خانه / نوین ساز / مصالح نوین / درباره جوشکاری زیر آب بیشتر بدانیم
جوشکاری زیر آب
. از آنجایی که انتقال کشتی ها به خشکی و تعمیر آن ها زمان بر و پر هزینه بود، استفاده از جوشکاری در زیر آب در این سال ها مرسوم شد

درباره جوشکاری زیر آب بیشتر بدانیم

جوشکاری زیر آب چیست ؟

جوشکاری زیر آب ، زمانی مطرح شد که کشتی ها در زمان جنگ جهانی دوم دچار آسیب می شدند و نیاز به تعمیر پیدا می کردند. در شرایط جنگی نیاز بود تا کشتی ها در کمترین زمان ممکن و با کمترین هزینه تعمیر شده و دوباره قابل استفاده شوند. از آنجایی که انتقال کشتی ها به خشکی و تعمیر آن ها زمان بر و پر هزینه بود، استفاده از جوشکاری در زیر آب در این سال ها مرسوم شد.

پس از اتمام جنگ جهانی دوم، بار دیگر در شروع دهه هفتاد میلادی، جوشکاری زیر آب (Underwater Welding) اهمیت زیادی پیدا کرد. در این برهه زمانی استخراج نفت و گاز از دریا، در اقتصاد و صنعت دریایی بسیار تاثیر گذار شده بود.

نحوه انجام جوشکاری زیر آب در حالت کلی تفاوت چندانی با جوشکاری معمول ندارد، اما روشن است که روش آماده سازی تجهیزات جوشکاری و مهارت جوشکار زیر آب با روش های معمولی و متداول جوشکاری متفاوت است. همچنین خطرات جوشکاری زیر اّب نیز از دیگر مواردی است که حتما در این نوع جوشکاری باید در نظر گرفته شود.

جوشکاری زیر آب چگونه انجام می شود

سکو و اسکله های در آب، دکل های نفتی، لوله کشی گاز در دریا و … همگی از جمله سازه هایی هستند که برای ایجاد آن ها نیاز به تکنولوژی جوشکاری داریم. گاهی اوقات نیز بروز حوادثی مانند طوفان، باعث می شود این سازه ها احتیاج به تعمیر و بازسازی توسط جوشکاری پیدا کنند.

جالب است بدانید تنها در شرایطی از جوشکاری زیر آب استفاده می شود که امکان انتقال دادن قطعات و سازه ها به محیط خشک و مناسب جوشکاری وجود نداشته باشد. همچنین در صورتی که جا به جایی و انتقال این سازه ها به محیط دیگر، بسیار هزینه بر باشد، با استفاده از تجهیزات جوشکاری سیار، در زیر آب به جوشکاری قطعات می پردازند.

انواع روش های جوشکاری زیر آب

جوشکاری زیر آب را با توجه به محیط اطراف جوشکاری به دو دسته جوشکاری خشک (Dry) و جوشکاری مرطوب (Wet) تقسیم بندی می کنند.

برای انتخاب هر یک از این روش های جوشکاری لازم است تا موارد بسیاری مانند عمق آب و نوع آلیاژ قطعه در نظر گرفته شود. جالب است بدانید از زمان پیداش این شیوه جوشکاری تاکنون، تحقیقات زیادی در مورد جوشکاری زیر آب انجام شده و پیشرفت های بسیاری در نحوه انجام این شیوه جوشکاری صورت گرفته است.

جوشکاری مرطوب

به دلیل اینکه این نوع جوشکاری در محیط آبی انجام میگیرد، جوشکاری مرطوب نامیده می شود. برای انجام جوشکاری مرطوب لازم است از انواع الکترود ضد آب استفاده شود. روش مرسوم جوشکاری زیر آب، جوشکاری قوسی با گاز یا الکترود فلزی (SMAW)  است که به همان شیوه معمول انجام می گیرد.

از دیگر روش های جوشکاری مرطوب می توان به جوشکاری اصطکاکی و جوشکاری قوسی با الکترود پوشش‌دار اشاره کرد.

در جوشکاری مرطوب، منبع تغذیه بر روی سطح آب قرار گرفته و به وسیله کابل های مخصوص به تجهیزات جوشکار متصل می شود. از این روش جوشکاری تنها برای اتصال و تعمیر فولاد های کم کربن استفاده می شود، زیرا به علت وجود هیدروژن زیاد، ترک خوردگی در جوش اتفاق می افتد.

در جوشکاری مرطوب از جریان مستقیم برق و الکترود های منفی استفاده می شود. نگهدارنده های الکترود در جوشکاری مرطوب، توانایی نگهداری از دو نوع الکترود را دارند و دارای یک سر خمیده جهت گرفتن الکترود می باشند. جوشکار مرطوب امروزه کاربرد های فراوانی پیدا کرده است، اما با وجود پیشرفت زیاد تکنولوژی، هنوز هم معایبی در این روش جوشکاری وجود دارد.

جوشکاری مرطوب زیر آب

معایب جوشکاری مرطوب در زیر آب

  1. هیدروژن: به علت تفکیک شدن بخار آب در نزدیکی قوس جوشکاری، مقدار زیادی هیدروژن در جوشکاری مرطوب ایجاد می شود. مجاورت هیدروژن با گرمای ناشی از جوشکاری، می تواند باعث بروز مشکلات زیادی در روند جوشکاری شود.
  2. عیوب جوشکاری: وجود حجم زیادی از هیدروژن باعث بروز عیوب جوشکاری مانند ترک خوردگی می شود. از دیگر عیوب جوشکاری که به دلیل بخار زیاد آب در جوشکاری مرطوب به وجود می آید، می توان به تخلخل اشاره کرد. آبدیده شدن سریع فلز در شرایط جوشکاری مرطوب نیز باعث می شود سختی جوش بالا رفته و کش پذیری آن کم شود.
  3. دید جوشکار: یکی از مهم ترین معایب جوشکاری زیر آب به روش مرطوب، کاهش توانایی دید جوشکار است. این مسئله هم می تواند بر روی کیفیت جوشکاری تاثیر گذار باشد و هم در برخی مواقع ایمنی جوشکار را به خطر بیندازد.

 

از مشکلات قابل توجه در جوشکاری زیرآبی احتمال ایجاد ترک‌های هیدروژنی در اثر حضور آب و رطوبت است که ریسک این پدیده نیز با افزایش عمق، افزایش می‌یابد.

این موضوع در حالتی که از الکترودهای با روکش اسیدی استفاده می‌شود از حساسیت بیشتری برخوردار است چراکه قابلیت جذب رطوبت در این نوع پوشش بیشتر بوده و هیدروژن تجزیه شده از این رطوبت به راحتی جذب فلز جوش مذاب می‌شود. به همین دلیل در جوشکاری زیر آبی استفاده از الکترودهای نوع روتیلی ترجیح داده می‌شود.

مزیت های جوشکاری مرطوب در زیر آب

  1. هزینه کمتر: از آنجایی که تجهیزات و شرایط انجام این نوع جوشکاری زیر آب، در مقایسه با جوشکاری خشک ساده تر است، در نتیجه هزینه انجام آن نیز به مراتب کمتر می باشد. یکی از دلایلی که استفاده از جوشکاری مرطوب فراگیر شده است، ارزان بودن هزینه انجام آن است.
  2. سرعت مناسب: برای این نوع جوشکاری، مانند جوشکاری خشک احتیاجی به تاسیس اتاقک مخصوص نیست. در نتیجه سرعت انجام کار در این روش جوشکاری بسیار بالا می رود.
  3. دسترسی بالا: یکی از مهم ترین مزایای جوشکاری مرطوب این است که می توان با استفاده از آن بر روی تمامی نقاط سازه، عملیات جوشکاری را بدون هیچ محدودیتی انجام داد.

نحوه عملكرد جوشكاری مرطوب‌

پروسه‌ی جوشكاری مرطوب در زير آب طی مراحل زير صورت می‌پذيرد.

قطعه كاری كه قرار است جوش داده شود به يك طرف مدار الكتريكی متصل بوده و الكترود فلزی در طرف ديگر مدار. اين دوقسمت از مدار (الكترود و قطعه كار) كمی به يكديگر نزديك شده ولی بعد از مدتی از يكديگر فاصله می‌گيرند.

در حين نزديك شدن الكترود به قطعه كار، جريان الكتريكی وارد شكاف شده و باعث ايجاد يك جرقه الكتريكی می‌شود. (قوس)‌‌ باعث ذوب شدن فلز در آن ناحيه و شكل گرفتن حوضچه جوش می‌شود. در اين زمان، نوك الكترود ذوب شده و ذره‌های كوچك فلز در حوضچه مذاب جمع می‌شود. در طول اين عمل، جريان مذابی، نوك الكترود را پوشش داده و روكش الكترود گاز محافظ را ايجاد می‌‌كند. كه موجب استحكام بخشيدن به قوس شده ‌و از جريان فلز مذاب محافظت می‌كند. قوس در يك منطقه حفره مانند ذوب می‌شود و جوش را پديدار می‌سازد.

جوشکاری خشک

جوشکاری های خشک را می توان در حالت کلی به دو دسته جوشکاری تحت فشار اتمسفری و جوشکاری تحت فشار هیدرواستاتیک آب تقسیم بندی کرد.

این روش جوشکاری زیر آب، به این دلیل خشک نامیده می شود که محل جوشکاری را با استفاده از یک محفظه، کاملا آب بندی می کنند. درون این اتاقک که در زیر آب قرار دارد هوای فشرده وجود دارد تا از این طریق فشار داخل و خارج اتاقک متعادل شود.

اتاقک جوشکاری خشک زیر آب، به صورت دو تکه ساخته می شود تا هنگام نصب آن بر روی قطعه نیازمند جوشکاری، دو تکه را به هم وصل کنند. وسایل ایمنی مورد نیاز در این روش جوشکاری را وسایل ایمنی جوشکاری معمول به همراه لوازم مورد نیاز غواصی تشکیل می دهند.

جالب است بدانید از این شیوه جوشکاری در زیر آب، اولین بار در ایالات متحده آمریکا استفاده شد. جوشکاری خشک بسیار پر هزینه بوده و به همین دلیل به ندرت و تنها در موارد ضروری از آن استفاده می شود.

منظور از موارد ضروری، شرایطی است که نیاز به ایجاد جوش بسیار با کیفیتی داشته باشیم. به دلیل اینکه در این نوع جوشکاری زیر آب می توان شرایط محیطی را کنترل کرد، کیفیت جوش ایجاد شده در مقایسه با جوشکاری مرطوب بسیار بهتر است.

جوشکاری خشک زیر آب

معایب جوشکاری خشک در زیر آب

  1. تجهیزات مخصوص: برای انجام جوشکاری زیر آب به روش خشک، احتیاج به تجهیزات مخصوص و پیچیده ای داریم. تنها ساخت اتاقک مخصوص این نوع جوشکاری نیازمند فرآیند بسیار پیچیده ای می باشد.
  2. هزینه بالا: همانطور که گفته شد هزینه انجام جوشکاری خشک به دلیل تجهیزات و اتاقک پیچیده ای که دارد بسیار بالا می باشد و تنها در برخی از مواقع می توان از یک اتاقک جوشکاری برای انجام کار های مختلف استفاده کرد، در غیر این صورت لازم است برای جوشکاری هر محل، اتاقک تازه ای ساخته شود.
  3. تاثیر عمق آب بر جوشکاری: یکی دیگر از معایب جوشکاری خشک در زیر آب، تاثیر گذاشتن عمق محل جوشکاری بر کل فرآیند است. در محل های عمیق تر لازم است از ولتاژ های بالاتری استفاده شود. نوع ساخت اتاقک نیز در اعماق مختلف متفاوت است. به صورت کلی می توان گفت هر چه عمق محل جوشکاری بیشتری باشد، هزینه انجام جوشکاری خشک بالاتر خواهد بود.

مزیت های جوشکاری خشک در زیر آب

  1. ایمنی بالا: از آنجایی که در این روش جوشکاری زیر آب، جوشکار درون اتاقک مخصوص قرار می گیرد، ایمنی کار بسیار بالا رفته و غواص در برابر جریانات محفوظ است.
  2. کیفیت و تنوع جوشکاری: در این روش جوشکاری می توان اغلب روش های جوشکاری را که در فضای باز امکان پذیر است، انجام داد. همچنین به دلیل این که هیدروژن تولید شده در جوشکاری خشک نسبت به جوشکاری مرطوب کمتر است، جوش تشکیل شده کیفیت بسیار بالایی خواهد داشت.
  3. امکان کنترل کردن شرایط: یکی دیگر از مزایای جوشکاری خشک، امکان کنترل کردن شرایط جوشکاری است. در این روش می توان محل اتصال را پیش از انجام عملیات جوشکاری کاملا بررسی کرد و پس از انجام جوشکاری نیز، جوش ایجاد شده را به صورت عینی کنترل کرد.

 

 

 

 

 

 

درباره‌ی مدیریت

حتما ببینید

گچ پلیمری

همه چیز درباره گچ پلیمری

گچ پلیمری گچ پلیمری گونه‌ای ازگچ های ساختمانی است که در آن افزودنی‌های پلیمری و …

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *