خطرات جوشکاری -پایه سوم کارودانش هنرستان خوارزمی

خطرات جوشکاری

فهرست

1 – مقدمه

2 – خطرات بهداشتی جوشکاری

1 – 2 – گازها و فیوم ها

2 – 2 – اثرات سوء بهداشتی کوتاه مدت ( حاد )

3 – 2 – اثرات سوء بهداشتی طولانی مدت ( مزمن )

3 – سایر خطرات تهدید کننده سلامتی

1 – 3 – گرما

2 – 3 – نورمرئی ، اشعه های ماوراء بنفش و مادون قرمز

3 – 3 – سروصدا

4 – 3 – آسیبهای عضلانی – استخوانی

4 – خطرات ایمنی جوشکاری

1 – 4 – خطرات الکتریکی

2 – 4 – آتش سوزی و انفجار

3 – 4 – ماشین آلات خطرناک

4 – 4 – عبور ومرور و سقوط

5 – خطرات جوشکاری در محیط های بسته

6 – خطرات گازهای تحت فشار

7 – کاهش خطرات جوشکاری

1 – 7 – کنترلهای مهندسی و روندهای کاری ایمن

1 – 1-7- جایگزینی

2 – 1 – 7 – تهویه

3 – 1 – 7 – حفاظ گذاری

4 – 1 – 7 – اعمال ایمن

5 – 1 – 7- وسایل حفاظت فردی

1 – 5 – 1 – 7 – محافظت از چشم

2 – 5 – 1 – 7 – لباس حفاظتی

3 – 5 – 1 – 7- محافظت از گوش

4 – 5 – 1 – 7 – تجهیزات تنفسی

6– 1 – 7 – کنترل کیفیت هوا

7 – 1 – 7 – معاینات پزشکی

8 – 1 – 7 – آموزش

8 – قوانین و استانداردها

1 – 8 – حدود تماس شغلی

2 – 8 – برچسب ها و سایر اطلاعات

4 – 8 – علائم

5 – 8 – استاندارد جوشکاری OSHA

9 – فن آوریهای جدید جوشکاری

1 – 9 – جوشکاری لیزری

2 – 9 – جوشکاری با پرتوهای الکترونی

3 – 9 – روبوت های جوشکاری

1 – مقدمه :

در عملیات جوشکاری قطعات فلزی با استفاده از گرما یا فشار یا هر دو بهم متصل
می شوند.

لحیم کاری شامل اتصال قطعات یک فلز با فلز یا آلیاژی ( ترکیبی از فلزات) پرکننده
می باشد که نقطه ذوب آن از نقطه ذوب فلز اصلی کمتر است که مواد پرکننده ( مثل سرب و کادمیوم ) ممکن است خیلی سمی باشند .

برش فلزات در اثر گرم کردن فلز با شعله و برخورد مستقیم جریانی از اکسیژن خالص روی مسیر برش انجام می شود .بیش از 80 نوع فرایند جوشکاری وجود دارد که برخی از انواع عمومی تر آن عبارتند از :

جوشکاری قوس الکتریکی – جوشکاری قوس الکتریکی با الکترود دستی (SMAW) – جوشکاری با گاز محافظ با الکترود مصرف شونده (MIG) – جوشکاری با گاز محافظ با الکترود تنگستنی (TIG)- جوشکاری با قوس پلاسما (PAW) و جوشکاری زیر پودری . دربرخی دیگر از روشهای جوشکاری از گاز اکسی استیلن ، جریان برق – لیزر – پرتوهای الکترونی – اصطکاک – امواج ماوراء صوت – واکنش های شیمیایی – گرمای حاصله از گاز سوختنی و روبوت و ........ استفاده می نمایند .

2 – خطرات بهداشتی جوشکاری

1 – 2 – گازها و فیوم ها

«دود » جوشکاری مخلوطی از ذرات بسیار ریز ( فیوم ) و گازها می باشد . بسیاری از مواد موجود در دود جوشکاری مثل کروم ، نیکل ، آرسنیک ، آزبست ، منگنز ، سیلیس ، بریلیوم ، کادمیوم ، اکسیدهای نیتروژن ، فسژن ، اکرولئین، ترکیبات فلوراید، مونوکسیدکربن ، کبالت، مس ، سرب ، ازن ، سلنیم و روی بسیار سمی می باشند .

معمولاً گازها و فیوم های جوشکاری از منابع زیر تولید می شوند :

- ماده اصلی یا فلز اصلی تحت جوشکاری یا ماده پرکننده مورد استفاده

- پوشش ها و رنگ های روی فلز تحت جوشکاری یا پوشش الکترودها

- گازهای مورد مصرف حاصله از سیلندرها

- واکنش های شیمیایی که در اثر نور ماوراء بنفش حاصله از قوس الکتریکی و گرما ایجاد می شوند .

- فرایند و مواد مصرفی مورد استفاده

- آلودگیهای موجود در هوا مثل بخارات متصاعد شده از مواد پاک کننده وگریس زدا

نام بردن از تمامی اثرات سوء بهداشتی در اثر جوشکاری بسیار مشکل می باشد ، زیرا ممکن است فیوم ها حاوی چندین نوع ماده مضر باشند ( بسته به عواملی که در بالا بدانها اشاره شد ) . هریک از ترکیبات موجود در گاز یا دود جوشکاری می توانند یک بخش خاص از بدن فرد را تحت تاثیر قرار دهند مثل ریه ها – قلب – کلیه ها و سیستم عصب مرکزی. با وجود این که کلیه جوشکاران در معرض خطر قرار دارند ، ولی افراد سیگاری دچار آسیب های شدیدتری می گردند . تماس با گازهای جوشکاری اثرات کوتاه مدت یا بلند مدت بر سلامتی افراد دارد که می توان آنها را به صورت زیر شرح داد :

2 – 2 – اثرات سوء بهداشتی کوتاه مدت ( حاد )

تماس با فیوم فلزات ( مثل روی ، منیزیم ؛ مس و اکسید آن ) باعث بروز بیماریی بنام تب فیوم فلز می گردد . علائم این بیماری بین 4 تا 12 ساعت پس از تماس نمایان می شود و شامل احساس سرماخوردگی ، عطش ، تب، دردهای عضلاتی، درد قفسه سینه، سرفه، خس خس کردن، کوفتگی، حالت تهوع و احساس مزه بد در دهان است.

برخی ترکیبات موجود در فیوم مثل کادمیوم در مدت زمان کوتاه نیز ممکن است کشنده باشند و گازهای متصاعد شده در فرآیند جوشکاری نیز بسیار خطرناک می باشند. برای مثال اشعه ماوراء بنفش منتشر شده در اثر واکنش با اکسیژن و نیتروژن موجود در هوا، ازن و اکسیدهای نیتروژن تولید می کند. این گازها در مقادیر زیاد کشنده اند و می توانند منجر به التهاب و تحریک بینی و گلو و بیماریهای شدید ریوی گردند.

اشعه ماوراء بنفش تولیدی، با حلالهای هیدروکربنی کلردار مثل تری کلرواتیلن،
1 و 1 و 1 تری کلرو اتان، متیلن کلراید و پرکلرواتیلن ترکیب می شود و گاز فشژن تولید می نماید. حتی مقادیر بسیار کم فسژن نیز کشنده است، اگر چه علائم اولیه مسمومیت با آن که شامل سرگیجه، احساس سرما و سرفه است، پس از 5 تا 6 ساعت ظاهر می شود. جوشکاری با قوس الکتریکی نباید هیچگاه در فاصله کمتر از 200 فوت (61 متر) از مخازن حاوی محلولهای گریس زدا انجام شود.

3-2- اثرات طولانی مدت (مزمن)

مطالعه بر روی جوشکاران، افرادی که با شعله فلزات را برش می دهند و کارگرانی که در کنار کوره ها کار می کنند نشان می دهد که خطر ابتلا به سرطان ریه و گاهی اوقات سرطان حنجره و دستگاه ادراری در جوشکاران بیشتر از بقیه است. این موضوع نیز چندان غیر منتظره نمی باشد چرا که مواد سمی موجود در دود جوشکاری مثل کادمیوم، نیکل، بریلیوم، کروم و آرسنیک موادی هستند که باعث بروز سرطان ریه می گردند.

ممکن است جوشکاران انواع مشکلات مزمن دستگاه تنفسی را نیز تجربه کنند، همانند: برونشیت، آسم، ذات الریه، امراض ریوی که در اثر تنفس ذرات فلزی ایجاد می شوند، کاهش ظرفیت تنفسی ریه، سیلیکوزیز (تنگی نفس در اثر تنفس مداوم ذرات حاوی سیلیس) و .... دیگر مشکلات و بیماریهای ناشی از جوشکاری عبارتند از: بیماریهای قلبی، بیماریهای پوستی، افت شنوایی، ورم معده، ورم روده کوچک و زخم معده و روده کوچک. همچنین جوشکارانی که در معرض فلزات سنگین مثل کروم و نیکل می باشند ممکن است دچار بیمارهای کبدی نیز گردند.

جوشکارانی که با سطوح دارای پوشش آزبست کار می کنند نیز احتمال دارد به بیماریهای آزبستوز، سرطان ریه و بیماریهای دیگر ناشی از آزبست مبتلا شوند. چنین افرادی باید قبل از آغاز به کار با این مواد، آموزش دیده و از تجهیزات و وسایل حفاظتی مناسب نیز برخوردار باشند.

3- سایر خطرات تهدید کننده سلامتی

1-3- گرما

گرمای شدید و جرقه های ناشی از جوشکاری ممکن است باعث سوختگی شود. جراحات چشمی نیز از تماس با خاکستر داغ، تراشه فلزات، جرقه ها و الکترودهای داغ حاصل
می شود، بعلاوه، تماس طولانی مدت با گرما منجر به استرس حرارتی در فرد خواهد گردید.

جوشکاران بایستی از علائمی همچون خستگی، سرگیجه، کم اشتهایی، تهوع، درد ناحیه شکمی وبیحوصلگی آگاهی داشته باشند. تهویه، جداسازی و ایجاد فاصله مناسب با منبع حرارتی، رعایت فواصل استراحت و نوشیدن مایعات مناسب می تواند افراد را در برابر خطرات مرتبط با گرما محافظت نماید.

2-3- نور مرئی، اشعه های ماوراء‌ بنفش و مادون قرمز

شدت نور متصاعد شده از قوس الکتریکی جوشکاری باعث صدمه دیدن شبکیه چشم می شود، در حالیکه اشعه مادون قرمز باعث آسیب قرنیه و ابتلاء فرد به بیماری آب مروارید خواهد گردید.

نور نامرئی ماوراء‌بنفش حاصل از قوس الکتریکی حتی در زمان بسیار کوتاه (کمتر از یک دقیقه) باعث بیماری برق زدگی چشم می شود. علائم این بیماری معمولاً ساعت ها پس از تماس با اشعه ماوراءبنفش بروز می کند و شامل احساس وجود شن و ماسه در چشم، تاری دید، درد شدید، اشک ریزش از چشم، سوزش و سردرد می باشد.

قوس الکتریکی بر موادو اجسام موجود در محیط نیز اثر داشته و دیگر افراد مجاور محل جوشکاری را نیز تحت تأثیر قرار می دهد. در حدود نیمی از بیماری برق زدگی چشم در افرادی ایجاد می شود که در محل حضور داشته ولی جوشکاری نمی کنند. افرادی که دائماً بدون حفاظت مناسب در محیط دارای اشعه ماورء بنفش کار می کنند ممکن است دچار آسیب های دائمی چشم شوند. تماس با اشعه ماوراء بنفش نیز باعث سوختگی پوست
می شود که شبیه آفتاب سوختگی است و خطر ابتلاء به سرطان پوست را افزایش می دهد.

3-3- سر و صدا

سر و صدای زیاد در محیط ممکن است به سیستم شنوایی آسیب وارد سازد، همچنین عامل ایجاد استرس و فشار خون و یا گاهی بیماریهای قلبی می باشد. کار کردن طولانی مدت در محیط دارای سر و صدای زیاد باعث ایجاد خستگی، حالتهای عصبی و بیحوصلگی افراد می شود.

اگر افرادی در یک محیط پر سر وصدا کار می کنند کارفرما باید از استاندارد سر و صدای OSHAبرای ارزیابی میزان سرو صدا و تعیین زمان مواجهه استفاده نماید . اگر سرو صدا به طور متوسط در هشت ساعت به 85 دسی بل می رسد ، کارفرما باید برای فرد جوشکار گوشی مناسب تهیه کند و سالانه او را تحت معاینات پزشکی قرار دهد .

4_3_ آسیب های عضلانی - استخوانی

در بین جوشکاران شکایت از بیماریهای عضلانی _ استخوانی نظیر صدمات در ناحیه پشت بدن ، درد شانه ، کاهش قدرت ماهیچه ها ، درد مچ ، سفید شدن انگشتان و بیماری ناحیه زانو بیشتر دیده شده است. وضعیت فرد هنگام کارکردن ( مخصوصاً هنگام قرار گرفتن قطعه در بالای سر ، وجود لرزش در حین کار و حمل بارهای سنگین ) نیز در بروز اختلالات و بیماریهای فوق مؤثر است . این مشکلات را با روش های زیر می توان کاهش‌ داد :‌

_ حمل به روش مناسب

_ عدم کار طولانی در یک حالت

_ کار در ارتفاع مناسب

_ استفاده از زیرپایی هنگامی که فرد به مدت طولانی به حالت ایستاده کار می کند .

_ قرار دادن مناسب ابزار آلات و مواد

_ به حداقل رساندن لرزش در حین کار

4_ خطرات ایمنی جوشکاری

1_4_ خطرات الکتریکی

اگر چه در جوشکاری از برق با ولتاژ کم استفاده می شود ، ولی خطر شوک الکتریکی همچنان وجود دارد ؛‌ شرایط محیط جوشکاری ( مثل محیط های مرطوب ) نیز ممکن است خطر شوک الکتریکی را تشدید کند . گاهی اوقات ممکن است یک شوک ضعیف منجر به سقوط یا حوادثی نظیر آن شود ولی شوک های شدید می توانند حتی سبب ضربه مغزی و مرگ فرد گردند .

برای محافظت از شوک الکتریکی بایستی از دستکش خشک استفاده نمود . همچنین جوشکار باید کفش های دارای کفی یا زیره پلاستیکی بپوشد و یا از یک لایه عایق مثل یک تخته خشک یا کفپوش لاستیکی برای جلوگیری از انتقال جریان برق استفاده نماید .

قطعاتی که مورد جوشکاری قرار می گیرند و همه قسمت های بدنه وسیله انتقال برق نیز باید اتصال زمین داشته باشند .

روکش نگهدارنده های الکترودها و کابلهای برق بایستی خشک و در وضعیت مناسبی باشند . الکترودها را نباید با دست بدون دستکش یا دستکش خیس یا هنگامی که فرد روی سطوح خیس یا سطوح دارای اتصال زمین قرار دارد عوض نمود .

2_4_ آتش سوزی و انفجار

حرارت زیاد و جرقه های تولید شده در جوشکاری یا شعله آن می تواند منجر به بروز آتش سوزی گردد و یا اگر جوشکاری در مجاورت مواد قابل انفجار یا قابل اشتعال انجام گیرد احتمال وقوع انفجار وجود دارد .

جوشکاری یا برش فلزات تنها بایستی در مواقعی انجام شود که مواد قابل اشتعال نظیر ضایعات مواد ، چوب ، کاغذ ، منسوجات مواد پلاستیکی ، مواد شیمیایی و گردو غبارقابل احتراق وجود نداشته باشد ( بخارات می توانند چند صدمتر پراکنده شوند ) .

موادی را که نمی توان از محیط خارج نمود بایستی با مواد مقاوم در برابر شعله بطور کاملاً محکم پوشاند . درهای عبور و مرور ، پنجره ها ، شکاف ها و منفذها نیز بایستی پوشانده شوند .

هیچگاه روی مخازنی که حاوی مواد قابل اشتعال یا احتراق هستند جوشکاری نکنید مگر اینکه کاملاً آنها را تمیز نموده و با یک گاز بی اثر پر کرده باشید ، در غیر اینصورت احتمال وقوع انفجار ، آتش سوزی یا پخش بخارات سمی وجود دارد . مخازن دارای مواد ناشناخته باید بعنوان مواد قابل اشتعال یا احتراق در نظر گرفته شوند .

قبل از خروج از محل کار و حداقل سی دقیقه پس از اتمام کار بایستی محیط را ازنظر وجود آتش بازبینی نمود . وسایل اطفاء حریق نیز بایستی در دسترس باشند .

3_4_ ماشین آلات خطرناک

همه ماشین آلات دارای قطعات گردنده را باید حفاظ گذاری نمود تا از گیر کردن مو ، انگشتان یا لباس کارگران در آنها جلوگیری بعمل آید. هنگام تعمیر دستگاه بوسیله جوشکاری یا لحیم کاری ، برق آن بایستی قطع گردد و دستگاه خاموش و قفل شود تا به طور اتفاقی روشن نگردد .

4_4_ عبور و مرور و سقوط

برای جلوگیری از سقوط افراد بایستی ابزارآلات ، ماشین آلات ، کابلها و مواد اضافی دیگر را از محل جوشکاری دور و برای عبور و مرور از خطوط یا ریلهای ایمن استفاده نمود .

5_ خطرات جوشکاری در محیط های بسته

یک محیط بسته محلی است با مساحت کم که دسترسی به آن محدود است ، همچنین یا تهویه نداشته و یا اینکه جریان هوا در آن کم است . تهویه مناسب برای کار در محیط های بسته ضروری است . در این محیط های کوچک فیوم ها و گازهای خطرناک می توانند خیلی سریع به حد غلظت خطرناک خود برسند.

از آنجایی که در فر ایند جوشکاری ، اکسیژن هوا به مصرف می رسد ممکن است فرد سریعاً دچار بیهوشی یا مرگ ناشی از خفگی گردد .

همه کارگرانی که به نوعی وارد این فضاها می شوند چه به صورت معمول و عادی و چه در حالت اضطراری ، بایستی آموزشهای لازم امداد و نجات را دیده باشند ، ماسک های تنفسی همراه داشته باشند ، از وسایل حفاظت فردی مناسب استفاده کنند و روشهای صحیح ورود و خروج به فضاهای بسته را بدانند . توجه به نکات ذیل در مورد فضاهای بسته حائز اهمیت می باشد :

کارگرای که وارد فضای بسته می شود بایستی مجهز به یک ماسک یا نقاب ، طناب نجات ، و لباس حفاظت فردی حاوی سیستم و دستگاه تنفسی مناسب باشد .

- سیلندرهای گاز و منابع برق جوشکاری را باید در محل های ایمن و در خارج از فضای بسته قرار داد.

- یک امدادگر آموزش دیده و مجهز به وسایل مناسب از قبیل دستگاه اطفاء حریق و وسایل حفاظت فردی بایستی در خارج از فضای بسته قرار داشته باشد تا بتواند در صورت لزوم به کمک کارگر یا نجات وی بشتابد و هر گاه علائمی از وجود مواد سمی یا کاهش هشیاری فرد را در داخل فضای بسته مشاهده نمود سریعاً وی را از محل خارج سازد .

- همه فضاهای بسته را باید از نظر وجود مواد سمی ، قابل اشتعال و یا گازها و بخارات قابل انفجار و میزان اکسیژن موجود بررسی نمود . کنترل کیفیت مداوم جریان هوا طی جوشکاری لازم و ضروری است . ورود کلیه کارگران به مکانهایی که درصد اکسیژن آن کمتر از 5/19 درصد است ممنوع می باشد ، مگر اینکه ماسک تنفسی حاوی کپسول هوا به همراه داشته باشند .

- هیچگاه از اکسیژن برای سیستم تهویه استفاده نکنید.

- هنگام جوشکاری یا برش حرارتی در فضاهای بسته از تهویه مکانیکی استفاده نمایید.

- همه لوله ها ،‌مجراها و خطوط برق که به این فضاها اتصال دارند ولی در حال کار نیستند بایستی قطع یا خاموش شوند .

همه کلیدها و شیرهای قطع شده بایستی قفل شوند تا به طور تصادفی روشن نگردند.

- مشعل ها و یا مخازن ذخیره اکسیژن یا گاز که مورد استفاده نیستند باید از محل خارج گردند .

6- خطرات گازهای تحت فشار

در جوشکاری یا برش با شعله از یک گاز سوختنی و اکسیژن برای تولید حرارت مورد نیاز جوشکاری استفاده می شود .

در این نوع جوشکاری ، هم اکسیژن و هم گاز سوختنی ( استیلن، هیدروژن، پروپان و غیره) به صورت تحت فشار در سیلندرهایی ذخیره می شوند .

استفاده از سیلندرهای تحت فشار ، کارگران را در معرض خطراتی قرار می دهد . استیلن بسیار قابل انفجار است و فقط بایستی با تهویه مناسب و همراه با برنامه تست نشتی مورد استفاده قرار گیرد . اکسیژن به تنهایی قابل انفجار نمی باشد ، ولی در هر حال اگر غلظت آن زیاد باشد بسیاری از مواد حتی آنهایی که در هوا به سختی می سوزند( مثل گرد و غبارهای معمولی، گریس یا روغن) به راحتی منفجر می شوند . توجه به نکات ذیل در حین کار با گازهای تحت فشار از اهمیت بسیاری برخوردار است :

- همه سیلندرها باید دارای درپوش و رگولاتور باشند .

- فقط از رگولاتورهایی استفاده نمایید که متناسب با فشار درون سیلندر طراحی شده باشند .

- قبل از جوشکاری و نیز حین انجام آن همه شیرهای کاهش فشار و همه خطوط ارتباطی را کنترل نمایید .

- لوله انتقال اکسیژن را در شرایط مناسب نگهداری و در فواصل منظم تمیز نمایید .

- بست ها و اتصالات باید در شرایط مناسبی باشند و منظماً کنترل گردند .

-سیلندرهای گاز اکسیژن و گاز سوختنی را به طور جداگانه و دور از حرارت و نور خورشید و در جای خشک دارای تهویه مناسب و مقاوم در برابر آتش و حداقل 20 فوت (‌6 متر) به دور از مواد قابل اشتعال مثل رنگ ، روغن یا حلالها نگهداری و انبار کنید.

- پس از اتمام کار شیر سلیندر را ببندید . قبل از اینکه سیلندرها را حرکت داده و در انبار قرار دهید ، درپوش محافظتی شیر را روی آن قرار داده و شیر تخلیه را باز کنید تا گاز درون شیلنگ خالی شود .

7- کاهش خطرات جوشکاری

قبل از آغاز جوشکاری لازم است خطرات مختص این عملیات ، شناسایی شوند . این خطرات بسته به نوع جوشکاری ،‌مواد ( فلزات اصلی، پوشش سطح، الکترودها) و شرایط محیط( فضای آزاد یا بسته ) متفاوتند.

همچنین تحقیق و بررسی در مورد برگه های اطلاعات ایمنی مواد (MSDS [1]) جهت شناسایی مواد خطرناک مورد استفاده در جوشکاری و محصولات برش و فیوم های تولیدی بسیار مهم و حائز اهمیت می باشد ، اطمینان حاصل نمایید که قبل از آغاز کار ، موادی را که جوشکاری می کنید می شناسید . برخی از فیوم ها همانند موادی که هنگام جوشکاری سطوح دارای پایه کادمیوم متصاعد می شوند ، می توانند در مدت زمان کوتاهی کشنده باشند . پس از تعیین و شناسایی خطرات ، می توان روش های مناسب کنترلی را بکار گرفت :

1-7- کنترل های مهندسی و روندهای کاری ایمن

1-1-7- جایگزینی

مواد خطرناک را با موادی که خطر کمتری دارند جایگزین کنید . بدین منظور می توانید :

الف _ از آلیاژ نقره بدون کادمیوم برای لحیم کاری استفاده نمایید .

ب – از الکترود و دستکش های فاقد مواد آزبستی استفاده کنید .

2-1-7- تهویه

بایستی برای از بین بردن فیوم ها و گازهای مضر از تهویه مناسب استفاده نمود . تهویه موضعی[2]که این گازها و فیوم های مضر را مستقیماً از محل تولید به بیرون هدایت می کند مفید تر می باشد . این عمل را می توان با استفاده از دستگاههای دارای تهویه یا هودهایی که نزدیک محل جوشکاری نصب می شوند ، انجام داد . سیستم تهویه باید به طور منظم تمیز و بازبینی گردد.

از معابر خروجی سقف ، درها یا پنجره های باز ، فن های سقفی یا فن های نصب شده در کف برای جریان هوا در محل کارگاه بعنوان تهویه عمومی3 استفاده می شود . این سیستم به خوبی تهویه موضعی نبوده و ممکن است باعث پخش ذرات شیمیایی مضر در کارگاه گردد . تهویه عمومی معمولاً در صورتی مفید است که برای تکمیل تهویه موضعی و در کنار آن بکار رود.

در جوشکاری با گاز محافظ ، تهویه موضعی را می توان با یک فن مکنده انجام داد که میتواند تماس کارگر را با امواج جوشکاری به میزان 70% کاهش دهد .

هودها و کانالهای خروجی هوا بایستی از مواد مقاوم در برابر حریق ساخته شوند .

3-1-7- حفاظ گذاری

از دیواره هایی با پوشش مناسب جهت حفاظت افراد دیگری که در محل کار حضور دارند در برابر امواج جوشکاری، گرما و پاشش ذرات داغ استفاده نمایید .

کابین یا اتاقک جوشکاری باید دارای رنگ با روکش مات باشد که امواج ماوراء بنفش را منعکس نکند (مشابه پوشش هایی که دارای اکسید تیتانیوم یا اکسید روی می باشند )

صفحات اکوستیک ما بین کارگر و منبع صوت قرار دهید تا میزان سر و صدا را کاهش دهد و یا اینکه ماشین آلات را در محل محصوری قرار دهید .

4-1-7- اعمال ایمن

اگر مراحل کاری را اصلاح کرده و یا اعمال حفاظتی زیر را انجام دهید خطرات موجود کاهش می یابند . بعنوان مثال :

-بخش های پوشش دار یا رنگ شده را جوشکاری نکنید ، در صورت امکان قبل از جوشکاری همه پوشش ها و رنگ های روی سطوح را پاک نمایید .

-یک ظرف آب زیر دستگاه برش با قوس پلاسما قرار دهید تا میزان سر و صدا و فیوم کاهش یابد .

- هنگام جوشکاری یا برش در موقعیتی قرار گیرید که سر شما در معرض جریان فیوم ها نباشد .

- قبل از اتصال قوس الکتریکی و یا روشن کردن شعله اطمینان حاصل نمایید که همه مواد قابل احتراق و اشتعال از محل دور شده اند .

- اطمینان حاصل نمایید که ابزار آلات و قطعات سالم باشند و شیلنگ ها و روکش های عایق پاره را تعویض نمایید.

- محوطه جوشکاری را عاری از ماشین آلات یا ابزار اضافی کنید تا خطر تصادم یا سقوط کاهش یابد .

- شما می توانید با استفاده از پایین ترین آمپر قابل استفاده و نگهداری الکترود به صورت قائم و تا حد ممکن نزدیک به محل جوشکاری تولید فیوم را به حداقل برسانید .

- جوشکاری با قوس الکتریکی را نباید در فاصله کمتر از 200 فوتی (‌61 متری ) از حلال ها یا مواد چربی زدا انجام داد .

5-1-7- وسایل حفاظت فردی

تجهیزات و وسایل حفاظت فردی باید در کنار کنترلهای مهندسی و اقدامات ایمنی و پیشگیرانه بکار روند نه اینکه جایگزین آنها گردند .

1-5-1-7- محافظت از چشم

در کلیه عملیات جوشکاری حفاظت از چشم ها ضروری می باشد تا آنها را از نور ، گرما ، ‌اشعه ماوراء بنفش و پرتاب جرقه ها محافظت نماید . برای حفاظت بهتر ، از ماسک های پوششی صورت یا کلاه ایمنی به همراه عینک استفاده نمایید . هنگامی که ماسک حفاظتی را از روی صورت بر می دارید برای جلوگیری از پرتاب ذرات به چشم ها ، سرخود را کج نگاه داشته و چشمانتان را ببندید.

در مورد جوشکاری یا برش با قوس الکتریکی ، جوشکاری با گاز اکسید کننده ، لحیم کاری و یا برش ، کلاههای ایمنی، عینک و دیگر وسایل حفاظتی باید دارای فیلتر و یا لنزهای مخصوص باشند .

استاندارد OSHAبیان می دارد که کارگرانی که عملیات جوشکاری یا برش انجام می دهند باید با لنزها یا فیلترهایی مطابق با جدول 1 محافظت شوند :

شماره و نوع فیلتر برای حفاظت در مقابل انرژی تشعشعی
نوع عملیات جوشکاری	شماره
جوشکاری قوس الکتریکی با الکترود دستی با استفاده از الکترودهای به قطر 16/1 و 32/3 و 8/1 و 32/5 اینچ	10
جوشکاری قوس الکتریکی با گاز محافظ (غیر آهنی)بااستفاده از الکترودهای به قطر 16/1 و 32/3 و 8/1 و32/5 اینچ	11
جوشکاری قوس الکتریکی با گاز محافظ (آهنی) با استفاده از الکترودهای به قطر 16/1 و 32/3 و 8/1 و 32/5 اینچ	12
جوشکاری قوس الکتریکی با الکترود دستی با استفاده از الکترودهای به قطر 16/3 و 32/7 و 4/1 اینچ	12
الکترودهای به قطر 8/3 و 16/5 اینچ	14
جوشکاری با اتم هیدروژن	14-10
جوشکاری با شعله کربنی	14
لحیم کاری	2
لحیم کاری با مشعل	3 یا 4
برش سبک تا 1 اینچ	3 یا 4
برش متوسط 1 تا 6 اینچ	4 یا 5
برش سنگین بیش از 6 اینچ	5 یا 6
جوشکاری با گاز (سبک) تا 8/1 اینچ	4 یا 5
جوشکاری با گاز (متوسط) 8/1 تا 2/1 اینچ	5 یا 6
جوشکاری با گاز (سنگین) بالای 2/1 اینچ	6 یا 8

جدول 1 – لنزها و فیلترهای محافظ چشم

2-5-1-7- لباس حفاظتی

لباس محافظی که جوشکاران و افراد نزدیک به محل جوشکاری باید بر تن داشته باشند شامل موارد زیر است :

دستکش مقاوم در برابر آتش ، کلاه ، کفش های ایمنی دارای پنجه حفاظت شده ، پیش بند چرمی ، سپر حفاظتی صورت ، لباس کار مقاوم در برابر شعله ، عینک حفاظتی ، کلاه ایمنی گتر یا چکمه ساق دار .

لباس محافظ باید از پشمی ساخته شود که به آسانی شعله نمی گردد و یا از پارچه های کتانی مخصوص باشد . آستین و یقه لباس بایستی بسته و شلوار و بلوز نیز بدون لبه دوبل یا برگردان باشد . استفاده از کلاه ایمنی محکم نیز لازم بوده و جوشکاران باید از
هلمت های ایمنی همراه با لنزهای فیلتری مناسب استفاده کنند نه اینکه صفحاتی را به عنوان نقاب در دست بگیرند . در زمانی که جوشکاری در بالای سر فرد انجام می شود ، محافظت بیشتری لازم است مثل پوشش شانه که مقاوم در برابر آتش باشد ، پیش بند ، سربند ، گتر و لباس کار .

از آنجایی که جوشکاران با مواد سمی سر و کار دارند ، کمدهایی باید تهیه شود تا لباس کار آنها جدا از لباس های معمولی نگهداری گردد . لباس کار باید توسط کارفرما به
خشک شویی فرستاده شود . حمام و رختکن نیز باید در نظر گرفته شود تا کارگران بتوانند در پایان کار لباس های خود را تعویض نمایند .

3-5-1-7- محافظت از گوش

از حفاظ گوش یا گوشی های محافظ ( ایرپلاک4 یا ایرماف 5) باید هنگام کار در سر و صدای زیاد استفاده نمود . همچنین هنگامی که در فضا بارش و پاشش جرقه وجود دارد که ممکن است این جرقه ها وارد گوش شود ، استفاده از گوشی ضروری است.

4-5-1 -7- تجهیزات تنفسی

تجهیزات تنفسی باید مخصوص محیط های خطرناک بوده و مطابق با استانداردOSHAتنظیم ، نظافت ، نگهداری و انبار گردند . بعلاوه کارگران باید در مورد نحوه استفاده صحیح از این وسایل آموزش ببینند . سازمان NIOSH 6عنوان می کند که در مکانهایی که مواد سرطان زا وجود داشته و غلظت آن قابل اندازه گیری باشد و یا در هر شرایطی که برای سلامتی افراد خطرناک باشد ، بایستی از این وسایل تنفسی استفاده نمود . هنگام جوشکاری در فضاهای بسته نیز استفاده از وسایل تنفسی مجهز به کپسول اکسیژن ضروری می باشد ، زیرا احتمال کاهش غلظت اکسیژن در هوا وجود دارد .

6-5-1-7- کنترل کیفیت هوا

کنترل کیفیت هوا برای تعیین مقادیر مواد خطرناک و سر و صدای موجود در مناطقی که جوشکاری انجام می شود صورت می پذیرد .

7-5-1-7- معاینات پزشکی

به علت ازدیاد انتشار مواد خطر ناک در فضای اطراف جوشکاری NIOSHپیشنهاد
می کند که همه کارگرانی که در معرض فرایند جوشکاری هستند حداقل سالی یکبار تحت معانیات پزشکی قرار گیرند و علاوه بر آزمایشات عادی و معمولی شش ها ، پوست ، چشم، قلب و شنوایی آنها نیز مورد معاینه قرار گیرد .

8-5-1-7- آموزش

همه جوشکاران باید در مورد استفاده ایمن از وسایل و انجام اعمال ایمن و نحوه کار در شرایط اضطراری آموزش ببینند .

8 – قوانین و استانداردها

OSHAاستانداردهایی دارد که بسیاری از جوانب جوشکاری از قبیل جوشکاری ایمن ، جوشکاری در فضاهای بسته ، نگهداری گازهای تحت فشار ، ایمنی وسایل برقی ، اطفاء حریق ، تهویه ، وسایل حفاظت فردی و آموزش کارگران را در بر می گیرد .

آنچه در زیر می آید خلاصه ای از شرح وظایف و مقرراتی است که به جوشکاران مربوط می شود . البته همواره بر شرایط کار ایمن قبل از انجام جوشکاری تاکید می شود .

1-8- حدود تماس شغلی

OSHA در مورد کل ترکیب دودهای جوشکاری استانداردی ارائه نکرده، ولی برای هریک از مواد تشکیل دهنده دودها استانداردهایی تنظیم نموده است. تهویه عمومی یا موضعی بایستی تعبیه شود تا بتوان حدود فیوم های سمی، گازها یا گردوغبارات را به حد مجاز تعیین شده توسط OSHA رساند.

سازمان NIOSH بیان کرده است که جوشکاران در هرحال در معرض خطرات ناشی از گازهای جوشکاری هستند، حتی هنگامی که غلظت هریک از عناصر تشکیل دهنده آنها کمتر از حد مجاز ارائه شده توسط OSHA باشد. این سازمان توصیه کرده است که با روندهای کاری صحیح و کنترلهای مهندسی، میزان انتشار گازهای جوشکاری به حداقل ممکن رسانده شود.

2-8- برچسب ها و سایر اطلاعات

براساس استاندارد OSHA در مورد آگاهی از خطرات ( 29 CFR1910,1200( قانون حق دانستن) ، کلیه مخازن حاوی فلزات پرکننده، الکترودها و مواد کمک ذوب، بایستی
برچسب هایی برای آگاهی جوشکاران داشته باشند که نشان دهد در فرایند جوشکاری فیوم ها و گازهای خطرناک تولید می شود. فلز پایه که جوشکاری روی آن انجام می شود و ممکن است پوششی هم از مواد سمی داشته باشد نیز باید برچسب داشته باشد (مثل رنگ، سرب، جیوه). مواد جوشکاری حاوی مواد سرطانزا نیز باید برچسبی داشته باشند که بیانگر سمی بودن گازهای متصاعد شده از این مواد سرطانزا باشد. کارفرما بایستی برگه اطلاعاتی ایمنی مواد (MSDS) را برای همه این مواد خطرناک تهیه کرده و در دسترس جوشکاران قرار دهد. این برگه ها بایستی حاوی اطلاعاتی در مورد عناصر شیمیایی، محصولات خطرناک حاصله از تجزیه مواد حین جوشکاری، روش های ایمن حمل مواد، اعمال حفاظتی و روش های مؤثر کمک های اولیه و اثرات مواد جوشکاری بر سلامتی باشد.

4-8- علائم

استاندارد OSHA (14529 CFR1910.) بیان می دارد که علائم مورد استفاده بایستی کارگران را از خطرات منجر به جراحت یا آسیب آگاه سازد. این علائم باید در محل جوشکاری نصب شوند و به عنوان کمکی برای یادآوری به کارگران در استفاد از وسایل حفاظتی باشند، همچنین باید به کارگران گوشزد کنند که ممکن است در اثر نگاه کردن به قوس جوشکاری چشم هایشان آسیب ببیند.

5-8- استاندارد جوشکاری OSHA

الزامات اطمینان بخش از ایمنی عملیات جوشکاری، برش و لحیم کاری در استاندارد
29 CFR1910.252 آمده است. در زیر تعدادی از الزامات انتخاب شده از این استاندارد بیان گردیده است:

- سیلندرهای گاز تحت فشار باید دور از رادیاتور و دیگر منابع گرمایی نگهداری شوند و بایستی به صورت قائم دریک محیط خشک و دارای تهویه مناسب و حداقل 20 فوت (6متر) دور از مواد قابل اشتعال مثل روغن انبار گردند. سیلندرها باید دور از بالابرها، پله ها و محل های دیگری که احتمال سقوط، ضربه خوردن یا آسیب دیدن وجود دارد، قرار گیرند.

- قبل از آغاز به کار، سیستم های لوله کشی باید آزمایش شوند و در فشار 5/1 برابر حداکثر فشار کاری در مقابل گاز غیرقابل نفوذ باشند.

- سیستم های لوله کشی در حال کار نیز باید با وسایل کاهش دهنده فشار محافظت گردند.

- ترک هایی که نشان دهنده نشتی، سوختگی، پارگی یا عیوب دیگر در لوله کشی ها
می باشند، باید تعمیر یا تعویض گردند.

- جوشکاران یا افرادی که عمل برش را انجام می دهند باید در مورد استفاده ایمن از تجهیزات و فرایندهایی که انجام می دهند آموزش ببینند.

- هریک از جوشکاران باید در اطاقک های جداگانه قرار گیرند یا با صفحات غیر قابل اشتعال که با یک روکش دارای انعکاس کم مثل اکسید روی پوشیده شده اند، یا دارای لامپ سیاه هستند (برای جذب تشعشات ماوراء بنفش) جدا گردند.

افراد دیگری که در مجاورت محل های جوشکاری هستند نیز بایستی با صفحات غیر قابل اشتعال یا مقاوم در برابر شعله جداگردند و یا اینکه ملزم به استفاده از عینک های حفاظتی مناسب باشند. در این اطاقک ها جریان هوا باید در کف وجود داشته باشد.

- همه شعله های متحرک خطرناک در نزدیکی محل جوشکاری باید به یک محل امن برده شوند و اگر اینکار ممکن نیست برای جلوگیری از پرتاب و انتشار جرقه، گرما و خاکستر آن از دیواره های حفاظتی استفاده شود.

- تجهیزات اطفاء حریق مناسب باید به صورت آماده به کار در محل وجود داشته باشد.

- در محلهایی که جوشکاری انجام می شود احتمال تبدیل شعله کوچک به حریق های بزرگ وجود دارد، زمان سنج تشخیص دهنده آتش لازم است. این وسیله باید طوری تنظیم شود که حداقل نیم ساعت پس از پایان جوشکاری نیز بتواند هر نوع شعله را شناسایی و خاموش کند.

- عملیات جوشکاری، برش یا کارهایی که در دمای بالا انجام می شوند نباید در مخازن، بشکه ها و تانک ها صورت گیرد مگر اینکه کاملاً تمیز شده باشند. (تمیز کردن با یک گاز بی اثر ارجحیت دارد).

- از وسایل حفاظت چشم باید طی همه عملیات جوشکاری یا برش با قوس الکتریکی، جوشکاری با گاز، برش با اکسیژن، جوشکاری مقاومتی یا لحیم کاری استفاده گردد.

- هرجا که لازم است جوشکار از میان یک منهول یا ورودی کوچک وارد فضای بسته شود، باید یک امدادگر در بیرون محل حضور داشته باشد که آگاه به روش های امداد و نجات بوده و در همه حال جوشکار را زیر نظر داشته باشد تا در مواقع لزوم به کمک او بشتابد.

- برای تمیز کاری سطوح هنگامی که ترکیبات فلوئور، روی، سرب، بریلیوم، کادمیوم و جیوه درمحل وجود دارند و یا هنگام برش ورق های استنلس استیل، تهویه مناسب یا وسایل تنفسی در فضاهای بسته لازم است.

- برچسب های هشدار دهنده برای فلزات پرکننده در لحیم کاری که حاوی کادمیوم
می باشند و فلاکس های حاوی ترکیبات فلوئور لازم است.

9- فن آوریهای جدید جوشکاری

تکنولوژیهای جدید جوشکاری مثل جوشکاری با لیزر یا پرتوهای الکترون، خطرات جدیدی را به محیط جوشکاری وارد کرده اند. هنگام انجام این گونه جوشکاریها در نظر گرفتن ملاحظات خاصی لازم و ضروری می باشد.

1-9- جوشکاری لیزری

در جوشکاری با لیزر از پرتوهای متمرکز نور برای انجام جوشکاریهای خیلی دقیق استفاده می شود. خطرات عمده این نوع پرتوهای قوی در مورد چشم می باشد که ممکن است باعث کوری افراد شوند به همین دلیل استفاده از وسایل حفاظتی چشم لازم است.

در مورد سطوح منعکس کننده نیز بایستی دقت بیشتری نمود، لذا هم پرتوهای اولیه و هم پرتوهای انعکاس یافته بسیار خطرناک می باشند.

2-9- جوشکاری با پرتوهای الکترونی

در این روش از یک پرتو متمرکز شده الکترونی برای انجام جوشکاریهای بسیار دقیق و با نفوذ زیاد استفاده می شود. به علت تولید اشعه ایکس به عنوان محصول جانبی، این جوشکاری باید دریک فضای بسته و سرپوشیده با سرب یا مواد مناسب دیگر انجام شود. همه درها و منافذ ورودی باید به طور مناسب آب بندی و درز بندی و متناوباً کنترل شوند تا از نشت و انتشار اشعه ایکس به بیرون جلوگیری به عمل آید. کاربران باید از دستگاههایی استفاده کنند که تماس و برخورد اتفاقی اشعه ایکس را آشکار سازد. همچنین در این گونه موارد ولتاژ بالا خطر برق گرفتگی ایجاد می کند.

2-9- روبوت های جوشکار

دربسیاری از صنایع به جای کارگر از روبوت های جوشکار در خطوط مونتاژ استفاده می شود. این امر کارگران را از خطرات دور می سازد ولی باعث کاهش اشتغال افراد
می گردد. بعلاوه ممکن است کارگران توسط همین روبوت های جوشکار دچار آسیب گردند.

علی اصغر سرابیان مقدم –مربی کارگاه جوشکاری 14قوچان

آذر ماه 1399

[1]MSDS:Material safety Data sheet

local exhaust ventilation [2]

General ventilation 3

Ear plug4

ar muf 5

موسسه ملی ایمنی و بهداشت حرفه ای آمریکا

NIOSH=National Inistitute for Occupational Safety and Health6

Copyright © 2010 NarMonfared.com Design & Support by Tehran Web Co. All rights reserved.

انوع فرایندهای ذوبی

حرارت لازم برای جوشکاری

همه فرآیندهای ذوبی و بیشتر فرآیندهای حالت جامد برای انجام جوشکاری به حرارت نیاز دارند . حرارت لازم برای جوشکاری را می توان به طرق مختلف بدست آورد که چند نمونه از آن عبارتند از

1.                )قوس الکتریکی ) مثل قوس الکتریکی با الکترود روپوش دار

2.                 

3.                )مقاومت الکتریکی ) مثل انواع جوشکاری های مقاومتی

4.                 

5.                )حتراق ) ترکیب اکسیژن با سوخت های گازی مثل جوشکاری با گاز

6.                 

7.                )واکنش شیمیایی ) مثل جوشکاری ترمیت

8.                 

9.                )اصطکاک ) مثل جوشکاری اصطکاکی

10.           

11.          )الکترون ) جوشکاری پرتو الکترونی

12.           

13.          )نور ) مثل جوشکاری نوری و جوشکاری لیزر

              فرآیندهای متداول جوشکاری سازه های فلزی

               فرایند های جوشکاری ، چهار فرآیند جوشکاری قوسی که برای جوشکاری سازه های  فلزی ساختمان های مسکونی و صنعتی متداول است ، انتخاب شده است که عبارتند از :

)جوشکاری قوسی فلزی با الکترود روپوش دار ) SMAW

)جوشکاری قوسی فلزی تحت پوشش گاز محافظ با الکترود مصرفی GMAW(

)جوشکاری قوسی فلزی تحت پوشش گاز محافظ با الکترود تنگستنی GTAW(

)جوشکاری قوسی زیر پودری ) SAW

                                                                علی اصغر سربیان مقدم مربی جوشکاری مرکز 14 قوچان

                                                                                         آذر ماه 1399

جوشکاری اکسی اسیتیلن(C2H2)

                         جوشکاری اکسی اسیتیلن(C2H2)
               نکاتی در خصوص جوشکاری اکسی استیلن و ایمنی آن:

در این روش از احتراق یکی از گازهایی که به همراه اکسیژن درجه حرارتی بالا تولید می کند استفاده می گردد و گاز مورداستفاده معمولاً استیلن و در بعضی موارد گاز پروپان یا هیدروژن می باشد . گاز (C₂H₂) یک ترکیب شیمیایی می باشد که از دو اتم کربن و دو اتم هیدروژن تشکیل می شود و لذا تأثیر آب بر کاربید کلسیم بدست می آید .

Cac₂ + 2H₂o      →   C₂H₂ + Ca (oH)₂            سنگ کاربید   + آب  ←   استیلن  +   آب آهکی+حرارت

از احتراق کامل استیلن یا اکسیژن یکی از پرحرارت ترین شعله ها ایجاد می گردد . درجه حرارت این شعله تا C^o3200 که بوسیله آن می توان اکثر فلزات را به درجه حرارت لازم در جوشکاری رساند .

ارزش حرارتی گاز استیلن Kg/c 56900 می باشد . استیلن موردنیاز جوشکاری را می توان با استفاده از مولدهای تهیه استیلن از افزودن آب به کاربید کلسیم بدست آورده و یا آن را در کپسولهای مخصوصی که از طرف کارخانجات تهیه استیلن به بازار عرضه می گردد خریداری نمود .

مولدهای استیلن :

مولدهای استیلن دارای انواع مختلفی می باشند که آنها را می توان براساس نحوه تماس آب با کاربید به ترتیب تقسیم نمود .

کپسول استیلن :

کپسولهای استیلن را از فولاد مرغوب بدون درز با ضخامت جداره 4 الی 5 M² ساخته و جهت استقرار بروی زمین پایه چهارگوش را به کف آنها جوش می دهند در سر این کپسولها شیری نصب گردیده است که در هنگام مصرف یا پرکردن مورد استفاده قرار گرفته و معمولاً برای محافظت از آن در هنگام حمل و نقل درپوشی روی آن بسته می شود .

کپسولهای استاندارد استیلن دارای گنجایش معادل چهل لیتر بوده و در آنها استیلن را با فشار 15 بار پر می کنند . برای پیشگیری از تجزیه استیلن و خطر انفجار در این فشار بالا لازم است که فضای داخل کپسول را از مواد متخلخل پرکرده و علاوه بر آن استیلن را در مایعی حل نمایند .

برای این منظور از استن استفاده می شود زیرا مایع استن ، استیلن را به مقدار زیادی درخود حل می نماید . یک لیتر استن قادر است که در درجه حرارت C^o15 و فشار یک بار به اندازه lit25 استیلن را در خود حل کرده و خاصیت دیگر آن این است که متناسب با افزایش فشار مقدار بیشتری استیلن را در خود حل می نماید با این ترتیب در فشار 15بار و با وجود lit16 استن به اندازه lit6000 استیلن را در کپسول جاداده‌اند .

25 *16 * 15 =6000 lit

برای جلوگیری از سرایت شعله به داخل کپسول استیلن (در صورت پس زدن شعله) بایستی حتماً در سر راه شیلنگها(بهترین حالت چسبیده به انتهای مشعل جوش) از شیر یکطرفه(فلاش بک) استفاده نمود.

کپسول اکسیژن :

کپسولهای اکسیژن را نیز از فولاد مرغوب انتخاب کرده و آنها را بدون درز می سازند پایه و قسمت  انتهایی آنها مشابه کپسولهای استیلن بوده و حجم آنها معمولاً lit40 می باشد برای آنکه بتوانند مقدار بیشتری اکسیژن را در کپسولها جای دهند معمولاً اکسیژن را با فشار 150 بار درداخل آنها پر کرده و به این ترتیب می توان lit6000 (150*40) اکسیژن را در آنها جای داد یکی از تفاوتهای عمدة در کپسولها  ضخامت جداره آنها می باشد که معمولاً مقدار آن را mm 75/8 انتخاب می کنند تا بتوانند فشار 150 بار را با اطمینان کامل تحمل نماید .

دستگاه تقلیل دهنده فشار(مانومتر):

از آنجائیکه فشار گاز داخل کپسولها زیاد بوده و با این فشار زیاد نمی توان جوشکاری کرد لازم است که به استفاده از دستگاه تقلیل دهنده ای فشار آنها را برحسب نیاز تقلیل داده و جریان گاز یکنواختی را به  مشعل هدایت نمود. این دستگاهها معمولاً بطور مستقیم به کپسولها متصل شده و پایه خطوط انتقال گاز قبل از شیلنگهای متصل به مشعل نصب می گردد . اساس کار این دستگاه و دستگاهها بدین ترتیب است که با بازکردن شیر کپسول گاز وارد قسمتی از آن می شود که در بالای آن فشارسنجی جهت نشان دادن فشار داخل کپسول نصب گردیده است پس از این مرحله گاز از طریق سوپاپی وارد فضای بالای یک ممبران می شود در زیر ممبران نیز پیچ تنظیم وجود دارد . بستن پیچ  در نتیجه کوچک شدن فضای بالای ممبران شده  و دبی  سوپاپ گاز خروجی افزایش می یابد. و به عکس با بازکردن پیچ می توان فشار گاز خروجی را تقلیل داد . در قسمت خروجی گاز فشارسنجی دیگر جهت نشان دادن فشار گاز اصلی وجود دارد . اساس کار فشارسنجهای کپسولهای اکسیژن و استیلن یکی بوده و در درجه بندی روی فشارسنج به آنها می توان مورداستفاده آنها را تشخیص داد . فشارسنج دستگاههای تقلیل فشار مربوط به گاز اکسیژن در قسمت مربوط به فشار کپسول معمولاً تا 300بار و فشارسنج مربوط به قسمت مصرف تا 15 بار مدرج شده است اما فشارسنجهای مربوط به گاز استیلن راه ورودی معمولاً تا 40بار و در قسمت خروجی تا 5 بار مدرج گردیده اند . در روی هر یک از  فشارسنجهای مربوط به گاز اکسیژن و استیلن در محل خاصی خط قرمزی نقش نموده اند که تنظیم فشار گاز مربوط به بیش از حد مجاز بوده و خط انفجار را بهمراه دارد فشار تنظیمی گازهای اکسیژن و استیلن در هنگام جوشکاری بستگی به ضخامت قطعات اتصال و در نتیجه به اندازه سر یک مورد استفاده داشته و معمولاً در روی فشار اکسیژن تنظیمی لازم به همراه ضخامت قطعات اتصال و در نتیجه به اندازه سر مشعل مورد استفاده داشته و معمولاً در روی فشار اکسیژن تنظیمی لازم  به همراه ضخامت و قطع مورد اتصال حک گردیده و کافی است فشار استیلن به اندازه ای از فشار اکسیژن تنظیم کرد .

مشخصه و نواع کپسولها: 

برای تشخیص گاز داخل کپسولها سطح آنها را با رنگهای استانداردی مشخص می پوشانند  برای آن که دستگاههای تعدیل فشار هر یک از کپسولها را بتوان به دیگری بست و همچنین برای جلوگیری از بستن اشتباه کپسول اکسیژن بر خطوط مربوط به گازهای قابل اشتعال اتصالات آنها و همچنین پیچهای آنها را نیز متفاوت انتخاب می نمایند .

از آنجایی که بستن اشتباه شیلنگ یا لوله های اکسیژن به گازهای قابل اشتعال و یا بر عکس نیز می توان گاز قابل انفجار ایجاد نمود و باعث سانحه گردید . اتصالات آنها را به محل دستگاههای تقلیل فشار مختلف انتخاب کرده و برای اکسیژن مهره راستگرد و برای استیلن مهره چپگرددر نظر می گیرند همچنین قطر داخلی شیلنگهای اکسیژن را کمتر از قطر داخلی شیلنگهای گاز أن  انتخاب می کنند.

مشعل های جوشکاری:

وسائلی هستند که وظیفه تنظیم اختلاط و هدایت مخلوط گازها را  دارند.بر روی  دسته مشعلها دو عدد شیر برای تنظیم جریان گازها ( استیلن و اکسیژن ) مستقل از یکدیگر وجود داشته و سر مشعلها با توجه به ضخامت قطعات اتصال انتخاب می شود به دسته متصل میگردند.

مکانیزم اختلاط گازها در مشعلهای جوشکاری معمولاً براساس مکیده شدن گاز استیلن به وسیله اکسیژن بوده و عمل اختلاط در داخل لوله یک که به نام لوله اختلاط نامیده می شود تکمیل می گردد . این نوع مشعلها را که بیشترین کاربرد را دارند را مشعلهای انژکتوری نامیده و فشار گاز قابل اشتعال در آنها کم و فشار اکسیژن از 3 تا 5بار تنظیم می گردد . از این مشعلها برای جوشکاری با گاز استیلن استفاده مشود. نوع دیگر مشعلهای جوشکاری که با فشار مساوی گازها کار می کنند به نام مشعلهای فشاری معروف هستند، و معمولاً از آنها در جوشکاری با گاز هیدروژن استفاده می گردد به این ترتیب شعله ای به وجود می أید که به نام شعله خنثی ( نرمال ) و از سه قسمت مخروطی سفید ، آبی و هاله بنفش رنگ تشکیل شده است حداکثر درجه حرارتی که از احتراق این گاز به وجود می أید در حدودC 3200 بوده و در منطقه ای به فاصله 2 تا 5 میلی متر از داس مخروط سفید رنگ وجود دارد .

زمانی که نسبت اختلاط اکسیژن و استیلن 1 به 1 انتخاب شود قسمت مخروطی شعله سفید   درخشان بوده و محدوده مشخصی دارد این نوع شعله را شعله خنثی نامیده و در جوشکاری فولادها از این شعله استفاده می نمایند اگر مقدار اکسیژن زیاد تر انتخاب شود مخروط سر مشعل کوتاهتر شده  و بیشتر به أبی متمایل می گردد اکسیژن اضافی که در شعله وجود دارد با مذاب ترکیب شده و  محل جوشکاری را شکننده می نمایند .این شعله را شعله اکسید کننده می نامند که در جوشکاری فولادها باعث جهیدن جرم زیاد به اطراف گردیده و علاوه بر سوختن د رزجوش باعث داخل شدن اکسیژن به محل جوش می شود از این نوع شعله در جوشکاری قطعات برنجی و همچنین گرم کردن قطعات به منظور آبکاری , صافکاری و غیره استفاده می نماید چنانکه مقدار استیلن بیشتر از اکسیژن تنظیم شود مخروط سر مشعل محدوده مشخصی نداشته و رنگ آن متمایل به زرد می گردد . در این حالت به دلیل کم بودن اکسیژن مقداری از منواکسید کربنco2) ) سوخته باقی می ماند که به دلیل فشار شعله به داخل مذاب نفوذ کرده و باعث افزایش مقدار کربن آن و در نتیجه ازدیاد سختی قطعه کار در محل جوشکاری می گردد این نوع شعله شعله احیا کننده نام داشته و در جوشکاری قطعات چدنی و آلومینیومی استفاده دارد .

ترتیب روشن کردن مشعل:

در شروع کار قبل از شروع به جوشکاری لازم است که ابتدا سر مشعل مناسبی را با توجه به ضخامت قطعه کار انتخاب کرده و آن را به دسته مشعل متصل نمایید.اکنون بایستی فشار گازهای مصرفی را مشخص کرده و یا در نظر گرفتن این فشارها و رعایت مراتب زیر اقدام به روشن کردن و تنظیم مشعل نمود .

1)شیر کپسولها را به آرامی باز کنید تا از ایجاد صدمه به دستگاههای تنظیم فشار جلوگیری گردد .

2) شیرهای روی دسته مشعل را به نوبت و به مقدار کمی باز کرده و در همان حال به سرعت دستگاه تنظیم فشار مربوطه را با توجه به فشار کار مورد لزوم که قبلاً تعیین کرده اید تنظیم نمایید

3) ابتدا شیر اکسیژن مشعل را حدود 4/1 تا 3/1 دور باز کرده و سپس شیر استیلن را در حدود 2/1 دور باز و مشعل را به فندک و یا چراغ جوشکاری نزدیک نمایید در این حال شعله در سر مشعل بدون آنکه دوده در فضای کارگاه منتشر گردد بوجود می آید . حال می توان شعله مورد لزوم را تنظیم کرد .

ترتیب خاموش کردن مشعل در خاتمه کار :

برای آنکه خاموش کردن مشعل توام با ایجاد دود و انتشار آن در فضای کارگاه نباشد و دستگاههای تنظیم فشار و شیلنگ گازها در زمانی که از دستگاه استفاده نمی گردد و تحت فشار قرار نگیرند ، لازم است مراتب زیرا رعایت نمود :

1)ابتدا شیر استیلن مشعل و پس از خاموش شدن شعله، شیر اکسیژن آن را ببندیم .

2) ابتدا شیرهای کپسولها را بسته و سپس   برای خروج گازها از داخل دستگاه تنظیم فشار و شیلنگهای جوشکاری شیرهای روی دسته مشعل را باز نمایید تا گازها خارج شود .

3) پس از خروج گازها شیرهای روی دسته را بسته و پیچ تنظیم فشار دستگاههای تنظیم کاملاً باز نماییم تا فشار از روی  آنها بر داشته شود .

نکاتی که در جوشکاری با گاز اکسی استیل بایستی مورد توجه قرار گیرد :

1- لازم است برای جلوگیری از خروج استن از کپسولهای استیلن در هنگام خروج گاز بایستی آنها را بطور عمودی قرار داد در صورت نیاز به مایل قرار دادن که شیر کپسول حداقل به اندازه 40 cm از سطح زمین فاصله داشته و بعنوان زیر سری حتماً از قطعات توپر استفاده گردد .

2)از یک کپسول استیلن هرگز بیش از 1000 lit در ساعت برداشت نکنیم در صورت نیاز می توان چند کپسول را از طریق یک کلکتور (جمع کننده) به مدار متصل نمودار اینصورت نیز نباید از هر کپسول بیشتر از 700 lit برداشت کرد، زیرا استیلن بدلیل سرعت زیاد  از کپسول خارج می گردد .

3)قبل از بستن دستگاههای تقلیل فشار لازم است که شیر کپسولها را کمی باز نمود که گرد و غبار و کثافتهای احتمالی جمع شده در محل به دستگاه وارد نشود .

4)قبل از سرد شدن کامل سرمشعل از تعویض آن خودداری نمائید .

5)برای تمیز کردن سوراخ نازلها  فقط از سوزنهای مخصوصی که برای همین منظور ساخت 
شده اند استفاده نماید .

نکات ایمنی و پیشگیری از حوادث درجوش با گاز :

1)کپسولهای اکسیژن و استیلن بایستی از منابع حرارتی دور بوده و از محل جوشکاری حداقل 3 m فاصله داشته باشند .

2)برای هر مخزن استیلن 60 m ²فضا و 20 m سطح در نظر گرفته شود .

3)در فضاهای سربسته پنجره های کارگاه بایستی در حین کار باز بوده و هواکشهای محل کار نیز بخوبی کار کند .

4)کلیه اتصالات مربوط به گازهای مورد مصرف بایستی کاملاً آبندی شوند آبندی آنها را می توان با استفاده از کف صابون و با کمک یک قلم مو کنترل نمود .

5)کپسولهای استیلن را در مقابل ضربه ، افتادن ، حرارت دیدن و با یخ زدن محافظت نمائیم در صورت یخ زدن  مخزن از آب گرم به ترتیبی استفاده کنیم که از گرم شدن بیش از حد کپسول جلوگیری گردد .

6)کپسول استیلن را در مقابل حرارت و تابش نور خورشید محافظت نمائید زیرا ازدیاد حرارت به اندازه 2 cm فشار کپسول را در یک اتمسفر بالا می برد .

7)کپسول اکسیژن و اتصالات آنرا بدور از روغن و چربی نگه دارید زیرا خطر انفجار وجود دارد برای روان کردن پیچهای تنظیم مربوط از آب صابون و یا گلیسرین استفاده نمائید .

8)برای روشن کردن مشعل از فندک یا چراغ جوشکاری استفاده کرده و برای این منظور هرگز از کبریت بکار نبرید .

9)برای محافظت چشم در مقابل درخشندگی شدید محل جوشکاری و جهیدن در هنگام کار از عینک های محافظی که شیشه های تیره ای که دارند استفاده نمود .

10)در موقع جوشکاری حتماً از لباس کار یقه بسته استفاده کرده و حتی الامکان از پیشبند و کلاه محافظ و دستکش چرمی استفاده نمود .

11)اتصالات لوله ها و واشرهای آبندی  در استیلن را ،هیچ گاه از جنس مس یا آلیاژهایی از آلومینیوم که بیش از 65% مس داشته باشد انتخاب نکنید زیرا خطر انفجار وجود دارد .

12)کاغذ و پارچه و چوب  و مواد قابل اشتعال دیگر را از محل جوشکاری دور نگه دارید .

13)در صورتی که شعله در سر پیک جوشکاری یا  برشکاری پس بزند بایستی بلافاصله شیر اکسیژن و سیلندر را بسته و سر پیک را در صورت لزوم در آب خنک نمود  . 

14)اگر احیاناً شیلنگ استیلن آتش گرفت فوراً شیر اصلی را بسته و سپس اقدام به خاموش کردن آتش نماید .

انواع انفجارها : 

    پس زدن سطحی

     پس زدن عمقی

پس زدن سطحی shallow back fire  انفجاری است که معمولاً با صدای کم همراه است  و این عمل زمانی اتفاق می افتد که پستانک مشعل یا برش خیلی زیاد به قطعه باشد یکی از دلایل دیگر این است که زمانی که گاز از نوک مشعل خارج می شود و سرعت آن کاهش می یابد، چنانچه این مقدار ،مقداری باشد که کمتر از مورد نیاز شعله است در این صورت تاُمین کسری شعله بداخل مشعل بر میگردد مورد سوم اگر حرارت نوک مشعل به 600 فارانهایت بر اثر انفجار خود به خود در گازهای مخلوط در نوک مشعل اتفاق می افتد و ممکن است نسبت به پس زدن عمقی یا back-fire  میگردد.

پس زدن عمقی یا deep back fire  انفجاری است که در داخل مشعل و دستگاههای تاُمین گاز ادامه می یابد و نتیجه آن خراب شدن مشعل � ترکیدگی شیلنگ و انفجار شدید رگولاتور و کپسول می رسد . گاهی پس زدگی سطحی می تواندبه سرعت تبدیل به پس زدگی عمقی (به علت زیاد بودن  سرعت خروجی گاز)شود.

اکسیژن و خواص آن :

اکسیژن گازی است بی رنگ و بی بو و بی طعم و عنصری است فوق العاده فعال و میل ترکیبی شیمیایی زیادی دارد که در شرایط تقریباً با تمام عناصر دیگر ترکیب می شود ارزش اصلی اکسیژن برای جوشکاری در این است به احتراق کمک می کند و هر گاز سوختی که به کار ورود اکسیژن برای ایجاد گرما ضرورت دارد سوختن مواد یا گاز در هوا فقط ترکیب سریع آنها با اکسیژن هواست و چنانچه عمل احتراق آنها در اکسیژن خالص که برای ایجاد شعله جوشکاری مصرف می شود انجام گیرد با سرعت زیادتر و درخشندگی بیشتر انجام خواهد گرفت وزن هر متر مکعب این گاز در فشار معمولی 760 میلی متر جیوه و در حرارت صفر درجه 43/1 کیلوگرم است . این گاز نباید با مواد چرب و روغن تماس پیدا کند زیرا ممکن است این اجسام در مجاورت اکسیژن آتش گرفته شعله بسیار گرمی را تولید نماید .

طرز تهیه اکسیژن در صنعت :

اکسیژن لازم برای جوشکاری باید خالص باشد اکسیژن را که در کارخانه های مخصوص از هوا به مقدار 21% اکسیژن دارد جدا می کنند هوا را به تدریج سرد کرده , تحت فشار و درجه حرارت معینی به مایع تبدیل می کند این هوا مخلوطی است از اکسیژن و ازت که اگر این که اگر این هوای ملیح را که درجه برودت آن صفر است گرم کنیم ابتدا ازت که درجه تغییر آن 196- است بخار شده و اکسیژن خالص باقی میماند اکسیژن مایع را گرم میکند تا به صورت گاز در آمده , آنگاه با فشار پوند2200 است یعنی گاز فشرده در آن 1 فضای را اشغال می کند که در فشار عادی احتیاج دارد چون گنجایش کپسول 40 لیتر است بنابر این فشرده داخل آن درفشار معمولی یعنی فشار یک جو برابر با 4006000*150 لیتر 6 متر مکعب را اشغال میکند

خطر دود و بخار فلزات :

بیشتر فلزات را وقتی حرارت دهند , دودهای سمی , تحریک کننده تولید می کنند فلزاتی که  دودهای خطر ناک ایجاد می کنند از این قرارند :

1) کادیوم                                  2) روی                                     3) سرب

 آهن و آلیاژهای آن مانند چدن و انواع فولاد جز فلزات آهنی محسوب می شوند و مابقی فلزات رنگین نامیده می شوند مانند مس - روی - برنز - آلمینیوم - سرب - نیکل و فلزات رنگین دیگر مشکل اصلی و اساسی در جوشکاری فلزات رنگین تمایل بیشتر به اکسید شدن در هنگام جوشکاری می باشد که این مسئله موجب کاهش استحکام جوش می گردد برای اینکه این نقص را بر طرف کنند واسیداسیون جلوگیری نماینداز روان سازهای مختلفی استفاده می شود .

 بطور کلی دستگاه جوشکاری گازشامل تجهیزات ذیل میباشد:

      منبع گاز :

الف ) کپسول اکسیژن ( گاز فشرده با تانک (اکسیژن مایع )

ب) کپسول استیلن یا مولد گاز استیلن ( ژنراتور استیلن )

  دستگاه تنظیم فشار :

شامل فشارسنجهای فشار زیاد و کم و پیچ و مهره و لوله آن

دو عدد دستگاه تنظیم فشار،یکی برای کپسول اکسیژن و یکی برای کپسول استیلن لازم است .

    شیلنگ مخصوص فشار قوی :

جهت اکسیژن با رنگ مشکی , آبی , سبز و برای گاز با رنگ قرمز قطر شیلنگ گاز mm 9 و هوا mm6 می باشد .

    مشعل جوشکاری :

شامل محفظه اختلاط گاز 

شیرهای سوزنی و پیچ و مهره انواع آن : 1) فشار مساوی 2) تزیقی 

   عینک

   جرقه زن

انواع شعله جهت فلزات غیر آهنی:

آلومینیوم                   کمی احیا                               نیکل               کمی احیا

برنج                   خنثی و کمی اکسیده                    سرب              خنثی

برنز                  خنثی و کمی اکسیدکننده                نقره                کمی احیا

مس                خنثی و کمی اکسیده

نقطه ذوب برخی از فلزات:

قلع  232 درجه سانتی گراد 

  سرب 327 درجه سانتی گراد        

 روی 419 درجه سانتی گراد

 آلومینیوم 658 ساتی گراد

 برنج 930 درجه سانتی گراد

 برنز 900 درجه سانتی گراد

 نقره 960 درجه سانتی گراد

 مس 1083 درجه سانتی گراد

 چدن 1200 درجه سانتی گراد

آهن 1540 درجه سانتی گراد

نیکل 1450 درجه سانتی گراد

علی اصغر سرابیان مقدم مربی کارگاه جوشکاری مرکز 14 قوچان

        هنرستان    خوارزمی پایه  سوم جوشکاری مخازن

تولید فولاد از آهن خام

• تولید فولاد از آهن خام :
• آهن خام بدست آمده از کوره بلند محصولی است که دارای ناخالصی های زیادی بوده و به خاطر داشتن کربن زیاد (3 تا 4 درصد) قابلیت شکل پذیری، چکش خواری و جوشکاری ندارد؛ بنابراین لازم است که طی عملیاتی مقدار کربن آنرا کاهش داده و سایر عناصر موجود در آهن خام (گوگرد، فسفر، سیلیسیم و منگنز) را به حد قابل قبولی رساند.
• برای تهیه فولاد از آهن خام سفید، روشهای مختلفی بکار می رود که در تمام آنها سعی بر این است که با سوزاندن و یا خارج کردن عناصر غیر ضروری، فولاد مورد نظر را بدست آورند.
• 1)روش توماس- بسمر:
• کوره توماس به شکل گلابی بوده و به نام کنورتر نیز معروف است. ساختمان خارجی کنورتر از ورق فولادی بوده و پوشش داخلی آن از دلمیت (Dolomit) ساخته می شود. دلمیت ماده ای است نسوز که کربنات های مضاعف کلسیم و منیزیم تشکیل شده است. کنورتر توماس حول محور افقی قابل حرکت بوده و در کف آن سوراخهائی جهت دمیدن هوا به داخل کنورتر وجود دارد.
• روش کار در کنورتر توماس به این ترتیب است که ابتدا آنرا در وضعیت بارگیری قرار داده و داخل آنرا از آهن مذاب تا حد معینی پر کرده و به آن اهک نیز اضافه می کنند. سپس کنورتر را به وضع عمودی در آورده ورد ضمن این حرکت عمل دمیدن هوا با فشاری معادل 2 بار به داخل آن شروع می گردد.
• عبور هوا که دارای اکسیژن می با شد، باعث اکسیداسیون ( سوختن) کربنف سیلیسیم و منگنز می گردد. در این حالت اکسیدهای سیلیسیم و منیزیم بسمت بالای مواد مذاب هدایت شده واکسیدهای کربن بصورت گاز از آن خارج می شوند. آهکی که در هنگام بارگیری به آهن خام مذاب اضافه شده بود باعث جذب اکسید فسفر شده و آنرا در سطحمذاب بصورت سرباره نگه می دارد.
• دمیدن هوا از 15 تا 20 دقیقه ادامه داشته و این عمل باعث می شود که در هنگام اکسیده شدن عناصر اضافی ، درحه حرارت آهن خام مذاب از 1300 درجه به 1600 درخه سانتیگراد افزایش پیدا کند.
• از سزباره کنورتر توماس بخاطر داشتن فسفر زیاد، برای تهیه کود شیمیائی استفاده می کنند.
• فولادی که ازاین کوره بدست می آید بنام فولاد توماس معرف بوده و دارای 05/0 تا 5/0 درصد کربن می باشد. این فولاد قابلیت آهنگری و جوشکاری خوبی داشته و از آن برای تهیه انواع پروفیلها، میله ها، ورقها، نبشی ها، تیر آهن و غیره استفاده می کنند.
• چون پوشش کنورتر توماسخاصیت قلیائی دارد، لذا بایستی از این کنورتر برایتازه کردن آهن های خامی استفاده کرد که خاصیت قلیائی(فسفر و گوگرد زیاد، سیلیسیم کم) دارند. باری تازه کردن آهن های خامی که خاصیت اسیدی (فسفر وگوگرد کم، سیلیسیم زیاد) داشته باشند از کوره بسمر استفاده می شود که کاملا مشابه کوره توماس بوده و فرق آن در جنس پوشش عایق آن می باشد که از آجر نسوز سیلکات تشکیل شده است.
• از آنجائی که در کنورتر توماس و یا بسمر عمل تازه کردن به کمک دمیدن هوا انجام می گیرد ، بخشی از ازت موجود در هوا جذب فولاد شده و این خود یکی از معایب فولادهائی را تشکیل می دهد که با این روشها تهیه می گردند.
•  
•  
• 2) روش LD :
• از آنجائی که وجود ازت در فولادهای کم کربن باعث افزایش شکنندگی آنها در هنگام تغییر فرمدر حالت سرد می شود، لذا در این روشها ی جدید تهیه فولاد، که روش LD یکی از اقتصادی ترین آنها می باشد، بجای هوا که در حدود (    ) آن از ازت تشکیل داده است ،از اکسیژن خالص استفاده می نمایند.
• در این روش بر عکس کنورتر به ترتیب است که ابتدا آنه را در وضع بارگیری قرار داده و آهن خام مذاب، آهک و قراضه آهن ( در حدود 30 درصد) را بداخل آن می ریزند. سپس آنرا بحالت عمودی برگردانده و به سطح آن اکسیژن خالص می دمند. استفاده از اکسیژن باعث سوختن سریع مواد اضافی و کربن شده و درجه حرارت بالاست که نه تنها استفاده از آهن قراضه را امکان پذیرمی سازد، بلکه بعنوان سرد کننده برای جلوگیری از سوختن مذاب استفاده از آنرا الزامی می نماید. عمل تازه کردن اکسیژن نیاز دارد. پس از عمل تازه کردن و نمونه برداری و همچنین اطمینان از درصد عناصر مورد لزوم در مذاب، کنورتر را بحالتی در می آورند که بتوان بسهولت سرباره را تخلیه نمود. پس از این مرحله عمل تخلیه فولاد مذاب با چرخش کنورتر در جهت مقابل انجام شده و برای این منظور سوراخ موریی بالای بدنه آن تعبیه شد
• فولادی که با این روش تهیه می شود مرغوب تر بوده و بدون ازت می باشد.
• کارخانه ذوب آهن اصفهان دارای دو دستگاه کنورتر LD هر یک به ظرفیت 80 تن می باشد.
• 3) روش زیمنس – مارتین :
• مارتین برای تولید حرارت، از گاز و هوای گرمی که از گرم کنها عبور داده می شوند، استفاده می نمایند. معمولا هر کوره دو سری گرم کن می باشد که در سری آنها یک گرم کن بزرگتر برای گرم کردن هوا و یک گرم کن کوچکتر برای گرم کردن گاز سوختنی وجود دارد. استفاده از گرم کنها به تناوب انجام می گیرد. کف کوره را با فرم قوس دار ساخته وبرای خروج راحت تر فولاد مذاب آن را زا یک طرف شیبدار انتخاب می کنند.
• احتراق گاز و هوا گرم و همچنین سوختن مواد اضافی و کربن، باعث می شود که درجه حرارت کوره تا 2000 درجه سانتیگراد بالا رفته و تولید فولادهای کربنی و فولادهای آلیاژی را امکان پذیر سازد.
• عمل تازه کردن در این کوره ها برحسب ظرفیت از 6 تا 10 ساعت ادامه دارد. مزیت عمده این روش در استفاده زیاد از آهن قراضه می باشد.
• پوشش داخلی نسوز این کوره ها نیز مانند کنورترها برحسب نوع مواد مذاب ممکن است که اسیدی و یا قلیائی انتخاب شود.
• فولادی که از این روش بدست می آید فولاد زیمنس مارتین (SM) نام دارد. با روش زیمنس مارتین می توان فولادهای غیر آلیاژی ویا آلیاژی تهیه نمود. برای تهیه فولادهای آلیاژی می توان عناصری مانند کرم، نیکل، وانادیم را در کوره زیمنس- مارتین قابلیت چکش خوار و جوشکاری داشته و چنانچه مقدار کربن آنها بیشتر از 5/0 درصد باشد قابلیت آبکاری و بهسازی نیز دارند.
• 4) کوره قوس الکتریکی :
• کوره های قوس الکتریکی مدرن معمولا با جریان برق سه فاز کار کرده و دارای سه الکترود گرافیتی  می باشند که اثر عبور جریان برق از الکترودها ( از طریق موادی که در کوره ریخته می شوند) تشکیل قوس الکتریکی و ایجاد درجه حرارتی تا 3500 درجه سانتیگراد را امکان پذیر می نمایند. بدلیل این درجه حرارت است که می توان در آنها حتی فلزات دیرگدازی مانند ولفرام، تانتال و مولیبدن را ذوب و با فولاد آلیاژ نموده و از این طریق فولادهای آلیاژی بسیار مرغوب که بنام فولادهای نجیب نیز معروفند، بدست آورد.
•         بار این کوره ها را از
• فولادهای تازه شده (توما س-
• بسمر،LD و زیمنس- مارتین)
• انتخاب کرده و به همراه آن
• میتوان آهن قراضه نیزدرکوره
• ریخت.دراینجا نیزبرای تصفیه
• و جذب ناخالصی ها و تشکیل
• سرباره از آهک استفاده میشود.
• از محصولات این کوره می توان فولادهای مقاوم در مقابل حرارت، خورندگی و همچنین فولاد های فنر با استحکام زیاد را نام برد. امروزهتقریبا تمام فولادهای ابزارسازی آلیاژی را با این روش تولید می کنند.
• تاثیر عناصر در فولادها:
• عناصری که بهمراه آهن در فولادهای آلیاژی و یا غیر آلیاژی وجود دارند شامل دو گروه فلزات و یا غیر فلزات بوده و می توانند برحسب مورد استفاده روی خواص فولادها اثرات مطلوب یا نامطلوب داشته باشند.
• در جدول شماره 4 تاثیر مهمترین عناصری که معمولا همراه این گونه فولادها وجود دارند توضیح داده شده است.
•                                    فرم دادن فولادها و چدن ها
• چدن ها و فولادها را پس از خروج از کوره مربوطه ، فرم داده ویا بصورت نیمه ساخته به بازارعرضه می کنند
• عملیاتی که برای این منظور انجام می گیرند بستگی به خصوصیات و یا انتظاراتی دارند که بایستی این گونه قطعات در صنعت بر آورده نمایند.
• فرم دادن چدن ها :
• چدنها را بدلیل خصوصیاتی که دارند (قابلیت ریخته گری خوب و چکش کاری بد) با روش ریخته گری فرم می دهند.
• روشهائی که برای ریخته گری وجود دارند بسیار متنوع بوده ولی ریخته گری در قالب های ماسه ای هنوز هم بیشتر کاربرد را دارد. در این روش ابتدا مدلی از چوب ،فلز و یا مواد دیگر ساخته و آنرا در داخل ماسه ریخته گری ، قالب گیری می نمایند. قالب گیری قطعات کوچک را در داخل جعبه بنام درجه انجام داده و قطعات بزرگ در زمین قالب گیری می نمایند. بعد از تهیه قالب، چدن مذاب را از طریق راه گاه به داخل آن ریخته و پس از سرد شدنف قطعه مورد نظر را بدست می آورند
• اندازه های مدل بایستسی به اندازه انقباضی که فلز در هنگام سرد شدن پیدا می کند (در چدن خاکستری1%) بزرگتر از قطعه سرد شده در نظر گرفته شود. برای ایجاد فضای داخلی در قسمتهائی از قطعه مورد نظر، می توان از قطعاتی بنام ماهیچه که خود نیز از نوعی ماسه به نام ماسه ماهیچه ساخته می شود؛ استفاده نمود. در این موارد بایستی در روی مدل زائده ای برای تکیه گاه ماهیچه در نظر گرفت.
• فرم دادن فولادها:
• فولادها را پس از تهیه،ریخته گری کرده و یا درکارگاه های نورد به فرمهای مختلفی در می آورند.فولادهائی که بطریقۀ ریخته گری فرم داده می شوند بنام فولاد ریخته معروف بوده و چنانچه با روش نوردکاری فرم داده شوند بنام نیمه ساخته ها شهرت دارند.
• 1)فولاد ریخته(GS):
• قطعاتی از ماشینهاو وسایل صنعتی ای که دارای فرم پیچیده ای بوده و نیروهای گوناگون وزیادی را تحمل کنند،از فولاد با روش ریخته گری تهیه می گردند.ریخته گری فولادها نیز مشابه چدنها می باشد با این تفاوت که اگر از روش ریخته گری در ماسه استفاده کنند بایستی ماسهای بکاررود که دیرگدازتر باشد زیرا نقطه ذوب فولاد(1300تا1400درجه سانتی گراد)، بیشتر از چدن می باشد. ازتفاوتهای دیگری که می توان نام برد انقباض زیادتر(2درصد)آن نسبت به چدن می باشد که باعث ایجاد تنش های داخلی زیاد،در قطعه ریخته شده به هنگام سرد شدن می گردد.قطعات ریخته شده از فولاد ریخته را بایستی پس از خروج از قالب تا حدود 900درجه سانتی گراد حرارت داد تا تنش های داخلی آنها از بین برود. حال اگر قطعه گرم شده را با سرعت تا 700درجه سانتی گراد و سپس به آرامی سرد کنند،باعث می گردد که علاوه بر از بین رفتن تنش های داخلی، قطعه ریزدانه شده و استحکام آن نیز افزایش پیدا کند.فولاد ریخته که تا 0/2 درصد کربن داشته باشد ، قابل آبکاری سطحی بوده و تا این عمل می تواند سختی و مقاومت سطح آنرا در مقابل سائیدگی افزایش داد.
• از این روش برای تهیه قطعاتی مانند اسکلت توربین ها، چرخ توربین های آبی،بدنه پرسها، چرخ دنده ها، اهرمها و محفظه های جدار نازکی که از چدن قابل ریخته گری نیستند،استفاده می کنند.
• 2)فولاد های نیمه ساخته:
• پروفیلها، ورقها، میله ها، نبشی ها و شمش هائی از این نوع را در صنعت نیمه ساخته گویند.برای تهیه نیمه ساخته ها  روشهای گوناگونی مانند نوردکاری، پرس کردن،کشیدن و آهنگری وجود دارد.در کلیه این روشها بایستی ابتدا فولاد مذاب را بصورت بلوکهائی درآورد تا عملیات بعدی روی آنها امکان پذیر باشد. برای این منظور از این دو روش استفاده می کنند.
• الف- تهیه بلوک در قالب: در این روش ابتدا فولاد مذاب را در ضروف مخصوصی به نام پائیل ریخته و سپس آنرا در داخل قالب ها ئی بنام کوکیل می ریزند.در هنگام حمل فلز مذاب با پاتیل در بازو همچنین در موقع ریختن درکوکیل،فلز مذاب با اکسیژن،ازت و رطوبت هوا تماس داشته و بخشی از این عناصر را بخورد جذب می کند.این گازها وگازی که درترکیب اکسیژن با کربن موجود درفولاد بصورت  COوCO2  متصاعد می گردند، باعث میشود که در هنگام خروج،فولاد ریخته شده را به قل قل واداشته و عمل سرد شدن ناآرام انجام شود؛و علاوه بر آن مک ها ئی در داخل بلوک سرد شده باقی می گذارند. اگر به فولاد مذاب قبل از ریختن در کوکیل عناصری مانند آلومینیم و سیلسیم اضافهشود، از تشکیل گازها جاوگیری کرده و باعث می شود که فولاد بطور آرام منجمد شود. وجود آلومینیم و سیلسیم از جدا شدن عناصر موجود در فولاد مانند گوگرد، فسفر،کربن و همچنین کشیده شدن آنها به مرکز بلوک جاوگیری می نماید.
• از روشهای دیگری که برای جلوگیری از تشکیل مکهای داخل بلوک سرد شده،بکار می روند می توان روش ریخته گری در خلاء را نام برد.
•  
• بلوکها ئی که به این ترتیب تهیه می شوند در هر حال دارای فرورفتگی در بالا وهمچنین فضای خالی در وسط قسمت فوقانی بوده و بهمین دلیل بایستی به اندازه 20 درصد از بالای بلوک را قطع کرده و سپس باقیمانده آنرا برای عملیات بعدی حمل نمود. تهیه بلوک با این روش بعلت سرعت عمل کم، ریخت وریز زیاد و همچنین نیاز به افراد بیشتر مقرون به صرفه نبوده و امروزه در کارخانجات از روش دیگری به نام روش ریخته گری مداوم، برای تهیه بلوک استفاده می نمایند.
• ب) تهیه بلوک با روش ریخته گری مداوم؛ در این روش نیز فلز مذاب را بوسیله پاتیلهائی به محل دستگاه حمل مینمایند. فولادمذاب ابتدا به داخل ظرف تقسیم کننده ای ریخته شده وسپس وارد ظروفی بنام منجمد کننده میشود، که درابتدای خطوط تولید بلوک قراردارند. این ظروف را از جنس مس ساخته و بوسیله آب دائما خنک می کنند.
• در ابتدای عملیات، سوراخ ته منجمد کننده را که ممکن است بهفرم های گرد، مربع و یا مستطیل باشد، بوسیله یک توپی مسدود می کنند تا فلز مذاب، منجمد گردد. در تمام مدت که فلز مذاب به داخل آن جریان دارد و در تمام طول عملیات، این منجمد کننده ها بطور ارتعاش بسمت بالا و پائین حرکت داده می شوند تا مانع چسبیدن فلز در حات انمجاد،به جداره ظرف گردند. پس از آنکه فلز
• مذاب در قسمت پائین منجمد کننده بحالت انجماد در آمد
• توپی را خارج کرده و فلزمنجمد شده،تحت تاثیرنیروی
• وزن خود،بسمت نوردهائی که درزیرآن قرارگرفته اند
• هدایت شده وبوسیله آنها بسمت پائین کشیده می شود.در
•  این حال ازبالا بطورمداوم فولاد مذاب اضافه می گردد
• درمسیرنوردها کولرهائی وجود دارندکه فلزمنجمد شده
• را خنک تر می کنند.
• پس از این مرحله وفرم گرفتن فولاد، قطع کنندها قرار
• دارند که ممکن است بصورت قیچی بوده و ای با گاز
• اکسی استیلن عمل برش را انجام دهند.
• حال می توان بلوکهای بریده شده را که برحسب مورد
• استفاده 100 تا 50000 کیلو گرم وزن داشته و هنوز
• از درجه حرارت مطلوبی برخوردارند برای عملیات
• بعدی هدایت نمود.
• استفاده از این روش ، تهیه بلوک را اقتصادی کرده و
• ضمن داشتن سرعت عمل کافی گرم کردن مجدد بلوک
• را که در روش قبلی لازم بود،غیر ضروری می نماید.
• بلوکهائی که با این روش تهیه می شوند دارای مرغوبت
• خوبی بوده و کریستال های آنها یکنواخت تر می باشند.
• ازمحاسن دیگراین روش نداشتن دورریز وخودکار بودن
•  سیستم آن می باشد.درکارخانه ذوب آهن اصفهان برای
• تهیه بلوک از این روش استفاده می گردد.
• تهیه نیمه ساخته ها:
• چنانچه گفته شد برای تهیه نیمه ساخته های فولادی که در حدود 97 درصد محصولات فولادی را تشکیل می دهند از روشهای مختلفی مانن نوردکاری، کشیدن، پرس کردن و غیره استفاده می کنند که در زیر بشرح آهنا می پردازیم.
• 1)نورد کاری:
• تغییر شکل دادن در اثر عبور از بین دو استوانه
• (نورد) گردان را نوردکاری گویند. در اثر نیروئی
• که از طرف نوردها برای تغییر فرم فولاد اعمال
• می شود ، کریستالها به یکدیگرنزدیک شده و این
• عمل باعث افزایش استحکام فلز می گردد.
• نوردکاری ممکن است که بصورت گرم (800 تا
• 1250 درجه سانتیگراد) ویا در حالت سرد انجام
• گیرد. نوردکاری در حالت گرم باعث افزایش استحکات، سمجی و قابلیت انبساط فولاد شده و چنانچه در حالت سرد انجام گیرد، سختی و شکنندگی را افزایش داده و قابلیت انبساط آنرا کم می نماید.
• نوردها ممکن است که دارای دو، سه و چهار استوانه باشند. نوردهائی که دارای دو استوانه می باشند یکطرفه و یا دو طرفه کار می کنند. بدین معنی که در نوع یکطرفه آنها فولاد فقط از یک سمت به سمت دیگر از بین نوردها حرکت کرده و جهت گردش آنها همیشه ثابت می باشد. و چنانچه بخواهند قطعه را دوباره از بین آنها عبور دهند بایستی آنرا دوباره بجای اول برگردانند.
• در نوردکاری قطعات بزرگ و سنگین از نوع دوطرفه استفاده می کنند. روش کار این نوردها بدین ترتیب است که فولاد پس از عبور از بین نوردها، در جهت عکس حرکت کرده و همزمان با آن جهت دوران نوردها نیز عوض می گردند.
• در نوردهائی که دارای سه استوانه می باشند، قطعه مورد نظر پس از عبور از بین دو غلطکپائینی از غلطکهای بالائی که دارای فاصله کمتری می باشند، در جهت عکس عبور می نمایند. این نوردها مانند نوردهای دوتائی دو طرفه عمل می کنند؛ با این تفاوت که نیاز به تعویض جهت گردش آنها وجود ندارد.
• در نوردکاری، تجربه ثابت کرده است که فشارمساوی،استوانه های کم قطر،راحت تررا تغییرشکل پیدا می کنند. برای جلوگیری از این عیب در بالا وپائین آنها استوانه های دیگر با قطر بزرگتر سوار می کنند که آنها را نوردهای محافظ نامند.
• در نوردکاری بایستی ابتدا بلوکهائی را که از قابها و یا ماشینهای ریخته گری مداوم بدست می آیند، آماده نموده و سپس به کارگاههای نوردکاری اولیه برای تامین اندازه های کوچکتر، برش و توزین، زدایش زنگ و پوسته های سطح بلوک ها، می شود.
• بلوک ها را پس از آماده کردن به محل نوردکاری نهائی حمل می کنند؛ که برحسب نوع تولید، ممکن است که با وجود تشابه در ساختمان کلی، فرم نوردهای آنه باهم متفاوت باشند.
• الف) نوردکاری تسمه ها، شمش های فرم دارو میله ها:
• بدبهی است که فرم ایجاد شده در نیمه ساخته ها بستگی به فرم
• سطح تماس آنها با نورد خواهد داشت. فرعی که درروی نورد
• ایجاد می کنند بنام کالیبرمعروف بوده و به دو نوع کالیبر بازو
•  بسته تقسیم می شود.
• کالیبرباز به فرعی ازنوردها گویند که با ازدیاد فاصله نوردها،
•  فلز از کنارشیارهای فرم دار بیرون بزند؛ ودرغیر اینصورت
• آنرا کالیبر بسته گویند.
• بدیهی است که برای تهیه نیمه ساخته ها، نمی توان با یک مرحله،
• بلوک را به شکل و اندازه مورد نظر در آورد؛ بنابر این بایستی عمل نوردکاری در طی مراحل مختلفی انجام گرفته انجام گرفته و هر بار که از هر مرحله خارج می شود به فرم مورد نظر نزدیکتر گردد. شکل زیر مراحل مختلف تهیه ناودانی از یک بلوک را،با روش نوردکاری نشان می دهد.
• با این روش می توان مفتولهائی تا قطر 5 میلیمتر را تولید نمود و چنانچه مفتولهائی با قطر کمتر مورد نیاز باشند، بایستی آنرا با روش کشیدن به اندازه مورد نظر در آورد.
• ب)نوردکاری ورقها :
• ورقها را در سه گروه خشن، متوسط و ظریف که بضخامت آنها بستگی دارد، تولید می کنند. ضخامت ورقها خشن بیشتر از 75/4 میلیمتر، ورقهای متوسط از 3 تا 75/4 و ورقهای ظریف کمتر از 3 میلیمتر می شوند.
• روش تولید ورقهای ظریف باین ترتیب است که ابتدا بلوکهای آماده شده برای نورد را که داری ضخامتی برابر 100 تا 250 میلیمتر و طول 6 متر می باشد به داخل کوره ای هدایت می کنند. در این کوره بلوکها تا درجه حرارت نوردکاری (1200 تا 1250 درجه سانتیگراد) گرم شضده و از کوره خارج می شوند. پس ازب آن وارد یک دستگاه نورد اکسید شکن می شوند تا پوسته و قشر اکسید روی آنها بر طرف شود پس از عملیات فوق، بلوک وارد نوردهای مقدماتی شده و طی این مراحل ضخامت آن به 20 میلیمت می رسد.
• قبل از ورود ورق به خط نهائی، ناهمواریهای کنار آن بکمک قیچی مخصوصی بریده شده و بوسیله پاشیدن آب با فشار زیاد، اکسیدهای آن بر طرف می گردد و بالاخره ورق وارد خط نهائی شده و پس از نورد در این خط، ضخامت آن به 6/1 میلیمتر می رسد. در این مرحله ورق قرقره های فولادی پیچیده شده و یا با وسایل برش به اندازه های دلخواه بریده می شود طول این خط تولید در حدود 600 متر می باشد.
• ورقهائی را بایستی دارای سطح صاف و شفافی باشند، لازم است پس از طی مراحل فوق ، عملیات تکمیلی روی آنها انجام گیرد. برای این منظور ابتدا سطح ورق را بوسیله جوهرنمک و یا اسید سولفوریک رقیق کاملا تمیز نموده و سپس از ضخامت ورق در حدود 1/0 میلیمتر کاسته می گردد.
• ج) نوردکاری پروفیلها از نوار ورق :
• در اسکلتهای فلزی معمولا از شمش هائی استفاده می کنند که از ورق ساخته شده و بر حسب نیاز دارای فرمهای مختلفی می باشند. اینگونه پروفیلها را می توان با روش نوردکاری تولید کرد.
•  
•                                     علی اصغر سرابیان مقدم -مربی جوشکاری مرکز 14قوچان
•                                                 پایه سوم جوشکاری کارودانش هنرستان خوارزمی

انواع شعله درجوشکاری اکسی اسیتیلن -پایه سوم کارودانش هنرستان خوارزمی

انواع شعله درجوشکاری اکسی اسیتیلن

 

 

علی اصغر سرابیان مقدم –مربی جوشکاری

مرکز 14قوچان –آذرماه 1399