Kulehemu Chuma cha Mabati kinasalia kuwa mazoezi ya kawaida katika uundaji wa viwanda na uhandisi wa miundo. Mipako ya zinki ya kudumu hutoa upinzani bora wa kutu. Hii inafanya nyenzo hizi kuwa muhimu kwa mazingira magumu ya nje na miradi inayohitaji miundombinu.
Walakini, kujiunga na nyenzo hizi huleta changamoto tofauti za madini na usalama ikilinganishwa na kufanya kazi kwenye chuma tupu cha kaboni. Safu ya zinki ya kinga hujenga migogoro ya moja kwa moja. Utakabiliwa na masuala kuhusu uthabiti wa arc, usafi wa bwawa la weld, na afya ya mfanyakazi. Huwezi tu kupiga arc juu ya mipako na kutarajia kiungo safi, chenye nguvu bila madhara makubwa.
Mwongozo huu unatoa mfumo wa msingi wa ushahidi kwa wahandisi, wasimamizi wa uwongo, na timu za ununuzi. Tutatathmini mahitaji ya lazima ya maandalizi, uteuzi bora wa mchakato, na viwango muhimu vya kufuata kama vile OSHA na AWS. Utajifunza jinsi ya kudumisha uadilifu wa muundo na kulinda nguvu kazi yako kwa ufanisi.
Mambo muhimu ya kuchukua
Inawezekana sana kulehemu mabati, mradi utayarishaji madhubuti wa uso kabla ya kulehemu na urejesho wa mipako ya baada ya kulehemu (ASTM A780) inafuatwa.
Zinki huyeyuka kwa ~ 420°C, na kusababisha uchafuzi wa bwawa la weld, uchakavu, na hatari za kiafya (Metal Fume Fever) isipodhibitiwa kwa PPE na uingizaji hewa ufaao.
Masuala ya uteuzi wa mchakato: Kulehemu kwa Tao la Flux-Cored (FCAW) na Kulehemu kwa Tao la Metal Iliyokinga (SMAW/Fimbo) hushughulikia kufuatilia zinki bora zaidi kuliko Kulehemu kwa Tao la Gesi (MIG), huku Kulehemu kwa Safu ya Tungsten ya Gesi (TIG) kunapaswa kuepukwa kutokana na unyeti mkubwa wa kufuatilia zinki.
Uadilifu wa muundo hudumishwa: Kulingana na utafiti wa ILZRO, weld iliyotekelezwa ipasavyo kwenye chuma cha mabati inalingana na ugumu wa kuvunjika na nguvu ya uchovu ya viungio vya chuma visivyofunikwa.
Fizikia ya Kuchomelea Chuma cha Mabati: Hatari za Kimuundo
Ili kuelewa kwa nini nyenzo za mabati zinafanya vibaya chini ya arc, lazima uangalie thermodynamics ya msingi. Suala la msingi liko katika tofauti kubwa ya mafuta kati ya mipako ya kinga na chuma cha msingi.
Zinki huyeyuka kwa takriban 420°C (788°F). Huyeyuka kabisa karibu 906°C (1663°F). Chuma cha kaboni kinahitaji halijoto ya juu zaidi kuyeyuka, kwa kawaida kati ya 1370°C na 1500°C (2500°F hadi 2732°F). Unapotumia arc ya kulehemu, safu ya zinki inageuka kuwa gesi tete kwa muda mrefu kabla ya chuma cha msingi kuanza hata kuanza.
Nyenzo |
Kiwango Myeyuko |
Sehemu ya Mvuke |
Tabia Chini ya Arc |
Chuma cha Carbon |
~1370°C - 1500°C |
~3000°C |
Hutengeneza bwawa la maji lililoyeyuka |
Mipako ya Zinki |
~420°C |
~906°C |
Huyeyuka kwa mlipuko |
Ikiwa haijapunguzwa, zinki hii iliyotiwa mvuke hunaswa ndani ya bwawa la kulehemu linaloimarisha. Viputo vya gesi hujitahidi kuepuka chuma kioevu chenye mnato kabla hakijaganda. Mtego huu husababisha porosity kali ya ndani. Pia utaona inclusions nzito ya slag na ukosefu wa mara kwa mara wa fusion pamoja na vidole vya weld.
Kulehemu moja kwa moja juu ya mipako inabakia dhima kali ya kimuundo. Lazima uchukue safu ya zinki kama uchafu hatari ndani ya eneo lililoathiriwa mara moja na joto (HAZ). Jaribio lolote la kuchoma kwa njia ya mipako bila maandalizi itapunguza nguvu ya pamoja na kusababisha spatter nyingi, zisizotabirika.
Hatari za Kiafya na Uzingatiaji wa Mazingira (Viwango vya OSHA & AWS)
Zaidi ya kasoro za kimuundo, zinki mvuke huleta hatari kubwa ya kibiolojia. Wakati arc inapiga mipako, hutoa moshi mzito, nyeupe wa oksidi ya zinki. Kuvuta moshi huu wenye sumu husababisha moja kwa moja hali inayojulikana kama Metal Fume Fever.
Homa ya Metal Fume husababisha dalili za papo hapo, kama mafua. Wafanyikazi mara nyingi huripoti baridi kali, homa kali, kichefuchefu, uchovu, na ladha tamu kinywani. Dalili hizi kawaida hujitokeza saa kadhaa baada ya kumalizika kwa mabadiliko. Wanaweza kulemaza kabisa opereta.
Sekta hiyo inashikilia hadithi nyingi hatari kuhusu sumu ya zinki. Ni lazima tufafanue biolojia halisi ili kulinda wafanyakazi ipasavyo.
Kwanza, zinki ni mumunyifu wa maji. Mwili wa mwanadamu hutengeneza na kuiondoa kwa muda. Tofauti na mfiduo wa kromiamu ya risasi au hexavalent, uvutaji wa oksidi ya zinki hauleti kusanyiko la muda mrefu la metali nzito. Ugonjwa huo unabaki kuwa wa kudhoofisha sana kwa masaa 24 hadi 48, lakini mara chache husababisha uharibifu sugu wa kimfumo.
Pili, kunywa maziwa hutoa kinga sifuri ya kibiolojia dhidi ya kuvuta pumzi ya oksidi ya zinki. Hii inaendelea kama hadithi iliyoenea ya sakafu ya duka. Maziwa huenda kwenye tumbo. Moshi huenda kwenye mapafu. Kutegemea maziwa kama njia ya ulinzi kunaweka waendeshaji katika hatari ya moja kwa moja.
Kuzingatia kikamilifu kanuni za OSHA na viwango vya ANSI/ASC Z-49.1 huhakikisha mazingira salama ya kufanyia kazi. Lazima utekeleze udhibiti wa uhandisi na vifaa sahihi vya kinga ya kibinafsi.
Uchimbaji wa Chanzo: Tekeleza uingizaji hewa wa kutolea nje uliojanibishwa moja kwa moja kwenye eneo la weld. Wachimbaji wa moshi lazima wavute moshi kutoka eneo la kupumulia la mhudumu.
Ulinzi wa Kupumua: Waendeshaji lazima wavae vipumuaji vya nusu-mask vilivyowekwa vichujio vya P100 HEPA.
Mifumo ya Kina: Kwa nafasi zilizofungwa au uzalishaji unaoendelea, amuru matumizi ya Vipumuaji vya Powered Air-Purifying Respirators (PAPR) vilivyounganishwa kwenye helmeti za kulehemu.
Uingizaji hewa wa Jumla: Hakikisha ubadilishanaji hewa wa duka ulio karibu unafikia viwango vya chini vya usalama wa mazingira.
Maandalizi ya Kabla ya Weld: Sheria ya 'Inch 1-4'.
Maandalizi ya uso yanaamuru mafanikio ya mwisho ya pamoja. Jumuiya ya Kulehemu ya Marekani inaeleza miongozo madhubuti chini ya AWS D-19.0 ya kuandaa metali zilizopakwa. Kiwango rasmi kinahitaji waendeshaji kuondoa mipako ya zinki 1 hadi 4 inchi (10-25mm kiwango cha chini) kutoka pande zote mbili za kuunganisha kwa weld iliyokusudiwa.
Una njia mbili za msingi za kusafisha mipako. Kila mbinu hubeba faida na mapungufu maalum.
Uondoaji wa Mitambo (Inayopendelea): Tumia diski ngumu ya kusaga au gurudumu la kufumba la abrasive. Kusaga kiungo chini kwa chuma angavu, tupu. Njia hii ni ya haraka na yenye ufanisi. Hata hivyo, kubali hatari ya utekelezaji. Hata kusaga kwa ukali mara nyingi huacha zinki ya kufuatilia microscopic iliyoingia kwenye uso wa chuma.
Uondoaji wa Kemikali: Tumia etchant ya kemikali kama asidi ya muriatic iliyochanganywa na siki nyeupe. Hii huondoa zinki kwa usafi bila kuondoa chuma cha msingi. Ni lazima ujizoeze kutoegemeza kabisa baadaye. Kushindwa kusuuza na kupunguza asidi mara moja husababisha kutu kwa kasi kwenye chuma kilichoachwa wazi.
Kiwango kinaamuru mkakati wako wa maandalizi. Kushughulikia misururu mikubwa inayoendelea kutoka kwa a coil ya chuma ya mabati mara nyingi inahitaji upigaji mswaki wa kiotomatiki au inapokanzwa ndani ya uingizaji hewa kabla ya kituo cha kulehemu. Kwa kulinganisha, uundaji wa desturi kwenye moja karatasi ya mabati kawaida hufanya kusaga flap-disc ya mwongozo kuwa chaguo la gharama nafuu na la vitendo.
Tathmini ya Mchakato wa kulehemu kwa Vifaa vya Mabati
Kuondoa mipako kikamilifu ni mara chache kupatikana katika hali ya shamba. Zinki ya kufuatilia microscopic kawaida hubakia. Kwa hiyo, lazima uchague mchakato wa kulehemu wenye uwezo wa kuvumilia uchafuzi mdogo.
Mchakato wa kulehemu |
Fuatilia Uvumilivu wa Zinc |
Zinazopendekezwa za Matumizi |
Kufaa kwa Maombi |
FCAW (Flux-Cored) |
Juu |
Waya yenye ngao mbili au inayojilinda |
Muundo mzito, kazi ya nje ya shamba |
SMAW (fimbo) |
Juu |
E7018 electrodes ya chini ya hidrojeni |
Matengenezo, sehemu nene |
GMAW (MIG) |
Wastani |
ER70S-6 waya thabiti |
Uzalishaji wa kasi ya juu, karatasi nyembamba |
GTAW (TIG) |
Sifuri |
N/A |
Kukata tamaa sana |
FCAW (Flux-Cored) & SMAW (Fimbo): Michakato hii inaonyesha ustahimilivu wa juu wa kufuatilia zinki. Ajenti za flux zilizojengwa ndani ya elektroni hupuka haraka katika bwawa la kuyeyuka. Wao hutafuta kikamilifu dimbwi, kuinua uchafu na gesi zilizowekwa kwenye safu ya slag. Kwa shughuli za SMAW, wahandisi hupendekeza sana E7018 electrodes ya chini ya hidrojeni. Wao huzalisha welds imara, ductile hata wakati mabaki madogo ya mipako yanabakia.
GMAW (MIG): Waya thabiti MIG hutoa kasi bora ya uzalishaji. Inafanya kazi vizuri hasa kwenye nyembamba makusanyiko ya karatasi ya mabati . Hata hivyo, MIG haina mawakala hai wa fluxing. Inahitaji udhibiti mkali wa parameta. Ni lazima utumie mbinu za uingizaji wa joto la chini kama vile uhamishaji wa mzunguko wa mzunguko mfupi au msukumo wa dawa. Tumia waya wa ER70S-6 kila wakati. Silicon iliyoongezwa na manganese katika ER70S-6 hufanya kama viondoaoksidishaji, kusaidia kunyoosha ushanga na kupambana na uchakavu wa ndani.
GTAW (TIG) - Eneo la Kutengwa: Uzoefu wa uga unathibitisha TIG hufanya kama ndoto mbaya kwenye nyenzo hizi. Electrode ya tungsten isiyoweza kutumika inahitaji usafi wa jumla. Inachafuliwa papo hapo na zinki yoyote iliyokosa wakati wa maandalizi. Arc itatema mate, kutangatanga, na hatimaye kuzima. Usijumuishe TIG kwenye shughuli zako isipokuwa kama unafanyia kazi chuma tupu kilichothibitishwa 100%.
Uhakikisho wa Ubora wa Pamoja na Marejesho ya Baada ya Weld
Watengenezaji wengi wana wasiwasi juu ya uaminifu wa muda mrefu wa makusanyiko haya. Wanahoji ikiwa mali ya nyenzo hupungua wakati wa mzunguko wa joto.
Shirika la Kimataifa la Utafiti wa Zinki (ILZRO) lilifanya majaribio ya kina ya kimwili kwenye viungo hivi. Tabia za mitambo hubakia kabisa. Data ya ILZRO inathibitisha viungio vilivyochochewa vyema vya mabati vinaonyesha uthabiti sawa wa mvutano, radii inayopinda, na utendaji wa athari ikilinganishwa na mikusanyiko ya chuma isiyofunikwa.
Hata hivyo, micro-porosity ndogo mara nyingi huendelea. Unaweza kufidia uchovu wa porosity kwa kutumia mikakati mahiri ya uhandisi. Kwa viungo vilivyo na mzigo mkubwa wa uchovu wa mzunguko, wahandisi mara kwa mara hubainisha ' welds kubwa zaidi.' Kuongeza kidogo ukubwa wa weld wa minofu hupunguza kiasi kinachopotea kwa micro-porosity. Upanuzi huu wa kimwili hupunguza mkusanyiko wa dhiki kwa ujumla. Inazuia kupasuka kwa kipenyo cha zinki kutoka kwa kueneza kupitia mzizi.
Hatimaye, kusaga na kulehemu huharibu kizuizi cha dhabihu. Lazima utekeleze ulinzi wa kutu baada ya kulehemu ili kuzuia kutu haraka kwa anga. Eleza kufuata kali kwa kiwango cha ASTM A780 kwa kurejesha safu ya kinga.
Bainisha matumizi ya rangi zenye zinki, zinazojulikana kama dawa baridi ya mabati. Tumia hii sana kwenye HAZ na maeneo yote ya ardhini. Hakikisha unene wa filamu kavu unalingana na safu ya dip-joto inayozunguka. Kwa wanachama wakubwa wa miundo, uwekaji metali wa mafuta (kunyunyizia zinki) hutoa dhamana ya hali ya juu, ya kiwango cha kiwanda. Kufuatia ASTM A780 inahakikisha kiungo kipya kilichochomezwa kinapata usawa wa mzunguko wa maisha pamoja na mipako ya asili ya dip-dip.
Hitimisho
Kulehemu aloi hizi za kinga ni muhimu kabisa kwa matumizi ya kimuundo na ya viwandani. Ni lazima uikubali kama mchakato unaodhibitiwa kabisa badala ya njia ya mkato ya kulehemu moja kwa moja. Kuruka hatua za maandalizi kunahatarisha uadilifu wa jengo na usalama wa binadamu. Kuchukua muda wa kuvua kiungo huhakikisha kupenya kwa kina, safu dhabiti, na utendakazi thabiti wa kimitambo.
Ili kuboresha matokeo yako ya utengenezaji, chukua hatua zifuatazo mara moja:
Kagua miundombinu yako ya sasa ya uchimbaji wa moshi ili kuhakikisha kasi ya kutosha ya kunasa.
Sasisha WPS yako (Ainisho za Utaratibu wa Kuchomea) ili kuonyesha kwa uwazi umbali wa inchi 1 hadi 4 wa kuondoa zinki.
Sawazisha vifaa vyako vya matumizi vya kugusa baada ya kulehemu ili kupatana kabisa na mahitaji ya unene wa filamu kavu ya ASTM A780.
Hamisha programu nyeti kutoka kwa TIG na utekeleze FCAW ya ngao mbili au MIG iliyopigwa kwa uvumilivu bora wa uchafu.
Maswali Yanayoulizwa Mara kwa Mara
Swali: Je, kulehemu chuma cha mabati kunadhoofisha chuma?
J: Hapana. Inapotayarishwa kwa usahihi, nguvu ya mkazo na ugumu wa kuvunjika hubaki sawa na chuma kisichofunikwa. Kuondoa safu ya zinki kabla ya kupiga arc huhakikisha kupenya sahihi na kuzuia kasoro kubwa za kimuundo.
Swali: Je, ninaweza kunywa maziwa ili kuzuia homa ya mafusho ya chuma?
J: Hapana kabisa. Maziwa hayatoi ulinzi wa kupumua. Inaingia kwenye njia ya utumbo, ikitoa kinga sifuri kwa mapafu yako. Uchimbaji wa chanzo pekee na PPE sahihi (kama vile vipumuaji P100) huzuia mfiduo hatari wa oksidi ya zinki.
Swali: Je, ninaweza kutumia TIG kulehemu mabati?
J: Imekatishwa tamaa sana. TIG inahitaji uso safi wa kipekee. Hata mabaki ya zinki hadubini yanayosalia baada ya kusaga sana yatachafua sana elektrodi ya tungsten, na kusababisha upinde kutangatanga, kutema mate, na hatimaye kushindwa.
Swali: Je, ninahitaji kusaga mabati kabla ya kulehemu hadi lini?
J: Viwango vya sekta (kama vile AWS D-19.0) vinaamuru kusafisha inchi 1 hadi 4 kutoka eneo la weld. Bafa hii muhimu huzuia joto iliyoko kutokana na kuyeyusha zinki inayozunguka na kuivuta ndani ya dimbwi la kuyeyushwa.
