جوشکاری چوبی - که به طور رسمی جوشکاری قوس فلزی محافظ (SMAW) نامیده می شود - پرکاربردترین فرآیند جوشکاری دستی در جهان است. با ایجاد یک قوس الکتریکی بین یک الکترود مصرفی با پوشش شار ("چوب") و فلز پایه کار می کند و هر دو را با هم ذوب می کند تا یک اتصال جوش قوی ایجاد کند. اگر برای اولین بار جوشکاری را یاد می گیرید، در فضای باز کار می کنید، یا با فلز زنگ زده یا کثیف سر و کار دارید، جوشکاری چوبی عملی ترین و بخشنده ترین نقطه شروع است.
به حداقل تجهیزات نیاز دارد، در باد و باران کار می کند و روی فلزی کار می کند که سایر فرآیندها آن را رد می کنند. در اینجا یک راهنمای کامل و عملی در مورد نحوه عملکرد، نحوه تنظیم صحیح آن و نحوه جلوگیری از اشتباهاتی که مبتدیان را آزار می دهد، آورده شده است.
جوشکاری چوب چگونه کار می کند
الکترود چسب به طور همزمان دو هدف را انجام می دهد: الکتریسیته را برای ایجاد قوس هدایت می کند و به عنوان فلز پرکننده در حوضچه جوش ذوب می شود. پوشش شار روی الکترود دو کار دیگر را انجام می دهد: در حین سوختن یک گاز محافظ تولید می کند تا از جوش مذاب در برابر آلودگی جوی محافظت کند، و یک لایه سرباره در بالای مهره تمام شده تشکیل می دهد که در هنگام سرد شدن از جوش بیشتر محافظت می کند.
فرآیند کامل به ترتیب:
- جوشکار سرب کار (زمین) را به فلز پایه می چسباند
- یک الکترود به نگهدارنده الکترود وارد می شود
- نوک الکترود خراشیده می شود یا به فلز ضربه می زند تا قوس وارد شود
- قوس الکترود و فلز پایه را ذوب می کند و یک حوضچه جوش را تشکیل می دهد
- جوشکار به طور پیوسته در امتداد اتصال حرکت می کند و قوس را به جلو تغذیه می کند
- پس از سرد شدن مهره، سرباره با چکش خردکننده جدا می شود
برخلاف جوشکاری MIG یا TIG، نیازی به سیلندر گاز محافظ خارجی نیست. این دلیل اصلی رونق جوشکاری چوبی در محیط‌های صحرایی است - خطوط لوله، کارخانه‌های کشتی، فولاد سازه‌ای، تعمیرات مزرعه - جایی که قابلیت حمل و مقاومت در برابر باد اهمیت دارد.
تجهیزاتی که برای شروع به آن نیاز دارید
جوشکاری چوبی یکی از کمترین موانع تجهیزات را در بین هر فرآیند جوشکاری دارد. یک راه اندازی اولیه به طور قابل توجهی کمتر از MIG یا TIG هزینه دارد و می تواند در عرض چند دقیقه عملیاتی شود.
دستگاه جوش
جوشکارهای چوبی در دو نوع اصلی موجود هستند:
- ماشین های ترانسفورماتور/AC: قدیمی تر، سنگین تر، ارزان تر (150-400 دلار). قابل اعتماد برای کارهای ساختاری اساسی. محدود به خروجی AC
- ماشین های DC مبتنی بر اینورتر: سبک وزن (بعضی کمتر از 15 پوند)، انرژی کارآمد و دارای خروجی DC یا DC-. هزینه 200 تا 800 دلار کنترل قوس بهتر و سازگار با طیف وسیع تری از الکترودها.
برای مبتدیان، یک دستگاه اینورتر DC در محدوده 140-200 آمپر اکثریت قریب به اتفاق کارهای جوشکاری چوب بر روی فلز از ضخامت 1/16 تا 3/8 اینچ را پوشش می دهد.
لوازم ضروری
- نگهدارنده الکترود (ستینگر): الکترود را محکم می کند و جریان را به آن هدایت می کند
- گیره کار (گیره زمین): مدار الکتریکی را از طریق فلز پایه تکمیل می کند
- کلاه ایمنی جوشکاری: کلاه ایمنی خودکار (سایه 10-13) به شدت برای مبتدیان توصیه می شود. آنها اجازه دید واضح را تا زمانی که قوس به آن برخورد می کند، می دهند
- چکش تراشه: برای برداشتن لایه سرباره بعد از هر بار عبور
- برس سیمی: برای تمیز کردن جوش بین پاس ها
- دستکش، ژاکت و چکمه چرمی: جوشکاری چوبی produces significant spatter; full coverage is non-negotiable
انتخاب الکترود مناسب
انتخاب الکترود از نظر فنی مهمترین تصمیم در جوشکاری چوبی است. میله اشتباه برای کار بدون توجه به تکنیک، جوش های ضعیف، متخلخل یا ترک خورده ایجاد می کند. الکترودها توسط سیستم شماره گذاری AWS (انجمن جوش آمریکا) که روی هر میله مهر شده است طبقه بندی می شوند.
خواندن یک عدد الکترود مانند E6013 : "E" = الکترود; "60" = حداقل استحکام کششی 60000 PSI. "1" = قابل استفاده در همه موقعیت ها. "3" = نوع شار و سازگاری جریان.
| الکترود | بهترین برای | نوع فعلی | سطح مهارت |
|---|---|---|---|
| E6013 | فولاد نرم نازک، ورق فلز، مبتدیان | AC یا DC | مبتدی |
| E6011 | فلز زنگ زده/ کثیف، تمام موقعیت، تعمیر میدانی | AC یا DC | مبتدی–Intermediate |
| E7018 | فولاد سازه، جوش با کیفیت کد | DC (ترجیحا) | متوسط |
| E6010 | ریشه خط لوله، نفوذ عمیق | فقط DC | متوسط–Advanced |
| E7024 | مسطح/افقی، نرخ رسوب بالا | AC یا DC | متوسط |
اگر مبتدی هستید با E6013 (قطر 3/32 اینچ) شروع کنید. دارای قوس نرم، حذف آسان سرباره است و تکنیک ناقص را بهتر از هر میله دیگری تحمل می کند. وقتی راحت شدید به E7018 بروید - قوی ترین و تمیزترین جوش ها را تولید می کند و برای اکثر کارهای ساختاری و کد مورد نیاز است.
نگهداری صحیح الکترودها
الکترودهای کم هیدروژن مانند E7018 بسیار حساس به رطوبت هستند. رطوبت جذب شده باعث ترک خوردگی ناشی از هیدروژن می شود - یک حالت شکست ساختاری جدی. میله های E7018 را در فر میله ای در دمای 250 تا 300 درجه فارنهایت نگهداری کنید اگر بیش از چند ساعت در معرض رطوبت بوده اند. E6013 و E6011 بسیار کمتر حساس هستند، اما در صورت عدم استفاده همچنان باید در ظروف در بسته نگهداری شوند.
آمپراژ را به درستی تنظیم کنید
آمپر مهم ترین تنظیم دستگاه در جوشکاری چوبی است. خیلی کم است و قوس پاشیده می شود، می چسبد و مهره ای سرد و محدب با همجوشی ضعیف تولید می کند. خیلی بالاست و در لبه‌های جوش پاشیده می‌شود، می‌سوزد و زیر برش می‌دهد.
یک قانون شروع پرکاربرد: تقریباً 1 آمپر در هر 0.001 اینچ قطر الکترود تنظیم کنید. در عمل به این معنی است:
| الکترود Diameter | محدوده آمپر معمولی | ضخامت فلز مناسب |
|---|---|---|
| 1/16 اینچ (1.6 میلی متر) | 20-40A | تا 3/16 اینچ |
| 3/32 اینچ (2.4 میلی متر) | 40-90A | 1/8 "–1/4" |
| 1/8 اینچ (3.2 میلی متر) | 75-130A | 1/4 "–3/8" |
| 5/32 اینچ (4.0 میلی متر) | 105-180A | 3/8 "–1/2" |
| 3/16 اینچ (4.8 میلی متر) | 140-240A | 1/2 اینچ و بالاتر |
همیشه از وسط محدوده شروع کنید و بر اساس آنچه مشاهده می کنید تنظیم کنید. اگر الکترود به فلز چسبید، آمپر را افزایش دهید. اگر پاشش شدید دیدید یا قوس نامنظم و بلند است، آن را کاهش دهید. موقعیت اتصال نیز مهم است - جوشکاری سربار و عمودی معمولاً به 10 تا 15٪ آمپر کمتر از جوشکاری مسطح نیاز دارد.
تکنیک: طول قوس، سرعت سفر و زاویه الکترود
تکنیک ثابت چیزی است که جوش های تمیز را از جوش های معیوب جدا می کند. سه متغیر همه چیز را کنترل می کنند: طول قوس، سرعت حرکت و زاویه الکترود.
طول قوس
طول قوس صحیح برابر با قطر سیم هسته الکترود است - تقریباً 1/8 اینچ برای یک میله 1/8 اینچی. نگه داشتن بیش از حد قوس باعث ایجاد یک مهره پهن و مسطح با تخلخل و پاشش می شود. خیلی کوتاه است و الکترود در حوضچه فرو می‌رود، یخ می‌زند یا باعث رفتار قوس نامنظم می‌شود. آن را به عنوان یک شکاف ثابت در نظر بگیرید که با پیش بردن پیوسته میله در هنگام مصرف، حفظ می کنید.
سرعت سفر
حرکت خیلی آهسته باعث ایجاد تقویت بیش از حد می شود و می تواند سرباره را به دام بیندازد. حرکت خیلی سریع یک مهره باریک و زیر برش با همجوشی ضعیف ایجاد می کند. یک مهره با اندازه صحیح معمولاً 2 تا 3 برابر قطر الکترود در عرض است. برای قضاوت در مورد سرعت، لبه جلوی گودال، نه خود قوس را تماشا کنید - گودال را ثابت و گرد نگه دارید.
زاویه الکترود
- زاویه کار: 90 درجه نسبت به فلز پایه برای اتصال لب به لب صاف. 45 درجه به گوشه برای جوش فیله
- زاویه سفر (زاویه کشیدن): الکترود را 5 تا 15 درجه در جهت حرکت کج کنید. این تکنیک "کشیدن" یا "کشش" نامیده می شود - برخلاف MIG که گاهی اوقات از فشار دادن استفاده می شود، شما همیشه الکترود را به سمت خود می کشید در جوشکاری چوبی.
زوایای کشش تندتر فراتر از 20 درجه سرباره را در مهره به دام می اندازد. آن را کم عمق و ثابت نگه دارید.
خواندن مهره جوش خود برای تشخیص مشکلات
پس از خرد کردن سرباره، خود مهره دقیقاً به شما می گوید که چه مشکلی رخ داده است. آموزش خواندن مهره سریعترین راه برای اصلاح خود بدون مربی است.
- مهره بلند، باریک و طناب دار: سرعت سفر خیلی سریع یا آمپر خیلی کم
- مهره پهن، مسطح و نامنظم با گذرگاه سوختگی: آمپر خیلی زیاد یا سرعت حرکت خیلی کم
- تخلخل (سوراخ های کوچک در مهره): طول قوس بیش از حد طولانی، فلز پایه آلوده یا رطوبت در الکترود
- آندرکات (شیار در امتداد لبه جوش): آمپر خیلی زیاد، طول قوس خیلی طولانی، یا زاویه الکترود خیلی تند
- اجزاء سرباره: سرباره حاصل از پاس قبلی به طور کامل تمیز نشده است، یا طول قوس ناسازگار است
- لپ سرد (قرار دادن مهره روی فلز بدون ذوب): آمپر خیلی کم یا سرعت حرکت خیلی سریع
اکثر مبتدیان بیشتر با طول قوس دست و پنجه نرم می کنند - به طور طبیعی با خستگی یا از دست دادن تمرکز افزایش می یابد. جلسات کوتاه 5 تا 10 دقیقه ای را با تمرکز کامل به جای دویدن های طولانی بدون تمرکز تمرین کنید.
موقعیت های جوشکاری استیک و آنچه که هر کدام نیاز دارند
یکی از مزیت‌های عمده جوشکاری چوبی توانایی آن در جوشکاری در همه موقعیت‌ها است - مسطح (1G/1F)، افقی (2G/2F)، عمودی (3G/3F) و سربار (4G/4F). هر موقعیت نیاز به تنظیمات دارد:
- تخت: راحت ترین موقعیت جاذبه به ته نشین شدن گودال کمک می کند. از محدوده آمپر کامل برای میله استفاده کنید.
- افقی: گرانش گودال را به پایین می کشد. قوس را کمی به سمت بالا هدایت کنید و آمپر را تا 10% کاهش دهید. قوس محکمتری داشته باشید.
- عمودی (سربالایی): از پایین به بالا جوش دهید. از الگوی بافت (Z یا مثلث) برای کنترل گودال استفاده کنید. کاهش آمپر 10-15٪. سربالایی به دلیل همجوشی بهتر، جوش های قوی تری نسبت به سراشیبی ایجاد می کند.
- سربار: کاهش آمپر 15-20٪. از یک قوس محکم استفاده کنید و به سرعت حرکت کنید تا از افتادن گودال جلوگیری کنید. از محافظ کامل چرمی استفاده کنید - پاشش مستقیماً روی شما می‌افتد.
الکترودهای E6011 و E7018 برای همه موقعیت ها رتبه بندی می شوند. E7024 فقط برای تخت و افقی مناسب است – هرگز آن را به صورت عمودی یا بالای سر انجام ندهید.
جوشکاری چوب در مقابل MIG و TIG: زمانی که استیک انتخاب مناسبی است
هر فرآیند جوشکاری دارای حوزه ای است که در آن از سایر فرآیندها برتری دارد. جوشکاری چوبی در شرایط خاص به طور قطعی برنده می شود:
- شرایط در فضای باز و وزش باد: هیچ گاز محافظی که باید دور ریخته شود. MIG در بادهای بالاتر از 5 تا 10 مایل در ساعت بدون سپر باد از کار می افتد. استیک بی تاثیر است.
- فلز زنگ زده، رنگ شده یا کثیف: E6011 به طور خاص از طریق آلودگی سطح نفوذ می کند. MIG و TIG به فلز تمیز و لخت نیاز دارند.
- مکان های دور: ماشین های استیک بر روی یک ژنراتور کار می کنند. بدون سیلندر گاز برای حمل و نقل یا پر کردن.
- فلز ضخیم: چوب می تواند صفحه 3/8 اینچی را در یک پاس جوش دهد. برای کارهای ساختاری سنگین بالای 1/2 اینچ، چوب یا هسته شار ترجیح داده می شود.
- تنظیم بودجه آگاهانه: یک راه اندازی کامل جوشکاری چوبی را می توان با کمتر از 300 دلار مونتاژ کرد. تنظیمات مشابه MIG یا TIG از 500 تا 1500 دلار شروع می شود.
جایی که چوب از بین می رود: ورق فلزی نازک زیر 3/32 اینچ بدون سوختن بسیار دشوار است و برای کارهای تولیدی کندتر از MIG است. برای ضد زنگ یا آلومینیوم دقیق، TIG استاندارد است.
ملزومات ایمنی مخصوص جوشکاری چوب
جوشکاری چوبی نسبت به MIG یا TIG پاشش و تشعشعات فرابنفش بیشتری تولید می‌کند و ولتاژ مدار باز در برخی از ماشین‌ها به ۸۰ ولت می‌رسد - به اندازه‌ای که اگر اقدامات احتیاطی مناسب نادیده گرفته شود، شوک الکتریکی جدی ایجاد کند.
- هرگز در شرایط مرطوب یا زمانی که روی زمین مرطوب ایستاده اید جوش نزنید بدون عایق خشک بین شما و سطح
- همیشه از a استفاده کنید لنز سایه 10-13 - قوس پرتوهای شدید UV و مادون قرمز تولید می کند که باعث ایجاد قوس چشم (فتوکراتیت) در عرض چند ثانیه پس از قرار گرفتن در معرض محافظت نشده می شود.
- از تهویه کافی اطمینان حاصل کنید - جوشکاری چوبی دود فلز و گازهای حاصل از احتراق شار تولید می کند. میله های فولادی ضد زنگ به طور خاص تولید می کنند بخارهای کروم شش ظرفیتی، یک سرطان زا شناخته شده است
- هرگز نگهدارنده الکترود زنده را روی فلز قرار ندهید - نوک پرانرژی می تواند در برابر قطعه کار قوس شود و خطر آتش سوزی ایجاد کند.
- یک کپسول آتش نشانی را در دسترس قرار دهید - پاشش می تواند 10 فوت حرکت کند و مواد قابل احتراق را مشتعل کند.
نکات کاربردی برای بهبود سریعتر
اکثر مربیان جوشکاری موافقند که تمرین عمدی و متمرکز بر روی اصول، ساعت‌ها دویدن بی‌هدف مهره‌ها را شکست می‌دهد. در اینجا چیزی است که در واقع بهبود را تسریع می کند:
- ابتدا مهره های رشته ای را روی صفحه صاف بکشید. قبل از تلاش برای مفاصل، 20 تا 30 مهره مستقیم انجام دهید. روی ثابت نگه داشتن طول قوس و سرعت حرکت تمرکز کنید.
- بعد از هر بار عبور از چکش و برس سیمی استفاده کنید - بازرسی مهره شما بلافاصله بازخورد مستقیم به شما می دهد در حالی که تنظیمات و تکنیک در ذهن شما تازه است.
- در یک موقعیت راحت جوش دهید. بازوها و بدن خود را در برابر چیزی ثابت نگه دارید. خستگی و لرزش قوام قوس را از بین می برد.
- راه اندازی مجدد قوس را به طور تمیز تمرین کنید. وقتی میله‌ها را در وسط مهره تغییر می‌دهید، دهانه را تراشه کنید، 1/2 اینچ جلوتر از دهانه راه‌اندازی کنید، و قوس را به داخل دهانه برگردانید تا قبل از ادامه پیشرفت رو به جلو، آن را پر کنید.
- تنظیمات خود را ضبط کنید وقتی مهره ای را دریافت کردید که از آن راضی هستید، آمپر، الکترود و ضخامت فلز را یادداشت کنید. این یک مرجع شخصی برای مشاغل آینده ایجاد می کند.
اکثر مبتدیان می توانند در عرض 10 تا 20 ساعت پس از تمرین متمرکز، جوش هایی با موقعیت مسطح ساختاری درست کنند. گذراندن یک آزمون گواهینامه جوش سازه (مانند AWS D1.1) معمولاً به 6 ماه تا یک سال آموزش مداوم نیاز دارد - اما برای تعمیرات عمومی، ساخت و کار مزرعه، اصول اولیه بسیار سریعتر انجام می شود.
