جوشکاری زیر پودری SAW
جوشکاری زیر پودری (Submerged Arc Welding – SAW) یکی از روش‌های
کارآمد و پرکاربرد جوشکاری است که در صنایع مختلفی مانند کشتی‌سازی،
ساخت لوله‌های بزرگ، و سازه‌های فلزی سنگین به کار می‌رود. این روش به
دلیل قابلیت تولید جوش‌های با کیفیت بالا و بهره‌وری بی‌نظیر، از اهمیت ویژه‌ای
برخوردار است.
اصول جوشکاری زیر پودری
در جوشکاری زیر پودری، قوس الکتریکی بین الکترود و قطعه کار در زیر لایه‌ای از
پودر محافظ (فلوکس) تشکیل می‌شود. این پودر علاوه بر محافظت قوس و ناحیه
جوش از آلودگی‌های جوی، به بهبود خواص متالورژیکی جوش نیز کمک می‌کند.
فرایند SAW عمدتاً به صورت اتوماتیک انجام می‌شود و قابلیت جوشکاری پیوسته
را دارد.
تجهیزات جوشکاری زیر پودری
تجهیزات مورد استفاده در جوشکاری SAW شامل موارد زیر است
منبع تغذیه جوشکاری: وظیفه تأمین جریان و ولتاژ مورد نیاز برای تشکیل قوس
الکتریکی را بر عهده دارد. منابع تغذیه معمولاً از نوع DC هستند و قابلیت تنظیم
دقیق پارامترهای جوشکاری را دارند. سیستم تغذیه الکترود: شامل مکانیزم‌هایی
برای تغذیه پیوسته الکترود به ناحیه جوشکاری است. الکترودها معمولاً به شکل
سیم بوده و از جنس فولاد هستند. سیستم توزیع فلوکس: پودر فلوکس را به صورت
یکنواخت روی ناحیه جوشکاری پخش می‌کند. فلوکس به عنوان یک محافظ عمل کرده
و ترکیبات مفیدی را به جوش اضافه می‌کند. کنترلرهای جوشکاری: دستگاه‌هایی برای
تنظیم و کنترل پارامترهای جوشکاری مانند جریان، ولتاژ، سرعت تغذیه الکترود و سرعت
حرکت دستگاه. رنگبردار سرباره: پس از اتمام جوشکاری، سرباره‌ای که از ذوب فلوکس
تشکیل شده است باید از سطح جوش برداشته شود. این کار معمولاً به صورت مکانیکی
انجام می‌شود.
مراحل جوشکاری زیر پودری
فرایند جوشکاری SAW به صورت زیر انجام می‌شود
آماده‌سازی قطعه کار: قطعه کار باید به خوبی تمیز شده و از هر گونه آلودگی و زنگ
زدگی پاک شود. تنظیم دستگاه: پارامترهای جوشکاری مانند جریان، ولتاژ، سرعت تغذیه
الکترود و سرعت حرکت دستگاه باید به دقت تنظیم شوند. جوشکاری: قوس الکتریکی
بین الکترود و قطعه کار تشکیل می‌شود و فلوکس به صورت یکنواخت روی ناحیه جوشکاری
پخش می‌شود. قوس الکتریکی باعث ذوب الکترود و قطعه کار می‌شود و جوش تشکیل
می‌شود. خنک‌سازی و حذف سرباره: پس از اتمام جوشکاری، ناحیه جوش باید به خوبی
خنک شود و سرباره برداشته شود.
مزایای جوشکاری زیر پودری
جوشکاری زیر پودری دارای مزایای متعددی است که شامل موارد زیر می‌شود:کیفیت
بالای جوش: به دلیل محافظت قوس و ناحیه جوش از هوا توسط فلوکس، عیوبی مانند
تخلخل و ترک‌های جوش کاهش می‌یابد. سرعت جوشکاری بالا: به دلیل استفاده از
جریان‌های بالا و امکان تغذیه پیوسته الکترود، سرعت جوشکاری در SAW نسبت به بسیاری
از روش‌های دیگر بالاتر است. عمق نفوذ زیاد: این روش قابلیت ایجاد جوش‌های عمیق را
دارد که در ساخت قطعات ضخیم بسیار مفید است. بهره‌وری بالا: به دلیل اتوماتیک بودن
فرایند و کاهش نیاز به عملیات دستی، بهره‌وری در این روش بالاست. ایمنی بیشتر: چون
قوس در زیر پودر قرار دارد، نور خیره‌کننده و دود جوشکاری به حداقل می‌رسد، که این امر
محیط کاری ایمن‌تری را فراهم می‌کند.
محدودیت‌ها و چالش‌ها
با وجود مزایای بسیار، جوشکاری زیر پودری با چالش‌ها و محدودیت‌هایی نیز مواجه است
حجم بالای تجهیزات: نیاز به فضای بزرگ برای نصب و راه‌اندازی تجهیزات.محدودیت در
موقعیت‌های جوشکاری: این روش به طور عمده برای جوشکاری‌های افقی مناسب است
و در موقعیت‌های عمودی و بالاسری کارایی کمتری دارد. هزینه بالا: هزینه‌های اولیه برای
تهیه و نگهداری تجهیزات SAW بالاست محدودیت در مواد جوشکاری: برخی مواد مانند آلومینیوم
و تیتانیوم به سختی با این روش جوشکاری می‌شوند.
کاربردهای صنعتی
جوشکاری زیر پودری در صنایع مختلفی کاربرد دارد که برخی از آن‌ها عبارتند از: صنعت نفت
و گاز: برای ساخت لوله‌ها و مخازن بزرگ صنعت کشتی‌سازی: برای جوشکاری صفحات بزرگ
فولادی که در بدنه کشتی‌ها استفاده می‌شود سازه‌های فلزی: برای ساخت پل‌ها، برج‌ها و
سازه‌های بزرگ فلزی صنعت خودروسازی: در تولید قطعات سنگین و بزرگ.
پارامترهای جوشکاری
تنظیم صحیح پارامترهای جوشکاری برای دستیابی به جوش با کیفیت بسیار مهم است.
پارامترهای اصلی شامل جریان جوشکاری، ولتاژ جوشکاری، سرعت تغذیه الکترود و سرعت
جوشکاری است. این پارامترها باید با دقت تنظیم شوند تا کیفیت جوش مطلوب حاصل شود.
همچنین، انتخاب صحیح فلوکس نیز از اهمیت بالایی برخوردار است، زیرا تأثیر مستقیم بر خواص
مکانیکی و شیمیایی جوش دارد.
انتخاب فلوکس
فلوکس‌ها در جوشکاری SAW به دو دسته اصلی تقسیم می‌شوند
فلوکس‌های بازی: دارای خواص قلیایی هستند و برای جوشکاری فولادهای با استحکام
بالا استفاده می‌شوند.
فلوکس‌های اسیدی: دارای خواص اسیدی هستند و برای جوشکاری فولادهای با کربن
بالا مناسب هستند.
مشکلات و چالش‌ها
با وجود مزایای بسیار، جوشکاری SAW با چالش‌هایی نیز مواجه است:
حجم بالای تجهیزات: نیاز به فضای بزرگ برای نصب و راه‌اندازی تجهیزات.
محدودیت در موقعیت جوشکاری: این فرایند به طور عمده برای جوشکاری‌های افقی
مناسب است و در موقعیت‌های عمودی و بالاسری کارایی کمتری دارد.
محدودیت در مواد جوشکاری: برخی مواد مانند آلومینیوم و تیتانیوم به سختی با این روش
جوشکاری می‌شوند.
نتیجه‌گیری
جوشکاری قوسی زیر پودری (SAW) به عنوان یکی از روش‌های پیشرفته و کارآمد جوشکاری
در صنایع مختلف شناخته می‌شود. این روش به دلیل مزایای فراوان از جمله کیفیت بالا، سرعت
جوشکاری زیاد و بهره‌وری بالا، در بسیاری از صنایع مورد استفاده قرار می‌گیرد. با این حال،
چالش‌هایی مانند حجم بالای تجهیزات، محدودیت در موقعیت‌های جوشکاری و هزینه‌های بالا
نیز وجود دارد که باید مد نظر قرار گیرد. با پیشرفت فناوری و بهبود تجهیزات، انتظار می‌رود که
این چالش‌ها کاهش یابد و استفاده از روش SAW بیش از پیش گسترش یابد.
