فناوری و فرآیند جوشکاری الکتروفیوژن
جوشکاری الکتروفیوژن، یک فناوری اتصال حیاتی در سیستم های لوله کشی پلی اتیلن، به طور گسترده در زمینه های مختلف استفاده می شود. اصل کار آن در درجه اول متکی به یک سیم گرمایشی است که از قبل در داخل اتصالات الکتروفیوژن قرار داده شده-. با اعمال برق، سطح داخلی اتصالات و سطح خارجی لوله ذوب می شود. پس از یک زمان خنک شدن معین، جوشکاری حاصل می شود.
در فرآیند جوشکاری الکتروفیوژن، اتصالات الکتروفیوژن خوب-طراحی شده بسیار مهم هستند. اصل کار اصلی آنها از اثر ژول استفاده می کند. از طریق حرارت دادن یک سیم پیچ مقاومتی، مواد روی سطح داخلی اتصالات ذوب می شوند و در نتیجه به همجوشی لوله و اتصالات می رسند.
اتصالات الکتروفیوژن، مانند آستین، سه راهی با قطر یکسان، سه راهی کاهش دهنده و زانویی، اجزای ضروری در سیستم های لوله کشی پلی اتیلن هستند. آنها می توانند لوله های اصلی و شاخه یا اتصالات اسپیگوت ساخته شده از انواع مختلف مواد و مواد پلی اتیلن با سرعت جریان مذاب متفاوت را به هم وصل کنند. در حال حاضر، اکثر اتصالات الکتروفیوژن مجهز به سیستمهای شناسایی دیجیتالی هستند، جایی که پارامترهای جوشکاری و سایر اطلاعات مهم به شکل کد روی حاملهای داده مانند بارکد یا کارتهای مغناطیسی ذخیره میشوند. کنترل کننده جوش می تواند به طور خودکار این پارامترها را بخواند و فرآیند جوشکاری را به طور دقیق کنترل کند.
در ادامه، ویژگی های منحصر به فرد جوشکاری الکتروفیوژن را بررسی خواهیم کرد.
جوشکاری الکتروفیوژن نه تنها به یک دستگاه جوش الکتروفیوژن تخصصی نیاز دارد، بلکه کاربرد وسیعی دارد، قابلیت اتصال لولهها با اندازهها و مشخصات مختلف و مناسب برای لولهها و اتصالات با گریدها و مواد مختلف را دارد. فرآیند جوشکاری آن کمتر تحت تأثیر عوامل محیطی و انسانی قرار می گیرد، سرعت ساخت بالایی دارد و هزینه های سرمایه گذاری و نگهداری تجهیزات پایینی دارد. علاوه بر این، جوشکاری الکتروفیوژن ساده و آسان برای کار است، کیفیت جوش قابل اعتمادی را تولید می کند، دارای دیواره داخلی صاف است و بر سرعت جریان تأثیر نمی گذارد.
پس از درک ویژگی های جوشکاری الکتروفیوژن، در ادامه به روند عملیات آن خواهیم پرداخت.
ابتدا، قبل از جوشکاری، لازم است اطمینان حاصل شود که ولتاژ منبع تغذیه پایدار است و الزامات را برآورده می کند، و کانکتور خروجی برق را برای اطمینان از هدایت خوب تمیز کنید. در مرحله بعد ابزار و مواد لازم شامل دستگاه جوش الکتروفیوژن تمام اتوماتیک، اتصالات الکتروفیوژن، کاتر، پیچ گوشتی، نشانگر و نوار اندازه گیری را آماده کنید. لوله را به طول مورد نیاز برش دهید، اطمینان حاصل کنید که سطح انتهایی بر محور عمود است و خطای برش انتهایی را در عرض 5 میلی متر کنترل کنید. در مرحله بعد، طول اتصالات الکتروفیوژن را اندازه بگیرید و موقعیت مربوطه را روی انتهای لوله علامت بزنید. سپس، سطح جوش را خراش دهید تا لایه های اکسید، روغن، کثیفی و سایر ناخالصی ها از بین برود. در نهایت سطح لوله را با الکل بی آب یا متیل اتیل کتون (MEK) تمیز کرده و علامت گذاری نهایی را انجام دهید. پس از تکمیل این آماده سازی، جوشکاری الکتروفیوژن می تواند آغاز شود.
درج لوله و اتصالات خطوط روی لوله را دوباره ترسیم کنید، موقعیت را به اندازه نصف طول اتصالات الکتروفیوژن از قسمت انتهایی تعیین کنید. سپس، اتصالات الکتروفیوژن تمیز شده را در لوله ای که قرار است جوش داده شود، وارد کنید، اطمینان حاصل کنید که لبه بیرونی اتصالات با خط مشخص شده قبلی همسطح است. در مرحله بعد، پیچهای قفل اتصالات را با استفاده از پیچ گوشتی ببندید تا از بیرون کشیدن تصادفی لوله در حین جوشکاری جلوگیری کنید. در نهایت، گیره الکتروفیوژن را برای محکم کردن مجموعه ای که قرار است جوش داده شود، نصب کنید (شکل 5-6 را برای روش صحیح نصب گیره جوش الکتروفیوژن ببینید)، مطمئن شوید که اتصالات و لوله کاملاً هم محور هستند و عدم تراز آن تا 2٪ کنترل می شود، در حالی که از اعمال نیروی خارجی به اتصالات الکتروفیوژن اجتناب کنید.
توجه: قبل از شروع جوشکاری، اطمینان حاصل کنید که اتصالات از بسته بندی خود خارج شده اند و تمیز و خشک هستند.
اتصال اتصال خروجی: خروجی دستگاه جوش را ایمن به پایانه های اتصال وصل کنید و از اتصال صاف اطمینان حاصل کنید. اگر منبع تغذیه از دستگاه جوش دور باشد، ممکن است زنگ هشدار ولتاژ پایین- رخ دهد. در این مورد، کابل را با کابل ضخیم تر جایگزین کنید یا از ژنراتور استفاده کنید.
عملیات جوشکاری: روش های عملیاتی دستگاه جوش را به شدت دنبال کنید و از تداخل میدان های مغناطیسی اطراف خودداری کنید. در حین جوشکاری، دستگاه جوش باید روی حالت "Automatic" تنظیم شود و داده های جوشکاری باید با استفاده از اسکنر (قلم) وارد شود یا پارامترها را می توان به صورت دستی در حالت "Manual" وارد کرد. پس از وارد کردن پارامتر، کلید جوش را روشن کنید تا تایمر راه اندازی شود. در صورت انتخاب حالت دستی، پارامترهای جوشکاری باید مطابق دفترچه راهنمای محصول اتصالات تعیین شوند.
توصیه می شود از حالت خودکار برای اسکن پارامتر استفاده کنید، زیرا دستگاه جوش به طور خودکار جبران تصحیح زمان را انجام می دهد. در صورت استفاده از حالت دستی، تنظیمات دستی و جبران را می توان با توجه به کارت اطلاعات اتصالات انجام داد.
خنک کننده طبیعی: پس از پایان تایمر جوشکاری، دستگاه جوش الکتروفیوژن وارد حالت خنک کننده می شود. در طول فرآیند خنک سازی، از خنک شدن طبیعی اطمینان حاصل کنید و هیچ نیروی خارجی به قطعات جوش داده شده وارد نکنید. پس از خنک شدن، فیکسچر را جدا کنید.
ارسال{0}}بازرسی جوش
پس از جوشکاری، بررسی کنید که آیا مواد داخل سوراخ به سمت بالا رانده شده و آیا موادی در محل جوش فشرده شده است یا خیر. یک جوش واجد شرایط نباید در طول فرآیند الکتروفیوژن دود، آتش یا خاموشی زودرس ایجاد کند و مواد باید از سوراخ بازرسی قطعه الکتروفیوژن خارج شود.
در ادامه به معرفی فرآیند عملیات جوشکاری زینی الکتروفیوژن می پردازیم.
دستورالعمل های محصول را برای سوراخ کاری دقیق دنبال کنید.
پارامترهای کلیدی جوشکاری الکتروفیوژن
پارامترهای اصلی جوشکاری سوکت الکتروفیوژن و جوشکاری زینی الکتروفیوژن شامل ولتاژ، زمان گرمایش، زمان سرد شدن و مقدار مقاومت است. این پارامترهای کلیدی معمولاً توسط سازنده قطعات لوله ارائه می شود.
نکات و اقدامات احتیاطی در ساخت جوش الکتروفیوژن
الزامات اساسی
قبل از جوشکاری، اطمینان حاصل کنید که سطح جوش داده شده عاری از آلودگی یا اکسیداسیون باشد. در صورت وجود چنین شرایطی، عملیات سطحی مناسب مورد نیاز است. محل جوش نیز باید خشک نگه داشته شود. علاوه بر این، برای اطمینان از اینکه مجموعه بدون فشار محوری جوش داده می شود، باید به فاصله مناسب، خارج از-گردی، عمق درج، و تراز محوری و موقعیت بین لوله و اتصالات توجه شود.
استفاده از فیکسچرهای تراز حرفه ای می تواند به طور موثری خطاهای تراز و حرکت نسبی را در طول فرآیند جوش کاهش دهد. هنگامی که لوله وارد اتصالات می شود و کواکسیال نگه داشته می شود، تماس خوب و یکنواختی بین سطح بیرونی لوله و سطح داخلی اتصالات ایجاد می شود. اگر در حین جاگذاری زاویه ای بین محور لوله و محور اتصال پیدا شود، این امر باعث افزایش اصطکاک می شود که بر کیفیت تماس بین سطح خارجی لوله و سطح داخلی اتصالات تأثیر می گذارد و در نهایت به طور بالقوه بر کیفیت جوش تأثیر منفی می گذارد. علاوه بر این، این زاویه ممکن است پس از جوشکاری باعث ایجاد تنش قابل توجهی در محل جوش شود.
تجهیزات جوشکاری و برق مورد نیاز:
تجهیزات جوشکاری الکتروفیوژن باید با مشخصات و استانداردهای ملی مربوطه مطابقت داشته باشد و نیاز به تعمیر و نگهداری معمول داشته باشد. طبق CJJ63-2018 "استاندارد فنی مهندسی خط لوله گاز پلی اتیلن"، تجهیزات اتصال لب به لب الکتروفیوژن باید به طور منظم، با چرخه ای که بیش از یک سال نباشد، کالیبره و تأیید شود. اگر از یک ژنراتور به عنوان منبع تغذیه استفاده شود، توان خروجی و ویژگی های عملکرد آن باید در نظر گرفته شود تا اطمینان حاصل شود که می تواند یک بار القایی را تغذیه کند.
انتخاب روش ورودی انرژی:
روش های ورودی انرژی برای دستگاه های جوشکاری را می توان به سه دسته تقسیم کرد: کنترل جریان، کنترل ولتاژ و کنترل انرژی. از آنجایی که اکثر عناصر گرمایشی ضریب مقاومت دمایی مثبتی از خود نشان می دهند، انرژی ورودی به تدریج با افزایش دما در هنگام استفاده از جوشکاری با ولتاژ ثابت کاهش می یابد. این به جلوگیری از کربن شدن و گرم شدن بیش از حد کمک می کند و ثبات فرآیند کنترل را تضمین می کند. بنابراین، این روش ورودی به طور گسترده مورد استفاده قرار می گیرد.
کنترل ولتاژ جوشکاری
در جوشکاری الکتروفیوژن، کنترل ولتاژ جوشکاری بسیار مهم است. ولتاژهای بیش از حد بالا و پایین می توانند بر کیفیت جوش تأثیر منفی بگذارند. بنابراین، تنظیم ولتاژ باید قبل از جوشکاری به دقت بررسی و تایید شود که در محدوده مناسب قرار دارد. به طور همزمان، تغییرات ولتاژ باید در حین جوشکاری به دقت کنترل شود تا از جوشکاری صاف و تکمیل با کیفیت- اطمینان حاصل شود.
زمان جوشکاری
با ثابت نگه داشتن مقاومت سیم گرمایش و ولتاژ دستگاه جوش، زمان جوشکاری به یک عامل کلیدی بر قدرت گرمایش تبدیل می شود. زمان جوش بیش از حد می تواند منجر به گرم شدن بیش از حد و کربنی شدن شود، در حالی که دیواره داخلی لوله را نیز نرم و تغییر شکل می دهد، به ویژه در اتصالات لوله{1} شکل زین. زمان جوش ناکافی ممکن است منجر به نفوذ ناکافی یا گرم شدن بیش از حد لوازم جانبی سیم گرمایش به دلیل نیازهای بیش از حد توان جوشکاری شود.
زمان خنک شدن
هدف فرآیند خنک سازی اطمینان از رسیدن اتصال به استحکام کافی است. اگر زمان خنک شدن خیلی کوتاه باشد، اتصال جوش ممکن است به دلیل خنک نشدن کامل در معرض اختلال خارجی قرار گیرد، در نتیجه استحکام جوش کاهش می یابد. در طول فرآیند خنک سازی، اجزای جوش داده شده باید به صورت گیره نگه داشته شوند تا از تداخل خارجی بر استحکام جوش جلوگیری شود. علاوه بر این، اقدامات خنک کننده اجباری نباید در مرحله خنک سازی انجام شود.
جوشکاری الکتروفیوژن سختی لوله و اتصالات استفاده از لوله پلی اتیلن SDR11 یا ضخیم تر را توصیه می کند. اگرچه برخی از سازندگان اتصالات الکتروفیوژن مناسب برای SDR33 ارائه میکنند، اما برای جوشکاری زین{3}شکل، معمولاً به SDR11 یا لوله پلیاتیلن ضخیمتر محدود میشود. این محدودیت ها باید به وضوح بر روی بسته بندی مناسب نشان داده شود. سفتی بیشتر لوله و اتصالات به افزایش سریع فشار مذاب کمک می کند و در نتیجه زمان جوش را کوتاه می کند یا استحکام جوش را افزایش می دهد.
جوش پذیری مواد جوشکاری الکتروفیوژن سازگاری وسیعی دارد و می تواند لوله های SDR و درجه های مختلف را به هم متصل کند. با این حال، برای اطمینان از کیفیت جوش، دو ماده در رابط جوش باید قابلیت جوشکاری مشابهی داشته باشند.
دمای محیط دمای محیط نیز تأثیر خاصی بر جوشکاری الکتروفیوژن دارد. هنگام جوشکاری در محیطهای{1}در دمای پایین، ممکن است برای بهبود کیفیت جوش، پیش گرمایش لازم باشد. برعکس، محیطهای با دمای{3}بالا نیز میتوانند بر فرآیند و نتایج جوش تأثیر منفی بگذارند، بنابراین به اقدامات احتیاطی دقیق نیاز دارند.
تاثیر دمای محیط:
جوشکاری الکتروفیوژن معمولاً زمانی که تغییرات دمای محیط در محدوده معینی باشد، نیازی به اقدامات احتیاطی خاصی ندارد. با این حال، در محیطهای شدید، تنظیم انرژی خروجی به اتصالات لوله ممکن است ضروری باشد، مانند تغییر ولتاژ ورودی یا تنظیم زمان جوش برای اطمینان از کیفیت جوش. به طور همزمان از تابش مستقیم نور خورشید برای جلوگیری از توزیع ناهموار دما در لوله ها (اتصالات) خودداری شود. برای جلوگیری از آلودگی باید اقدامات حفاظتی مناسب در شرایط آب و هوایی باد، گرد و غبار، باران یا برف انجام شود. مخصوصاً هنگام جوشکاری لولههای-قطر بزرگ، انتهای دیستال لوله باید درپوش باشد تا از پیشکشی جلوگیری شود.
ایمنی و استانداردها:
اپراتورهای جوشکاری باید صلاحیت های مناسب را داشته باشند و برای اطمینان از ایمنی از دستکش، عینک و سایر تجهیزات حفاظتی در حین کار استفاده کنند. علاوه بر این، تجهیزات جوش برای لوله های پلی اتیلن (PE) باید با استاندارد GB/T2062-2020 مطابقت داشته باشد، در حالی که تولید، طراحی، پذیرش ساخت و بهره برداری باید از استاندارد صنعت CJJ63-2018 و قوانین فنی TSGD2002-2006 پیروی کند.
