در چه شرایطی جوشکاری ممنوع میباشد؟
بسیاری از صنعتگران تصور میکنند که داشتن یک دستگاه جوش باکیفیت و الکترود مناسب، تمام چیزی است که برای یک اتصال بینقص نیاز دارند. اما واقعیت مهندسی کمی متفاوت است؛ «محیط» به عنوان عامل سوم، قدرتی برابر با مهارت جوشکار دارد. گاهی اوقات شرایط محیطی به گونهای است که حتی ماهرترین جوشکاران با بهترین تجهیزات نیز نباید کار را شروع کنند. شناخت این شرایط «ممنوعه» مرز باریک میان یک سازه مستحکم و یک فاجعه صنعتی است.
در این مقاله از وبلاگ گام الکتریک، شرایطی را بررسی میکنیم که در آنها جوشکاری باید متوقف شود یا با تمهیدات بسیار ویژه انجام گیرد.
اهمیت شرایط محیطی در جوشکاری
محیط اطراف حوضچه مذاب، نقش مستقیمی در تعیین خواص مکانیکی جوش نهایی دارد. از دیدگاه متالورژیکی، هوای اطراف میتواند منبعی از آلودگیها باشد؛ رطوبت هوا هیدروژن را وارد جوش میکند و باد گاز محافظ را پراکنده میسازد. از سوی دیگر، بحث ایمنی و HSE مطرح است. شرایط محیطی نامساعد میتواند ریسک برقگرفتگی، سقوط یا آتشسوزی را چندین برابر کند. بنابراین، بررسی وضعیت جوی و محیطی پیش از روشن کردن دستگاه، یک الزام فنی است و نه یک انتخاب.
دمای محیط جوشکاری و تأثیرات آن بر کیفیت جوش
یکی از چالشبرانگیزترین بحثها در استانداردهای جوشکاری، دمای محیط است. زمانی که دمای محیط بسیار پایین باشد، پدیدهای به نام «شوک حرارتی» رخ میدهد. تصور کنید دمای قوس الکتریکی که چندین هزار درجه سانتیگراد است، ناگهان با قطعهای که دمای زیر صفر دارد برخورد میکند. این اختلاف دما باعث میشود حرارت حوضچه مذاب با سرعتی بسیار بالا توسط فلز پایه جذب شود.
نتیجه این انتقال حرارت سریع، افزایش نرخ انجماد است. وقتی جوش به سرعت سرد شود، فرصت کافی برای خروج گازها وجود نخواهد داشت و ساختار کریستالی فلز به سمت ترد شدن و شکنندگی میرود. در فولادها، این مسئله میتواند منجر به تشکیل ساختارهای مارتنزیتی سخت و شکننده شود که مقاومت سازه را در برابر ضربه و بارهای دینامیکی به شدت کاهش میدهد.
حداقل دمای مجاز جوشکاری
طبق استانداردهای معتبر مانند AWS D1.1، برای دماهای مختلف دستورالعملهای متفاوتی وجود دارد. به طور کلی زمانی که دمای محیط بالای صفر درجه سانتیگراد است، محدودیت خاصی وجود ندارد. اما زمانی که دما بین صفر تا منفی ۲۰ درجه سانتیگراد باشد، جوشکاری تنها به شرطی مجاز است که فلز پایه پیشگرم شود. یعنی باید دمای قطعه را به صورت مصنوعی بالا برد تا از شوک حرارتی جلوگیری شود.
اما خط قرمز اصلی کجاست؟ اگر دمای محیط به کمتر از منفی ۲۰ درجه سانتیگراد برسد، جوشکاری در فضای باز عملاً ممنوع است. در چنین شرایطی، حتی پیشگرم کردن هم ممکن است کافی نباشد و تنها راه حل، ایجاد یک فضای ایزوله و گرم (مانند چادرهای مجهز به هیتر) در اطراف محل اتصال است. همچنین فراموش نکنید که فارغ از دمای هوا، اگر سطح فلز خیس باشد یا لایهای از یخ روی آن نشسته باشد، انجام جوشکاری تا زمان خشک شدن کامل سطح مطلقاً ممنوع است.
عوارض جوشکاری در شب: آیا جوشکاری در شب خطرناک است؟
جوشکاری در شب از نظر فنی و متالورژیکی ممنوعیتی ندارد، اما از دیدگاه ایمنی و کیفیت اجرا چالشهای بزرگی ایجاد میکند. مشکل اصلی در «کنتراست نوری» نهفته است. قوس الکتریکی نوری بسیار شدید و خیرهکننده دارد. در تاریکی شب، اختلاف شدت نور قوس با محیط تاریک اطراف بسیار زیاد است و این مسئله باعث خستگی سریع چشم و آسیب دیدن شبکیه جوشکار میشود.
علاوه بر این، کاهش دید محیطی در شب احتمال خطای انسانی را افزایش میدهد. جوشکار ممکن است نتواند درز اتصال را به خوبی ببیند یا آلودگیهای سطح کار را تشخیص دهد. همچنین خستگی طبیعی بدن در ساعات شبانه میتواند تمرکز اپراتور را کاهش داده و منجر به ایجاد عیوبی مانند عدم ذوب کافی یا حبس سرباره شود. بنابراین اگر مجبور به جوشکاری در شب هستید، تامین نور کافی در محیط کارگاه (با استفاده از برجهای نوری) الزامی است.
جوشکاری در هوای بارانی: آیا امکان انجام جوشکاری در شرایط بارانی وجود دارد؟
پاسخ صریح مهندسی به این سوال منفی است. جوشکاری در هوای بارانی یا زمانی که رطوبت به حد اشباع (مه غلیظ) رسیده است، باید بلافاصله متوقف شود. اولین دلیل، خطر جانی برای جوشکار است. آب رسانای الکتریسیته است و خیس شدن کابلها، انبر یا دستکش جوشکار میتواند مدار جریان را از بدن فرد عبور دهد که عواقب مرگباری دارد.
دلیل دوم فنی است؛ مولکولهای آب در دمای بالای قوس تجزیه شده و هیدروژن آزاد میکنند. این هیدروژن تمایل شدیدی به حل شدن در آلومینیوم یا فولاد مذاب دارد. پس از انجماد، این هیدروژن حبس شده باعث ایجاد حفرههای ریز (تخلخل) و یا ترکهای خطرناک هیدروژنی (ترک سرد) میشود. حتی مقدار کمی رطوبت باران میتواند استحکام جوش را تا حد زیادی از بین ببرد. همچنین ورود رطوبت به داخل دستگاههای جوش اینورتری معمولی میتواند باعث سوختن بردهای الکترونیکی شود.
راهکارهای مقابله با شرایط محیطی نامساعد
اگر پروژه حساس است و توقف کار امکانپذیر نیست، باید شرایط محیطی را به صورت مصنوعی کنترل کنید. برای مقابله با باد، باران و سرما رعایت موارد زیر پیشنهاد میشود:
-
ایجاد پناهگاه (Shelter): استفاده از چادرهای نسوز برای محافظت از حوضچه مذاب در برابر باد و باران ضروری است. وزش باد میتواند گاز محافظ را کنار زده و باعث اکسید شدن جوش شود.
-
عملیات پیشگرم (Preheating): در هوای سرد، حتماً با استفاده از مشعل یا المنتهای حرارتی، دمای قطعه کار را به حد استاندارد برسانید تا سرعت انجماد کنترل شود.
-
استفاده از الکترودهای مناسب: در مناطق مرطوب حتماً از الکترودهای قلیایی (Low Hydrogen) استفاده کنید که قبلاً در کوره (آون) کاملاً خشک شدهاند.
-
انتخاب دستگاه مقاوم: استفاده از دستگاههایی که دارای درجه حفاظت (IP) بالا هستند و در برابر گرد و غبار و رطوبت عایقبندی شدهاند، حیاتی است.
نقش تجهیزات گام الکتریک در شرایط سخت
یکی از فاکتورهای کلیدی برای کار در شرایط نامساعد، پایداری دستگاه جوش است. در پروژههای فضای باز که معمولاً طول کابلها زیاد است و نوسانات برق وجود دارد، دستگاههای معمولی دچار افت جریان میشوند که کیفیت جوش را پایین میآورد. دستگاههای رکتیفایر و اینورتر تولید شده توسط شرکت گام الکتریک و برند جوشا، با طراحی صنعتی خاص خود، خروجی جریان بسیار یکنواختی را حتی در شرایط دشوار محیطی ارائه میدهند.
این دستگاهها برای کار در اقلیمهای متفاوت ایران طراحی شدهاند. اگر دستگاه شما به دلیل رطوبت یا نوسانات شدید دچار مشکل شد، واحد خدمات پس از فروش ما یعنی گام پلاس، آماده ارائه خدمات تخصصی تعمیر و کالیبراسیون است تا دستگاه را با استانداردهای کارخانه به چرخه تولید بازگرداند. همچنین برای تهیه تجهیزات جانبی و قطعاتی که در شرایط سخت به آنها نیاز دارید، میتوانید به فروشگاه اینترنتی گام مارکت مراجعه نمایید تا با اطمینان خاطر، پروژه خود را پیش ببرید.