مشخصات دستورالعمل جوشکاری یا WPS ، به معنی مشخص و تعیین کردن جزییات فرایند جوشکاری است . در یک عبارت کوتاه ، مشخصات رویه جوشکاری ( WPS ) دستور عملیات جوشکاری شما است . در آن به تشریح فرایند یا فرایند های جوشکاری مورد استفاده در پروژه ، مواد پایه ای مورد استفاده ، طراحی لبه اتصال ، نرخ جریان و گاز ، موقعیت جوشکاری و تمام شرایط مورد نیاز برای جوشکاری و متغیر های مختلف جوشکاری پرداخته می شود . هر کد WPS دارای فرمت از قبل تعیین شده ای است .
کشورهای مختلف برای طراحی و ساخت سازه ها و بر اساس نوع سازه استانداردهای متفاوتی را استفاده می کنند . روال موجود در تدوین استانداردها بخش هایی را شامل می شود که مربوط به جوشکاری و کنترل کیفیت آن ها است . برای مثال کشور ایران برای طراحی و ساخت بویلر ها و مخازن تحت فشار از استاندارد ASME استفاده می کند . لازم به ذکر است که یک بخش از استاندارد ASME راجع به دستورالعمل جوشکاری ( WPS) و تایید روال جوشکاری ( PQR ) جوشکاری مخازن تحت فشار و بویلرها است . برای ساخت و طراحی سازه های فلزی ساختمانی از استاندارد AWS تبعیت می کند . از استاندارد AWS برای کنترل کیفیت جوشکاری سازه های فلزی استفاده می شود . همچنین طراحی و ساخت خطوط لوله و مخازن ذخیره نیز از استاندارد API استفاده می کنند . از این مطالب این نتیجه حاصل می شود که معیارهای تعیین کیفیت و کنترل کیفیت جوشکاری در تجهیزات و سازه های مختلف استانداردهای متفاوتی دارند . شایان ذکر است که تدوین همه این استاندارد ها برای تعیین کیفیت مطلوب جوش است . در این استاندارد ها بسته به مسائل طراحی ، روش های جوشکاری متفاوتی ارائه می شود .
متغیرهای موجود در مشخصات دستورالعمل جوشکاری ( WPS )
متغیرهای موجود در مشخصات روش جوشکاری ( WPS ) به سه دسته تقسیم می شوند :
- متغیرهای اساسی یا ضروری
- متغیرهای تکمیلی
- متغیرهای غیر اساسی
متغیرهای اساسی
با تغییر برخی از متغیرهای جوشکاری لازم می شود که WPS عوض شود و یک WPS جدید نوشته شود . به این متغیرها ، متغیرهای ضروری می گویند . برخی از مهم ترین متغیرهای اساسی یا ضروری در چند فرایند جوشکاری متفاوت و با توجه به استاندارد AWS D1.1 شامل موارد زیر است:
- نوع فلز پرکننده ( فیلر ) یا الکترود جوشکاری
- لزوم انجام شدن پس گرمایش یا عملیات حرارتی پس از جوش ( PWHT )
- طرح اتصال جوشکاری و ابعاد یا اندازه های مشخص شده در طرح اتصال
- جهت جوشکاری در جوش های عمودی ( از پایین به بالا و از بالا به پایین )
- وضعیت های جوشکاری
- قطر ُ‌ضخامت و نوع فلز پایه
متغیرهای تکمیلی
اگر متغیرهای زیر در لیست متغیرهای تکمیلی هستند . البته اگر اهمیت و حساسیت جوش طوری باشد که نیاز به تغییر در هر یک از این پارامترها باشد باید یک WPS یا PQR جدید تدوین شود . این متغیرها عبارتند از :
- میزان انرژی ضربه فلز پایه
- افزایش دمای پیش گرم به بیشتر از ۵۶ درجه سانتی گراد
- تغییر در زمان و درجه حرارت لازم برای پس گرمایش
- افزایش میزان حرارت ورودی
- تغییر در میزان جریان و قطبیت جریان جوشکاری
متغیرهای غیر ضروری
متغیرهایی که تغییر در آن ها باعث نوشتن یک WPS یا PQR جدید نمی شود .
- تکنیک جوشکاری
- عملیات تمیز کاری بین وقفه های جوشکاری
- کنترل دمای بین وقفه های جوشکاری
- تک یا چند پاسه بودن جوش در هر طرف
- ضربه زدن نرم به منظور آزادسازی تنش های پس ماند در جوشکاری
نحوه نوشتن فرم مشخصات روش جوشکاری ( WPS)
معمولا برای هر نوع استانداری یک نمونه فرم روش جوشکاری ارائه شده است . اما باید گفت که نوشتن یک دستورالعمل جوشکاری الزاما فرمت واحدی ندارد . تنها چیزی که وجود آن در فرم ضروری است ، متغیرهای لازم برای اجرای جوشکاری است که باید در آن ذکر شود . ذکر این نکته خالی از لطف نیست که برای تدوین یک WPS نیاز به دانش فنی در مقاطع دانشگاهی می باشد و در صنعت تهیه یک دستوالعمل یا رویه جوشکاری بر عهده یک مهندس جوش است . در شکل های زیر نمونه WPS را مشاهده می کنید .
نکاتی که باید در تنظیم رویه جوشکاری بر اساس استاندارد AWS درباره جوشکاری الکترود دستی رعایت شود
در خصوص جوشکاری الکترود دستی ( SMAW ) باید به نکات زیر توجه شود.
- قطعه بهتر است حتی الامکان در وضعیت تخت قرار بگیرد .
- کلاس و اندازه الکترود ، طول قوس ، آمپر و ولتاژ باید متناسب با ضخامت قطعه ، وضعیت جوشکاری ، شکل شیار و … انتخاب شود . برای تعیین آمپر بهتر است از پیشنهاد سازنده الکترود استفاده کنید .
- در حالت های مختلف جوشکاری بالاترین قطر الکترود مجاز به صورت زیر است:
- برای تمامی جوش های تخت به جز در پاس ریشه : 8 میلی متر
- برای جوش های گلویی افقی : 6.4 میلی متر
- برای پاس ریشه جوش های گلویی در حالت تخت و پاس ریشه جوش های در حالت تخت که دارای پشت بند بوده و درز اتصال 6.4 میلی متر باشد : 6.4 میلی متر
- برای جوش هایی که با الکترود Exx14 ( برای آشنایی با نحوه نام گذاری الکترود ها این مقاله را مطالعه کنید ) و الکترودهای کم هیدروژن در وضعیت های عمودی و بالا سری انجام می شود : 4 میلی متر
- برای پاس ریشه جوش های شیاری و کلیه حالات غیر از موارد فوق : 4 میلی متر
- حداکثر ضخامت پاس ریشه جوش های گلویی تک یا چند پاسه نباید از مقادیر زیر تجاوز نماید :
- 5 میلی متر در وضعیت تخت .
- 8 میلی متر در وضعیت های افقی و بالا سری
- 7 میلی متر در وضعیت عمودی
- بیش ترین ضخامت های لایه های بعد از پاس ریشه در جوشکاری های شیاری و گلویی به صورت زیر است :
- 1 تا 3 میلی متر برای جوش هایی که در وضعیت تخت قرار دارند .
- 2 تا 4 میلی متر برای جوش هایی که در وضعیت افقی بالاسری و عمودی قرار دارند .
- جهت حرکت و پیش روی تمام پاس ها در جوشکاری با وضعیت عمودی باید رو به بالا باشد مگر اینکه هف ، ترمیم سوختگی کناره جوش باشد . در مورد جوشکاری مقاطع گرد ، ممکن است جوشکاری سر بالا یا سر پایین شود .
- در جوشکاری شیاری که احتیاج به نفوذ کامل است و از پشت بند استفاده می شود ، پس از جوشکاری از یک سمت ، پشت جوش با سنگ زنی و … برداشته شده و پس از آن جوشکاری انجام می شود . در جوشکاری لوله با قطر کم که امکان دسترسی به پشت جوش نیست ، باید از شیار های خاص و الکترود های پر نفوذ سلولوزی استفاده کرد .
فرم تایید جوش یا PQR چیست
PQR ، نتیجه انجام آزمایشات مخرب و غیر مخرب در مورد یک نوع جوش است . موارد یا آیتم های این آزمایشات را باید یک آزمایشگاه معتبر ارائه دهد . برای بدست آوردن یک فرم تایید جوش یا PQR ، باید میزان اعتبار WPS را استخراج کنیم . در این قسمت است که مدیران خط تولید یا تضمین کیفیت یا ناظران کنترل کیفیت باید از اعتبار WPS اطمینان حاصل کنند .
برای پاسخ به این سوال باید گفت که آن قسمت از WPS که از متن استاندارد استخراج شده است نیاز به فرم تایید جوش یا PQR ندارد چرا که تمامی موارد پیشنهادی استاندارد حاصل تجربیات گروه زیادی از متخصصان هستند . یا به عبارتی دلیل و فلسفه استفاده از استاندارد کوتاه کردن مسیر تجربه است تا زودتر به نتیجه دلخواه برسیم . اما جدا از نحوه برداشت ما از استاندارد ، در استانداردهای AWS مشخصا به این موضوع اشاره شده که برای موارد پیشنهادی استاندارد نیاز به PQR نیست . اما برای مواردی که از استاندارد استخراج نشده و پیشنهاد واحد طراحی و یا مشاور طرح هستند باید حتما PQR تهیه شود .
در عبارتی خلاصه تر می توان بیان کرد که اگر بر اساس شرایط جوشکاری یک یا چند متغیر ضروری مربوط به روند جوشکاری در استاندارد مربوطه وجود نداشته باشد ، یا هم خوانی نداشته باشد باید برای آن ها PQR تهیه شود . لازم است WPS از طریق انجام آزمایش مطابق استاندارد تایید گردد . مراحل تهیه PQR شامل تهیه پیش نویس WPS ، طراحی آزمایش های لازم ، انجام آن ها ، بررسی نتایج و تایید WPS است .
مراحل انجام تایید صلاحیت دستورالعمل جوشکاری یا PQR
- تهیه WPS
- انجام نمونه جوش آزمایشی
- انجام نمونه آزمایش های غیر مخرب
- انجام نمونه آزمایش های مخرب
- بررسی نتایج آزمایش
- تهیه گزارش PQR در صورت تطابق نتایج آزمایش
- ایجاد تغییرات در WPS در صورت عدم تطابق نتایج
- انجام تایید صلاحیت مجدد
- ارائه PQR نهایی
نمونه فرم تایید دستورالعمل جوشکاری مانند شکل زیر است
آزمایش های لازم برای تایید صحت و درستی روش جوشکاری
- آزمایش های غیر مخرب
- آزمایش های خمش ریشه ، رویه و جانبی
- آزمایش کشش مقطع کاهش یافته
- آزمایش حک
- آزمایش ضربه
از اینکه در این مقاله با ما همراه بودید متشکریم . منتظر نظرات شما هستیم .
منابع : wermac