جوشکاری ساختمانهای فلزی

2200 تومان

توضیحات
نظرات (0)

«جوشکاری ساختمانهای فلزی»

مقدمه

جوشکاری فرایندی است که در آن دو قطعه فلز بوسیله حرارت به یکدیگر جوش می خورند تا یک اتصال بوجود آید. عمل جوش در اتصالات ساختمان درست شبیه بستهای مکانیکی می باشد. جوشها برای ساخت اتصالات، جهت انتقال نیرو بین اعضای سازه و همچنین برای انتقال دادن تنشهای محاسباتی از یک قسمت عضو ساخته شده به قسمتهای دیگر به کار می روند. قوانین و ضوابط جوشکاری در ساختمان سازی بوسیله انجمن امریکایی جوشکاری ” AWS ” به صورت مدون گردآوری شده است. این مجموعه بصورت آیین نامه ای در زمینه جوشکاری در ساخت ساختمانهای فولادی AWS(D1.0) و همچنین مشخصات جوشکاری در پلها، بزرگراهها و راه آهن ها AWS (D.1.0) گردآوری شده است. مشخصات اتصالات جوش شده در ساخت ساختمانهای فلزی در AISC آورده شده است. AISC نیز در مواقع لزوم به استاندارد AWS(D.1.0) ارجاع می دهد.

انواع روشهای جوشکاری

الف) جوش قوس الکتریکی با الکترود روکشدار

جوش قوس الکتریکی با الکترود روکشدار از رایج ترین روشهای جوشکاری هستند که هم در جوشکاریهای کارخانه ای و هم در جوشکاریهای کارگاهی کاربرد دارند.

ب) جوش قوس الکتریکی غوطه ور (زیر پودری)

جوش قوس الکتریکی از مهمترین روشهای جوشکاری کارخانه ای است. این روش هم بصورت تمام خودکار و هم بصورت نیمه خودکار قابل اجراست.پودر نرم، روی محلی که باید جوشکاری شود ریخته می شود و الکترود به سمت آن روانه می گردد. هنگامی که قوس الکتریکی تشکیل می شود، قسمتی از پودر ذوب می شود و به صورت تفاله جوشکاری در می آید و روی فلز مذاب را می پوشاند. جوش قوس الکتریکی غوطه ور نسبت به جوش الکتریکی با الکترود روکشدار دارای نفوذ بیشتر و همچنین سرعت جوشکاری بیشتر می باشد. در این نوع جوشکاری، سطح جوشکاری شده صاف است و ترشحات جوشکاری تشکیل نمی گردد. لازم است گل جوش پس از انجام هر مرحله جوشکاری برداشته شود. پودر ذوب نشده نیز در جوشکاریهای بعدی قابل استفاده است. در روش تمام خودکار، دستگاه کنترل الکتریکی، پودر و سیم جوشکاری (الکترود) را از دو مجاری مجزا در حین حرکت در امتداد درز، تامین می کند.

ج) جوش قوس الکتریکی تحت حفاظت گاز

جوشکاری با روش قوس الکتریکی تحت حفاظت گاز به دلیل انطباق آن با تمام شرایط کاری، دارای اهمیت روز افزونی در جوشکاری کارخانه ای شده است. در این روش جوشکاری که ممکن است بصورت تمام خودکار یا نیمه خودکار انجام شود، از سیستم الکترود بدون پوشش با قوس الکتریکی و پوشش گازی استفاده می گردد. بوسیله تغییر دادن نوع گاز یا تعویض قطب قوس الکتریکی، می توان مقطع عرضی فلز جوش شده را کنترل نمود. بدین ترتیب که می توان مقطع را بصورت عریض با نفوذ کم و یا عرض کم با نفوذ زیاد، در مرکز خط جوش در آورد. به جوشی که از دی اکسیدکربن به عنوان گاز محافظ استفاده می شود، جوش CO2 گفته می شود.

كاربردهای فناوری نانو در صنعت فولاد

گزارش حاضر، به بررسی پژوهش‌های انجام شده و پتنت‌های ثبت شده در مورد كاربرد فناروی‌نانو در فولاد و محصولاتی كه بر پایه این پژوهش‌ها تولید شده است، می‌پردازد. این گزارش در چارچوب گزارش‌های ستاد ویژه توسعه فناوری‌نانو، در مورد كاربرد فناوری‌نانو در حوزه‌های مهم صنعتی كشور تهیه شده است. فصل اول این گزارش شرحی جامع و مختصر از صنعت فولاد و محصولات آن است. در این فصل، برای مقدمه ابتدا تعریف و دسته‌بندی انواع فولاد و موارد مصرف آن ارایه شده است؛ در ادامه با بیان ابعاد اقتصادی و حجم تولید و مصرف فولاد، اهمیت صنعت فولاد تبیین شده است. در ادامه خلاصه‌ای از برنامه‌ریزی‌های انجام شده برای توسعه صنعت فولاد كشور ارایه شده است. شرح مختصری در مورد مواد اولیه مصرفی در صنعت فولاد و روش‌های تولید فولاد،‌ بخش پایانی این فصل است،‌ كه برای آشنایی هر چه بیشتر با صنعت فولاد ارایه شده است. در فصل دوم این گزارش توضیح مختصری در مورد فناوری‌نانو ارایه می‌گردد. در این فصل ابتدا بحثی علمی و تاریخی پیرامون چیستی فناوری‌نانو ارایه می‌گردد. در ادامه، دسته‌بندی كاربردهای این فناوری ارایه می‌شود. به علاوه مطالبی كلی نیز در مورد بعضی محصولات بنیادی فناوری‌نانو (نانولوله، فولرین و نانوذرات) عنوان می‌گردد. این فصل با ارایه سیاست‌گذاری‌ها و سرمایه‌گذاری‌های انجام شده برای توسعه فناوری‌نانو پایان می‌یابد. فصل سوم گزارش، نشان دهنده تلاش‌های انجام شده برای بكارگیری فناوری‌نانو در ارائه خواص جدید یا بهبود خواص محصولات فولادی است. در این فصل محصولات تولیدشده و عرضه شده فولادی با بكارگیری فناوری‌نانو،‌ پژوهش‌هایی كه محققان در سراسر دنیا در موضوع ذكر شده انجام داده‌اند و نیز پتنت‌های ثبت شده در مورد این موضوع آورده شده‌اند.

اثر طراحی و اجرای اتصالات جوشی بر آسیب پذیری لرزه

سازه فولادی از مجموعه ای از اعضای باربرساخته شده از نیمرخهای فولادی یا ورق می باشد که به کمک اتصالات به یکدیگر متصل می گردند.با توجه به روشهای تکامل یافته ای که برای تولید نیمرخ های فولادی به کار گرفته می شود این مقاطع غالبا رفتار در حد قابل انتظاری از خود نشان می دهند. مساله بسیار مهم رفتار اتصالاتی است که الف) برای ساخت اعضای مرکب از نیمرخ و ورق برای یکپارچه نمودن اعضا(شامل تیر و ستون و مهاربندها)در محل گره ها مورد استفاده قرار می گیرد.وسایلی که برای ساخت اعضا و اتصال آنها به یکدیگر به کار می رود شامل پیچ و پرچ و جوش است.در این میان استفاده از جوش در ساختمان سازی متعارف در ایران بسیار رایج است.تا زمان وقوع زلزله نورث ریچ(1994)تصور بر این بود که در صورت رعایت اصول فنی در طرح و اجرای سازه های فولادی جوشی این سازه ها در زلزله عملکرد قابل قبولی از خود نشان می دهند.اما وقوع این زلزله این فرض رازیر سوال برد.در این زلزله مشاهده شد که در بسیاری از اتصالات , در محل درز جوش اتصال , فلز مادر(Base metal) دچار ترک یا یعضا شکست شده است.اسن مساله باعث شد تا تحقیقات گسترده ای در مورد علت این پدیده صورت گیرد که این تحقیقات تا به امروز ادامه دارد.از طرف دیگر مشاهده و تحقیق درباره وضعیت ساخت و ساز ساختمانهای فولادی نشان می دهد که اتصالات جوشی متداول در ایران از کیفیت مناسبی برخوردار نیستند و با وجود سابقه نسبتا طولانی در استفاده از جوشکاری در صنعت ساختمان هنوز نقایص زیادی در این زمینه مشاهده می شود

نكات جوشكاري در ساختمان هاي اسكلت فلزي

تمیز کاری جوش

تمیز کاری قبل از اجرای جوش

ضوابط کلی جوشکاری

۱ـ ضوابط فلز الکترود (فلز پرکننده)

وقتیکه طبق جداول ۴ و ۵ و یا موارد مشابه استفاده از جوش سازگار الزام شده باشد، مشخصات فلز الکترود و مشخصات ترکیبات روکش (پودر) الکترود باید مطابق جدول ۳ باشد.

تراز مقاومتی لازم برای فلز الکترود در جوشهای شیاری با نفوذ کامل و نفوذ نسبی، و یا جوش گوشه باید منطبق بر مشخصات مقرر در جداول ۴ و ۵ باشد.

بعد از اینکه الکترودها از بسته بندی اولیه خارج شدند، باید طوری محافظت یا انبار شوند که مشخصات و خواص جوشکاری آنها تغییر نکند.

در فولادهای ضد زنگ، در حالت نمایان و بدون رنگ آمیزی، لازم است فلز الکترود از نوع ضد زنگ طبق مشخصات فلز پایه باشد (جدول شماره ۲). در صورتیکه جوش چند عبوره باشد، برای عبورهای داخلی می توان از الکترودهای معمولی (طبق جدول ۳) استفاده نموده، لیکن حداقل در دو لایه فوقانی و لبه ها، الکترودها باید از نوع ضد زنگ باشند.

۲ـ پیش گرمایش و حرارت عبورهای میانی

جوشکاری قوسی دستی با الکترود روکش دار

الکترود برای جوشکاری قوسی با الکترود روکش دار

مشخصات الکترودهای روکش دار باید منطبق بر استانداردهای ملی و یا معتبر بین المللی باشد.

شرایط انبارکردن الکترودهای کم هیدروژن

الکترودهای با روکش کم هیدروژن باید در بسته بندیهای ضد رطوبت مهر شده خریداری و نگهداری و یا قبل از مصرف به مدت ۲ ساعت در دمای بین ۳۰۰ تا ۴۳۰ درجه در دستگاه خشک کن، خشک شوند.پس از خارج نمودن الکترودها از بسته بندی یا دستگاه خشک کن، باید آنها را در دستگاه خشک کن ذخیره با درجه حرارت ۱۲۰ درجه سانتیگراد نگهداری نمود.

صنعت جوشکاری ساختمان در ایران

با گذشت 50 سال از استفاده از جوش در ساختمان دهه اخیر (80-1370) از نظر تعداد ساختمانهایی که با سازه های فولادی طراحی و اجرا شده اند کاملا استثنایی به شمار می آید.

دیوار برشی

با نیروهای جانبی مؤثر بر یک سازه (در اثر باد یا زلزله) به طرق مختلف مقابله می شود که اثر زلزله بر ساختمانها از سایر اثرات وارد بر آنها کاملا متفاوت می باشد. ویژگی اثر زلزله در این است که نیروهای ناشی از آن به مراتب شدیدتر و پیچیده تر از سایر نیروهای مؤثر می باشند. عناصر مقاوم در مقابل نیروهای فوق شامل قاب خمشی، دیوار برشی و یا ترکیبی از آن دو می باشند. استفاده از قاب خمشی به عنوان عنصر مقاوم در مقابل نیروهای جانبی بخصوص اگر نیروهای جانبی در اثر زلزله باشند احتیاج به جزئیات خاصی دارد که شکل پذیری کافی قاب را تأمین نماید.این جزئیات از لحاظ اجرایی غالبا دست و پاگیر بوده و در صورتی می توان از اجرای دقیق آنها مطمئن شد که کیفیت اجرا و نظارت در کارگاه خیلی بالا باشد از لحاظ برتری می توان گفت که دیوار برشی اقتصادی تر از قاب می باشد و تغییر مکانها را کنترل می کند در حالی که برای سازه های بلند قاب به تنهایی نمی تواند در این زمینه جوابگو باشد. حال به ذکر چند نمونه از دیوارهای برشی می پردازیم :

1-دیوار های برشی فولادی : بعضی مواقع ورقهای فولادی به عنوان دیوارهای برشی بکار می روند. برای جلوگیری از کمانش موضعی چنین دیوارهای برشی فولادی لازم است از تقویت کننده های قائم و افقی استفاده شود.

2-دیوارهای برشی مرکب : دیوارهای برشی مرکب شامل : ورقها ی تقویت شده فولادی مدفون در بتن مسلح، خرپاهای ورق فولادی مدفون در داخل دیوار بتن مسلح و دیوارهای مرکب ممکن دیگر، که تماما با یک قاب فولادی و یا با یک قاب مرکب تؤام هستند می شود.

3- دیوارهای برشی مصالح بنایی : از دیر زمان در ساختمانهای مصالح بنایی از دیوارهای مصالح بنایی توپر غیر مسلح استفاده می شده است ولی روشن شده است که این دیوارها از نقطه نظر مقاومت در مقابل زلزله ضعف دارند و لذا اکنون به جای آنها از دیوارهای برشی مسلح نظیر دیوارهای با آجر تو خالی و پر شده با دوغاب استفاده می شود.

4-دیوارهای برشی بتن مسلح : نوع دیگری از دیواهای برشی، دیوارهای برشی بتن مسلح است که در این مقاله به آن می پردازیم. یکی از مطمئن ترین روشها برای مقابله با نیروهای جانبی استفاده از دیوار برشی بتن مسلح است. دیوار برشی به عنوان یک ستون طره بزرگ و مقاوم در برابر نیروهای لرزه ای عمل می کند و یک عضو ضروری برای سازه های بتن مسلح بلند و یک عضو مناسب برای سازه های متوسط و کوتاه می باشد.

انواع دیوار برشی بتن مسلح : دو نوع دیوار برشی بتن مسلح وجود دارد :

1-دیوار برشی در جا : در دیوار برشی در جا به منظور حفظ یکنواختی و پیوستگی میلگرد های دیوار، به قاب محیطی قلاب می شوند.

2-دیوار برشی پیش ساخته : در دیوار های برشی پیش ساخته یکنواختی و پیوستگی با تهیه کلیه های ذوزنقه شکل در طول لبه های پانل و یا از طریق اتصال پانلها به قاب توسط میخهای فولادی صورت می گیرد. تأثیر شکل دیوار : تعبیه بال در دیوارها برای پایداری و شکل پذیری سازه بسیار مفید می باشد . نیروهایی که به دیوارهای برشی وارد می شوند : به طور کلی دیوار های برشی تحت نیروهای زیر قرار می گیرند :

خطاهاى جوشكارى اتصالات در ساختمانهاى فولادى

با وجود تجربه تلفات و خسارات سنگین زلزله هاى اخیر مانند زلزله هاى منجیل و بم، احتمال جدى وقوع زمین لرزه هاى بزرگ در بیشتر مناطق پر جمعیت کشور و نیاز جدى به اعمال کنترل کیفى در طراحی و اجرای ساختمانها، متاسفانه هنوز توجه کافی به ساخت و ساز صحیح نشده است. از نظر علم مهندسى زلزله، در حال حاضر ساخت بناهای مقاوم در برابر زلزله امکان پذیر است، لیکن عملا به دلیل یکسری مشکلات اجرائی رسیدن به ساختمانهای مقاوم تضمین نمی گردد.

مشکل اصلی آسیب پذیرى لرزه ای ساختمانها حتی نمونه های جدید الاحداث در ایران، عدم استفاده صحیح از دانش فنی در مراحل طراحی و اجرا می باشد. دستورالعملهای اتصالات جوشکاری شده و ضوابط طراحی ساختمانهای فولادی، گاهی در طراحی و اجرا سهل انگاری میشود. لذا بایستی سطح معلومات فنی این افراد افزایش یافته و نیز مکانیزمی براى اعمال قاطعیت اجرایی و کنترل امر در نظر گرفته شود و البته طوری که حقوق مهندس ناظر حفظ شده و مسئولیتها به درستی تقسیم گردد.

بازرسى با مواد نافذ

بازرسى با مواد نافذ یکى از شیوه هاى غیر مخرب براى محل یابى معایب سطحى می باشد. سطح مورد بازرسى باید ابتدا از لکه هاى روغن، گریس و مواد ناخالص و خارجى تمیز شود. سپس ماده رنگى مورد نظر بر روى سطح پاشیده شده و در داخل ترکها و سایر ناهمواریهاى نفوذ می کند. رنگ اضافى از روى سطح پاک شده و سپس یک ماده فوق العاده فرار حاوى ذرات ریز سفید رنگ بر روى سطح پاشیده می شود. تبخیر مایع فرار باعث برجاى ماندن گرد خشک سفید رنگ بر روى ماده قرمز نفوذ کرده در ترک می گردد و بر اثر عمل مویینگى، ماده قرمز از ترک بیرون کشیده شده و پودر سفید کاملا قرمز می شود.

آزمون فراصوتى

آزمون فراصوتى قادر به تشخیص معایب داخلى بدون نیاز به تخریب قطعه جوش شده می باشد. موج هاى فراصوتى از داخل قطعه مورد آزمایش عبور داده می شوند و با هرگونه تغییر درتراکم داخلى قطعه منعکس می شوند. امواج منعکس شده (پژواک ها) به صورت برجستگى هایى نسبت به خط مبنا، بر روى صفحه نمایش دستگاه ظاهر می شوند. هنگامى که عیب یا ترک داخلى توسط واحد جست و جو پیدا شود تولید ضربان سومی می کند که بین ضربان اول و دوم بر روى صفحه نمایش ثبت می شود. بنابراین مشخص می شود که این عیب بین سطوح بالاو بایین مصالح (در داخل جسم مصالح) می باشد.

آزمایش پرتونگاری

پرتونگاری یکى از روشهاى آزمایش غیر مخرب است که نوع و محل عیوب داخلى و بسیار ریز جوش را نشان میدهد. پرتو رادیویى در ضخامت فلز نفوذ کرده و پس از عبور این ضخامت لکه اى بر روى صفحه فیلم ایجاد می کند. میزان جذب پرتوهاى رادیویى توسط مواد مختلف متفاوت است. نفوذ گل، حفره کازى، ترکها، بریدگى هاى کناره جوش و قسمتهاى نفوذ ناقص جوش تراکم کمترى نسبت به فولاد سالم دارند. بنابراین در حوالى این قسمتها پرتو بیشترى به سطح فیلم می رسد و عیوب فلز جوش، به صورت لکه هاى تاریکى بر روى فیلم ثبت می شوند.

آزمایشهای مخرب

این آزمایشهاى مکانیکى نمونه جوش شده جهت تعیین مقاومت و سایر خواص مکانیکى، نسبتا ارزان قیمت بسیار کاربردى هستند. به همین جهت در سطح وسیعى براى ارزیابى و تایید دستوالعمل جوشکارى و صلاحیت جوشکار به کار می روند.

فهرست مطالب

مقدمه 1
انواع روشهای جوشکاری 2
كاربردهای فناوری نانو در صنعت فولاد 4
اثر طراحی و اجرای اتصالات جوشی بر آسیب پذیری لرزه 5
نكات جوشكاري در ساختمان هاي اسكلت فلزي 6
ضوابط کلی جوشکاری 9
جوشکاری قوسی دستی با الکترود روکش دار 10
صنعت جوشکاری ساختمان در ایران 11
دیوار برشی 16
خطاهاى جوشكارى اتصالات در ساختمانهاى فولادى 18
نتیجه گیرى 27

مقاله فوق دارای صفحه مشخصات، فهرست مطالب و 27 صفحه متن (در قالب و ) با رعایت کامل صفحه بندی می باشد. همچنین فونت های کار شده برای متن مقاله B Yagut(13) و برای تیترهای داخل مقاله B Jadid می باشند.