جوشکاری زیر پودری چیست | کاربردها، مزایا، معایب و نکات مهم

اگر به دنبال یک روش جوشکاری هستید که هم سرعت بالایی داشته باشد، هم جرقه و دود نداشته باشد و هم اتصالی محکم و باکیفیت ایجاد کند، جوشکاری زیر پودری همان گزینه‌ای است که باید بشناسید. 

جوشکاری زیر پودری یکی از مهم‌ترین روش‌های جوشکاری قوسی در صنعت است که برای اتصال قطعات فلزی، به‌ویژه در پروژه‌های سنگین و بزرگ، استفاده می‌شود. این روش به دلیل سرعت بالا، کیفیت خوب و امکان اجرای اتوماتیک، در کارخانه‌ها، ساخت مخازن، کشتی‌سازی، لوله‌سازی و سازه‌های فلزی کاربرد فراوانی دارد. اگر بخواهیم خیلی ساده بگوییم، در این روش قوس الکتریکی زیر یک لایه پودر مخصوص تشکیل می‌شود و همین پودر از قوس و حوضچه مذاب محافظت می‌کند.

یکی از دلایل محبوبیت جوشکاری زیر پودری این است که نسبت به بسیاری از روش‌های دیگر، دود و پاشش کمتری دارد و جوش یکنواخت‌تری ایجاد می‌کند. البته این روش برای همه کارها مناسب نیست و بیشتر در پروژه‌هایی استفاده می‌شود که قطعات بزرگ، ضخیم و خط جوش‌های طولانی دارند.

شما میتوانید با خرید دستگاه جوش زیرپودری از نانوجوش اقدام به جوشکاری در کیفیت بالا با پوشش پودری کنید.

جوشکاری زیر پودری چیست؟

جوشکاری زیر پودری یا Submerged Arc Welding (SAW) یک روش جوشکاری ذوبی است که در آن قوس الکتریکی بین الکترود مصرفی و قطعه کار، زیر لایه‌ای از پودر فلاکس ایجاد می‌شود. این پودر مثل یک پوشش محافظ عمل می‌کند و اجازه نمی‌دهد اکسیژن و آلودگی‌های هوا روی کیفیت جوش اثر منفی بگذارند. به همین دلیل، قوس در این روش دیده نمی‌شود و همین موضوع باعث شده نام آن «زیر پودری» باشد.

در این فرایند، سیم جوش به‌صورت پیوسته وارد ناحیه جوش می‌شود و همراه با گرمای قوس، فلز پایه و فلز پرکننده ذوب شده و اتصال ایجاد می‌شود. پس از سرد شدن، جوش مستحکم و تمیزی به دست می‌آید. از نظر فنی، این روش را می‌توان هم به‌صورت نیمه‌خودکار و هم کاملاً خودکار انجام داد، اما در صنعت بیشتر حالت خودکار آن رایج است چون سرعت و دقت بالاتری دارد.

نکته

• در جوشکاری زیر پودری، قوس دیده نمی‌شود.
• فلاکس نقش محافظ و گاهی نقش بهبوددهنده ترکیب شیمیایی جوش را دارد.
• این روش برای ورق‌های ضخیم و جوش‌های طولانی بسیار مناسب است.

اجزای اصلی دستگاه جوشکاری زیر پودری

برای درک بهتر جوشکاری زیر پودری باید اجزای اصلی آن را بشناسیم. مهم‌ترین بخش این سیستم، منبع تغذیه برق است که جریان لازم را فراهم می‌کند. این منبع معمولاً از نوع ترانسفورماتور یا رکتیفایر است. بخش دوم، سیم الکترود مصرفی است که به‌صورت مداوم از قرقره به سمت محل جوش تغذیه می‌شود. بخش سوم نیز پودر فلاکس است که روی محل جوش ریخته می‌شود و قوس را می‌پوشاند.

علاوه بر این‌ها، تجهیزات جوشکاری برای هدایت سیم، نازل یا لوله تماس، سیستم جمع‌آوری فلاکس مصرف‌نشده و گاهی مکانیزم حرکت خودکار هم وجود دارد. ترکیب این اجزا باعث می‌شود فرایند جوشکاری با سرعت بالا و دخالت انسانی کمتر انجام شود. هرچه تنظیمات دستگاه دقیق‌تر باشد، کیفیت جوش نهایی هم بهتر خواهد بود.

نحوه عملکرد جوشکاری زیر پودری

در جوشکاری زیر پودری ابتدا لایه‌ای از پودر فلاکس روی خط اتصال ریخته می‌شود. سپس سیم الکترود به سمت محل جوش حرکت می‌کند و قوس الکتریکی زیر این پودر تشکیل می‌شود. حرارت حاصل از قوس، هم فلز پایه و هم سیم جوش را ذوب می‌کند و یک حوضچه مذاب می‌سازد. این حوضچه بعد از سرد شدن، تبدیل به اتصال جوش می‌شود.

نکته مهم اینجاست که خود فلاکس نیز در اثر حرارت بخشی ذوب می‌شود و یک لایه محافظ ایجاد می‌کند. این لایه مانع ورود اکسیژن، نیتروژن و دیگر آلودگی‌ها به جوش می‌شود. همین موضوع باعث می‌شود کیفیت جوش بالا برود و ظاهر آن نیز تمیزتر باشد. همچنین مقداری از فلاکس بعد از جوشکاری قابل بازیافت و استفاده دوباره است که از نظر اقتصادی بسیار به‌صرفه است.

فرض کنید می‌خواهید دو ورق ضخیم فولادی را به هم وصل کنید. در روش معمولی ممکن است پاشش زیاد، دود و نیاز به چندین پاس جوش داشته باشید. اما در جوشکاری زیر پودری، دستگاه با سرعت زیاد و قوس پنهان زیر فلاکس، اتصال یکنواخت‌تری ایجاد می‌کند.

مزایای جوشکاری زیر پودری

یکی از مهم‌ترین دلایل استفاده گسترده از جوشکاری زیر پودری، مزایای زیاد آن است. مهم‌ترین مزیت این روش، کیفیت بالای جوش و سرعت زیاد در اجرای عملیات است. چون قوس زیر پودر محافظت می‌شود، جوش از آلودگی‌های محیطی در امان می‌ماند و نتیجه نهایی معمولاً تمیز، یکنواخت و مقاوم است. این ویژگی برای صنایع حساس بسیار ارزشمند است.

مزیت دیگر این روش، مناسب بودن برای اتوماسیون است. یعنی می‌توان دستگاه را طوری تنظیم کرد که با دخالت کم انسان، جوشکاری را انجام دهد. این موضوع باعث کاهش خطای انسانی و افزایش بهره‌وری می‌شود. همچنین چون پودر اضافه جمع‌آوری و دوباره استفاده می‌شود، هزینه‌ها تا حدی کاهش پیدا می‌کند. از طرفی، میزان دود و پاشش در این روش نسبت به برخی روش‌های دیگر کمتر است. ما در مقاله ای جداگانه درباره مزایای جوش آرگون هم صحبت کردیم در صورتی که تمایل داشته باشید میتوانید با خواندن آن اطلاعات جالبی کسب کنید.

لیست مزایا

• سرعت بالا در اجرای جوش
• کیفیت و یکنواختی مناسب
• محافظت خوب از حوضچه مذاب
• امکان خودکارسازی
• دود و پاشش کمتر
• صرفه‌جویی در مصرف فلاکس
• مناسب برای جوش‌های طولانی و قطعات ضخیم

هشدار

اگر تنظیمات دستگاه درست نباشد، همین روش عالی هم می‌تواند جوشی ضعیف یا نامناسب ایجاد کند. پس تنظیم جریان، سرعت حرکت و مقدار فلاکس بسیار مهم است.

محدودیت‌ها و معایب جوشکاری زیر پودری

با وجود مزایای فراوان، جوشکاری زیر پودری برای همه شرایط مناسب نیست. یکی از محدودیت‌های مهم این روش این است که فقط در وضعیت‌های خاص، به‌ویژه حالت تخت یا افقی، بهترین عملکرد را دارد. به همین دلیل، برای جوشکاری در موقعیت‌های دشوار مثل بالاسر یا عمودی، انتخاب ایده‌آلی نیست. این موضوع استفاده از آن را در برخی پروژه‌ها محدود می‌کند.

از طرف دیگر، تجهیزات این روش نسبتاً بزرگ و گران هستند. بنابراین برای کارگاه‌های کوچک یا پروژه‌های سبک، ممکن است از نظر اقتصادی به‌صرفه نباشد. همچنین این روش بیشتر برای قطعات ضخیم و جوش‌های بلند کاربرد دارد و برای ورق‌های بسیار نازک همیشه انتخاب خوبی نیست. در نتیجه، پیش از انتخاب این روش باید نوع پروژه، ضخامت قطعه و شرایط اجرایی را بررسی کرد. اگر قصد تهیه دستگاه جوش زیرپودری یا دریافت مشاوره برای خرید دستگاه جوش مناسب را دارید، همکاران ما در نمایندگی گام الکتریک در بناب آماده پاسخگویی به سوالات شما هستند.

نکات مهم

• برای قطعات نازک همیشه بهترین گزینه نیست.
• نیاز به دستگاه و تجهیزات تخصصی دارد.
• اجرای آن در همه وضعیت‌های جوشکاری ممکن نیست.
• برای کارگاه‌های کوچک ممکن است هزینه‌بر باشد.

کاربردهای جوشکاری زیر پودری در صنعت

جوشکاری زیر پودری در صنایع سنگین و پروژه‌های بزرگ بسیار پرکاربرد است. یکی از اصلی‌ترین حوزه‌های استفاده از آن، ساخت مخازن تحت فشار و مخازن ذخیره‌سازی است. همچنین در کشتی‌سازی، تولید لوله‌های قطور، سازه‌های فلزی سنگین و خطوط انتقال نیز از این روش زیاد استفاده می‌شود. دلیل این موضوع، استحکام بالا و سرعت مناسب آن است.

در صنایعی که به جوش‌های طولانی و یکدست نیاز دارند، SAW یک انتخاب ایده‌آل است. برای مثال، در ساخت تیرهای سنگین فلزی یا لوله‌های بزرگ، استفاده از این روش باعث می‌شود کیفیت و سرعت تولید بالا برود. به همین دلیل، بسیاری از کارخانه‌ها آن را به‌عنوان یکی از روش‌های اصلی جوشکاری خود انتخاب می‌کنند.

لیست کاربردها

• ساخت مخازن بزرگ
• کشتی‌سازی
• ساخت لوله‌های ضخیم
• سازه‌های فلزی سنگین
• تجهیزات صنعتی
• مخازن تحت فشار
• تولید قطعات طولانی و ضخیم

مقایسه جوشکاری زیر پودری با روش‌های دیگر

در جدول زیر به صورت کامل از جهات مختلف به مقایسه جوشکاری زیر پودری با روش های دیگر از جمله الکترود دستی، جوشکاری میگ و مگ پرداختیم:

نکات مهم در اجرای جوشکاری زیر پودری

برای اینکه جوشکاری زیر پودری نتیجه خوبی بدهد، باید چند نکته مهم را رعایت کرد. اول اینکه سطح قطعه باید تا حد امکان تمیز باشد و آلودگی، زنگ‌زدگی و چربی روی آن وجود نداشته باشد. هرچند فلاکس از جوش محافظت می‌کند، اما آلودگی زیاد می‌تواند کیفیت نهایی را کاهش دهد. دوم اینکه انتخاب نوع فلاکس و سیم جوش بسیار مهم است و باید با جنس قطعه سازگار باشد.

همچنین تنظیم جریان جوشکاری، سرعت حرکت و مقدار فلاکس باید دقیق باشد. اگر جریان خیلی کم باشد، نفوذ جوش کاهش می‌یابد و اگر بیش از حد زیاد باشد، احتمال سوختگی یا عیوب جوش بالا می‌رود. سرعت حرکت هم نباید خیلی کم یا زیاد باشد، چون هر دو حالت می‌توانند روی ظاهر و استحکام جوش اثر منفی بگذارند.

نکات کاربردی

• سطح کار را تمیز کنید.
• فلاکس مناسب انتخاب کنید.
• جریان و سرعت را درست تنظیم کنید.
• از تجهیزات سالم و استاندارد استفاده کنید.
• قبل از اجرای اصلی، تست اولیه انجام دهید.

عیوب رایج در جوشکاری زیر پودری

با اینکه جوشکاری زیر پودری کیفیت بالایی دارد، اما اگر اصول کار رعایت نشود، ممکن است عیوبی در جوش دیده شود. یکی از مشکلات رایج، نفوذ ناقص است؛ یعنی جوش به عمق کافی وارد قطعه نمی‌شود. این مشکل معمولاً به دلیل تنظیم نادرست جریان یا سرعت زیاد حرکت رخ می‌دهد. مشکل دیگر، تخلخل است که بر اثر آلودگی، رطوبت یا انتخاب نادرست فلاکس ایجاد می‌شود.

گاهی هم ممکن است باقی‌ماندن سرباره یا شکل نامناسب سطح جوش دیده شود. این عیوب نه‌تنها ظاهر کار را خراب می‌کنند، بلکه می‌توانند استحکام اتصال را هم کاهش دهند. بنابراین کنترل کیفی بعد از جوشکاری اهمیت زیادی دارد. در پروژه‌های حساس، انجام بازرسی چشمی و در صورت نیاز تست‌های غیرمخرب توصیه می‌شود.

هشدار: عیوب جوش اگر در زمان مناسب شناسایی نشوند، ممکن است در آینده باعث ترک، شکست یا هزینه‌های سنگین تعمیر شوند.

جمع‌بندی

جوشکاری زیر پودری یکی از مهم‌ترین روش‌های جوشکاری صنعتی است که به دلیل سرعت بالا، کیفیت خوب و قابلیت اتوماسیون، جایگاه ویژه‌ای در صنایع سنگین دارد. این روش با استفاده از قوس الکتریکی زیر لایه‌ای از پودر فلاکس انجام می‌شود و به همین دلیل قوس آن دیده نمی‌شود. از آن بیشتر برای جوش‌های طولانی، ورق‌های ضخیم و پروژه‌های صنعتی بزرگ استفاده می‌شود.

اگر بخواهیم ساده بگوییم، SAW روشی است که در آن دقت، سرعت و کیفیت در کنار هم قرار گرفته‌اند. البته این روش محدودیت‌هایی هم دارد و برای هر نوع پروژه‌ای مناسب نیست. بنابراین انتخاب آن باید بر اساس نوع کار، ضخامت قطعه و شرایط اجرایی انجام شود. اگر این اصول رعایت شود، جوشکاری زیر پودری می‌تواند یکی از بهترین گزینه‌ها برای تولید جوش‌های مقاوم و تمیز باشد. امیدواریم که با خواندن این مقاله اطلاعات جامعی کسب کرده باشید.

ما در نانوجوش ضمن فروش انواع اینورتر جوشکاری به ارائه مطالب کاربردی در زمینه جوشکاری و لوازم آن می پردازیم. مثلا با خواندن محتوای جوشکاری co2 میتوانید اطلاعات مفیدی نسبت به این نوع جوشکاری پیدا کنید. در صورت داشتن هر سوال پیرامون صنعت جوشکاری در بخش پایین برایمان کامنت کنید. کارشناسان ما در اسرع وقت پاسخگوی شما عزیزان خواهند بود.

سوالات متداول