مشخصات روش جوشکاری (WPS)

WPS اصطلاح Welding Procedure Specification می باشد و هدف از نوشتن آن تعریف و مشخص نمودن متغیر های جوشکاری، برای انجام صحیح و رعایت اصول استاندارد می باشد. برای نوشتن مشخصات روش جوشکاری (WPS) از استاندارد های مختلفی جهت تهیه WPS استفاده می شود از جمله: AWS D ،ASME IX، ASME II و API 1104. ضمنا یاداور می شوم که در صنعت گاز و خط لوله از استاندارد API 1104 استفاده می کنیم.

قبل از نوشتن WPS باید متغیر های جوشکاری را بشناسیم. در API 1104 فرمتی ارائه داده است که شامل همه متغیر های جوشکاری مورد نیاز برای خط لوله می باشد. البته شما مجبور نیستید که حتما” از فرمت پیشنهادی API 1104 استفاده کنید ولی از هر فرمتی که استفاده می شود بایستی اطلاعات فرمت پیشنهادی API 1104 را در بر داشته باشد. یکی از فرمت های موجود جهت نوشتن WPS به صورت زیر است.

**فرم مشخصات روش جوشکاری مطابق استاندارد API 1104**

مشخصات سر برگ فرم مشخصات روش جوشکاری WPS

مشخصاتی که بایستی در سر برگ فرم مشخصات روش جوشکاری WPS نوشته شود شامل موارد زیر می باشد:

شماره سری مشخصات روش جوشکاری ( WPS No )
تاریخ تنظیم ( WPS Date )
تاریخ بازبینی ( Revision Date )
شماره سری گزارش کیفیت جوشکاری ( Suporting PQR No )
روش یا روش های مورد استفاده جهت جوشکاری ( Welding Process )
۶٫ نحوه انجام فرآیند جوشکاری(Type): بعنوان مثال دستی(Manual) یا اتوماتیک یا نیمه اتوماتیک

لازم به ذکر است ذکر مطالبی چون: نام شرکت ، نام مشاور یا ناظر جوش ، نام قطعه و کد پروژه و نظایر اینها در این قسمت WPS ذکر می شود.

بخش های مختلف مشخصات روش جوشکاری

در زیر بعضی از موارد مشخصات روش جوشکاری را توضیح می دهیم:

۱-طرح اتصال ( joint )

مشخصات طرح اتصالی که روش جوشکاری برای آن نوشته می شود. نوع اتصال ، نوع پخ ، اندازه پخ و زاویه آن، نوع فرآیندی که بوسیله آن عمل پخ زنی صورت می گیرد.

طرح شیار یا پخ جوشکاری ( Groove Design )

از سمبل های گوناگونی که طبق استاندارد مشخص شده است، به عنوان طرح اتصال استفاده می شود. شکل اتصال نیز در اکثر موارد در این قسمت کشیده می شود تا نوع اتصال با شکل راحت تر شناخته شود.

پشت بند ( Backing )

معمولاً بنا به صلاح دید طراح گاهی از پشت بند در جوشکاری استفاده می شود که ممکن است به دلایلی مثل جلوگیری از اکسید شدن پشت ریشه جوش، عدم ریزش مذاب از ریشه جوش، افزایش یا کاهش سرعت انجماد جوش، اطمینان از خالی نبودن یا ایجاد زبر شدن در قسمت پشتی جوش و… که این موضوع معمولا از تسمه هایی که ممکن است از جنس قطعه کار یا فلزات و غیر فلزات دیگر می باشند استفاده می شود.

نوع و جنس مواد پشت بند ( Backing Material Type )

در صورتیکه قطعه به پشت بند نیاز داشته باشد، نوع آن مشخص می گردد و اگر گاز یا پودر نیز به عنوان پشتی استفاده می گردد نوع آن باید مشخص گردد.

مطالب اضافی ( Other )

می توان قسمتی به این نام داشته باشیم که در این قسمت هرگونه مطلب اضافی دیگر از قبیل نحوه آماده سازی، تمیز کاری و… قابل ذکر است. تعداد و ترتیب پاس ها نیز می تواند مشخص گردد که معمولاً بر روی پروفیل جوش تعیین می شود.

۲-فلزات پایه ( Base Metal )

ذکر نوع و ترکیب و جنس فلزات مورد اتصال که خیلی مهم است، در این قسمت تعیین می شود که این بخش بقیه قسمت ها و نوع فرآیند و الکترود و نحوه جوشکاری و… را تحت تأثیر قرار می دهد.

عدد مشخصه P ( P-No )

معمولاً فلزات پایه را تحت عددی بنام P تقسیم بندی می کنند. اساس تقسیم بندی P براساس ترکیب آلیاژ، جوش پذیری و خصوصیات مکانیکی می باشد. کدهای مربوط به آلیاژهای مختلف با مراجعه به استاندارد ASME مشخص می شود. حال در صورتیکه فلز مورد نظر در جداول استاندارد موجود نباشد می توان مشخصات دیگری مثل Specifications نوع و درجه(Type & Grade)، ترکیب شیمیایی(Chemical) و… آلیاژ مورد جوشکاری را در WPS ذکر کرد. تمامی موارد فوق در مورد قطعه دوم نیز اگر از جنس دیگری باشد، تکرار می شود.

۳-سیم جوش ها ( Filler Metals )

ترکیب شیمیایی فلز جوش و فلز پایه و خواص مکانیکی این دو بایستی با همدیگر سازگار باشند. برای این منظور از استانداردهایی که در کتاب ASTMIX و یا سازندگان الکترودها توصیه می کنند استفاده می کنیم. نوع پودر و فلاکس مصرفی سازگار با فلز پایه نیز در استاندارد مشخص شده است.

عدد F – NO

یک نوع تقسیم بندی برای الکترودها می باشد که طی جدولی در استاندارد بدان اشاره شده است و آلیاژهای مختلف سیم جوش را بیان کرده است. در صورتی که آلیاژ الکترود مورد نظر در هیچکدام از ترکیبات F-No نباشد از نام تجاری آن و کد سازنده استفاده می شود.

آنالیز فلز جوش یا عدد A ( A – No )

این عدد فقط در خصوص آلیاژهای آهنی تعریف شده و نسبت به درصد کربن و یا دیگر عناصر آلیاژی، تقسیم بندی شده است. در صورتی که آنالیز فلز جوش A – No جداول دراستاندارد نبود می توان آنالیز اسمی آن یا نام تجاری الکترود را در این قسمت نوشت.

شماره کلاس الکترود بر حسب AWS ( AWS No Class )

معمولاً با EXXXX نشان داده می شود که هر کدام کاربرد و خواص ویژه ای دارد و در استاندارد AWS مشخص شده است. برای کسب اطلاعات بیشتر می توانید نوشته تعیین کلاس استاندارد AWS را بخوانید.

سایز الکترود ( Size Of Electrode )

معمولاً نسبت به طرح و اندازه اتصال و حالت جوشکاری، اندازه مناسب الکترود توسط طراح و با توجه به ضخامت و روت گپ و… تعیین می شود. همچنین می توانید نوشته انتخاب الکترود نیز مطالعه کنید.

۴-وضعیت جوشکاری ( Position )

منظور حالتی است که جوشکاری در آن جوشکاری می کند و عبارت است از چهار وضعیت تخت ( Flat )، افقی ( Horizontal )، عمودی ( Vertical ) و بالای سر ( Over Head ) که در WPS این حالات با علائم اختصاری تعیین می شوند. شما می توانید توضیحات بیشتر را در این پست ببینید.

۵-پیش گرم (Preheat)

در جوشکاری معمولاً برای کاهش تنش ها، شیب حرارتی، پیچیدگی، جلوگیری از ترکیدگی، قبل از کار قطعه کار را مقداری گرم می کنند. مقدار پیش گرم نسبت به سایز و اندازه و طرح اتصال، جنس قطعه کار و نوع الکترود مصرفی متفاوت می باشد.

درجه حرارت پیش گرم (Pre Heat Temperature)

دمای پیش گرم نسبت به جنس و ضخامت قطعه از جداول استاندارد تعیین می گردد.

درجه حرارت بین پاسی (Inter Pass Tempreature)

که از جداول استاندارد نسبت به جنس سیم جوش و فلز پایه تعیین می گردد.

نگهداری پیش گرم (Pre Heat Maintenance)

حدود زمانی که قطعه باید در دمای پیش گرم باشد و گاهی محدوده دمایی باشد که برای قطعه مجاز است را بیان شود.

۶-عملیات حرارتی پس از جوشکاری (تنش زدایی)

این عملیات برای آلیاژهای آهنی و فولادها انجام که در صورت لزوم در این قسمت ذکر می شود. این عملیات ممکن است در زیر دمای بحرانی یا بالای دمای بحرانی یا تا دمای مشخص دیگری، انجام پذیرد.

۷-گاز محافظ (Gas)

مشخصات گاز محافظ، نوع و درصد خلوص یا درصد ترکیب گازهای محافظ پشت بند و همراه ذکر می شود. در صورتیکه جوشکاری گازی ( OFW ) انجام می گیرد نوع و مقدار و دبی خروجی را در این قسمت ذکر می کنیم.

درصد ترکیب مخلوط گاز (Presence Composition Mixture)

در این بخش در صورت وجود مخلوطی از گازها برای محافظت از حوضچه، درصد ترکیب یا خلوص گاز محافظ، گاز پشت بند و گاز همراه و نرخ گاز خروجی پس از قطع جریان یا نرخ جریان خروجی گاز ذکر می شود.

۸- مشخصات الکتریکی (Electrical Characteristic)

در اینجا نسبت به نوع الکترود جریان AC و DC با قطب مثبت یا منفی مشخص می گردد. این متغیر نسبت به نوع الکترود توسط سازندگان الکترود، مشخص می کنند.

قطبیت (Polarity)

در صورتی که جریان DC برای الکترود مناسب باشد، نوع قطبیت هم باید معین گردد. که نسبت به جنس فلز و نفوذ مورد نظر و ضخامت مشخص می گردد و با علائم اختصاری (DCED-DCEN) مشخص می گردد.

شدت جریان (Amperes Range)

این موضوع نسبت به ضخامت، قطر الکترود، نوع پروس جوشکاری، سرعت حرکت دست، میزان نفوذ مورد نیاز، تعیین می شود.

ولتاژ (Volts Range)

معمولاً ولتاژ مدار باز ذکر می گردد و اگر ولتاژ در حین جوشکاری مشخص باشد، ذکر می شود. البته در حین کار بسته به وضعیت جوشکاری معمولاً متغیر می باشد که دامنه تغییر آن ذکر می گردد.

۹-سرعت حرکت (Travel Speed)

این فاکتور بسیار اهمیت دارد، سرعت حرکت نسبت به نرخ رسوب، عمق ذوب، ضخامت و آمپر مورد نظر تعیین می گردد.

مسائل دیگر( Other )

در این بخش مسائل دیگری که نسبت به نوع فرآیند قابل ذکر است، آورده می شود. به عنوان مثال می توان به این موارد اشاره کرد: زاویه الکترود، تناوب جهت جوشکاری، لزوم استفاده از چکش کاری به منظور تنش زدایی، فاصله الکترودها در جوشکاری های اتوماتیک با چند الکترود، نوع شعله در هنگام کار با جوشکاری OFW و … مواردی می باشند که می توان در این قسمت ذکر کرد.