در قلمرو پیچیده جوش ، جایی که تلفیق فلزات نیاز به دقت و ظرافت دارد ، مفهوم "زیربنایی" به عنوان یک نقص رایج و در عین حال مهم ، بزرگ می شود. این که آیا شما یک جوشکار تازه کار هستید که اولین قدم های خود را انجام می دهید یا یک حرفه ای فصلی با سالها تجربه ، گرفتن تفاوت های ظریف زیربنایی برای تولید جوش های بالا-}} قابل اعتماد ضروری است. بنابراین ، دقیقاً چه چیزی در زمینه جوشکاری نشان می دهد؟ بیایید سفر کنیم تا این جنبه مهم را مورد بررسی قرار دهیم و به بررسی تعریف آن ، علل ، عواقب و راه حل های آن بپردازیم.
تعریف Undercut
Undercut به عنوان یک شیار - مانند یا نقص افسرده تعریف می شود که در امتداد لبه های یک مهره جوش تحقق می یابد. در طی فرآیند جوشکاری ، فلز پایه ، که فلزی به آن پیوسته است ، ذوب می شود ، اما فلز جوش مذاب نتوانسته است به اندازه کافی ناحیه ذوب شده را پر کند. از لحاظ بصری ، Undercut به عنوان یک تورفتگی باریک و مقعر در "انگشتان پا" جوش ظاهر می شود ، که محل اتصال آن در جایی است که مهره جوش با فلز پایه ملاقات می کند. این نقص می تواند از شیارهای کم عمق به سختی قابل درک گرفته تا افسردگی های عمیق و آشکار باشد. در موارد شدید ، زیرپوش ممکن است به طور مداوم در طول کل جوش گسترش یابد یا به عنوان جیب های جدا شده از تورفتگی آشکار شود.
پرده برداری از دلایل زیربنایی
مشکلات پارامتر جوشکاری
جریان جوش بیش از حد: یکی از مقصر اصلی پشت سرنوشت ، جریان جوش بیش از حد بالا است. هنگامی که جریان خیلی زیاد تنظیم شده است ، قوس جوش مقدار زیادی گرما ایجاد می کند. این گرمای بیش از حد باعث می شود که فلز پایه در لبه های جوش با سرعت بسیار بیشتری ذوب شود تا فلز جوش مذاب می تواند وارد شود و حفره ها را پر کند. در نتیجه ، شکاف ها پشت سر گذاشته می شوند و منجر به زیربنایی می شوند. به عنوان مثال ، در یک پروژه جوشکاری فولادی- ، اگر جریان جوش توصیه شده برای ضخامت خاص فلز پایه120 - 150} آمپر باشد ، اما جوشکار به اشتباه آن را در 200 آمپر تنظیم می کند ، افزایش ورودی گرما احتمالاً منجر به کمبود خواهد شد.
طول قوس طولانی مدت: طول قوس جوش ، که فاصله بین الکترود یا مشعل و استخر جوش است ، نقش محوری ایفا می کند. طول قوس بیش از حد طولانی ، توزیع یکنواخت گرما را مختل می کند. به جای تمرکز گرما بر روی مرکز استخر جوش برای تسهیل همجوشی مناسب فلز جوش ، قوس گرمای بیشتری را به سمت لبه های فلز پایه پخش می کند. این الگوی گرمایش ناهموار باعث می شود لبه های فلزی پایه به صورت نامتناسب ذوب شوند و بدون اینکه فلز جوش کافی برای پر کردن منطقه باشد ، زیربنایی رخ می دهد. در جوشکاری چوب ، برای نتایج بهینه باید یک طول قوس معمولی بین 1/8 تا 1/4 اینچ حفظ شود. اگر طول قوس به 1/2 اینچ یا بیشتر افزایش یابد ، خطر ابتلا به زیرپوش به میزان قابل توجهی افزایش می یابد.
الکترود نامناسب یا فلز پرکننده: نوع الکترود یا فلز پرکننده مورد استفاده در فرآیند جوشکاری نیز می تواند به زیرپوش کمک کند. استفاده از الکترود با ترکیب پوشش نادرست برای فلز پایه می تواند جریان استخر جوش را مختل کند. به عنوان مثال ، اگر یک الکترود روکش شده سلول - ، که برای جوشکاری سرعت- طراحی شده است و یک قوس نیرومندتر تولید می کند ، روی یک فلز سنج نازک- که نیاز به ورودی گرمای ملایم تر دارد ، استفاده می شود ، ممکن است باعث شود که باعث افزایش بیش از حد لبه های فلزی پایه و زیر باقیمانده شود. به طور مشابه ، یک الکترود با قطر نادرست می تواند منجر به مشکلات شود. قطر که برای جریان جوشکاری و طراحی مشترک بسیار بزرگ است ، ممکن است فلز جوش را به طور مساوی سپرده نشود و احتمال ابتلا به زیرپوش را افزایش دهد.
مشکلات تکنیک اپراتور
الکترود نادرست یا زاویه مشعل: زاویه ای که در آن الکترود یا مشعل جوش در حین عمل جوش نگهداری می شود بسیار مهم است. هنگامی که زاویه خاموش است-} ، مانند کج کردن الکترود خیلی دور به سمت لبه فلزی پایه ، گرمای قوس به جای اینکه به سمت مرکز استخر جوش هدایت شود ، روی لبه متمرکز می شود. این گرمای نادرست باعث می شود که لبه فلزی پایه بدون رسوب مناسب فلز جوش ذوب شود تا منطقه را پر کند و در نتیجه زیر بغل شود. در یک سناریوی جوش-}}} سناریوی جوش ، الکترود باید در زاویه ای تقریباً 45 درجه به سطوح عمودی و افقی مفصل برای توزیع گرمای بهینه و جوش- رسوب فلز نگه داشته شود. اگر زاویه تا 60 درجه به سمت سطح عمودی کج شود ، ممکن است زیرپوش در امتداد قسمت عمودی جوش فیله رخ دهد.
سرعت سفر شتابزده: سرعتی که الکترود یا مشعل در مفاصل حرکت می کنند ، معروف به سرعت سفر ، می تواند باعث زیربنایی شود. اگر سرعت سفر خیلی سریع باشد ، فلز جوش زمان کافی برای تجمع و پر کردن لبه های جوش ندارد. این امر به ویژه در موقعیت های جوشکاری عمودی یا سربار مشهود است. در جوش عمودی ، گرانش در حال حاضر به عنوان یک چالش عمل می کند و فلز مذاب را به سمت پایین می کشاند. اگر جوشکار مشعل را خیلی سریع حرکت دهد ، فلز مذاب نمی تواند با مشعل پیشروی همراه باشد و لبه های جوش را زیر آن پر کرده و مستعد ابتلا به زیر بغل باشد. به عنوان مثال ، در یک عملیات جوشکاری-} up در یک صفحه ضخیم 1/{7}} اینچ ، سرعت سفر توصیه شده ممکن است10 - 12} در دقیقه باشد. اگر جوشکار سرعت را به 20 اینچ در دقیقه افزایش دهد ، احتمالاً زیرپوش رخ می دهد.
FAR - به عواقب زیربنا
یکپارچگی ساختاری به خطر افتاده
Undercut تأثیر مستقیم و مضر بر تمامیت ساختاری مفصل جوش دارد. با ایجاد شیارها در امتداد لبه های جوش ، به طور موثری منطقه مقطعی از فلز پایه را در مفصل کاهش می دهد. این کاهش در منطقه توانایی مفصل در تحمل بارهای را تضعیف می کند. در برنامه های کاربردی مانند ساخت و ساز پل ، که در آن سازه های بزرگ- در معرض نیروهای کششی و فشاری قابل توجهی قرار می گیرند ، حتی مقدار کمی از زیرپوش می تواند یک نقطه شکست بالقوه باشد. شیارهای تشکیل شده توسط Undercut به عنوان نقاط غلظت- عمل می کنند. تحت بارگذاری چرخه ای ، که در ساختارهایی مانند پل ها و ماشین آلات رایج است ، ترک ها می توانند در این استرس (نقاط غلظت 8 {{} شروع کنند و به تدریج با گذشت زمان پخش شوند. در صورت عدم فشار ، این ترک ها می توانند منجر به خرابی فاجعه بار ، به خطر انداختن زندگی و ایجاد خسارات اقتصادی قابل توجهی شوند.
خطرات نشت در سیستم های حمل {{0}
در صنایعی که اتصالات جوش داده شده در خطوط لوله ، مخازن یا عروق فشار که مایعات (مایعات یا گازها) را حمل می کنند ، استفاده می شود ، زیر بغل خطر قابل توجهی از نشت را به همراه دارد. شیارهای ایجاد شده توسط Undercut مسیرهایی را برای مایعات فراهم می کنند. حتی یک زیرپوش کوچک در یک خط لوله حامل مواد شیمیایی خطرناک یا گازهای فشار بالا {2} بالا می تواند منجر به نشت شود ، که نه تنها منجر به از بین رفتن مواد با ارزش می شود بلکه خطرات زیست محیطی و ایمنی را نیز به وجود می آورد. به عنوان مثال ، در یک شبکه خط لوله گاز- و -} ، یک نشت ناشی از-} ناشی از آن می تواند باعث ریختن روغن ، آلوده کننده منابع خاک و آب شود و نیاز به تلاش های گسترده و پرهزینه دارد.
خوردگی تسریع شده
Undercut همچنین روند خوردگی را تسریع می کند. شیارهای تشکیل شده توسط رطوبت تله زیر فشار ، خاک و مواد خورنده. از آنجا که فلز پایه در این مناطق در معرض دید قرار گرفته و دارای یک منطقه مقطعی از صلیب 2 {2} است ، در برابر اکسیداسیون و خوردگی آسیب پذیرتر است. در محیط های دریایی ، که در آن وجود آب شور باعث خوردگی خوردگی می شود ، زیر بغل در پوسته های کشتی جوش داده شده یا سازه های دریایی می تواند منجر به تخریب سریع فلز شود. محصولات خوردگی که در مناطق زیرین شکل می گیرند می توانند شیارها را بیشتر گسترش دهند ، ساختار را تضعیف کرده و عمر خدمات آن را کوتاه می کنند. در صنایعی مانند هوافضا و تولید خودرو ، جایی که قابلیت اطمینان و ایمنی اجزای آن از اهمیت بالایی برخوردار است ، زیربنایی می تواند جوش (بدون صلاحیت) را ایجاد کند و نیاز به کار مجدد یا جایگزینی دارد.
جلوگیری و تصحیح Undercut
اقدامات پیشگیری
انتخاب پارامتر بهینه: جوشکار باید پارامترهای جوشکاری را بر اساس نوع و ضخامت فلز پایه با دقت انتخاب کنند. برای فلزات ضخیم تر ، جریان جوشکاری بالاتر ممکن است مورد نیاز باشد ، اما همیشه باید در محدوده توصیه شده برای الکترود مورد استفاده قرار گیرد. همانطور که در ابتدا گفته شد ، در جوشکاری فولادی خفیف- ، برای یک صفحه ضخیم 1/{4}} اینچ ، محدوده جریان مناسب ممکن است amps120 - 150} باشد. علاوه بر این ، حفظ طول قوس کوتاه و پایدار بسیار مهم است. در جوشکاری چوب ، طول قوس از 1/8 تا 1/4 اینچ به اطمینان از توزیع حتی گرما و جوش مناسب {12} رسوب فلز کمک می کند.
تکنیک اپراتور تسلط: حفظ یک مشعل یا زاویه الکترود مداوم ضروری است. برای بیشتر کارهای جوشکاری - ، زاویه ای از درجه 10 - 15 از جهت عمودی به محوریت قوس بر روی استخر جوش و ترویج همجوشی مناسب کمک می کند. کاهش سرعت سفر کمی می تواند اطمینان حاصل کند که فلز جوش زمان کافی برای پر کردن لبه های جوش دارد. در جوشکاری عمودی یا سربار ، باید به مقابله با اثرات گرانش توجه ویژه ای داشته باشد. با تنظیم زاویه مشعل برای هدایت فلز مذاب به سمت قسمت تحتانی استخر جوش ، جوشکار می تواند از جریان سریع فلز مذاب جلوگیری کند و باعث زیربندی شود.
آماده سازی جوش Pre -: تمیز کردن کامل فلز پایه قبل از جوشکاری یک مرحله اغلب-} نادیده گرفته اما مهم است. از بین بردن زنگ زدگی ، رنگ ، روغن یا هر آلاینده دیگر از سطح فلز پایه ، ثبات قوس بهتری را تضمین می کند و جریان فلز جوش را بهبود می بخشد. یک سطح تمیز به قوس اجازه می دهد تا راحت تر و به طور مساوی گرما را توزیع کند و خطر ابتلا به زیرپوش را کاهش می دهد. Sandblasting یا سیم- مسواک زدن فلز پایه به یک پایان روشن و تمیز یک روش آماده سازی جوش قبل- است.
ترمیم زیرپوش
زیربنای جزئی: برای موارد جزئی زیربنایی ، جایی که عمق شیار کمتر از 10 ٪ از ضخامت فلز پایه- و طول نسبتاً کوتاه است ، روند ترمیم نسبتاً ساده است. جوشکار می تواند از یک تنظیم فعلی- کم استفاده کند تا مقدار کمی از فلز جوش را به داخل شیار سپرد. این کار باید با دقت انجام شود تا از گرمای بیش از حد اطراف آن جلوگیری شود و باعث آسیب بیشتر شود. هدف این است که شیار را به طور مساوی پر کنید و فلز جوش اضافه شده را با مهره جوش موجود مخلوط کنید.
Undercut شدید: در موارد زیربنایی عمیق تر یا طولانی تر ، یک روش ترمیم بیشتر مورد نیاز است. ابتدا ، منطقه معیوب باید با استفاده از چرخ دستی یا سایر ابزارهای ساینده مناسب ، زمین را پایین بیاورد. فرآیند سنگ زنی باید کل شیار زیرپوش را از بین ببرد و یک سطح صاف و تمیز ایجاد کند. پس از آماده سازی منطقه ، جوشکار می تواند با استفاده از پارامترهای جوشکاری صحیح ، منطقه را دوباره- منطقه را دوباره جوشانده کند. پس از تکمیل مجدد - کامل ، باید یک بازرسی کامل انجام شود تا اطمینان حاصل شود که شیار به طور کامل پر شده است و هیچ نقص جدیدی مانند گرمای بیش از حد ، تخلخل یا شمول سرباره معرفی نشده است.
در نتیجه ، زیربنایی در جوشکاری یک مسئله پیچیده و چند - است که توجه جوشکاران را در همه سطوح مورد توجه قرار می دهد. جوشکارها با درک تعریف آن ، به دلایل آن ، شناخت عواقب آن و اجرای استراتژی های مؤثر پیشگیرانه و ترمیم ، می توانند بروز زیربند را به حداقل برسانند و جوش هایی تولید کنند که نه تنها قوی و قابل اعتماد هستند بلکه بالاترین استانداردهای کیفیت را نیز برآورده می کنند. این که آیا شما در یک پروژه جوشکاری DIY در مقیاس کوچک- مشغول کار هستید یا روی کاربردهای صنعتی بزرگ- کار می کنید ، تسلط بر هنر مبارزه با زیربنایی یک گام اساسی برای دستیابی به تعالی جوش است.
