۲۹ مرداد ۱۳۹۹ ادمین ۰
به اشتراک‌ گذاری

آشنایی با روش های اتصال دهی لوله فولادی

اتصال دهی لوله برای ساخت مواد گوناگون از طریق متصل کردن آن ها با روش های مختلف به یکدیگر در دنیای امروزه کاربرد بسیار زیادی دارد. از روش های اتصال دهی متعددی برای اتصال انواع لوله درزدار و بدون درز استفاده می‌شود. اتصالات صنعتی عمدتا نیازمند دقت بالایی نیستند و لزومی به نظارت متخصص در اجرای این فرآیندها نیست. روش های اتصال دهی لوله های فولادی بسیار گسترده است که با توجه به کاربرد قطعه نهایی مشخص می‌شوند. در ادامه به توضیح روش های مختلف اتصال دهی لوله فولادی و مزایا و معایب هرکدام خواهیم پرداخت.

اهمیت اتصال دهی لوله ها

فولاد و مقاطع فولادی در صنایع مختلف به صورت گسترده کاربرد دارند. در سال ۲۰۱۹ میزان تولید فولاد در جهان حدود ۱۸۰۰ میلیون تن برآورد شده است که می‌توان گفت هر قطعه ای که از این فولاد تولید شده حداقل یک بار تحت فرآیند جوشکاری قرار گرفته است. علاوه بر فرآیند جوشکاری، نمی‌توان از اهمیت اتصال دهی لوله های فولادی با استفاده از قطعات مکانیکی مانند پیچ و مهره و فلنج در این صنعت غافل شد.

برای آشنایی با کاربرد انواع فلنج کلیک کنید.

در یک دسته بندی که برای اتصالات استفاده می‌شود، اتصالات به سه دسته زیر تقسیم می‌شوند:

  • اتصالات دائم
  • اتصالات نیمه موقت
  • اتصالات موقت

در اتصال دائم دو قطعه در یک نقطه به هم وصل شده و جدا کردن آن‌ها فقط از طریق تخریب ماده اولیه امکان‌پذیر است. اتصال نیمه موقت به راحتی جدا نمی‌شود اما با اعمال مقداری نیرو می‌توان آن ها را از هم جدا کرد مانند لحیم‌کاری، اما اتصال موقت حالتی است که مرز بین دو قطعه کاملا مشخص است مثل فلنج و پیچ و مهره. همچنین انجمن جوشکاری آمریکا روش های اتصال دهی را در سه گروه کلی اتصالات مکانیکی، جوشکاری و چسب دسته بندی می‌کند که در اتصال دهی لوله فولادی عمدتا از روش‌های جوشکاری و اتصال مکانیکی استفاده می‌شود.

اتصال دهی به روش جوشکاری

اتصال دهی به روش جوشکاری طبق استاندارد آمریکا AWS در سه گروه لحیم، جوشکاری ذوبی و جوشکاری حالت جامد تقسیم بندی می‌شود. در اتصال دهی لوله فولادی، لحیم کاری بسیار کارآمد نیست. به صورت کلی در فرآیند جوشکاری اتصال بین دو قطعه با ایجاد دمای بالا، ذوب ماده و سرد کردن، ایجاد می‌شود. اتصال جوشکاری از نوع دائم بوده و پس از اجرا قابل تفکیک نمی‌باشد، این نوع اتصالات باعث انعطاف پذیری در طراحی شده و با توجه به نوع الکترود مصرفی در جوشکاری، استحکام فلز جوش می تواند بیشتر از فلز پایه باشد.

به دلیل بالا رفتن دما در حوضچه جوش و سرد شدن دوباره، احتمال تغییر در ساختار و خواص متالورژیکی در محل جوش وجود دارد. همچنین اتصالات جوشی ممکن است دارای تنش های پسماند و اعوجاج باشند. به صورت کلی به علت تخصصی بودن این فرآیند، باید از نیروی کار متخصص در مراحل مختلف، از طراحی تا اجرا، کمک گرفته شود و همچنین پس از جوشکاری، جوش باید تحت بازرسی‌های دقیق قرار بگیرد. اطلاعات دقیق تر در مورد فرآیند جوشکاری را می توانید در مقاله صفر تا صد جوشکاری بخوانید.

به صورت کلی اتصالات جوشکاری به دو دسته ذوبی و غیرذوبی (حالت جامد) تقسیم می شوند.

اتصال لوله فولادی با جوشکاری ذوبی

جوشکاری ذوبی یا جوشکاری حالت مایع یکی از روش های اتصال دهی لوله ها و دیگر مقاطع فلزی است که طی آن فلز پایه به منظور ایجاد جوش، ذوب می‌شود و طی سرد شدن در اثر انجماد اتصال برقرار می‌گردد. همچنین با استفاده از الکترود با جنس متفاوت می‌توان ضخامت محل جوش را کنترل کرد. انرژی مورد نیاز برای جوشکاری ذوبی از منابع مختلفی قابل تامین است.

·         جوشکاری الکترونی Electron beam welding (EBW)

با استفاده از هدایت دسته های الکترون و برخورد آن ها به سطح قطعه و در نهایت تبدیل انرژی جنبشی به گرمایی، محل جوش گرم شده و اتصال انجام می‌شود. اگر این فرآیند در خلا انجام شود درز جوش در نهایت از کیفیت بالاتری برخوردار خواهد بود.

·         جوشکاری لیزری Laser beam welding (LBW)

حرارت مورد نظر برای ذوب کردن محل جوش از طریق متمرکز کردن پرتوها به صورت اشعه لیزر و تابش آن به سطح قطعه تامین می‌شود. این روش از سریع‌ترین و با کیفیت ترین روش ها بوده و کمترین میزان اتلاف انرژی را دارد.

·         جوشکاری اُکسی گاز Oxy-fuel welding (OFW)

یکی از روش های اتصال دائم بوده که در آن انرژی گرمایی لازم برای ایجاد حوضچه مذاب از طریق سوختن ماده سوختنی و گاز اکسیژن فراهم می‌شود. این روش برای جوشکاری فلزات نازک و تعمیر قطعات کاربرد دارد.

·         جوشکاری قوسی Arc welding

حرارت لازم برای جوشکاری از طریق ایجاد قوس الکتریکی بین الکترود و قطعه کار تامین می‌شود.

اتصال لوله با جوشکاری غیرذوبی (حالت جامد)

در این روش قطعات بدون ذوب شدن به کمک اعمال حرارت با فشار، خمیری شده و به هم متصل می‌شوند. در اتصال دهی لوله به روش غیرذوبی، ماده پر کننده نداریم و اتصال بدون ذوب فلز پایه انجام می‌گیرد. مزیت این روش نسبت به جوشکاری ذوبی، عدم ذوب قطعه و در نتیجه حفظ خواص اولیه فلز می‌باشد، همچنین احتمال ترک خوردن قطعه در این روش کمتر بوده و روش اتوماتیک است و نیازی به اعمال نیروی انسانی ندارد.

مشکل این روش گران بودن تجهیزات مورد استفاده در آن است. استفاده از این روش برای ماده‌ای مانند فولاد نیاز به پیش گرم کردن آن تا دمای ۴۰۰ الی ۵۰۰ درجه سانتیگراد به منظور سهولت عملیات دارد. منبع تامین انرژی گرمایی در این روش می‌تواند الکتریکی، شیمیایی و مکانیکی باشد.

جوشکاری اصطکاکی

با تبدیل انرژی مکانیکی به الکتریکی، سطح مورد نظر گرم و سپس اتصال انجام می شود. دو قطعه به هم نزدیک شده و سپس با حرکت دورانی گرمای زیادی ایجاد می‌شود.

جوشکاری با امواج فراصوت

منبع این روش هم مکانیکی بوده و با ارتعاش نوک الکترود جوشکاری، امواج صوتی روی سطح جوش ایجاد شده و باعث تشکیل حوضچه مذاب و در نهایت پیوند فلزی به وجود می‌آید.

جوشکاری انفجاری

این روش بهترین روش برای اتصال مواد غیر هم جنس بوده و به صورت عمده از آن در اتصال دهی تیتانیوم با مواد دیگر استفاده می‌شود.

جوشکاری آهنگری

در این روش قطعات را گرم کرده، روی هم قرار داده و می‌کوبند تا دو قطعه در هم فرو روند. این روش از قدیمی ترین روش های اتصال دهی مواد است.

جوشکاری مقاومت

گرمای لازم برای اتصال دهی لوله یا مقاطع دیگر از طریق عبور جریان از قطعه و مقاومت قطعه در برابر جریان عبوری به دست می آید.

اتصالات مکانیکی لوله

فلنج

فلنج یک قطعه است که به لوله وصل شده و به کمک پیچ و مهره محکم می‌شود و از این طریق لوله ها را به هم متصل می کند. فلنج روش اتصال دهی موقت است. در مورد مهمترین انواع فلنج میتوانید با کلیک روی لینک زیر اطلاعات کامل تری کسب کنید:

فلنج چیست

اتصال شیاردار

در اتصالات شیاردار یک شیار در انتهای لوله ها به وجود آمده و سپس در انتهای لوله با استفاده از کوپلینگ خاردار به هم متصل می شوند. کوپلینگ ها به صورت انعطاف پذیر و انعطاف ناپذیر در ابعاد و با مواد مختلف ساخته می‌شوند. در اتصال لوله های فولادی، گالوانیزه، فولاد ضدزنگ، پلاستیکی و مسی از اتصالات شیاردار استفاده می‌شود.

مقایسه جوشکاری و پیچ و پرچ

به صورت کلی استفاده از قطعات مکانیکی در اتصال دهی لوله فولادی باعث افزایش وزن سازه می‌شود. سرعت اتصال قطعات در جوشکاری بیشتر از سایر اتصالات است که در نهایت باعث صرفه اقتصادی می‌گردد. از طرفی جوشکاری باعث تغییر ساختار و خواص قطعه می‌شود و همچنین می‌تواند به عنوان یک عیب در قطعه به شمار بیاید و در اجرای آن باید از نیروی متخصص استفاده شود.

از جوشکاری در صورت وجود ترک در قطعه، می تواند به راحتی از جوش عبور کرده و به سایر قسمت های قطعه منتقل شود در صورتی که در اتصالات مکانیکی، به دلیل عدم پیوستگی قطعه، ترک متوقف می‌شود. هم چنین جایگزینی قطعات در قطعاتی که با اتصالات مکانیکی به هم متصل شده اند راحت‌تر است.

به صورت کلی با توجه به کاربرد، جنس لوله و حساسیت قطعه نهایی، نوع اتصال دهی لوله فولادی مشخص می‌شود. از این اتصالات در متصل کردن انواع لوله درزدار و مانیسمان در صنایع مختلف استفاده می‌گردد. برای اطلاع از قیمت لوله مانیسمان و درزدار می توانید با کارشناسان آیرومارت تماس بگیرید.

۲۹ مرداد ۱۳۹۹ ادمین ۰
به اشتراک‌ گذاری
چند مطلب مرتبط:
نظرات کاربران