Undercut یک نقص رایج و مشکل ساز در جوشکاری است ، اما به هیچ وجه غیرقابل اجتناب نیست. با درک صحیح از دلایل کمبود و اتخاذ اقدامات پیشگیرانه هدفمند ، جوشکارها می توانند به طور قابل توجهی کاهش یا حتی زیربنای کار خود را کاهش یا از بین ببرند. در این مقاله روشهای عملی برای جلوگیری از زیربنایی از جنبه های تنظیم پارامتر جوشکاری ، بهبود تکنیک عملکرد ، تهیه مواد و تجهیزات و کنترل فرآیند توضیح داده شده است.
تنظیمات پارامتر جوشکاری استاد
پارامترهای جوش پایه و اساس جوش پایدار است و تنظیمات نادرست یکی از دلایل اصلی زیربنایی است. برای جلوگیری از زیربنایی ، اولین قدم تسلط بر هنر تنظیم پارامتر است.
جریان جوش مناسب را انتخاب کنید
جریان جوشکاری که خیلی زیاد است ، یک عامل اصلی منجر به زیربنایی است. جریان بیش از حد باعث می شود قوس باعث ایجاد گرمای بیش از حد شود ، که خیلی سریع لبه های فلزی پایه را ذوب می کند ، در حالی که فلز جوش نمی تواند ناحیه ذوب شده را به موقع پر کند. بنابراین ، انتخاب جریان مناسب با توجه به نوع الکترود ، ضخامت فلز پایه و موقعیت جوشکاری بسیار مهم است.
به عنوان مثال ، هنگام استفاده از 3/{1}}} اینچ (2.4 میلی متر) الکترود هیدروژن کم - برای جوش 1/{5}} اینچ (6 میلی متر) فولاد کربن ضخیم در موقعیت مسطح ، دامنه جریان توصیه شده معمولاً80 - 120 amps است. اگر جریان به 140 آمپر یا بیشتر افزایش یابد ، خطر ابتلا به زیرپوش در لبه های جوش به میزان قابل توجهی افزایش می یابد. برای اجزای دیواری نازک - با ضخامت کمتر از 2 میلی متر ، استفاده از جریان پایین تر لازم است ، و حتی یک جریان که {13 {}}} بالاتر از مقدار توصیه شده ممکن است باعث زیربندی شود.
لازم به ذکر است که جریان نیز باید با نوع الکترود مطابقت داشته باشد. الکترودهای سلولزی ، که دارای نفوذ قوس قوی هستند ، نیاز به کنترل جریان سخت تر دارند. به عنوان مثال ، یک الکترود سلولزی 1/{3}} اینچ (3.2 میلی متر) که برای جوشکاری خط لوله استفاده می شود ، به طور کلی باید در آمپر90 - 130} کار شود. فراتر از این محدوده نه تنها به راحتی باعث زیربنایی می شود بلکه ممکن است منجر به نقص دیگر مانند سوختگی {7} از طریق شود.
طول قوس کنترل
طول قوس پایدار و مناسب برای جلوگیری از زیربنایی ضروری است. قوس بیش از حد طولانی قوس را ناپایدار می کند و توزیع گرما ناهموار می شود ، که تمایل به تمرکز گرما بر روی لبه های فلزی پایه دارد. از طرف دیگر ، یک قوس که خیلی کوتاه است ممکن است باعث گنجاندن سرباره شود ، اما در مقایسه با یک قوس بیش از حد طولانی ، کنترل ورودی گرما را نیز بیشتر می کند.
برای بیشتر عملیات جوشکاری چوب ، طول قوس ایده آل تقریباً برابر با قطر هسته الکترود است. برای یک الکترود 1/8 - اینچ ، طول قوس باید در حدود 1/8 اینچ (mm {5} mm) حفظ شود. در جوشکاری MIG ، طول قوس مربوط به ولتاژ است. به طور کلی ، افزایش ولتاژ طول قوس را افزایش می دهد ، بنابراین لازم است ولتاژ را با توجه به سرعت خوراک سیم تنظیم کنید تا قوس پایدار باشد. به عنوان مثال ، هنگام استفاده از سیم MIG0.035 - اینچ (0.9 میلی متر) برای جوش16 - سنج (1.6 میلی متر) فولاد ، ولتاژ معمولاً بین18 - 20 ولت تنظیم می شود ، که به حفظ قوس کوتاه و پایدار کمک می کند و از گرمای بیش از حد در لبه ها جلوگیری می شود.
سرعت سفر را تنظیم کنید
سرعت سفر الکترود یا مشعل جوش به طور مستقیم بر پر کردن فلز جوش تأثیر می گذارد. سرعتی که خیلی سریع است باعث می شود فلز جوش نتواند به موقع لبه های استخر جوش را پر کند و در نتیجه زیربنایی قرار بگیرد. برعکس ، سرعتی که خیلی آهسته باشد ممکن است منجر به تقویت بیش از حد یا سوزاندن- از طریق شود ، اما بهتر است از زیربنایی جلوگیری شود.
سرعت سفر مناسب بسته به روش جوشکاری ، جریان و نوع مشترک متفاوت است. در جوش چوب جوش فیله با طول پا 1/4 اینچ ، سرعت سفر3 - 4} اینچ در دقیقه معمولاً مناسب است. هنگام جوشکاری در موقعیت های عمودی ، سرعت سفر باید کمی کندتر از موقعیت های مسطح باشد تا اثر گرانش بر روی فلز مذاب را خنثی کند و از پر شدن کافی در لبه ها اطمینان حاصل کند. به عنوان مثال ، در جوشکاری چوب - بالا ، کاهش سرعت سفر در حدود 20 ٪ در مقایسه با جوشکاری مسطح می تواند به طور موثری از زیربنایی جلوگیری کند.
تکنیک های عملکرد جوشکاری را بهبود بخشید
حتی با پارامترهای کامل ، تکنیک های عملکرد ضعیف هنوز هم می توانند منجر به زیربنایی شوند. تسلط بر روشهای عملکرد صحیح ، کلید جلوگیری از زیربنایی است.
زاویه الکترود/مشعل پایدار را حفظ کنید
زاویه الکترود یا مشعل جهت قوس و توزیع گرما را تعیین می کند. یک زاویه نادرست باعث می شود قوس به سمت لبه های فلزی پایه منحرف شود و در نتیجه گرمای بیش از حد موضعی و زیر بغل ایجاد شود.
در جوش فیله مسطح ، الکترود باید با زاویه ای تقریباً 45 درجه به هر دو صفحه مفصل ، با یک شیب جزئی (در حدود {1} درجه) به سمت جهت سفر نگه داشته شود. این تضمین می کند که گرمای قوس به طور مساوی بین دو صفحه توزیع می شود و از ذوب بیش از حد یک طرف جلوگیری می شود. در جوشکاری عمودی ، الکترود باید10 - 15 درجه به سمت بالا در جهت سفر (عمودی-} به بالا) کج شود تا قوس را به داخل استخر جوش هدایت کند و از جریان سریع فلز مذاب به سرعت جریان یابد ، که باعث می شود لبه های فوقانی زیر آن قرار بگیرد.
برای جوشکاری MIG ، زاویه مشعل به همان اندازه مهم است. زاویه فشار (مشعل به جلو کج شده) از درجه5 - 15} معمولاً برای جوشکاری مسطح استفاده می شود ، که به گسترش فلز جوش به طور مساوی و جلوگیری از گرمای بیش از حد کمک می کند. در جوشکاری سربار ، یک زاویه کشش جزئی (مشعل کج شده به سمت عقب) می تواند فلز مذاب را در استخر جوش نگه دارد و خطر ابتلا به زیر بغل ناشی از لکه های فلزی را کاهش می دهد.
تمرکز روی قرار دادن قوس
موقعیت قوس در استخر جوش بسیار مهم است. قوس باید تا حد امکان بر استخر جوش متمرکز شود تا اطمینان حاصل شود که گرما به طور مساوی توزیع می شود ، نه اینکه نسبت به لبه ها مغرضانه باشد.
در جوش باسن ، قوس باید در وسط دو فلز پایه نگهداری شود و از حرکات مدور یا زیگزاگ کوچک برای پخش فلز جوش به هر دو طرف استفاده می شود ، اما باید مراقب باشید که قوس را خیلی طولانی در لبه ها بماند. در جوش فیله ، قوس باید در ریشه فیله متمرکز شود تا از همجوشی بین دو صفحه اطمینان حاصل شود و هنگام حرکت ، باید به راحتی بین دو پا انتقال یابد تا از گرمای بیش از حد در هر پا جلوگیری شود.
جوشکارهای تازه کار اغلب در کنترل قرار دادن قوس مشکل دارند که می تواند از طریق تمرین بهبود یابد. به عنوان مثال ، قرار دادن یک علامت در امتداد خط مشترک قبل از جوشکاری و استفاده از آن به عنوان مرجع برای نگه داشتن قوس می تواند به حفظ موقعیت قوس صحیح کمک کند.
اندازه استخر جوش را کنترل کنید
استخر جوش که خیلی بزرگ است ، بیشتر به احتمال زیاد باعث زیربنایی می شود زیرا افزایش فلز مذاب بیشتر تحت تأثیر گرانش قرار می گیرد ، به خصوص در موقعیت های مسطح غیر {{0}. کنترل اندازه استخر در یک محدوده معقول می تواند خطر ابتلا به زیرپوش را کاهش دهد.
اندازه استخر جوش عمدتاً با سرعت جریان و سفر تعیین می شود ، اما با عملکرد جوشکار نیز می توان آن را تنظیم کرد. در جوشکاری چوب ، قطر استخر کمی بزرگتر از قطر هسته الکترود مناسب است. برای یک الکترود 1/{3}} اینچ ، قطر استخر باید در حدود 3/16 اینچ کنترل شود. هنگامی که استخر خیلی بزرگ می شود (به عنوان مثال ، به دلیل افزایش ناگهانی جریان) ، جوشکار می تواند سرعت سفر را کمی افزایش دهد یا الکترود را کمی بلند کند (برای کاهش جریان) برای کوچک شدن استخر.
در موقعیت های عمودی و سربار ، کنترل دقیق تر اندازه استخر مورد نیاز است. با استفاده از یک تکنیک "پله" ، که در آن الکترود با افزایش های کوچک به جلو منتقل می شود و به طور خلاصه مکث می شود تا فلز کمی محکم شود ، می تواند به اندازه استخر کوچک و قابل کنترل کمک کند و از زیربنایی جلوگیری کند.
تهیه مواد و تجهیزات
کار آماده سازی خوب می تواند یک پایه محکم برای جلوگیری از زیربنایی ، کاهش تداخل عوامل خارجی در فرآیند جوشکاری ایجاد کند.
فلز پایه را تمیز کنید
آلاینده های موجود در سطح فلز پایه مانند زنگ زدگی ، روغن ، رنگ و خاک ، می توانند باعث بی ثباتی قوس شوند. یک قوس ناپایدار مستعد افزایش ناگهانی گرما در لبه ها است و منجر به زیربنایی می شود.
قبل از جوشکاری ، فلز پایه باید کاملاً تمیز شود. برای زنگ زدگی سبک و خاک ، می توان از یک برس سیم یا کاغذ ماسه ای برای صیقل دادن سطح به یک فلزی روشن استفاده کرد. برای روغن و گریس ، باید از مواد مخدر یا حلال (مانند استون) استفاده شود تا سطح تمیز شود. محدوده تمیز کردن باید حداقل 1 اینچ در هر دو طرف مفصل گسترش یابد تا اطمینان حاصل شود که هیچ آلاینده ای در هنگام جوش وارد استخر جوش وارد نمی شود.
در صنایع با نیازهای زیاد مانند هوافضا ، تمیز کردن شیمیایی یا سنگ زنی مکانیکی ممکن است برای اطمینان از تمیز بودن فلز پایه استفاده شود. فلز پایه تمیز نه تنها به تثبیت قوس کمک می کند بلکه باعث افزایش سیالیت فلز جوش می شود و باعث می شود تا لبه ها راحت تر شود.
الکترود و فلز پرکننده سمت راست را انتخاب کنید
نوع و وضعیت الکترود یا فلز پرکننده می تواند بر جریان فلز جوش و پایداری قوس تأثیر بگذارد ، بنابراین بر وقوع زیربند تأثیر می گذارد.
الکترودهای هیدروژن Low- (مانند E7018) در صورت مرطوب بودن مستعد ابتلا به زیرین هستند زیرا رطوبت در پوشش می تواند باعث بی ثباتی قوس و پراکنده شود. بنابراین ، الکترودهای هیدروژن کم- باید در یک اجاق خشک کن در دمای مشخص شده (معمولاً {4 درجه} درجه f) پس از باز کردن ذخیره شوند تا خشکی آنها را حفظ کنند. استفاده از الکترودهای خشک یک قوس پایدار و جریان فلزی صاف را تضمین می کند و خطر ابتلا به زیرپوش را کاهش می دهد.
برای مواد نازک ، انتخاب الکترود قطر کوچکتر یا سیم پرکننده می تواند به کنترل ورودی گرما کمک کند. به عنوان مثال ، با استفاده از الکترود 1/16 -} اینچ (1.6 میلی متر) به جای الکترود 3/{5}}} اینچ برای جوش دادن فولاد ضخیم 1 میلی متر می تواند گرما را در لبه ها کاهش دهد و از زیربند جلوگیری شود.
تجهیزات را بررسی و نگهداری کنید
تجهیزات معیوب می توانند باعث جریان ناپایدار یا قوس شوند ، که علت پنهان زیربنایی است. بازرسی منظم و نگهداری از دستگاه های جوشکاری و لوازم جانبی ضروری است.
دستگاه جوشکاری باید برای خروجی جریان و ولتاژ پایدار بررسی شود. دستگاهی با جریان ناپایدار ممکن است باعث افزایش ناگهانی گرما شود و منجر به زیربنایی شود. کابل ها و اتصالات باید برای سفتی مورد بازرسی قرار گیرند. اتصالات سست می تواند باعث افت ولتاژ و بی ثباتی قوس شود. برای جوشکارهای MIG ، فیدر سیم باید سیم را به آرامی بدون لگد زدن تغذیه کند ، زیرا تغذیه سیم ناهموار می تواند باعث نوسانات در قوس و استخر جوش شود و در نتیجه زیر بغل شود.
کنترل فرآیند و برنامه ریزی جوشکاری Pre-
برنامه ریزی معقول فرآیند و کنترل دقیق فرآیند می تواند از کمبود منبع جلوگیری کند.
روش جوشکاری مناسب را انتخاب کنید
روشهای مختلف جوش از نظر ورودی گرما و جریان فلز دارای ویژگی های متفاوتی هستند که بر خطر ابتلا به زیربنایی تأثیر می گذارد. برای مواد نازک یا موقعیت های مستعد به زیربنایی (مانند سربار) ، انتخاب یک روش جوشکاری با ورودی گرمای پایین می تواند کمک کند.
به عنوان مثال ، جوشکاری TIG کنترل دقیق بیشتری بر روی گرما نسبت به جوشکاری چوب دارد و در هنگام جوشکاری از جنس استنلس استیل نازک ، کمتر باعث کمبود آن می شود. در شرایطی که زیربنایی خطر بالایی دارد ، مانند جوشکاری آلیاژهای آلومینیوم (که دارای هدایت حرارتی بالایی هستند و مستعد ذوب لبه هستند) ، استفاده از جوشکاری MIG پالس می تواند میانگین ورودی گرما را کاهش دهد و از این طریق از زیر بغل جلوگیری می کند.
مفصل را به درستی طراحی کرده و آماده کنید
یک مفصل طراحی شده چاه - طراحی می تواند دشواری جوش و خطر ابتلا به زیرپوش را کاهش دهد. برای مواد ضخیم ، بغل کردن مفصل می تواند بدون نیاز به جریان بیش از حد زیاد ، نفوذ کافی را تضمین کند ، که این امر باعث زیربنایی می شود. به عنوان مثال ، یک - v bevel با زاویه 30 - 35 -} درجه برای یک صفحه ضخیم 1/2 - اینچ امکان جوشکاری جریان پایین را در مقایسه با یک مفصل باسن مربع فراهم می کند و باعث کاهش بیش از حد لبه می شود.
مناسب مناسب - بالا نیز مهم است. شکاف هایی که خیلی بزرگ هستند برای پر کردن فلز جوش بیشتری نیاز دارند و خطر ابتلا به زیرپوش در لبه ها را افزایش می دهد. اطمینان از شکاف ریشه در محدوده مشخص شده است (به عنوان مثال ، 1/{6}}/8 اینچ برای یک مفصل باسن با یک قلاب) می تواند جوشکاری را آسان تر و پایدار تر کند.
انجام تست های جوشکاری pre-
قبل از جوشکاری رسمی ، به ویژه برای مؤلفه های مهم ، انجام تست های جوشکاری قبل -} جوشکاری روی مواد قراضه با همان مشخصات می تواند به تأیید صحت پارامترها و تکنیک ها کمک کند.
این آزمایش می تواند شرایط جوشکاری واقعی ، از جمله مواد ، ضخامت ، موقعیت و پارامترها را شبیه سازی کند. پس از جوشکاری ، با استفاده از یک سنج ، زیرپوش را بررسی کنید. در صورت یافتن زیربند ، پارامترها (مانند کاهش جریان یا کند شدن سرعت سفر) را تنظیم کنید و دوباره تست کنید تا نتیجه رضایت بخش حاصل شود. این روش می تواند به طور موثری از زیربنایی در جوشکاری رسمی جلوگیری کند و در وقت و هزینه مواد صرفه جویی کند.
پایان
جلوگیری از زیربنایی در جوشکاری یک کار جامع است که نیاز به ترکیبی از پارامترهای صحیح ، تکنیک های ماهر ، آماده سازی دقیق و کنترل دقیق فرآیند دارد. جوشکارها نه تنها باید دانش نظری را تسلط دهند بلکه تجربه عملی را نیز جمع می کنند ، به طور مداوم تنظیم و بهینه سازی عملیات آنها با توجه به مواد ، موقعیت ها و تجهیزات مختلف. با پیروی از روشهای توضیح داده شده در بالا ، می توان از زیربنایی به طور موثری جلوگیری کرد ، و اطمینان حاصل کرد که جوش ها نه تنها از نظر بصری صدا هستند بلکه دارای خواص مکانیکی قابل اعتماد و عمر خدمات هستند. به یاد داشته باشید ، نکته اصلی برای جلوگیری از زیربنایی ، حفظ تعادل بین ورودی گرما و پر کردن فلز جوش- تضمین همجوشی کافی بدون ذوب لبه بیش از حد است. با تمرین و صبر ، هر جوشکار می تواند مهارت اجتناب از زیربنایی را بر عهده بگیرد.
