تفاوت بین جوش قوس الکتریکی و جوشکاری زیر آب چیست؟

جوشکاری قوس الکتریکی یک-فناوری جوشکاری رده وسیعی است که از قوس الکتریکی به عنوان منبع گرما برای ذوب مواد پایه فلزی و مواد مصرفی جوش برای اتصال اتصالات استفاده می‌کند.جوشکاری زیرپوستی (SAW)یکی از شاخه های مهم زیر سیستم جوش قوس الکتریکی است. بسیاری از مردم این دو مفهوم را اشتباه می گیرند زیرا جوشکاری زیرپودری متعلق به جوش قوس الکتریکی است، اما شکاف های بزرگی را در اصل کار، حالت عملیات، راندمان تولید، کیفیت جوش، سناریوهای قابل اجرا، هزینه و الزامات فنی نشان می دهد. درک تمایزات آنها به شرکت های تولیدی کمک می کند تا فرآیندهای جوشکاری مناسب برای لوله های فولادی، مخازن تحت فشار، فولاد ساختاری، ماشین آلات سنگین و سایر قطعات کار را انتخاب کنند.

مفهوم پایه و اصل کار

جوشکاری قوس الکتریکی به تمام روش‌های جوشکاری اطلاق می‌شود که بر-انرژی حرارتی قوس الکتریکی تکیه دارند. هنگامی که جریان الکتریکی از شکاف بین الکترود و قطعه کار می گذرد، قوس الکتریکی مداوم{2}}در دمای بالا ایجاد می شود. دمای قوس می تواند به 6000 درجه -8000 درجه برسد و فلز پایه قطعه کار و الکترود را ذوب کند. پس از سرد شدن و جامد شدن فلز مذاب، یک اتصال جوشی محکم تشکیل می شود. جوشکاری قوس الکتریکی متداول شامل جوشکاری قوس الکتریکی دستی (SMAW)، جوشکاری قوس الکتریکی فلزی با گاز (GMAW)، جوشکاری قوسی تنگستن گازی (GTAW) و جوشکاری زیر آب است. در مکالمات عمومی، وقتی مردم از "جوشکاری قوس الکتریکی" یاد می کنند، بیشتر به فرآیندهای جوشکاری قوس باز مانند جوشکاری قوس دستی اشاره می کنند که در آن قوس جوش مستقیماً در هوا قرار می گیرد.

جوشکاری زیرپوستی یک فرآیند جوشکاری قوس الکتریکی خودکار یا نیمه خودکار است. ویژگی اصلی آن این است که کل منطقه{2}}سوخت قوس الکتریکی زیر یک لایه ضخیم از شار دانه ای مدفون شده است. قبل از جوشکاری، شار دانه ای خشک به طور یکنواخت روی موقعیت درز جوش پخش می شود. در حین کار، سیم جوش جامد با تغذیه مداوم به لایه شار نفوذ می کند. قوس الکتریکی در زیر پوشش فلاکس مشتعل می شود. گرمای قوس بخشی از شار را ذوب می کند تا سرباره مایع تشکیل شود. سرباره به طور کامل حوضچه جوش مذاب را می پوشاند و هوا (اکسیژن، نیتروژن و هیدروژن) را از ناحیه جوش جدا می کند. بخشی از شار ذوب می شود و در واکنش متالورژیکی با فلز مذاب شرکت می کند و ترکیب شیمیایی جوش را تنظیم می کند. پس از سرد شدن، پوسته سرباره جامد روی سطح جوش تشکیل می شود و به راحتی می توان پوست آن را جدا کرد. نور قوس، پاشش و دود تحت شار مهر و موم شده اند، بنابراین اپراتورها نمی توانند مستقیماً سوختن قوس را مشاهده کنند.

تفاوت اصلی اصلی: جوشکاری قوس باز معمولی-قوس را در معرض اتمسفر قرار می‌دهد، با تکیه بر محافظ گاز یا پوشش الکترود برای محافظت در برابر اکسیداسیون. جوشکاری با قوس زیردریایی قوس را کاملاً در داخل شار پنهان می‌کند و از حالت محافظ سرباره-برای محافظت از حوضچه جوش استفاده می‌کند.

تجهیزات جوشکاری و مواد مصرفی

در جوشکاری قوس باز عمومی (به عنوان نمونه معمولی، جوشکاری قوس فلزی دستی را در نظر بگیرید) از تجهیزات ساختاری ساده-استفاده می‌کند. دستگاه اصلی منبع تغذیه جوش است. اپراتورها نگهدارنده الکترودهای جوشکاری هستند. الکترودهای جوشکاری پوشش داده شده مواد مصرفی اصلی هستند. هر الکترود طول محدودی دارد. پس از مصرف، کارگران باید الکترودها را به صورت دستی تعویض کنند. کل مجموعه فضای کوچکی را اشغال می کند، به تجهیزات کمکی کمی نیاز دارد و برای ساخت و ساز در میدان مناسب است. برای جوشکاری قوس نیمه خودکار-باز-، تغذیه سیم و سیلندر گاز محافظ اضافه خواهد شد.

جوشکاری زیرپودری به تجهیزات حمایتی ویژه نسبتاً پیچیده نیاز دارد. سیستم کامل SAW شامل منبع برق جوشکاری، مکانیزم تغذیه سیم اتوماتیک، مکانیزم حرکت تراکتور یا دروازه‌ای جوشکاری، قیف شار، دستگاه بازیافت شار و حلقه سیم جوش است. سیم جوش به جای الکترودهای دستی کوتاه، سیم جامد سیم پیچ بلند است. شار جوش گرانول ماده کمکی ضروری است. شار باید قبل از جوشکاری آسفالت شود و شار باقیمانده باید پس از جوشکاری برای استفاده مکرر بازیافت و غربال شود. کل تجهیزات مساحت بیشتری را اشغال می کنند و بیشتر آنها با سیستم های مسافرتی خودکار کار می کنند. برای عملکرد دستی مناسب نیست.

تفاوت مصرفی: در جوشکاری قوس الکتریکی معمولی عمدتاً از الکترودهای پوشش داده شده یا سیم‌های جامد محافظ گاز-استفاده می‌شود. جوشکاری زیرپودری با سیم جوش جامد و شار دانه ای منطبق مطابقت دارد. شار نقش دوگانه حفاظت از جداسازی فیزیکی و تنظیم متالورژیکی را ایفا می کند.

حالت عملیات و نیاز نیروی کار

جوشکاری قوس{0}باز سنتی (جوشکاری قوس دستی) عمدتاً عملیات دستی است. جوشکارها نگهدارنده الکترود هستند، سرعت جوش، طول قوس و زاویه جوش را با دست کنترل می کنند. کیفیت جوش تا حد زیادی به سطح مهارت شخصی جوشکار بستگی دارد. اپراتورها باید همیشه در طول جوشکاری وضعیت قوس و وضعیت حوضچه مذاب را تماشا کنند. جوشکاری قوس نیمه خودکار به کارگران نیاز دارد تا تفنگ جوشکاری را به صورت دستی جابجا کنند. شدت کار بالاست.

جوشکاری زیر آببیشتر خودکار یا نیمه{0}}خودکار است. پس از تنظیم پارامتر، تغذیه سیم جوش، پخش شار و حرکت حرکت توسط دستگاه به پایان می رسد. اپراتورها فقط باید پارامترهای{3} ولتاژ فعلی را تنظیم کنند، موقعیت درز جوش را تراز کنند، وضعیت کارکرد تجهیزات و شار بازیافت را نظارت کنند. نیازی به نگه داشتن تفنگ جوشکاری با دست نیست. جوشکارها نیازی به مشاهده نور قوس ندارند. حتی اپراتورهای معمولی نیز می توانند تجهیزات را پس از آموزش ساده اجرا کنند، اگرچه اشکال زدایی پارامترها همچنان به تجربه حرفه ای نیاز دارد. SAW تا حد زیادی وابستگی به جوشکاران ماهر- سطح بالا را کاهش می دهد.

با این حال، SAW محدودیت هایی در دسترسی به قطعه کار دارد. به خوبی با درزهای بلند مستقیم یا درزهای دایره ای محیطی سازگار است. درزهای کوتاه نامنظم پیچیده برای جوشکاری قوس باز دستی مناسب ترند.

راندمان جوشکاری

جوشکاری قوس الکتریکی دستی معمولی راندمان پایینی دارد. هر الکترود کوتاه است. جایگزینی مکرر الکترود باعث ایجاد وقفه‌های قوس-می‌شود. جریان جوشکاری محدود است و نرخ رسوب پایین است. برای کارهای کوچک-دسته ای، درز کوتاه-و تعمیرات میدانی مناسب است.

جوشکاری زیرپودر می تواند جریان جوشکاری بسیار بالایی را تا هزاران آمپر اتخاذ کند. سرعت تغذیه سیم سریع است. هیچ وقفه ای مکرر در تغییر-الکترود وجود ندارد. جوشکاری طولانی-پیوسته می‌تواند محقق شود. راندمان رسوب فلز به مراتب بالاتر از جوشکاری قوس الکتریکی دستی است. سرعت جوش برای درزهای بلند و مستقیم چندین برابر سریعتر از جوش دستی است. برای لوله های فولادی مارپیچی، جوشکاری کمکی لوله ERW، درز طولی سیلندر مخزن تحت فشار و درز محیطی، SAW می تواند چرخه تولید را در تولید انبوه تا حد زیادی کوتاه کند.

کیفیت، عیب و ظاهر جوش

برای جوشکاری قوس باز-در معرض هوا: حتی با پوشش الکترود یا محافظ گاز، جلوگیری از نفوذ اکسیژن و نیتروژن به حوضچه مذاب دشوار است. اگر جوشکار نامناسب کار کند، منافذ، ورود سرباره، همجوشی ناقص ممکن است رخ دهد. ظاهر جوش بسیار متفاوت است، که توسط تکنیک جوشکار تعیین می شود. سطح جوش معمولاً پس از جوشکاری نیاز به سنگ زنی و تمیز کردن دارد.

در جوشکاری زیرپودری، لایه شار{0}}سرباره به طور محکم حوضچه مذاب را می پوشاند. هوا به طور موثر ایزوله می شود. فلز جوش دارای محتوای اکسیژن کم-نیتروژن، عملکرد متالورژیکی پایدار است. جوش خواص مکانیکی خوب، استحکام کششی بالا و چقرمگی ضربه به دست می آورد. سطح مهره جوش صاف و یکنواخت است. پاشیدن تقریباً وجود ندارد-. پوسته سرباره جوش-به راحتی جدا می شود. کار سنگ زنی کمتر مورد نیاز است.

اما SAW نیز خطرات نقص خاص خود را دارد. تطبیق نامناسب جریان-ولتاژ، نوع شار نادرست یا شیار ناپاک قطعه کار ممکن است منجر به ورود سرباره، نفوذ ناقص، زیر برش شود. از آنجایی که اپراتورها نمی توانند مستقیماً حوضچه مذاب را ببینند، وقتی شرایط غیرعادی اتفاق می افتد، نمی توان{3}}تصحیح زمان واقعی را انجام داد. تأیید پارامتر قبل از جوش و تراز درز بسیار حیاتی است.

محیط کار، ایمنی و آلودگی

جوشکاری قوس باز- نور قوس ماوراء بنفش قوی، نور مرئی روشن، پاشش زیاد، دود و غبار تولید می‌کند. اپراتورها باید از کلاه ایمنی، لباس محافظ و دستکش استفاده کنند تا از سوختگی قوس الکتریکی و پاشش جوش جلوگیری شود. دود مضر جوش نیاز به درمان تهویه دارد.

در جوشکاری زیرپودری، نور قوس کاملاً توسط شار پوشانده می شود. تقریباً هیچ تشعشع قوس قوی بیرون نمی ریزد. پاشش حداقل است. تولید دود و گرد و غبار بسیار کاهش می یابد. شرایط کاری خیلی بهتره اما سرباره مذاب با دمای بالا-وجود دارد. اپراتورها همچنان به دستکش های محافظ برای جلوگیری از سوختن پوسته سرباره داغ نیاز دارند. گرد و غبار شار ممکن است در طول پخش و بازیافت شار ظاهر شود، بنابراین تهویه موضعی همچنان مورد نیاز است.

SAW را نمی توان برای محیط های بادی در فضای باز استفاده کرد. باد شار بدون پوشش را از بین می برد و لایه محافظ را از بین می برد. جوشکاری دستی قوس باز می‌تواند با اقدامات حفاظتی مربوطه با شرایط کار بادخیز صحرایی سازگار شود.

ضخامت قطعه کار، مواد و سناریوهای قابل اجرا

جوشکاری قوس باز معمولی دارای قابلیت سازگاری با ضخامت گسترده است. این می تواند صفحات نازک و همچنین صفحات ضخیم را جوش دهد. برای قطعات نازک-صفحه کار با نیاز ورودی حرارتی کوچک، جوشکاری قوس الکتریکی دستی و جوشکاری قوسدار با گاز{4}به خوبی انجام می‌شود. این در مورد فولاد کربن، فولاد آلیاژی، فولاد ضد زنگ، چدن و ​​فلز غیرآهنی جزئی- کاربرد دارد. برای درزهای کوتاه، درزهای نامنظم،-نصب در محل، تعمیر و نگهداری تجهیزات، جوشکاری تعمیر و تولید-کوچک مناسب است.

جوشکاری زیردریایی دارای ورودی حرارت زیادی است. این عمدتاً برای صفحات فولادی با ضخامت متوسط-و ضخامت، عموماً برای ضخامت صفحه بالاتر از 6 میلی متر استفاده می شود. این به طور گسترده برای فولاد کربن، فولاد کم آلیاژ- با استحکام کم استفاده می شود. این فرآیند اصلی برای درز طولی و محیطی لوله های جوش داده شده مارپیچ، مخزن تحت فشار، سیلندر دیگ بخار، تیر سنگین H{7}}، سازه فولادی دریایی، مخزن ذخیره بزرگ است. برای درزهای بلند مستقیم و درزهای محیطی دایره ای تحت تولید انبوه داخل کارخانه مناسب است. SAW برای صفحه بسیار نازک، درزهای منحنی نامنظم پیچیده و تعمیرات در فضای باز ایده آل نیست.

هزینه و عملکرد اقتصادی

جوشکاری قوس الکتریکی دستی-سرمایه تجهیزات کمی دارد. هزینه خرید اولیه دستگاه جوش ارزان است. با این حال، عملیات دستی ساعات کار زیادی را مصرف می کند. برای درزهای طولانی-تولید انبوه، هزینه کار جامع بالاست.

جوشکاری قوس زیردریایی به سرمایه‌گذاری یک‌باره-برای تجهیزات کامل خودکار نیاز دارد. علاوه بر دستگاه جوش، تراکتور، دستگاه بازیافت شار نیز باید خریداری شود. اما در تولید مداوم انبوه، سرعت جوشکاری بالا ساعات کار را تا حد زیادی کاهش می دهد. Flux را می توان بارها و بارها بازیافت کرد. هزینه جوش‌کاری واحد-متر برای پروژه‌های بزرگ-به وضوح کاهش می‌یابد. برای کارهای درز کوچک-دسته ای کوتاه-، SAW باعث هدر رفتن جریان و ظرفیت تجهیزات می شود که منجر به سود اقتصادی ضعیف می شود.

به طور خلاصه، جوشکاری با قوس زیردریایی یک زیرگروه خودکار خاص از جوشکاری قوس الکتریکی است. اصطلاحی که در مقایسه روزانه «جوشکاری قوس الکتریکی» نامیده می‌شود، عموماً به جوشکاری قوس الکتریکی باز-دستی/نیمه{3}خودکار اشاره می‌کند.

جوشکاری قوس باز دارای تجهیزات ساده، عملکرد انعطاف‌پذیر، سازگاری با میدان قوی، مناسب برای درزهای پیچیده، تعمیرات و تولید دسته‌ای کوچک است، اما با راندمان و کیفیت پایین به شدت به مهارت‌های جوشکار وابسته است.

جوشکاری قوس زیردریایی از شار-محافظ سرباره استفاده می‌کند، جوشکاری مداوم خودکار را انجام می‌دهد، دارای راندمان بالا، کیفیت جوش پایدار، پاشش کمتر و تشعشع کم است. این فرآیند ترجیحی برای تولید انبوه درزهای ضخیم-صفحه طولانی-در لوله‌های فولادی، مخازن تحت فشار و سازه‌های فولادی{4} سنگین- است. معایب آن عبارتند از: سرمایه گذاری بالای تجهیزات، انطباق پذیری محدود قطعه کار-و الزامات سخت برای محیط کار داخلی.

در پروژه‌های تولیدی واقعی، کارخانه‌ها اغلب این دو فرآیند را با هم ترکیب می‌کنند: استفاده از جوش قوس زیردریایی برای درزهای اصلی جوشکاری طولانی برای تولید انبوه، و استفاده از جوشکاری قوس دستی برای اتصال جزئی، تعمیر و درزهای پیچیده-، به‌منظور متعادل کردن راندمان تولید، کیفیت جوش و هزینه کلی.