در جوشکاری زیرپودری یا SAW، سیم و فلاکس دو کالای مستقل نیستند که هرکدام جداگانه انتخاب شوند. خواص فلز جوش، شکل گرده، نفوذ، جدایش سرباره و حتی حساسیت به ترک به رفتار ترکیب سیم–فلاکس وابسته است. به همین دلیل، جایگزینی EM12 با EM12K یا تغییر برند پودر بدون بررسی گواهی ترکیب و WPS میتواند نتیجه آزمون مکانیکی را تغییر دهد.
جوشکاری زیرپودری چگونه کار میکند؟
در SAW یک یا چند سیم پیوسته به ناحیه اتصال تغذیه میشود و قوس زیر لایهای از فلاکس دانهای شکل میگیرد. این پوشش قوس را از دید پنهان میکند، از حوضچه محافظت میکند و پس از انجماد، سربارهای روی فلز جوش میسازد. نرخ رسوب بالا، نفوذ قابلکنترل و قابلیت مکانیزهکردن، SAW را برای مخزن، تیرورق، لوله، سازه سنگین و روکشکاری مناسب کرده است.
نبود قوس قابلمشاهده به معنی سادهبودن فرآیند نیست. فاصله نوک تماس تا قطعه، زاویه هد، ارتفاع فلاکس، نرخ تغذیه سیم، ولتاژ، جریان و سرعت حرکت باید پایدار باشند. تغییر هرکدام میتواند هندسه گرده و سهم فلز پایه در حوضچه را تغییر دهد.
تفاوت EM12 و EM12K چیست؟
EM12 و EM12K سیمهای فولاد کربنی شناختهشده برای SAW هستند. هر دو در بسیاری از ساختهای عمومی استفاده میشوند، اما ترکیب شیمیایی یکسانی ندارند. EM12K معمولاً منگنز و سیلیسیم بیشتری نسبت به EM12 دارد و در نتیجه ظرفیت اکسیژنزدایی آن بالاتر است. این تفاوت میتواند هنگام کار با ورق دارای مقدار محدودی اکسید سطحی یا در ترکیب با فلاکسهای مشخص مفید باشد.
| موضوع | EM12 | EM12K |
|---|---|---|
| نوع محصول | سیم توپر SAW | سیم توپر SAW |
| رفتار ترکیبی | منگنز و سیلیسیم متعادلتر | معمولاً منگنز و سیلیسیم بالاتر |
| اکسیژنزدایی | وابسته به فلاکس و وضعیت سطح | تحمل بهتر مقدار محدودی اکسید، نه آلودگی شدید |
| انتخاب نهایی | بر اساس گواهی ترکیب سیم–فلاکس و آزمون WPS/PQR | |
حرف K نباید بهعنوان مجوز جوشکاری روی ورق زنگزده، روغنی یا مرطوب تفسیر شود. پوسته نورد سست، روغن، رنگ، آب و آلودگی اتصال باید مطابق روش اجرایی حذف شوند. همچنین یک سیم EM12K با دو فلاکس متفاوت میتواند فلز جوش با خواص متفاوت تولید کند.
فلاکس فقط پوشش محافظ نیست
فلاکس SAW در پایداری قوس، شکل گرده، جدایش سرباره، انتقال عناصر آلیاژی، هیدروژن قابلانتشار و خواص مکانیکی نقش دارد. فلاکسهای آگلومره و ذوبی از نظر روش تولید و رفتار جذب رطوبت متفاوتاند. تقسیمبندی خنثی یا فعال نیز به میزان اثر فلاکس بر ترکیب فلز جوش مربوط است.
فلاکس خنثی
فلاکس خنثی برای محدودکردن تغییر ترکیب فلز جوش طراحی میشود و در جوشهای چندپاس که تجمع عناصر اهمیت دارد، انتخاب رایجی است. «خنثی» به معنی بیاثر بودن کامل یا قابلاستفادهبودن با هر سیم نیست.
فلاکس فعال
فلاکس فعال میتواند عناصر مشخصی مانند منگنز یا سیلیسیم را به فلز جوش اضافه کند و ظاهر گرده یا تحمل سطح را بهبود دهد. با افزایش ولتاژ و مصرف فلاکس، مقدار انتقال عناصر ممکن است تغییر کند؛ بنابراین استفاده خارج از دامنه پارامتر تأییدشده خطر تغییر خواص را دارد.
بازیسیته و چقرمگی
شاخص بازیسیته گاهی برای مقایسه رفتار متالورژیکی فلاکسها استفاده میشود. فلاکسهای بازی در برخی ترکیبها میتوانند اکسیژن فلز جوش را کاهش داده و به چقرمگی کمک کنند، اما عدد بازیسیته بهتنهایی تضمین نتیجه نیست. ترکیب سیم، حرارت ورودی، تعداد پاس و رقیقشدن با فلز پایه همزمان اثر میگذارند.
چرا طبقهبندی ترکیب سیم–فلاکس مهم است؟
در استانداردهای AWS مربوط به SAW، خواص رسوب جوش معمولاً برای یک ترکیب مشخص از الکترود و فلاکس ارزیابی میشود. کد کامل میتواند اطلاعاتی درباره استحکام، شرایط عملیات حرارتی و چقرمگی ضربه ارائه دهد. بنابراین گواهی فلاکس باید سیم آزمونشده و شرایط طبقهبندی را روشن کند.
اگر پروژه چقرمگی در دمای پایین، PWHT، محدودیت هیدروژن یا ترکیب شیمیایی مشخصی دارد، صرف خرید سیم با نام EM12 یا EM12K کافی نیست. گواهی مواد، دیتاشیت و نتایج PQR باید با حالت واقعی ساخت تطبیق داده شوند.
اثر قطبیت و پارامترهای جوشکاری
- جریان: عمدتاً نرخ ذوب سیم و میزان نفوذ را تغییر میدهد. جریان بیشازحد میتواند هندسه نامناسب، سوختگی لبه یا تنش حرارتی بیشتر ایجاد کند.
- ولتاژ: طول قوس، پهنای گرده و مقدار فلاکس ذوبشده را تحتتأثیر قرار میدهد. در فلاکس فعال، تغییر ولتاژ ممکن است ترکیب فلز جوش را نیز تغییر دهد.
- سرعت حرکت: بر حرارت ورودی، سطح مقطع گرده و احتمال عیوبی مانند بریدگی کناره یا نفوذ ناکافی اثر میگذارد.
- قطبیت: DCEP، DCEN یا AC میتوانند تعادل نفوذ، نرخ رسوب و قوسزدگی مغناطیسی را تغییر دهند. انتخاب باید مطابق WPS و توصیه ترکیب مصرفی باشد.
- فاصله نوک تماس: افزایش stick-out مقاومتگرمایی سیم و نرخ ذوب را تغییر میدهد؛ نوسان آن باعث ناپایداری فرآیند میشود.
کنترل رطوبت و بازیافت فلاکس
فلاکس باید در بسته سالم، محیط خشک و دور از کف مرطوب نگهداری شود. دمای نگهداری یا بازخشککردن برای همه محصولات یکسان نیست و باید از دیتاشیت همان سازنده گرفته شود. گرمایش نامناسب میتواند دانهبندی یا عملکرد فلاکس را تغییر دهد.
فلاکس بازیافتی باید از سرباره، ذرات فلزی و گردوغبار جدا و الک شود. نسبت اختلاط فلاکس نو و بازیافتی، تعداد چرخهها و شرایط نگهداری باید در روش اجرایی تعریف شود. برگرداندن فلاکس آلوده یا مرطوب به مخزن اصلی، کل موجودی را در معرض ریسک قرار میدهد.
عیوب رایج و نقطه شروع بررسی
| نشانه | مواردی که باید بررسی شوند |
|---|---|
| تخلخل | رطوبت فلاکس، آلودگی سطح، ارتفاع ناکافی پودر، نشتی یا ناپایداری تغذیه |
| جدایش سخت سرباره | ترکیب سیم–فلاکس، شکل پاس، ولتاژ، دمای بینپاسی و همپوشانی پاسها |
| بریدگی کناره | ولتاژ یا سرعت زیاد، موقعیت هد و توزیع نامناسب فلز جوش |
| نفوذ ناکافی | جریان، قطبیت، سرعت حرکت، طراحی اتصال و محل قرارگیری سیم |
| ترک | هیدروژن، ترکیب فلز جوش، تنش قیدی، پیشگرم، حرارت ورودی و توالی جوش |
چکلیست استعلام دقیق SAW
- گرید، ضخامت و وضعیت سطح فلز پایه
- استاندارد طراحی و طبقهبندی کامل موردنیاز
- خواص کششی و چقرمگی در دمای آزمون
- حالت as-welded یا پس از PWHT
- سیم موردنظر، قطر و نوع بستهبندی
- نام و طبقهبندی فلاکس تأییدشده همراه سیم
- تکسیم، چندسیم، tandem یا strip cladding
- جریان، قطبیت، ولتاژ، سرعت و محدوده حرارت ورودی
- نیاز به گواهی بچ، سطح هیدروژن و تأییدیههای پروژه
برای بررسی محصولات مرتبط، مشخصات سیم زیرپودری EM12، سیم زیرپودری EM12K و پودر جوشکاری زیرپودری را ببینید. انتخاب ترکیب نهایی باید با WPS و گواهی فنی پروژه تطبیق داده شود.
این مقاله راهنمای فنی اولیه است و جایگزین استاندارد جاری، دیتاشیت سازنده یا WPS/PQR تأییدشده نیست. هر تغییر در سیم، فلاکس، قطبیت یا دامنه پارامتر باید از نظر متغیرهای اساسی پروژه بررسی شود.