Stainless Steels

متالورژی – فولادهای ضد زنگ

در مطلب قبلی در مورد انواع خطا در جوش لب به لب جوشکاری تیگ گفتیم.

حال در ادامه مقاله با فولادهای ضد زنگ آشنا می شویم.

متالورژی – فولادهای ضد زنگ

مقدمه:

فولادهای زنگ نزن شامل انواع فولادی است که با آلیاژ کردن فولاد با عناصر آلیاژی مختلف در برابر خوردگی مقاوم می شوند.

با این حال، فولادهای مقاوم در برابر خوردگی می توانند تحت تأثیر مواد مختلف “خورنده” شوند.

بنابراین اصطلاح “فولاد ضد زنگ” ممکن است نام اشتباهی به نظر برسد، به همین دلیل است که اصطلاح “فولاد ضد زنگ” به عنوان اصطلاحی برای کل گروه فولادهایی استفاده می شود که در آنها کروم به دلیل خواص مقاوم در برابر خورندگی آن آلیاژ می شود.

در بخش زیر از نام شیمیایی تعدادی از عناصر آلیاژی استفاده شده است. در زیر لیستی از نام و نام شیمیایی آنها آمده است:

Cr کروم

C کربن

Ti تیتانیوم

Nb  نیوبیم

N نیتروژن

Mo مولیبدن

Ta تانتالوم

انواع فولادهای ضد زنگ

فولادهای زنگ نزن آلیاژهای آهن، کروم، نیکل، منگنز، مولیبدن، تیتانیوم، نیوبیم، کربن و غیره هستند.

همانطور که در جدول زیر نشان داده شده است، فولادهای ضد زنگ را می توان به سه گروه اصلی و علاوه بر آن یک گروه کوچکتر تقسیم کرد.

تقسیم بندی بر اساس ساختار کریستالی است.

همانطور که می بینید در اصل دو گروه وجود دارد:

  • انواع آلیاژی کروم
  • انواع آلیاژ کروم نیکل

از انواع آلیاژی کروم-نیکل، انواع مارتنزیتی به دلیل محتوای کربن نسبتاً بالا، قابل سخت شدن هستند. انواع دیگر را نمی توان با عملیات حرارتی سخت کرد.

فولادهای آلیاژی کروم

فولادهای ضد زنگ مارتنزیتی

این گروه از فولادها دارای محتوای کربن از 0.1 تا 1.0 درصد است. محتوای کروم از 13 تا 18 درصد متغیر است.

این فولادها ماریجینگ و قابل سخت شدن در هوا هستند. این بدان معنی است که فولادها را نمی توان بدون پیش گرم کردن و تلطیف زیر جوش داد. بنابراین این فولادها متعلق به فولادهای ماشینی هستند.

این فولادها کروی شدن و در آن شرایط با برش قابل کار هستند. آنها در شرایط عملیات حرارتی استحکام قابل توجهی دارند و همچنین مقاومت در برابر خوردگی را بهبود می بخشند.

این فولادها برای قطعات ماشین آلات که در معرض خوردگی هستند، به عنوان مثال:

  • شفت سوپاپ
  • شفت پمپ
  • چاقو و غیره.

فولادهای ماشینی انواع فولادی هستند که برای قطعات ماشین آلات مانند:

  • محورها
  • چرخ دنده
  • شیرآلات و غیره

به طور معمول نیاز به جوش پذیری این فولادها زیاد نیست زیرا اغلب به روش های دیگر به یکدیگر متصل می شوند.

کروی (نرم کننده)

فولادهای با محتوای زیاد سمنتیت یا فولادهای آلیاژی با محتوای زیاد کاربید فقط با تغییر شکل سرد و برشکاری که به دلیل سختی زیاد و تشکیل صفحه ای شکل کاربیدها ایجاد می شود، به سختی قابل جوش هستند. هنگام آهنگری یا جوشکاری که در طی آن فولاد تا دمای بیش از A3-Acm گرم می شود، این ساختار به ساختاری با پرلیت صفحه ای شکل و کاربیدهای مرز دانه ای تبدیل می شود که با ابزارهای برش بدون سایش زیاد ابزار برش داده نمی شود.

فولاد در دمای کمتر از دمای A1 کروی می شود. کروی شدن به این معنی است که صفحات کاربید به سازندهای توپ مانند تبدیل می شوند.

معمولاً این عملیات حرارتی در کارخانه فولاد انجام می شود.

هنگام ماشینکاری مواد کروی، توپ های سخت به مواد پایه فریت نرم تر فشار داده می شوند.

سختی کاهش یافته و شکل پذیری افزایش یافته است.

فولادهای زنگ نزن با آلیاژ کروم فریتی

این فولادها در تمام دماها فریتی هستند اگر درصد C و درصد کروم نسبت به یکدیگر متعادل باشند. محتوای کروم ممکن است از 12 تا 30 درصد متفاوت باشد.

اگر درصد کروم 27٪ باشد، محتوای C تا 0.25٪ مجاز است. اگر محتوای کروم 13٪ باشد، درصد C نباید از 0.05٪ تجاوز کند، به نقاشی صفحه بعد مراجعه کنید.

فولادهای زنگ نزن با آلیاژ کروم فریتی

جوشکاری فولادهای فریتی سخت تر از فولادهای آستنیتی است زیرا خطر ایجاد ترک در ناحیه متاثر از حرارت (HAZ) به دلیل تشکیل دانه وجود دارد.

با عملیات حرارتی نمی توان از تشکیل دانه های درشت جلوگیری کرد زیرا فولاد در دماهای بالا نیز فریتیت دارد.

مقادیر کمی وانادیم (V) و مولیبدن (Mo) می تواند با تشکیل دانه های درشت مقابله کند.

این فولادها را نمی توان به صورت مارتنزیتی سخت کرد، اما با تغییر شکل سرد استحکام آنها را افزایش می دهد.

فولادها برای شکل دادن به تغییر شکل مناسب هستند و از جمله موارد دیگر برای لوازم خانگی استفاده می شوند.

خوردگی بین دانه ای ممکن است در این فولادها در نتیجه رسوب کروم-کاربید ظاهر شود.

بارش کاربید در دمای 900 تا 1000 درجه سانتی گراد اتفاق می افتد.

این خطا را نمی توان با عملیات حرارتی این فولادها اصلاح کرد زیرا عملیات حرارتی محلول باعث رشد زیاد دانه ها می شود و علیرغم سرد شدن سریع، بارش کاربید جدید به دلیل شرایط خوب برای انتشار در شبکه فضای مرکزی مکعبی رخ می دهد. .

با این حال، اگر عملیات حرارتی در دمای 700 تا 800 درجه سانتیگراد انجام شود، غلظت باقیمانده کروم در بلورهای a متعادل خواهد شد.

تثبیت فولادها با Ti و Nb می تواند تمایل فولادهای فریتی به خوردگی بین دانه ای را کاهش دهد.

راه دیگر برای جلوگیری از خوردگی بین دانه ای استفاده از فولاد ELI است که فولادهایی با محتوای کربن 0.003% (C) و نیتروژن (N) بسیار کم است، اما محتوای کروم باید بسیار بالا باشد زیرا C و N هر دو دارای مقدار بسیار کمی هستند. اثر آستنیتی، نمودار شفلر را ببینید.

گرمایش طولانی مدت از 550 تا 800 درجه سانتیگراد فولادهای کروم فریتی بیش از 20 درصد کروم به دلیل تشکیل فاز سیگما باعث شکنندگی می شود.

در این مرحله ماده شکننده است و به همین دلیل شکل پذیری آن به طور قابل توجهی کاهش می یابد در حالی که مقاومت کششی آن افزایش می یابد. فاز با حرارت دادن به بیش از 800 درجه سانتیگراد قابل حل است و پس از آن سرد شدن سریع از ظاهر شدن مجدد این فاز جلوگیری می کند.

 

ادامه مطلب در پست بعدی…

عدم ذوب و نفوذ

انواع خطا در جوش لب به لب جوشکاری تیگ

معرفی

توسعه فن آوری به این معنی است که تقاضاهای سنگین تری برای مواد فولادی ایجاد می شود و بنابراین مواد جدید با استحکام کششی بهبود یافته به طور مداوم در حال توسعه هستند.

استفاده از این مواد جدید باعث کاهش ابعاد مواد می شود به طوری که زمانی که قبلاً مجبور بودید از صفحات 8 میلی متری استفاده کنید اکنون فقط از صفحات 6 میلی متری برای به دست آوردن همان استحکام استفاده می کنید.

هنگام ساخت جوش لب به لب، اگر ابعاد مواد کاهش یابد، سطح جوش نیز کاهش می یابد.

توسعه باعث افزایش تقاضا برای کیفیت جوش فردی و به طور کلی ساخت و ساز جوش شده می شود.

افزایش تقاضا برای جوشکاری به این معنی است که جوشکاری TIG بیشتر مورد استفاده قرار می گیرد.

خواسته های کیفیت در وهله اول بر عهده مهندسان، تکنسین های جوشکاری و جوشکار خواهد بود.

مهندس مسئول طراحی ساختمان است.

تکنسین های جوشکاری مسئول انتخاب روش صحیح جوشکاری، شرح مشخصات روش جوشکاری و کنترل داخلی هستند.

جوشکار کار واقعی جوش را انجام می دهد و بنابراین مسئولیت کیفیت جوش ها بر عهده اوست.

حتی اگر همه طرف های درگیر در کار خود بسیار مراقب باشند، خطاهای جوشکاری رخ می دهد.

بنابراین جوشکار لزوماً مقصر خطاها نیست، اما این یک واقعیت است که در این فرآیند خطا رخ می دهد.

بخش های زیر به خطاهایی می پردازد که جوشکار در هنگام جوشکاری لب به لب جوشکاری TIG روی آن تأثیر می گذارد.

تعیین و تعاریف خطاهای جوشکاری DS/ISO 6520

DS/ISO 6520 یک استاندارد دانمارکی و بین المللی است که عناوین و تعاریف خطاهایی را که در جوشکاری رخ می دهد را نشان می دهد.

استاندارد همه انواع خطاها را فهرست می کند، از جمله آنهایی که نمی توان آنها را به صورت بصری کنترل کرد.

انواع خطاها به شش گروه اصلی زیر تقسیم می شوند:

  • ترک
  • تخلخل ها
  • شامل
  • عدم ادغام و عدم نفوذ
  • شکل ناقص
  • خطاهای مختلف که به هیچ یک از آنها تعلق ندارد

گروه های بالا

استاندارد انواع مختلف خطاها را در ستون ها با توضیحات و تصاویر نشان می دهد.

استاندارد انواع مختلف خطا

استاندارد انواع مختلف خطا

ستون 1 هر نوع خطا را با یک عدد نشان می دهد.

ستون 2 گروهی از حروف را نشان می دهد که به ارزیابی رادیوگرافی IIW (موسسه بین المللی جوشکاری) اشاره دارد.

ستون 3 نشان دهنده تعیین خطا در زبان دانمارکی، انگلیسی و فرانسوی است. نام آلمانی در ضمیمه B آمده است.

ستون 4 توضیح به زبان انگلیسی را نشان می دهد.

ستون 5 توضیح را به زبان دانمارکی نشان می دهد.

ستون 6 تصویری از خطا در صورت نیاز به توضیح بیشتر.

DS/ISO 6520 هیچ الزامی برای اندازه خطاها ارائه نمی کند و بنابراین برای ارزیابی جوش مناسب نیست.

ارزیابی بصری با نشان دادن علامت گذاری طبق DS/R 325 انجام می شود.

علامت گذاری ارزیابی رادیوگرافی را می توان بر اساس جدول ارزیابی رادیوگرافی IIW ارائه کرد.

خطاهای جوشکاری

ترک ها

ترک در ارتباط با جوشکاری TIG به ندرت دیده می شود، اما ممکن است به صورت ترک های عمودی یا افقی ایجاد شود.

ترک ها می توانند در فلز جوش، ناحیه تحت تاثیر حرارت یا در فلز اصلی ایجاد شوند.

ترک ها

رایج ترین نوع ترک در جوشکاری TIG ترک های دهانه انتهایی هستند که اصطلاحاً به آن ترک های دهانه می گویند.

Error type no. 104

دلیل ایجاد ترک می تواند موارد زیر باشد:

  • استفاده اشتباه یا عدم استفاده از تسهیلات شیب به پایین
  • بخیه های خیلی کوچک یا خیلی کم
  • دستور جوش اشتباه
  • سرد شدن خیلی سریع ناحیه جوش
  • گرمایش پیش و پس از آن اشتباه بوده یا وجود ندارد

رفتار

حفره ها

طبق استاندارد DS/ISO 6520 حفره ها به عنوان حفره هایی در جوش به دلیل گازهای به دام افتاده تعریف می شوند.

به دلیل احتمال زیاد بروز این خطا، اغلب در جوش های TIG حفره هایی یافت می شود.

Cavities

دلیل تشکیل تخلخل ها می تواند موارد زیر باشد:

  • نداشتن یا ناخالص بودن گاز محافظ
  • نظافت ناکافی لبه های شیار و

مواد پرکننده

  • تنظیم نادرست جریان محافظ

گاز

  • شیب اشتباه مشعل
  • اندازه نازل گاز اشتباه است
  • وقفه خیلی سریع محافظ

گاز در انتهای جوش

  • بادکش ناشی از اگزوز به اشتباه قرار داده شده است

واحد

  • اتصالات شلنگ نشتی
  • تهویه ناکافی مشعل TIG از قبل

جوشکاری

حفره انقباض

حفره انقباضی حفره ای است که در انتهای جوش ایجاد می شود.

Shrinkage Cavity

این خطا زمانی رخ می دهد که فلز جوش خیلی سریع جامد شود.

می توان با شیب تدریجی جریان جوشکاری که باعث می شود فلز جوش با سرعت کمتری جامد شود، از آن جلوگیری کرد.

گنجاندن فلزی

گنجاندن تنگستن یک مشکل خاص برای جوشکاری TIG است.

وجود تنگستن در جوش ممکن است باعث ایجاد ترک شود زیرا تنگستن ضریب انبساط دیگری نسبت به فولاد دارد.

error

دلایل این گنجاندن تنگستن می تواند موارد زیر باشد:

  • نقطه الکترود تنگستن حوضچه جوش یا لبه های شیار را لمس کرده است.
  • نقطه الکترود دارای زاویه تیز کردن اشتباه است.
  • نوع و ابعاد الکترود نادرست است.
  • بیرون زدگی خیلی طولانی.

عدم فیوژن و نفوذ

عدم ذوب و نفوذ خطایی است که زمانی رخ می دهد که همجوشی بین فلز جوش و فلز اصلی یا بین پاس های جوش ناکافی باشد.

فقدان فیوژن نیز ممکن است در پایین اجرا رخ دهد. خطا در جوشکاری TIG به دلیل قابلیت نفوذ زیاد این روش زیاد نیست.

عدم ذوب و نفوذ

عدم ادغام و نفوذ ممکن است ناشی از موارد زیر باشد:

  • شدت جریان خیلی کم
  • زاویه شیب اشتباه مشعل TIG
  • تغذیه بیش از حد سیم پرکننده
  • ابعاد خیلی بزرگ سیم پرکننده

عدم همجوشی در ریشه جوش

این خطا زمانی رخ می دهد که نفوذ root run کامل نباشد. این خطا در جوشکاری TIG به دلیل قابلیت نفوذ زیاد این روش چندان رایج نیست.

عدم همجوشی در ریشه جوش

این خطا زمانی رخ می دهد که نفوذ root run کامل نباشد. این خطا در جوشکاری TIG به دلیل قابلیت نفوذ زیاد این روش چندان رایج نیست.

عدم همجوشی در ریشه جوش

عدم همجوشی در ریشه جوش می تواند ناشی از موارد زیر باشد:

  • تطبیق اشتباه آماده سازی جوش.
  • “ریشه دماغه” خیلی بزرگ (نافذ کردن کف V-prep با آسیاب کردن کافی نیست)
  • شدت جریان جوشکاری خیلی کم
  • زاویه شیب اشتباه مشعل TIG
  • ابعاد سیم خیلی بزرگ

آندرکات

یک آندرکات معمولاً در ناحیه بین فلز جوش و فلز اصلی ظاهر می شود و می تواند هم در قسمت جلو و هم در پشت رخ دهد.

Undercut

آندرکات می تواند ناشی از موارد زیر باشد:

  • شدت جریان جوشکاری بسیار بالا
  • قوس خیلی بلند
  • زاویه شیب اشتباه مشعل TIG
  • نداشتن سیم پرکننده
  • تغذیه سیم پرکننده در محل نامناسب

مازاد مواد جوش

 مواد جوش بیش از حد باعث ضعف ساختار جوشی مشابه اثرات زیر برش می شود.

علاوه بر این، مقدار بیش از حد سیم پرکننده استفاده می شود که به معنای هزینه های جوشکاری غیر ضروری است.

مواد جوش بیش از حد  بیشتر به دلیل تغذیه بیش از حد سیم پرکننده است.

نفوذ بیش از حد

نفوذ بیش از حد خطایی است که زمانی رخ می دهد که فلز جوش از طریق ریشه جوش ساخته شده از یک طرف بیرون بزند و در جایی که فلز جوش و فلز اصلی به هم می رسند، استحکام جوش را ضعیف می کند.

نفوذ بیش از حد ریشه می تواند ناشی از موارد زیر باشد:

  • جریان جوشکاری خیلی زیاد
  • “ریشه بینی” خیلی بزرگ (بلانت ناکافی

پایین V-prep با آسیاب)

  • تغذیه اشتباه سیم پرکننده
  • جوشکاری بیش از حد داغ دو راه میانی و بسته شدنی

آماده سازی ناقص پر شده

پر شدن ناقص آماده سازی یک کانال در فلز جوش به دلیل رسوب ناکافی فلز جوش است.

آماده سازی جوش ناقص می تواند ناشی از موارد زیر باشد:

  • تغذیه ناکافی سیم پرکننده
  • تغذیه اشتباه سیم پرکننده
  • جوشکاری خیلی داغ

تقعر ریشه

یک شیار کم عمق به دلیل انقباض جوش لب به لب در ریشه زمانی که فلز جوش جامد می شود.

مواد پرکننده و تکنیک های جوشکاری در جوشکاری تیگ

مواد پرکننده  و تکنیک های جوشکاری در جوشکاری تیگ

مواد پرکننده

در حین جوشکاری، مشعل با زاویه عمود جانبی 80 تا 90 درجه در جهت جوش به جلو هدایت می شود.

سیم پرکننده همگام با جوشکاری پیشرونده با زاویه حدود 10 تا 20 درجه به ماده پایه تغذیه می شود.

روش جوشکاری بسیار شبیه به روش جوشکاری MIG/MAG است، جوشکاری به سمت چپ با حرکات فرورفتگی کوچک.

welding-direction

در طول جوشکاری مهم است که سیم پرکننده به شدت در جریان گاز از نازل گاز قرار گیرد.

این امر از اکسید شدن سیم ذوب شده و هنوز داغ در ارتباط با هوای جو جلوگیری می کند.

welding-diredtion1

هر شکلی از اکسیداسیون و آلودگی سیم پرکننده باعث آلودگی مخزن جوش می شود.

بنابراین بسیار مهم است که جوشکار فقط از مواد پرکننده تمیز استفاده کند که کثیف، چرب یا مرطوب نباشند.

بیشتر چربی و کثیفی ناشی از استفاده از دستکش های کثیف است. بنابراین ایده خوبی است که سیم پرکننده را بلافاصله قبل از شروع جوشکاری با استون تمیز کنید.

گریس و رطوبت هم روی سیم پرکننده و هم روی مواد پایه ممکن است باعث ایجاد خطاهای جدی در جوشکاری مانند تخلخل ها، ترک های هیدروژنی و غیره شود.

تهویه محلی اگزوز محل جوشکاری

تولید دود در جوشکاری تیگ

اطلاعات کلی دود جوش و جوشکاری تیگ

در نگاه اول هیچ بخاری تولید نمی شود یا بخار بسیار کمی هنگام جوشکاری TIG دیده می شود. اما این نباید ما را به این فکر کند که جوشکاری تیگ هیچ ماده ناسالمی تولید نمی کند.
عوامل مختلفی بر غلظت مواد ناسالم در هوای استنشاقی تأثیر می گذارند، به عنوان مثال. شدت جریان، کیفیت فولاد (فولادهای بی آلیاژ، کم آلیاژ و پر آلیاژ) و تمیز کردن مواد به عنوان مثال روان کننده های برش و ضد خوردگی.

دود و گازهای جوشکاری

گازهای نیتروژن

هنگام جوشکاری با گاز محافظ غلظت کمتری از گازهای نیتروژن تولید می شود. این گازها به دلیل تولید شدید گرما، که در نتیجه واکنش شیمیایی بین نیتروژن و اکسیژن است، تولید می شوند.

گازهای نیتروژن نامی رایج برای گروهی از عناصر است که به آنها اکسید نیتریک نیز گفته می شود که چندین عنصر مختلف از آنها وجود دارد.

فقط دو مورد از آنها دارای TLV (مقدار حد آستانه) ثابت هستند. TLV اکسید نیتروژن (NO) 25 PPM است. TLV دی اکسید نیتروژن (NO2) 3 PPM است.

اگر اکسید نیتروژن و ازن مخلوط شوند (همانطور که در جوشکاری TIG وجود دارد) پنتوکسید نیتروژن تولید می کنند که سمی تر از گازهای نیتروژن دیگر است.

گازهای نیتروژن فقط به طور ضعیفی تحریک می شوند و بنابراین کشف آن در زمان مقرر دشوارتر است. هنگامی که این ماده در معرض غلظت های بیشتر از TLV قرار می گیرد ممکن است آسیب های فوری و بسیار خطرناکی به ریه ها وارد کند، به عنوان مثال. ادم ریوی و آمفیزم بیماری ریوی.

ازن

ازن زمانی تولید می شود که اکسیژن هوا در معرض اشعه ماوراء بنفش قرار می گیرد، همانطور که در جوشکاری TIG وجود دارد. تنها چند محدوده طول موج مختلف در تابش UV وجود دارد که می تواند ازن تولید کند. کارآمدترین بخش طول موج بین 130 تا 175 نانومتر به طور کامل در نزدیکترین لایه هوا بلافاصله خارج از گاز محافظ جذب می شود و مقادیر زیادی ازن تولید می شود. این به دلیل جذب بالای اکسیژن است. در گاز محافظ هیچ گونه جذب و در نتیجه تولید ازن وجود ندارد. TLV ازن 1.0 PPM است.

دود و گازهای جوشکاری

در مقابل گازهای نیتروژن، ازن را می توان با بوی بسیار مشخص آن تشخیص داد. حتی در غلظت‌های پایین، ازن به شدت روی چشم‌ها و مجاری تنفسی تحریک می‌شود. ممکن است باعث سردرد و خستگی شود و پس از مدت طولانی قرار گرفتن در معرض عملکرد ریوی کاهش می یابد.

اکسید آهن

آهن مهمترین عنصر در فولاد است. حرارت دادن آهن بخارهایی با محتوای اکسید آهن تولید می کند. استنشاق مقادیر زیادی اکسید آهن ممکن است باعث کاهش عملکرد ریوی شود.

منگنز

منگنز با جوشکاری در فولادها با منگنز آزاد می شود. فولادهای بدون آلیاژ و کم آلیاژ. منگنز بر روی مغز تأثیر می گذارد و باعث ایجاد علائمی مانند سردرد، ضعف، کاهش اشتها و مشکلات خواب می شود.

منگنز برای مجاری تنفسی مضر است و خطر ابتلا به ذات الریه را افزایش می دهد. غلظت بالا ممکن است باعث تب دود فلز شود.

کروم

کروم در هنگام جوشکاری در فولادهای کم آلیاژ و بالا آزاد می شود. بین کروم 3 و کروم 6 تمایز قائل شده است:

مقدار حد آستانه کروم 3 0.5 mg/m3 است.

مقدار حد آستانه کروم 6 0.02 میلی گرم بر متر مکعب است.

کروم 3 و کروم 6 هر دو ممکن است باعث آلرژی شوند. به عنوان بثورات در صورت هنگام جوشکاری در فولادهای ضد زنگ. کروم 6 باعث تحریک شدید مجاری تنفسی می شود و ممکن است باعث ایجاد زخم در حفره دهان، حفره بینی و گلو شود. همچنین خطر برونشیت مزمن وجود دارد. کروم 6 نیز مشکوک به سرطان زا بودن است.

نیکل

نیکل در هنگام جوشکاری در فولادهای کم آلیاژ و پرآلیاژ آزاد می شود.

مقدار حد آستانه نیکل 1 میلی گرم بر متر مکعب است (ترکیبات محلول در سختی). مقدار آستانه نیکل 0.1 mg/m3 (ترکیبات محلول) است.

نیکل یک عامل بسیار آلرژی زا است که همچنین باعث ایجاد بثورات و بیماری های شبه آسم می شود. نیکل نیز مشکوک به سرطان زایی است.

مقادیر حدی بهداشتی

مقادیر حد آستانه (TLV)

بازرسی ملی کار دانمارک مقادیر حد آستانه ای را برای بالاترین غلظت مجاز عناصر مضر در هوای استنشاقی تعیین کرده است تا از جوشکارها در میان دیگران محافظت کند. TLV نشان دهنده بالاترین میانگین مجاز عناصر مضر در هوای استنشاقی در طول یک روز است. غلظت یا بر حسب PPM (قسمت در میلیون) cm3/m3 یا mg/m3 نشان داده شده است.

TLV ها بر اساس دانش فعلی از تأثیرات عناصر هستند. اگر دانش جدید آن را مناسب کند، TLV های حاضر تجدید نظر خواهند شد. TLV ها نباید محدودیت های سخت بین غلظت های مضر و غیر مضر در نظر گرفته شوند، زیرا چنین محدودیت هایی وجود ندارد. نباید صرفاً برای کاهش آلودگی هوا تا سطح TLV ها کافی تلقی شود.

حتی اگر غلظت یک آلودگی هوای خاص مطابق با TLV عنصر مورد نظر معمولاً برای سلامتی مضر است، با این وجود همیشه باید هدف حفظ غلظت آلودگی هوا تا حد امکان کمتر از TLV باشد.

تجاوز از مقادیر حد آستانه

به طور کلی TLV ها بالاترین میانگین غلظت مجاز یک روز کاری 8 ساعته را نشان می دهند. این بدان معناست که اگر غلظت‌ها در غیر این صورت بسیار کمتر از TLV باشند که میانگین وزن‌شده زمانی کمتر از TLV باشد، تجاوز مختصری از TLV مجاز است.

با این حال، فراتر از TLV به صورت رایگان و مختصر مجاز نیست، حتی اگر میانگین ارزش یک روز کار کامل کمتر از حد مجاز باشد.

چه مدت و چه مقدار بیش از آن مجاز است باید در هر مورد در نظر گرفته شود و باید توسط بازرسی ملی کار دانمارک ارزیابی شود.

جدول زیر مازادی را نشان می دهد که می توان آن را در دوره های حداکثر 15 دقیقه با پیش شرطی که میانگین وزنی از TLV تجاوز کرد، تحمل کرد. شکل های زیر فقط به عنوان یک قانون انگشت شست منظور می شوند.

 مقادیر حد آستانه

هنگام محاسبه بیش از حد مجاز طبق جدول زیر، واحد PPM برای گازها و بخارها و واحد mg/m3 برای ذرات (غبار، دود و مه) استفاده می شود.

بنابراین ماده ای با TLV = 1 PPM حداکثر 1 x 3 = 3 PPM برای مدت 15 دقیقه مجاز است. ماده TLV = 10 PPM حداکثر 10 x 2 = 20 PPM مجاز است. و در نهایت یک ماده TLV = 50 PPM حداکثر 50 x 1.5 = 75 PPM مجاز است. تعداد مجاز بیش از TLV در روز با این واقعیت تعیین می شود که مقدار میانگین وزن شده با زمان باید کمتر از TLV باشد.

چگونه از آلودگی هوا جلوگیری کنیم

تهویه فرآیندی

تهویه فرآیندی یکی از مهمترین ابزارهای فنی برای کاهش آلودگی هوا در کارگاه است. اما به این معنا نیست که در هر اتصال تهویه وسیله نهایی برای بهبود محیط کار در نظر گرفته شود. ممکن است با وجود یک سیستم تهویه کاملاً در نظر گرفته شده و به خوبی انجام شده، حل مشکل زیست محیطی فعلی امکان پذیر نباشد. بنابراین مهم است که قبل از شروع معاینات فنی تهویه، همه احتمالات مختلف برای جلوگیری از تولید و انتشار آلودگی هوای ناسالم را ارزیابی کنید.

تهویه را می توان به دو گروه اصلی تقسیم کرد:

  • تهویه راحت
  • تهویه فرآیند

هدف تهویه فرآیندی ایجاد محیطی ایمن و سالم است در حالی که هدف از تهویه راحت افزایش رفاه به منظور به دست آوردن بهترین شرایط ممکن برای یک محیط کاری خوب است. همانطور که قبلا ذکر شد، تهویه فرآیندی است که باید اطمینان حاصل کند که از تأثیرات نامطلوب به شکل آلودگی هوا جلوگیری می شود.

تهویه فرآیندی را می توان به سه گروه کلی تقسیم کرد:

  • تهویه موضعی اگزوز محل جوش
  • تهویه محلی اگزوز کابین جوش
  • سیستم تهویه عمومی

به منظور حذف هرچه مؤثر دودهای جوشکاری، لازم است از هر سه نوع تهویه استفاده شود.

جوشکاری انجام نمی شود مگر اینکه اقدامات کافی برای مقابله با آلودگی هوای ناشی از جوشکاری انجام شده باشد.

در جایی که عملا امکان پذیر باشد، آلودگی هوای ناسالم باید قبل از رسیدن به محدوده استنشاق جوشکار حذف شود و بلافاصله به هوای آزاد هدایت شود.

اگر در مشاغل داخل ساختمان امکان خارج کردن دود فوراً در محل تولید وجود ندارد، باید تهویه مکانیکی اتاق ایجاد شود تا محتوای مواد آلاینده در هوای استنشاقی از مقدار حد بهداشتی مخلوط تجاوز نکند.

تهویه محلی اگزوز محل جوشکاری

تهویه موضعی اگزوز محل جوش نوعی تهویه است که آلودگی را از محل تولید آن حذف می کند. این نوع تهویه خروجی مزایای ارزشمندی را ارائه می دهد، زیرا به طور قابل توجهی الزامات سیستم تهویه عمومی را کاهش می دهد و همچنین معمولاً در مقایسه با یک سیستم تهویه عمومی بدون سیستم اگزوز بیشتر، یک محیط بهبود یافته را ارائه می دهد.

تهویه محلی اگزوز محل جوشکاری

واحد اگزوز واقعی در طرح های مختلف موجود است، به عنوان مثال. یک بازوی چرخان یا شیلنگ‌های انعطاف‌پذیر که همیشه می‌توانند با جوشکاری یا برش کاری مورد نظر سازگار شوند.

تهویه اگزوز

یک تقاضای رایج برای همه واحدهای اگزوز محلی مناسب این است که کارآمد باشند، کارکرد آسانی داشته باشند، صدای کمی تولید کنند و روند کار را مختل نکنند. اگر این خواسته ها برآورده نشود، واحد اگزوز استفاده نمی شود و سرمایه گذاری به هدر می رود.

تهویه محلی اگزوز کابین جوش

علاوه بر تهویه توضیح داده شده در بالا، سیستم های تهویه محلی اگزوز نیز در کابین های جوش ثابت استفاده می شود. این نوع تهویه خروجی، محل جوش را بدون حذف مستقیم دود از محل جوش، تهویه می کند. این می تواند یک میز جوشکاری با یک واحد اگزوز در میز باشد که اغلب با یک شبکه یا با اگزوز در صفحات پشتی یا بالایی ساخته می شود.

تهویه محلی اگزوز کابین جوش

تهویه عمومی

سیستم های تهویه عمومی برای اطمینان از محیط کاری رضایت بخش در اتاق طراحی شده اند.

اتصال کابل ها

ایمنی الکتریکی در جوشکاری تیگ

ایمنی الکتریکی در جوشکاری تیگ

در مطلب قبلی ایمنی شخصی در جوشکاری تیگ را بررسی کردیم. حال در این مقاله می خواهیم به بررسی خطرات الکتریکی جوشکاری تیگ پرداخته و راه های ایمن بودن  در آنها را بررسی کنیم.

جریان الکتریکی و خطرات

برق بنده خوبی است اما استاد سختی است. در صورت رعایت مقررات ایمنی لازم، خطر الکتریکی جوش قوس الکتریکی معمولاً بسیار کم است.

ولتاژ مدار باز

تجهیزات جوشکاری باید ولتاژهای مجاز مدار باز فعلی را همانطور که در مقررات برق فعلی ذکر شده است رعایت کنند.

تجهیزات برای عملکرد دستی یا نیمه اتوماتیک:

جریان متناوب – 80 ولت (مقدار مؤثر)

  • ولتاژ موج دار جریان مستقیم > 10% 80 ولت (مقدار مؤثر)
  • ولتاژ موج دار جریان مستقیم < 10% 100 ولت (مقدار متوسط)
  • تجهیزات قابل حمل برای استفاده خصوصی – 70 ولت (مقدار مؤثر)

منبع تغذیه ولتاژ

230 یا 400 ولت بسیار خطرناک است، اما معمولاً بعید است که با منبع ولتاژ اصلی تماس پیدا کند.

عایق معیوب

عایق معیوب منبع اصلی ممکن است باعث نشت و تماس های خطرناک شود.

حفاظت از زمین

همه ماشین ها باید ارتینگ شوند، مخصوصا ماشین های قدیمی که ممکن است دو عایق نباشند.

(ارتینگ برای محافظت از شما در برابر شوک الکتریکی استفاده می شود. این کار را با ایجاد یک مسیر (یک هادی محافظ) برای جریان خطا به زمین انجام می دهد. همچنین باعث می شود دستگاه محافظ (اعم از قطع کننده مدار یا فیوز) جریان الکتریکی را به مداری که دارای خطا است قطع کند.)

تعمیر و نگهداری تجهیزات جوشکاری اپراتور باید چک های خانه داری روزانه را روی تجهیزات جوشکاری انجام دهد تا ساییدگی و پارگی معمولی را دریافت کند. تجهیزات همچنین باید به طور منظم نگهداری شوند تا اطمینان حاصل شود که استفاده از آنها ایمن است و آنها را در شرایط اوج کار نگه می دارد.

ایمنی الکتریکی در جوشکاری TIG

 

منبع نیرو

منابع تغذیه با جریان مستقیم و متناوب اغلب برای جوشکاری TIG استفاده می شود. ولتاژ مدار باز این منابع قدرت اغلب در محدوده تجهیزاتی است که برای جوشکاری قوس الکتریکی معمولی با الکترودهای روکش دار استفاده می شود.

دستگاه جوش اغلب مجهز به امکانات فرکانس بالا برای احتراق قوس است.

اگر دستگاه مجهز به امکانات فرکانس بالا نباشد، می توان آن را مطابق مقررات مشابه تجهیزات جوشکاری قوس الکتریکی معمولی با الکترودهای روکش دار استفاده کرد. با این حال، اگر تجهیزات مجهز به امکانات فرکانس بالا باشد، خطرات الکتریکی افزایش می‌یابد و بنابراین باید فقط در یک محیط خشک کار کند.

اتصال اولیه

اتصال برق

نصب اتصال برق روی دستگاه هایی مانند دستگاه های جوشکاری فقط باید توسط شخص ذیصلاح انجام شود.

هنگام نصب دستگاه های جوش اغلب دو خطا رخ می دهد:

  • اتصال نادرست کابل ها
  • گلند کابل از دست رفته یا نادرست نصب شده است.

اتصال نادرست ممکن است زمانی رخ دهد که به عنوان مثال یک کابل سه قطبی به سه گیره دستگاه جوش متصل می شود. ممکن است یک اتصال فاز و زمین اشتباه گرفته شود، به طوری که بدنه دستگاه می تواند زنده باشد و پس از آن لمس دستگاه بسیار خطرناک است.

اتصال کابل ها

اتصال کابل ها

اتصال ثانویه

کابل ها و اتصالات

تمام کابل ها و اتصالات باید عایق بندی شوند. این بدان معنی است که تمام اتصالات باید با اتصالات مستقیم عایق و نه آنطور که اغلب دیده می شود، با حلقه های کابل فلزی که با یک پیچ پیچ و مهره به هم سفت می شوند، انجام شوند.

کابل های خیلی نازک با هسته های پاره شده یا سوئیچ های ضعیف ممکن است باعث جریان جوش ناپایدار و گرمایش ناخواسته شود که ممکن است عواقب فاجعه باری داشته باشد.

کابل ها و اتصالات

کابل ها و اتصالات

لوازم جانبی جوشکاری فرونیوس- ماسک جوشکاری weldingmask- Fronius

ایمنی شخصی در جوشکاری تیگ

راهنمای ایمنی شخصی در جوشکاری تیگ-سپر جوشکاری از صورت و چشم ها در برابر گرما و نور محافظت می کند و به صورت سپر دستی یا کلاه ایمنی در دسترس است.

شیر کاهنده فشار با فلومتر

گاز محافظ در جوشکاری تیگ

گاز محافظ در جوشکاری تیگ

گازها

گاز محافظ چندین عملکرد دارد. یکی از آنها جایگزینی هوای جوی است تا با حوضچه جوش و الکترود تنگستن رشته ای ترکیب نشود.

علاوه بر این، گاز محافظ نیز نقش مهمی در ارتباط با انتقال جریان و گرما در قوس دارد.

برای جوشکاری تیگ دو گاز بی اثر مورد استفاده آرگون (Ar) و هلیوم (He) هستند که آرگون بیشتر مورد استفاده قرار می گیرد.

دو گاز محافظ غیرفعال را می توان با یکدیگر مخلوط کرد و یا هر یک از آنها را با نوعی گاز مخلوط کرد که اثر کاهشی دارد.

گفتن اینکه گاز در حال کاهش است به این معنی است که می تواند با اکسیژن ترکیب شود.

در ارتباط با جوش TIG دو کاهش گازها، هیدروژن (H2) و نیتروژن (N2) استفاده می شود.

گاز محافظ را می توان بر اساس ماده ای که قرار است جوش داده شود انتخاب کرد.

برای محافظت از قسمت پشتی جوش، استفاده از مخلوطی از گازهای کاهنده، N2/H2، به اصطلاح گاز پشتیبان می تواند مفید باشد.

گازهای محافظ در سیلندرهای فولادی رنگ شده در رنگ های استاندارد عرضه می شوند تا به راحتی قابل تشخیص باشند. برای این منظور از رنگ سیلندر واقعی و رنگ ناحیه شانه آن استفاده می شود.

شیر کاهنده فشار و فلومتر

فشار در سیلندرهای فولادی بین 200 تا 300 بار است. برای استفاده از گاز محافظ فشار بالا باید به فشار کاری مناسب کاهش یابد.

برای کاهش فشار از شیر کاهنده فشار استفاده می شود. شیر کاهنده فشار معمولاً دارای یک گیج است که در آن فشار واقعی سیلندر قابل خواندن است.

به منظور تنظیم جریان گاز مورد نیاز برای جوشکاری تیگ، نقشه زیر یک شیر کاهش فشار با فلومتر تعبیه شده را نشان می دهد.

شیر کاهنده فشار با فلومتر

شیر کاهنده فشار با فلومتر

در فلومتر یک گلوله کوچک وجود دارد که توسط گاز در حال جریان بالا می رود و بنابراین خواندن جریان گاز بر حسب لیتر در دقیقه امکان پذیر است.

لطفاً توجه داشته باشید که فلومتر اندازه گیری فلومتر باید به صورت عمودی قرار گیرد و فلومتر برای نوع گاز محافظ مورد استفاده طراحی شده است در غیر این صورت خطر خوانش خطا وجود دارد.

همه شیرهای کاهنده فشار مجهز به فلومتر نیستند. برخی از انواع دارای گیج کار با مقیاس لیتری هستند یا از دبی سنج جداگانه استفاده می کنند.

شیر کاهنده فشار با مانومتر کار با مقیاس لیتری

شیر کاهنده فشار با مانومتر کار با مقیاس لیتری

یک فلومتر که مستقیماً روی نازل گاز اندازه گیری می کند، می تواند برای کنترل وجود مقدار درخواستی گاز محافظ در دهانه نازل گاز استفاده شود.

اندازه گیری مستقیم روی نازل گاز

اندازه گیری مستقیم روی نازل گاز

مقدار گاز محافظ به قطر داخلی نازل گاز بستگی دارد.

مقدار بیش از حد گاز باعث افزایش سرعت خروجی در نازل گاز می شود. این ممکن است به دلیل اثر انژکتور باعث چرخش هوا به داخل گاز محافظ شود.

الکترود برای جوشکاری DC

جوشکاری تیگ– خرد کردن الکترودهای تنگستن

جوشکاری تیگ– خرد کردن الکترودهای تنگستن

الکترود برای جوشکاری تیگ

برای جوشکاری TIG الکترود اعمال شده عمدتا از تنگستن ساخته شده است.

تنگستن خالص یک ماده بسیار مقاوم در برابر حرارت با نقطه همجوشی تقریباً 3380 درجه سانتیگراد است.

با آلیاژ کردن تنگستن با چند درصد اکسید فلز می توان رسانایی الکترود را افزایش داد که این مزیت را دارد که در نتیجه می تواند در برابر بار جریان بالاتر مقاومت کند.

بنابراین الکترودهای تنگستن آلیاژی نسبت به الکترودهای تنگستن خالص طول عمر بیشتر و خواص اشتعال بهتری دارند.

متداول ترین اکسیدهای فلزی مورد استفاده برای آلیاژ کردن تنگستن عبارتند از:

  • اکسید توریم ThO2
  • اکسید زیرکونیوم ZrO2
  • اکسید لانتانیم LaO2
  • اکسید سریم CeO2

نشانه های رنگ در الکترودهای تنگستن

از آنجایی که الکترودهای تنگستن خالص و الکترودهای آلیاژی متفاوت یکسان به نظر می رسند، تشخیص تفاوت بین آنها غیرممکن است. بنابراین یک نشان رنگ استاندارد روی الکترودها توافق شده است.

الکترودها با رنگ خاصی در 10 میلی متر آخر مشخص شده اند.

رایج ترین انواع الکترود تنگستن مورد استفاده عبارتند از:

  • تنگستن خالص با رنگ سبز مشخص شده است. این الکترود به ویژه برای جوشکاری AC در آلومینیوم و آلیاژهای آلومینیوم استفاده می شود.
  • تنگستن با 2% توریم با رنگ قرمز مشخص شده است. این الکترود بیشتر برای جوشکاری فولادهای غیر آلیاژی و کم آلیاژی و همچنین فولادهای ضد زنگ استفاده می شود.
  • تنگستن با 1% لانتانیم با رنگ مشکی مشخص شده است. این الکترود به همان اندازه برای جوشکاری تمام فلزات قابل جوش TIG مناسب است.

ابعاد الکترود

الکترودهای تنگستن در قطرهای مختلف از 0.5 تا 8 میلی متر در دسترس هستند.

بیشترین ابعاد مورد استفاده برای الکترودهای جوشکاری TIG 1.6 – 2.4 – 3.2 و 4 میلی متر است.

قطر الکترود بر اساس شدت جریان، نوع الکترود ترجیح داده شده و متناوب یا مستقیم بودن آن انتخاب می شود.

زاویه خرد کردن

یک شرط مهم برای به دست آوردن یک نتیجه خوب از جوشکاری TIG این است که نقطه الکترود تنگستن باید به درستی آسیاب شود.

هنگامی که جوشکاری با جریان مستقیم و قطبیت منفی انجام می شود، نقطه الکترود باید مخروطی باشد تا یک قوس متمرکز به دست آید که یک پروفیل نفوذ باریک و عمیق ایجاد کند.

قانون شست زیر رابطه بین قطر الکترود تنگستن و طول نقطه زمین آن را نشان می دهد.

یک زاویه نوک تیز کوچک حوضچه جوش باریکی ایجاد می کند و هر چه زاویه نوک تیز بزرگتر باشد مخزن جوش گسترده تر می شود.

زاویه نوک تیز نیز بر عمق نفوذ جوش تأثیر دارد.

الکترود برای جوشکاری DC

الکترود برای جوشکاری DC

صاف کردن نقطه الکترود برای ایجاد یک ناحیه صاف با قطر حدود 0.5 میلی متر می تواند طول عمر الکترود تنگستن را افزایش دهد.

برای جوشکاری AC TIG، الکترود تنگستن گرد می شود، زیرا در طول فرآیند جوشکاری آنقدر بارگذاری می شود که به شکل نیمه کروی ذوب می شود.

خرد کردن الکترود تنگستن

هنگام خرد کردن الکترود، نقطه ی اشاره آن باید در جهت چرخش دیسک سنگ زنی باشد تا آثار سنگ زنی در طول الکترود قرار گیرد.

خرد کردن الکترود تنگستن

برای به دست آوردن یک آسیاب ریز اضافی الکترودها، استفاده از ماشین سنگ زنی به ویژه برای آسیاب الکترودها می تواند سودمند باشد.

چنین ماشین هایی دارای یک دیسک روکش الماس دوار هستند که آثار سنگ زنی بسیار خوبی ایجاد می کند.

معمولاً این ماشین‌ها مجهز به دستگاهی برای تثبیت الکترودها با زاویه آسیاب قابل تنظیم هستند که به آسیاب یکنواخت می‌افزایند.

خرد کردن الکترود تنگستن