نکاتی که باید درباره جوشکاری توپودری بدانید

جوشکاری توپودری یا یا FCAW که مخفف Flux Cored Arc Welding است، برای اولین بار در دهه 1950 میلادی جایگزین جوشکاری قوسی با الکترود دستی شد. در جوشکاری قوسی با الکترود که با نام دیگر سیم جوش توپودری نیز شناخته می‌شد، برای محافظت از جوش از پودر بهره می بردند. پودر مورد استفاده در سیم جوش جوشکاری FCAW از اتمسفر، گاز و گدازه‌های مایعی که به هنگام عملیات جوشکاری ایجاد می‌شوند، محافظت می‌کند. الکترود پودری مخصوص، ولتاژ و جریان برق ثابت از جمله عوامل مهم تاثیرگذار در این نوع جوشکاری هستند.

نوع فرآیند جوشکاری توپودری به صورت قوس الکتریکی اتوماتیک و یا نیمه اتوماتیک است؛ که در حالت نیمه اتوماتیک سرعت عملیات جوشکاری با استفاده از دستگیره مخصوص کنترل می‌شود. این در حالی است که در حالت تمام اتوماتیک کل فرآیند جوشکاری توسط خود سیستم دستگاه جوش انجام می‌شود. فرآیند جوشکاری توپودری به دو صورت با گاز محافظ و یا بدون گاز انجام می‌گیرد. به همین دلیل می‌توان گفت که جوشکاری توپودری شباهت زیادی به جوشکاری تحت حفاظت گاز دارد. در این نوع جوشکاری به جای الکترود روکش‌دار از سیم جوش تو پودری (فلاکس) استفاده می‌شود.

درباره جوش لیزر بیشتر بدانید

جوشکاری توپودری چگونه انجام می‌شود؟

برای انجام جوشکاری FCAW باید همواره به ۳ فاکتور اصلی الکتریسیته، محافظت در برابر جریان هوا و مواد فیلر توجه داشته باشیم. جوشکاری توپودری توسط دستگاه جوش و به همراه تجهیزات ویژه‌ای انجام می‌شود. منبع برق مورد استفاده در این نوع جوشکاری همانند جوشکاری میگ بوده و دارای ولتاژ ثابت است. از دیگر تجهیزات مورد استفاده در این نوع جوشکاری می‌توان به سیم جوش یا الکترود، تفنگ جوشکاری، درپوش کاری، کابل انتقال برق، دستگاه اندازه‌گیری جریان هوا و گاز محافظ اشاره کرد.

در جوشکاری توپودری با استفاده از گرمای تولید شده توسط قوس الکتریکی قطعه‌کار فلزی و الکترود سیم جوش ذوب شده و به یکدیگر متصل می‌شوند. با گرمای زیاد ایجاد شده حوضچه جوش توسط ذوب شدن سیم جوش و قطعه‌کار ایجاد می‌شود. در ادامه این روند هسته توپودری ذوب می‌شود که این عمل یک نوع محافظت در برابر جریان هوا را به وجود می‌آورد. برای ایجاد یک جوش با کیفیت بیشتر بهتر است که آن را در پناه گاز محافظ انجام دهند. استفاده مستمر از الکترود یا سیم جوش در جوشکاری توپودری، از مهم‌ترین نکاتی است که باعث ایجاد یک جوش محکم می‌شود.

مکانیزم فرآیند انجام جوشکاری توپودری شبیه به جوشکاری میگ و مَگ است. تفاوت دو جوشکاری میگ و مَگ و جوشکاری توپودری در این است که در جوشکاری میگ و مَگ از سیم جوش توپر استفاده می‌شود. در صورتی که در جوشکاری توپودری از سیم جوش توخالی که داخل آن پودر محافظ گرده جوش (مشابه روپوش الکترود) است استفاده می‌شود.

درباره برش لیزر روتاری بیشتر بدانید

انواع الکترود های مورد استفاده در جوشکاری توپودری

همانطور که دانستید الکترودها یا سیم جوش های مورد استفاده در جوشکاری توپودری توخالی هستند که داخل آن‌ها با پودر جوش پر شده است. الکترودهای مورد استفاده در جوشکاری توپودری دارای سایزهای مختلفی می‌باشند. در زیر پرکاربردترین سایزهای این الکترودها که برای سهولت در دسته بندی کدگذاری شده‌اند، اشاره می‌نماییم:

• الکترود توپودری 035
• الکترود توپودری 045
• الکترود توپودری 052
• الکترود توپودری 16

یکی از معمول‌ترین الکترودهای توپودری E71T1 است که تمام اعداد و حروف مورد استفاده در این نام گذاری مفهوم خاص خود را دارند. در این نامگذاری E اول اسم الکترود (electrode) است. 7 به معنی استحکام کششی الکترود است. استحکام الکترود در این نوع 70000lbs در هر اینچ مربع است. 1 نشانگر جهت جوشکاری است. برای نشان دادن دو نوع موقعیت موجود در جوشکاری از “0” برای جوشکاری‌های مسطح و افقی و از “1” برای جوشکاری های همه طرفه استفاده می‌شود. T نشانگر الکترود تو خالی و یا همان الکترود توپودری است. و در نهایت 1 نشانگر نوع پوشش پودری الکترود است.

برای جلوگیری از هرگونه آسیب و خطر اکسید شدگی الکترودها باید در محیطی خشک نگهداری شوند. همچنین بحث قیمت گذاری در الکترودهای توپودری باتوجه به موارد مختلفی مانند مدل، کیفیت، مواد اولیه و … متفاوت است. شما می‌توانید باتوجه به نیاز خود و همچنین نوع سازه مورد نظر، یکی از انواع الکترودهای توپودری را انتخاب کنید.

کاربردهای استفاده از جوشکاری توپودری

جوشکاری توپودری به دلیل مقرون به صرفه بدون اغلب در صنایع ساخت و ساز بسیار کاربرد دارد. جوش FCAW یکی از پرکاربردترین انواع جوشکاری در صنایع نفت و گاز و نظامی نیز محسوب می‌شود. همچنین به دلیل انعطاف پذیری خوب جوشکاری FCAW، در ساخت مخازن تحت فشار نیز به طور ویژه از آن بهره گرفته می‌شود.

درباره برش لیزر بیشتر بدانید

مزایای استفاده از جوشکاری توپودری

جوش‌کاری توپودری نسبت به دیگر فرآیندهای جوش‌کاری قوسی به دلیل داشتن بازدهی بالا در جوش‌کاری پیوسته و برخوداری از مزیت استفاده از پودر، دارای محبوبیت بیشتری است. در زیر به دیگر مزایای استفاده از جوشکاری توپودری می‌پردازیم.

• استفاده از فناوری جوشکاری توپودری برای جوشکاری‌های همه جهته بسیار گزینه مناسبی است.
• در طی عملیات این شیوه از جوشکاری معمولا از گازهای محافظ استفاده نمی‌شود.
• از بزرگترین مزیت‌های استفاده از جوشکاری توپودری، کاربرد آن در فضاهای بیرون از ساختمان و شرایطی جوی هوای ناآرام و باد شدید است.
• در پروژه‌هایی که سرعت انجام کار در آن‌ها مهم است، استفاده از FCAW انتخاب مناسبی است.
• در مقایسه با دیگر روش‌های جوشکاری مانند SMAW و GTAW نیازمند دانش و تخصص ماهرانه نیست.
• در جوشکاری توپودری نیازی به تمیزکاری‌ اولیه قطعه کارها نیست.
• به دلیل داشتن تجهیزات کمتر و سبک‌تر امکان حمل و جابه‌جایی آسان‌تر دستگاه جوش فراهم است.
• استفاده از این روش برای استیل‌هایی با آلیاژ کم امکان پذیر است.
• جوشکاری توپودری در آلیاژهایی با نیکل بالا به راحتی قابل انجام است.
• نیاز چندانی به فرآیند تعویض الکترود مانند دیگر جوشکاری‌های SMAW ندارد.
• سرعت رسوب در مقایسه با SMAW برای این فرآیند جوشکاری در همه وضعیت‌ها بالاتر است.
• در جوشکاری توپودری شدت نفوذ جوش نسبت به فرآیند جوش‌کاری قوسی با الکترود دستی عمیق‌تر است.
• جوشکاری توپودری حساسیت کمتری به آلودگی و زنگ زدن، نسبت به فرآیند جوش‌کاری قوسی با حفاظت گاز (حفاظت گاز با الکترود مصرفی) دارد.

معایب استفاده از جوشکاری توپودری

مانند هر روش جوشکاری دیگر جوشکاری توپودری نیز دارای معایب و محدودیت‌هایی در فرآیند خود است. در زیر به چند مورد از معایب و محدودیت‌های استفاده از این روش در جوشکاری می‌پردازیم.

• رخدادهایی مانند اتصال ناقص مواد، شکستگی جوش و… از جمله مواردی است که می‌تواند در اکثر روش‌های جوشکاری اتفاق افتد. اگرچه احتمال آن در جوشکاری توپودری بسیار کم است.
• به هنگام استفاده از روش جوشکاری با گاز محافظ به دلیل وجود گازهای آلاینده‌ سمی، نیاز به داشتن یک تهویه هوا مناسب بسیار ضروری است.
• تامین تجهیزات مورد استفاده در جوشکاری توپودری در مقایسه با دیگر جوشکاری‌ها مانند SMAW بسیار هزینه بر است.
• در هنگام توقف در جوشکاری به منظور تمیز کردن آن و ادامه دادن به فرآیند جوش، ممکن است مشکلاتی از قبیل ایجاد سرباره جوش در هنگام جوشکاری رخ دهد.
• مواد فیلر مورد استفاده در جوشکاری توپودری نسبت به جوشکاری GMAW گران‌تر است.
• تعویض مواد فیلر در عملیات جوشکاری توپودری دشوارتر از جوشکاری‌های دیگری مثل SMAW و GTAW است.
• زمان صرف شده برای تعویض فیلر دستگاه جوشکاری توپودری بسیار طولانی است و سبب کند شدن روند انجام جوشکاری می‌شود.

درباره ورق استیل بیشتر بدانید

استفاده از جوشکاری توپودری برای چه فلزاتی مناسب است؟

استفاده از جوشکاری توپودری FCAW در جوشکاری اکثر فولادهای کربنی، جوشکاری چدن ، جوشکاری فولاد زنگ نزن و جوشکاری فولاد آلیاژی انتخاب مناسبی است. اما دقت داشته باشید که استفاده از روش جوشکاری توپودری برای فلزات فعال و همچنین جوشکاری آلومینیوم مناسب نیست.

جمع بندی

این مقاله در جهت آشنایی هرچه بیشتر شما با جوشکاری توپودری گردآوری شده است. همانطور که دانستید یکی از روش‌های متداول در جوشکاری، جوشکاری توپودری است. چنانچه به اطلاعات بیشتری در این زمینه نیاز دارید می‌توانید سوالات خود را در قسمت نظرات در زیر همین مطلب مطرح نمایید.