جوشکاری زیر آب

جوشکاری زیر آب از زمان جنگ جهانی دوم، هنگامی که کشتی‌های خسارت دیده باید سریعاً در آب تعمیر می‌شدند به وجود آمد. بیرون آوردن کشتی برای تعمیر کردن آن، هم اکنون هم بسیار هزینه بر است و صرفه اقتصادی ندارد. ضمن اینکه در حال حاضر، عبور خطوط لوله نفت و گاز در دریا و یا ایجاد سکوها و سازه های دریایی و پروژه های مختلف ساخت اسکله ها و تاسیسات دریایی که افزایش چشمگیری در مناطق مختلف دارد، لزوم اجرای جوشکاری در زیر آب را ایجاب می نماید. ذکر این نکته، حائز اهمیت است که جوشکارانی که وظیفه اجرای جوشکاری در زیر آب را برعهده دارند باید با غواصی آشنا بوده و از نظر جسمی از توان بالا و مناسبی برخوردار باشند.

جوشکاری زیر آب را مي توان در دو دسته طبقه بندي كرد:

1. جوشكاري مرطوب
2. جوشكاري خشك

جوشکاری زیر آب خشک در يک اتاقک در داخل آب انجام مي گيرد و داخل اتاقک، هواي فشرده وجود دارد که فشار داخل و خارج اتاقک را بالانس مي کند. اتاقک ها را دو تکه مي سازند و داخل آب و روي قطعه مورد نظر دو تکه را به هم وصل مي کنند. يک لوله رابط بين کشتي و اتاقک است و وسايل مورد نياز را به وسيله اين لوله به اتاقک مي فرستند. اين روش براي اولين بار در آمريکا انجام گرفت، اما چون بسيار پرهزينه و وقت گير است، دانشمندان سعي مي کنند مشکلات جوشکاري مرطوب را حل کنند، زیرا سريعتر و ارزانتر است. در واقع، در این روش، آب، کنار زده شده و اجرای جوشکاری انجام می گردد .

جوشكاري مرطوب
در روش جوشکاری زیر آب مرطوب، عمليات جوشكاري در زير آب اجرا شده و مستقيماً با محيط مرطوب سرو كار دارد. اثرات منفي جوشکاري مرطوب عبارتنداز: ترک خوردگي هيدروژن و افت شديد دما (بر اثر تماس با آب )که باعث تغييرات ساختاري و متالورژيکي مي شود. از طرف دیگر اکسيژن با عناصر آلياژي ترکيب مي شود و اکسيد اين آلياژها در آب حل مي شوند.
از آنجا كه جوشكاري در زير آب، مستقيماً در معرض محيط مرطوب قرار دارد، در اين روش از نوعي الكترود ويژه استفاده مي شود و جوشكاري به صورت دستي، درست مانند جوشكاري در فضاي بيرون آب، صورت مي گيرد. آزادي عملي كه جوشكار در حين جوشكاري از اين روش دارد، جوشكاري مرطوب را موثرتر و به روشي كارا و از نقطه نظر اقتصادي مقرون به صرفه كرده است. تامين كننده نيروي جوشكاري روي سطح مستقر شده است و توسط كابل ها و شيلنگ ها به غواص يا جوشكار متصل مي شود. در این روش از الکترودهای مخصوص استفاده می شود که جاذب رطوبت نبوده و هنگام سوختن، گاز زیادی تولید می نماید تا از حوضچه مذاب محافظت نماید.

در جوشكاري مرطوب MMA جوشكاري قوس فلزي دستي2 دو مشخصه زير بكار گرفته مي شود:

1-     تامين كننده نيرو: dc

2-     قطبيت: قطبيت منفی

در جوشکاری زیر آب، معمولا جریان برق AC (متناوب ) به لحاظ خطرات و رعایت موارد ایمنی کاربرد کمتری دارد.

مزاياي جوشكاري خشك

1. ايمني غواص – جوشكاري در يك اتاقك صورت گرفته كه موجب مصون ماندن جوشكار از جريانات اقيانوسي و يا احتمالاً موجودات دريايي مي شود. اين جايگاه خشك و گرم از روشنايي مطلوبي برخوردار بوده و از سيستم كنترل محيط خاصي نيز بهره مي برد.
2. كيفيت خوب جوش – اين روش توانايي ايجاد جوش هايي را دارد كه حتي مي توان آن را با جوش هاي موجود در فضاي باز و در مجاورت هوا مقايسه كرد. دليل اين امر اين است كه ديگر آبي وجود ندارد كه بخواهد جوش را خاموش و يا قطع كند. و نيز اينكه ميزان هيدروژن (H2) توليدي آن خيلي كمتر از جوشكاري هاي مرطوب است.
3. كنترل سطح­ – آماده سازي اتصال، همترازي لوله، بررسي آزمايش غیرمخرب NDT)) و غيره به صورت عيني كنترل و تنظيم مي شوند.
4. آزمون غيرمخرب (‌ NDT) – آزمون غيرمخرب براي محيط خشك جايگاه تسهيل شده است.

معايب جوشكاري خشك

1. اتاقك يا جايگاه جوشكاري تجهيزات پيچيده و خدمات پشتيباني زيادي را مستلزم مي داند و خود اتاقك به طرز غيرمتعارفي پيچيده است.
2. هزينه و ارزش مالي اين اتاقك به صورت قابل ملاحظه اي بالا بوده و بسته به عمق محل كار، هزينه آن افزايش مي يابد. عمق محل جوشكاري در كار تاثير مي گذارد، طوري كه در اعماق بيشتر، جمع كردن قوس و استفاده از ولتاژهاي بالتر و متناسب با آن لازم و ضروري مي باشد. انجام يك كار جوشكاري بدين شكل، هزينه اي بالغ بر 80000 دلار دارد. و نيز گاهي اوقات نمي توان از يك اتاقك براي چند كار مختلف استفاده كرد، كه البته اين مشكل، بستگي به نوع كارها و ميزان تفاوت آنها دارد.

مزاياي جوشكاري مرطوب

جوشکاری زیر آب مرطوب كه در زير آب به صورت دستي صورت مي گيرد، در مرمت و بازسازي سازه هاي فراساحلي در سال هاي اخير به سرعت در حال رشد و گسترش است.
از جمله فوايد جوشكاري مرطوب مي توان به موارد زير اشاره كرد:
1. چند كاره بودن و داشتن هزينه كمتر در جوشكاري مرطوب، باعث شده كه ميل و اشتياق بيشتري به اين روش وجود داشته باشد.
2. برخورداري از سرعت مناسب در هنگام اجراي طرح از ديگر مزاياي اين روش است.
3. در مقايسه با جوشكاري خشك، هزينه كمتري دارد.
4. در اين روش، جوشكار مي تواند به قسمت هايي از سازه هاي فراساحلي دسترسي داشته باشد كه با استفاده از روش هاي ديگر قابل جوشكاري نيست.
5. احتياج به هيچ نوع محصور سازي نبوده، بنابراين، زماني نيز براي آن تلف نخواهد شد. تجهيزات و دستگاه هاي استاندارد مرسوم به آساني قابل استفاده است و وسايل زيادي هم براي انجام يك كار جوشكاري مورد نياز نيست.

معايب جوشكاري مرطوب

اگر چه جوشکاری زیر آب مرطوب، كاربرد گسترده اي پيدا كرده است، ولي همچنان از وجود نواقصي رنج مي برد؛ از آن جمله مي توان به موارد زير اشاره كرد:

1. آبديدگي سريع فلز جوشكاري- دليل اين آبديدگي، آبي است كه در اطراف آن وجود دارد. اگرچه آبديدگي، نيروي تنش پذيري را در جوشكاري افزايش مي دهد، ولي ميزان كش پذيري و موثر بودن جوش را كاهش داده، سختي آن را بالا مي برد.
2. توليد زياد هيدروژن- حجم بسيار زيادي از هيدروژن در منطقه جوشكاري ايجاد مي شود كه بر اثر تفكيك بخار آب در منطقه قوس به وجود آمده است. h2 موجود در محيط، تحت تاثير گرماhaz)) در فلز جوشكاري حل مي شود كه باعث ايجاد ترك خوردگي و شكاف هاي ميكروسكوپيك مي شود.
3. از ديگر معايب آن، ديد پذيري كم است. گاهي اوقات، جوشكار نمي تواند به درستي منطقه مورد نظر را جوش دهد

همانطور که اشاره شد، جوشکار باید به فن شنا و غواصی آشنایی داشته و در هنگام کار نیز مسائل ایمنی را کاملا رعایت نماید