کلیات جوشکاری ترمیمی

مقدمه 

 جوشکاری تعمیری یکی از فرآیندهای مهم تعمیرات و نگهداریست که شامل جوشکاری ترمیمی و سطح پوشانی می گردد . با توجه به اینکه در صنایع فلزی حجم کارهای تعمیرات و نگهداری بسیار بیشتر از ساخت می باشد . تعداد جوشکاران فعال در زمینه جوش تعمیری بیشتر است . این موضوع اهمیت جوشکاری تعمیراتی را در صنایع نشان می دهد . قطعات بطور پیوسته دچار سایش ، خوردگی و شکست می شوند . در بسیاری موارد امکان جایگزینی قطعه کاملا" مشابه وجود ندارد . این موضوع در مواردیکه صنعت یا قطعه قدیمی باشد بیشتر صدق می کند . با توجه به اینکه در تعمیر قطعات می توان نواقص و نقاط ضعف اصلی را بر طرف کرد ، قطعه تعمیر شده می تواند کارآیی بهتری داشته باشد . همچنین با توجه به کاهش زمان توقف و رفع نیاز خرید قطعه جدید ، هزینه تعمیرات کاهش می یابد . در این مقاله سعی شده به کلیات و اصول اجرایی یک جوشکاری ترمیمی موفق بر اساس ملزومات استانداردی بصورت خلاصه اشاره گردد. 

 

جوشکاری ترمیمی 

در قطعات تولید شده عیوب مختلفی را می توان مشاهده کرد که این عیوب می توانند ناشی از فرآیند تولید و یا حین کارکرد قطعه بوجود آمده باشند . بسته به نوع و علت ایجاد عیب ، جوشکاری ترمیمی به چند دسته تقسیم می شود : 

- جوشکاری تکمیلی در حین تولید ( finishing weld ) 

- اصلاح جوشکاری های غیر قابل قبول ( correction of non confirming weld ) 

- جوشکاری تعمیری حین کارکرد قطعه ( repair weld )

1-جوشکاری تکمیلی در حین تولید 

نحوه جوشکاری تکمیلی بستگی به نوع فرآیند تولید دارد . بعنوان مثال در مورد قطعات ریختگی از جوشکاری تکمیلی برای برطرف کردن حفره ها ، تخلخل و یا اصلاح شرایط ابعادی قطعه استفاده می شود . در اینگونه موارد باید مقدار حرارت ورودی و تنشهای پسماند احتمالی را در نظر گرفت چرا که ممکن است شرایط قطعه را غیر قابل قبول سازد . بنابراین گاهی اوقات باید عملیات حرارتی خاصی نیز اعمال گردد . گاهی اوقات مشتری برای انجام این فرآیند دستورالعمل خاصی را درخواست می کند . 

2-اصلاح جوشکاریهای غیر قابل قبول 

معمولا" کیفیت جوش و تلورانسهای قطعه باید با شرایط مندرج در استاندارد مورد استفاده و یا قرارداد منطبق باشد . (استانداردهای ISO 13920 . ISO 10042 . ISO 5817 ) . در صورتیکه این مورد احراز نگردد باید اقدامات اصلاحی بر اساس استاندارد ISO 3834 انجام گیرد . پس از اجرای اقدامات اصلاحی قطعه باید مجددا" تحت بازرسی ، آزمون و کنترل کیفی قرار گرفته و با شرایط مورد نیاز مطابقت گردد . همچنین شرایط و علل ایجاد عیب باید بدرستی بررسی و رفع گردد . 

3-جوش تعمیری حین کارکرد قطعه 

در صورتیکه حین کارکرد قطعه دچار شکست شود و یا عیوبی در جوش و یا فلز پایه ایجاد گردد ، مراحل زیر قبل از اجرای جوش تعمیری باید انجام گیرد : 

- تعیین ریشه و علل ایجاد عیب 

- تعیین دقیق فلز پایه و مواد مصرفی جوش 

- بررسی استاندارد مورد استفاده و قرارداد پیرامون موضوع تعمیر 

- تهیه برنامه تعمیر ( شامل مراحل تعمیر )

3-1-تعیین ریشه و علل ایجاد عیب 

دلیل ایجاد عیب ها در جوش باید قبل از بازسازی مشخص گردد . ( بعنوان مثال با آزمایشهای متالوگرافی ) . تنها با دانستن علت ایجاد عیب می توان از تکرار آن پس از بازسازی جلوگیری کرد. 

دلایل ایجاد عیوب می تواند جزو موارد زیر باشند : 

-تنش بیش از حد مجاز 

-خطای طراحی و محاسباتی 

-انتخاب ماده نا مناسب 

-جابجا شدن فلز پایه و یا ماده مصرفی با فلز یا ماده نا مناسب 

-عیوب مراحل ساخت ( آماده سازی ، سرهم بندی ، جوشکاری ، عملیات حرارتی ) 

پس از بررسی علت ایجاد عیب و ریشه یابی آن جهت رفع آن ممکن است به اجرای یک یا چند مورد از موارد زیر نیاز باشد : 

-تغییر طراحی ( مثلا" ابعاد جوش ) 

-تغییر مواد پایه یا مواد مصرفی جوش 

-تغییر مراحل و پارامترهای جوش 

-ماشینکاری و پرداخت بیشتر جوشها

3-2-فلز پایه و مواد مصرفی جوش 

3-2-1-فلز پایه 

در صورتیکه نوع دقیق فلز پایه در مستندات معتبر بازرسی موجود نباشد ، باید آنالیز شیمیایی گرفته شود . در مورد فولادهای ساختمانی ریز دانه با تنش تسلیم بالاتر از 355 MPa باید دقت خاصی در مورد میکرو آلیاژها صورت گیرد . در مواردی که از فولادهایی با عمر بیش از 30 سال استفاده شده است هنگام برنامه ریزی تعمیر باید به مقدار نیتروژن توجه شود (امکان شکست ترد ) . در صورتیکه خواص مکانیکی فلز پایه مشخص نباشد باید نمونه هایی از قسمتهای کم تنش قطعه تهیه شده و تست گردد . خصوصیات زیر باید مشخص شود : 

-استحکام کششی 

-استحکام تسلیم 

-افزایش طول 

-چکش خواری (خواص ضربه ) 

-کاهش سطح مقطع در راستای ضخامت ( در صورت نیاز ) 

در صورت نیاز آزمونهای متالوگرافی نیز باید انجام گیرد (مانند تعیین ساختار ماده ، محل عیب ) .

3-2-2-مواد مصرفی جوش 

مواد مصرفی جوش استفاده شده باید مشخص گردد (مثلا" توسط آنالیز شیمیایی ) . در جوشکاری ترمیمی مواد مصرفی باید دارای افزایش طول مناسب (30% ) باشند . بخصوص برای جوش ریشه اغلب توصیه می شود که از مواد مصرفی با استحکام تسلیم کمتر از فلز پایه استفاده شود . در مواردی که لایه جوش ماشینکاری و برداشته می شود , باید حتما" از این مواد استفاده شود . 

3-3- استاندارد مورد استفاده و قرارداد 

جوشکاری ترمیمی باید کاملا" مطابق با استاندارد مشخص شده و یا دستورالعمل قرارداد اجرا گردد و کیفیت و تلورانسهای خواسته شده باید بدست آید . در بعضی موارد برنامه ترمیم باید توسط یک بازرس یا مشتری بررسی و تائید شود همچنین امکان دارد روال کار حین اجرا توسط بازرس یا مشتری نظارت گردد . بعد از اتمام جوشکاری حداقل آزمونهای اصلی برای نمونه اولیه باید اجرا شود . 

3-4-برنامه ترمیم 

برای هر ترمیمی باید برنامه تهیه گردد و اغلب نیاز است که این برنامه توسط بازرس یا خریدار تائید شود . مواد موجود در برنامه ترمیم بسیار شبیه به برنامه جوشکاری است . در طراحی برنامه باید به موارد زیر توجه خاص صورت گیرد : 

-تمیز کاری 

-نوع ماده 

-نام تجهیز و قسمتهایی که باید ترمیم گردند 

-طراح قسمتهای معیوب که باید برداشته شوند و روش برداشتن عیوب 

-مواد مصرفی جوش 

-دستورالعمل جوش ترمیمی 

-گواهینامه جوشکار 

-آزمونهای تائید دستورالعمل جوش 

-ترتیب و توالی عملیات ترمیم 

-مقدار مجاز انقباض 

-عملیات حرارتی ( دما ، زمان ، سرعت گرم و سرد کردن ) (در صورت نیاز ) 

-عملیات پس از جوشکاری ( چکش زنی ، ماشینکاری ، پرداخت ) 

-روشهای آزمون ( زمان و مشخصات آزمون ) 

-بازرسی و بررسی جوش ترمیمی