اهمیت و تکنیک های جوشکاری در صنعت معدن

آیا از این واقعیت آگاه هستید که فرصت های زیادی در سطح بین المللی برای متخصصان جوشکاری در صنعت معدن وجود دارد؟ حرفه هایی مانند مهندس ساخت و تولید، جوشکار حرفه ای، دیگ ساز یا کارگر ورق فلز، همگی شامل دانش جوش هستند. صنعت معدن به طور خاص به افرادی نیاز دارد که به تکنیک های جوشکاری تخصص داشته باشند.

یکی از مسیرهای شغلی احتمالی، مهندسی ساخت و تولید است که به طور معمول نقشه ها را بررسی می کند و همچنین مواد و تجهیزات مورد نیاز را تعیین می کند. یک مهندس ساخت همچنین در ساخت قطعات، عملیات حرارتی قطعات، راه‌اندازی ابزار و تجهیزات و البته مونتاژ سازه‌ها از طریق هم‌ترازی و برازش اجزای فرعی برای اتصال به یکدیگر فعالیت می‌کند.

جوشکار بودن شامل ساخت و تعمیر محصولات فلزی است. کلاس جوشکار به طور مستقیم با پیچیدگی کارهای انجام شده متناسب است. به عنوان مثال، یک جوشکار درجه یک از روش های واجد شرایط استفاده می کند که روش های جوشکاری مورد استفاده، آماده سازی اتصالات، انتخاب مواد مصرفی، سطح پیش گرما و ماهیت هر عملیات حرارتی پس از جوش را تعیین می کند. حرفه‌های مرتبط شامل دیگ‌سازها و کارگران ورق فلزی است که می‌توانند حرفه‌ای در معدن را نیز دنبال کنند.

جوشکاری فرآیندی است که در ساخت ساختمان ها، پل ها، اتومبیل ها، هواپیماها، خطوط لوله، نیروگاه ها و مجموعه ای از سازه ها و اشیاء دیگر ضروری می باشد و به همین دلیل است که باید جوشکاری و ساخت را در صنعت معدن جدی گرفت. چهار تکنیک اصلی جوشکاری در صنعت تولید و ساخت و ساز مدرن مورد استفاده قرار می گیرد.

اما یک سوال اساسی ایجاد می شود . با توجه به اینکه تکنیک های جوشکاری بسیار زیادی وجود دارد، کدام روش برای یک کاربرد خاص مناسب است؟

تکنیک های جوشکاری

اساساً چهار نوع اصلی تکنیک جوش کاری در صنعت وجود دارد.

جوشکاری قوس فلزی با گاز (GMAW) و جوشکاری قوس الکتریکی با هسته (FCAW) از فرآیند هسته یکسانی استفاده می‌کند – سیم الکترود مصرفی به طور خودکار به قوس جوش وارد می‌شود تا کاربران نیازی به تعویض الکترود نداشته باشند، مثلاً در حفاظ‌دار. جوشکاری قوس فلزی (SMAW).

یک فیدر سیم با منبع تغذیه همگام می شود تا سیم را از یک قرقره با سرعت مناسب تحویل دهد. بیشتر سیم های الکترود نیز به گاز محافظ نیاز دارند که از طریق کابل مشابه سیم تغذیه می شود. با این حال، با سیم شار خود محافظ، سیم گاز محافظ و سرباره محافظ خود را تولید می کند.

نوک برق را از طریق سیم الکترود هدایت می کند. یک پخش کننده گاز، گاز را به داخل نازل آزاد می کند، که سپس در اطراف حوضچه جوش می دمد تا آلاینده ها را دفع کند. هنگامی که گاز، سیم و برق به درستی با هم متحد شوند، سیم به طور پیوسته در قطعه کار ذوب می شود.

آمپراژ، ولتاژ و سرعت سیم مورد استفاده در GMAW/FCAW بسته به فلز جوش داده شده و نوع سیم مورد استفاده متفاوت است.

GMAW و FCAW گزینه های مختلفی برای نازل ها، نوک ها و دیفیوزرها دارند. نوک های بیرون زده و نازل های مخروطی می توانند به جوشکاری در فضاهای باریک کمک کنند، در حالی که نوک های فرورفته نرخ سوختن بالاتری را امکان پذیر می کنند.

FCAW خود محافظ معمولاً به نازل نیاز ندارد زیرا گاز محافظ خارجی وجود ندارد. با این حال، FCAW با گاز محافظ در برابر تداخل جوی مانند باد بسیار مقاوم است.

نکات مربوط به جوشکاری GMAW و FCAW که هنگام کار باید به آنها توجه نمود.

1. دقت کنید که دستورالعمل‌های ایمنی و راه‌اندازی را در دفترچه راهنما را دنبال کنید.
2. تغییر سرعت/آمپر تغذیه سیم باید به صورت دستی انجام شود. هرچه سیم الکترود ضخیم تر باشد، سرعت تغذیه سیم بیشتر می شود و آمپر بیشتری برای سوختن سیم الکترود مورد نیاز است.
3. افزایش سرعت و ولتاژ تغذیه سیم یا افزایش ضخامت سیم، سرعت رسوب فلز پرکننده به قطعه کار را افزایش می دهد.
4. اکثر سیستم های سیم اتوماتیک ولتاژ را حفظ می کنند. با این حال، ولتاژ را می توان در ماشین به صورت دستی تغییر داد تا فاصله بین نوک و نقطه ای که سیم می سوزد (“فاصله خروج”) تغییر کند.
5. نحوه جوشکاری کاربر می تواند تا حد زیادی بر خواص جوش تأثیر بگذارد. زاویه نوک و سرعت حرکت در حین جوشکاری می تواند عمق جوش را تغییر دهد.

جوشکاری قوس فلزی محافظ (SMAW) که معمولاً به عنوان “جوشکاری چوبی” شناخته می شود، یکی از پرکاربردترین فرآیندهای جوشکاری برای اتصال فلز است. برای جوشکاری چوبی، هر الکترود دارای یک هسته فلزی است که می تواند حاوی انواع مختلف فلز و یک پوشش بیرونی شار باشد.

پوشش شار قوس را در برابر آلاینده های موجود در هوا محافظت می کند و باعث می شود جوش تمام شده قوی تر شود. همچنین روغن لحیم (flux) به از بین بردن سوراخ های ریزی که می تواند در جوش ایجاد شود (تخلخل فلز) و همچنین ترک خوردگی، زیر برش و پاشش کمک می کند.

اگر الکترود رطوبت را جذب کرده باشد، استفاده از کوره الکترودی برای خشک کردن آن می‌تواند توانایی آن را برای رسوب دادن جوش‌های با کیفیت بازیابی کند.

تسلط بر پنج عنصر زیر جوشکاری قوس فلزی محافظ را تضمین می کند:

• جریان: استفاده از جریان مناسب (AC یا DC) ضروری است.
• طول قوس: فاصله بین الکترود و قطعه کار باید به اندازه طول قطر سیم هسته الکترود باشد.
• زاویه الکترود: زاویه الکترود بر نفوذ جوش تأثیر می گذارد. نفوذ بیش از حد می تواند جوش را شکننده کند و منجر به ترک خوردگی و ایجاد سوراخ در فلز شود. نفوذ بسیار کم می تواند منجر به جوش ضعیف شود.
• دستکاری حوضچه جوش: همانطور که جوشکاری چوبی انجام می شود، محفظه های گازی ایجاد می شود که می تواند یکپارچگی جوش را به خطر بیندازد. اینها را می توان با یک حرکت جزئی پهلو به پهلو در هنگام جوشکاری از بین برد.

• سرعت حرکت: سرعت جوش بسیار آهسته منجر به یک مهره جوش بسیار بزرگ می شود در حالی که یک جوش سریع می تواند به یک مهره جوش بسیار باریک منجر شود.

جوشکاری قوس تنگستن گاز (GTAW) که معمولاً به عنوان جوشکاری TIG (یا گاز بی اثر تنگستن) شناخته می شود، یک فرآیند جوشکاری همه کاره برای اتصال فلز است. هر دو منبع برق AC و DC را می توان در جوشکاری TIG استفاده کرد. که انتخاب می شود به نوع و ضخامت فلزی که باید جوش داده شود بستگی دارد.

مشعل TIG یک نگهدارنده الکترود است که جریان جوش را به الکترود تنگستن و یک گاز محافظ بی اثر را به ناحیه قوس می دهد. یک دستگاه گیره کولت مانند امکان تنظیم را فراهم می کند تا طول مناسب الکترود فراتر از فنجان گاز محافظ گسترش یابد.

جوشکاری TIG از یک الکترود تنگستن غیر مصرفی استفاده می کند و نقطه ذوب بسیار بالایی دارد که به این معنی است که الکترودهای TIG می توانند فلزات دیگر را تا نقطه ذوب خود گرم کنند بدون اینکه خودشان ذوب شوند.

آرگون و هلیوم گازهای محافظ اصلی مورد استفاده در جوشکاری TIG هستند. با این حال، در برخی کاربردها، مخلوطی از این دو گاز می تواند سودمند باشد. در مواردی، هیدروژن برای کاربردهای خاص با آرگون یا هلیوم مخلوط می شود.

نکات مربوط به جوشکاری TIG که بایستی به آنها توجه نمود.

1. پدال پایی به کاربر این امکان را می دهد که بدون نیاز به چرخاندن دستی دکمه آمپراژ، آمپر دستگاه را تنظیم کند و به شدت توصیه می شود.
2. موقعیت مشعل در جوشکاری TIG مهم است. موقعیت ایده آل ۹۰ درجه است. با این حال، استخر جوش توسط مشعل از دید مسدود می شود. مشعل را ۱۵ درجه زاویه دهید تا حوضچه جوش را ببینید و در عین حال نتایج عالی را حفظ کنید.
3. برخی از جوشکاری TIG نیاز به استفاده از فلز پرکننده به شکل میله پرکننده دارد، زمانی که فلز کافی برای تکمیل یک اتصال قوی وجود ندارد.
4. مشعل ها ممکن است با هوا یا آب خنک شوند.
5. GTAW بیشتر برای جوش دادن مقاطع نازک فولاد ضد زنگ و فلزات غیرآهنی مانند آلومینیوم، منیزیم و آلیاژهای مس استفاده می شود.