جوشکاری قوسی زیر پودری
جوشکاری قوسی زیر پودری (Submerged Arc Welding – SAW)
یکی از فرایندهای جوشکاری است که در آن قوس الکتریکی بین
الکترود و قطعه کار در زیر پودر مخصوصی تشکیل می‌شود. این پودر،
قوس و ناحیه جوش را از تماس با هوا محافظت می‌کند. فرایند SAW
به دلیل بهره‌وری بالا، کیفیت جوش بالا و قابلیت اتوماتیک شدن، در
صنایع مختلفی مانند ساخت کشتی، پل‌ها، لوله‌ها و سازه‌های سنگین
کاربرد دارد.
اصول عملکرد
در فرایند SAW، یک الکترود به صورت پیوسته به قطعه کار تغذیه می‌شود
و قوس الکتریکی بین الکترود و قطعه کار تشکیل می‌شود. پودری که روی
ناحیه جوشکاری ریخته می‌شود، به عنوان فلوکس عمل می‌کند و علاوه
بر محافظت از قوس و ناحیه جوش، ترکیباتی را به جوش اضافه می‌کند که
خواص مکانیکی و متالورژیکی جوش را بهبود می‌بخشد. این فلوکس با قوس
الکتریکی ذوب می‌شود و به عنوان سرباره روی جوش باقی می‌ماند که بعداً
برداشته می‌شود.
مزایای SAW
بهره‌وری بالا: این فرایند به دلیل استفاده از الکترود پیوسته و اتوماتیک بودن،
بهره‌وری بالایی دارد. کیفیت جوش بالا: محافظت قوس و ناحیه جوش از هوا
باعث کاهش عیوبی مانند تخلخل و ترک‌ها می‌شود. سرعت جوشکاری بالا:
به دلیل استفاده از جریان‌های بالا، سرعت جوشکاری در SAW نسبت به بسیاری
از روش‌های دیگر بالاتر است .عمق نفوذ جوش بالا: این فرایند قابلیت ایجاد
جوش‌های عمیق را دارد که در ساخت قطعات ضخیم بسیار مفید است. ایمنی
بیشتر: چون قوس در زیر پودر قرار دارد، نور خیره کننده و دود جوشکاری به حداقل
می‌رسد، که این امر محیط کاری ایمن‌تری را فراهم می‌کند.
کاربردها
جوشکاری قوسی زیر پودری در صنایع مختلفی کاربرد دارد: صنعت کشتی‌سازی:
برای جوشکاری صفحات بزرگ فولادی که در بدنه کشتی‌ها استفاده می‌شود. صنعت
نفت و گاز: در ساخت لوله‌ها و مخازن بزرگ. سازه‌های فلزی: برای ساخت پل‌ها،
برج‌ها و سازه‌های بزرگ فلزی. صنعت خودروسازی: در تولید قطعات سنگین و بزرگ.
تجهیزات
تجهیزات مورد استفاده در جوشکاری SAW شامل موارد زیر است: منبع تغذیه
جوشکاری: معمولاً یک منبع تغذیه DC با قابلیت تنظیم جریان و ولتاژ. سیستم
تغذیه الکترود: شامل سیم‌پیچ و مکانیزم‌های تغذیه الکترود پیوسته. سیستم
توزیع پودر (فلوکس): برای پاشیدن پودر روی ناحیه جوشکاری. کنترلرها: برای
تنظیم و کنترل پارامترهای جوشکاری. رنگبردار سرباره: برای حذف سرباره پس
از اتمام جوشکاری.
پارامترهای جوشکاری
پارامترهای مهم در فرایند SAW 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. انتخاب صحیح پودر (فلوکس) نیز از اهمیت بالایی
برخوردار است، زیرا تأثیر مستقیم بر خواص مکانیکی و شیمیایی جوش دارد.
فلوکس
فلوکس‌ها در جوشکاری SAW به دو دسته اصلی تقسیم می‌شوند: فلوکس‌های
بازی: که دارای خواص قلیایی هستند و برای جوشکاری فولادهای با استحکام بالا
استفاده می‌شوند. فلوکس‌های اسیدی: که 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 فرایندهای جوشکاری با بهره
وری بالا و کیفیت عالی شناخته می‌شود. این روش در صنایع مختلفی کاربرد دارد و
مزایای بسیاری از جمله سرعت بالا، عمق نفوذ زیاد و ایمنی بالا را ارائه می‌دهد. با
این حال، نیاز به تجهیزات پیچیده و فضای بزرگ برای راه‌اندازی، محدودیت در موقعیت
جوشکاری و محدودیت در جوشکاری برخی مواد از جمله چالش‌های این روش است.
با توجه به پیشرفت‌های فناوری، انتظار می‌رود که این چالش‌ها به تدریج کاهش یابد
و کارایی این فرایند بیش از پیش افزایش یابد.
