X
تبلیغات
رایتل

گروه صنعتی پارسه سازه

ساخت ، نصب و اجرای سوله ، اسکلت فلزی و فنداسیون

جوشکاری ، PQR ، WPS

PQR ( Procedure Qualification Record 

ساخت و نصب سازه های جوشکاری مستلزم این است که نشان دهیم کیفیت مواد اولیه، روش جوشکاری و فلز حاصل از جوش، مطابق با خواسته های استاندارد می باشد.

این کار به کمک یکسری آزمایشات مخرب و غیرمخرب تحت عنوان گزارش کیفیت روش جوشکاری PQR انجام می شود. (Procedure Qualification Report)

هدف از انجام آزمایشات تعیین کیفیت روش جوشکاری آن است که نشان دهیم، روش جوشکاری تدوین شده (WPS) با اتصالــی سالـم و بـا خواص مکانیکی مطلوب و قابل پذیرش در محدوده استاندارد مربوطه، بوجود می آورد. نتیجــه آزمــایشات در فرم خاصی ثبت شده که به آن گــزارش کیفیت روش جــوشکاری Procedure Qualification Record (PQR) می گویند.

مراحل تهیه PQR

برای تهیه یک PQR چهار مرحله زیر طی می شود:

مرحله اول - آماده سازی و جوشکاری نمونه های مناسب

مرحله دوم - آزمایش نمونه های تهیه شده

مرحله سوم - ارزیابی نتایج و نتیجه گیری راجع به آماده سازی، جوشکاری و آزمایشات

مرحله چهارم - ثبت و تأئید نتایج (در صورت قابل قبول بودن آنها)

مرحله اول :آماده سازی و جوشکاری نمونه های مناسب

معمولا" نمونه ها به نحوی مونتاژ و ساخته می شوند که درز اتصال در وسط نمونه قرار بگیرد. اندازه، نوع و ضخامت نمونه باید متناسب با نوع و ضخامت موادی که در تولید جوشکاری می شوند و نیز تعداد، نوع و اندازه نمونه های آزمایشی لازم برای آزمایشات باشد. مواد ، نحوه و جزئیات جوشکاری نمونه ها باید مطابق با WPS مربوطه باشد، به عبارت دیگر متغیرهای ضروری باید یکسان باشد.

ابعاد و اندازه نمونه ها باید حداقل با مقادیر ذکر شده در استاندارد مطابقت داشته باشد. مطابق با همین استاندارد اندازه و محل نمونه های آزمایش که از نمونه های جوشکاری شده بدست می آیند ، مشخص شده است.

مرحله دوم : آزمایش نمونه های تهیه شده

آزمایشات مشخصــی بــر روی نمونه های جوشکاری شده باید انجام شود. نوع و تعداد نمونه هائی که برای تست های مخرب لازم است، بستگی به استاندارد مورد استفاده و مشخصات کاربردی ویژه سازه دارد. اغلب تست های غیرمخرب نیز انجام می شوند.

آزمایشهای مورد نیاز برای جوشهای شیاری عبارتند از:

1) بازرسی چشمی (Visual testing)

2) آزمایش رادیوگرافی یا اولتراسونیک (Non destructive test: RT, UT)

3) آزمایش خمش – ریشه برای سلامت جوش (Root-Bend test)

4) آزمایش خمش – گرده برای سلامت جوش (Face- Bend test)

5) آزمایش کشش از فلز جوش برای خصوصیات مکانیکی فرآیندهای (All – Weld Metal tension) EGW, ESW

6) آزمایش ضربه برای تعیین چقرمگی و انرژی ضربه (Impact test)

7) آزمایش ماکرواچ برای سلامت و نفوذ موثر ساق جوش (Macroetch test)

8) آزمایش کشش با مقطع کاهش یافته برای اندازه گیری استحکام کششی (Tensile test)

همچنین برای جوشهای گلوئی (Fillet) آزمایشهای زیر مورد نیاز است:

1) بازرسی چشمی (Visual Inspection)

2) آزمایش ماکرواچ برای سلامت و ذوب کافی جوش (Macroetch test)

3) آزمایش خمش- جانبی برای سلامت جوش (Side-Bend test)

4) آزمایش کششی از فلز جوش برای خصوصیات مکانیکی (All-Weld Metal tension)

تعداد ، نوع و روش آماده سازی نمونه های آزمایش جوش در استانداردهای گوناگون تفاوتهای مختصری با هم دارد که برخی از آنها در مورد جوش سر به سر ورق فولاد کربنی با ضخامت کمتر از 10 میلیمتر بصورت زیر است :

استاندارد ASME, Sec IX : دو عدد آزمایش کشش عرضی ، دو عدد خمش گرده (180°) ، دو عدد خمش ریشه (180°)

استاندارد AWS, D1.1 : دو عدد آزمایش کشش عرضی ، دو عدد خمش گرده (180°) ، دو عدد خمش ریشه (180°) ، آزمایش غیرمخرب

استاندارد BS4870 : یک آزمایش کشش عرضی، یک خمش گرده (180°) ، یک خمش ریشه)( 180° ، سختی سنجی مقطع، مطالعه مقطع عرضی ، آزمایش غیرمخرب)

مرحله دوم : آزمایش نمونه های تهیه شده

*) آزمایش کششی با مقاطع کاهش یافته

قبل از انجام آزمایش تمام اندازه های نمونه کنترل می شوند. سپس نمونه در فک های دستگاه قرار گرفته و بار اعمال می شود. آزمایش تاحد پارگی نمونه ادامه می یابد. اگر حداکثر بار وارده را بر مساحت مسطح مقطع نمونه تقسیم کنیم. استحکام کششی بدست خواهد آمد. همچنین از روی تفاوت طول نمونه ، قبل و بعد از آزمایش (اندازه ثانویه با کنار هم قراردادن نمونه های شکسته اندازه گیری می شود) امکان محاسبه درصد ازدیاد طول وجود دارد.

قبل از انجام آزمایش تمام اندازه های نمونه کنترل می شوند. سپس نمونه در فک های دستگاه قرار گرفته و بار اعمال می شود. آزمایش تا حد پارگی نمونه ادامه می یابد.

*) آزمایش ماکرواچ

ابتدا مقطعی از نمونه بریده شده و توسط سنگ صاف می شود. سپس با سنباده زنی متوای با کاغذ سنباده های مختلف – از زبر به نرم – سطح نمونه صیقلی می شود. برای اچ کردن محلولهای مختلفی وجود دارد که در استانداردها ذکر شده است.

*) آزمایش خمش

نمونه ها در سه شکل ریشه، سطحی و جانبی تهیه می شوند. نمونه ها مطابق استاندارد در نگهدارنده قرار گرفته و بوسیله یک سنبه سرگرد ، خمیده می شوند.

نمونه باید بر روی قالب قرار گرفته و سپس سنبه سرگرد پائین آمده و موجب خمیدگی نمونه شود. به هنگام قرار دادن نمونه ها باید به نکات زیر توجه کرد:

الف ) نمونه های خمشی جانبی از پهلوی جوش بر روی قسمت خالی قالب قرار می گیرند.

ب ) نمونه های خمشی ریشه و نمونه های تعیین سلامت جوش گلوئی از قسمت زیر جوش روی قالب قرار می گیرند.

ج ) نمونه های خمشی سطحی از قسمت روی جوش بر روی قسمت خالی قالب قرار می گیرند.

نمونه ها پس از اعمال فشار باید کاملا" به شکل U در آمده باشند. ضمن اینکه فلز جوش و ناحیه متآثر از حرارت باید کاملا" در مرکز قالب قرار گرفته و پس از انجام آزمایش خمش میان قسمت خمیده قرار بگیرند.

آزمایش کشش نمونه فلز جوش

آزمایش کشش بر اساس ASTM A370 انجام می شود.

آزمایشات غیرمخرب

1- بازرسی چشمی

2- آزمایش ذرات مغناطیسی برای تشخیص ترک

3- آزمایش مایعات نافذ برای تشخیص ترکهای سطحی

4- آزمایش رادیوگرافی

5- اولتراسونیک

مرحله سوم : ارزیابی نتایج

نتایج قابل قبول آزمایشات

نتایج حاصل از آزمایشات با معیار پذیرش مربوطه در استاندارد مقایسه شده و در صورت تأئید و قابل قبول بودن ، نتایج قابل درج در PQR می باشند.

مرحله چهارم : ثبت و تأئید نتایج

پس از تعیین نتایج آزمایشات، مشخصات فرآیند تهیه نمونه و نتایج آزمایشهای تعیین کیفیت باید در فرم خاصی با عنوان گزارش کیفیت روش جوشکاری Procedure Qualification Record (PQR) ثبت شده و پس از مطالعه نتایج آزمایشات، مورد تأئید قرار گیرد.

فرم PQR عموما" دو صحفه ای است . در صفحه اول PQR، اطلاعات و پارامترهای لازم برای انجام فرآیند جوشکاری ذکر می شود که نحوه تنظیم آن همانند نحوه تنظیم فرم WPS است . به عبارت دیگر در صفحه اول اطلاعاتی نظیر: روش جوشکاری ، طرح اتصال ، فلز پایه پرکننده ، وضعیت جوشکاری ، پیشگرم و ... ذکر می گردد.

در صفحه دوم فرم PQR نتایج آزمایشات کشش، خمش ، ضربه و در صورت نیاز دیگر آزمایشات نظیر سختی سنجی ، آنالیز شیمیائی و ... درج و تأئید می گردد. ضمیمه شماره (3)

ذکر نام جوشکار نمونه آزمایش در این قسمت الزامیست . مواردی چون شماره پرسنلی و درجه کیفیت کار جوشکار نیز در PQR نوشته می شود. نام تنظیم کننده آزمایش و شماره گزاش آزمایشات نیز در PQR درج می گردد. تنظیم کننده PQR نهایتا" با ذکر تاریخ گزارش کیفیت روش جوشکاری را امضاء می کند.

نکات لازم در نوشتن PQR (در محدودیت متغیرها)

جهت کاهش هزینه و زمان ناشی از آزمایشات تعیین کیفیت لازمست تا محدوده ای برای متغیرهای PQR در نظر گرفته شود. بدیهی است تغییر هر یک از متغیرها در خارج از محدوده تعریف شده، منجر به نوشتن PQR , WPS جدید می شود.

بر اساس استاندارد هر تولید کننده موظف به ارائه WPS جهت مشخص کردن روش جوشکاری (WPS) است و هر WPS باید به کمک آزمایشهای کنترل کیفی (PQR)، تأئیدیه کیفیت دریافت کند. پس هر WPS به یک PQR نیاز دارد. اما با توجه به نکات کد امکان تنظیم یک PQR برای تضمین کیفیت چندین WPS وجود دارد. در جداول کد امکان تغییر (افزایش یا کاهش) هر یک از متغیرهای اساسی، تکمیلی و غیراساسی فرآیندهای مختلف جوشکاری مورد مقایسه قرار گرفته است.

WPS ( Welding Procedure Specification

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 تنظیم یک WPS مشخص کردن جزئیات فرآیند جوشکاری یک قطعه یا ماده مورد نظر است. برخی کارخانه ها برای تولیدات خود یک گواهی کیفیت نیز تنظیم می کنند تا بوسیله آن شرایط آماده سازی، چک کردن و تأئید مشخصات بیان شده در روش جوشکاری کنترل شود. مآخذ اصلی گواهی کیفیت جوشکاری مخازن تحت فشار ASME IX Boiler and Pressure Vessels Code است .

مشخصات روش جوشکاری می بایست بر اساس نیازهای سازنده و بنا به تأئید مشاور طرح تنظیم شود. ذکر جزئیاتی که ذیلا" بدان اشاره می شود در هر WPS لازم القید است. مآخذ مورد استفاده این قسمت ASME.IX می باشد.

امروزه خواسته های کیفیتی جوش جهت کسب استانداردهای ISO 9000 باید بر اساس EN-729 تنظیم گردد. این استاندارد از چهار بخش به ترتیب راهنما انتخاب و استفاده ، خواسته های کیفیت کامل، خواسته های کیفیتی استاندارد و خواسته های کیفیتی ابتدائی جوشکاری را مطرح می سازند.

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

مشخصات سربرگ فرم WPS :

بسته به شرایط کاری هر شرکت این فورمت قابل تغییر است. مطابق با کد ASME Sec. IX، در فرآیندهای مختلف جوشکاری، متغیرهای جوشکاری به صورت زیر طبقه بندی می شوند:

الف ) متغیرهای اساسی (Essential)

پارامترهائی هستند که در صورت تغییر آنها در یک WPS ، یک PQR جدید باید تدوین و تهیه شود.

ب ) متغیرهای غیراساسی (Nonessential)

پارامترهائی هستند که صرفا" برای اطلاع در WPS قرار می گیرند و در صورت تغییر آنها ، احتیاج به انجام آزمایش مجدد و تهیه PQR جدید نمی باشد.

ج ) متغیرهای مشروط (Supplementary Essential)

پارامترهائی هستند که در صورتی باعث تغییر PQR مربوط به یک WPS می شوند که در مشخصات فنی نسبت به انجام تست ضربه جهت تعیین کیفیت ، 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 اولیه یک WPS عبارتست از:

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

2- تاریخ تنظیم (Date) WPS

3- شماره بازبینی ها (Revisions)

4- تاریخ بازبینی

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

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

بهتر است که فرآیندهای 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 فرآیند جوشکاری (Type)

بعنوان مثال: دستی (Manual) ، اتوماتیک ، نیمه اتوماتیک، ماشینی می توانند طرق مختلف اعمال یک فرآیند 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 ، نیمه خودکار به حساب می آیند و اگر پیک آنها بر روی ماشین قرار گیرد و بطور خودکار حرکت کند، از آنجائیکه انتقال مفتول نیز خودکار بوده فرآیندی ماشینی (Machine) یا تمام اتوماتیک به حساب می آید.

لازم به تذکر است که ذکر مطالبی چون : نام شرکت یا کارخانه تولیدی، نام مشاور یا ناظر بر جوشکاری، نام قطعه یا عنوان پروژه و نظائر آن نیز باید در همین قسمت از فرم WPS بیایند.

طرح اتصال (Joints)

مشخصات طرح اتصالی که روش جوشکاری برای آن نوشته می شود بر اساس کد (QW-402) می بایست در قسمتی از فرم WPS درج شود. در صورت تمایل و نیاز، فرآیند پخ سازی مورد نظر نیز قابل ذکر است. معمولا" آماده سازی شیار یا پخ جوشکاری به یکی از روشهای برش اکسیژن، استفاده از الکترودهای کربنی، برش قوس پلاسما یا روشهای مختلف ماشین کاری انجام می شود. بهتر است ماشین کاری و سنگ زنی پس از آماده سازی به روشهای دیگر نیز اعمال شوند. در نهایت تمیزکاری شیار یا پخ جوش باعث بهبود کیفیت کار می شود و اشاره بدان در این قسمت از WPS امکان پذیر است.

بهتر است که مشخصات شیار چه بصورت کامل و چه اختصاری نشانگر پارامترهای ذیل باشد:

الف – نوع اتصال جوشکاری

ب - نفوذ جوش و ضخامت قطعه مورد جوشکاری

ج - شکل شیار جوشکاری

پشت بند (Backing)

بنا به صلاحدید طراحی و به منظور مواردی چون جلوگیری از اکسید شدن مذاب شیار جوش ، عدم ریزش مذاب از پشت شیار، افزایش یا کاهش سرعت انجماد در پشت جوش، اطمینان از خالی نماندن یا ایجاد زیر برش در قسمت پشتی جوش و غیره از تسمه ای فلزی ، جریان گاز یا فلاکس به عنوان پشت بند استفاده می شود . در این قسمت از WPS با تأئید یا عدم تأئید در مورد استفاده از پشت بند اشاره می شود.

فلزات پایه (Base Metals)

ذکر نوع و ترکیب شیمیائی فلز مورد جوشکاری از جمله مهمترین مطالب قابل ذکر در WPS است. عنوان نمودن شماره استاندارد تقسیم بندی، ترکیب شیمیائی یا عملیات حرارتی خاص که قبل از جوشکاری باید روی ورق انجام شود در انتخاب سایر مشخصات فرآیند جوشکاری منجمله پیشگرم ، پس گرم ، انتخاب الکترود و تکنیک کار دخیل است.

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

عدد مشخصه .PNo

جهت کاهش تعداد فرمهای WPS و PQR فلزات پایه تحت عددی بنام P تقسیم بندی می شوند. در صورتی که برای آزمایش کیفیت فولاد تست ضربه لازم باشد تقسیم بندی جزئی تر شده و Group No. نیز مطرح می شود اساس تقسیم بندی های فوق الذکر ترکیب آلیاژ ، جوش پذیری و خصوصیات مکانیکی است. لیکن با استناد به عدد P یا Gr. مشابه نمی توان ادعا کرد که دو آلیاژ از نظر خواص متالورژیکی، عملیات حرارتی پس از جوشکاری ، طراحی و برخی خواص مکانیکی قابل جایگزینی می باشند. در صورت نیاز به آزمایش ضربه فلز پایه می بایست خصوصیات ویژه ای داشته باشد.

در کدهای فوق الذکر Gr-No. نیز آمده است. در QW-424 ذکر شده، در صورتیکه آلیاژ در جداول QW-422 موجود نباشد بجای P-No. می توان مشخصات (Specification) ، نوع و درجه (Type & Grade) ترکیب شیمیائی (Chemical Analysis) یا خصوصیات مکانیکی (Mechanical Properties) آلیاژ مورد جوشکاری را در WPS قید کرد.

محدودیت ضخامت (Thickness Range)

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

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

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

ه - ضخامت بالای 1,1/2 اینچ

سیم جوشها (Filler Metals)

الکترودها می بایست قبل از مصرف خشک شوند. الکترودهای کلاس A5.1 AWS نیز به منظور عدم جذب هیدروژن توسط روکش باید کاملا" عایق بسته بندی شوند. درصورت باز شدن روکش عایق این الکترودها لازمست تا قبل از مصرف 2 ساعت در دمای 230-260 C° پیشگرم و خشک شوند.

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

پس از باز شدن درب بسته بندی یا خروج الکترودها از خشک کن الکترودها نباید پیش از زمان مندرج در ستون A از جدول (1) در معرض اتمسفر قرارگیرند.

در صورتیکه الکترودی در محدوده زمانی ستون B جدول (1) در اتمسفر قرار گرفت لازمست تا از نظر جوشکاری، بازبینی ظاهری و خواص دیگری که در AWSA5.5 آمده آزمایش شود.

الکترودی که با شرایط جدول (1) سازگار باشد لازم نیست بیش از یک بار خشک شود. الکترودهای خیس شده به هیچ وجه قابل استفاده نیستند. لازم به تذکر است که تولید کنندگان الکترود موظفند تا در صورت تمایل خریدار برگه تأئیدیه (Certificate) محصولشان را در اختیار ایشان قرار دهند. (AWS/A5.5)

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

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 حقیقت یک تقسیم بندی برای الکترودهاست در کد QW-432 از ASME طی جداولی بدان اشاره شده که البته در ضمیمه این جزوه آمده است. اساس این تقسیم بندی موارد استفاده ، کاهش تعداد WPS, PQR های یک پروژه و مشابهت خصوصیات جوشکاری سیم جوش بوده است.

در جدول (2) چگونگی تقسیم بندی F-No. آلیاژهای مختلف آمده است.

جدول (2) – F-No. آلیاژهای مختلف

نوع آلیاژ سیم جوش

F-No.

QW

آلیاژهای فولادی

1-6

432.1

آلومینیوم و آلیاژهای پایه A1

21-24

432.2

مس و آلیاژهای پایه Cu

31-37

432.3

نیکل و آلیاژهای پایه Ni

41-45

432.4

تیتانیوم و آلیاژهای پایه Ti

51

432.5

زیرکونیم و آلیاژهای پایه Zr

61

432.6

آلیاژهای روکش کاری و سخت کاری سطحی

71-72

432.7

آنالیز فلز جوش یا عدد ANo.

ANo. تنها در مورد آلیاژهای آهنی کاربرد دارد. بر اساس کد ASME (QW-404.5) ابتدا آنالیز جوش در هر فرآیند به روش زیر باید محاسبه شده و سپس بر اساس (QW-442) A-No. تشخیص داده شده و در قسمت مربوطه WPS درج گردد.

الف – برای PAW, GTAW, SMAW یا آزمایشی برای تشخیص آنالیز جوش انجام می شود و یآ بر اساس مدرک کیفیت جوش سازنده آنالیز ارائه شده مورد قبول قرار می گیرد. در صورت انجام آزمایش، نمونه باید مشابه آزمایش آنالیز استاندارد سیم جوش صورت پذیرد.

ب – برای ESW, GMAW یا از مشخصات ارائه شده توسط سازنده استفاده می شود. یا اینکه با شرایطی مشابه استاندارد نمونه آنالیز تهیه می شود. در هر دو صورت گاز محافظ باید گاز مورد استفاده در فرآیند باشد.

ج – بــرای SAW نیــز یا از مشخصات ســازنده تحت شرایط استفاده از فلاکس مشابه فرآیند اجرائی استفاده می شود و یا تحت شرایط کاری نمونه آنالیز تهیه می شود.

شماره مشخصات (SFA) (Spec.No.

بیش از بیست شماره مشخصات سیم جوش توسط ASME تعیین شده است. این تقسیم بندی در ASME با یک پیشوند SF همراه است. در جدول (3) شماره مشخصات اقسام سیم جوش ها بر اساس کد بندی AWS آمده است:

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

شماره مشخصات

نوع سیم جوش

A5.1

مشخصات الکترودهای جوشکاری قوس فولاد معمولی

A5.3

مشخصات الکترودهای جوشکاری قوس آلومینیوم و آلیاژهای آلومینیومی

A5.4

مشخصات الکترودهای روکش دار فولاد زنگ نزن کرومدار و کروم نیکل

A5.5

مشخصات الکترودهای روکش دار فولاد کم آلیاژ ویژه جوشکاری قوس

A5.6

مشخصات الکترودهای روپوشدار مس و آلیاژهای آن

A5.7

مشخصات سیم جوش و الکترودهای سخت مس و آلیاژهای آن

A5.8

مشخصات سیم جوش لحیم کاری (Brazing)

A5.9

مشخصات سیم جوش لخت فولاد زنگ نزن کرومدار و کرومی نیکلی همچنین سیم جوشها و الکترودهای لایه لایه ، کامپوزیت و توپر

A5.10

مشخصات سیم جوش و الکترود لخت برای جوشکاری آلومینیوم و آلیاژهای آن

A5.11

مشخصات الکترودهای روکش دار نیکل و آلیاژهای آن

A5.12

مشخصات الکترودها و سیم جوش لخت جوشکاری TIG

A5.13

مشخصات الکترودهای روکش دادن سطحی

A5.14

مشخصات سیم جوش و الکترودهای لخت نیکل و آلیاژهای آن

A5.15

مشخصات سیم جوشها و الکترودهای روکش دار جوشکاری چدن

A5.16

مشخصات سیم جوش و الکترودهای تیتانیوم و آلیاژهای آن

A5.17

مشخصات الکترودهای لخت فولاد کربنی و فلاکس برای SAW

A5.18

مشخصات الکترودهای فولاد معمولی ویژه GMAW

A5.19

مشخصات سیم جوش و الکترودهای لخت آلیاژهای منیزیم

A5.20

مشخصات الکترودهای توپودری فولاد معمولی ویژه جوشکاری قوس

A5.21

مشخصات الکترودها و سیم جوشهای روکش کردن کامپوزیت

A5.22

مشخصات الکترودهای توپودری فولاد زنگ نزن کرومدار و کروم نیکل

A5.23

مشخصات الکترودهای لخت فولاد کم آلیاژی و فلاکس برای SAW

A5.24

مشخصات الکترودها و سیم جوش لخت جوشکاری زیرکونیم و آلیاژهای آن

معمولا" سازندگان الکترودهای جوشکاری شماره مشخصات (SFA.No.) ارائه می کنند در غیر اینصورت با استفاده از جدول (3) این قسمت تکمیل می شود. در صورت عدم وجود SFA می توان نام تجاری الکترود را در این 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 الکتریکی 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, اولین عددی که پس از دو رقم استحکام می آید نشان دهنده وضعیت جوشکاری قابل اجرا با این نوع الکترود است:

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

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

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

آخرین عددی که در نامگذاری الکترود به روش AWS می آید از 8 -0 متغیر است و نشان دهنده کلاس روپوش الکترود، نوع برق و سایر خصوصیات گروه جوش می باشد .

در مورد الکترود یا سیم جوش کلاس A5.4 فولادهای زنگ نزن نام استاندارد آمریکائی (ASTM) فولاد زنگ نزنی که آنالیز مشابه با ترکیب سیم جوش یا الکترود دارد. پس از حرف (E) (در مورد جوشکاری قوس) آورده می شود. به عنوان مثال E316 L-16 یا E310 یا E304 سیم جوشهای ویژه جوشکاری با فرآیندهای OFW بجای حرف E با G آغاز می شوند مانند G316 که سیم جوش فولاد زنگ نزن باترکیب آلیاژ فولاد ASTM316 است.

به منظور فراگیری نحوه نامگذاری سایر کلاسهای الکترودهای فرآیند FCAW, GMAW, SAW, … لازمست تا به استاندارد ASME II-Part C مراجعه شود.

سایز الکترود (Size of Electrode):

برای انجام با صرفه ترین جوش انتخاب اندازه الکترود قطر میله مغزی) باندازه انتخاب نوع الکترود اهمیت دارد. در انتخاب اندازه الکترود موارد زیر مورد توجه قرار می گیرند: طرح اتصال ، ضخامت لایه های جوش، حالت جوشکاری ، حرارت قابل تحمل توسط قطعه و مهارت جوشکار.

تعداد لایه ها یا پاسهائی که جوش احتیاج دارد بطور عمده بستگی به طرح اتصال ، اندازه الکترود ، ضخامت فلز پایه، حالت جوشکاری دارد. اندازه مناسب الکترود برای مصرف در جوشهای مختلف برای اتصالات و حالات جوشکاری مختلف ذیلا" بیان شده است:

الف – برای جوش لوله یا سایر اتصالاتی که احتیاج به ذوب خوب در ریشه دارد و امکان جوشکاری از پشت جوش نیست ، حداکثر الکترود به قطر 3.25 تا 4 میلیمتر برای پاس اول پیشنهاد می شود. برای جوشکاری پاسهای دیگر در تمام حالات الکترودهای قطر 4 تا 5 میلیمتر می تواند مورد استفاده قرار گیرد. بــرای جوشکاری در حالت تخت از الکترودهای با قطر بالای 5 میلیمتر نیز استفاده می شود. در لوله های قطر کم پاس اول با الکترود قطر 2.5 و سایر پاسها با الکترودهای قطر 4 ، 3.25 قابل جوشکاری است.

ب - در جوشکاری اتصالات V شکل یا جناغی یک 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 دیگر از الکترود بزرگتر استفاده کرد.

ج - برای جوشکاری گوشه ای در حالت تخت و سربه سر غیر تخت الکترود 5 میلیمتری حداکثر قطری است که عملا" مصـــرف مــی شود و در این حالت نیز اغلب پاس اول با الکترود قطر 4 میلیمتر جوشکاری می شود.

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

وضعیت جوشکاری (Position)

بر اساس کد ASME (QW-405) قطعات مورد جوشکاری در یکی از چهار وضعیت زیر قرار دارند.

الف: تخت (Flat)

ب : افقی (Horizontal)

ج : عمودی (Vertical)

د : بالای سر (Over head)

جدول (4) کد اختصاری وضعیتهای جوشکاری

جوشکاری شیاری ورق

جوشکاری شیاری لوله

جوشکاری گوشه ای ورق

جوشکاری گوشه ای لوله

وضعیت

علامت

وضعیت

علامت

وضعیت

علامت

وضعیت

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

وضعیت شیار (Position of Groove)

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

پیشگرم (Preheat):

معمولا" برای جلوگیری از ترکیدگی، پیچیدگی و پیدایش فازهای ناخواسته و ... قبل از جوشکاری ، قطعه پیشگرم می شود. همچنین در حین عملیات جوشکاری، کنترل دمای بین پاسی از نظر بالاتر نرفتن از یک حد مجاز و عدم تنزل به کمتر از دمای پیشگرم باید انجام پذیرد. این عمل معمولا" بوسیله گچ های حرارتی صورت می پذیرد. بنا به تغییر رنگ یا ذوب شدن گچ های حرارتی در درجه حرارت خاص دمای قطعه قابل کنترل خواهد بود.

بجز فرآیندهای جوشکاری, (Stud Welding) EGW, ESW حداقل دمای پیشگرم و حداکثر درجه حرارت بین پاسی می بایست بر اساس QW-406 و با توجه به ضخامت ورق مربوطه تعیین شوند.

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

(*درجه حرارت (Temperature)

از آنجائیکه رایج ترین حالت عملیات حرارتی تنش زدائی پس از جوشکاری است معمولا" درجه حرارت مربوط به تنش زدائی جوش به شرح ذیل در این قسمت ذکر می شود:

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

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

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

د - بالای 315 C° نرخ گرم کردن نباید از 220 C° /hr تجاوز نماید و این نرخ گرم با تقسیم نمودن 220/t که ضخامت قطعه برحسب اینچ است بدست می آید.

ه - در حین گرم کردن اختلاف دمای دو قسمت از قطعه به فاصله 4.6m نباید از 140 C°تجاوز نماید.

و - در حین نگهداری در درجه حرارت تنش زدائی اختلاف دمای هیچ دو نقطه ای از قطعه نباید از 83 C° تجاوز نماید.

ز - در سردکردن قطعه نرخ سرمایش نباید از 260 C°/hr تجاوز نماید. این نرخ با تقسیم 260/t که ضخامت بزرگترین قطعه برحسب اینچ 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 مقایسه بیشترین ضخامت مقطع حقیقی قطعه با مقدار فوق الذکر، زمان نگهداری و نرخ گرمایش و سرمایش بدست می آید.

(*زمان نگهداری (Time Renge)

زمان لازم جهت تنش زدائی بسته به هر اینچ ضخامت قطعه تغییر می کند. معمولا" در مورد فولادهای کونچ تمپر، درجه حرارت کمتر از دیگر فولادها اختیار می شود لذا باید زمان تنش زدائی افزایش یابد.

(* نوع گاز محافظ (Shielding Gas(es)

به عنوان مثال گازهای Argon، CO2 یا مخلوط این دو (Ar-CO2) ، نیتروژن و در صورتیکه برای محافظت حوضچه مذاب از اتمسفر استفاده شوند در این قسمت قید می شود. ممکن است در فرآیندهای جوشکاری با الکترود توپودری یا حتی الکترود روپوش دار نیز از گازی خنثی استفاده شود. مانند دمیدن گاز در پشت شیار جوش، در چنین مواردی نیز قید نام گاز مورد نظر در این قسمت لازمست .

در فرآیندهای جوشکاری با سوخت گازی (OFW) یا Oxyfuel Welding در این قسمت سوخت مورد مصرف قید می شودف بعنوان مثال : اکسیژن ، اکسی استیلن ، بوتان یا مخلوط اکسیژن و اکسی استیلن.

(* مشخصات الکتریکی (Electrical Characteristic)

تغییر در نوع و قطبیت جریان الکتریکی، افزایش در گرمای ورودی و یا افزایش حجم و میزان فلز جوش رسوب داده شــده بر واحد طول جوش باعث تغییر کیفیت جوش می شوند و میزان گرمای وارده از رابطه محاسبه می شود:

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

همچنین میزان فلز جوش با افزایش اندازه گرده جوش و یا کاهش طول خط جوش به ازای هر الکترود، متناسب است. در قسمتهای 44 تا 48 از WPS نمونه (1) مشخصات الکتریکی بر اساس کد (QW-409) آمده است.

(*نوع جریان مستقیم یا متناوب (Current AC or DC)

برخی الکترودها با جریان AD, DC بهتر کار می کنند . در صورت استفاده از جریان DC نشان دادن قطبیت جریان نیز لازمست.

برای انتخاب جریان AC یا DC در برگه مشخصات سازنده الکترود توصیه هائی آمده است. شروع قوس با AC مشکل تر است و معمولا" در فرآیندهائی که شروع قوس مشکلی ندارد (مانند TIG) استفاده می شود.

(*قطبیت (Polarity)

در صورت انتخاب جریان DC اتصال الکترود به قطب مثبت یا منفی می تواند بر درجه حرارت ایجاد شده در قوس و عمق نفوذ جوش تأئیر بگذارد. معمولا" با اتصال الکترود به قطب مثبت عمق نفوذ افزایش می یابد. قطبیت با علامتهای اختصاری زیر نشان داده می شود.

الف – اتصال الکترود به قطب مثبت در جریان مستقیم DCEP=Direct Current Electrode Positive

ب - اتصال الکترود به قطب منفی در جریان مستقیم DCEN= Direct Current Electrode Negative

بر اساس قرارداد DCEN پلاریته مستقیم و DCEP پلارتیه معکوس قلمدارد می شوند.

(*تکنیک و روش کار : (Technique)

نکات تکنیکی روش جوشکاری باتوجه به کد ASME (QW-410) بیان می شوند.

(*گرده زنجیری یا موجی (String or Weave Bead)

در این قسمت شکل گرده موردنظر ذکر می شود . در مواردی که گرده های نازک کافی بوده ویا کمترین حرارت وارد به قطعه لازمست، از گرده های زنجیر استفاده می شود زیرا سرعت حرکت دست در این تکنیک بیشتر است. گرده های موجی به اشکال گردشی و هلالی اجرا می شوند.

(*سایر کلاهک ، نازل یا سوراخ عبور گاز (Orifice or Gas Cup Size)

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

(*تمیزکاری اولیه و بین پاسی (برس زدن ، سنگ زدن و غیره)

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

تمیز کردن سطح قبل از انجام جوشکاری مانند زدودن زنگارها، چربی ها و کثیفی های قطعه باعث افزایش کاهش کیفیت جوش می شود. همچنین در حین عملیات جوشکاری چند پاسی و در اتمام کار. تمیزکردن سطح اعم از پاک کردن سرباره حاصله و غیره باعث کاهش و حذف عیوب جوش نظیر سرباره محفوظ در مذاب و آخال و غیره 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 نیاز به جوشکاری از پشت جوش لازمست تا ابتدا پشت اولین پاس توسط یکی از روشهای زیر برداشته شود:

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

ب - برداشتن بوسیله شعله اکسی استیلن (Oxy Acetylene Gouging)

ج - سنگ زدن یا تراشکاری Grinding or Chipping

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

در صورتیکه هر طرف از طرح پخ نیاز به یک یا چند پاس جوش داشته باشد در این قسمت مطرح می شود . عنوان تک یا پند پاس در این قسمت کافیست.

(*سرعت حرکت (Travel Speed)

این فاکتور مخصوصا" درجوشکاریهای اتوماتیک اهمیت فراوان دارد و عامل تعیین کننده میزان حرارت وارد به قطعه است. در فرآیندهای دستی ذکر سرعت کم، متوسط یا زیاد کافیست . اما در مورد دستگاه ههای خودکار سرعت حرکت با دیمانسیون (L/T) بیان می شود.

(*مسائل دیگر (Other)

در این قسمت بسته به فرآیند جوشکاری به مسائل مختلفی از این قرار می توان اشاره کرد که ممکن است بعضا" در مورد یک فرآیند ذکر آن الزامی و در مورد فرآیند دیگر نادیدنی باشد.

الف – ماهیت شعله از نظر خنثی یا اکسید یا قلیائی بودن در فرآیندهای OFW

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

ج - تغییر در زاویه گان در فرآیند EBW

د - فاصله مابین الکترودها در فرآیند Multi Electrode

ه - نیاز به تناوب عملیات جوشکاری از یک سمت به پخ سمت دیگر برای جلوگیری از پیچیدگی

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

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

 

 سوله  سوله سبک
انواع سازه های فلزی اسکلت فلزی برج ها و ساختمان های عظیم
ساخت انواع پل فولادی طراحی و ساخت انواع پل عابر پیاده
طراحی و ساخت اسکلت فلزی پیچ و مهره ایساخت کلیه قطعات و تجهیزات فولادی کارخانجات سیمان
ساخت انواع مخازن تحت فشار.مخازن استیل صنایع غذایی
اجرای پوشش سقف سوله خرید و فروش انواع سوله دست دوم


.

 

ساخت ، نصب و اجرای سوله ، اسکلت فلزی

 .

تاریخ ارسال: پنج‌شنبه 28 دی‌ماه سال 1391 ساعت 08:55 ق.ظ | نویسنده: علیرضا شهبازکیا | چاپ مطلب
نظرات (0)
برای نمایش آواتار خود در این وبلاگ در سایت Gravatar.com ثبت نام کنید. (راهنما)
نام :
پست الکترونیک :
وب/وبلاگ :
ایمیل شما بعد از ثبت نمایش داده نخواهد شد