نوشتن مدارک جوش و تهیه دستورالعمل جوشکاری

بسیاری از کاربردهای جوشکاری به مشخصات روش جوشکاری WPS نیاز دارند سندی که راهنمایی در مورد نحوه تکمیل جوش به طور صحیح و مکرر ارائه می دهد. وقتی به درستی نوشته شود، WPS کمک می کند تا حدس و گمان از تولید جوش های با کیفیت بالا در هر بار حذف شود. حتی زمانی که WPS برای یک کار مورد نیاز نیست، تکمیل آن می تواند مزایای قابل توجهی برای کیفیت جوش، صرفه جویی در زمان و کاهش دوباره کاری داشته باشد. نوشتن یک روش جوشکاری - به ویژه برای اولین بار - ممکن است دلهره آور به نظر برسد، اما لزومی ندارد. درباره مزایای استفاده از این اسناد و نکاتی برای نوشتن دستورالعمل جوشکاری بیشتر بدانید.

چه زمانی به دستورالعمل جوشکاری یا  WPS نیاز است؟

ممکن است به دلیل کد جوشکاری مورد استفاده برای کار، WPS لازم باشد. این به عنوان مثال برای جوشکاری سازه و نفت و گاز معمول است. برای برخی از تولیدکنندگان، WPS ممکن است درخواست یا نیاز مشتری باشد. حتی زمانی که اجباری نیست، داشتن WPS یک روش خوب برای کمک به اطمینان از عملکرد جوشکاری ثابت و بهینه‌سازی بهره‌ وری است. این سند پارامترها و فرآیندهایی را که باید برای ایجاد یک جوش با کیفیت برای طراحی و کاربرد مشترک خاص دنبال شود، تشریح می کند.

برای مجموعه های پیچیده با طرح های مختلف اتصالات و انواع جوش، ممکن است چندین روش مورد نیاز یا مفید باشد. اطلاعات دقیق اغلب شامل فرآیند جوشکاری، نوع و اندازه فلز پرکننده، توالی عبور جوش، دمای پیش گرم، سرعت تغذیه سیم، آمپر و ولتاژ است. هرچه دستورالعمل جوشکاری جزئیات بیشتری داشته باشد، بهتر است. همچنین به انتقال انتظارات کمک می کند. جوش های خوب را می توان با پارامترهای کم بهره وری یا پارامترهای با بهره وری بالا ایجاد کرد. برای به حداکثر رساندن مقرون به صرفه بودن عملیات جوشکاری، WPS می تواند پارامترهایی را مشخص کند که علاوه بر بهره وری بالا، کیفیت را نیز ارائه می دهد.
اگر یک شرکت، گردش مالی زیادی از جوشکار داشته باشد، جزئیات ذکر شده در دستورالعمل جوشکاری می تواند به کاهش زمان آموزش کمک کند و بدون توجه به سطح مهارت جوشکار، ثبات را به ارمغان بیاورد. سازگاری در جوشکاری منجر به مقرون به صرفه بودن می شود - هر چه جوش ها سریعتر تکمیل شوند و هرچه دوباره کار کمتری انجام شود، هزینه های بیشتری کاهش می یابد. هنگامی که یک کد جوشکاری شامل رویه‌های پیش ‌صلاحیت ‌شده‌ای است که دنبال می‌شوند، هیچ الزامی برای نوشتن دستورالعمل جوشکاری برای آن برنامه وجود ندارد. روش‌های از پیش صلاحیت‌شده روش‌ها و پارامترهای اثبات‌شده را برای کاربردهای جوشکاری خاص ترسیم می‌کنند تقریباً مانند یک الگو برای موفقیت. تنها در صورتی که جوشکار باید از محدوده‌های پیش‌ صلاحیت‌ شده منحرف شود، این روش نیاز به صلاحیت مجدد دارد.

تفاوت PQR و WQR با  دستور العمل جوشکاری WPSچیست؟

هر بار که یک WPS وجود دارد، یک صلاحیت  PQR نیز وجود خواهد داشت، مگر اینکه برنامه از رویه های از پیش واجد شرایط استفاده کند. این سند به اندازه WPS مهم است، زیرا از روش های جوشکاری با نتایج آزمایش پشتیبانی می کند. تجزیه و تحلیل شیمیایی و آزمایش مکانیکی نتایج اصلی آزمایش PQR هستند. تمام اطلاعات در دستورالعمل جوشکاری ترکیب آمپر و ولتاژ، توالی عبور، فلز پرکننده، مواد پایه و طرح‌های اتصال مورد استفاده برای تولید جوش - برای اطمینان از ایجاد خواص شیمیایی و مکانیکی لازم آزمایش می‌شوند. سپس این نتایج در PQR به تفصیل بیان می‌شوند، که مبنایی برای محدوده‌هایی است که برای هر متغیر در WPS ارائه می‌شود. به عبارت دیگر، دستورالعمل جوشکاری جزئیات چگونگی تولید یک جوش با کیفیت را نشان می دهد، در حالی که PQR آزمایشات و نتایج واقعی تکمیل جوش را با آن مشخصات نشان می دهد. سابقه صلاحیت جوشکار  WQR سند دیگری است که ممکن است همراه با WPS باشد یا نباشد. این سابقه نشان می دهد که یک جوشکار آزمایش کرده و صلاحیت انجام انواع خاصی از جوش را دارد. اغلب برای کدهای خاصی مانند AWS D1.1 Structural Welding Code – Steel مورد نیاز است. داشتن WQR نشانه این است که یک جوشکار می تواند مشخصات روش جوشکاری را برای تولید جوش با کیفیت بالا اعمال کند.

نحوه نوشتن یا دستورالعمل جوشکاری WPS

نوشتن یک WPS نیاز به تحقیق و آزمایش دارد تا اطمینان حاصل شود که جزئیات درج شده برای برنامه خاص مؤثر هستند. منابع در دسترس کمک وجود دارد. هنگام تهیه پیش نویس دستورالعمل جوشکاری، این سه نکته را در نظر بگیرید. تعیین انتظارات از جوشکاری که باید انجام شود. آیا خواص مکانیکی مهم ترین محرک است؟ به عنوان مثال، آیا چقرمگی در دمای پایین یک الزام است؟ اگر چنین است، ممکن است عاقلانه باشد که به جای طبقه بندی، نام تجاری فلز پرکننده را در روش جوشکاری مشخص کنید تا اطمینان حاصل شود که الزامات می توانند به طور مداوم برآورده شوند. اگر بهره وری یک محرک مهم است، سطح مهارت فروشگاه را در نظر بگیرید. تشریح کنترل بسیار دقیق متغیرهای جوشکاری برای تکرارپذیری عالی است، اما سطح دشواری برای اطمینان از انطباق را معرفی می کند. چند تکلیف انجام دهید. به توصیه های سازنده، مانند برگه های داده برای فلز پرکننده جوش مورد استفاده مراجعه کنید. اینها اغلب حداقل ها و حداکثرهای یک محدوده عملیاتی قابل قبول را نشان می دهند و می توانند برای ایجاد پارامترهای شروع خوب استفاده شوند. با این حال، تنها به محدوده های برگه داده تکیه نکنید، زیرا یک دستورالعمل جوشکاری مناسب نیاز به آزمایش تنظیمات دارد تا اطمینان حاصل شود که برای برنامه و شرایط خاص کار می کنند. با گواهی انطباق فلز پرکننده، که گاز و پارامترهای مورد استفاده، طراحی اتصالات و سایر عوامل را فهرست می‌کند، مشورت کنید. برای نوشتن یک دستورالعمل جوشکاری خوب، درک ماهیت فرآیند و جوش مورد نظر نیز مهم است. این شامل بررسی چهار موضوع است:

فرآیند در مقابل سرعت سفر

برخی از فرآیندها به دلیل نرخ رسوب بالاتر، سرعت سفر بالاتری را امکان پذیر می کنند - برای مثال یک سیم با هسته فلزی در مقایسه با سیم جامد یا یک سیم با هسته شار در مقایسه با یک الکترود چوبی. این ممکن است توالی عبور جوش را تغییر دهد و در نوشتن دستورالعمل جوشکاری تاثیر بگذارد.

طراحی مفصل در مقایسه با سرعت سفر

زمانی که یک دهانه ریشه محکم و با اریب کم وجود دارد، «سواری روی گودال» آسان است و به خوبی نفوذ نمی کند. اتصالات بسیار باریک به سرعت حرکت بالاتری نیاز دارند تا کیفیت جوش خوب تضمین شود. طراحی مفصل باریک نیز بر انتخاب قطر سیم تأثیر می گذارد. سیم ضخیم تر رسوب بالاتری ایجاد می کند اما ممکن است مفصل را خیلی سریع پر کند و از همجوشی مناسب جلوگیری کند.

موقعیت جوش در مقابل سرعت حرکت

معمولاً، اپراتور باید سرعت حرکت خوبی را هنگام ایجاد جوش عمودی به بالا یا بالای سر حفظ کند، زیرا سرعت بسیار پایین باعث چکه شدن فلز مذاب می شود. یک فلز پرکننده با رسوب بالا مانند سیم با هسته فلزی ممکن است برای جوشکاری عمودی به بالا بهترین کارایی نداشته باشد، زیرا فاقد سرباره است که حوضچه جوش را پشتیبانی می کند و برای حفظ یک حوضچه جوش مناسب نیاز به کاهش سرعت تغذیه سیم دارد. هنگام انتخاب فرآیندها، موقعیت جوش و سرعت سفر لازم را در نظر بگیرید.

نوع ماده در مقابل گرمای ورودی

 برخی مواد به کنترل بهتری بر گرمای ورودی نیاز دارند. به عنوان مثال، فولادهای کم آلیاژ با استحکام بالا اغلب نیاز به کنترل دقیق تری بر گرمای ورودی و دمای پیش گرمایش دارند. اگر حرارت ورودی خیلی زیاد یا کم باشد، می تواند بر کیفیت جوش (مثلاً: ترک ناشی از هیدروژن) یا خواص مکانیکی مانند استحکام کششی در ناحیه تحت اعمال حرارت تأثیر بگذارد.

نتیجه گیری

چند کار آزمایشگاهی انجام دهید اول، ارزیابی و اطمینان از عملکرد قابل قبول در انتهای بالایی و پایینی محدوده مشخص شده در روش جوشکاری مهم است. اگر عملکرد قابل قبول نیست، محدوده را کمی محدود کنید. در مرحله بعد، با پرسنل کف کار کنید تا بهترین تعادل بین بهره وری و متوسط ​​سطح مهارت جوشکار را تعیین کنید. این ممکن است نیاز به مطالعه زمانی داشته باشد. نگاهی به مقطع جوش نیز مهم است تا اطمینان حاصل شود که همجوشی خوب و پروفیل مهره ای خوب به دست آمده است. ممکن است یک اپراتور با نرخ رسوب بالا در حال جوشکاری باشد اما همجوشی ریشه خوب یا سطح مقطع کلی خوبی نداشته باشد. همجوشی ریشه مرزی ممکن است با تغییرات جزئی در پارامترهای جوشکاری به عدم همجوشی ریشه تبدیل شود. اطمینان حاصل کنید که دستورالعمل جوشکاری محدوده های قوی ارائه می دهد و جایی برای خطا باقی نمی گذارد.

نویسنده: مصطفی عینعلی، کارشناس دپارتمان مواد و متالورژی گروه آموزشی پارس پژوهان