هیدروژن یک تهدید ساکت در جوشکاری است: حتی مقادیر کمی می تواند باعث ایجاد مشکلات فاجعه بار مانند تخلخل ، ترک خوردگی و کاهش قدرت مفصل شود. این مشکلات زمانی بوجود می آیند که اتم های هیدروژن ، که در هنگام جوشکاری معرفی می شوند ، در فلز جوش یا گرما-}} منطقه آسیب دیده (HAZ) به دلیل خنک شدن فلز به دام می افتند. کنترل هیدروژن برای به حداقل رساندن معرفی خود و تشویق فرار آن قبل از ایجاد آسیب ، به یک روش فعال نیاز دارد. در اینجا یک مرحله - توسط - راهنمای مرحله برای مؤثرترین روش ها وجود دارد.
1. منابع هیدروژن را به حداقل برسانید: با مواد تمیز شروع کنید
هیدروژن در جوش ها به طور معمول از رطوبت ، هیدروکربن ها یا آلاینده های موجود در فلز پایه ، مواد پرکننده یا محیط جوشکاری ناشی می شود. خط اول دفاع از بین بردن این منابع است:
فلز پایه را کاملاً تمیز کنید: زنگ زدگی ، روغن ، گریس ، رنگ و رطوبت را از ناحیه جوش (حداقل 1-2 اینچ در هر طرف مفصل) جدا کنید. برای از بین بردن هیدروکربن ها (روغن/گریس) که در هنگام جوشکاری به هیدروژن تجزیه می شود ، از برس سیم ، چرخ یا حلال (مانند استون) استفاده کنید. برای زنگ زدگی (که حاوی آب است) ، تمیز کردن مکانیکی (سنگ زنی) از روشهای شیمیایی مؤثرتر است ، زیرا رطوبت-} را به طور کامل از بین می برد.
از جوشکاری در شرایط مرطوب خودداری کنید: رطوبت بالا بخار آب را به قوس وارد می کند ، که در هیدروژن جدا می شود. در صورت جوشکاری در خارج از منزل ، از چادر یا پناهگاه استفاده کنید تا منطقه را از باران ، مه یا شبنم محافظت کنید. در کارگاه ها ، رطوبت را با dehumidifiers کنترل کنید (هدف آن<60% relative humidity). For critical work (e.g., pressure vessels), consider preheating the base metal to 200–300°F to evaporate surface moisture.
مواد پرکننده هیدروژن کم {{0} را انتخاب کنید: سیم های پرکننده یا الکترودها در صورت آلودگی منابع اصلی هیدروژن هستند. به جای الکترودهای سلولزی (به عنوان مثال ، 6011) ، از الکترودهای هیدروژن (LH) کم استفاده کنید (به عنوان مثال ، 7018) ، که رطوبت بیشتری را جذب می کند. برای جوشکاری MIG ، سیم های جامد را با عناصر deoxidizing انتخاب کنید (به عنوان مثال ، ER70S {14} 6} 6) و از سیمهای با شار که در شرایط مرطوب ذخیره می شوند ، خودداری کنید ، زیرا شار آنها رطوبت را جذب می کند.
2. به درستی الکترودها/مواد پرکننده را ذخیره و کنترل کنید
الکترودهای هیدروژن کم - -}}}} cored بسیار Hygroscopic - آنها رطوبت را از هوا جذب می کنند ، که در هنگام جوشکاری هیدروژن را آزاد می کند. ذخیره سازی و حمل و نقل دقیق غیر- قابل مذاکره است:
الکترودهای هیدروژن کم - را در اجاق گاز خشک کنید: پس از خرید ، الکترودها را در یک اجاق گاز گرم شده نگه دارید تا از 250-300 درجه فارنهایت (برای 7018) تنظیم کنید تا از جذب رطوبت جلوگیری شود. هرگز آنها را بیش از 1-2 ساعت در معرض هوای محیط قرار ندهید. حتی قرار گرفتن در معرض مختصر می تواند رطوبت مضر را معرفی کند.
در صورت قرار گرفتن در معرض رطوبت ، الکترودهای خشک-}} dry: اگر الکترودها به طور تصادفی کنار گذاشته می شوند یا علائم رطوبت را نشان می دهند (به عنوان مثال ، یک پوشش پودری سفید) ، دوباره- آنها را در یک فر در 500-800 درجه فارنهایت به مدت 1-2 ساعت خشک کنید (پیروی از دستورالعمل های سازنده). این قبل از استفاده رطوبت جذب شده را خاموش می کند.
برای کار میدانی از یک نگهدارنده الکترود قابل حمل استفاده کنید: هنگام جوشکاری از اجاق گاز ، الکترودها را در یک "جعبه داغ" گرم یا اجاق قابل حمل تنظیم کنید تا 250 درجه فارنهایت تنظیم شود تا خشکی تا زمان استفاده از آن استفاده کنید.
3. پارامترهای جوشکاری را برای تشویق فرار هیدروژن بهینه کنید
پارامترهای جوشکاری به طور مستقیم بر میزان هیدروژن در جوش تأثیر می گذارد. هدف این است که استخر جوش را به اندازه کافی گرم نگه دارید تا هیدروژن به عنوان گاز (به جای حل شدن در فلز) فرار کند و در عین حال از گرمای بیش از حد که باعث تضعیف HAZ می شود ، جلوگیری کنید.
کنترل سرعت سفر و ورودی گرما: سرعت آهسته تر سفر (به همین دلیل) به استخر جوش اجازه می دهد تا طولانی تر بماند و زمان هیدروژن را برای پخش خارج می کند. با این حال ، گرمای بیش از حد می تواند باعث رشد دانه در HAZ شود ، بنابراین تعادل مهم است. برای مواد ضخیم ، از چندین پاس با ورودی گرمای متوسط استفاده کنید تا یک پاس حرارتی {2-.
از شرایط جوشکاری خودداری کنید: جوشکاری با آمپراژ خیلی کم یا خیلی سریع سرعت سفر یک استخر جوش "سرد" ایجاد می کند که به سرعت جامد می شود و هیدروژن را به دام می اندازد. اطمینان حاصل کنید که آمپر و ولتاژ به ضخامت مواد کالیبره می شوند (به عنوان مثال ، فولاد 1/4 اینچی برای 7018 الکترود به 140-180 amps نیاز دارد).
از قطبیت مناسب استفاده کنید: برای الکترودهای هیدروژن کم - مانند 7018 ، قطبیت معکوس DC (DCRP) قوس را تثبیت می کند و پراکنده را کاهش می دهد ، که باعث می شود تلاطم در استخر جوش - شرایطی باشد که می تواند حباب های هیدروژن را به دام بیندازد.
4. پست- عملیات حرارتی جوش: "پخت" هیدروژن به دام افتاده
حتی با آماده سازی دقیق ، برخی از هیدروژن ممکن است در جوش باقی بماند. POST - عملیات حرارتی جوش (PWHT) می تواند این هیدروژن باقیمانده را قبل از ترک خوردگی "بیرون بکشد".
یک عمل "پخت هیدروژن -}" را اعمال کنید: مفصل جوش داده شده را به 300-400 درجه فارنهایت در طی 1 ساعت از جوشکاری گرم کرده و آن را به مدت 2-4 ساعت در آن دمای خود نگه دارید (بسته به ضخامت مواد). این دما به اندازه کافی بالا است که به هیدروژن اجازه می دهد تا از فلز خارج شود اما به اندازه کافی کم برای جلوگیری از تغییر خصوصیات مکانیکی جوش است.
Use post-weld stress relief for thick or high-strength steels: For materials prone to cold cracking (e.g., high-strength low-alloy (HSLA) steel or thick sections >1/2 اینچ) ، بازپخت تسکین استرس (گرمایش به 1100-1200 درجه فارنهایت) نه تنها استرس باقیمانده را کاهش می دهد بلکه به فرار هیدروژن نیز کمک می کند. این برای جوش های ساختاری در پل ها ، کشتی های فشار یا ماشین آلات سنگین بسیار مهم است.
5. روند جوشکاری و پرکننده را انتخاب کنید
برخی از فرآیندهای جوشکاری و پرکننده ها ذاتاً هیدروژن کمتری نسبت به سایرین معرفی می کنند:
اولویت بندی فرآیندهای هیدروژن کم {{0}: جوشکاری قوس فلزی گاز (GMAW/MIG) با سیم جامد و گاز محافظ آرگون/Co₂ یا جوش قوس تنگستن گاز (GTAW/TIG) ، حداقل هیدروژن را در مقایسه با جوشکاری چوب با الکترودهای سلولزی (به عنوان مثال ، 6011) معرفی می کند. برای جوشکاری چوب ، از الکترودهای هیدروژن کم- کم (E7018 ، E8018) به جای سلول های مبتنی بر سلول {8 {8 استفاده کنید.
از سیم های Cored- در شرایط مرطوب خودداری کنید: در حالی که جوش- جوشکاری برای استفاده در فضای باز مناسب است ، شار آن به راحتی رطوبت را جذب می کند. در صورت استفاده از سیم های Cored Flux- ، انواع "کم {4} هیدروژن" را انتخاب کرده و آنها را در ظروف مهر و موم شده با خشک کن ذخیره کنید.
6. نقص مربوط به هیدروژن- را بررسی کنید و آزمایش کنید
حتی با اقدامات احتیاطی ، مسائل هیدروژن ممکن است رخ دهد. تشخیص زودرس از خرابی جلوگیری می کند:
بازرسی بصری: به دنبال تخلخل سطحی (سوراخ های کوچک) یا ترک خوردگی زیر (قابل مشاهده در بخش های صلیب-) باشید. تخلخل اغلب نشانگر گرفتاری هیدروژن در هنگام جامد شدن است.
NON-} آزمایش مخرب (NDT): از آزمایش اولتراسونیک (UT) یا آزمایش رادیوگرافی (RT) برای تشخیص ترک های زیرسطحی یا تخلخل در جوش های بحرانی استفاده کنید. برای برنامه های خطرناک- بالا (به عنوان مثال ، خطوط لوله روغن) ، آزمایش محتوای هیدروژن (با استفاده از آنالایزر هیدروژن) می تواند سطح باقیمانده را اندازه گیری کند.
غذای کلیدی: یک رویکرد جامع
کنترل هیدروژن در جوش ها یک مرحله واحد نیست بلکه ترکیبی از پیشگیری ، کنترل فرآیند و ارسال-} مراقبت از جوش است:
با از بین بردن رطوبت و آلاینده ها از مواد و الکترودها شروع کنید.
از پرکننده ها و فرآیندهای هیدروژن کم استفاده کنید و از آنها استفاده کنید تا از جذب رطوبت خودداری کنید.
پارامترهای جوشکاری را بهینه کنید تا هیدروژن در هنگام خنک کننده فرار کند.
استفاده از پست - عملیات حرارتی جوش را برای اتصالات ریسک بالا {1}.
با پرداختن به هیدروژن در هر مرحله - از قبل - آماده سازی جوش برای ارسال - بازرسی جوش {{3} شما می توانید از جوش های رایگان-}}}}}} که در برابر ترک خوردگی مقاومت می کنند ، اطمینان حاصل کنید.
