جوشکاری زیر پودری یا SAW، یکی از فرایندهای جوشکاری قوسی است که در آن، نوک الکترود داخل پودری از مواد معدنی ویژه قرار می‌گیرد و یک یا چند قوس در زیر این پودر در امتداد مسیر جوشکاری تشکیل می‌شود. برخی از مواقع قوس الکتریکی تشکیل شده زیر پودر جوش مخفی می باشد. زمان هایی که قوس زیر پودر مخفی است به این نوع جوشکاری، جوشکاری قوس مخفی گفته می شود.
شبیه به فرایند جوشکاری MIG، جوشکاری زیرپودری مستلزم تشکیل یک قوس بین قطعه کار و یک الکترود سیمی بدون پوشش که به صورت مداوم پایین می آید می باشد. فرایند SAW از یک فلاکس برای تولید گازها و سرباره محافظ و همچنین افزودن عناصر آلیاژی به حوضچه ذوب استفاده می کند. در این روش گاز محافظ لازم نیست.
جنس سیم جوش در جوشکاری زیر پودری، از فولادی زنگ نزن با روکش مس است. روکش مسی انتقال جریان الکتریکی را تسریع می بخشد. علت استفاده از فولاد زنگ نزن نیز جهت سهولت نگهداری از سیم جوش در انبار است. سیم های جوش باید عاری از هر نوع آلودگی باشند و سطحی تمیز داشته باشند. برخی از مواقع بمنظور راحت تر شدن فرایند حرکت سیم جوش آن ها را با روغن های بدون هیدرژن چرب می کنند.
جوشکاری زیر پودری چگونه انجام می شود
در جوشکاری زیر پودری، انتهای سیم جوش داخل مواد روانساز قرار می گیرد. مواد روانساز منطقه ای که قرار است جوش شود را می پوشاند. پیش از انجام جوشکاری یک لایه نازک از پودر فلاکس در سطح قطعه کار قرار می گیرد. قوس در امتداد خط اتصال حرکت می کند. پس از انجام جوشکاری پودر اضافی به یک قیف نگهدارنده برگردانده می شود. لایه های سرباره ذوب شده باقی مانده بعد از جوشکاری را می توان به راحتی از بین برد. هنگامی که قوس به طور کامل با لایه فلاکس پوشیده می شود ،اتلاف حرارت به شدت کاهش می یابد. این امر یک راندمان حرارتی بالا به میزان 60٪ فراهم می کند.
جوشکاری زیرپودری میتواند به ۳ روش نیمه خودکار، خودکار و ماشینی انجام گیرد. در روش نیمه خودکارجوشکاری زیر پودری، از تفنگ جوشکاری دستی استفاده می شود. تفنگ در این روش، وظیفه انتقال الکترود و پودر محافظ را دارد. تغذیه سیم جوش به صورت خودکار بوده و پودر محافظ تحت اثر نیروی گرانش از مخزن با ته مخروطی یا تحت فشار هوا توسط شیلنگ به محل اتصال، انتقال می‌یابد. در روش خودکار جوشکاری زیر پودری ، جوشکاری بدون دخالت کاربر و توسط دستگاه جوشکاری و کنترل کننده های خودکار انجام می‌شود. روش جوشکاری زیر پودری ماشینی ، توسط ماشین انجام می شود . کاربر در این روش شروع کننده جوشکاری است ، آن را نظارت می کند ، تنظیم متغیر های جوشکاری و سرعت جوشکاری بر عهده کاربر است. همچنین کاربر تصمیم گیرنده زمان انتهایی جوشکاری است .
فلاکس های مورد استفاده در جوشکاری زیر پودری
فلاکس های استفاده شده در روش SAW مواد معدنی گدازنده دانه ای شکل اند که شامل اکسیدهای منگنز، سیلیسیم ، تیتانیوم ، آلومینیم ، کلسیم ، زیرکونیم ، منیزیوم و دیگر ترکیبات مثل فلوئورید کلسیم (CaF2) می باشند. فلاکس به طور ویژه ای فرمول بندی شده که با نوع معینی از سیم الکترود سازگاری داشته باشد تا ترکیب فلاکس و سیم جوش ،خواص مکانیکی مطلوب را ایجاد کند. یک تجربه رایج این است که اگر فلاکس ها به فلز جوش منگنز و سیلیسیم، اضافه کنند، به آنها به عنوان فلاکس فعال رجوع می شود که مقدار منگنز و سیلیسیم اضافه شده از ولتاژ قوس و شدت جریان جوشکاری تاثیر می پذیرد.
انواع اصلی فلاکس ها برای SAW
- فلاکس های باند شده : فلاکس های باند شده دارای اکسیدزداهای فلزی هستند که به جلوگیری از تخلخل جوش کمک می کنند.
- فلاکس های پیش ذوب شده: این نوع فلاکس، به وسیله مخلوط کردن اجزا،سپس ذوب کردن آنها در یک کوره الکتریکی برای تشکیل یک محصول شیمیایی همگن تولید می شوند و سپس خنک شده و خرد می شوند تا به اندازه ذرات مورد نیاز برسند.از جذابیت اصلی این فلاکس ها ایجاد قوس نرم و پایدار است.
مزایای SAW را بشناسیم
- جوشکاری بدون دود و تشعشع انجام می شود.
- بی‌نیازی از جوشکار ماهر
- جوشکاری با سرعت بالا
- رسوب الکترود با بازدهی بالا
- جوش با سطح هموار و بدون پاشش قطرات مذاب
- نرخ‌های رسوب بالا
- عمق نفوذ جوش زیاد
معایب SAW را بشناسیم
- نامناسب برای همه فلزات : جوشکاری زیر پودری برای همه نوع فلزات و آلیاژها مناسب نیست. از جمله فلزاتی که برای اینکار مناسب هستند، فولاد های ساده هستند . فولاد های کم کربن حاوی کمتر از %30/0 کربن, کمتر از% 5 0/0 فسفر و کمتر از % 5 0/0 گوگرد ، مناسب ترین نوع فلزات در جوشکاری زیر پودری می باشند. فولاد ضد زنگ, فولاد کربنی آلیاژی قابل سخت شدن, و فولاد ساختمانی پراستحکام نیز با روش جوش زیر پودری جوشکاری می شوند.
- ترک انقباضی : ترک انقباضی هنگامی رخ می دهد که شکل گرده جوش و یا طرح اتصال مناسب نباشد و یا مواد جوش غلط انتخاب شده باشند
- ترک هیدرژنی : ترک هیدروژنی یک فرایند کند است و برخلاف ترک انقباضی که بلافاصله پس از جوش ظاهر می شود ایجاد آن تا روزها پس از جوش نیز میتواند ادامه یابد. برای کاهش خطر ترک هیدروژنی باید همه منابع هیدروژن مانند آب، روغن و آلودگی های موجود در فلاکس الکترود و سطوح اتصال حذف شوند و ورق فلاکس و الکترود کاملا” تمیز و خشک باشند.
کاربرد جوشکاری زیر پودری
- جوشکاری مخازن تحت فشار
- خطوط لوله
- مخازن ذخیره
- سازه‌های سنگین
- کشتی سازی
- ساخت واگن‌های راه‌آهن
- ساخت تیر ورق
از اینکه این مقاله را مطالعه نمودید متشکریم. اگر انتقاد و پیشنهادی پیرامون این مطلب دارید در قسمت نظرات، پذیرای سخنان شما هستیم.