جوشکاری لوله ها

فصل اول
عمليات آماده سازي درز جوش در لوله ها
عمليات آماده سازي درز لوله يكي از مراحل اساسي جوشكاري لوله بوده چرا كه كيفيت جوش در ارتباط نزديكي با نحوه آماده سازي لوله مي باشد. در بعضي موارد، آماده سازي اشتباه اتصال ميتواند منجر به بروز معايب و شكست در قطعه گردد. جوشكار لوله مي بايستي اطلاعات مهارت كافي جهت آماده سازي لوله داشته باشد كه اين خود اولين گام در جهت حصول به جوش با كيفيت قابل قبول مي باشد.

عمليات ذكر شده از ۴ مرحله تشكيل شده است :
۱- آماده سازي لبه ها
۲- تميز نمودن سطوح اتصال درز جوش
۳- جفت كردن لوله ها
۴- خال جوش زدن لوله ها

هر كدام از اين مراحل به طور جداگانه مورد بحث قرار خواهند گرفت ولي ابتدا خلاصه اي در مورد نحوه جوشكاري لوله آورده خواهد شد. تكه هايي از لوله با طول كوتاه يا به عنوان ديگر نيپل جهت صرفه جويي در لوله براي تمرين مورد استفاده قرار مي گيرد. البته بايد توجه نمود كه طول لوله اگر خيلي كوتاه باشد سرعت سرد شدن جوش به حدي تحت تأثير قرار گرفته كه جوش شرايط كافي را جهت جوش طول هاي بلند از لوله مهيا نمي نمايد. بنابراين معمولاً در طول ۷ اينچ براي هر كدام از دو لوله اي كه مورد جوشكاري قرار مي گيرند توصيه ميگردد

تجربه نشان داده است كه طول ذكر شده در سرعت سرد شدن جوش تأثيري باقي نمي گذارد. همانطور كه قبلاً نيز ذكر شد دو روش مختلف براي جوشكاري لوله مورد استفاده قرار مي گيرند. براي لوله هايي با ضخامت كم، روش سرازير و براي لوله هاي با ضخامت بالا ، روش سربالا استفاده مي شود. به جز چند مورد جزئي از قبيل اندازه اتصال و جوشكاري خال جوش ها، روش آ‌ماده سازي لوله براي هر دو روش يكسان مي باشد.

۱- آماده سازي لبه ها :
معمولاً از اتصال نوع جناغي يكطرفه جهت جوشكاري لوله ها استفاده مي شود. به قسمت هاي مختلفي كه مورد اتصال قرار مي گيرند نام هاي مختلفي داده شده است كه در شكل ۱ ذكر شده است .اين اسامي بيشتر در جوشكاري لوله ها مورد استفاده قرار مي گيرند.

شكل شماره۲ مشخصات استاندارد معين شده براي جوشكاري لوله هاي با ضخامت بالا كه توسط روش جوشكاري قوس با الكترود روپوش دار انجام مي گيرد را مشخص مي كند. زاويه شيار اين نوع اتصال۷۵ درجه مي باشد. جهت حصول به اين زاويه، زماني كه لوله ها جهت شروع به جوشكاري جفت مي شوند زاويه پخ در انتهاي هر كدام از لوله مي بايستي برابر با نصف زاويه شيار يعني ۵/۳۷ درجه باشد.

شكل ۲ مشخصات استاندار محل اتصال در جوشكاري لوله هاي با ضخامت بالاهنگام پخ زدن مي بايستي دقت كافي نمود تا پهناي پيشاني پخ اندازه مناسب خود را پيدا كند. همانطور كه در شكل ۲ نشان داده شده است اين مقدار براي لوله با ضخامت بالا برابر با ۳۲/۳ تا ۸/۱ اينچ مي باشد.

معمولاً عمليات پخ زني لوله ها توسط ماشين انجام ميگيرد و در اين حالت به غير از عمليات تميزكاري، احتياجي به اعمال عمليات ديگري نمي باشد و ميتوان لوله ها را مستقيماً جفت نمود اما بعضي اوقات عمليات پخ زني انجان نگرفته و مي بايستي قبل از شروع به كار ا نجام پذيرد. در اين حالت لوله به وسيله برش اكسي استيلن بريده شده و توسط دستگاههاي سنگ زني عمليات پخ زدن انجام مي گيرد.

گاهي اوقات نيز لوله ها توسط دستگاه برش اكسي استيلن بريده مي شود كه اين امر احتياج به مهارت و تجربه كافي دارد. در صورت موجود بودن از دستگاه پخ زني كه در شكل ۲ به نمايش درآمده است استفاده مي شود. اين دستگاه به انتهاي لوله بسته شده و براي برش تنظيم مي گردد. سپس مشعل برش اكسي استيلن جهت برش محيط لوله تغذيه مي گردد. با توجه به طراحي دستگاه تغذيه مي تواند توسط چرخ دستي و يا توسط خود دستگاه انجام پذيرد.

سطح قطعه اي كه توسط برش اكسي استيلن بريده مي شود از لايه اي از اكسيد پوشيده مي شود كه اين لايه اكسيد در صورتي كه برطرف نگردد دركيفيت جوش حاصله تأثيرات مخرب و مضري خواهد داشت . بنابراين پس از برش و قبل از جوشكاري سطوح پخ از كليه آلودگي ها از جمله لايه اكسيدي مي بايستي پاك گردند. اين عمل توسط عمليات سنگ زدن كه در مرحله بعد انجام مي گيرد سبب به وجود آمدن پخي عاري از هر گونه اكسيد و داراي سطحي صاف و آماده براي جوشكاري ميگردد.

در مورد لوله هاي با ضخامت م ( ۸/۱ ) كل سطح پخ توسط دستگاه سنگ دستي، سنگ زده مي شود.
عمليات تميز نمودن سطوح اتصال :
آلودگي هايي همچون گريس، روغن، زنگ و پوسته تأثيرات مضري در كيفيت جوش دارند. همانطور كه قبلاً هم گفته شد مي بايستي هيچگونه آثاري از لايه اكسيدي حاصل از برشكاري اكسي استيلن بر روي سطوح اتصال ديده نشود.

جوشكار همچنين بايستي در مورد عدم حضور ساير آلودگي ها نيز اطمينان حاصل نمايد كه اين كار را مي توان با استفاده از برسهاي دستي انجام داد.
جفت نمودن لوله ها :
دو لوله اي كه قرار است مورد جوشكاري قرار گيرند مي بايستي دقيقاً در يك امتداد قرار گيرند. سطوح داخلي و همچنين سطوح خارجي لوله بايد كاملاً در امتداد هم باشند. جفت نمودن لوله نيز خود احتياج به مهارت كافي دارد.

تكه هاي كوتاه لوله ( nipples )تنها براي تمرين جوشكاري مورد استفاده قرار نگرفته بلكه جهت استفاده در كارگاهها و مناطق عملياتي نيز مي باشد طول لوله بكار رفته همانطور كه قبلاً نيز گفته شد مي بايستي ۷ اينچ باشد. لوله از نوع فولاد كم كربن و با قطر هشت اينچ مي باشد البته قطر واقعي خارجي لوله برابر با۲۵/۸ اينچ بوده و ضخامت ديواره نيز ۴۰۶/۰ اينچ مي باشد.

براي جفت نمودن لوله ها، ابتدا فاصله درز اتصال را در نظر داشته، سيمي را كه تقريباً داراي قطري برابر با اين فاصله بوده پيدا نموده خم كرده و به شكل ۷ در آوريد ( شكل ۴ )، سپس يكي از لوله ها را روي ميز قرار داده و لوله ديگر را بر روي آن قرار دهيد به طوري كه سيم مورد ذكر بين دو لوله به صورت يك فاصله دهنده عمل نمايد

. در اين حالت لوله ها را به يك پايه مستقيم تكيه دهيد ( c ) . حداكثر تا رديفي مجاز ( عدم انطباق و بالا و پايين بودن دو لبه در جوشكاري لب به لب يا ورق ) طبق استاندارد (ASME) از ۱۶/۱ نمي بايستي بيشتر باشد در اين حالت لوله ها براي زدن خال جوش آماده مي باشند.

انجام دادن خال جوش ها :
پس از آنكه لوله ها به طور كامل و رديف روي هم قرار گرفتند، ۴ خال جوش و با فاصله مساوي در اطراف لوله انجام ميگيرد. اين عمل توسط الكترود ۸/۱ ( E 6010 ) انجام مي پذيرد. طول هر خال جوش مي بايستي تقريباً ۴/۳ باشد. از آنجايي كه خال جوشها به عنوان قسمتي از پاس ريشه باقي مي مانند بنابراين مي بايستي بدون عيب انجام پذيرد. خال جوشها مي بايستي استحكام لازم را داشته و نفوذ كافي را در ريشه داشته باشند.

در حاليكه لوله ها بر روي هم قرار گرفته اند اولين خال جوش را در يك نقطه مي زنيم ( شكلA-5 ) سپس سيمي كه بين دو لوله قرار دارد را حركت داده به طوري كه فقط قسمت خم شده آن بين لوله ها قرار گرفته باشد ( شكل B-5 ) سپس خال جوش دوم را در محلي مخالف و روبروي خال جوش اول انجام مي دهيم. در مرحله بعد سيم را به طور كامل از بين لوله ها خارج كرده و فاصله درز جوش را مورد بررسي قرار ميدهيم.

اگر درز يكطرف لوله نسبت به طرف ديگر آن فاصله بيشتري داشته باشد ( بازتر باشد ) خال جوش بعدي را در اين منطقه انجام مي دهيم. اگر اين درز بسيار گشاد بود به طوري كه قابل جوشكاري نبود در آنصورت لوله را به طوري كه در شكل(C-5 ) نشان داده شده است چند دفعه بر روي ميز مي كوبيم تا آنكه اين اشكال رفع گردد. سپس خال جوش سوم و چهارم را به اندازه ۹۰ درجه فاصله نسبت به خال جوش اول و دوم انجام مي دهيم .

در بيشتر حالات، انتهاي خال جوشها مي بايستي سنگ زده شود تا اتصال بين خال جوش و پاس ريشه اي كه بعداً انجام خواهد پذيرفت به خوبي انجام پذيرد. البته اين مسئله در همه موقعيت ها انجام نمي گيرد. گاهي اوقات دستگاه سنگ موجود نبوده بنابراين جوشكار مي بايستي اين اتصال را به خوبي برقرار سازد. اگر جوشكار قادر به انجام كار باشد در آنصورت در مورد خال جوش هايي كه سنگ خورده اند و اتصال آنها به بقيه پاس ريشه هيچگونه مشكلي نخواهد داشت

بنابراين در حين آموزش جوشكاري، توصيه مي گردد كه انتهاي خال جوشها سنگ نخورند. روش صحيح براي جوشكاري خال جوشها در پاراگراف بعدي توضيح داده خواهند شد. البته تمام اين توضيحات با فرض اينكه مناسب انتخاب گرديده و دستگاه جوش سالم و بدون نقص مي باشد در نظر گرفته شده است.

اين نكته قابل ذكر مي باشد كه شروع به جوشكاري مي بايستي به طور صحيح انجام پذيرد چه در مورد انجام دادن خال جوش بوده و يا يك پاس كامل. پس از برقرار شدن قوس، طول قوس بلافاصله نمي بايستي كوتاه گردد. مي بايست زمان كافي براي پايدار شدن به قوس داده شده و همچنين زمان كافي براي برقرار شدن اتمسفرگاز محافظ نيز در نظر گرفته شود.

اگر قوس ناپايدار در مجاورت ريشه جوش قرار گيرد ممكن است كه الكترود چسبيده و يا قطرات كوچكي از الكترود ذوب شده به گوشه هاي شيار پخ زده شده بچسبند كه اين امر خود منجر به محدوديت در حركت قوس مي گردد. اتمسفر گاز محافظ فلز مذاب را از اكسيده شدن محافظت مي نمايد. در صورت عدم حضور اين گازها، فلز مذاب موجود در حوضچه مذاب با اكسيژن هوا تركيب شده تشكيل اكسيد داده و بدين ترتيب فلز مذاب براحتي نمي تواند

در درز جوش جريان پيدا كند. در اين حالت فلز رسوب داده شده به طور كامل ذوب نشده و همچنين نفوذ پاس ريشه نيز به اندازه كافي نمي باشد. نتيجه عمل جوش معيوبي بوده كه مي بايستي برطرف گردد.

براي انجام دادن خال جوشها روش صحيح اين بوده كه قوس در قسمت جلوي جوش و يا قسمتي از شيار كه خط جوش در آنجا انجام مي پذيرد برقرار گردد. ( شكل ۶ ) قوسي با طول بلند را برقرار كرده و سپس الكترود را در درون شيار به محلي كه جوش از آنجا شروع خواهد شد انتقال دهيد. اين عمل علاوه بر آنكه سطح شيار را پيش گرمايي نموده، زمان كافي براي استقرار و پايدار شدن قوس را نيز مي دهد.

در طي اين زمان ممكن است قطرات فلز انتقال يافته از الكترود به صورت جرقه درخارج از محل جوش پخش شوند.
الكترود مي بايستي در زاويه مناسب نسبت به لوله قرار گيرد ( شكل ۷A و B ) الكترود در بالاي قسمتي كه محل شروع جوشكاري است قرار مي گيرد تا گوشه هاي شيار ذوب گردند سپس فاصله قوس كم شده تا اينكه طول قوس مناسب براي جوشكاري برقرار گردد.

پس از تشكيل شدن سوراخ كليد ( شكل B-6 ) و تشكيل شدن خط جوش، مي بايستي به الكترود كمي حركت سرد و گرم ( whipping ) داد.

سوراخ كليد ( The keyhole )
سوراخ كليد يكي از بخش هاي اساسي در جوشكاري پاس ريشه مي باشد. سوراخ كليد مي بايستي ۱ برابر قطر روپوش الكترود باشد. اين عامل ( key hole ) با تشكيل دادن تاج كوچكي در قسمت عقب خط جوش، در واقع نفوذ كافي ريشه جوش را مشخص مي نمايد .

تاج مورد بحث ( شكل ۸ ) مي بايستي داراي ارتفاعي به اندازه ۱۶/۱ بالاتر از سطح داخلي لوله باشد. در حين جوشكاري، جوشكار مي بايستي به طور مداوم سوراخ كليد را زير نظر داشته باشد. زماني كه اين سوراخ گشاد گرديد منجر به نفوذ زيادي خواهد شد. در آنصورت اين امر را مي توان با كاهش آمپر و يا با افزايش سرعت جوشكاري بهبود بخشيد. اگر سورخ كليد خيلي كوچك باشد در آنصورت برعكس مورد قبل، نفوذ ناكافي بوده كه در اين حالت نيز مي بايستي آمپر را افزايش داده و يا سرعت جوشكاري را كاهش داد.

دادن حركت سرد و گرم به الكترود ( Whipping Technique )
زماني كه لوله ها در حالتG 2 خال جوش خوردند در اين حالت جوش در حالت افقي بوده و لازم است كه جهت كنترل فلز در حوضچه مذاب كمي به الكترود حركت سرد و گرم داد. حركت سرد و گرم ( شكل ۹ ) در واقع حركتي است كه با دور نمودن قوس از حوضچه مذاب در جهت جوش و سپس مجدداً برگرداندن آن به حوضچه مذاب مي باشد.

قوس مي بايستي از شيار جوش خارج نشود. طول اين حركت مي بايستي كوتاه و به اندازه ۱ قطر الكترود بوده تا اينكه محافظت گاز اطراف فلز كاملاً در همه حال به خوبي انجام پذيرد.پس از هر حركت سرد و گرم الكترود مي بايستي در گوشه بالاي سوراخ كليد مكث كوتاهي نموده تا اينكه فلز مذاب رسوب داده شده و جريان حوضچه مذاب حفظ گردد. حركت ذكر شده نمي بايستي با حركت كامل دست بلكه با حركت مچ دست انجام پذيرد. منظور از اين حركت، كاهش سياليت فلز مذاب مي باشد.

متوقف نمودن جوشكاري
مراحل ذكر شده تا زماني كه خط جوش به طول تقريباً ۴/۳ اينچ برسد ادامه يافته سپس متوقف ميشود. اين عمل با فشار دادن سريع الكترود در سوراخ كليد انجام مي شود( شكل ۱۰ ) بعد از خاموش شدن قوس، سريعاً الكترود به خارج كشيده مي شود.

اين نوع خاموش كردن قوس در نفوذ كامل ريشه هنگام شروع كردن مجدد قوس در اين نقطه و اتصال آن با خط جوش قبلي بسيار مؤثر مي باشد. خال جوشها قبل از شروع مجدد بقيه پاس، مي بايستي به طور كامل تميز شده و مورد بازرسي قرار گيرند. كليه گل جوشها مي بايستي توسط چكش جوشكاري برطرف شده و سپس توسط برس سيمي تميز گردند. هر گونه عيبي مي بايستي توسط سنگ و يا چكش برطرف شده و آن منطقه مجدداً جوشكاري گردد. گرچه اين عمل معمولاً پس از كامل كردن گل پاس ريشه انجام ميپذيرد، خال جوش كامل و بدون عيب در شكل ۱۱ به نمايش درآمده است.

فصل دوم
جوشكاري به روش سربالا بر روي لوله هاي با ضخامت بالا ( روش G5 )
پاس ريشه
پاس ريشه در واقع پايه و اصل يك جوش موفق در جوشكاري لوله بوده و مي بايستي بطور كامل و بدون نقص انجام پذيرد. يك پاس ريشه خوب و كامل در شكل ۱۲ نشان داده شده است.

مي توان گفت كه مشكل ترين روش جوشكاري لوله در واقع همان روش افقي يا G5 مي باشد. پس از بدست آوردن مهارت كافي در انجام اين روش، آموختن و انجام دادن روشهاي ديگر ساده خواهد بود . به همين دليل شروع جوشكاري با اين روش G5 مفيدتر و كارآمدتر خواهد بود. روش مرسوم براي شروع، قراردادن لوله در گيره يا پايه لوله گير مطابق شكل ۱۳ مي باشد.

دو تكه لوله اي كه قبلاً خال جوش خورده اند همانطوركه در شكل B-13 نشان داده شده است در جاي خود قرار گرفته اند. زماني كه لوله ها در گيره قرار گرفتند مي بايستي طوري قرار گيرند كه خال جوشها به حالتي كه در شكل C-13 نشان داده شده قرار گيرند.

شكل۱۴ نمائي از جزئيات قسمت هاي مختلفPIPE STAND را نمايش ميدهد. بايد توجه نمود كه در اين شكل كليه اندازه هاي قسمت هاي مختلف به نمايش در نيامده است چرا كه اين عامل بستگي به اندازه و قطر لوله اي كه مورد جوشكاري قرار مي گيرد دارد و به طور كلي اين عامل به اندازه و قطر لوله اي كه مورد جوشكاري قرار مي گيرد بستگي دارد و بايد به طور كامل مشخص گردد. با توجه به اطلاعات داده شده مي توان يك PIPE STAND را طراحي نمود و مورد استفاده قرار داد.

اصول كلي براي جوشكاري پاس ريشه به روش سربالا
مراحل و مسائل ذكر شده در اين بخش براي جوشكاري پاس ريشه كليه لوله هاي با ضخامت بالا مي تواند مورد استفاده قرار گيرد. به عنوان مثال، لوله اي كم كربن با قطر ۸ اينچ ( Schedule 60 ) مورد استفاده قرار گرفته است. قطر واقعي خارجي لوله ۶۲۵/۸ بوده و ضخامت ديواره لوله نيز ۴۰۶/۰ مي باشد. براي جوشكاري اين نوع لوله، الكترودE 6010 و با قطر ۸/۱ اينچ استفاده ميشود.

براي شروع به كار، ابتدا لوله مي بايستي در گيره محكم شده و خال جوشها درموقعيت ساعت۲، ۵، ۸ و ۱۱ (C-13 ) انجام پذيرند. روش سربالا از آن جهت مورد استفاده قرار مي گيرد كه ديواره لوله ضخامت بالايي دارد. جوشكاري در موقعيت ساعت ۳۰:۶ شروع شده و در موقعيت ۱۲ در يكطرف لوله پايان مي پذيرد. به همين ترتيب طرف ديگر لوله از موقعيت ۳۰: ۶ آغاز گشته و در موقعيت ۱۲ به اتمام مي رسد.

معمولاً سه حالت اصلي براي جوشكاري پاس ريشه لوله اي كه در موقعيت G5 مي باشد مورد استفاده قرار مي گيرد. جوش در حالت بالاسر (G4 ) آغاز گشته سپس به تدريج به حالت عمودي ( G3 ) تغيير پيدا كرده و سپس باز به تدريج به حالت تخت (G1 ) تغيير شكل پيدا مي نمايد. در اين روش كه از قسمت پايين به سمت بالاي لوله جوشكاري انجام مي پذيرد تغيير از يك حالت به ديگري مي بايستي كاملاً به تدريج انجام پذيرد. اين مسئله بستگي به مهارت و توجه جوشكار در تغيير دادن تدريجي زاويه الكترود دارد.

سوراخ كليد ( KEY HOLE )
قبل از آنكه وارد بحث هاي بعدي گرديم لازم است كه صحبت كوتاهي در مورد سوراخ كليد داشته باشيم. همانطور كه در شكل ۱۵ مشهود است، سوراخ كليد در واقع سوراخي در ريشه جوش بوده كه به شكل اشك يا گلابي مي باشد.

زمان جوشكاري پاس ريشه، سوارخ كليد جهت دستيابي به نفوذ كافي جوش مورد نياز مي باشد. سوراخ كليد از طرف ديگر راهنماي اساسي براي جوشكار در جهت انجام دادن پاس ريشه مي باشد. به اين صورت كه هنگام شروع به جوشكاري، جوشكار بايستي از تشكيل سوراخ كليد اطمينان حاصل نمايد. زماني كه سوراخ كليد ۱ برابر قطر روي روپوش الكترود يا اندكي كمتر باشد، مقدار صحيح نفوذ بدست مي آيد.

در حين جوشكاري پاس ريشه، جوشكار مي بايستي به طور مداوم به سوراخ كليد و تغيير اندازه آن توجه نمايد. اگر اين سوراخ گشاد گرديد. نفوذ زيادي، سوختگي و يا بريدگي كناره جوش حاصل ميگردد. از طرفي اگر سوراخ ذكر شده خيلي كوچك باشد نفوذ ناكافي رخ ميدهد.

شروع به پاس ريشه
از آنجايي كه جوش در پايين ترين قسمت لوله انجام مي گيرد، لازم است كه جوشكار به روي زانو نشسته و يا به حالت زانو زده (kneeling) قرار گيرد تا تسلط كافي بر لوله داشته باشد. در اين حالت، جوشكار مي بايستي كاملاً راحت باشد تا از هر گونه حركت ناثبات در هنگام پيش بردن الكترود جلوگيري شود. انتخاب حالت راحت و مناسب براي جوشكار، اولين مرحله در جوشكاري پاس ريشه مي باشد ( شكل ۱۶ )

با تنظيم مناسب دستگاه جوش و انتخاب الكترود مناسب، جوشكار با برقرار كردن قوس بين موقعيت ساعت ۶ و ۳۰ : ۶ در درز اتصال جوشكاري را آغاز مي نمايد. قوس مي بايستي در درز جوش برقرار گرديده و اين عمل بهيچوجه نمي بايستي بر روي خال جوش انجام پذيرد.

قوس با طول بلند براي مدت كوتاهي مي بايستي برقرار گردد. در حين اين مدت، جوشكار مي بايستي الكترود را به سمت جلو و عقب حركت داده تا درز جلوي جوش پيشگرم گردد. اين عمل علاوه بر پيشگرم نموده درز، ثبات كافي را به قوس داده تا اتمسفر گاز محافظ نيز برقرارگردد. زماني كه اين قوس بلند در موقعيت بالاسري لوله برقرار ميگردد

در واقع هيچگونه فلزي از الكترود ذوب شده به قطعه كار انتقال پيدا نمايد. پس از ثبات قوس و برقراري لايه گاز محافظ، الكترود به موقعيت ۳۰ : ۶ كه نقطه اصلي شروع پاس ريشه مي باشد برگردانده ميشود. با نگهداشتن الكترود در زاويه مناسب ( شكل ۱۷ ) قوس به درون درز جوش رانده شده تا اندازه صحيح طول قوس برقرار گردد.

در صورت نياز، الكترود در اين موقعيت براي مدتي نگهداشته شده تا سوراخ كليد و حوضچه مذاب تشكيل شود، سپس الكترود به آرامي و با حركات كوتاه به جلو رانده مي شود.

جوشكاري سربالاي پاس ريشه
پس از تشكيل سوراخ كليد و حوضچه مذاب و با توجه به زاويه مناسب الكترود، الكترود در طول لوله به جلو رانده مي شود. احتياجي به حركت جلو و عقب الكترود در طول اتصال درز نيست بلكه فقط حركت مستقيم و خطي در جهت خط جوش كافي مي باشد. حركت الكترود مي بايستي به آرامي و يكنواخت انجام پذيرد، با حفظ طول قوس مناسب، انتهاي الكترود مي بايستي نزديك به قسمت بالاي سوراخ كليد كه در مجاورت خط جوش رسوب داده شده مي باشد قرار گيرد.

موقعيت الكترود در شكل ۱۸ نشان داده شده است. در صورتي كه تنظيم شدت جريان به طور صحيح باشد، در آنصورت احتياجي به حركت سرد و گرم در جهت كنترل حوضچه مذاب و اندازه سوراخ كليد نميباشد. در حين جوشكاري شخص جوشكار مي بايستي به حوضچه مذاب و سوراخ كليد توجه داشته باشد. همچنان كه الكترود در طي درز جوش حركت مي كند،

لبه هاي درز واقع در جلوي قوس را ذوب كرده و فلز مذاب به قسمت پشت قوس جريان پيدا مي كند و به اين صورت وارد حوضچه مذاب شده و به درز ريشه جوش راه پيدا ميكند. همچنان كه الكترود حركت مي نمايد فلز مذاب موجود در حوضچه كه در قسمت پشت باقي مانده منجمد شده و تشكيل خط جوش را ميدهد، فلز مذاب موجود در حوضچه كه در قسمت پشت باقي مانده منجمد شده و تشكيل خط جوش را ميدهد

. از آنجايي كه خط جوش به شكل دايروي در اطراف لوله رسوب مي گردد، زاويه الكترود متناوباً مي بايستي نسبت به موقعيت تغيير نمايد.

در صورتي كه اندازه سوراخ كليد خيلي كوچك باشد زاويه الكترود بايد كمي كاهش پيدا كند كه اينكار را مي توان با مستقيم تر گرفتن الكترود و به سمت سوراخ كليد انجام داد. همچنين سرعت جوشكاري نيز كمي بايستي كاهش داده شود در صورتي كه سوراخ كليد بيش از اندازه باز باشد زاويه الكترود بايستي كمي افزايش يابد. درصورتي كه اين عمل مؤثر نباشد مي بايستي جوشكاري متوقف شده و قبل از شروع مجدد شدت جريان كاهش داده شود.

حركت سرد و گرم گاهي اوقات در جوشكاري بالاسري به منظور كاهش اندازه سوراخ كليد و كنترل حوضچه مذاب انجام مي گيرد ولي با اين وجود اين عمل توصيه نشده و در صورت امكان نمي بايستي انجام گيرد. در صورت نياز به حركت سرد و گرم زياد، بهتر است كه شدت جريان كاهش داده شود.

قطع نمودن و شروع مجدد
با پيشرفت عمل جوشكاري، الكترود مصرف شده و احتياج به الكترود جديد مي باشد، اين عمل احتياج به قطع كردن قوس دارد. عمل جوشكاري همچنين پس از آنكه اتصالي با جوش ديگر انجام مي گيرد نيز قطع مي گردد ( همانند خال جوش ) با اين حال، روش انجام اتصال در بخش هاي بعدي توضيح داده خواهد شد.

براي قطع عمل جوش، قوس به وسيله درست كردن سوراخي در سوراخ كليد به وسيله الكترود و سپس خارج كردن آن از محيط عمل مي باشد. با انجام اين عمل سوراخ كليد در اندازه كامل ايجاد گشته و بدين ترتيب زمانيكه جوشكاري مجدداً آغاز ميگردد نفوذ كامل بدست آمده است. قبل از شروع مجدد، گل جوش مي بايستي به وسيله چكش جوشكاري كاملاً جدا شده و خط جوش نيز به وسيله برس سيمي به طول ۱ يا بيشتر در محل سوراخ كليد تميزگردد.

كليه آثار گل جوش مي بايستي رفع گردد تا احتمال وجود هر گونه گل در فلز مذاب در زمان شروع مجدداً از بين رود. هنگام شروع مجدد، قوس مي بايستي در روي قسمتي از خط جوش كه تميز گشته است برقرار گردد. پس از برقراري قوسي كه طول آن كمي از حد نرمال بيشتر باشد، الكترود به سمت جلو تا به گوشه سوراخ كليد آورده شده

و در آنجا مدتي ثابت نگهداشته تا قوس ثبات پيدا كند. اين زمان طي شده همچنين موجب ميگردد كه حوضچه مذاب تشكيل گردد. زماني كه فلز مذاب به حد كافي در لبه هاي سوراخ كليد ظاهر شد، طول قوس را به حد نرمال خود تقليل داده و حركت الكترود شروع ميگردد.

جوشكاري عمودي پاس ريشه در حالت سربالا
با ادامه جوشكاري، حالت آن به تدريج از بالا سري به عمودي ( ازموقعيت ساعت ۵ تا ساعت ۴ ) تغيير پيدا ميكند. همچنان كه اين تغيير انجام مي گيرد متوجه مي شويم كه تمايل فلز مذاب به جاري شدن به سمت پايين نسبت به حالت بالا سري سرعت بيشتري پيدا ميكند.

در اين موقعيت بوده كه نياز به حركت سرد و گرم احساس ميگردد. اين حركت هميشه مي بايستي هنگام جوشكاري بخش عمودي لوله انجام گيرد. اين حركت تا زماني كه جوشكاري در موقعيت ساعت ۱۲ توقف مي يابد ادامه دارد. همانطور كه در شكل ۱۹ مشهود است الكترود مي بايستي در زاويه صحيح حفظ شود

و همچنين مسير حركت الكترود مطابق شكل A-20 ادامه يابد. الكترود به اندازه قطر خود به سمت درون برده شده ( شكل B-20( و سپس به سمت سطح سوراخ كليد كه مي بايستي تقريباً يك و نيم برابر قطر الكترود باشد برگردانده مي شود.

سپس الكترود مي بايستي توقف كوتاهي در سطح سوراخ كليد كه پايين ترين قسمت سوراخ كليد و مجاور فلز رسوب داده شده مي باشد، داشته باشد. در اين منطقه گرماي قوس ميتواند توسط فلز جذب شده و فلز پر كننده از الكترود در اين محل به منظور تشكيل خط جوش رسوب داده

مي شود. الكترود نمي بايستي مستقيماً روي سوراخ كليد توقف نمايد چرا كه گرماي اوليه ايجاد شده در اين منطقه موجب گرماي تقويتي قوس در جهت ذوب كردن گوشه ها در اطراف سوراخ كليد مي گردد. اين عمل منجر به نفوذ زيادي و سوختگي جوش ميگردد. حركت سرد و گرم مي بايستي توسط حركت مچ دست انجام شود .

منظور از حركت سرد و گرم اين بوده كه حوضچه مذاب به حد كافي خنك گرديده تا كمي از سياليت خود را از دست بدهد. زماني كه فلز مذاب در حوضچه به صورت خميري شكل مي باشد، رسوب دادن فلز پركننده از الكترود سبب سياليت مجدد آن مي گردد.

در حين حركت سرد و گرم طول حركت عرضي نمي بايستي بيش از حد باشد. در صورتي كه اين عامل بيش از حد باشد در اثر حفاظت ناكافي گاز فلز مذاب موجود در حوضچه مذاب در معرض اتمسفر هوا قرار گرفته و اكسيده مي گردد كه اين مسئله خود منجر به ظهور حفره هاي گازي در جوش مي شود. حركت سرد و گرم بيش از حد همچنين موجب حبس گل جوش در جوش مي شود.

بعضي از جوشكاران تمايل دارند كه با شدت جريان بالا كار كنند و براي اينكه از جاري شدن بيش از حد مواد مذاب جلوگيري كنند حتي در حالت بالاسري نيز به الكترود حركت سرد و گرم مي دهند. در اين مورد بهتر است كه شدت جريان كاهش داده شده و از حركت مورد ذكر نيز حدالامكان كمتر استفاده شود. طول اين حركت نمي بايستي از ۵/۱ برابر قطر الكترود تجاوز نمايد. چرا كه در غير اين صورت گازها نمي توانند عمل حفاظتي خود را بخوبي انجام داده و مشكلاتي همچون حبس گل جوش و حفره هاي گازي خواهيم داشت.

جوشكاري تخت پاس ريشه
زماني كه عمل جوشكاري پاس ريشه لوله به موقعيت ساعت ۱ نزديك مي شود ما با حالت جوشكاري تخت مواجه هستيم. در اين حالت كنترل حوضچه مذاب مشكلتر شده و حركت سرد وگرم مي بايستي ادامه يابد تا پاس ريشه در موقعيت ساعت ۱۲ به اتمام رسد.

هنگام جوشكاري جوش شياري جناغي يكطرفه، اتصال لب به لب در حالت تخت ( G 1) فلز مذاب تمايل زيادي به ريزش از ميان درز به روي جوش قسمت پايين لوله و تشكيل نفوذ زيادي در آن محل را دارد . در بعضي حالات سوختگي نيز حاصل ميگردد، مخصوصاً اگر شدت جريان خيلي زياد باشد. در بعضي كارگاهها براي جلوگيري از اين امر، صفحات پشت بند در قسمت پشت درز اتصال قرار ميدهند. اما در صورتي كه جوشكار مهارت كافي در جهت استفاده از حركت سرد و گرم و تنظيم صحيح شدت جريان داشته باشد احتياجي به اين مسائل نيست.

از آنچه تا كنون گفته شد نتيجه مي گيريم كه جوشكار مي بايستي مرتباً سوراخ كليد و حوضچه مذاب را در جهت جلوگيري از نفوذ زيادي زير نظر داشته باشد.

همچنين مي بايستي حركت سرد و گرم را جهت كنترل حوضچه مذاب ادامه دهد. در صورتي كه نشانه هايي از نفوذ زيادي مشاهده كرد مي بايستي زاويه الكترود ( شكل B-21 ) افزايش يابد. زاويه نرمال الكترود براي جوشكاري – در اين حالت در شكل A-21 نشان داده شده است ( دو حالت فوق الذكر مقايسه گردد ) در صورتي كه اين امر نيز نتيجه موفقيت آميزي نداشت مي بايستي جوشكاري متوقف گشته و شدت جريان كاهش يابد.

از حركت سرد و گرم بيش از حد نمي بايستي استفاده شود. در صورتي كه شدت جريان به طور صحيح تنظيم گشته و از حركت سرد و گرم نيز به طور صحيح استفاده شده باشد، در آنصورت پاس ريشه كامل و بي عيب در حالت تخت در قسمت بالاي لوله خواهيم داشت. زماني كه خط جوش به موقعيت ساعت ۱۲ رسيد، جوش مي بايستي متوقف گردد. پس از آنكه جوش به اندازه كافي خنك شد، پوشش گل جوش برطرف شده و جوشكاري طرف ديگر لوله آغاز ميگردد.

جوشكاري نيمه دوم لوله
مراحل جوشكاري نيمه دوم نيز همانند نيمه اول مي باشد. براي شروع نيمه دوم، محل شروع ميبايستي در موقعيت ۳۰‌ : ۶ مجاور محل شروع نيمه اول مي باشد. توصيه مي گردد كه با الكترود جديدي اين كار شروع شود تا خط جوشي يكنواخت و مداوم داشته باشيم.

خط جوش تا آنجائيكه به خال جوش در مجاورت موقعيت ساعت ۸ بپيوندد، ادامه خواهد داشت . سپس مجدداً در طرف ديگر خال جوش آغاز گشته و در كل محيط ادامه مي يابد. در صورت نياز به تعويض الكترود و انجام اتصال به ساير خال جوش ها، جوشكاري متوقف گشته تا آنكه آخرين اتصال در موقعيت ساعت ۱۲ انجام مي گيرد.

روش اتصال نهايي (Iie in )
متصل شدن دو خط جوش در يك منطقه اصطلاحاً اتصال نهايي ( Iie in ) ناميده ميشود. اين نقطه مي تواند خال جوش و يا جوش انجام شده در نيمه اول لوله باشد. در غير اين دو حالت، دو جوش مي بايستي بدون ناپيوستگي و به طور كامل به همديگر متصل باشند.

انجام عمل اتصال احتياج به دقت زيادي دارد. براي داشتن اتصالي خوب، بهتر است كه گوشه انتهايي جوش قبلي سنگ خورده، نازك شود. ( شكل ۲۲ ) اين عمل به وسيله دستگاه سنگ دستي و صفحه سنگ با قطر كم انجام پذيرد. زماني كه ا نتهاي خط جوش قبلي سنگ خورده و نازك مي شود فلز موجود در آن منطقه نسبت به حالتي كه سنگ نخورده سريع تر گرم ميشود.

بعضي اوقات تسهيلات كافي از جمله دستگاه سنگ در اختيارما نبوده و بنابراين مجبور هستيم كه اتصال را مستقيماً به جوش سنگ نخورده انجام دهيم كه اين عمل مشكلتر مي باشد. بنابراين شخصي كه هنوز مهارت كافي در جوشكاري بدست نياورده بهتر است كه اين عمل را بدون استفاده از سنگ انجام دهد. زمانيكه مهارت كافي در اين امر بدست آورد در‌‌ آنصورت اتصال به خط جوش سنگ خورده بسيار آسانتر مي باشد.

بعضي اوقات عمل اتصال نهايي در هنگام نزديك شدن به سوراخ كليد ميبايستي انجام گيرد. در حاليكه در شرايط خاص ديگري اين عمل هنگام نزديك شدن به قسمت انتهايي طرف مخالف خط جوش انجام مي پذيرد. اين دو حالت درشكل ۲۳ به نمايش درآمده است. در دو حالت ذكر شده، دو حالت مختلف جوشكاري مورد استفاده قرار مي گيرد.

زمانيكه پاس ريشه به سوراخ كليد نزديك ميگردد، سرعت جوشكاري نمي بايستي تغييري نمايد. با سرعت ثابت قبلي به جوشكاري ادامه داده و به سوراخ كليد نزديك مي شويم، همچنان كه سوراخ كليد در حال پر شدن مي باشد، حوضچه مذاب را تحت نظر داشته و به محض اينكه حوضچه مذاب با جوش قبلي در حال اتصال كامل بودند، الكترود را به سمت نقطه اتصال برگردانده، قوس را بلند نموده وسپس با حركتي قوس را قطع مي نماييم. بعضي اوقات با نزديك شدن قوس به محل اتصال نهايي سوراخ كليد از اندازه طبيعي خود گشادتر مي شود.

در اين حالت از حركت سرد و گرم براي خنك شدن فلز و جلوگيري از نفوذ بيش از اندازه در محل اتصال استفاده ميشود. اتصال نهايي خوب و مطمئن در شكل ۲۴ نشان داده شده است. در صورتي كه طول قوس كوتاه بوده و سرعت جوشكاري خيلي سريع باشد هنگام نزديك شدن به محل اتصال نهايي، نفوذ ناقص رخ خواهد داد. بنابراين بايد سرعت جوشكاري آرامو طول قوس نرمال بوده تا آنكه حوضچه مذاب با خط جوش قبلي به خوبي در هم آميخته شود.

بازرسي جوش
پس از آنكه كل پاس ريشه تكميل گردد، خط جوش مي بايستي جهت بروز احتمالي معايب جوش مورد بازرسي چشمي قرار گيرد. شكل ۲۵ اين معايب را نشان داده است كه در بخش هاي بعدي به تفصيل مورد بحث قرار خواهد گرفت. قبل از آنكه پاس بعدي شروع شود كليه معايب بزرگ ميبايستي برطرف گردد. جهت اين امر مي توان از دستگاه سنگ دستي با صفحه سنگ نازك استفاده نمود. در صورتي كه احتياج به برطرف نمودن قسمت بزرگي از پاس جوش باشد در آنصورت آن قسمت لازم است كه مجدداً مورد جوشكاري قرار گيرد.

در هر حال اگر به روشها و مسائلي كه تا به حال ذكر شده است. با دقت توجه شود عيب مهمي در جوش بروز نكرده و احتياجي به تعمير نميباشد.

جفت نمودن بد، درز جوش با فاصله زياد
در صورت دقت و توجه در مراحل آماده نمودن لوله، مشكلي در جفت كردن لوله نخواهيم داشت اما بعضي اوقات و تحت شرايطي مجبور به استفاده از لوله اي كه بد جفت شده است خواهيم بود. بعنوان مثال نداشتن تجربه در پخ زدن و يا اشتباه در اندازه گيري و اعمال پارامترها ميتواند منجر به اين مسئله گردد. يكي از مواردي كه نتيجه جفت نمودن بد لوله مي باشد

باز بودن بيش از اندازه درز جوش مي باشد. جوشكاري نمودن درز باز بيش از اندازه مشكل بوده و مي بايستي در مورد جوشكاري آن و يا تعويض لوله تصميماتي اتخاذ نمود. البته گاهي اوقات تعويض لوله مي تواند امر پر هزينه اي بوده و از لحاظ اقتصادي صرفه نداشته باشد. البته اين نوع تصميم بستگي به نوع كار نيز دارد. به عنوان مثال درمراكز شيميايي و يا اتمي از لوله اي كه بد جفت شده است نمي بايستي استفاده كرد.

به هر حال در صورتي كه درز بيش از اندازه باشد اولين مرحله كار، متصل نمودن لوله ها به هم بوسيله خال جوش بوده. در حالت افقي G5، خال جوش ها در موقعيت ۱۲، ۳، ۶ و ۹ انجام ميگيرد . درصورتي كه درز در اندازه خود نرمال بوده خال جوشها در موقعيت ۲، ۵، ۸ و۱ انجام مي گيرد

در صورتي كه خال جوش در موقعيت ساعت ۶ بود، جوشكاري در جهت مخالف خال جوش شروع ميگردد. براي شروع به زدن خال جوش، ابتدا بهتر است كه پلي از فلز جوش در طي شكاف ريشه به وجود بياوريم. اين به آن معني بوده كه نقاط كوچكي از خال جوش در كنار هم بچينيم تا آنكه آخرين نقطه جوش دو لبه را به هم اتصال دهد. ( شكل ۲۶ )

بايد توجه نمود كه شدت جريان جوشكاري براي اتصال اين نقطه جوشها كم باشد، پس از آنكه قوس برقرار گرديد و ثبات كافي را دارا شد، طول قوس را كوتاه نموده اولين نقطه جوش را در ريشه بوجود مي آوريم سپس اين حجم كوچك جوش تميز گشته و سپس نقطه جوش بعدي بر روي قبلي ايجاد مي گردد تا آنكه پل ارتباطي بين درز ايجاد گردد. منظور از تشكيل اين پل بوجود آوردن مكاني براي برقرار كردن قوس هنگام شروع به جوشكاري مي باشد.

خال جوشها اشاره شده هيچكدام به طور كامل ذوب نشده اند.بنابراين از آنجايي كه حفاظت كافي از اين نقاط انجام نشده است بنابراين احتمال آنكه داراي شكاف هايي باشند نيز هست. در نتيجه پس از آنكه خط جوش قوي و با نفوذ كافي ايجاد گرديد، اين نقاط مي بايستي برطرف گردند. معمولاً اين عمل پس از كامل نمودن جوش نيمه اول لوله توسط سنگ انجام مي گيرد. بهتر است كه كل پل برقرار شده و ۲/۱ از فلز جوش اطراف آن نيز توسط سنگ برداشته شود.

پس از آنكه پل ارتباطي ذكر شده برقرار شد بقيه خال جوشها انجام گرفته از شدت جريان پايين استفاده مي شود. مطابق معمول اين پل قبل از برقرار كردن تميز ميگردد. سپس قوس در اتصال جوش و در قسمت جلوي پل و طول قوس بلند برقرارگشته تا آنكه قوس ثبات كافي را دارا شود. سپس قوس به محل درز نزديك شده و طول قوس كوتاه مي شود.

طول قوس مي بايستي از حد نرمال نيز كمي كوتاهتر باشد . قوس به آرامي در طول پل حركت داده شده تا آنكه كمي فلز مذاب ظاهر گردد آنگاه مي توان به رسوب دادن جوش پرداخت. در هنگام رسوب دادن حركت U شكل انجام ميگيرد. ( شكل ۲۷ ) اين حركت به منظور پر نمودن درز گشاد انجام مي پذيرد از آنجايي كه فاصله درز باز بوده سوراخ كليد به طور كامل تشكيل نميشود با اين وجود گوشه هاي درز بايستي كاملاً ذوب گردد.

يكي از مشكلات كه ممكن است هنگام جوشكاري درزهاي بيش از اندازه باز ايجاد گردد، نفوذ زيادي مي باشد بنابراين جهت جلوگيري از اين مشكل بايد طول قوس از حد نرمال كوتاهتر بوده و همچنين شدت جريان نيز از حد نرمال كمتر باشد.

براي انجام حركت U شكل، به الكترود بطوركامل حركت عرضي داده شده تا آنكه قوس كل مسير را خارج از حوضچه مذاب طي نمايد. حركت قوس مي بايستي طوري بوده كه در طول سطح پخ بوده و از گوشه هاي پخ دور باشد، همچنين اجازه داده شود كه قبل از برگردانده شدن قوس به منطقه ذوب، حوضچه مذاب بطوركامل منجمد گردد.

مسائل ذكر شده نياز به انجام حركت U شكل با طول زياد را ايجاب مي نمايد سپس هنگامي كه قوس به منطقه ذوب برمي گردد، منطقه منجمد شده دوباره ذوب شده و بدين ترتيب حوضچه مذابي كوچكتر و با سياليت كمتر تشكيل ميشود.

در صورتيكه گرمايش بيش از حد در فلز انجام پذيرد، زاويه الكترود را كمي افزايش مي دهيم، در صورتي كه اين امر نيز چاره ساز نباشد قوس را در فواصل زماني كوتاه برقراركرده و بدين ترتيب به جوش اجازه داده تا به اندازه كافي خنك شود. در صورتي كه طول خال جوش ۴/۳ بوده قوس با روش معمول كه در قسمت هاي قبلي توضيح داده شد، قطع ميگردد.

جهت جوشكاري درز گشاد، پاس ريشه در منطقه ساعت ۶ و در خلاف جهت انتهاي خال جوش انجام ميگيرد. قوس بر روي خال جوش روشن گشته، قوس با طول بلند بر روي قسمت انتهايي خال جوش نگهداشته شده تا آن بخش را پيش گرمايي نمايد. ‘

به محض اينكه فلز مذاب ظاهر گشت، طول قوس كوتاه گشته و با حركتU شكل پاس ريشه آغاز مي گردد. بايد توجه نمود كه گرمايش بيش از حد و نفوذ زيادي انجام نشود. حركت U شكل در كل طول نيمه لوله ادامه مي يابد. قبل از شروع به جوشكاري نيمه دوم، همانطور كه قبلاً ذكر شد پل جوش برقرار گشته و ۲/۱ از خال جوش برداشته مي شود.

آماده سازي بد و درز جوش بيش از اندازه بسته
گاهي اوقات جوشكار با شرايطي كه مواجه مي گردد كه درز جوش از مقدار توصيه شده كمتر ميباشد. حتي گاهي اوقات درز جوش كاملاً بسته مي باشد. اين مشكل با بريدن گوشه هاي لوله با برش اكسي اسيتيلن و يا سنگ زدن گوشه هاي درز حل مي گردد.

اما گاهي اوقات اين اتصال بدون انجام دادن روشهاي بالا مورد جوشكاري قرار ميگيرد. در اين حالت همان روش انجام شده براي جوشكاري با درز نرمال انجام گرفته فقط مقداري تغييرات انجام مي پذيرد كه ذكر خواهد شد. در صورتي كه فاصله درز جوش بيش از اندازه كم و يا كاملاً بسته باشد، شدت جريان به اندازه ۱۰ تا ۲۰ آمپر افزايش مي يابد. اين عمل منجر به نفوذ بيشتر خواهد شد. همچنين مي توان طول قوس را كوتاه نمود.

جوشكار مي بايستي هنگام جوشكاري اين نوع درز، مقدار نفوذ را در نظر داشته باشد. در صورتي كه نفوذ بيش از اندازه رخ دهد، كمي حركت سرد و گرم مي تواند از اين امر جلوگيري نمايد. افزايش سرعت جوشكاري نيز مي تواند مفيد واقع گردد. در صورتي كه شرايط ذكر شده مفيد واقع نشد شدت جريان مي بايستي كاهش يابد. نفوذ كم نيز با افزايش جريان و سرعت كم جوشكاري تصحيح ميگردد.

در صورت برخورد با درز بسته، بهتر است كه ابتدا در مورد قطعه اي از فلز ضايعاتي كه درز بسته اي دارد امتحان نمود و پس از تنظيم جريان و بدست آوردن مهارت در سرعت جوشكاري اين امر را در مورد لوله به اجرا درآورد.

آماده سازي بد، درز جوش باز و بسته در نقاط مختلف لوله
بعضي اوقات با تركيبي از دو حالت فوق الذكر مواجه مي شويم، به طوري كه در نقطه اي از لوله درز بيش از اندازه و در نقطه ديگري بيش از اندازه بسته مي باشد. اين حالت در صورتي كه لوله ها كج بريده شده و يا دو انتهاي لوله منطبق نباشد به وقوع مي پيوندد. براي اين نوع جوشكاري روشهايي را كه در دو حالت جداگانه توضيح داديم مي بايستي بكار گرفته شود. گاهي اوقات لازم است كه درطول محيطي لوله چندين بار شدت جريان را كم كرده و يا زياد نماييم.

در مرحله اول جهت جلوگيري از وقوع ترك، خال جوش اول در منطقه اي كه درز جوش بسته ميباشد انجام مي پذيرد. از آنجايي كه جوشكاري در اين منطقه آسانتر بوده، شروع جوش را از آنجا آغاز مي نماييم. البته اصل كلي شروع جوش از قسمت پايين لوله هميشه مي بايستي مد نظر باشد. معهذا گاهي موقعيت ايجاب مي نمايد كه جوشكاري را از منطقه اي كه درز گشاد مي باشد آغاز كنيم.

آماده سازي بد و پيشاني پخ بيش از اندازه پهن مي باشد .
در حالتي كه پيشاني پخ، طول زيادي دارد مي توان انتهاي دو لوله را بريد ولي معمولاً لوله ها در اين حالت با شدت جريان بيشتر براي نفوذ كامل مورد جوشكاري قرار ميگيرند.

آماده سازي بد و پيشاني پخ خيلي نازك بوده
در اين حالت گوشه هاي درز بخاطر نازك بودن سريع ذوب شده در حاليكه بقيه جوش هنوز سرد مي باشد. روش برطرف كردن اين مشكل كاهش شدت جريان و استفاده از حركت U شكل مي باشد. با كاهش شدت جريان قوس، گرماي كمتري توليد كرده و مسئله سوختن گوشه هاي نازك درز منتفي مي گردد. استفاده از حركت U شكل نيز شيار اتصال را پيش گرم كرده و اتصال مناسبي بين فلز جوش و فلز پايه به وجود مي آورد. همانطور كه قبلاً گفته شد هنگام استفاده از حركت U شكل لازم است كه قبل از آنكه قوس به محل اول خود برگردد به حوضچه مذاب اجازه داده شود كه به حالت خميري درآيد.

جوشكاري پاس ريشه با الكترودهاي كم هيدروژن
معمولاً در پاس ريشه از الكترود كم هيدروژن كمتر استفاده مي شود. چرا كه احتياج به مهارت بسيار بالاي جوشكاري دارد. پاس ريشه لوله هاي فشار قوي معمولاً با الكترودهاي با قدرت نفوذ بالا مثل E 6010 و يا به وسيله روش GTAW جوشكاري گشته و ساير پاس ها توسط الكترود كم هيدروژن پر ميگردد. اما با اين وجود در صورتي كه مهارت و دقت كافي در امر جوشكاري شود مي توان پاس ريشه را با الكترود كم هيدروژن انجام داد. البته نكات زير حتماً بايستي رعايت گردد.

همانطور كه در شكل۲۸ به نمايش درآمده است، قطر پوشش الكترودE 7018 ( 8/1 ) از الكترود E 6010 8/1 بيشتر مي باشد. پوشش با ضخامت بالاتر الكترود E 7018 اجازه نزديك شدن بيش از اندازه قوس را به پيشاني پخ نمي دهد. بنابراين برقرار نمودن طول قوس مناسب مشكل مي باشد. جوشكاري با قوس بلند نيز سبب به وجود آمدن عيبي به نام Suck- in ( مراجعه به شكل ۲۵ ) مي شود. علاوه بر آن، ضخامت بيشتر پوشش مانع حركت آزاد الكترود ميگردد

. بنابر دلايل فوق، جهت پاس ريشه از الكترود كم هيدروژن با قطر كمتر ( ۰۹۳/ ) استفاده مي شود. قطر پوشش اين الكترود تقريباً برابر با قطر الكترود E 6010 سايز ۸/۱ مي باشد.

هنگام جوشكاري با الكترود كم هيدروژن در صورت برقرار نمودن ناصحيح قوس، وجود رطوبت در درز جوش و يا الكترود مرطوب، مك هاي گازي توليد مي گردند. جهت جلوگيري از به وجود آمدن اين مك ها، قوس را در قسمت جلوي محل شروع روشن كرده و سريعاً طول قوس را به اندازه مورد نياز مي رسانيم. سپس قوس را به محل شروع برگردانده و به محض تشكيل حوضچه مذاب جوشكاري را آغاز ميكنيم.

اتصال مرطوب را نيز با مشعل اكسي استيلن مي توان گرم و خشك نمود. پوشش فلاكس الكترود نسبت به جذب رطوبت بسيار حساس بوده و مي بايستي در محل خشك نگهداري شوند. الكترودهايي كه در قوطي هاي باز مي باشند در كوره بين درجه حرارت ۳۰۰ و ۴۰۰ درجه فارنهايت گرم مي شوند. الكترودهايي كه در معرض رطوبت قرار گرفته اند به مدت يك ساعت در درجه حرارت ۸۰۰-۶۰۰ درجه فارنهايت نگهداري ميشوند.

هنگام استفاده از الكترودهاي كم هيدروژن، از شدت جريانهاي بالا استفاده ميشود. اين نوع الكترودها داراي قوس نرمي بوده ولي قدرت نفوذ آن به اندازه الكترودهاي با پوشش نازكتر نمي باشد. پوشش ضخيم اين نوع الكترود لايه ضخيمي از گل جوش بر روي حوضچه مذاب تشكيل ميدهد كه باعث آن شده كه سرعت خنك شدن آرامتر بوده و فلز مذاب مدت زمان بيشتري به حالت مايع باقي بماند.

ويسكوزيته گل جوش مذاب و فلز مذاب كمتر بوده اين به آن معني است كه خاصيت سياليت بيشتري را دارا ميباشد. دو خاصيت فوق الذكر باعث ميگردد كه حوضچه مذاب به راحتي ريزش نمايد. بنابراين جوشكاري در حالت بالاسري و حالت عمودي اين نوع الكترودها مشكل بوده و احتياج به تجربه دارد. روش كلي براي جوشكاري پاس ريشه الكترود كم هيدروژن همانند حالتهاي قبلي ذكر شده مي باشد. خال جوشها در اطراف لوله انجام شده سپس جوشكاري از قسمت پايين به بالا انجام مي گيرد. تنها روش جوشكاري كمي متفاوت مي باشد.

طول قوس در اين نوع جوشكاري مي بايستي بسيار كوتاه بوده، الكترود بسيار نزديك به پيشاني پخ قرار گرفته تا نفوذ كافي حاصل شود. پس از برقراري قوس، طول قوس كوتاه ميشود. از حركت سرد و گرم بهيچوجه استفاده نمي شود.

مطابق شكل ۲۹ از حركت عرضي V شكل استفاده مي شود. هدف از اين نوع حركت دادن زمان كافي به فلز جوش جهت خنك شدن و از دست دادن سياليت ( افزايش ويسكوزيته ) جهت شره نكردن مي باشد. همچنين اين نوع حركت، فلز جلوي جوش را پيش گرم مي نمايد. حركت V شكل توسط حركات يكنواخت و آرام مچ دست انجام مي گيرد.

قوس با حركتي سريع از حوضچه به سمت گوشه هاي درز برده شده، زمان كافي براي از دست دادن سياليت حوضچه به وسيله حركت برگشتي آرام قوس تأمين مي شود. قوس به حوضچه برگشته و براي مدت كوتاهي مكثي در اين ناحيه داريم. سپس اين حركت به سمت ديگر درز ادامه مي يابد.

هيچگاه نمي بايستي فلز مذاب در حين حركت قوس منجمد گردد. در صورتي كه گل جوش در گوشه هاي جوش منجمد گردد منجر به عدم ذوب در گوشه هاي جوش خواهد شد. در صورتي كه حوضچه مذاب در حين كار به طورمايع و ذوب نگهداشته شود در آنصورت هيچگونه گل جوش محبوس نخواهد شد چرا كه گل جوش داراي نقطه ذوب پايين تري از فلز جوش مي باشد. از آنجايي كه قوس الكترودهاي كم هيدروژن نرم بوده قدرت و نفوذ كمي دارد، حركت قوس مي بايستي نرم و با دقت كافي انجام شود تا از منجمد شدن حوضچه مذاب جلوگيري گردد.

خلاصه اي از جوشكاري پاس ريشه
يك پاس ريشه ايده آل مي بايستي از عيوبي همچون سوختگي كناره جوش، خلل وفرج، ذوب ناقص، نفوذ ناقص و نفوذ زيادي به دور باشد. ( شكل ۲۵ ) از تمام اين عيوب مي بايستي با آموختن و تمرين روش هاي صحيح جوشكاري جلوگيري شود. بايد به خاطر سپرد كه تمامي اين عيوب در ارتباط با كار جوشكار مي باشند. وجود خلل و فرج در جوش هيچگونه ارتباطي با دستگاه جوش نداشته، بلكه در اثر عدم تميزكردن كامل جوش از گريس، روغن و ساير آلودگي ها،

قبل و بين جوشكاري به وجود مي آيد. خلل و فرج همچنين در اثر پوشش معيوب الكترود و وجود رطوبت در اين پوشش نيز به وجود مي آيد. كليه اين عيوب الكترود مي بايستي قبل از شروع به جوشكاري مورد بازرسي جوشكار قرارگيرد. درز جوش با فاصله صحيح و آماده سازي صحيح لوله همگي در نفوذ كامل جوش مؤثر مي باشند. تركيب فلز جوش نيز تحت تأثير آماده سازي لبه ها مي باشد. زماني كه فاصله درز و آماده سازي صحيح بوده، جوشكار قادر به حركت دادن صحيح به الكترود و در هم آميختن بهتر فلز پايه و الكترود مي باشد.

تركهاي انقباضي هنگامي كه جوش در حجم كم بر روي لوله هاي با ضخامت بالا انجام مي گيرد، ديده مي شود. اندازه و پهناي پاس ريشه مي بايستي به اندازه كافي بوده تا قدرت مقاومت در برابرتنش هاي انقباضي بدون وقوع ترك را داشته باشد. اين مسئله توجه به شرايط اتصال قبل از جوشكاري را ايجاب مي نمايد.

فصل سوم
جوشكاري پاس ريشه با روش تيگ( GTAW )
به ندرت براي جوش پاس ريشه اين روش بكارميرود مگر در حالات خاص كه احتياج به دقت زيادي دارد ( مانند سفاين فضايي ) . معمولاً فقط پاس ريشه توسط روش تيگ جوشكاري مي گردد. با اين وجود گاهي اوقات پاس دوم نيز با روش تيگ جوشكاري مي شود چرا كه عرض پاس يك انجام شده با اين روش باريك مي باشد.

لوله هاي فولادي كم كربن، ضد زنگ و پر آلياژ مي توانند با اين روش جوشكاري شوند. خصوصاً براي لوله هاي فشار قوي كه احتياج به جوش هاي با كيفيت بالا دارند مي توان استفاده نمود. خصوصيات كلي روش تيگ به شرح زير مي باشد :
۱- حاصل آن جوش هايي با كيفيت خوب مي باشد.

۲- احتياج به تميزكاري و برطرف نمودن گل جوش پس از اتمام عمليات جوشكاري نمي باشد.
۳- قوس و حوضچه مذاب توسط جوشكار براحتي قابل مشاهده مي باشد.
۴- توسط جريان قوس فلز فيلر منتقل نمي شود بنابراين از Spatter آثاري ديده نمي شود.
۵- جوشكاري در تمام وضعيتها ممكن مي باشد.
۶- هيچگونه گل جوش به صورت محبوس شده ديده نمي شود.

با مقايسه جوش نشانده در دو روش جوش برق با الكترود روپوش دار و روش تيگ مشخص ميشود كه به خاطر موجود نبودن گل جوش در روش تيگ، جوش تميزتر بوده و بنابراين در اين روش عيوب ناشي از ناخالصي گل جوش( Siag inclusion ) ديده نمي شوند علاوه بر آن سطح خارجي جوش ( شكل A-30 ) و همچنين سطح داخلي جوش در پاس ريشه ( شكل B-30 ) كاملاً يكدست و صاف مي باشد. اين امر احتياج به برطرف نمودن گل جوش، سنگ زدن و كليه عمليات تميزكاري كه پس از اتمام پاس ريشه انجام ميشود را برطرف مي نمايد

. يكدست بودن سطح جوش در قسمت داخلي لوله نيز هر گونه مزاحمت و اغتشاش در جريان گاز تزريق شده به درون لوله را كاهش ميدهد. اين مسئله در بعضي موارد از جمله لوله هاي بكار رفته در تأسيسات هسته اي بسيار مهم مي باشد.

پاس ريشه انجام شده توسط روش تيگ از لحاظ متالورژيكي نيز كاملاً سالم و بدون عيب مي باشد. با انتخاب الكترود مناسب، جوش حاصله داراي خواص شيميايي، متالورژيكي و فيزيكي كاملاً همانند فلز پايه را دارا خواهد بود. در اين روش پوشش گاز خنثي و همچنين عدم احتياج به حركت سرد و گرم جهت نشاندن پاس جوش از اكسيده شدن جوش كه معمولاً در جوش برق ديده ميشود جلوگيري مي نمايد.

روش تيگ ( GTAW )
در اين نوع روش جوشكاري، فلز پايه و فلز پر كننده توسط گرماي قوس ايجاد شده بين قطعه كار و الكترود تنگستن ( ذوب نشدني ) ذوب مي شوند. گاز خنثي و يا مخلوطي از گازهاي خنثي جهت محافظت منطقه ذوب از اثرات اتمسفر اطراف جوش بكار ميرود. فلز پركننده كه به صورت مفتول ميباشد به عنوان فلز كمكي مورد استفاده قرار مي گيرد. در هنگام جوشكاري ورقه هاي نازك، احتياجي به فلز پر كننده نمي باشد.

اين روش در شكل ۳۱ نشان داده شده است. الكترود تنگستن در تورچي كه ضمناً وظيفه انتقال گاز خنثي كه از انتهاي نازل گاز و با سرعت ۱۵ تا ۳۰ فوت مكعب در ساعت خارج مي شود را نيز بر عهده دارد، قرار ميگيرد. افراد جوشكار راست دست، تورج را در دست راست و مفتول را در دست چپ مي گيرند و افراد چپ دست عكس اين عمل ميكنند. تجهيزات
تجهيزات مورد نياز :
۱- دستگاه جوش
۲- گاز محافظ و تجهيزات كنترل كننده گاز محافظ
۳- تورج تيگ
۴- الكترود تنگستن

دستگاه جوشكاري
دستگاه جوشكاري بكار رفته براي جوش آرگون، به طور مخصوص جهت اين روش طراحي شده است. اين دستگاهها جهت جوش با قوص مصرفي طراحي شده و در صورتي كه مجهز به تجهيزات مخصوص فركانس بالا ( HF ) باشند هر دو جريان AC يا DC ميتواند مورد استفاده قرار گيرد. با اين حال بهترين جوشها با استفاده از دستگاه هايي كه به طور خاص براي جوش آرگون طراحي شده اند حاصل ميگردد.

دستگاههاي جوش آرگون( GTAW ) به صورت ركتيفايرAC/DW و يا ژنراتورهاي DC مي باشند. هر دو قطبيت مستقيم و معكوس مي تواند با جريان مستقيم مورد استفاده قرار گيرد. جريان با فركانس بالا هنگام استفاده از جريانDC فقط جهت برقرار كردن قوس استفاده مي شود و هميشه با جريان AC مورد استفاده قرار ميگيرد. جريان جوشكاري توسط كنترل دستي و يا پايي برقرار مي گردد.

مشخصات جوشكاري به كار رفته بستگي به نوع فلز مورد جوشكاري دارد. راهنمايي هاي لازم در اين مورد در جدول ۱ آورده شده است.

گاز محافظ
جهت جلوگيري از آلوده شدن جوش توسط گاز اكسيژن و نيتروژن موجود در هوا، به عنوان گاز محافظ آرگون، هليم و يا مخلوطي از اين دو گاز مورد استفاده قرار ميگيرد. از گاز آرگون معمولاً بيشتر استفاده ميشود چرا كه تهيه آن راحتتر بوده و بخاطر آنكه از هليم سنگين تر مي باشد، لذا پوشش محافظي بهتري را انجام ميدهد. مقدار گاز مصرفي معمولاً برابر با ۱۵ تا ۳۰ فوت مكعب در ساعت ( CFH ) ميباشد . ( شكل ۳۲ )

گاز در سيلندر محافظت شده و كنترل جريان آن همانند كپسول گاز اكسيژن با gage انجام مي پذيرد.علاوه بر آن برقراري گاز به ترج و جوش توسط سوئيچ تعبيه شده بر روي ترج و يا پدال كنترل شده توسط پا انجام ميگيرد. پس از خارج شدن گاز از سيلندر، گاز خنثي از طريق سوپاپ كنترل كننده اي كه خود توسط سوئيچي كه پس از برقراري جريان فعال شده، تغذيه ميگردد. توسط كنترل دستي مي توان جريان گاز را به طور مداوم برقرار نمود ولي اين عمل هزينه زيادي را در بر خواهد داشت.

ترج مخصوص جوش‌ آرگون ( GTAW )
همانطور كه در شكل A-33 نيز مشهود است ترچ، عمل نگهداري تنگستن و انتقال جريان را به قوس بر عهده دارد. اين ترچها بسته به آمپراژ مورد استفاده در جوشكاري توسط سيستم آب و يا هوا خنك مي شوند. براي جوشكاري پاس ريشه كه توسط جرياني برابر با ۷۵ تا ۲۰۰ آمپر انجام ميپذيرد احتياجي به سيستم خنك كننده آب نمي باشد.

قسمت هاي مختلف ترچ در شكل هاي B-33 نشان داده شده است . نازل كه الكترود را احاطه كرده است توسط ( collet chuck ) در جاي خود محكم ميگردد، در اندازه هاي مختلف از ۲۰/۰ تا ۲۵۰/۰ اينچ در دسترس ميباشند. جهت جاگذاري الكترود درپوش ( cap ) را برداشته سپس collet در اندازه مناسب را در ترچ قرار ميدهيم سپس الكترود را در ترچ قرار داده و طوري تنظيم مي نماييم كه نوك الكترود به اندازه اينچ از نازل بيرون باشد

سپس درپوش را در جاي خود قرار داده بعد از تنظيم نوك الكترود كه معمولاً مي بايستي به مقدار ۱ تا ۲ برابر قطر الكترود از نوك نازل بيرون باشد درپوش را به آرامي پيچاند و در جاي خود محكم مي نماييم. در اين حالت ترچ ما آماده مي باشد. دو نوع مختلف نازل معمولاً در دسترس مي باشد. يك نوع سراميكي وديگري شيشه اي. نوع شيشه اي، شفاف بوده به طوري كه در هنگام جوشكاري حوضچه مذاب را مي توان براحتي از وراي آن ديد.

الكترودها
الكترودهاي مورد استفاده در جوشكاري تيگ از آلياژهاي تنگستن مي باشند. بدين ترتيب داراي نقطه ذوب بالا (f 6900 ) و غير مصرفي مي باشند. الكترود مي بايستي هميشه تميز نگه داشته شده و بهيچوجه با حوضچه مذاب تماس پيدا نكند در غير اين صورت نوك الكترود توسط فلز موجود در حوضچه مذاب آلوده خواهد گرديد. در صورت وقوع اين امر، الكترود مي بايستي از ترچ خارج شده و بخش آلوده شده توسط سنگ زدن و يا شكستن برطرف گردد.

سه نوع مختلف الكترود موجود مي باشند :
۱- تنگستن خالص
۲- تنگستن با ۱ يا ۲% توريم
۳- تنگستن زير كونيم دار

راهنمايي هاي لازم در رابطه با موارد استفاده اين سه نوع الكترود در جدول۱ آورده شده است. الكترودهاي توريم دار جهت جوشكاري اكثر لوله ها از جمله لوله هاي فولادي كم كربن به كار ميروند.
شكل نوك الكترود اثر قابل توجهي در نفوذ، شكل و پهناي جوش را دارد. هنگامي كه پاس ريشه لوله جوشكاري مي شود، نوك الكترود مي بايستي كاملاً همانند مواد نوك تيز باشد.

عمل تيز كردن نوك الكترود مي بايستي توسط سنگ سمباده دانه ريزي كه فقط جهت اين امر تخصيص داده شده است انجام پذيرد. سنگ سمباده مي بايستي دانه ريز بوده تا نوك الكترود داراي سطحي كاملاً صاف و يكنواخت شده و بدين ترتيب ثبات قوس حاصله هر چه بيشتر باشد. جهت اين امر، سنگ سيليكون كار بايد با دانه هاي ۶۰ گريد ۰ تا M مورد استفاده قرار مي گيرد. ( مانندC-60-M-V ) در صورتيكه نوك الكترود آلوده گردد مجدداً مي بايستي سنگ بخورد.

مشخصات كامل جهت شكل نوك الكترود در شكل ۳۴ ذكر شده است. همانطور كه در شكل نيز مي بينيد زاويه اي كه نوك الكترود مي سازد مي بايستي بين ۲۲ تا ۲۳ درجه بوده و يا طولي از نوك كه سنگ مي خورد بايستي برابر با ۲ برابر قطر الكترود باشد.

در تمام روشهاي جوشكاري، فلز داغ مذاب به نوعي مورد محافظت قرار مي گيرد. در روش جوشكاري برق، اين عمل توسط گازهاي متصاعد حاصل از سوختن روپوش الكترود انجام مي پذيرد. علاوه بر آن، فلز مذاب توسط پوشش سرباره كه بر روي سطح فلز در حال انجماد تشكيل مي شود محافظت مي شود. در جوش لب به لب، پوشش ذكر شده سطح روي جوش را پوشانده،

از طرفي مقداري از اين سرباره از ميان فلز مذاب به قسمت انتهاي اتصال جريان يافته و سطح زيرين جوش را پوشانده، از طرفي مقداري از اين سرباره از ميان فلز مذاب به قسمت اتصال جريان يافته و سطح زيرين جوش كاملاً مورد محافظت قرار ميگيرد . اينكه چه حجمي از سطح ذكر شده توسط سرباره مورد محافظت قرار ميگيرد كاملاً مشخص نيست ولي در رابطه با جوشكاري لوله هاي فولادي كم كربن با الكترودهاي مصرفي معمولاً در اين رابطه مشكلي موجود نمي باشد.

لوله هاي فولادي كم كربن مي تواند توسط روش تيگ نيز مورد جوشكاري قرارگيرد. گاز محافظ در مقادير كافي به انتهاي اتصال رسيده و سطح زيرين جوش را به خوبي محافظت مي نمايد. از طرفي سطح روئين جوش نيز توسط پوشش ضخيمي از گاز محافظ پوشانده ميشود. در صورتي كه لوله هاي فولادي پرآلياژ جوشكاري ميگردند، قسمت زيرين جوش احتياج به محافظت بيشتري دارد.

جهت حصول به اين امر درون لوله توسط گاز محافظ پر شده و به اين ترتيب از قسمت دروني لوله نيز محافظت پاس ريشه به خوبي انجام مي گيرد. روش هاي مختلفي جهت حفظ گاز محافظ در درون لوله موجود ميباشد. ( شكل ۳۵ )

در يكي از اين روش ها، دو پيستون كه داراي حفاظ لاستيكي مي باشند در دو طرف اتصال لوله قرار ميگيرند ( شكل A-35 ) خود درز اتصال كاملاً پوشانده ميشود تا گاز تزريق شده به درون لوله از آن طريق خارج نشود. تنها درز كوچكي در اين ناحيه گذاشته ميشود تا هوا خارج گردد. در حين جوشكاري در مناطقي كه در جلوي جوش قرار دارند نوار محافظ برداشته ميشود و گاز اضافي تزريق مي شود تا جبران گاز خارج شده از منافذ فوق الذكر را بنمايد. اين روش در مورد لوله هاي با طول كوتاه انجام مي پذيرد.

در حالتي كه طول و قطر لوله در اندازه هاي بالا مي باشد، درز اتصال توسط دو بادكنك پلاستيكي كه درون لوله قرار ميگيرند بسته مي شود. ( شكل B-35 ) اين بادكنكها مي بايستي به قدر كافي از اتصال درز جوش دور نگه داشته شوند تا آنكه گرماي حاصله از جوش آنها را نتركاند. همچنين محل قرار گرفتن بادكنكها بايستي از سمت خارجي لوله با علامتي مشخص گردد

تا زماني كه جوشكاري پاس ريشه به اتمام رسيد حرارت كافي توسط شعله اكسي استيلن در محل هاي علامت گذاري اعمال گردد تا بادكنك ها بتركند. خود درز اتصال نيز توسط ( Tape ) پوشانده شده و گاز محافظ از طريق لوله لاستيكي و يا لوله اي ديگر با طول كوتاه به درون لوله تزريق ميگردد.

روش ديگر پوشاندن به اين صورت بوده كه سطح درون لوله را توسط پولي استرن مي پوشانيم. مزيت اين دو روش در آن بوده كه موادي كه براي عايق كاري و پوشاندن استفاده مي شود، مي تواند پس از اتمام جوشكاري توسط هواي فشرده شده و يا جريان آب باد كرده و از لوله جدا گردد.

آماده سازي درز اتصال
روش آماده سازي در روش تيگ همانند روش جوش برق مي باشد. اختلاف اصلي در ابعاد درز اتصال ميباشد. پهناي پيشاني پخ در روش تيگ به ۱۶/۱ كاهش يافته و فاصله درز جوش نيز به تا اينچ كاهش مي يابد. ( شكل ۳۶ )

در جفت نمودن لوله بايد دقت كافي نمود تا فاصله درز مناسب برقرار گردد. در صورتي كه لوله هاي از جنس فولاد آلياژي مورد جوشكاري قرار ميگيرد، جريان گاز خنثي در فضاي درون لوله نيز مي بايستي برقرار باشد.

لوله هاي ازجنس فولاد پر آلياژ، قبل از انجام خال جوشها بايستي بين ۲۰۰ تا ۳۰۰ درجه فارنهايت پيش گرم گردند. پس از انجام كليه خدمات ذكر شده، ۴ خال جوش در اطراف لوله و در فواصل مساوي انجام ميگيرد. از آنجايي كه خال جوشهاي مذكور قسمتي از جوش خواهند شد، لذا ميبايستي دقت كافي در مورد آنها نيز اعمال گردد.

روش جوشكاري پاس ريشه
حتي قبل از آنكه شروع به انجام خال جوشها نماييم، تنظيمات لازم در رابطه با ترچ و دستگاه جوش به منظور برقرار نمودن جريان برق و گاز مناسب مي بايستي انجام پذيرد. جهت جوشكاري لوله از جنس فولاد كم كربن ( Sche dule 60 ) از الكترود تنگستن توريم دار با قطر ۳۲/۳ اينچ در ترچ گذاشته شده و سپس الكترود جاي گذاري ميشود.

جهت جوشكاري پاس ريشه، الكترود مي بايستي طوري در ترچ قرار گيرد كه طول مناسب الكترود از انتهاي نازل بيرون قرار گرفته باشد. اين تنظيم به اين صورت انجام گرفته كه ترچ را در حالت عمودي و به طوري كه نازل بر روي درز اتصال تكيه نمايد ( شكل ۳۷ ) قرار داده، سپس در صورتيكه نوك الكترود در اين حالت با سطح لوله تماس پيدا كند، تنظيم مذكورانجام گرفته است. توجه شود كه جريان برق برقرار نباشد.

مراجعه به جدول ۱ نشان ميدهد كه جوشكاري لوله از جنس فولاد كم كربن مي بايستي با جريان مستقيم با قطبيت مستقيم ( DCSP ) انجام پذيرد. جدول ۲ آمپراژهاي مختلف مورد استفاده در جوشكاري را مشخص نموده است. به دليل متغيرهاي مختلفي كه در حين جوشكاري با آن مواجه هستيم، لذا ذكر دقيق مقادير آمپراژ ممكن آمپر نمي باشد. در صورت استفاده از الكترود به قطر ۳۲/۳ اينچ و جريان ( DCSP ) مقدار جريان به كار رفته مي بايستي بين ۱۵۰ تا ۲۲۵ آمپر باشد.

سرعت جريان گاز محافظ نيز تقريباً ۲۰ فوت مكعب در ساعت مي باشد. در حالتي كه لوله در حالت G5 مي باشد، خال جوشها در موقعيت ۳۰ : ۸ ، ۳۰ : ۴ ،۳۰ :۱ و۳۰ :۱۱ انجام ميگيرد. پاس ريشه در موقعيت ساعت ۶ شروع شده و به حالت سربالا تا موقعيت ساعت ۱۲ ادامه مي يابد، سپس نيمه ديگر لوله نيز به همين صورت جوش داده ميشود.

روش جوشكاري انجام شده در حالت G5 و G2 متفاوت نمي باشد. بنابراين روشي كه در پاراگراف هاي بعدي توضيح داده مي شود، جهت هردو حالت مي تواند به كار رود. در هر دو حالت ( G5 و G 2 ) پاس ريشه نمي بايستي از خال جوش شروع گردد. همانطور كه مشخص است، شروع جوشكاري از موقعيت ساعت ۶ از لحاظ وضعيتي كه جوشكار مي بايستي بگيرد تا قادر به جوشكاري قسمت زيرين لوله باشد كمي مشكل مي باشد ولي با اين وجود، مرحله شروع جوشكاري در هردو حالت فوق الذكر يكسان مي باشد.

روش برقرار كردن قوس همانند روش جوشكاري با الكترود پوشش دار نمي باشد چرا كه در غير اين صورت الكترود تنگستن آسيب خواهد ديد. جهت شروع به جوشكاري، جريان برق و گاز خنثي مي بايستي خاموش باشد. ترچ در دست راست ( براي چپ دستها، در دست چپ ) و مفتول در دست ديگر قرار ميگيرد. همانطور كه قبلاً نيز توضيح داده شد ترچ در حالتي قرار مي گيرد به طوري كه نازل با دقت بر روي دو سطح پخ خورده اتصال قرار داده شود.

جهت آنكه الكترود كاملاً در مركز درز اتصال قرار بگيرد، زاويه جانبي ( side angle ) الكترود و ترچ مي بايستي صفر باشد به عبارت ديگر در اين جهت الكترود مي بايستي كاملاً عمود بر لوله باشد. از طرف ديگر خود الكترود مي بايستي هنگام جوشكاري با زاويه مشخصي قرار گيرد ( شكل A-38 و B-38 ) همانطور كه در شكل مشاهده مي كنيد

ترچ مي بايستي طوري قرار گيرد كه الكترود، زاويه اي برابر ۵۵ درجه داشته باشد. مفتول به كار رفته نيز مي بايستي نزديك به ترچ باشد تا پس از برقراري قوس و تشكيل حوضچه مذاب مورد استفاده قرارگيرد. درحالتيكه ابتدا قوس تشكيل شده است، مفتول نمي بايستي در منطقه قوس وارد شود. در حين جوشكاري، مفتول مي بايست زاويه اي برابر ۴۵ تا ۷۰ درجه داشته باشد. ( شكل A-38 و ۳۹ )

پس از قرار گرفتن ترچ و مفتول همانطور كه توضيح داده شد جريان جوشكاري به وسيله پدال پايي و يا دكمه اي كه بر روي ترچ قرار دارد برقرار مي شود. جوشكار به آرامي و با دقت زاويه الكترود را كاهش داده و نوك آنرا به درون درز اتصال هدايت ميكند. درحاليكه ترچ بر روي سطح پخ خورده تكيه كرده است، قوس برقرار شده و تثبيت مي گردد.

همانطور كه در شكل ۳۹ نيز مشاهده مي نماييد، ترچ در موقعيت ذكر شده قرار مي گيرد تا زماني كه زاويه الكترود به ۳۰ درجه ميرسد ( زاويه مناسب جهت جوشكاري لوله ) زاويه مفتول ۴۵ تا ۷۰ درجه مي باشد. با برقراري قوس، جريان گاز محافظ نيز برقرار شده و حوضچه مذاب را محافظت مي نمايد. پس از برقراري قوس، ترچ در همان منطقه حفظ مي گردد تا آنكه دو لبه درز اتصال ذوب شده و حوضچه مذاب تشكيل گردد. پس از برقراري حوضچه مذاب،

مفتول به درون حوضچه رانده مي شود سپس جوشكار به ترچ حركت عرضي داده و در درز اتصال به جلو حركت ميدهد. ( شكل ۴۰ )
پس از برقراري قوس و تشكيل حوضچه مذاب و اضافه نمودن مفتول، ترچ به آرامي در طول درز اتصال به جلو حركت داده شده و از طرف ديگر حركت عرضي ترچ نيز انجام داده مي شود. مفتول به طور مداوم به حوضچه مذاب تغذيه مي شود. ( شكل ۴۱ )

در حين جوشكاري، جوشكار مي بايستي مرتباً حوضچه مذاب را تحت نظر داشته تا پاس ريشه با شكل ظاهري زيبا و ارتفاع مناسب تشكيل گردد. در حالت جوشكاري G5 ، اكثراً حوضچه مذاب تمايل به ريزش داشته و در نتيجه نفوذ اضافي مشاهده ميشود.

جهت جلوگيري از اين امر سرعت حركت ترچ و سرعت حركت جانبي آن مي بايستي افزايش داده شود. همچنين در صورت امكان، مفتول بيشتري به حوضچه مذاب تغذيه شده تا سبب خنك كردن حوضچه و كوچك شدن اندازه آن گردد. ضمناً جوشكار مي بايستي دقت كافي نمايد تا الكترود با لبه هاي درز اتصال و همچنين حوضچه مذاب تماس پيدا نكند. در صورت تماس، نه تنها نوك الكترود آلوده شده

بلكه قوس نيز ثبات خود را از دست ميدهد. در صورت وقوع اين مسئله، جوشكاري مي بايستي متوقف گرديده و نوك الكترود مجدداً توسط سنگ تيز گردد. يكي از مشكلات ديگري كه گاهي اوقات جوشكار با آن مواجه مي باشد اين بوده كه همچنانكه در طي جوشكاري نوك نازل بر روي درز اتصال داده شده و كشيده مي شود. در اثر داغ شدن نوك نازك تمايل به چسبيدن پيدا مي كند. جهت رفع اين مشكل همانطور كه در شكل A-42 نيز مشهود است گوشه هاي نوك نازل را سنگ گرفته و كمي شيب به آن ميدهيم. ( شكل B-42 )

توقف و شروع مجدد جوشكاري
غير از موارد ضروري، جوشكاري نمي بايستي بهيچوجه متوقف گردد. با اين حال مواردي همانند جوشكاري خالجوش و يا رسيدن به موقعيت ساعت ۱۲، ايجاب ميكند كه جوشكاري متوقف گردد. همچنين هنگام اتصال ( Iine – in ) با خال جوش نيز جوشكاري و مي بايستي متوقف گردد.
با قطع نمودن جريان ، جوشكاري نيز متوقف ميگردد. در صورتي كه احتياج به تعويض مفتول بوده و يا خط جوش حاصله پايان يافته، مفتول را از مطنقه جوشكاري خارج مي نماييم، در غير اين صورت مفتول در حوضچه مذاب باقي خواهد ماند.

جهت شروع مجدد جوشكاري، در حاليكه همچنان جريان قطع مي باشد، ترچ در مجاورت خط جوش قرار گرفته به طوري كه زاويه الكترود ۲۰ درجه باشد. بايد توجه داشت كه الكترود هيچگونه تماسي با خط جوش نداشته باشد. همانطور كه در شكل ۲۸ مشاهده گرديد ترچ حول نازل چرخانده شده تا آنجا كه زاويه الكترود برابر با ۵۵ درجه شود.

پس از قرار گرفتن مفتول در موقعيت مناسب جريان جوشكاري برقرار شده و ترچ به آرامي به موقعيت زاويه ۲۰ درجه چرخانيده ميشود. مجدداً يادآوري مي گردد كه در اين حالت الكترود به هيج وجه نمي بايستي با لبه هاي درز و يا خط جوش حاصله تماس پيدا كند. پس از تثبيت قوس و تشكيل حوضچه مذاب، مفتول نيز تغذيه شده و به الكترود حركت عوضي داده ميشود.

برقراري اتصال ( Iie- in )
هنگامي كه جوش به خط جوش ديگري ( خال جوش و يا محل اتصال دو نيمه ) نزديك ميشود. تا زماني كه فاصله به ۱۶/۱ اينچ رسيده، جوشكاري ادامه داده مي شود. در فاصله مذكور مفتول از منطقه حوضچه خارج شده ولي ترچ همچنان به حركت خود ادامه ميدهد، درصورت نياز زاويه ترچ تغيير داده ميشود احياناً هيچگونه تماسي با فلز جوش نيابد.

پس از آنكه فاصله ذكر شده توسط فلز جوش پر شد جريان قطع ميگردد. اتصال ( Iie- in ) با كيفيت ايده آل در شكل ۴۳ نشان داده شده است . با رعايت نكات ذكر شده در بالا مي توان به چنين اتصالي دست يافت.

پاس دوم
مراحل و روش به كار رفته براي پاس رو نيز همانند پاس بلند، مي باشد تنها فرق حاصله اين بوده كه جهت انجام پس رو اندازه طولي از الكترود كه بيرون از نازل قرار مي گيرد مي بايستي كوتاهتر باشد تا مقياسي با پاس ريشه و يا حوضچه مذاب پيدا نكند، همانند پاس قبلي، نوك الكترود ميبايستي تيز باشد. زاويه اكترود و مفتول همانندپاس يك بوده و همچنين در حركت ترچ نيز هيچگونه تغييري داده نمي شود.

فصل چهارم
پاس هاي پر كن و پاس رو
جوشهاي چند پايه جهت جوشكاري لوله اي با ضخامت ديواره بالا و اغلب لوله هاي با ضخامت كم مورد استفاده قرار مي گيرد. جوش چند پاسه نسبت به جوش يك يا سه، انعطاف پذيري بيشتر داشته و عاري از عيوب ها ميباشد. همچنين انجام دادن حالت چند پاسه آسانتر بوده چرا كه كنترل حوضچه مذاب گسترده در حالت جوش يك پاسه مشكل تر ميباشد.

از آنجايي كه پاس جوش وسيع و گسترده نسبت به پاس كوچك آرامتر منجمد ميگردد بنابراين منجر به رشد بيش از حد دانه ها شده كه اين امر خود منجر به كاهش انعطاف پذيري جوش ميشود. در حالتي كه جوش حاصله داراي پاسي به اندازه نرمال بوده، انعطاف پذيري بهبود مي يابد چرا كه هر پاس در واقع پاس قبلي را پيش گرم مينمايد. زمانيكه پاس جوش گسترده به آرامي خنك مي گردد، فلز داغ مدت زمان بيشتري در معرض اتمسفر هوا قرارگرفته و بدين ترتيب اكسيدهايي كه داراي آثار مضري براي جوش هستند پديد مي آيند.

در اين فصل در باره جوشكاري پاسهاي مياني و پاس رو در لوله هاي با ضخامت بالا صحبت خواهيم كرد. همانند حالات قبل، هر لايه در پايين ترين قسمت لوله آغاز گشته ( جوشكاري سربالا ) و تا قسمت بالاي لوله ادامه مي يابد.

لايه هاي چند تايي
اولين لايه يا پاس در اتصال لب به لب چند پاسه، پاس ريشه مي باشد. اين لايه توسط يك يا چند لايه مياني ( پاسهاي پر كن ) ادامه مي يابد. پاس آخر اصطلاحاً پاس رو ناميده ميشود. هر كدام از پاسهاي مياني به وسيله شماره مشخص گشته و با پاس ۲ آغاز ميگردد. ( همانند شكل ۴۴ ) تعداد پاسها بستگي به ضخامت لوله دارد. مشخص است كه لوله هاي با ضخامت بالا نسبت به لوله هاي با ضخامت كم نياز به پاسهاي بيشتري دارند. جا گذاري و چيدن مناسب پاسها در لوله در شكل بالا آمده است .

اين شكل به عنوان راهنمايي براي چيدن پاسها بر روي هم مي تواند مورد استفاده قرار گيرد. هر لايه مي بايستي كاملاً با فلزي كه با آن در تماس است ( فلز پايه و يا لايه ديگر ) درهم آميخته گردد و عاري از هر گونه حفره و يا ساير عيوب باشد. اين اتصال بايد داراي استحكام و انعطاف پذيري در برابر بارهايي كه ممكن است به آن وارد شود داشته باشد.

لايه هاي مياني مي بايستي درز اتصال را كاملاً پر كرده و با سطح خارجي لوله در يك امتداد باشند. اين مسئله شرط اساسي قبل از شروع جوشكاري پاس رو ميباشد. در صورتيكه فاقد اين حالت باشيم، پاس رو خوبي نخواهيم داشت. پاس رو مي بايستي كمي برجسته بوده ( تاج داشته ) و گوشه هاي آن به خوبي با فلز پايه در هم آميخته شده و سوختگي كناره جوش نداشته باشد.

آماده سازي براي پاس ريشه
پاس ريشه انجام شده در سطح خارجي داراي سطحي خشن بوده و ميزان به مهارت و دقت جوشكار مي ت واند سوختگي و كناره جوش و برجستگي، مخصوصاً در محل هاي شروع الكترود را نمايان سازد. بنابراين استفاده از چكش و برس سيمي كافي نمي باشد. ( شكل ۴۵ )

پاس ريشه مي بايستي به وسيله دستگاه سنگ از هر گونه سوختگي كناره جوش، نقاط زير و خشن كاملاً پاك گردد. احتمال وجود هر گونه عيبي كه قابل مشاهده نمي باشد كم گردد. عيوب قابل مشاهده را مي توان تعمير وتصحيح نمود ولي داراي مخارج بالايي مي باشد. تحت شرايط نرمال از سنگ زدن بيش از اندازه پاس ريشه مي بايستي احتراز نمود.

پاس ريشه بايد بوسيله سنگ زدن از هر گونه سوختگي كناره جوش، نقاط داري سطح خشن و برجستگي برطرف گردد. الكترودهايي كه داراي قدرت نفوذ زيادي هستند مانند E 6010 ، E 6011 و E 7010 به راحتي ذوب شده و حفره ها و سوختگي هاي كناره جوش را پر ميكنند. زماني كه الكترودهاي با عمق نفوذ كم مثل الكترودهاي كم هيدروژن استفاده مي شود

مي بايستي دقت كافي در آماده سازي اتصال داشت. قدرت نفوذ كم اين نوع الكترودها در پركردن حفره و سوختگي ها و برطرف نمودن برجستگي هاي روي جوش كارآيي خوبي ندارد. بنابراين براي برقرار نمودن قوس كوتاه با اين نوع الكترودها، سطحي كه بر روي آن جوشكاري مي شود بايد صاف و نرم باشد. بنابر دلايل ذكر شده، سطح پاس ريشه مي بايستي كاملاً سنگ خورده و به حالت تخت در آيد.

پاس ريشه به وسيله عمليات سنگ زني جهت برطرف نمودن سوختگي كناره جوش واقع در خط ذوب بين فلز جوش و فلز پايه سنگ خورده و پهن مي گردد. از آنجايي كه الكترودهاي كم هيدروژن داراي پوشش ضخيم تري ميباشند، پهن كردن پاس ريشه محل مناسبي جهت حركت آزاد الكترود مهيا مي نمايد. به طور خلاصه، درجه و نوع حاضر سازي پاس ريشه براي جوشكاري، پاس رو در ارتباط مستقيم با نوع الكترود مورد استفاده مي باشد.

هنگام استفاده از الكترودهاي كم هيدروژن، سطحي كه جوشكاري بر روي آن انجام مي گيردمي بايستي صاف بوده و از هر گونه عيبي به دور باشد در حاليكه در صورت استفاده از الكترودهاي با قدرت نفوذي بالا، تنها عيوب مهم و اصلي بايد برطرف شود.