انتخاب فرآيند جوشکاری مناسب

این مقاله قبلا در مجله صنعت جوش شماره ۱۲و ۱۳- فروردين و ارديبهشت ۱۳۸۶ به چاپ رسیده است

انتخاب فرآيند جوشکاری مناسب

در بسياری موارد اتصال طراحی شده را ميتوان با چند فرآيند جوشکاری مختلف ايجاد نمود. اما همواره يک فرآيند است که بهترين نتيجه را (در مجموع) ايجاد ميکند. بنابراين يک متخصص جوش بايد بتواند با روشی مقبول٫ يکی از فرآيندهای ممکن را برای اتصال مورد نظر تعيين نمايد. در اين متن شما با روال انتخاب فرآيند جوشکاری مناسب آشنا ميشويد. اين روال شامل ۴ مرحله ميگردد:

مرحله اول: بررسی ويژگيهای مورد نياز اتصال

در اين مرحله بايد بزرگ يا کوچک بودن اتصال جوش٫ موقعيت و جهت جوشکاري٫ و ضخامت فلز پايه بايد بررسی گردد.

در جوشکاری٫ ملزومات هر اتصالی را ميتوان در ۴ ويژگی خلاصه کرد: پرکنندگی سريع(نرخ رسوب بالا)٫ انجماد سريع (در موقعيتهای دشوار جوشکاری)٫ سرعت جوشکاری زياد (سرعت حرکت قوس بالا و بستر جوش بسيار کوچک)٫ و نفوذ (عمق نفوذ جوش در فلز پايه).

پرکنندگی سريع هنگامی نياز است که به مقدار زيادی فلز جوش برای پر کردن اتصال احتياج باشد. بستر جوشهای بزرگ را تنها ميتوان با نرخ رسوب بالا٫ در زمان کم ايجاد کرد. در بستر جوشهای کوچک٫ پرکنندگی سريع يک پارامتر فرعی ميباشد.

انجماد سريع در جوشکاری موقعيتهای دشوار (بالا سری و عمودی) مد نظر قرار ميگيرد که نياز است حوضچه مذاب جوش خيلی سريع منجمد گردد.

سرعت جوشکاری بالا به معنی پيشروی سريع قوس و فلز مذاب و ايجاد يک بستر جوش پيوسته و مناسب بدون انقطاع و بريدگی ميباشد. اين خصوصيت در جوشهای تک پاسه کوچک٫ مانند جوشکاری ورقها٫ مد نظر است.

نفوذ با نوع اتصال تغيير ميابد. در بعضی اتصالات نفوذ بايد عميق باشد تا به مقدار کافی از فلز پايه با فلز جوش ترکيب شود و در برخی ديگر بايد نفوذ محدود شود تا از سوختگی و ترک جلوگيری گردد.

هر اتصال جوشی را ميتوان بر اساس ۴ پارامتر مذکور دسته بندی کرد.

مرحله دوم: تطبيق ويژگيهای مورد نياز اتصال با فرآيندهای جوشکاری.

اغلب سازندگان دستگاه های جوش اطلاعات مختلفی را در ارتباط با ويژگيها و توانايی دستگاه های خود ارائه ميدهند که ميتوان از آنها استفاده نمود. در اين مرحله با توجه به خصوصيات هر دستگاه و ويژگيهای هر فرآيند ميتوان يک يا چند فرآيند را به گونه ای انتخاب کرد که خصوصيات تعيين شده برای اتصال را فراهم سازد. در اين حالت بندرت پيش ميايد که تنها يک فرآيند انتخاب شود و معمولا دو يا چند فرآيند خصوصيات مد نظر را تامين ميکنند.

مرحله سوم: تهيه چک ليستی برای تعيين توانايی فرآيندهای انتخاب شده در تطبيق با شرايط خاص کاری.

پارامترهای ديگری نيز علاوه بر اتصال روی انتخاب فرآيند تاثير ميگذارند. بسياری از آنها مختص شرايط کار و کارگاه جوشکاری شما ميباشند. گاهی اين پارامترها تاثير زيادی بر حذف برخی فرآيندهای انتخاب شده دارند. در اين مرحله بايد تمامی اين پارامترها را بصورت چک ليست درآورده و يکی یکی بررسی نمود.

حجم توليد: بايد هزينه دستگاه جوش را با مقدار کار يا توليد مورد نياز تطبيق داد. اگر حجم کار برای يک کاربرد باندازه کافی نباشد٫ ميتوان کاربرد ديگری را نيز بطور موازی در نظر گرفت تا هزينه ها تعديل گردد.
خصوصيات جوش: در صورتيکه يک فرآيند نتواند خواص جوش تعيين شده را تامين نمايد٫ از ليست انتخابها حذف ميگردد.
مهارت کاربر: کاربران ممکن است که مهارت کار با يک فرآيند را خيلی سريعتر از فرآيندهای ديگر کسب نمايد. آموزش کاربران برای يک فرآيند جديد هزينه ساز است.
تجهيزات کمکی: هر فرآيند دارای منبع تغذيه و تجهيزات کمکی خاص خود ميباشد. اگر يک فرآيند را بتوان با تجهيزات موجو اجرا نمود٫ هزينه اوليه بسيار کاهش ميابد.
تجهيزات جانبی: قابليت دسترسی و هزينه تجهيزات جانبی مورد نياز بايد مد نظر قرار گيرد.
شرايط فلز پايه: زنگار٫ روغن٫ لبه سازی٫ جوشپذيری و ساير شرايط فلز پايه بايد مد نظر قرار گيرد. اين پارامترها ميتوانند قابليت يک فرآيند را محدود نمايند.
وضعيت قوس: در صورتيکه درز اتصال نامنظم باشد استفاده از فرآيندهای با قوس آزاد ترجيح داده ميشود. اما در موارديکه بتوان درز جوش را بطور مناسبی قرار داد استفاده از فرآيند زيرپودری ارجح است.
قيد و بست: در برخی فرآيندها (بخصوص فرآيندهای نيمه خودکار) نياز به قيد و بست های خاص است که بايد مد نظر قرار گيرد.
تنگناهای توليدی: اگر فرآيندی هزينه توليد را کاهش دهد اما محدوديتها و مشکلاتی برای توليد ايجاد نمايد٫ ارزش خود را از دست ميدهد. دستگاه های بسيار پيچيده که نياز به سرويسکاری مداوم توسط افراد ماهر دارند ميتوانند باعث کاهش سرعت توليد شوند.

چک ليست تهيه شده بايد تمامی فاکتورهای موثر بر اقتصاد توليد را در بر داشته باشد. فاکتورهای ديگری که ميتوان اشاره کرد عبارتند از:

ملزومات توليد
محدوده ابعادی جوش
انعطا
ف پذيری در کاربرد
طول درز جوش
زمان تنظيم و راه اندازی
هزينه اوليه
ملزومات بهداشتی و زيست محيطی

با تعيين اين فاکتورها ميتوان فرآيند مناسب را از بين فرآيندهای انتخاب شده تعيين نمود. در صورتيکه تمامی شرايط يکسان باشد٫ معيار انتخای هزينه کلی خواهد بود.

مرحله چهارم: بازنگری فرآيند با اطلاعات سازنده دستگاه جوش برای تاييد توانايی آن.

در اين مرحله بايد چک ليست تهيه شده و ويژگيهای مورد نياز با نماينده سازنده دستگاه جوش مورد بازنگری قرار گيرد تا از توانايی دستگاه و انتخاب صحيح اطمينان حاصل شود.

منبع: Selecting Your Welding Process, LincolnElectric