. تمامی رویه های جوشکاری باید با استفاده از انجام آزمایشات مکانیکی مطابق با استاندارد ، مورد تایید قرار گرفته باشند . در برخی استانداردها مانند ASME Sec IX  تعدادی از رویه های جوشکاری بنام SWPS ( Standard Welding Procedure Specification )  معرفی گردیده است که در صورت استفاده از این رویه ها نیازی به انجام آزمایشات خواص مکانیکی نبوده و استاندارد ، خود تطابق مکانیکی خواص جوش را با فلزات پایه ذکر شده را تضمین کرده است. در خصوص آزمایشات خواص مکانیکی در قسمت بعد توضیحاتی را ارائه خواهم کرد.

در خصوص تهیه WPS  ، باید توجه داشت که تنها مهندسان جوش صلاحیت تهیه این مدرک را دارا می باشند. جدای از تصریحاتی که در استانداردهای مرجع در این خصوص ذکر شده ، توجه به مواردی چند مشخص می کند که شخصی که اقدام به نگارش این مستند می نماید باید اطلاعات لازم را در خصوص موارد زیر داشته باشد تا توانمندی ارائه دستورالعملی مناسب ، جهت جوشکاری را داشته باشد.

1-      اولین مطلبی که نگارنده WPS  باید با آن آشنایی کامل داشته باشد مواد و خواص آنها می باشد. در صورتی که شخص نگارنده با متریال مورد نظر ، شرایط کاربری و خطرات محتمل در هنگام استفاده آن آشنایی نداشته باشد ، امکان تجویز دستورالعمل مناسب جهت جوشکاری را نخواهد داشت.

2-      آشنایی با روشهای مختلف جوشکاری از دیگر مواردی است که دانستن آن جهت تهیه WPS  الزامی است . ممکن است دوستانی در خصوص یک روش جوشکاری اطلاعات مناسبی را دارا باشند ولی عملا تهیه این مستند توسط این نفرات مشکلات خاص خود را خواهد داشت. مشکل بسیار ابتدایی و قابل لمس برای همه ما این است که این فرد عملا بخاطر عدم آشنایی با روشهای مختلف جوشکاری قادر به مکانیزه نمودن عملیات تولید نخواهد بود. در بسیاری از موارد می توان بجای استفاده از روشهای قدیمی ، با استفاده از روشهای جدید و مکانیزه سرعت و کیفیت بالاتری را در عمل بدست آورد . در برخی موارد نیز بخاطر حساسیت بالای قطعه و عدم امکان آزمایشات غیر مخرب ، باید از روشی استفاده کرد که در خصوص جوش حاصل ، درصد اطمینان بالایی را حاصل نماییم.

3-      مطلب بسار حساس و مهم در خصوص طراحی جوش سازه، محاسبه تنش وارد بر جوش و تحمل خستگی می باشد که باید توسط نگارنده این مستند مد نظر قرار گرفته شود و طرح اتصال طوری محاسبه گردد تا کمترین تنش به جوش وارد گردد.

در نهایت با توجه به مطالب ذکر شده از دوستانی که اقدام به تهییه WPS  می نمایند ، خواهشمندم که مطالب بالا را در نظر بگیرند.

 هدف از تنظيم يک WPS مشخص کردن جزئيات فرآيند جوشکاری يک قطعه يا ماده مورد نظر است. برخی کارخانه ها برای توليدات خود يک گواهی کيفيت نيز تنظيم می کنند تا بوسيله آن شرايط آماده سازی، چک کردن و تأئيد مشخصات بيان شده در روش جوشکاری کنترل شود. مآخذ اصلی گواهی کيفيت جوشکاری مخازن تحت فشار ASME IX Boiler and Pressure Vessels Code است .

مشخصات روش جوشکاری می بايست بر اساس نيازهای سازنده و بنا به تأئيد مشاور طرح تنظيم شود. ذکر جزئياتی که ذيلا" بدان اشاره می شود در هر WPS لازم القيد است. مآخذ مورد استفاده اين قسمت ASME.IX می باشد.

امروزه خواسته های کيفيتی جوش جهت کسب استانداردهای ISO 9000 بايد بر اساس EN-729 تنظيم گردد. اين استاندارد از چهار بخش به ترتيب راهنما انتخاب و استفاده ، خواسته های کيفيت کامل، خواسته های کيفيتی استاندارد و خواسته های کيفيتی ابتدائی جوشکاری را مطرح می سازند.

مشابـه آنچه ASME IX در رابطه با کنترل کيفيت جوشکاری مخازن تحت فشار مطرح ساخته از استاندارد D.1.1 AWS برای سازه های فلزی طرح شده است. استاندارد عمومی تعيين کيفيت جوش قبل از EN729 در انگلستان BS4870 بوده است. در رابطه با جوشکاری مخازن اتمسفری و خطوط لوله گاز نيز معيارهای تعيين کيفيت به ترتيب API650 و API1101 آمده است.

  

مشخصات سربرگ فرم WPS :

 بسته به شرايط کاری هر شرکت اين فورمت قابل تغيير است. مطابق با کد ASME Sec. IX، در فرآيندهای مختلف جوشکاری، متغيرهای جوشکاری به صورت زير طبقه بندی می شوند:

الف ) متغيرهای اساسی (Essential)

     پارامترهائی هستند که در صورت تغيير آنها در يک WPS ، يک PQR جديد بايد تدوين و تهيه شود.

ب  ) متغيرهای غيراساسی (Nonessential)

          پارامترهائی هستند که صرفا" برای اطلاع در WPS قرار می گيرند و در صورت تغيير آنها ، احتياج به انجام آزمايش مجدد و تهيه PQR جديد نمی باشد.

ج   ) متغيرهای مشروط (Supplementary Essential)

          پارامترهائی هستند که در صورتی باعث تغيير PQR مربوط به يک WPS می شوند که در مشخصات فنی نسبت به انجام تست ضربه جهت تعيين کيفيت ، PQR ،  اشاره شده باشند.

بعنوان مثال می توان به جدول QW-253 در استاندارد ASME Sec IX اشاره کرد. در این جدول متغییر های اساسی . غیر اساسی و مشروط برای روش جوشکاری دستی ذکر شده است.

مشخصات اوليه يک WPS عبارتست از:

1-   شماره سری مشخصات روش جوشکاری No.) (Welding Procedure Specification  

2-   تاريخ تنظيم (Date) WPS

3-   شماره بازبينی ها (Revisions)

4-   تاريخ بازبينی

5-   شماره سری گزارش کيفيت روش جوشکاری (Supporting PQR No.)

6-   روش يا روشهای مورد استفاده جهت جوشکاری (Welding process (es))

بهتر است که فرآيندهای جوشکاری با نام اختصاری نشان داده شوند.مطلب قابل ذکر برای دوستان در این قسمت توجه به استاندارد مرجعی است که مطابق با آن در حال آماده سازی روش جوشکاری می باشیم. روشهای جوشکاری با نامهای متفاوتی در استانداردهای مختلف نامگذاری شده اند. بعنوان مثال روش جوش دستی در استانداردهای آمریکایی بنام SMAW(Sheilded Metal Arc Welding) و در استانداردهای اروپایی بنام MMA(Manual Metal Arcwelding معرفی شده است.

 

نحوه انجام فرآيند جوشکاری (Type)

بعنوان مثال: دستی (Manual) ، اتوماتيک ، نيمه اتوماتيک، ماشينی می توانند طرق مختلف اعمال يک فرآيند باشند. جوشکاری قوس با الکترود روپوش دار در صورت استفاده از الکترودهائی با طول محدود و به صورت دستی Manual تلقی می شود. روشهائی مانند FCAW در صورت جوشکــاری دستی ، نيمه خودکار به حساب می آيند و اگر پيک آنها بر روی ماشين قرار گيرد و بطور خودکار حرکت کند، از آنجائيکه انتقال مفتول نيز خودکار بوده فرآيندی ماشينی (Machine) يا تمام اتوماتيک به حساب می آيد.

لازم به تذکر است که ذکر مطالبی چون : نام شرکت يا کارخانه توليدی، نام مشاور يا ناظر بر جوشکاری، نام قطعه يا عنوان پروژه و نظائر آن نيز بايد در همين قسمت از فرم WPS بيايند.

 

طرح اتصال (Joints)

مشخصات طرح اتصالی که روش جوشکاری برای آن نوشته می شود بر اساس کد (QW-402) می بايست در قسمتی از فرم WPS درج شود. در صورت تمايل و نياز، فرآيند پخ سازی مورد نظر نيز قابل ذکر است. معمولا" آماده سازی شيار يا پخ جوشکاری به يکی از روشهای برش اکسيژن، استفاده از الکترودهای کربنی، برش قوس پلاسما يا روشهای مختلف ماشين کاری انجام می شود. بهتر است ماشين کاری و سنگ زنی پس از آماده سازی به روشهای ديگر نيز اعمال شوند. در نهايت تميزکاری شيار يا پخ جوش باعث بهبود کيفيت کار می شود و اشاره بدان در اين قسمت از WPS امکان پذير است.

بهتر است که مشخصات شيار چه بصورت کامل و چه اختصاری نشانگر پارامترهای ذيل باشد:

الف – نوع اتصال جوشکاری

ب  - نفوذ جوش و ضخامت قطعه مورد جوشکاری

ج   - شکل شيار جوشکاری

 

پشت بند (Backing)

بنا به صلاحديد طراحی و به منظور مواردی چون جلوگيری از اکسيد شدن مذاب شيار جوش ، عدم ريزش مذاب از پشت شيار، افزايش يا کاهش سرعت انجماد در پشت جوش، اطمينان از خالی نماندن يا ايجاد زير برش در قسمت پشتی جوش و غيره از تسمه ای فلزی ، جريان گاز يا فلاکس به عنوان پشت بند استفاده می شود . در اين قسمت از WPS با تأئيد يا عدم تأئيد در مورد استفاده از پشت بند اشاره می شود. 

 

فلزات پايه (Base Metals)

ذکر نوع و ترکيب شيميائی فلز مورد جوشکاری از جمله مهمترين مطالب قابل ذکر در WPS است. عنوان نمودن شماره استاندارد تقسيم بندی، ترکيب شيميائی يا عمليات حرارتی خاص که قبل از جوشکاری بايد روی ورق انجام شود در انتخاب ساير مشخصات فرآيند جوشکاری منجمله پيشگرم ، پس گرم ، انتخاب الکترود و تکنيک کار دخيل است.

مشخصات فلز پايه معمولا" بر اساس کد ASME (QW-403) انتخاب می شود.

 

عدد مشخصه .PNo

جهت کاهش تعداد فرمهای WPS و PQR فلزات پايه تحت عددی بنام P تقسيم بندی می شوند. در صورتی که برای آزمايش کيفيت فولاد تست ضربه لازم باشد تقسيم بندی جزئی تر شده و Group No. نيز مطرح می شود اساس تقسيم بندی های فوق الذکر ترکيب آلياژ ، جوش پذيری و خصوصيات مکانيکی است. ليکن با استناد به عدد P يا Gr. مشابه نمی توان ادعا کرد که دو آلياژ از نظر خواص متالورژيکی، عمليات حرارتی پس از جوشکاری ، طراحی و برخی خواص مکانيکی قابل جايگزينی می باشند. در صورت نياز به آزمايش ضربه فلز پايه می بايست خصوصيات ويژه ای داشته باشد.

در کدهای فوق الذکر Gr-No. نيز آمده است. در QW-424 ذکر شده، در صورتيکه آلياژ در جداول QW-422 موجود نباشد بجای P-No. می توان مشخصات (Specification) ، نوع و درجه (Type & Grade) ترکيب شيميائی (Chemical Analysis) يا خصوصيات مکانيکی (Mechanical Properties) آلياژ مورد جوشکاری را در WPS قيد کرد.

 

محدوديت ضخامت (Thickness Range)

ضخامــت مقطــع مورد جوشکاری در اين قسمت ذکر می شودبر اساس ASME برای کمتر شدن تعداد WPS می توان از محدوده ضخامت زير استفاده کرد :

 الف – ضخامت کمتر از 1/16 اينچ              ب   - 3/8> ضخامت < 1/16 اينچ

 ج    - 3/4 > ضخامت < 3/8 اينچ              د    - 1,1/2 >  ضخامت < 3/4 اينچ       

  ه    - ضخامت بالای 1,1/2 اينچ

 

سيم جوشها (Filler Metals)

الکترودها می بايست قبل از مصرف خشک شوند. الکترودهای کلاس A5.1 AWS نيز به منظور عدم جذب هيدروژن توسط روکش بايد کاملا" عايق بسته بندی شوند. درصورت باز شدن روکش عايق اين الکترودها لازمست تا قبل از مصرف 2 ساعت در دمای 230-260 C° پيشگرم و خشک شوند.

 تمامی الکترودها بهتر است به محض باز شدن بسته بندی و قبل از مصرف در خشک کنی با حداقل 120 درجه سانتيگراه نگهداری شوند.

 پس از باز شدن درب بسته بندی يا خروج الکترودها از خشک کن الکترودها نبايد پيش از زمان مندرج در ستون A از جدول (1) در معرض اتمسفر قرارگيرند.

در صورتيکه الکترودی در محدوده زمانی ستون B جدول (1) در اتمسفر قرار گرفت لازمست تا از نظر جوشکاری، بازبينی ظاهری و خواص ديگری که در AWSA5.5 آمده آزمايش شود.

الکترودی که با شرايط جدول (1) سازگار باشد لازم نيست بيش از يک بار خشک شود. الکترودهای خيس شده به هيچ وجه قابل استفاده نيستند. لازم به تذکر است که توليد کنندگان الکترود موظفند تا در صورت تمايل خريدار برگه تأئيديه (Certificate) محصولشان را در اختيار ايشان قرار دهند. (AWS/A5.5)

 

جدول (1)- زمان مجاز در اتمسفر قرار گرفتن الکترودهای کم هيدروژن

 

Column B (Hours)

Column A (Hours)

Electrode

Over 4 to 10 max.

4 max

A5.1

E70XX

 

 

A5.5

Over 4 to 10 max

4 max

E70XX

Over 2 to 10 max

2 max

E80XX

Over 1 to 5 max

1 max

E90XX

Over 1/2 to 4 max

1/2 max

E100XX

Over 1/2 to 4 max

1/2 max

E110XX

 

 

عدد FNo

FNo. در حقيقت يک تقسيم بندی برای الکترودهاست در کد QW-432 از ASME طی جداولی بدان اشاره شده که البته در ضميمه اين جزوه آمده است. اساس اين تقسيم بندی موارد استفاده ، کاهش تعداد WPS, PQR های يک پروژه و مشابهت خصوصيات جوشکاری سيم جوش بوده است.

 

در جدول (2) چگونگی تقسيم بندی F-No. آلياژهای مختلف آمده است.

جدول (2) – F-No. آلياژهای مختلف

 

نوع آلياژ سيم جوش

F-No.

QW

آلياژهای فولادی

1-6

432.1

آلومينيوم و آلياژهای پايه A1

21-24

432.2

مس و آلياژهای پايه Cu

31-37

432.3

نيکل و آلياژهای پايه Ni

41-45

432.4

تيتانيوم و آلياژهای پايه Ti

51

432.5

زيرکونيم و آلياژهای پايه Zr

61

432.6

آلياژهای روکش کاری و سخت کاری سطحی

71-72

432.7

 

آناليز فلز جوش يا عدد ANo.

ANo. تنها در مورد آلياژهای آهنی کاربرد دارد. بر اساس کد ASME (QW-404.5) ابتدا آناليز جوش در هر فرآيند به روش زير بايد محاسبه شده و سپس بر اساس (QW-442) A-No. تشخيص داده شده و در قسمت مربوطه WPS درج گردد.

الف – برای PAW, GTAW, SMAW يا آزمايشی برای تشخيص آناليز جوش انجام می شود و يآ بر اساس مدرک کيفيت جوش سازنده آناليز ارائه شده مورد قبول قرار می گيرد. در صورت انجام آزمايش، نمونه بايد مشابه آزمايش آناليز استاندارد سيم جوش صورت پذيرد.

 

ب – برای ESW, GMAW يا از مشخصات ارائه شده توسط سازنده استفاده می شود. يا اينکه با شرايطی مشابه  استاندارد نمونه آناليز تهيه می شود. در هر دو صورت گاز محافظ بايد گاز مورد استفاده در فرآيند باشد.

ج – بــرای SAW نيــز يا از مشخصات ســازنده تحت شرايط استفاده از فلاکس مشابه فرآيند اجرائی استفاده می شود و يا تحت شرايط کاری نمونه آناليز تهيه می شود.

 

شماره مشخصات (SFA) (Spec.No.

بيش از بيست شماره مشخصات سيم جوش توسط ASME تعيين شده است. اين تقسيم بندی در ASME با يک پيشوند SF همراه است. در جدول (3) شماره مشخصات اقسام سيم جوش ها بر اساس کد بندی AWS آمده است:

 جدول (3)- شماره مشخصات خانواده های مختلف سيم جوش

شماره مشخصات

نوع سيم جوش

A5.1

مشخصات الکترودهای جوشکاری قوس فولاد معمولی

A5.3

مشخصات الکترودهای جوشکاری قوس آلومينيوم و آلياژهای آلومينيومی

A5.4

مشخصات الکترودهای روکش دار فولاد زنگ نزن کرومدار و کروم نيکل

A5.5

مشخصات الکترودهای روکش دار فولاد کم آلياژ ويژه جوشکاری قوس

A5.6

مشخصات الکترودهای روپوشدار مس و آلياژهای آن

A5.7

مشخصات سيم جوش و الکترودهای سخت مس و آلياژهای آن

A5.8

مشخصات سيم جوش لحيم کاری (Brazing)

A5.9

مشخصات سيم جوش لخت فولاد زنگ نزن کرومدار و کرومی نيکلی همچنين سيم جوشها و الکترودهای لايه لايه ، کامپوزيت و توپر

A5.10

مشخصات سيم جوش و الکترود لخت برای جوشکاری آلومينيوم و آلياژهای آن

A5.11

مشخصات الکترودهای روکش دار نيکل و آلياژهای آن

A5.12

مشخصات الکترودها و سيم جوش لخت جوشکاری TIG

A5.13

مشخصات الکترودهای روکش دادن سطحی

A5.14

مشخصات سيم جوش و الکترودهای لخت نيکل و آلياژهای آن

A5.15

مشخصات سيم جوشها و الکترودهای روکش دار جوشکاری چدن

A5.16

مشخصات سيم جوش و الکترودهای تيتانيوم و آلياژهای آن

A5.17

مشخصات الکترودهای لخت فولاد کربنی و فلاکس برای SAW

A5.18

مشخصات الکترودهای فولاد معمولی ويژه GMAW

A5.19

مشخصات سيم جوش و الکترودهای لخت آلياژهای منيزيم

A5.20

مشخصات الکترودهای توپودری فولاد معمولی ويژه جوشکاری قوس

A5.21

مشخصات الکترودها و سيم جوشهای روکش کردن کامپوزيت

A5.22

مشخصات الکترودهای توپودری فولاد زنگ نزن کرومدار و کروم نيکل

A5.23

مشخصات الکترودهای لخت فولاد کم آلياژی و فلاکس برای SAW

A5.24

مشخصات الکترودها و سيم جوش لخت جوشکاری زيرکونيم و آلياژهای آن

 

 معمولا" سازندگان الکترودهای جوشکاری شماره مشخصات (SFA.No.) ارائه می کنند در غير اينصورت با استفاده از جدول (3) اين قسمت تکميل می شود. در صورت عدم وجود SFA می توان نام تجاری الکترود را در اين قسمت ذکر کرد.

 

شماره کلاس و استاندارد ASM الکترود (AWS No. [Class]):

استانداردهای گوناگونی برای نام گذاری الکترودها وجود دارد مانند : DIN, BS, JIS, AWS, ISO , … برای الکترودهای روکش دار کلاس A5.1 جوشکاری با قوس الکتريکی نامگذاری به روش AWS ابتدا باحرف E به معنای الکترود آغاز می شود، دو عدد اول پس از E نشان دهنده استحکام کششی فلزجوش الکترود بر حسب Ksi می باشد (در الکترودهای استحکام بالا سه عدد اول مانند (E11013G مثلا":

E60XX, E70XX, E80XX, E90XX, E110XX, E120XX, اولين عددی که پس از دو رقم استحکام می آيد نشان دهنده وضعيت جوشکاری قابل اجرا با اين نوع الکترود است:

الف – EXX1X: جوشکاری در چهار وضعيت (OH,H,V,F) امکان پذير است.

ب   - EXX2X: جوشکاری در وضعيتهای تخت واقعی (H,F) امکان پذير است.

ج    - EXX3X: جوشکاری فقط در حالت تخت (F) امکان پذير است.

آخرين عددی که در نامگذاری الکترود به روش AWS می آيد از 8   -0 متغير است و نشان دهنده کلاس روپوش الکترود، نوع برق و ساير خصوصيات گروه جوش می باشد .

در مورد الکترود يا سيم جوش کلاس A5.4 فولادهای زنگ نزن نام استاندارد آمريکائی (ASTM) فولاد زنگ نزنی که آناليز مشابه با ترکيب سيم جوش يا الکترود دارد. پس از حرف (E) (در مورد جوشکاری قوس) آورده می شود. به عنوان مثال E316 L-16 يا E310 يا E304 سيم جوشهای ويژه جوشکاری با فرآيندهای OFW بجای حرف E  با G آغاز می شوند مانند G316 که سيم جوش فولاد زنگ نزن باترکيب آلياژ فولاد ASTM316 است.

به منظور فراگيری نحوه نامگذاری ساير کلاسهای الکترودهای فرآيند FCAW, GMAW, SAW, … لازمست تا به استاندارد ASME II-Part C مراجعه شود. 

 

سايز الکترود (Size of Electrode):

برای انجام با صرفه ترين جوش انتخاب اندازه الکترود قطر ميله مغزی) باندازه انتخاب نوع الکترود اهميت دارد. در انتخاب اندازه الکترود موارد زير مورد توجه قرار می گيرند: طرح اتصال ، ضخامت لايه های جوش، حالت جوشکاری ، حرارت قابل تحمل توسط قطعه و مهارت جوشکار.

تعداد لايه ها يا پاسهائی که جوش احتياج دارد بطور عمده بستگی به طرح اتصال ، اندازه الکترود ، ضخامت فلز پايه، حالت جوشکاری دارد. اندازه مناسب الکترود برای مصرف در جوشهای مختلف برای اتصالات و حالات جوشکاری مختلف ذيلا" بيان شده است:

 

الف – برای جوش لوله يا ساير اتصالاتی که احتياج به ذوب خوب در ريشه دارد و امکان جوشکاری از پشت جوش نيست ، حداکثر الکترود به قطر 3.25 تا 4 ميليمتر برای پاس اول پيشنهاد می شود. برای جوشکاری پاسهای ديگر در تمام حالات الکترودهای قطر 4 تا 5 ميليمتر می تواند مورد استفاده قرار گيرد. بــرای جوشکاری در حالت تخت از الکترودهای با قطر بالای 5 ميليمتر نيز استفاده می شود. در لوله های قطر کم پاس اول با الکترود قطر 2.5 و ساير پاسها با الکترودهای قطر 4 ، 3.25 قابل جوشکاری است.

 

ب   - در جوشکاری اتصالات V شکل يا جناغی يک طرفه که دارای تسمه های در پشت اتصال می باشند در حالت تخت برای پاس اول می توان از الکترود قطر 5 و برای پاسهای ديگر از الکترود بزرگتر استفاده کرد.

ج   - برای جوشکاری گوشه ای در حالت تخت و سربه سر غير تخت الکترود 5 ميليمتری حداکثر قطری است که عملا" مصـــرف مــی شود و در اين حالت نيز اغلب پاس اول با الکترود قطر 4 ميليمتر جوشکاری می شود.

ه    - در مورد الکترودهائی که با روکش کم هيدروژن اندازه معمول برای جوشکاری عمودی و بالا سر قطرهای 4 ، 3.25 ميليمتر و برای جوشکاری تخت و افقی قطر 5 يا بزرگتر می باشد.

 

وضعيت جوشکاری (Position)

بر اساس کد ASME (QW-405) قطعات مورد جوشکاری در يکی از چهار وضعيت زير قرار دارند.

الف: تخت (Flat) 

ب  : افقی (Horizontal)

ج   : عمودی (Vertical)

 د   : بالای سر (Over head)

جدول (4) کد اختصاری وضعيتهای جوشکاری

جوشکاری شياری ورق

جوشکاری شياری لوله

جوشکاری گوشه ای ورق

جوشکاری گوشه ای لوله

وضعيت

علامت

وضعيت

علامت

وضعيت

علامت

وضعيت

علامت

تخت

1G

چرخش افقی لوله

1G

تخت

1F

لوله مورب با چرخش

1F

افقی

2G

لوله در حالت عمودی

2G

افقی

2F

لوله ثابت عمودی

2F

عمودی

3G

لوله افقی ثابت

5G

عمودی

3F

لوله افقی با چرخش

2FR

بالای سر

4G

لوله مورب ثابت

6G

بالای سر

4F

لوله عمودی جوش بالای سر

4F

 

 

 

 

 

 

لوله افقی ثابت (تمامی حالات )

5F

 

وضعيت شيار (Position of Groove)

با استفاده از علامت های اختصاری دو ستون سمت راست جدول (4) وضعيت شيار مشخص می شود. در مورد جوشکاری ورق و لوله علامتها متفاوتند.

 

پيشگرم (Preheat):

معمولا" برای جلوگيری از ترکيدگی، پيچيدگی و پيدايش فازهای ناخواسته و ... قبل از جوشکاری ، قطعه پيشگرم می شود. همچنين در حين عمليات جوشکاری، کنترل دمای بين پاسی از نظر بالاتر نرفتن از يک حد مجاز و عدم تنزل به کمتر از دمای پيشگرم بايد انجام پذيرد. اين عمل معمولا" بوسيله گچ های حرارتی صورت می پذيرد. بنا به تغيير رنگ يا ذوب شدن گچ های حرارتی در درجه حرارت خاص دمای قطعه قابل کنترل خواهد بود.

بجز فرآيندهای جوشکاری, (Stud Welding)  EGW, ESW  حداقل دمای پيشگرم و حداکثر درجه حرارت بين پاسی می بايست بر اساس QW-406 و با توجه به ضخامت ورق مربوطه تعيين شوند.

 

عمليات حرارتی پس از جوشکاری (تنش زدائی) (Postweld Heat Treatment):

 (*درجه حرارت (Temperature)

از آنجائيکه رايج ترين حالت عمليات حرارتی تنش زدائی پس از جوشکاری است معمولا" درجه حرارت مربوط به تنش زدائی جوش به شرح ذيل در اين قسمت ذکر می شود:

الف – در مورد فولادهای کوئنج تمپر حداکثر 590 C° (1100 F°)

ب   - برای ساير فولادها در محدوده 650 C° (1100-1200 F°)

ج    - درجه حرارت کوره به هنگام قراردادن نمونه در آن نبايد از 600 F (315 C°) تجاوز نمايد.

د    - بالای 315 C° نرخ گرم کردن نبايد از 220 C° /hr تجاوز نمايد و اين نرخ گرم با تقسيم نمودن 220/t که ضخامت قطعه برحسب اينچ است بدست می آيد.

ه    - در حين گرم کردن اختلاف دمای دو قسمت از قطعه به فاصله 4.6m نبايد از 140 C°تجاوز نمايد.

و   - در حين نگهداری در درجه حرارت تنش زدائی اختلاف دمای هيچ دو نقطه ای از قطعه نبايد از 83 C° تجاوز نمايد.

ز   - در سردکردن قطعه نرخ سرمايش نبايد از 260 C°/hr تجاوز نمايد. اين نرخ با تقسيم 260/t که ضخامت بزرگترين قطعه برحسب اينچ است محاسبه می شود.

برای تنش زدائی لوله ها، مخزن ها و اشکال دوار با استفاده از ضخامت معادل مقطع محاسبه شده و پس از مقايسه بيشترين ضخامت مقطع حقيقی قطعه با مقدار فوق الذکر، زمان نگهداری و نرخ گرمايش و سرمايش بدست می آيد.

 

 (*زمان نگهداری (Time Renge)

زمان لازم جهت تنش زدائی بسته به هر اينچ ضخامت قطعه تغيير می کند. معمولا" در مورد فولادهای کونچ تمپر، درجه حرارت کمتر از ديگر فولادها اختيار می شود لذا بايد زمان تنش زدائی افزايش يابد.

 

 (* نوع گاز محافظ (Shielding Gas(es)

به عنوان مثال گازهای Argon، CO2 يا مخلوط اين دو (Ar-CO2) ، نيتروژن و در صورتيکه برای محافظت حوضچه مذاب از اتمسفر استفاده شوند در اين قسمت قيد می شود. ممکن است در فرآيندهای جوشکاری با الکترود توپودری يا حتی الکترود روپوش دار نيز از گازی خنثی استفاده شود. مانند دميدن گاز در پشت شيار جوش، در چنين مواردی نيز قيد نام گاز مورد نظر در اين قسمت لازمست .

در فرآيندهای جوشکاری با سوخت گازی (OFW) يا Oxyfuel Welding در اين قسمت سوخت مورد مصرف قيد می شودف بعنوان مثال : اکسيژن ، اکسی استيلن ، بوتان يا مخلوط اکسيژن و اکسی استيلن.

  

(* مشخصات الکتريکی (Electrical Characteristic)

تغيير در نوع و قطبيت جريان الکتريکی، افزايش در گرمای ورودی و يا افزايش حجم و ميزان فلز جوش رسوب داده شــده بر واحد طول جوش باعث تغيير کيفيت جوش می شوند و ميزان گرمای وارده از رابطه محاسبه می شود:

Heating Pnt=V*I*60/speed(in/min

 

همچنين ميزان فلز جوش با افزايش اندازه گرده جوش و يا کاهش طول خط جوش به ازای هر الکترود، متناسب است. در قسمتهای 44 تا 48 از WPS نمونه (1) مشخصات الکتريکی بر اساس کد (QW-409) آمده است.

 

 (*نوع جريان مستقيم يا متناوب (Current AC or DC)

برخی الکترودها با جريان AD, DC بهتر کار می کنند . در صورت استفاده از جريان DC نشان دادن قطبيت جريان نيز لازمست.

برای انتخاب جريان AC يا DC در برگه مشخصات سازنده الکترود توصيه هائی آمده است. شروع قوس با AC مشکل تر است و معمولا" در فرآيندهائی که شروع قوس مشکلی ندارد (مانند TIG) استفاده می شود.

 

 (*قطبيت (Polarity)

در صورت انتخاب جريان DC اتصال الکترود به قطب مثبت يا منفی می تواند بر درجه حرارت ايجاد شده در قوس و عمق نفوذ جوش تأئير بگذارد. معمولا" با اتصال الکترود به قطب مثبت عمق نفوذ افزايش می يابد. قطبيت با علامتهای اختصاری زير نشان داده می شود.

الف – اتصال الکترود به قطب مثبت در جريان مستقيم DCEP=Direct Current Electrode Positive

ب   - اتصال الکترود به قطب منفی در جريان مستقيم DCEN= Direct Current Electrode Negative

بر اساس قرارداد DCEN پلاريته مستقيم و DCEP پلارتيه معکوس قلمدارد می شوند.

 

 (*تکنيک و روش کار : (Technique)

نکات تکنيکی روش جوشکاری باتوجه به کد ASME (QW-410) بيان می شوند.

 

 (*گرده زنجيری يا موجی (String or Weave Bead)

در اين قسمت شکل گرده موردنظر ذکر می شود . در مواردی که گرده های نازک کافی بوده ويا کمترين حرارت وارد به قطعه لازمست، از گرده های زنجير استفاده می شود زيرا سرعت حرکت دست در اين تکنيک بيشتر است. گرده های موجی به اشکال گردشی و هلالی اجرا می شوند.

 

 (*ساير کلاهک ، نازل يا سوراخ عبور گاز (Orifice or Gas Cup Size)

در فرآيندهای جوشکاری با گاز محافظ اشاره به موارد فوق لازم است.

 

 (*تميزکاری اوليه و بين پاسی (برس زدن ، سنگ زدن و غيره)

(Initial & Interpass Cleaning (Brushing, Grinding, etc))

تميز کردن سطح قبل از انجام جوشکاری مانند زدودن زنگارها، چربی ها و کثيفی های قطعه باعث افزايش کاهش کيفيت جوش می شود. همچنين در حين عمليات جوشکاری چند پاسی و در اتمام کار. تميزکردن سطح اعم از پاک کردن سرباره حاصله و غيره باعث کاهش و حذف عيوب جوش نظير سرباره محفوظ در مذاب و آخال و غيره خواهد شد.

روشهای اعمالی معمولا" برس زدن ، استفاده از اسکنه و چکش ، سنگ زدن ، استفاده از فرز انگشتی و ... است.

 

 (*روش برداشتن پشت جوش (Method of Back Gouging)

در صورت نياز به جوشکاری از پشت جوش لازمست تا ابتدا پشت اولين پاس توسط يکی از روشهای زير برداشته شود:

الف – قوس حاصل از الکترود کربنی (Air Carbon arc Gouging)

ب   - برداشتن بوسيله شعله اکسی استيلن (Oxy Acetylene Gouging)

ج    - سنگ زدن يا تراشکاری Grinding or Chipping

 

(*جوش تک پاسی يا چند پاسی در هر طرف (Multiple or Single Pass [Per Side])

در صورتيکه هر طرف از طرح پخ نياز به يک يا چند پاس جوش داشته باشد در اين قسمت مطرح می شود . عنوان تک يا پند پاس در اين قسمت کافيست.

  

 (*سرعت حرکت (Travel Speed)

اين فاکتور مخصوصا" درجوشکاريهای اتوماتيک اهميت فراوان دارد و عامل تعيين کننده ميزان حرارت وارد به قطعه است. در فرآيندهای دستی ذکر سرعت کم، متوسط يا زياد کافيست . اما در مورد دستگاه ههای خودکار سرعت حرکت با ديمانسيون (L/T) بيان می شود.

 

 (*مسائل ديگر (Other)

در اين قسمت بسته به فرآيند جوشکاری به مسائل مختلفی از اين قرار می توان اشاره کرد که ممکن است بعضا" در مورد يک فرآيند ذکر آن الزامی و در مورد فرآيند ديگر ناديدنی باشد.

الف – ماهيت شعله از نظر خنثی يا اکسيد يا قليائی بودن در فرآيندهای OFW

ب   - روش حرکت شعله در فرآيندهای OFW به صورت Backhand Forhand or

ج    - تغيير در زاويه گان در فرآيند EBW

 د    - فاصله مابين الکترودها در فرآيند Multi Electrode

ه     - نياز به تناوب عمليات جوشکاری از يک سمت به پخ سمت ديگر برای جلوگيری از پيچيدگی

ز     - لزوم استفاده از روشهای دستی و خودکار به طور متناوب و نحوه تغييرات در استفاده

ح    - لزوم استفاده از کوبش يا چکش کاری جوش به منظور تنش زدائی

 

 


موضوعات مرتبط: بازرسی مخازن ذخیره اتمسفریک مطابق با API 650، مدارک جوشکاری
آخرین مطالب