جوشكاري چند پاسه ( چند لايه اي ) و دماي بین پاسی
پيشگرمي كنترل شرايط لايه اول جوش را مي تواند بخوبي انجام دهد ، در عين حال براي جوشكاري لايه هاي بعدي دماي اتصال و نواحي مجاور جوش اهميت زيادي دارد . بنابراين حد مجاز دماي ميان جوش بايد بررسي و مشخص شود .
معمولا اين حداقل با حداقل پيشگرمي برابر است مگر اينكه با جوشكاري لايه اول تغييراتي در شرايط ايجاد شده باشد . بعنوان مثال ، اتصال فولادهاي آلياژ فقط 200f پيشگرم مي شود چون لايه اول جوش به روش ( gas tungsten arc welding ) GTAW انجام مي گيرد و لايه هاي ديگر با استفاده از الكترود پوشش دار E 7010 كامل مي شود . با در نظر گرفتن اينكه ميزان مهار كردن اتصال در ضمن جوشكاري لايه هاي بعدي به حداكثر مي رسد و از طرفي جوشكاري با الكترود كم هيدروژن انجام نمي شود . دماي ميان جوشي در حدود 300 – 600 F مناسب خواهد بود . البته بررسي هاي نوع فولاد آلياژ ، قابليت جوش پذيري و طراحي اتصال ممكن است حداقل دماي ميان جوش را تغيير بدهد .
دماي ميان جوش علاوه بر تأثير بر روي آمادگي ايجاد ترك در فولادهاي سخت شونده ، بر تنش هاي باقيمانده و انقباض نيز تأثير مي گذارد . همچنين اندازه دانه بندي ها را متأثر مي سازد . اين تأثير در اجسامي كه از فولاد كربني ساخته مي شوند اهميت زيادي دارد.
الف – لايه اول تا دماي محيط سرد شده و سپس لايه دوم نشانده شده است . فقط قسمت كمي از دانه بندي هاي لايه اول در اثر حرارت لايه دوم ريزتر مي شود .
ب – لايه دوم در دماي 1000F بود كه لايه دوم بر روي آن نشانده شده ، قسمت بزرگي از لايه اول در اثر گرماي لايه دوم متأثر شده و دانه بندي آن ريزتر مي شود .
ج – پس از آنكه لايه باريك اول به دماي زير حد بحراني رسيد ، لايه سنگين دوم آنرا مجددا تا بالاي حد بحراني رسانده و تمام لايه اول را متأثر ساخته و دانه بندي ها را ريزتر مي كند .
د – قبل از اينكه لايه اول از دماي بحراني سرد شود لايه دوم بر روي آن نشانده مي شود . بنابراين دانه بنديهاي لايه اول بدون تغيير مي ماند .
ديده مي شود كه فاصله زماني بين نشاندن لايه هاي جوش بر روي ميزان دانه بندي ريز شده تأثير مي گذارد . اگر لايه هاي جوش بلافاصله بعد از لايه قبلي نشانده شوند دانه بندي هاي جوش ريز نخواهند شد .
اگر لايه جوش بعد از اينكه لايه قبلي تا دماي محيط سرد شود . نشانده شود ، نسبت به حالتي كه لايه جوش قبلي هنوز گرم بوده ولي پايين تر از دماي بحراني است و سپس لايه بعدي بر روي آن مي نشيند ، دانه بندي ها را كمتر ريز مي كند .
اهميت ريزتر شدن دانه بندي هاي لايه هاي متوالي جوش در مقدار ضربه شيار مشخص مي شود . مقادير كشش از پديده ريز شدن دانه بندي لايه ها كمتر متأثر مي گردد . ريز شدن دانه بندي ها معمولا براي مقادير زياد ضربه شيار فلز جوش خصوصا در دماي پايين مناسب است .
موقعي كه الكترودهاي بدون پوشش را با الكترودهاي پوشش دار ، در زمينه تأثيري كه بر روي ريز شدن دانه بندي فلز جوش مي گذارند مقايسه كنيم ، به اين نتيجه مي رسيم كه الكترودهاي بدون پوشش نسبت به الكترودهاي پوشش دار در انرژي كمي جوشكاري مي شوند ( آمپر*ولت: ولتاژ قوس براي الكترودهاي بدون پوشش در حدود 18 و براي الكترودهاي پوشش دار 23 – 25 مي باشد ) ؛ در نتيجه الكترودهاي پوشش دار ناحيه گرما ديده پهن تري ايجاد مي كنند ( ناحيه اي كه حداقل تا دماي بحراني مي رسند ) ، بعلاوه درباره پوشش الكترودها ، سرعت سرد شدن جوش را كاهش مي دهد بطوري كه دماي ميان جوش لايه ها موقع نشستن لايه بعدي بيشتر از الكترودهاي بدون پوشش مي باشد .
اين يك قانون كلي است كه هر چه اندازه اوليه دانه بندي كوچك باشد بعد از گرم كردن مجدد آن تا بالاي دماي بحراني و سرد كردن تا پايين آن دما ، اندازه دانه بندي ها كوچكتر خواهد شد .
لايه هاي كوچك جوش عموما دندريت هاي كوچكتري نسبت به لايه هاي بزرگ از خود نشان مي دهند ، چون دندريت ها در لايه كوچك نمي تواند باندازه لايه بزرگ رشد كنند . همچنين يك لايه كوچك خيلي سريع تر سرد مي شود . چون لايه كوچك قبل از ادامه جوشكاري دانه بندي كوچكي دارد پس از گرم شدن مجدد تا بالاي دماي بحراني نسبت به لايه بزرگ ، دانه بندي ريزتري خواهد داشت . بعلاوه ، ناحيه گرما ديده اي كه در اثر جوشكاري لايه دوم ايجاد مي شود در لايه كوچك بيشتر از لايه بزرگ گسترش عمقي خواهد داشت .
بهر حال ، لايه كوچك خيلي سريع تر از لايه بزرگ سرد شده و موقع جوشكاري لايه بعدي دماي ميان جوش آن ممكن است زياد نباشد . اغلب در جوشكاري چند لايه اي سعي مي شود تا ساختارهاي با دانه بندي درشت در فلز پايه گرم شده حذف شوند . پس از آنكه شش لايه جوش در اتصال نشانده مي شود با فرض اينكه لايه هاي متوالي با دانه بندي درشت را كه بوسيله لايه ماقبل خود ايجاد شده اند تا بالاي دماي بحراني مي رساند ، ممكن است فقط در فلز مجاور لايه هاي پنج و شش دانه بندي درشت وجود داشته باشد .
اگر اندازه آخرين لايه جوش و دماي كل اتصال طوري باشد كه محدوده ناحيه اي كه توسط لايه هفتم تا بالاي دماي بحراني مي رسد AA باشد ، دانه بندي هاي درشت فلز پايه كه حاصل جوشكاري لايه هاي 5 و 6 هستند ريز نخواهند شد و مقدار ضربه شيار جوش حداكثر ميزان خود را از دست خواهد داد . در شياري كه بوسيله پاشنه جوش عرضه مي شود ساختاري با دانه بندي درشت خواهيم داشت .
آخرين لايه بايد با انرژي كافي نشانده شود ( با در نظر گرفتن پيشگرمي فاصله زماني بين لايه هاي پنج ، شش و هفت و اندازه لايه هفت ) تا بتواند ناحيه بحراني را تا BB گسترش دهد . خاصيت عمده فلزات جوش با كربن كم آن است كه دانه بندي درست حاصل نشده و ساختار ويدمن اشتيت توليد مي شود . در اثر جوشكاري لايه هفت دانه بندي لايه هاي پنج و شش چندان درشت نخواهند شد .
گاهي اتفاق مي افتد كه كار جوشكاري يك جوش چند لايه اي به علت نبودن جوشكار ماهر متوقف مي شود . اگر فولاد با دماي ميان جوش كه از حداقل تعيين شده بيشتر باشد جوشكاري شود در مورد تأثير قطع شدن كار طبيعتا سؤالاتي مطرح مي شود .
براي مثال آيا مي توان جوش را تا دماي محيط سرد كرد يا آيا دماي ميان جوش بايد رعايت شود ؟
جواب دادن به اين سؤال در مورد فولادي كه بعد از اتمام جوشكاري بايد بلافاصله مورد عمليات حرارتي قرار مي گيرد مشكل است .
چندي پيش موضوع قطع كردن عمليات جوشكاري و حرارتي در مورد لوله هاي فولادي كرم موليبدن توسط كميته pipingand tubing انجمن جوشكاران آمريكا ( AWS ) مورد مطالعه قرار گرفت و نتيجه مطالعات و پيشنهادات آنها در گزارش كميته فوق تحت شماره AWS – Dio.8 و با عنوان (( جوشكاري لوله هاي فولادي كرم موليبدن )) درج گرديده اين گزارش عوامل مهمي را كه بايد در سيكل حرارتي و موقع ساخت لوله هاي با آلياژ مخصوص و فولاد سخت شونده رعايت گردند بررسي كرده و پيشنهادات زير را ارائه نموده است :
1 – سيكل حرارتي را براي فولادهاي كرم موليبدن با كرم كمتر از 5/2 % كه با الكترودهاي كم هيدروژن جوشكاري و نصب مي شوند مي توان قطع كرد.
2 – سيكل حرارتي را در فولادهاي كرم موليبدن با كرم كمتر و يا بيشتر از 5/2 % و با ضخامت كمتر از يك اينچ مي توان قطع نمود بشرط آنكه جوشكاري با الكترودهاي كم هيدروژن و روش كنترل شده انجام بگيرد .
در ضخامت هاي يك اينچ و بيشتر، پيشنهادي مي شود كه جوشكاري و عمليات حرارتي بطور متوالي و بدون فاصله زماني صورت پذيرد و يا قبل از قطع عمليات، جوش اتصال مدت كوتاهي در دماي 1200-1300 f تابانيده شود .
3 – براي ضخامت كمتر از يك اينچ در صورتيكه قطع سيكل حرارتي مورد نظر باشد، ضخامت جوش نشانده شده قبل از قطع عمليات نبايد از دو لايه يا از يك سوم ضخامت ( هر كدام كه بيشتر باشد ) كمتر باشد . براي لوله هاي خيلي ضخيم حداقل ضخامت جوش ( قبل از قطع سيكل حرارتي ) ممكن است ¾ اينچ انتخاب شود.
هنگام برش فولادهاي با كربن متوسط گاهي لازم است كه از ايجاد ترك در آن جلوگيري به عمل آيد . به جاي پيشگرم كردن تمام ورق بهتر است كه پيشاپيش مشعل برش و فقط در امتداد خط برش يك شعله تعبيه شود تا خط برش را تا دماي دلخواه برساند .
اگر پسگرمي مورد نظر باشد يك مشعل چند شاخه پشت مشعل برش تعبيه مي گردد . مشعل پسگرمي بر روي سرعت گرم شدن قطعه در مقابل مشعل برش تأثير نمي گذارد . مشعل پسگرمي با نگاه داشتن برش در دماي بالا براي مدت معين از سرد شدن سريع قطعه جلوگيري مي كند .
پسگرمي با افزايش گرماي ورودي برش ، سرعت سرد شدن قطعه را كاهش داده و اگر مقدار آن كافي باشد از ايجاد ناحيه هاي سخت مارتنزيت جلوگيري مي كند .
تأثيرات ديگر پسگرمي بي اهميت است البته فرق عمده اي بين پسگرمي و پيشگرمي وجود ندارد به شرطي كه پسگرمي قبل از سرد شدن قطعه تا دماي محيط انجام گيرد . اگر قطعه سرد شده باشد ممكن است مارتنزيت ايجاد شده و با ترك همراه باشد كه در آنحال پسگرمي نيز بي فايده بوده و عيب را از بين نخواهد برد .
دوست عزیز، به سایت علمی نخبگان جوان خوش آمدید
مشاهده این پیام به این معنی است که شما در سایت عضو نیستید، لطفا در صورت تمایل جهت عضویت در سایت علمی نخبگان جوان اینجا کلیک کنید.
توجه داشته باشید، در صورتی که عضو سایت نباشید نمی توانید از تمامی امکانات و خدمات سایت استفاده کنید.
پاسخ با نقل قول
نوشته اصلی توسط Himmler
علاقه مندی ها (Bookmarks)