الکترود جوشکاری زیر آب

در این مقاله، به معرفی و تفاوت الکترود جوشکاری زیر آب با سایر الکترودها می‌پردازیم؛ جوشکاری زیر آب  برای اتصال یا تعمیر قطعات سازه هایی مانند، اسکله ها، کشتی ها، خطوط انتقال نفت و گاز که درون دریا قرار داشته و امکان انتقال آن ها به خشکی و انجام عملیات معمول جوشکاری وجود ندارد، از جوشکاری زیر آب استفاده می شود. از جوشکاری زیر آب، ابتدا در جنگ جهانی دوم استفاده شد. در آن زمان برای تعمیر کشتی های آسیب دیده جنگی در کمترین زمان ممکن، نیاز بود تا عملیات جوشکاری درون آب انجام شود. پس از آن در اوایل دهه هفتاد میلادی بود که به علت استخراج نفت و گاز در دریا، بار دیگر استفاده از این جوشکاری مرسوم شد. جوشکاری زیر آب، در حالت کلی تفاوت چندانی با جوشکاری های معمول ندارد. الکترود جوشکاری زیر آب نیز نوع جدیدی از الکترود ها نیستند و تنها گونه اصلاح یا تغییر یافته الکترودهای معمولی می باشند. برای نام گذاری الکترود های جوشکاری زیر آب از استاندارد مشخصی استفاده نمی شود و معمولا این الکترود ها را بر اساس برند تجاری آن ها می شناسند. یک روش دیگر دسته بندی الکترود جوشکاری زیر آب، ویژگی و نوع مصرف آن ها می باشد.

مهم ترین تفاوتی که الکترود جوشکاری زیر آب با سایر الکترود های معمول دارند، پوشش ضد آب آن ها است. الکترود جوشکاری زیر آب با استفاده از موم و یا پلاستیک ضد آب می شوند تا الکترود و پوشش آن قبل از زمان مصرف، در برابر آب و رطوبت محافظت شوند. الکترود جوشکاری زیر آب را با در نظر گرفتن معایب جوشکاری زیر آب، تغییر داده و اصلاح می کنند. پرکاربرد ترین الکترود جوشکاری در زیر آب، الکترود های مورد استفاده در جوشکاری فولاد های کربنی یا منگنزی می باشد.

فرآیند جوشکاری زیر آب و کیفیت جوش ایجاد شده در این روش، رابطه مستقیمی با عمق جوشکاری دارد. هرچه عمق محل جوشکاری بیشتر باشد، هیدروژن و اکسیژنی که در اثر تجزیه تجزیه آب به وجود می آیند نیز بیشتر خواهد شد که منجر به زیاد شدن تخلخل و کم شدن پایداری جوش می شود. یکی دیگر از مشکلاتی که احتمال رخ دادن آن با زیاد شدن عمق محل جوشکاری افزایش می باید، ترک های هیدروژنی است.

انواع الکترود جوشکاری زیر آب 

از آنجایی که الکترود های دارای پوشش اسیدی توانایی جذب رطوبت بالایی داشته و در واقع حساس تر می باشند، هیدروژن تجزیه شده را راحت تر جذب کرده و باعث بروز عیوب جوشی می شوند. در نتیجه استفاده از الکترود های روتیلی در جوشکاری زیر آب اولویت دارد. روکش این نوع الکترود به گونه ای ساخته شده است که شرایط جوشکاری و خواص جوش را بهبود بخشد. مثلا برای جذب اکسیژن موجود و کاهش تخلخل، فرومنگنز به پوشش این نوع الکترودها اضافه می شود. در برخی از مواقع نیز برای بهبود چقرمگی مقداری نیکل به مواد تشکیل دهنده پوشش الکترود روتیلی اضافه می شود.

برای انجام جوشکاری بر روی فولاد های با استحکام بالا در زیر آب، به طور معمول از الکترودهای زنگ نزن آستنیتی استفاده می شود. این نوع الکترود می تواند احتمال بروز ترک های ناشی از هیدروژن را کاهش دهد.

یکی از مسائلی که هنگام جوشکاری زیر آب بسیار اهمیت پیدا می کند، چاله سر الکترود می باشد. در الکترود های جوشکاری دستی، سرعت سوختن پوشش الکترود در مقایسه با ذوب شدن فلز مغزی آن کمتر می باشد. این مسئله باعث می شود تا اصطلاحا چاله ای توسط پوشش فلاکس، در سر الکترود تشکیل شود که قوس درون آن ایجاد می شود. چاله سر الکترود از مواد مغزی مذاب شده الکترود حفاظت کرده و آن را کنترل شده به درون حوضچه انتقال می دهد.

این مسئله، یکی از مهم ترین شیوه و تکنیک های جوشکاران زیر آب می باشد که به آن ها کمک می کند حتی در شرایطی که دید مناسبی برای انجام جوشکاری ندارند، با وارد کردن فشار کمی بر روی الکترود فرایند جوشکاری را انجام دهند. همانطور که می دانید در برخی از الکترودها، پوشش در اثر سوختن، گاز محافظی در اطراف حوضچه مذاب ایجاد می کند. این مسئله هنگام جوشکاری در زیر آب اهمیت بیشتری پیدا می کند، زیرا حباب های گازی ایجاد شده در زیر آب می توانند منجر به ناپایدار شدن قوس الکتریکی و همچنین تلاطم حوضچه مذاب شوند.

با توجه به آزاد شدن گاز هیدروژن در زمان جوشکاری و خطر انفجار، می بایستی از تجمع این گاز هیدروژن جلوگیری بعمل آید. انفجار ناشی از گاز هیدروژن از پارگی پرده گوش تا خطر مرگ را برای غواصان بهمراه خواهد داشت. 

اگرچه الکترودهای زیر آب موجود اصلاح شده یا الکترودهای جوشکاری خشک استاندارد اصلاح شده اند، اما اکنون الکترود وجود دارد که براساس یک ترکیب (خشک) استاندارد نیست. الکترودهای مخصوص جوشکاری زیر آب معمولاً معروف به Hydroweld، Nautica، Broco، Barracuda و غیره هستند و دارای ترکیباتی نظیر SiO2، TiO2، MnO، CaO، Al2O3، FeO می باشند.

ملاحظات ایمنی برای کار با الکترود جوشکاری زیر آب

در این روش ممکن است جوشکار در معرض شوک های الکتریکی مختلفی قرار گیرد. به همین دلیل تجهیزات جوشکاری باید ضدآب و عایق بندی شده باشند. همچنین ارتباط مناسبی می بایست میان جوشکار و همیار خارج از آب او، به منظور پایش جریان جوشکاری برقرار باشد. یک جوشکار زیر آب باید مهارت های غواصی را به طور کامل آموزش دیده و آگاهی کافی از مشکلاتی که می تواند در ارتباط با تنفس گازهای سمی برای جوشکار به وجود آید را داشته باشد. این مشکل زمانی ایجاد می شود که غلظت گازهای محلول در بدن، از شرایط عادی بیشتر شده و تمایل به خروج از بدن به شکل حباب داشته باشند. یکی از مشکلاتی که جوشکاران در آب های عمیق با آن مواجه هستند، فرآیند فشارزدایی می باشد. عدم اجرای صحیح این فرایند می تواند منجر به مرگ غواص شود. از این رو مراحل فشار زدایی می بایست با استفاده از عمق سنج و یا رایانه به دقت پایش شود.