جوشکاری قوس فلزی تحت پوشش گاز محافظ

[EN-EZEL 13039]

جوشکاری قوس فلزی تحت پوشش گاز محافظ

MIG/MAG ـ GMAW

دانشجویان: سید نوید هاشمی و مهدی فخر آذری

استاد: مهندس زهیر سراجان

دانشگاه آزاد اسلامی يزد

مقدمه:

این فرایند اولین بار در سال 1920 به صنعت معرفی شد اما در سال 1948 بطور رسمی بکار گرفته شد.

در ابتدا از آن برای جوشکاری آلومینیم تحت گاز خنثی استفاده می شد و اطلاق می شد و با MIG (Metal Inert Gas Welding )به آن پیشرفت آن و استفاده از گاز های دیگر مانند دی اکسید کربن درGMAW (Gas Metal Arc Welding )جوشکاری مواد آهنی ، برای آن انتخاب شد.

 

 

برای مشاهده این محتوا لطفاً ثبت نام کنید یا وارد شوید.

• ورود
• یا
• ثبت نام

[pesare shad 1097]

جوشکاری MAG GMAW))

دي اكسيد كربن از گازهاي ديگري كه در روش قوس الكتريكي استفاده مي شوند، ارزانتر است. اولين گازي كه در دستگاه هاي تمام اتوماتيك بكار رفت دي اكسيد كربن بود. اكنون هم از اين گاز در دستگاه هاي تمام اتوماتيك و نيمه اتوماتيك استفاده مي شود. دي اكسيد كربن خاصيت حفاظتي بسيار خوبي دارد و به طول قوس بسيار حساس است، در موقع استفاده از اين گاز بايد طول قوس را ثابت نگه داشت، بنابراين در دستگاه‌هاي تمام اتوماتيك و نيمه اتوماتيك كه طول قوس بايد ثابت نگه داشته شود استفاده از اين گاز ايده آل است. درموقع استفاده از اين گاز براي ثبات قوس و پيشگيري از ناجور شدن آن، از الكترودهاي روپوش شده يا تنه كار استفاده مي كنند. بيشترين گازي كه در جوشكاري فولاد معمولي بكار مي رود CO2 است. بزرگترين مزيت اين گاز همانطور كه گفته شد ارزان قيمت بودن آن است(1/0 بهاي آرگون) بر خلاف گازهاي اتمي، دي اكسيد كربن در محل قوس الكتريكي به اكسيژن و مونو اكسيد كربن تجزيه مي شود، هر چند گازهاي مزبور بعد از خنك شدن به CO2 تبديل مي شوند. در اين حالت گازها و ساير مواد موجود قبل از جامد شدن جوش از آن خارج مي شوند. جريان بيشتري كه در موقع استفاده از CO2 مصرف مي شود (در حدود %25) باعث تلاطم بيشتر حوضچه مذاب شده و در نتيجه حباب هاي گازهاي موجود در داخل جوش به سطح فلز صعود كرده و قبل از انجماد از آن خارج مي شوند، در نتيجه تخلخل جسم كمتر خواهد بود.

چون درموقع جوشكاري مقداري مونو اكسيد كربن و حتي گازهاي اُزُن توليد مي شوند، كارگاه حتماً بايد بخوبي تهويه شود، به هر حال بايد از جمع شدن گازهاي سمي در اطراف جوش جلوگيري كرد.

نكته : دراين جوش از جريان مستقيم با قطب معكوس استفاده مي شود.

تجربه نشان داده كه درصورتي كه بتوانيم از ورود گازهاي موجود در هوا يعني اكسيژن و نيتروژن به منطقه جوش پيشگيري كنيم جوش از خواص شيميايي و فيزيكي بهتري برخوردار خواهد بود.جوشكاري قوس الكتريكي با گاز محافظ CO2 يك روش بسيار مفيد و فراگير است. اين روش براي جوشكاري فلزات سخت و غير سخت در تمامي ضخامت ها مورد استفاده قرار مي گيرد و يك روش بسيار مناسب براي جوشكاري صفحات فلزي نازك و مقاطع نسبتاً ضخيم فلزات غير سخت مي باشد كه در شركت ايران خودرو بعد از جوش مقاومتي بالاترين ميزان استفاده را در سالن هاي بدنه سازي به خود اختصاص داده است.

در اين روش قوس الكتريكي و حوضچه مذاب كاملاً براي جوشكاري واضح و آشكار است. در جوشكاري با CO2 گاهي يك لايه نازك سرباره روي گرده جوش را مي پوشاند كه بايد اين لايه از روي سطح جوش بر طرف شود.

مزایای جوشMAG :

اين فرايند طوري است كه مي تواند در مورد بيشتر فلزات مغناطيسي و غير مغناطيسي مفيد باشد.

دراين شيوه ميزان جرقه كم مي باشد. سيم جوش به طور مستمر تغذيه مي گردد، بنابراين زمان براي تعويض الكترود صرف نمي شود.اين شيوه به راحتي مي تواند در تمام وضعيت ها استفاده شود. حوضچه مذاب و قوس الكتريكي براحتي قابل مشاهده است. سرباره حذف شده يا بسيار اندك است. از الكترودي با قطر نسبتاً كم استفاده مي شود، كه باعث بالا رفتن چگالي جريان مي شود. درصد بالايي از سيم جوش درمنطقه اتصال رسوب مي كند.

نكاتي راجع به استفاده صحيح از سيم جوش، CO2 ،اندازه شيار قرقره كشنده :

واير فيلدر دستگاه جوش بايد با قطر سيم جوش مصرفي همخواني داشته باشد. نازل ورودي انتهاي تورچ جوشكاري ، دقيقاً در مقابل شيار قرقره كشنده جوش قرار گرفته باشد. ضمناً نوك اين نازل تيز باشد، زيراباعث آسيب زدن به سيم جوش مي گردد.

فنر هدايت كننده سيم جوش در دادن غلاف تورچ دارای مشخصات زیر باشد :

1-فنريت خود را در اثر گرم شدن از دست نداده باشد.

2- له شدگی ناشته باشد.

3- کوتاه نباشد.

فشار پیچ و فنر نگهدارنده قرقره هاي كشنده روي سيم جوش در حدي باشد كه : سيم جوش له نشود، سيم جوش به هنگام كار متوقف نگردد، پيچ و فنر در (ريل هاب) كه در مركز قرقره سيم جوش قرار دارد، بيش از حد لازم سفت يا شل نباشد، چون سفت بودن آن به موتور واير فيلدر فشار وارد نموده و شل بودن آن باعث بيرون ريختن سيم از قرقره مي شود. نازل سيم جوش از نظر قطر داخل با سيم جوش مصرفي همخواني داشته باشد. (گشاد يا تنگ نباشد) و همچنين رزوه آن با انبردست محكم شده باشد.

ميزان ريزش گاز محافظ با قطر سيم جوش تنظيم گردد. (ميزان گاز محافظ عبوري 10 برابر قطر سيم جوش باشد( در صورت استفاده از گاز محافظ CO2 بعداز مانومتر كپسول، بايد گرمكن گاز نصب گردد و همواره قبل از شروع عمليات جوشكاري از صحت كاركرد گرمكن اطمينان حاصل شود. فنر تورچ در مدت زمان لازم (بستگي به ساعت كاركرد دارد) تميز و عاري از هر گونه آلودگي گردد، در غير اين صورت فنر دچار اشكال مي گردد. (براي تميز كردن فنر تورچ مي توان فنر را به صورت حلقه در آورد و در داخل بنزين قرار داد و سپس با فشار باد آن را تميز كرد.( آمپر و ولتاژ جوشكاري زماني با هم همخواني دارند كه ريزترين و مداوم ترين صدای ريزش قطرات سيم جوش هنگام كار شنيده شود.

بعد از تنظيم ولتاژ و آمپر بايد خروجي كابل اتصال منفي روي دستگاه جوش نسبت به ضخامت قطعه ميزان گرماي لازم انتقالي به قطعه، صحيح انتخاب گردد. در اين صورت پاشش جرقه جوشكاري زياد خواهد بود.

فاصله نوك نازل سيم جوش تا نوك شعله هنگام مصرف ازگاز CO2 به ميزان mm2 و هنگام استفاده ازاين گاز با مخلوطي ازآرگون mm8 داخل تر باشد. به هنگام جوش كاري، زاويه اين جوش نسبت به خط عمود بركار بيشتر از 25 درجه نباشد زيرا باعث خواهد شد:

فاصله سيم آزاد زياد شود ، گاز محافظ به طور كامل روي حوضچه جوش نريزد.

جهت جلوگيري از چسبيدن جرقه ها به داخل شعله جوش و اطراف نازل سيم جوش در ابتدا و همچنين در فواصل بين كار و بعد از تميز نمودن آثار جرقه ها از اسپري ضد جرقه استفاده گردد.

معايب جوش MAG:

تا به حال تعدادي از قطعات و اتصالات فلزي مهم و ايمني دربدنه خودرو در اثر ايجاد بعضي عيوب در فلز جوش يا منطقه مجاور آن شكسته شده و موجب خسارات مالي و جاني فراواني شده‌اند. همانطور كه مي‌دانيم جوش ايده‌آل و خالي از نقص تقريباً غير ممكن است و معمولاً جوش‌ها داراي معايبي هستند، مخصوصاً جوشكاري‌هايي كه به صورت دستي انجام مي‌شوند. در جوش CO2 به دليل اين كه تجهيزات و ادوات جوشكاري نسبت به جوش‌هاي ديگر بيشتر است لذا عيوب آن هم نسبت به جوش‌هاي ديگر بيشتر است كه در حد ممكن بايد از مواد مصرفي مناسب مانند : گاز CO2 مرغوب و خالي از رطوبت، سيم جوش متناسب با زاويه جوشكاري و قطعه ‌كار عاري از كثيفي مانند چربي، زنگ زدگي، اكسيده بودن، رنگ و رطوبت استفاده كرد. البته بعضي از پارامترها در اختيار كنترل ما نيست به عنوان مثال اگر بدنه در ايستگاه قبل با دقت و توجه كم مونتاژ شده باشد و ورق مورد نظر براي جوشكاري داراي فاصله هوايي باشد ، جوشكار ناچار است به دليل به وجود نيامدن توقف در خط هر طور كه شده پروسه جوشكاري فلز روي بدنه و محل مورد نظر انجام دهد . ورق هايي كه گالوانيزه هستند در حين جوشكاري فلز روي از طريق پوشش گالوانيزه وارد مذاب مي شود كه باعث تردي و بالا بردن ميزان حساسيت درمقابل ترك برداشتن مي شود .

دراثر سوختن و بخار شدن ايجاد دود سفيدي مي‌كند كه مشكلات تنفسي و عدم رويت كامل عمليات جوشكاري را براي شخص جوشكار به وجود مي‌آورد و مي‌تواند باعث ايجاد حفره و تخلخل در گرده جوش شود.

عيوب جوش CO2 در اثر عوامل مختلف و متفاوت اعم از اتصال ، مناسب نبودن مواد مصرفي شامل: فلز قطعه‌كار، گاز CO2، سيم جوش مصرفي و پارامترهاي جوشكاري مانند: ولتاژ، جريان، سرعت تغذيه سيم، قطر، سرعت حركت تورچ، نوع دستگاه و عدم مهارت جوشكار در نحوه انجام عمليات جوشكاري و نيز پيش‌گرم و يا پس‌گرم كردن مي‌توان نام برد. هر كدام از عيوب جوش بنا به حساسيت كاربردي موضع اتصال، مجاز هستند. و همكاران در بخش(QC كنترل كيفيت) از طريق آزمايشات مختلف ميزان اين عيوب را با استانداردهاي مربوطه مقايسه كرده و آنها را قبول يا رد مي‌كنند.

 

عيوبي كه مي‌توانند درايستگاه ايجاد شوند :

- عيوب مربوط به قطعه گذاري نامناسب-

- عيوب ناشي از نامناسب بودن سطح كار (روغني بودن، آبكاري نامناسب، رنگ، زنگ‌زدگی)

- عيوب مربوط به خارج از اندازه بودن ابعاد جوش - مشكلات مربوط به تغيير حالت سرشاسي و دفرمگي قطعات و فاصله هوايي آنها

- تنظيم نبودن دستگاه از نظر جريان، ولتاژ، سرعت تغذيه سيم ، ميزان عبور گاز محافظ

- تورچ و شعله‌پوش

- عدم مهارت جوشكار دراجراي پروسه جوشكاري

ايرادهايي كه در اثر نادرست بودن تجهيزات دستگاه جوش MAGايجاد مي‌شوند :

- نازل سيم جوش از نظر قطر داخلي با سيم جوش مصرفي همخواني نداشته باشد .

- اطراف شعله جوش دچار خوردگي و سايئدگي شده باشد چون در پوشش منطقه ، اختلال ايجاد مي كند.

- اندازه شيار قرقره كشنده واير فيلدر Wire fielder دستگاه با قطر سيم جوش مصرفي همخواني نداشته باشد .

- جهت جلوگيري از چسبيدن جرقه هابه داخل شعله پوش واطراف نازل سيم جوش در ابتدا و در فواصل بين كار از اسپري ضد جرقه استفاده گردد.

نكته: قطرات ريز را كه از منطقه جوش در بين اتصالات ذوبي به اطراف پرت مي شوند را ترشح مي گويند . اين قطرات مي توانند از حوضچه جوش يا سيم جوش پركننده ناشي شده باشند . هنگامي كه دانه هاي كروي و مذاب قطرات از سيم جوش به طرف حوضچه جوش منتقل مي شوند و ايجاد پل در فاصله قوس مي كنند ، مدار بسته ( اتصال كوتاه ) به وجود مي آيد كه عبور شدت جريان از آن باعث گداخته شدن فوق العاده اين پل مي شود كه با انفجار آن باراني از جرقه هاي گداخته به وجود مي آورد. جرقه هاي درشت در فرايند جوشكاري CO2با تورچ دستي در اثر قوس اضافي و جرقه هاي ريز ناشي از جريان اضافي مي باشد.جرقه‌ها اغلب در حين پرواز در روي سطح فقط ايجاد لكه‌هايي مي‌كنند. اغلب جرقه‌هاي چسبيده بر روي سطح در فواصل دور، با برس سيمي و وسايل مشابه به راحتي تميز مي‌شوند. اما جرقه‌هاي چسبيده شده در نزديكي مسير اتصال به راحتي جدا نمي شوند و ظاهر جوش را بد منظره مي كنند. علاوه براين جرقه و ترشح يكي از عواملي است كه باعث سوزاندن پوست و لباس جوشكار مي شود، كه با تنظيم پارامترهاي جريان، ولتاژ، قطب، سرعت تغذيه سيم، عبور گاز CO2 مي توان از بروزآنها جلوگيري كرد.

سوراخ شدن و ريزش جوش : اگر فلز جوش بيش از حد در قطعات جوش دادني نفوذ كند حوضچه مذاب ، ريشه جوش را سوراخ كرده پايين مي ريزد . توليد شدن گرماي بيش از حد لزوم موجب سوختن سيم جوش ومقداري از سطح قطعه كار مي شود . اين ايراد بيشتر از نادرست بودن پارامترهاي دستگاه جوشكاري ناشي مي شود ، البته مهارت دست جوشكار هم بي تاثير نيست.

نفوذ ناقص يا بيش از اندازه مذاب در قطعه كار: اين نقص به علت پيشروي سريع جوشكار ممكن است ايجاد شود ، زيرا در اين حالت سيم جوش CO2 به طور كامل به محل اتصال دو قطعه كار نخواهد رسيد و باعث گود شدن و نفوذ بيش از حد مذاب در قطعه كار خواهد شد.

ايجاد خوردگي : هنگامي كه جوش از كناره هاي لبه جوش پايين تر قرار گيرد عيب پديدار شده را خوردگي جوش مي نامند . عوامل بروز اين مشکل عبارتند از : تمركز زياد حرارت در محل جوش ، بكارگيري روش نامتناسب براي انجام پروسه جوشكاري مورد نظر که با تنظيم دستگاه به طور دقيق ، ممانعت از رسيدن گرماي اضافي به ناحيه جوشكاري و انتخاب تكنيك صحيح جوشكاري از ايجاد انواع خوردگي در درزهاي اتصال مي توان جلوگيري كرد.

پسر شاد J