جوشکاری پروفیل؛ روش ها، نکات و استانداردها

جوشکاری پروفیل چیست؟

پروفیل به مقاطع فلزی توخالی با سطح مقطع مربع، مستطیل یا دایره گفته می‌شود که در صنایع ساختمانی، صنعتی و تزیینی کاربرد گسترده‌ای دارند.
جوشکاری پروفیل یعنی اتصال این مقاطع با استفاده از حرارت بالا به‌گونه‌ای که فلز در ناحیه اتصال ذوب و به هم پیوند داده شود.

اهمیت جوشکاری پروفیل:

• ایجاد اتصالات محکم و دائمی بین قطعات فلزی

• انتقال بار و نیرو در سازه‌های فلزی

• افزایش مقاومت در برابر خمش و پیچش

• بهبود زیبایی ظاهری سازه‌های سبک و صنعتی

در ساختمان‌سازی، اغلب از پروفیل فولادی ST37 استفاده می‌شود، زیرا هم جوش‌پذیری بالا دارد و هم مقاومت مکانیکی مناسبی ارائه می‌دهد.

انواع پروفیل مناسب برای جوشکاری

پروفیل‌ها بر اساس جنس، ضخامت و کاربردشان به چند دسته تقسیم می‌شوند:

تفاوت پروفیل صنعتی و ساختمانی:
پروفیل‌های صنعتی معمولاً دقیق‌تر، مقاوم‌تر و با آلیاژهای خاص تولید می‌شوند؛ در حالی که پروفیل‌های ساختمانی بیشتر بر اساس سرعت نصب و صرفه اقتصادی انتخاب می‌شوند.

روش‌های متداول جوشکاری پروفیل

انتخاب روش مناسب جوشکاری به جنس و ضخامت پروفیل بستگی دارد. مهم‌ترین روش‌ها عبارت‌اند از:

۱. جوشکاری قوس الکتریکی (SMAW)

• متداول‌ترین روش در ساختمان‌سازی

• استفاده از الکترود دستی (E6013 یا E7018)

• مناسب برای پروفیل‌های فولادی سبک و متوسط
  مزیت: ساده، ارزان، قابل‌اجرا در محل
  عیب: نیاز به تمیزکاری زیاد و احتمال پاشش بالا

۲. جوشکاری MIG/MAG یا CO2

• استفاده از سیم جوش و گاز محافظ (CO2 یا ترکیب آرگون/CO2)

• مناسب برای پروفیل‌های نازک و قطعات صنعتی
  مزیت: جوش تمیز، سرعت بالا، پاشش کم
  عیب: نیاز به تجهیزات گاز و برق پایدار

۳. جوشکاری TIG

• استفاده از قوس الکتریکی با الکترود تنگستن

• مناسب برای پروفیل‌های آلومینیومی یا استیل
  مزیت: کیفیت بالا و دقت زیاد
  عیب: سرعت پایین و هزینه بالاتر

۴. جوشکاری با دستگاه اینورتر

• تکنولوژی جدیدتر با کنترل دقیق آمپر
  مزیت: مصرف برق کمتر، تنظیم آسان برای ضخامت‌های مختلف
  عیب: نیاز به تجربه برای تنظیم جریان

مراحل انجام جوشکاری پروفیل

برای داشتن جوشی تمیز، مقاوم و بدون تاب‌خوردگی، مراحل زیر باید رعایت شود:

1. آماده‌سازی سطح:
   تمیز کردن سطح پروفیل از زنگ، رنگ و روغن با سنگ فرز یا برس سیمی.

2. فیکس کردن پروفیل‌ها:
   استفاده از گیره یا آهن‌ربا برای جلوگیری از جابجایی هنگام جوش.

3. انتخاب جریان و الکترود:
   برای پروفیل‌های سبک (۱ تا ۲ میلی‌متر): آمپر ۷۰ تا ۹۰
   برای پروفیل‌های متوسط (۲ تا ۴ میلی‌متر): آمپر ۹۰ تا ۱۳۰
   برای پروفیل‌های سنگین (۴ میلی‌متر به بالا): آمپر ۱۳۰ تا ۱۸۰

4. اجرای جوش:
   ابتدا پاس ریشه (Root Pass) برای نفوذ، سپس پاس نهایی برای استحکام.

5. پرداخت نهایی:
   تمیزکاری جوش با سنگ فرز و برس سیمی برای حذف پاشش‌ها.

نکات فنی و ایمنی در جوشکاری پروفیل

جلوگیری از تاب‌برداشتن

• جوش را به‌صورت متقارن از دو طرف بزنید.

• از خنک شدن ناگهانی جلوگیری کنید.

• قطعات را قبل از جوش در وضعیت ثابت و محکم فیکس کنید.

کنترل دما و پیش‌گرم کردن

در پروفیل‌های ضخیم‌تر از ۴ میلی‌متر، ناحیه جوش را تا حدود ۱۰۰ تا ۱۵۰ درجه سانتی‌گراد گرم کنید تا از ترک حرارتی جلوگیری شود.

تجهیزات ایمنی الزامی

• ماسک اتوماتیک جوشکاری

• دستکش چرمی مقاوم به حرارت

• پیش‌بند و کفش ایمنی

• تهویه مناسب برای جلوگیری از استنشاق دود جوش

عیوب متداول در جوشکاری پروفیل و روش رفع آن

استانداردها و کنترل کیفیت در جوشکاری پروفیل

رعایت استانداردها، ضامن دوام و ایمنی سازه است.

استانداردهای مهم:

• AWS D1.1 – استاندارد آمریکایی برای جوش فولاد سازه‌ای

• ISO 3834 – استاندارد بین‌المللی کنترل کیفیت فرآیند جوش

• ASME IX – استاندارد آزمون صلاحیت جوشکار

روش‌های کنترل کیفیت:

1. بازرسی چشمی (VT): بررسی ظاهر جوش و یکنواختی سطح

2. تست مایع نافذ (PT): شناسایی ترک‌های سطحی

3. تست اولتراسونیک (UT): بررسی عمق و سلامت جوش در ضخامت بالا

نکته: ضخامت فلز جوش نباید کمتر از ضخامت دیواره پروفیل باشد تا اتصال دچار ضعف نشود.

کاربرد جوشکاری پروفیل در صنایع مختلف

جوشکاری پروفیل تقریباً در تمام پروژه‌های فلزی حضور دارد:

• سازه‌های فلزی و اسکلت ساختمان‌ها
  برای ستون‌ها، تیرها، مهاربندها و اتصالات فریم.

• درب و پنجره فلزی
  در پروفیل‌های سبک، جوش باید تمیز و بدون پاشش باشد.

• نرده، فنس و حفاظ فلزی
  جوشکاری دقیق در گوشه‌ها و زوایا اهمیت دارد.

• شاسی و تجهیزات صنعتی
  استفاده از پروفیل‌های ضخیم و جوش چندپاسه برای مقاومت بالا.

سؤالات متداول درباره جوشکاری پروفیل

۱. جوشکاری پروفیل چیست؟
فرآیند اتصال مقاطع فلزی توخالی با استفاده از حرارت و ذوب موضعی فلز پایه.

۲. برای پروفیل سبک از چه روشی استفاده شود؟
روش MIG یا جوش CO2 بهترین گزینه است چون پاشش کم و تمیزی بالا دارد.

۳. چرا پروفیل بعد از جوشکاری تاب برمی‌دارد؟
به دلیل حرارت نامتقارن یا جوش یک‌طرفه؛ همیشه جوش را در دو سمت و به‌صورت مرحله‌ای انجام دهید.

۴. الکترود مناسب برای پروفیل چیست؟
الکترود E6013 برای کارهای عمومی و E7018 برای جوش‌های سازه‌ای و صنعتی توصیه می‌شود.

۵. چه استانداردهایی باید رعایت شود؟
استانداردهای AWS D1.1، ISO 3834 و بازرسی چشمی الزامی است.

۶. آیا جوشکاری با دستگاه اینورتر بهتر است؟
بله، چون کنترل دقیق جریان دارد و برای جوشکاری پروفیل‌های سبک و سنگین مناسب است