بررسی انتخاب فرآیند جوشکاری فولادهای پر استحکام

بررسی انتخاب فرآيند جهت جوشکاری

فوالدهای پر استحکام کم آلياژی

By Earchitects.ir

مقدمه باز ١٩۶٠-١٩٣٩ به سالهای (HSLA) کشف و توليد فوالدهای پر استحکام کم آلياژی

و غيره به W,Ta,Nb,Ti,V,Alاين فوالدها با اضافه نمودن عناصری مانند . ميگردد منگنزی توليد می شوند که مقدار کل عناصر معموال کمتر از –يک فوالد کربنی

نيز داشته Cr يا Ni ويا مقادير کمی 0.5%اين فوالدها ممکن است . است %0.25.باشند

پلها , ساختمانها , خطوط لوله , مخازن , اين فوالدها کاربرد وسيعی در سکوهای نفتی ,لذا نياز به فرآيند های جوشکاری خاص . و تجهيزات و دستگاههای ساخت دارند

.دارای اهميت ويژه می باشند اثر HAZش و از آنجاييکه نوع فرآيند جوشکاری بر خواص مکانيکی مناطق جو

از فرآيندهای گذاراست بنابر اين انتخاب نوع فرآيند با توجه به ويژگی های هر کدام شکاری و جوشکاری اهميت بسياری دارد که در اين مقاله به کاربرد هر فرآيند جو

. مزايا و محدوديتهای آن پرداخته شده است

By Earchitects.ir

HSLAتقسيم بندی فوالدهای فوالدهای ميکرو آلياژی يا (IIW)انستيتو بين المللی جوشکاری

HSLA را براساس استحکام آنها به گروههای زير تقسيم می نمايد

By Earchitects.ir

:اکثر فوالدهای سه گروه فوق آناليز زير را دارند 0.22 %کربن 1.5-1 %منگنز

0.3 %سيليسيم تقريبی 0.04 %گوگرد و فسفر هر کدام ماکزيمم

ميباشد Al ٣۶متداولترين عنصر ميکرو آلياژ در کالس Al ,Nb عناصر ۴۵ و ۴٠در کالسهای ,V ,Ti يا ترکيبی از

.دو يا سه تا از اين عناصر فوالد ريز دانه می شود اين گروه از فوالدها استحکامی باال همراه با چقرمگی زيادی

. درجه سانتيگراد ميباشند -۵٠حتی در دمای

By Earchitects.ir

تاثير عناصر ميکرو آلياژی

.A واناديم(V) می توان SAWبا استفاده از پودرهای قليايی در . واناديم باعث افزايش سختی و استحکام تسليم در فلز جوش ميشود

واناديم % 0.093با فوالد ) ٣-Kj/mm ۶( حرارت ورودی کم . با حضور واناديم چقرمگی خوبی به دست آورد کاهش HAZ را بهبود ميبخشد در صورتيکه با حرارت ورودی باالتر چقرمگی شکست HAZ چقرمگی شکست ,

. می يابد

.B نيوبيم(Nb) دارد HAZ ديده شده که اين عنصر تاثير مضری بر چقرمگی فلز جوش و HSLA فوالدهای SAWدر جوشکاری

Nb تاثير چندانی روی ترک برداشتن HAZ و ترک گرم فلز جوش ندارد .چقرمگی خوبی در جوش ميتوان به دست آورد به شرط آن که ماده مصرفی %) 0.05بيشتر از (Nbبا مقادير زياد

ساختار فريتی را بوجود آورند ) سيم جوش و پودر (. از طريق سيم جوش يا فالکس چقرمگی کاهش می يابد Nbدر جوشهای چند پاسی با اضافه کردن

By Earchitects.ir

تاثير عناصر ميکرو آلياژی

بدليل ايجاد فريت و ريز کردن . می گردد HAZوجود اين عنصر در فلز پايه باعث بهبود چقرمگی فلز جوش و ودی خواهند ميکرو آلياژشده اند بهترين چقرمگی شکست را برای تمامی حرارتهای ور Ti فوالدهايی که با ,دانه ها

. داشت

.D نيتروژن(N) HAZنيتروژن آزاد بر چقرمگی فلز جوش و . سيم جوش و اتمسفر محيط وارد جوش ميشود ,نيتروژن از فلز پايه

TiN حضور داشته باشد که باعث تشکيل Tiنيتروژن پس از جوشکاری آزاد است مگر وقتی که با . تاثير می گذارد 0.001% درجه سانتيگراد به ازائ هر ٢-۴ و فلز جوش را به اندازه HAZ آزاد دمای گذرا در Nمعموال . ميشود

. نيتروژن افزايش می دهد

.C تيتان(Ti)

By Earchitects.ir

مناطق مختلف جوش روی سطح قطعه By Earchitects.ir

HSLAجوشکاری فوالدهای

پيش گرمايش فرآيند جوشکاری

مواد پرکننده عمليات حرارتی

By Earchitects.ir

پيش گرمايش

ميليمترباشد ٢۵ضخامت باال ی •اتصاالتی که شديدا مهار شده باشند

با توجه به ضخامت و فرآيند جوشکاری دمای پيش گرما معموال درجه سانتيگراد در نظر گرفته ميشود ٢٠٠ تا ۴٠بين

By Earchitects.ir

فرآيندهای جوشکاری (SMAW) دستیجوشكاري برق١.(GMAW)مگ–ميگ جوشكاري ٢.(FCAW)جوشکاری توپودری ٣.(SAW)جوشکاری زير پودری ۴.(ESW)الکترواسلگ۵.الکترو گاز۶.مقاومتی نقطه ای٧.قرقره ای٨.برجسته ٩.

جرقه ای١٠.

By Earchitects.ir

(SMAW)فرآيند جوشکاری By Earchitects.ir

(GMAW)فرآيند جوشکاری By Earchitects.ir

(SAW)فرآيند جوشکاری By Earchitects.ir

مواد پر کننده يا سيم جوش

را با الکترودهای کم هيدروژن HSLAمعموال فوالدهای جوشکاری ميکنند تا نياز به پيش گرمايش نباشد يا به حداقل برسد به استثنا جوشکاری مقاطع ضخيم و مقاطعی که شديدا مهار شده

اگر چه امکان جوشکاری با الکترودهای غير کم هيدروژن .اندنيز وجود دارد اما اکثر توليد کنندگان استفاده از الکترودهای کم

.هيدروژن را هميشه توصيه کرده اند

By Earchitects.ir

عمليات حرارتی پس از جوشکاری

. بندرت تحت عمليات حرارتی پس از جوشکاری قرار می گيرند HSLAفوالدهای ماشينکاری بعد از جوشکاری •) در محيط های خورنده ( جلو گيری از ترک توام با خوردگی•بهبود شکل پذيری و نرمی •

By Earchitects.ir

انتخاب فرآيند جوشکاری

By Earchitects.ir

فرآيندهای جوشکاری با حرارت ورودی باال

زير پودری

الکتروگاز

الکترواسلگ

By Earchitects.ir

با HAZاندازه گيری سختی ويکرز جوش و حرارت ورودی زياد

By Earchitects.ir

محاسن و معايب فرآيندهای حرارت ورودی باال

HAZچقرمگی پايين جوش و •بصورت دستی به کار نميرود و حملو نقل مشکل •رويت محل جوش برای جوشکار غير ممکن است •)بخاطر حوضچه مذاب بزرگ (محدوديت وضعيت جوشکاری •)در ضخامت کم نمی توان استفاده کرد ( محدوديت ضخامت دارد •در اتصاالت پيچيده استفاده نمی شود •

سرعت جوشکاری و نرخ رسوب باال از محاسن بارز اين نوع فرآيندها •است

By Earchitects.ir

فرآيند جوشکاری ليزر و پرتو الکترونی اپراتور ماهر جهت نگهداری ,بهره وری باال دارد ولی هزينه باال

مشکالت عملياتی مانند ايمنی و جوشکاری در خال باعث ,.محدوديت کاربرد آن ميشود

By Earchitects.ir

معايب و محاسن فرآيند (GMAW)مگ_ جوشکاری ميگ

محدوديت وضعيت ندارد ١.

حرارت ورودی کم ٢.

رويت اتصال آسان ٣.

پاشش زياد ,) مک (تخلخل

برای جوشکاری ورقهای نازک با سيم جوش قطر کم اقتصادی می باشد

By Earchitects.ir

محاسن و معايب فرآيند جوشکاری الکترود دستی

ارزان و انعطاف پذيرو قابل حمل ونقل

نرخ رسوب کم١.

پاشش زياد ٢.

هدررفتن انتهای الکترود٣.

اتوماتيک نبودن فرآيند ۴.

By Earchitects.ir

با HAZاندازه گيری سختی ويکرز جوش و حرارت ورودی کم

By Earchitects.ir

(FCAW)فرآيند جوشکاری توپودری ميباشد که مزايای بسياری دارد (GMAW)اين فرآيند ترکيبی از جوشکاری برق و

نفوذ بهتر در جوشکاری قطعات ضخيم •حفاظت بهتر خصوصا در حفاظت دوگانه گاز و سرباره •(GMAW)عدم ايجاد عيوب ذوبی نسبت به •کيفيت باال•هزينه پايين •نرخ رسوب باال•خواص ضربه ای بهتر •

By Earchitects.ir

ان با انواع روشهای انتقال قطره می توان خواص مطلوبی بدست آورد به عنو انتقال اسپری را در آمپرهای کمتر داشته ,مثال جوشکاری پالسی ميتواند

.باشيم

مزايای جوش پالسی حرارت ورودی کم و حوضچه جوش کوچک ١.جوشکاری ورقهای نازک ٢.جوشکاری وضعيتهای غير تخت ٣.جوشکاری بهتر مواد حساس به حرارت ۴.

استفاده از جريان پالسی در جوشکاريهای (GMAW)&(FCAW)

By Earchitects.ir

)ضرباني (نمودارجوش پالسی By Earchitects.ir

By Earchitects.ir

نتيجه گيری

و بعد . تخاب فرآيند در نظر گرفت با توجه به مطالب ذکر شده در اين مقاله جنبه های زير را بايد در ان .از بررسی موارد زير بهترين فرآيند را مورد استفاده قرار داد

ضخامت قطعه ) استحکام , سختی ,چقرمگی (خواص جوش

وضعيت جوشکاری انعطاف پذ يری

) دستی ,اتوماتيک ( اقتصاد جوشکاری

By Earchitects.ir