نکاتی مهم در مورد جوشکاری الکتروفیوژن

متن ارائه شده ذيل در ارتباط با مبحث جوشکاري الکتروفيوژن ميباشد که با تکيه بر مشکلات حادث در کارگاههاي مختلف و بحث و بررسي پيرامون آنها با کارشناسان داخلي و خارجي نوشته شده است. بنابراين اکيداً توصيه ميشود نتايج و مباني ارائه شده به طور جدي به کار گرفته شود تا قادر باشيم حتي المقدر از هر گونه خلل و نقائص بعدي پيشگيريي کرده باشيم.
بر اساس شواهد موجود و نمونه‌هاي ارسالي به آزمايشگاه ري و مشکلات عنوان شده از طرف مناطق در تعداد قابل توجهي از جوشهاي الکتروفيوژن مواد مذاب به صورت غيرطبيعي از نشانگرهاي جوين (WELD INDICATOR) خارج شده و موجب بروز نگراني راجع به کيفيت جوش گرديده است. خروج غيرطبيعي مواد مذاب غالباً به صور ذيل بوده است:
- از هر دو نشانگر جوش مواد مذاب با حجم زياد بيشتر از حالت معمول خارج شده‌اند.
- از يکي از نشانگرهاي جوش مواد مذاب با حجم زياد و بيشتر از حالت معمول خارج شده و از نشانگر جوش ديگر مواد مذاب کمتر از حالت طبيعي خارج شده، يا اصلاً خارج نشود.
- از هر دو نشانگر جوش در حد تقريباً طبيعي مواد مذاب خارج شده‌اند وي با هم متفاوت بوده کاملا متقارن نباشند.
در پي بررسي ، تجزيه و تحليل موارد فوق نتايج ذيل حاصل گرديده که قابل عنايت و لازم الاجرا است:
الف- انجام عمليات جوشکاري الکتروفيوژن مستلزم رعايت دقيق شرايط آب و هوا و به خصوص دماي محيط ميباشد و آگاهي از اين نکته حائز اهميت است که بويژه دماي بالاي محيط ميتواند اثرات تخريبي در کيفيت جوش الکتروفيوژن ايجاد نمايد چرا که اصولاً در اين نوع جوشکاري. از طريق انرژي الکتريکي ايجاد شده در سيم پيچ حرارتي، مقدار گرماي لازم براي ذوب سطوح مورد جوشکاري بوجود مي‌آيد و معمولاً مقدار انرژي الکتريکي محاسبه شده مبتني بر يک دماي متعادل و معمولي محيط ميباشد و طبعاً در صورتيکه دماي محيط و به تبع آن دماي قطعات مورد جوشکاري بيش از حد معمول باشد مقدار انرژي محاسبه شدة قبلي بيشتر از نياز مي‌باشد و قادر به ذوب مقدار جرم بيشتري از پلي اتيلن بوده و نهايتاً مواد مذاب بيشتري از نشانگرهاي جوش خارج خواهد شد. بنابراين لازم است در شرايطي که دماي محيط بالا بوده و هوا بيش از حد گرم ميباشد انرژي الکتريکي اوليه را کاهش داده و به ميزان صحيحي تعديل شود. چون انرژي الکتريکي مربوطه تابع قانون ژول مي‌باشد و از سه کميت زمان (t) و جريان (I) و مقاومت (R) فقط کميت زمان (t) در اختيار جوشکار ميباشد و کميتهاي جريان (I) و مقاومت (R) از پيش تعيين شده است و مربوط به دستگاه جوشکاري و نوع اتصال است، و مشخصاً ميزان کاهش زمان t متأثر از دماي محيط ميباشد.
طبق نظر شرکت WAVIN محدودة قابل قبول دماي محيط براي جوشکاري الکتروفيوژن از تا است.
البته اين محدوده در ارتباط با اتصالات ساخته شده توسط همين شرکت مطرح است لذا در مواقعي که جوشکاري الکتروفيوژن با استفاده از توليدات اين شرکت صورت مي‌پذيرد محدودة دمايي مزبور کاملاً قابل رعايت است. شرکت نامبرده اعتقاد دارد در صورتيکه دماي محيط متجاوز از بشود لازم است به ازاي هر درجه سانتيگراد افزايش دما، نيم درصد زمان جوشکاري (FUSION TIME) کاهش يابد يا به عبارت ديگر به ازاي هر ?? درجه سانتيگراد افزايش دماي محيط نسبت به حد تعيين شده، ? درصد (?%) زمان جوشکاري (FUSION TIME) کم شود. به عنوان مثال در صورتيکه مدت زمان جوشکاري در يک اتصال (FUSION TIME) در حد زمان ??? S ذکر شده باشد و دماي محيط باشد بر اساس محاسبه ذيل زمان جوشکاري ده درصد تقليل مي يابد و نتيجتاً ?? S خواهد شد.
افزايش دماي محيط نسبت به حد قابل قبول
تقليل زمان جوشکاري
درصد زمان جوشکاري
زمان جوشکاري جديد
البته فرمول فوق اختصاصاً مربوط به اتصالات شرکت WAVIN ميباشد اما به صورت تقريبي در ساير اتصالات الکتروفيوژن نيز قابل استفاده است. لازم بذکر است اين رابطه در شرايط دماي سرد محيط (کمتر از ) قابل تعميم نيست و در چنين شرايطي بايستي با استفاده از چادر مناسب سعي شود که دماي محيط و قطعات مورد جوشکاري در محدوده قابل قبول دمايي قرار نگيرد. در همين ارتباط لازم بذکر است که اصولاً جوشکاري الکتروفيوژن بايستي در شرايط آب و هوايي نامناسب همچون باران، برف، طوفان، بادهاي تند و غبار با استفاده از چادر مناسب صورت گيرد.
ب- يکي ديگر از عوامل خروج مواد مذاب بطور غيرطبيعي از نشانگرهاي جوش، موضوع فاصلة موجود بين لوله و اتصال الکتروفيوژن است (در زمانيکه لوله در داخل اتصال فرورفته است). در بعضي از موارد قطر خارجي لوله بيشتر از حد معمول است و حتي پس از تراشيدن (به منظور برطرف کردن لاية‌ اکسيد) به خوي در داخل اتصال فرو نمي رود و پس از فرو رفتن در درون اتصال فاصلة بسيار کمي (کمتر از حد معمول) بين خود و اتصال فرو نمي رود و پس از فرو رفتن در درون اتصال فاصلة بسيار کمي (کمتر از حد معمول) بين خود و اتصال باقي مي گذارد که قهراً در چنين شرايطي و در حين جوشکاري چون فضاي کمتري بين لوله و اتصال وجود دارد مواد مذاب بيشتر از حد معمول از نشانگرهاي جوش بيرون مي زند. براي رفع اين مسئله لازم است قطر خارجي لوله را با تراشيدن بيشتر،؟ به حد مناسب برسانيم بطوريکه لوله بدون مشکل وارد اتصال شود. البته دقت لازم بايستي اعمال شود که تراشيدن بيشتر از حد معمول عمل نشود چون در اين صورت اولاً لوله در درون اتصال لق مي‌زند و ثانياً فاصله زياد بين لوله و اتصال نيز غير منطقي و نامناسب است و احتمالاً منجر به بيرون زدن مقدار کم مواد مذاب يا اصلاً برون نزدن مواد مذاب از نشانگرهاي جوش ميشود. بهر حال ملاک عملي در اين موضوع اين نکته ميباشد که لوله بدون مشکل وارد اتصال شود و ضمناً در درون اتصال لق نزند.
ج- گاهي اوقات لوله در اثر اينکه تحت تأثير تابش نور مستقيم و يا گرما قرار گيرد دچار انبساط محيطي مي‌شود و طبعاً با توجه به ضريب انبساط حرارتي بالاي پلي اتيلن قطر خارجي آن بيشتر از حد معمول خواهد شد. در چنين مواردي نيز احتمالاً مشکل اشاره شده در بند (ب) بوجود خواهد آمد و لوله به سختي در درون اتصال وارد مي شود و به همين سبب پيشنهاد مي‌شود پس از برگشت لوله به دماي عادي و نتيجتاً انقباض محيطي لوله، عمل جوشکاري انجام شود.
د- در بعضي از مواقع لوله به صورت غيريکنواخت و نامناسب در درون اتصال داخل مي‌شود. بطوريکه بخشي از سيم پيچ درون اتصال را تحت فشار قرار مي‌دهد. تحت فشار قرار گرفتن سيم پيچ تا زمانيکه انرژي حرارتي اعمال نشده است مشکلي را ايجاد نميکند اما پس از اعمال حرارت و ذوب مطرح جوشکاري، به چسبيدن تعدادي از حلقه هاي سيم پيچ به يکديگر خواهد شد چرا که پلي اتيلن اطراف پيچ پس از ذوب قادر به نگهداري و حفظ سيم پيچ نمي‌باشد و به مجرد ذوب شدن محيط اطراف سيم پيچ، حلقه هاي آن در صورتيکه تحت فشار باشند متراکم شده و بهم مي‌چسبند و اين موضوع در کيفيت جوشکاري اثر منفي و مخرب دارد.
عارضه ظاهري در اين وضع بدين ترتيب است که مواد مذاب بيشتر از حد معمول در يکي از نشانگرهاي جوش بيرون مي‌زند و در نشانگر جوش ديگر مواد مذاب کمتر از حد معمول خارج ميشود علت را بدين ترتيب مي‌توان توجيه نمود که اصولاً سيم پيچ در حالت طبيعي داراي مقاومت مشخصي ميباشند. حال فرض مي کنيم در اثر تنش نامناسب از طرف لوله، تعداد قابل توجهي از حلقه‌هاي سيم پيچي در حين جوشکاري بهم چسبند. به تبع اين موضع مقاومت کل سيم پيچ کم خواهد شد و چون ولتاژ اعمال شده به سيم پيچ از طريق دستگاه جوشکاري ثابت است بنابراين جريان موجود در سيم پيچ به همان نسبت زياد ميشود و به دنبال آن به لحاظ توان دوم جريان انرژي حرارتي ايجاد شده نيز بطور قابل ملاحظه‌ افزايش خواهد يافت. ضمن اينکه اين مقدار انرژي حرارتي افزايش يافته در بخشي از اتصال که داراي سيم پيچ طبيعي و غير چسبيده است خود را نشان مي دهد و در آن قسمت از اتصال که داراي سيم پيچ بهم چسبيده‌اند بدليل عبور جريان از يک مسير مستقيم و کوتاه (ناشي از تماس حلقه‌هاي سيم پيچ) اثري ندارد و احتمالاً حرارتي توليد نمي‌کند. لذا مي‌توانيم اين نتيجة کلي را بيان کنيم که معمولاً در چنين شرايطي اولاً انرژي حرارتي کلي بيشتر ميشود و ثانياً کل انرژي حرارتي بيشتر شده فقط در بخش سالم سيم پيچ خلاصه ميشود و از اينرو در همان قسمت مواد مذاب بيشتر از نشانگر جوش تراوش کرده و در بخش متراکم و چسبيدة سيم پيچ مواد مذاب کمتر و يا اصلاً تراوش نمي نمايد.
البته اين حالت را مي توان به سادگي تشخيص داد و روش تشخيص به اين صورت است که با اهم متر مقاومت سيم پيچ درون اتصال را پس از جوشکاري اندازه‌گيري مي‌گيريم و با مقاومت سيم پيچ درون يک اتصال سالم مقايسه مي‌کنيم. در صورتيکه مقاومت سيم پيچ درون اتصال جوش شده کمتر از سيم پيچ اتصال سالم باشد تشخيص صحيح مي‌باشد . لازم بذکر است اگر اختلاف در مقاومت اندازه‌گرفته شده در حدود %? باشد قابل اغماض است و در صورتيکه اختلاف بيشتر از %? باشد قابل ملاحظه و توجه است.
به منظور پيشگيري از چنين مواردي و بدليل رعايت اصول اوليه و زيربناي در جوشکاري الکتروفيوژن استفاده از گيره‌هاي مخصوص جوشکاري (CLAMPS) مؤکداً توصيه ميشود و قابل توجه است که نه تنها گيره‌هاي مخصوص جوشکاري ممانعت از بروز چنين مشکلاتي مينمايد و به لوله کمک ميکند که به طور مناسب و بدون اعمال تنش‌هاي نامناسب وارد اتصال گردد بلکه در خاصيت بارز ديگر به شرح ذيل نيز به همراه دارد:
?- کاربرد گيره‌هاي مناسب در حين جوشکاري الکترويوژن همشرازي اجزاء جوش را تضمين مينمايد و آنها را در يک راستا حفظ ميکند و بنابراين بدليل ايجاد توازن، از بوجود آوردن تنش‌هاي ناشي از انقباض و انبساط در حين جوشکاري و سرد شدن جلوگيري بعمل مي‌آورد.
?- استفاده از گيره‌هاي مخصوص موجب مي شود اجزاء جوش در طول مدت جوشکاري و سرد شدن کاملاً ثابت و بي حرکت بمانند و بدين لحاظ فرصت کافي به مواد مذاب داده ميشود تا در جايگاه خود مجدداً سخت و سفت شوند.
با توجه به حساسيت کاربرد گيره‌هاي مخصوص جوشکاري به وضوح روشن است که اقدام به جوشکاري الکتروفيوژن در هر ساير بدون استفاده از گيره کاملاً مردود و غيراصولي است و بکار گرفتن اين وسيله از واجبات محرز و محترم است. متأسفانه در بعضي از موارد ديده شده است که جوشکاري بدون استفاده از گيره صورت گرفته است و جوشکار متصور است که چون ظاهراً نقص و عيبي ملاحظه نمي‌شود پس جوش عاري از اشکال است لکن چنين تصورات خام، هميشه تبعات سوء و فجايع بزرگي در پي داشته است.
هـ - يکي از نکات مهم در جوشکاري الکتروفيوژن رعايت زمان سد شدن (COOLING TIME) مي باشد و عدم رعايت اين مهم، يقيناً کيفيت جوش را تحت الشعاع قرار داده و مخدوش مينمايند. معمولاً مدت زمان سرد شدن (COOLING TIME) متناسب با نوع تنش و نيروي وارده به محل جوشکاري است و نمي‌توان در تمام موارد (انواع تنش‌ها و نيروها) صرفاً به يک زمان ثابت (COOLING TIME) اکتفاء نمود بلکه حسب نوع و مقدار تنش و نيروي وارده ، زمان سرد شدن را مي توان تعيين کرد.
همواره روي اتصالات الکتروفيوژن همانطوريکه مدت زمان جوشکاري ذکر ميشود مدت زمان سرد شدن نيز (COOLING TIME) معين ميشود و اين مدت ذکر شده وي اتصال فقط براي به آرامي بيرون درآوردن اجزاء جوش از گيره (CLAMP) معين مي‌شود و اين مدت ذکر شده روي اتصال فقط براي به آرامي بيرون درآوردن اجزاء جوش از گيره (CLAMP) کافي است و در صورتي که قرار باشد از گيره بيرون درآورده شود و جابجا و منتقل شود و تحت تنش هاي ديگر قرار بگيرد لزوماً طول مدت سرد شدن تا قبل از جابحائي، حمل و نقل و اعمال نيروهاي وارده بايستي افزايش بيابد. 

خدمات و محصولات صنعتی

 الکتروپمپ