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.

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.

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

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.

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.

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.

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 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 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.

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.

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.

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.

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.

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.

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 عمومی

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

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.