جوشکاری زیر آب

برای بسیاری از مردم شاید اجرای جوشکاری زیر آب ، کمتر قابل تصور باشد و آن را مشکل و حتی غیرممکن بدانند، ولی واقعیت این است که جوشکاری در زیر آب اجرا می شود، البته به شرط فراهم کردن شرایط لازم.

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 می توان در دو دسته طبقه بندی کرد:

1. جوشکاری مرطوب
2. جوشکاری خشک

جوشکاری زیر آب خشک در یک اتاقک در داخل آب انجام می گیرد و داخل اتاقک، هوای فشرده وجود دارد که فشار داخل و خارج اتاقک را بالانس می کند. اتاقک ها را دو تکه می سازند و داخل آب و روی قطعه مورد نظر دو تکه را به هم وصل می کنند. یک لوله رابط بین کشتی و اتاقک است و وسایل مورد نیاز را به وسیله این لوله به اتاقک می فرستند. این روش برای اولین بار در آمریکا انجام گرفت، اما چون بسیار پرهزینه و وقت گیر است، دانشمندان سعی می کنند مشکلات جوشکاری مرطوب را حل کنند، زیرا سریعتر و ارزانتر است. در واقع، در این روش، آب، کنار زده شده و اجرای جوشکاری انجام می گردد .

جوشکاری مرطوب
در روش جوشکاری زیر آب مرطوب، عملیات جوشکاری در زیر آب اجرا شده و مستقیماً با محیط مرطوب سرو کار دارد. اثرات منفی جوشکاری مرطوب عبارتنداز: ترک خوردگی هیدروژن و افت شدید دما (بر اثر تماس با آب )که باعث تغییرات ساختاری و متالورژیکی می شود. از طرف دیگر اکسیژن با عناصر آلیاژی ترکیب می شود و اکسید این آلیاژها در آب حل می شوند.
از آنجا که جوشکاری در زیر آب، مستقیماً در معرض محیط مرطوب قرار دارد، در این روش از نوعی الکترود ویژه استفاده می شود و جوشکاری به صورت دستی، درست مانند جوشکاری در فضای بیرون آب، صورت می گیرد. آزادی عملی که جوشکار در حین جوشکاری از این روش دارد، جوشکاری مرطوب را موثرتر و به روشی کارا و از نقطه نظر اقتصادی مقرون به صرفه کرده است. تامین کننده نیروی جوشکاری روی سطح مستقر شده است و توسط کابل ها و شیلنگ ها به غواص یا جوشکار متصل می 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 جوشکاری مرطوب MMA جوشکاری قوس فلزی دستی2 دو مشخصه زیر بکار گرفته می شود:

1-     تامین کننده نیرو: dc

2-     قطبیت: قطبیت منفی

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

مزایای جوشکاری خشک

1. ایمنی غواص – جوشکاری در یک اتاقک صورت گرفته که موجب مصون ماندن جوشکار از جریانات اقیانوسی و یا احتمالاً موجودات دریایی می شود. این جایگاه خشک و گرم از روشنایی مطلوبی برخوردار بوده و از سیستم کنترل محیط خاصی نیز بهره می برد.
2. کیفیت خوب جوش – این روش توانایی ایجاد جوش هایی را دارد که حتی می توان آن را با جوش های موجود در فضای باز و در مجاورت هوا مقایسه کرد. دلیل این امر این است که دیگر آبی وجود ندارد که بخواهد جوش را خاموش و یا قطع کند. و نیز اینکه میزان هیدروژن (H2) تولیدی آن خیلی کمتر از جوشکاری های مرطوب است.
3. کنترل سطح­ – آماده سازی اتصال، همترازی لوله، بررسی آزمایش غیرمخرب NDT)) و غیره به صورت عینی کنترل و تنظیم می شوند.
4. آزمون غیرمخرب (‌ NDT) – آزمون غیرمخرب برای محیط خشک جایگاه تسهیل شده است.

معایب جوشکاری خشک

1. اتاقک یا جایگاه جوشکاری تجهیزات پیچیده و خدمات پشتیبانی زیادی را مستلزم می داند و خود اتاقک به طرز غیرمتعارفی پیچیده است.
2. هزینه و ارزش مالی این اتاقک به صورت قابل ملاحظه ای بالا بوده و بسته به عمق محل کار، هزینه آن افزایش می یابد. عمق محل جوشکاری در کار تاثیر می گذارد، طوری که در اعماق بیشتر، جمع کردن قوس و استفاده از ولتاژهای بالتر و متناسب با آن لازم و ضروری می باشد. انجام یک کار جوشکاری بدین شکل، هزینه ای بالغ بر 80000 دلار دارد. و نیز گاهی اوقات نمی توان از یک اتاقک برای چند کار مختلف استفاده کرد، که البته این مشکل، بستگی به نوع کارها و میزان تفاوت آنها دارد.

مزایای جوشکاری مرطوب

جوشکاری زیر آب مرطوب که در زیر آب به صورت دستی صورت می گیرد، در مرمت و بازسازی سازه های فراساحلی در سال های اخیر به سرعت در حال رشد و گسترش است.
از جمله فواید جوشکاری مرطوب می توان به موارد زیر اشاره کرد:
1. چند کاره بودن و داشتن هزینه کمتر در جوشکاری مرطوب، باعث شده که میل و اشتیاق بیشتری به این روش وجود داشته باشد.
2. برخورداری از سرعت مناسب در هنگام اجرای طرح از دیگر مزایای این روش است.
3. در مقایسه با جوشکاری خشک، هزینه کمتری دارد.
4. در این روش، جوشکار می تواند به قسمت هایی از سازه های فراساحلی دسترسی داشته باشد که با استفاده از روش های دیگر قابل جوشکاری نیست.
5. احتیاج به هیچ نوع محصور سازی نبوده، بنابراین، زمانی نیز برای آن تلف نخواهد شد. تجهیزات و دستگاه های استاندارد مرسوم به آسانی قابل استفاده است و وسایل زیادی هم برای انجام یک کار جوشکاری مورد نیاز نیست.

معایب جوشکاری مرطوب

اگر چه جوشکاری زیر آب مرطوب، کاربرد گسترده ای پیدا کرده است، ولی همچنان از وجود نواقصی رنج می برد؛ از آن جمله می توان به موارد زیر اشاره کرد:

1. آبدیدگی سریع فلز جوشکاری- دلیل این آبدیدگی، آبی است که در اطراف آن وجود دارد. اگرچه آبدیدگی، نیروی تنش پذیری را در جوشکاری افزایش می دهد، ولی میزان کش پذیری و موثر بودن جوش را کاهش داده، سختی آن را بالا می برد.
2. تولید زیاد هیدروژن- حجم بسیار زیادی از هیدروژن در منطقه جوشکاری ایجاد می شود که بر اثر تفکیک بخار آب در منطقه قوس به وجود آمده است. h2 موجود در محیط، تحت تاثیر گرماhaz)) در فلز جوشکاری حل می شود که باعث ایجاد ترک خوردگی و شکاف های میکروسکوپیک می شود.
3. از دیگر معایب آن، دید پذیری کم است. گاهی اوقات، جوشکار نمی تواند به درستی 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