فهرست مطالب
- جوشکاری زیرپودری چیست؟
- تجهیزات و اجزای سیستم SAW
- مصرفی‌ها: انواع فلاکس و سیم (AWS/EN)
- انتخاب فلاکس: باندد/فیوزد/آگلومره، بیسیک/نوتـرال/اکتیو و Basicity Index
- پارامترهای کلیدی، قطبیت، Electrode Extension و محاسبات Heat Input (+ مثال)
- پیکربندی‌های چندسیمی، LSO و بهره‌وری/نرخ رسوب
- اتصالات، موقعیت‌ها و Narrow-Gap SAW
- کیفیت، عیوب متداول و بازرسی (UT/RT/PAUT)
- کاربردها و صنایع (LSAW/SSAW، مخازن، کشتی‌سازی، سازه)
- ایمنی، بهداشت و محیط‌زیست (فلاکس و سیلیس، بازیافت سرباره/فلاکس)
- استانداردها و WPS/PQR برای SAW
- راهنمای سریع انتخاب سیم–فلاکس برای فولادهای کربنی/کم‌آلیاژ
- نمونه ساختار WPS (قابل بومی‌سازی)
- سؤالات پرتکرار (FAQ + اسکیما)
1) جوشکاری زیرپودری (SAW) چیست؟
SAW یک فرایند قوسی با سیم پیوسته است که در آن قوس و حوضچهٔ مذاب کاملًا زیر لایه‌ای از فلاکس دانه‌ای قرار می‌گیرند؛ فلاکس هنگام ذوب رسانا شده و مسیر جریان را فراهم می‌کند و همزمان از آلودگی جوی جلوگیری می‌کند. نتیجه: رسوب بسیار بالا، کیفیت پایدار، و ایمنی بصری بهتر به‌علت پوشیدگی قوس.
2) تجهیزات و اجزای سیستم
- منبع تغذیه با Duty Cycle بالا (اکثراً 100%)، DC یا AC، ثابت‌جریان یا ثابت‌ولتاژ.
- هد جوش/تورچ، فیدر سیم، مخزن و بازیافت فلاکس، تراکتور/واگن حرکت، و در صورت نیاز سیستم‌های دنبال‌کننده خط درز.
3) مصرفی‌ها: سیم و فلاکس (AWS/EN)
- سیم‌های کربنی (AWS A5.17): پرمصرف‌ترین‌ها EM12K، EH14، EL8 هستند.
- سیم‌های کم‌آلیاژی (AWS A5.23): خانوادهٔ EA2 (S2Mo) برای فولادهای 16Mo3 و مشابه.
- فلاکس‌ها (EN ISO 14174 / AWS A5.17/A5.23): دسته‌بندی بر اساس رفتار متالورژیکی و خاصیت بیسیکی/اکتیوی.
4) انتخاب فلاکس: نوع ساخت و بیسیکیتی
- فلاکس باندد، آگلومره، فیوزد: تأثیر بر چقرمگی، تمیزی مذاب، کندن سرباره و قابلیت چندپاس.
- Basicity Index (BI): شاخص بیسیکیتی برای پیش‌بینی اکسیژن/چقرمگیِ فلز جوش.
5) پارامترها، قطبیت، Stick-Out و محاسبات Heat Input
رِنج‌های معمول: جریان ۳۰۰ تا >۱۰۰۰ A، ولتاژ ۲۶–۴۰ V، سرعت ۰.۳–۲ m/min.
قطبیت:
- DCEP: نفوذ عمیق‌تر؛
- DCEN: نرخ ذوب بالاتر.
Electrode Extension (Stick-Out): افزایش فاصلهٔ نوک تماس تا قوس باعث افزایش نرخ رسوب می‌شود ولی نفوذ را کاهش می‌دهد.
محاسبهٔ Heat Input (kJ/mm): HI=η×V×I×601000×SHI=\eta \times \frac{V\times I \times 60}{1000 \times S}HI=η×1000×SV×I×60
نمونهٔ محاسبه: ۳۰ V، ۸۰۰ A، سرعت ۵۰۰ mm/min، η=0.9\eta=0.9η=0.9:
HI ≈ 2.59 kJ/mm.
6) چندسیمی، Tandem و بهره‌وری
- Twin-Wire SAW: افزایش نرخ رسوب ~۲۰–۳۰٪ نسبت به تک‌سیم.
- Tandem/Multi-Arc: چند قوسِ پشت‌سرهم برای تولید بالا در درزهای طولانی.
- Long Stick-Out (LSO): پیش‌گرمایش سیم و جهش نرخ رسوب بدون افزایش Heat Input.
7) اتصالات، موقعیت‌ها و Narrow-Gap
SAW عمدتاً برای وضعیت تخت و فیلت افقی مناسب است؛ برای ضخامت‌های زیاد می‌توان از Narrow-Gap SAW استفاده کرد.
8) کیفیت، عیوب و بازرسی
عیوب متداول:
- عدم ذوب کامل (Lack of Fusion)
- سرباره محبوس (Slag Inclusion)
- ترک هیدروژنی
NDT: معمولاً UT و RT برای کنترل کیفیت استفاده می‌شود.
9) کاربردها و صنایع
- لوله‌سازی (LSAW و SSAW)
- مخازن تحت فشار
- کشتی‌سازی، پل‌ها و سازه‌ها
- کلَدینگ نواری (Strip Cladding)
10) ایمنی، بهداشت و محیط‌زیست
- کاهش تابش و دود قوس؛
- خطر گردوغبار سیلیسی فلاکس → نیاز به تهویه و ماسک مناسب؛
- خشک‌کردن و بازپخت فلاکس برای جلوگیری از ورود هیدروژن؛
- امکان بازیافت فلاکس و سرباره.
11) استانداردها و WPS/PQR برای SAW
- AWS D1.1/D1.1M (سازه‌های فولادی)
- ASME Section IX (تایید روش جوشکاری)
- API 5L (لوله‌ها)
- EN 1011-2 (راهنمای پیش‌گرم و کنترل هیدروژن)
12) راهنمای سریع انتخاب سیم–فلاکس
- چقرمگی بالا: سیم EM12K/EH14 + فلاکس بیسیک خنثی
- رسوب بالا/یک‌پاس: سیم EM12K + فلاکس فعال + تکنیک Twin/Tandem یا LSO
13) اسکلت نمونهٔ WPS
- فرایند: SAW (تک/دو‌قوس)
- سیم/فلاکس: کلاس و نام سازنده
- پارامترها: جریان، ولتاژ، سرعت، Stick-Out
- Heat Input هدف
- پیش‌گرم/بین‌پاس/PWHT
- نوع اتصال و موقعیت
- پاس‌ها و تمیزکاری سرباره
- NDT طبق کُد
14) پرسش‌های پرتکرار (FAQ)
SAW برای چه ضخامت‌هایی بهینه است؟
برای مقاطع متوسط تا ضخیم (بیشتر از ۸ میلی‌متر).
آیا SAW کم‌دودتر از SMAW است؟
بله، ولی گردوغبار فلاکس باید کنترل شود.
LSO چه زمانی توصیه می‌شود؟
برای افزایش نرخ رسوب بدون افزایش Heat Input.
چطور فلاکس مناسب را انتخاب کنم؟
بر اساس خواص مکانیکی هدف، تعداد پاس و سازگاری با سیم.
