جوشکاری WPS: یک راهنمای جامع

۱-اطلاعات کلی:

• شماره WPS: یک شناسه منحصر به فرد برای سند.
• شماره ویرایش: نشان دهنده نسخه WPS.
• تاریخ: تاریخی که WPS ایجاد یا اصلاح شده است.
• تهیه شده توسط: نام شخص یا نهادی که WPS را تهیه کرده است.
• تأیید شده توسط: نام مقام تأیید کننده.

۲-ماده پایه:

• مشخصات مواد: ماده پایه مورد جوشکاری را مشخص می کند، مانند مشخصات ASTM یا ASME.
• محدوده ضخامت مواد: محدوده ضخامت هایی را که WPS برای آنها اعمال می شود، مشخص می کند.
• نوع/درجه مواد: درجه یا طبقه بندی مواد را نشان می دهد.

۳-فرآیند جوشکاری:

• فرآیند جوشکاری مورد استفاده را مشخص می کند، مانند جوشکاری قوس الکتریکی با الکترود روکش دار (SMAW)، جوشکاری قوس تنگستن با گاز محافظ (GTAW) یا جوشکاری قوس فلزی با گاز محافظ (GMAW).

۴-ماده پرکننده:

• مشخصات فلز پرکننده: ماده پرکننده را مشخص می کند، مانند طبقه بندی AWS.
• نوع فلز پرکننده: نوع فلز پرکننده را مشخص می کند، مانند الکترود یا سیم.

۵-طرح اتصال:

• پیکربندی اتصال را شرح می دهد، مانند اتصال لب به لب، اتصال روی هم یا اتصال T.
• شامل جزئیاتی مانند زاویه شیار، بازشدگی ریشه و ماده پشتیبان (در صورت وجود) است.

۶-موقعیت:

• موقعیت (های) جوشکاری مجاز را مشخص می کند، مانند تخت، افقی، عمودی یا بالاسری.

۷-دمای پیش گرم و بین پاسی:

• دمای پیش گرم: حداقل دمای ماده پایه قبل از جوشکاری را مشخص می کند.
• دمای بین پاسی: حداکثر دما بین پاس های جوشکاری را مشخص می کند.

۸-پارامترهای جوشکاری:

• نوع و قطبیت جریان: AC، DC+ یا DC-.
• محدوده آمپراژ و ولتاژ: محدوده قابل قبول جریان و ولتاژ را مشخص می کند.
• سرعت حرکت: محدوده سرعت حرکت برای فرآیند جوشکاری را مشخص می کند.

۹-گاز محافظ:

• نوع و ترکیب گاز محافظ (در صورت وجود) را مشخص می کند، مانند آرگون، CO₂ یا مخلوط گاز.
• شامل الزامات نرخ جریان (به عنوان مثال، ۲۰-۳۰ CFH) است.

۱۰-عملیات حرارتی پس از جوشکاری (PWHT):

• مشخص می کند که آیا عملیات حرارتی پس از جوشکاری لازم است یا خیر و پارامترهای کاربرد آن را مشخص می کند.

۱۱-معیارهای پذیرش:

• به کد یا استاندارد جوشکاری قابل اجرا که معیارهای پذیرش جوش را تعریف می کند (به عنوان مثال، AWS D1.1، ASME Section IX) ارجاع می دهد.

۱۲-متغیرهای غیر ضروری:

• متغیرهایی را فهرست می کند که می توانند بدون نیاز به صلاحیت مجدد WPS تغییر کنند، مانند روش های تمیز کردن یا جزئیات غیر بحرانی اتصال.

متغیرهای ضروری، غیر ضروری و تکمیلی ضروری

کدهای جوشکاری متغیرها را در یک WPS به سه دسته طبقه بندی می کنند: متغیرهای ضروری، متغیرهای غیر ضروری و متغیرهای ضروری تکمیلی. درک این طبقه بندی ها برای ایجاد و استفاده از WPS حیاتی است.

۱-متغیرهای ضروری

• متغیرهای ضروری پارامترهایی هستند که مستقیماً بر خواص مکانیکی جوش تأثیر می گذارند. هرگونه تغییر در این متغیرها نیاز به صلاحیت مجدد WPS دارد. نمونه ها عبارتند از:
  • نوع ماده پایه.
  • طبقه بندی ماده پرکننده.
  • فرآیند جوشکاری.
  • دمای پیش گرم و بین پاسی.

۲- متغیرهای غیر ضروری

• متغیرهای غیر ضروری بر خواص مکانیکی جوش تأثیر نمی گذارند. این متغیرها می توانند بدون نیاز به صلاحیت مجدد WPS تنظیم شوند. نمونه ها عبارتند از:
  • روش های تمیز کردن.
  • نوع ماده پشتیبان.
  • نرخ جریان گاز محافظ.

۳- متغیرهای ضروری تکمیلی

• متغیرهای ضروری تکمیلی زمانی بحرانی می شوند که الزامات خاصی مانند چقرمگی شیار مشخص شود. این متغیرها عبارتند از:
  • ورودی حرارت.
  • عملیات حرارتی پس از جوشکاری.

مراحل توسعه یک WPS

ایجاد یک WPS شامل چندین مرحله، از جمله آزمایش، مستندسازی و تأیید است. در زیر یک راهنمای گام به گام برای توسعه یک WPS آورده شده است:

مرحله ۱: شناسایی الزامات جوشکاری

• دامنه پروژه جوشکاری، از جمله مواد پایه، طرح های اتصال و کدهای یا استانداردهای قابل اجرا را تعیین کنید.

مرحله ۲: انجام صلاحیت روش جوشکاری (PQR)

• یک جوش آزمایشی انجام دهید تا تأیید کنید که روش جوشکاری پیشنهادی نتایج قابل قبولی تولید می کند. این آزمایش در یک گزارش صلاحیت روش (PQR) مستند می شود که به عنوان مبنایی برای WPS عمل می کند.

مرحله ۳: مشخص کردن پارامترهای جوشکاری

• فرآیند جوشکاری، مواد پرکننده، طرح اتصال، موقعیت و سایر پارامترها را بر اساس داده های PQR مشخص کنید.

مرحله ۴: نوشتن سند WPS

• تمام اطلاعات مربوطه را در یک سند WPS واضح و مختصر گردآوری کنید. از یک قالب استاندارد طبق الزامات کد یا استاندارد قابل اجرا استفاده کنید.

مرحله ۵: بررسی و تأیید

• WPS را توسط یک مهندس واجد شرایط یا بازرس جوش بررسی و تأیید کنید.

WPS و PQR: رابطه

WPS و PQR رابطه نزدیکی دارند اما اهداف متفاوتی را دنبال می کنند. PQR سابقه ای از جوش های آزمایشی انجام شده در طول فرآیند صلاحیت است، در حالی که WPS سندی است که برای جوشکاری واقعی تولید استفاده می شود.

• گزارش صلاحیت روش (PQR): PQR نتایج آزمایشات صلاحیت روش جوشکاری، از جمله نتایج آزمایش مکانیکی (به عنوان مثال، استحکام کششی، آزمایش خمش) را مستند می کند. این ثابت می کند که روش جوشکاری پیشنهادی می تواند جوش های قابل قبولی تولید کند.
• مشخصات فرآیند جوشکاری (WPS): WPS بر اساس PQR توسعه یافته و دستورالعمل های دقیقی را برای پیروی جوشکاران در طول تولید ارائه می دهد.

فرآیندهای رایج جوشکاری در WPS

اسناد WPS برای فرآیندهای مختلف جوشکاری توسعه یافته اند. در زیر برخی از رایج ترین آنها آورده شده است:

1-جوشکاری قوس الکتریکی با الکترود روکش دار (SMAW): SMAW که به عنوان جوشکاری دستی نیز شناخته می شود، به دلیل سادگی و تطبیق پذیری آن به طور گسترده مورد استفاده قرار می گیرد.

2-جوشکاری قوس تنگستن با گاز محافظ (GTAW): GTAW که جوشکاری TIG نیز نامیده می شود، برای جوشکاری دقیق مواد نازک ایده آل است.

3-جوشکاری قوس فلزی با گاز محافظ (GMAW): GMAW که معمولاً به عنوان جوشکاری MIG شناخته می شود، به دلیل سرعت بالا و فرآیند کارآمد خود محبوب است.

4-جوشکاری قوس با سیم توپودری (FCAW): FCAW شبیه GMAW است اما از سیم توپودری استفاده می کند و آن را برای کاربردهای فضای باز مناسب می کند.

5-جوشکاری زیرپودری (SAW): SAW برای کاربردهای جوشکاری سنگین مانند مخازن تحت فشار و خطوط لوله استفاده می شود.