تاپیک مرجع جوشکاری

[anjello 2427]

سلام دوستان عزیز

از اونجایی که مدیر محترم با این همه تاپیک زدن منو اعدام میکنه گفتم یه تاپیک مرجع هم درزمینه جوشکاری داشته باشیم تا هم کلیه مطالب اساسی یکجا مطرح بشن وهم اگه سوالی بود دیگه پخش وپلا نشه!!

تو این تاپیک درزمینه انواع فرایندهای جوشکاری ...تجهیزات...مزایا ومعایب ونحوه جوش بیشتر اشنا میشیم

اما از اونجایی که از قدیم گفتن یه دست صدا نداره!(من یه دستی بشکن میزنم ثابت میکنم داره!!) هم اکنون منتظر یاری سبز شما هستیم!

خلاصه هر گلی زدین به سر من زدین دیگه

منتظر نظرات...مقالات وپیشنهادهای شما دوستان گرامی هستیم

موفق باشید

[anjello 2427]

جوشکاری مقاومتی

 

جوشکاري مقاومتي يکي از قديمي‌‌ترين روش‌‌هاي جوشکاري الکتريکي است که امروزه در صنعت از آن استفاده مي‌‌شود. اين نوع جوشکاري، ترکيبي از گرما، فشار و زمان است. همان‌‌طور که از نام آن پيداست، مقاومت ماده در مقابل عبور جريان موجب ايجاد گرماي موضعي در ماده شده و در نهايت باعث جوشکاري مي‌‌شود. زماني که جريان ايجاد مي‌‌شود، فشار نيز به‌‌وسيله نگاه‌‌دارنده الکترود و نوک‌‌الکترود به قطعات وارد شده و قطعات را براي جوشکاري روي يکديگر نگاه مي‌‌دارد.

مدت زمان عبور جريان به عواملي مانند نوع و ضخامت قطعه، ميزان جريان عبوري و شکل سطح مقطع الکترودي بستگي دارد که با قطعه کار تماس مي‌‌يابد.

در شکل 1 نحوه اين نوع جوشکاري نشان داده شده است.

 

 

شكل1: مدار الكتريكي جوشكاري مقاومتي و قطعات مختلف اين نوع جوشكاري

 

اصول جوشکاري مقاومتي

زماني که جريان از طريق نوک الکترودها از قطعه کار عبور مي‌‌کند، عمل جوشکاري مقاومتي انجام شده و باعث مي‌‌شود که دو قطعه کاري که براي جوشکاري روي هم قرار گرفته‌‌اند، به هم متصل شوند. مقاومتي که قطعه در برابر عبور جريان از خود نشان مي‌‌دهد، باعث به وجود آمدن گرماي موضعي در قطعه شده و به اتصال آنها مي‌‌انجامد.

در شکل 2، دو شکل که يکي با جوشکاري مقاومتي و ديگري به وسيله جوشکاري تيگ ايجاد شده‌‌اند، با يکديگر مقايسه شده‌‌اند.

 

 

شكل2: مقايسه دو قطعه كار؛ يكي با جوشكاري مقاومتي و ديگري با تيگ

 

 

 

همان‌‌طور که در شکل 2 مشاهده مي‌‌شود، در جوشکاري تيگ، جوشکاري فقط از يک سمت قطعه کار انجام شده است، اما در جوشکاري مقاومتي، به دليل وجود دو الکترود در هر دو طرف قطعه کار، جوشکاري از هر دو طرف انجام مي‌‌شود.

زماني که سطح مشترک الکترودها با قطعه کار، به دليل مقاومت در برابر عبور جريان گرم مي‌‌شود، قطعه کار جوش داده مي‌‌شود. در تمام موارد در صورت عدم عبور جريان الکتريسيته، عمل جوشکاري انجام نمي‌‌شود. بر اثر نيروي حاصل از فشاري که الکترودها به قطعه کار وارد مي‌‌آورند، قطعه کارها بر روي هم نگاه داشته مي‌‌شوند.

 

توليد گرما

اگر توان و گرما را با يکديگر هم‌‌ارز بگيريم، مي‌‌توان با استفاده از قانون اهم، ميزان گرماي توليدي را محاسبه کرد. زماني که جريان از يک هادي الکتريسيته مي‌‌گذرد، مقاومتي که رسانا در برابر عبور جريان ايجاد مي‌‌کند، موجب توليد گرما مي‌‌شود. فرمول اصلي توليد گرما به شکل زير است:

H=I2R که در آن، گرما= H، مجذور جريان الکتريکي= I2 و مقاومت = R است.

حقيقت اين است که اگرچه ميزان جريان در همه جاي مدار يکي است، ولي ميزان مقاومت در نقاط مختلف آن متفاوت است و گرماي توليد شده مستقيما به ميزان مقاومت آن نقطه از مدار بستگي دارد.

 

مدت زمان جوشکاري مقاومتي

SQEEZE TIME: زمان بين اعمال نيرو و شروع عمل جوشکاري

HEAT OR WELD TIME: زمان توليد گرما و انجام جوشکاري

HOLD TIME: زماني که بعد از جوشکاري همچنان نيرو به قطعه کار اعمال مي‌‌شود

OFF TIME: زمان موردنياز براي جدا شدن دو الکترود براي شروع جوشکاري بعدي

ماشين‌‌هاي جوشکاري مقاومتي، به‌‌گونه‌‌اي طراحي و ساخته مي‌‌شوند که کمترين مقاومت در کابل‌‌ها و الکترودگير و الکترودها به‌‌وجود آيد. اين ماشين‌‌ها طوري طراحي شده‌‌اند که جريان را به بهترين نحو به قطعه برسانند. نقاطي که بيشترين مقاومت را در محدوده کاري ايجاد مي‌‌کنند، عبارتند از:

1. نقطه تماس بين الکترود و بالاي قطعه کار

2. نوک قطعه کار

3. سطح مشترک بين قطعه کار بالايي و پاييني

4. انتهاي قطعه کار

5. نقطه تماس بين الکترود با پايين قطعه کار

6. مقاومت در نوک الکترودها

ميزان مقاومت در نقطه 3 (سطح مشترک قطعه کار بالايي با پاييني) به قابليت انتقال گرما، مقاومت الکتريکي و ضخامت قطعه کار بستگي دارد و در اين نقطه است که عمليات جوشکاري انجام مي‌‌شود.

 

جوشکاري نقطه‌‌اي

جوشکاري نقطه‌‌اي، يکي از انواع جوشکاري مقاومتي است که از آن به منظور جوشکاري ورق‌‌ها استفاده مي‌‌شود. به طور متوسط، ضخامت ورق‌‌هايي که با اين روش جوشکاري مي‌‌شوند، بين 5/0 تا 3 ميلي‌‌متر است. در اين نوع جوشکاري از دو الکترود مسي مشابه براي متمرکز کردن جريان بر روي قطعه کار و همچنين وارد کردن فشار روي قطعه کار استفاده مي‌‌شود. نتيجه کار، خال‌‌جوشي است که به سرعت تا نقطه ذوب آن گرم مي‌‌شود و با قطع جريان در آن نقطه، دو قطعه کار به هم متصل مي‌‌شوند. مقدار گرماي توليدي به ميزان و مدت زمان انتقال جريان بستگي دارد. شدت جريان و مدت زمان عبور جريان توسط عواملي نظير جنس و ضخامت قطعه کار و همچنين نوع الکترودها، انتخاب مي‌‌شود. اگر جريان براي مدت زيادي از قطعه کار عبور داده شود، موجب خراب شدن جوش شده و قطعه کار ذوب مي‌‌شود. حتي ممکن است سوراخي در نقطه موردنظر ايجاد شود.

جوشکاري نقطه‌‌اي را براحتي مي‌‌توان براي انواع اجناسي که از ورق ساخته مي‌‌شوند، مانند سطل‌‌هاي آهني به کار برد. آلياژهاي آلومينيم را نيز مي‌‌توان با اين روش جوش داد، اما هرچه قابليت رسانايي الکتريکي و گرمايي بيشتر باشد، براي جوشکاري آنها شدت جريان را بايد تا 3 برابر افزايش داد. اين کار مستلزم برخورداري از دستگاه‌‌هاي جوشکاري بزرگ‌‌تر، قوي‌‌تر و گرانتري است.

متداول‌‌ترين کاربرد جوشکاري مقاومتي در صنعت خودرو است که در همه جا به منظور جوشکاري ورق‌‌هاي بدنه خودرو به کار مي‌‌رود. همچنين، دستگاه‌‌هاي مقاومتي را مي‌‌توان کاملاً اتوماتيک کرد. امروزه ربات‌‌هاي جوشکار زيادي را مي‌‌توان در خطوط مونتاژ مشاهده کرد.

 

 

شكل3: روبات‌هاي جوشكار در حال جوشكاري نقطه‌اي بدنه خودرو در شركت kuka

 

 

 

از ديگر کاربردهاي جوشکاري مقاومتي، کلينيک‌‌هاي دندانپزشکي است که در آنجا، تجهيزات کوچک جوشکاري مقاومتي براي چسباندن چسب‌‌هاي فلزي به کار مي‌‌روند.

 

[anjello 2427]

جوشكاري اصطكاكي (Friction Welding (FRW

 

قسمت اول

 

 

جوشکاری اصطکاکی اغتشاشی برای اولین بار برای آلیاژهای AL ابداع گشت و یک روش جوش کاری حالت جامد است. چون روش های جوشکاری فعلی برای جوش دادن آلیاژهای آلومینیوم که در هوا فضا کاربرد دارند، کفایت نمی کند . آلومینیوم های سری 2xxx و 7xxx و 6xxx را به عنوان آلومینیوم های غیر قابل جوش می شناسند ، به خاطر ساختار میکروسکوپی ضعیف و خلل و فرج های که در منطقه FZ باقی می ماند و خواص منطقه جوش با فلز پایه قابل مقایسه نیست . بعضی آلومینیوم ها قابلیت جوشکاری دارند ولی در عوض با اکسیدهای سطحی مشکل بزرگی دارند که بر طرف کردن آن نیز گران می باشد . مجموع این عوامل دست به دست هم داد که در سال 1991 The welding institute (TWI) روش FSW را اختراع کرد.(Friction Stir Welding)

ایده اصلی جوشکاری اصطکاکی بسیار ساده می باشد. یک وسیله دوّار مصرف نشدنی (یک پین ویژه همراه با دندانه) را در نظر بگیرید. دو فلزی را که می خواهند جوش بدهند در کنار هم محکم قرار می دهند و پین وارد خط اتصال این دو فلز می شود و همراه با چرخش ، طول خط اتصال را طی می کند. پین دو عمل اصلی را انجام می دهد:

● گرم کردن قطعه توسط اصطکاک

● حرکت دادن مواد به منظور اتصال

 

گرما به کمک اصطکاک بین پین و قطعه کار و تغییر فرم پلاستیک قطعه به دست می آید. حرارت متمرکز شده باعث نرم شدن مواد اطراف پین و به همراه حرکت دوار پین، باعث حرکت مواد از جلوی پین به عقب پین می گردد و بر اثر این پروسه اتصال در حالت جامد اتفاق می افتد به علت ساختار هندسی پین ، موادی که در اطراف پین حرکت می کنند به خوبی با یکدیگر ترکیب می شوند . در جوشکاری FSW مواد در گرمای بالا تغییر شکل زیادی می دهند و ساختار نهایی ، دانه های کریستالی هم محور و خوبی دارد و همچنین دارای خواص مکانیکی مطلوبی است.

 

◄ مزایای جوشکاری FSW

FSW به عنوان مهم ترین پیشرفت در اتصال فلزات در دهه ی اخیر مطرح بوده است و تکنولوژی "سبز" است که بازده انرژی بالا دارد و در مقام مقایسه با سایر روش های جوشکاری متداول ، FSW انرژی بسیار کمتری مصرف می کند و هیچ گاز محافظ یا سرباره ای استفاده نمی شود به همین علت دوست محیط زیست نامیده می شود و اتصال شامل هیچگونه فلز پر کننده ای نمی باشد و همچنین هر نوع آلومینیومی بدون دلواپسی از سازش پذیری ساختارش می توان به کار برد و هر نوع آلومینیومی و کامپوزیتی می توانند به یکدیگر با سهولت وصل شوند و در مقایسه با روش جوش کاری اصطکاکی قدیمی ، که معمولا بر روی قطعات قرینه و کوچک که می چرخیدند و فشار داده می شدند تا جوش بخورند ، جوش کاری اصطکاکی فعلی در انواع مختلف اتصالات مانند اتصال زیر، اتصال لب به لب ، اتصال T و اتصالات فیلت به کار می رود.

اخیرا به وسیله Mishra روش FSP) Friction Stir Process) ابداع شده است به عنوان وسیله ای که ساختار میکروسکوپی را اصلاح می کند و بر پایه قوانین FSW بنا شده است برای مثال میزان ابر پلاستیکی در نرخ تنش های بالا در AL7075 مشاهده شده است ، علاوه بر این از FSP برای تولید سطح کامپوزیتی روی آلومینیوم و هموژن کردن پودرهای آلومینیوم و اصلاح ساختار کامپوزیتهای فلزی و بهبود خواص در آلیاژهای ریخته گری کاربرد دارد.

 

اين نوع جوشكاري در زمرة پروسه هاي جوش حالت جامد مي باشد روش هاي جوشكاري حالت جامد كه بيشتر متداول هستند عبارتند از:

 

 

 

● جوشكاري اصطكاكي Friction welding

 

 

 

● جوشكاري فشاري Pressure welding

 

 

 

● جوشكاري آهنگري يا پتكه اي Forge welding

 

 

 

● جوشكاري با امواج صوتي Ultrasonic welding

 

 

 

در جوش هاي حالت جامد برخلاف فرايندهاي حالت ذوبي كه محل اتصال در نتيجه ذوب موضعي دو قطعه و تداخل آنها و عمل انجماد انجام مي شد، اتصال بدون تشكيل مذاب انجام مي شود.ولي ممكن است فيلمي از فلز مذاب در يك مرحله مياني از عمليات بين سطوح اتصال ايجاد گردد اگرچه فلز مذاب معمولاً به طور كامل از جوش جدا مي شود،ولي در حضور كوتاه خود نقش مفيدي را در انجام جوش ايفا مي كند.

 

به طور كلي جوشكاري اصطكاكي بر اساس تبديل انرژي مكانيكي به انرژي گرمايي استوار است كه دو قسمت مورد اتصال را به هم نزديك كرده و با ايجاد حركت دوراني سريع يكي از آنها بر روي ديگري و مالش و اصطكاك دو قطعه، گرماي زيادي توليد شده و موجب حالت پلاستيسيته در لبه هاي اتصال مي شود با فشار اعمال شده نهايي قطعات در هم فرو مي روند و اتصال ايجاد مي شود.

 

 

 

 

◄ مكانيزم اتصال :

 

مي دانيم كه سطوح در مقياس ميكروسكوپي داراي برآمدگي ها و فرورفتگي هايي هستند و علاوه بر آن لايه اكسيدي نازك و يا ناخالصي هاي ديگر بر روي سطح پوشيده شده است. هرگاه سطوح به طور كامل در كنار هم قرار نگيرند نيروي چسبندگي بين مولكولي بين آنها برقرار نشده و در نتيجه اتصال انجام نمي گيرد هدف اصلي در جوشكاري اصطكاكي برطرف نمودن اين ناهمواري ها و ناخالصي ها و اعمال فشار براي اتصال دو سطح است.

 

 

 

هنگامي كه دو سطح با فشار معين بر روي هم ماليده مي شوند نقاط بلند بهم برخورد كرده و از بين مي روند، همزمان لايه اكسيدي برداشته شده و دو سطح فلز در تماس با يكديگر قرار مي‌گيرند و بدين ترتيب يك باند يا چسبندگي موقت (Seizures) به وجود مي ايد با ادامه حركت ،اين چسبندگي بريده شده و يك باند تازه تر به وجود مي ايد بدين ترتيب انرژي مكانيكي به حرارتي تبديل شده و به تدريج درجه حرارت سطح افزايش مي يابد.بنابراين استحكام فشاري كاهش يافته و تغيير فرم پذيري راحت تر انجام مي گيرد، نقاط برآمده به سرعت محو شده و سطوح در حالت چسبندگي كامل قرار مي گيرند با فرض اين كه نرخ حرارت توليدي بيشتر از حرارت فروكشي باشد درجه حرارت بالاتر رفته و حالت پلاستيكي نيز بيشتر مي شود تا جايي كه استحكام فشاري قادر به تحمل نيروي فشاري نيست و سطح زير فشار گسترده تر شده و لبه ها در هم فرو مي روند و حتي كمي به بيرون بر مي گردند.

 

 

 

به خاطر حركت چرخشي دسته كم يكي از دو قطعه در محل اتصال مي بايست سطح مقطع دايره اي داشته باشد جوشكاري اصطكاكي به طور كلي به دو دسته تقسيم مي شود:

 

 

 

الف) جوشكاري اصطكاكي لحظه اي Inertia friction

 

 

 

ب) جوشكاري اصطكاكي مداوم Continuous drive friction

 

 

 

البته امروز روش هاي پيشرفته كه تركيبي از دو تكنيك بالاست به كار مي رود هر دو نوع جوشكاري مي تواند بدون توقف و به طور كامل به صورت ماشيني انجام شود و مي توان پارامترهاي عملياتي را از قبل برنامه ريزي نمود. FRW براي قطعاتي كه بتوان آنها را از نظر اندازه و شكل با ماشين جوش اصطكاكي تطبيق داد پروسه اي جالب مي باشد زيرا هيچ ماده filler يا پر كننده لازم ندارد و مثلاً براي جوشكاري فولاد كربني ساده و آلياژي حفاظت با گاز لازم نمي باشد. جوش بدست آمده از اين روش كيفيت بالايي دارد و براي توليدات انبوه مقرون به صرفه است.

 

با پيشرفت هاي انجام شده مي توان جوشكاري اصطكاكي را به جاي چرخش با حركت انجام داد كه باعث گسترش اين پروسه و تطبيق قطعات متنوع با اين پروسه شده است.

 

براي توليد يك جوش قابل قبول پارامترهاي عملياتي از قبيل نيروي اعمالي، سرعت چرخش و زمان مي تواند در رنج گسترده اي تغيير كند نيروي اعمالي بايد به مقدار كافي بزرگ باشد تا سطوح را در تماس با يكديگر نگه دارد زمان عمليات هم بايد به گونه اي باشد كه اكسيداسيون سطوح به حداقل برسد. نيروي ناكافي حرارت كمتري ايجاد مي كند كه منجر به عدم اتصال مناسب سطوح مي گردد از طرف ديگر نيروي بيش از اندازه حرارت زيادي توليد مي كند كه منجر به ذوب شدن دو فلز مي شود. به عنوان مثال براي جوشكاري فولاد نيرو در محدوده 30-60 MPa و سرعت زاويه اي حداقل 90 m/min مي باشد. زمان گرمادهي براي قطعات كوچك از 5 تا 10 ثانيه مي باشد. زمان بايد به اندازه كافي باشد تا اجازه رسانش گرمايي به بخش هاي مركزي سطوح كه داراي حركت نسبي كمتري براي توليد حرارت مي باشند را بدهد از طرف ديگر افزايش زمان گرمادهي منجر به افزايش سطح مقطع اتصال و گسترش منطقه HAZ در دو طرف جوش به طور غيرعادي مي شود.

 

 

 

◄ مزايا و محدوديت هاي جوشكاري اصطكاكي:

 

 

 

● عدم نياز به فلاكس ( روانساز) ، ماده پر كننده و گاز محافظ

 

● مصرف انرژي الكتريكي كمتر و به طور كلي انرژي مورد نياز

 

● عمليات جوشكاري نسبتا تميز و بدون قوس الكتريكي ،دود و گاز

 

● منطقه Haz باريك و داراي دانه هاي ريز تر حتي نسبت به فلز اصلي

 

 

 

 

 

 

 

 

محدوديت ها :

 

يكي از قطعات بايد گرد باشد. همچنين بايد داراي شكل و طرحي باشد كه بتوان آن را روي دستگاه بسته و به گردش درآورد. البته اين محدوديت با طراحي هاي جديد بر طرف شده است ولي هزينهاي مصرفي نسبتا بالاست.اكثر مواد و فلزات را ميتوان با اين روش جوشكاري نمود و تقريبا هيچ محدوديتي نداريم.

 

 

◄ پوشش كاري بوسيله جوشكاري اصطكاكي:

 

پوشش كاري بوسيله جوشكاري اصطكاكي هم اكنون تحت مطالعات زيادي قرار دارد زيرا به قلمرو فلزات، آلياژها و همچنين كامپوزيت ها قدم گذاشته است و يك لايه كاملاً مجزا از پوشش را روي ماده زيري اعمال مي كند يكي از امتيازات و مزيت هاي اين روش نسبت به ساير روش هاي پوشش كاري اين است كه محلول پس زده شده و فلز مذاب پايه ندارد. پوشش دهي اصطكاكي از مشكل ناشي از ذوب ماده مصرف شدني در هوا به وسيله مكانيزم پيچيده انجماد رسوب به همراه هيدروژن بدست آمده و ترك هاي سرد و شرايط نامطلوب سطحي همراه با دانه هاي حاصل از جوشكاري (beads) جلوگيري مي كند در پوشش كاري اصطكاكي از يك ماده مصرف شدني دوار كه مي توان يك شمش جامد فلزي با سطح مقطع گرد و با يك تيوپ فلزي پر شده از يك ماده انتخابي استفاده مي شود انتهاي آزاد ماده مصرف شدني با اعمال يك فشار بر روي سطح زير لايه (سطح قطعه كار) آورده مي شود و به دليل اين كه ماده مصرفي دوار داراي مقاطع كوچكتراست دماي آن سريع تر بالا مي رود بدين سان قطعه كار با يك حوزه گرمايي و يك منطقه HAZ مينيمم روبرو مي شود هنگامي كه انتهاي گرم ماده مصرف شدني در حال چرخش، پلاستيسيته مي شود ماده مصرف شدني زير يك فشار به سطح فلز پايه جوش مي خورد.

 

 

 

شكل 6 ضرورت تكنيك پوشش كاري اعمالي و يك ماشين در حال كار را نشان مي دهد. راهنماي عمليات و پارامترهاي مورد نياز پروسه استخراج و فهرست شده اند ماده مصرف شدني در شكل 6 يك شمش با سطح مقطع گرد با قطر mm 25 است كه يك لايه با ضخامت حدودي 2 ميلي متر با نرخ تقريبي 4.5 گرم بر ساعت با سرعت دوران rpm 975 در زير فشار عمودي 28 كيلو نيوتن با سرعت سير 4.9 ميلي متر بر ثانيه نشان مي دهد سرعت دوران هاي بالاتر منجر به لايه رسوب نازكتر مي شود و كيفيت جوش در فصل مشترك با قطعه بهبود مي يابد نيروي محوري كمتر ضخامت لايه رسوب را افزايش مي دهد اما پهناي باند موثر را كاهش مي دهد.

 

 

 

 

 

 

◄ جوشكاري اصطكاكي به طور كلي به دو دسته تقسيم مي شود:

 

 

 

الف) جوشكاري اصطكاكي لحظه اي Inertia friction

 

 

 

ب) جوشكاري اصطكاكي مداوم Continuous drive friction

 

 

 

البته امروز روش هاي پيشرفته كه تركيبي از دو تكنيك بالاست به كار مي رود هر دو نوع جوشكاري مي تواند بدون توقف و به طور كامل به صورت ماشيني انجام شود و مي توان پارامترهاي عملياتي را از قبل برنامه ريزي نمود.

 

 

 

◄ جوشكاري اصطكاكي لحظه اي:

 

فرم لحظه اي جوشكاري اصطكاكي چرخشي شامل يك قطعه كار گيرداده شده به يك سه نظام متصل به چرخ دوار سنگين مي باشد سرعت چرخش چرخ دوار به وسيله جوش هاي آزمايشي و استاندارد و يا از طريق فرمول هاي در دسترس بدست مي ايد. بعد از رسيدن به سرعت موردنياز چرخ دوار از موتورها جدا مي شود و قطعه كار در حال چرخش تحت نيروي فشاري به قطعه كار ساكن متصل مي شود. با تماس دو سطح انرژي جنبشي چرخ دوار از طريق اصطكاك به حرارت تبديل مي شود و به محض اينكه سرعت كاهش يافت گرماي توليدي در سطوح هم كاهش مي يابد و بجاي آن گرما از طريق رسانش در قطعات پراكنده مي شود با افزايش سطح مقطع تماس گشتاور در جهت مخالف شروع به افزايش مي كند و سبب توقف ناگهاني حركت دوراني چرخ دوار مي شود و جوش در حالت جامد تشكيل مي گردد در اين مرحله يك نيروي اضافي باعث افزايش سطح مقطع اتصال شده و كيفيت خواص مكانيكي جوش را بهبود مي بخشد، انرژي موردنياز براي يك عمليات به اندازه، شكل، وزن قطعه و سرعت چرخش چرخ دوار بستگي خواهد داشت اثر انرژي كل چرخ دوار، نيرو، سرعت بر الگوي گرمايي ايجاد شده در سطوح اتصال در شكل 1 نشان داده شده است.

 

 

شكل 1

 

 

◄ جوشكاري اصطكاكي پيوسته:

 

در اين نوع جوشكاري مانند جوشكاري اصطكاكي لحظه اي يك قطعه كار به يك سه نظام متصل به موتور گير داده شده است كه به طور پيوسته با يك سرعت ثابت و زمان مشخص مي چرخد به طور معمول يك نيروي فشاري كنترل شده اوليه براي ايجاد اصطكاك بر سطوح تماس وارد مي شود. هنگامي كه حرارت كافي توليد شد قطعه كار در حال چرخش به وسيله ترمز متوقف مي شود و نيروي بيشتر نهايي براي افزايش سطح مقطع تماس اعمال مي گردد به دليل گستره وسيع تغييرات پارامترهاي عملياتي جوشكاري اصطكاكي مداوم، براي اتصال مقاطع خيلي بزرگ و يا بي نهايت كوچك كاربرد دارد به عنوان مثال ماشيني كه براي جوشكاري شفت ها و تيوپ هاي با قطر بزرگ با سطح مقطع در حدود 1480cm2 استفاده مي شود داراي ظرفيت نيروي 20MN مي باشد و برعكس وقتي جوشكاري اصطكاكي در مقياس ميكرو باشد پارامترها به سمت مقادير متفاوت سوق مي يابد به عنوان مثال سرعت زاويه اي بايد چندين برابر سرعت مورد نياز براي قطعات با اندازه متوسط باشد (اغلب در حدود 300 m/min) وقتي وايرها با سطح مقطع بسيار كم جوشكاري سر به سر مي شوند (با قطر 2mm) سرعت چرخشي بايد در حدود 47000rpm باشد همچنين وايرها با قطر كوچكتر از 1mm به طور موفقيت آميز جوشكاري اصطكاكي مي شوند ولي سرعت چرخش بايد تا حدود 125000rpm باشد.

 

 

براي رسيدن به سرعت چرخشي مورد نياز در جوشكاري اصطكاكي با مقياس ميكرو در ماشين ها از يك توربين هوايي براي چرخاندن سه نظام استفاده مي شود نيروي فشاري در اتصالات با اندازه ميكرو سير صعودي دارد كه نيروي نهايي فورج ممكن است فقط 135 lbs. باشد كل زمان گرمادهي و جوشكاري براي انجام يك جوش ميكرو معمولاً كمتر از يك ثانيه است.

[anjello 2427]

قسمت دوم وپایانی

 

◄ جوشكاري اصطكاكي شعاعي:

 

براي اتصال درزها و لوله و ميله هاي فولادي اين روش با استفاده از حلقه هاي فولادي مصرف شدني انجام مي شود كه در شكل 2 نشان داده شده است. در اين روش لازم نيست كه دو قطعه كه به هم اتصال مي يابند دوران كنند و تنها حلقه مي چرخد بعد از آن كه حلقه شروع به چرخش كرد خودش و سطوح آماده قطعه كار كه در تماس هستند به دماي ذوب مي رسند پس يك نيروي فشاري بالا به طور شعاعي بر حلقه اعمال مي شود. كه موجب جوش اصطكاكي اين فلز با دو قطعه كار مي شود حلقه مي تواند در شيارهاي درز از بيرون فورج شود( شكل 2) و يا مي تواند درون درز اتصال در لوله ها و تيوپ نصب شود و دوران كند كه اين امر مستلزم انبساط شعاعي است. اين تكنيك FRW در واقع اتصال طول هاي بلند به خصوص زماني كه دو راستا نياز دارند كه با سرعت هاي بالا دوران كند با صرفه است. اگر راستاي قطعات كار مستقيم و راست نباشد يا قطعات دچار تغيير فرم هايي به اشكال خاص و ويژه در راستاي طولشان شوند باز هم امكان وارد كردن و قرار دادن يك توپي قابل انبساط داخلي براي بالا بردن نيروي فشار شعاعي در مدت عمليات وجود دارد.

 

 

 

 

شكل 2

 

 

 

◄ شكل هاي ديگري از جوشكاري اصطكاكي:

 

مزايا جوشكاري اصطكاكي باعث شده است تا لابلاتوآرهاي توسعه دهنده ماشين هاي جوشكاري اصطكاكي شروع به آزمايش با فرم هاي مختلف از حركت لغزشي(sliding motion) براي توليد حرارت اصطكاكي براي جوشكاري كنند. اين كوشش ها معطوف به مواردي بوده كه شكل فيزيكي يا طول قطعه كار را با اشكال "inertia – drive" و "direct – drive" نمي توان تطبيق داد. آزمايش هايي كه در اين زمينه انجام شده در حدود نيم دوجين "half –dozen" حركت مختلف را كه در زير تعدادي نام برده مي شود، را نشان مي دهد. " شعاعي radial"، مداري orbital"، سطحي surfacing"، رفت و برگشت خطي reciprocating linear ، "Co – extrusion" و "hydropillar". توسعه اين حركت ها به خاطر مشكلات عملي طراحي ماشين و عمليات به كندي صورت مي گيرد. يك پروسه جديد كه بطور اقتصادي به كار گرفته شده است "radial Fraction welding" ناميده مي شود. بعضي ديگر نزديك به تكميل عمليات هستند و ماشين هاي آنها در حال ساخت است.

 

 

 

◄ قابليت FRW براي جوش فلزات غيرمتشابه:

 

قابليت جوشكاري اصطكاكي در جوش دادن قطعات غيرهم جنس سبب استفاده وسيع آن در صنعت شده است. در مورد جوش بعضي از فلزات به فولاد ممكن است برخي تركيبات متالورژيكي مضر در حين انجام پروسه به وجود ايد. چون پروسه جوشكاري در حالت جامد است و در فصل مشترك مذاب نداريم لذا اين پروسه براي جوش دادن فلزات و آلياژها به فولاد مناسب است. به عنوان مثال مي توان از توانايي جوش FRW آلومينيم به فولاد نام برد. از آنجا كه ذوب و در نتيجه نفوذ وجود ندارد پس تركيبات بين فلزي مضر هم نداريم در مورد بعضي از فلزات نامتشابه اين پروسه به وسيله يك لايه بافر يا مياني سازگار با هر دو فلز انجام مي شود. لايه بافر از جنس كروم، نيكل و نقره در مورد جوش فلزات به فولاد به خوبي مورد استفاده قرار گرفته است. لايه بافر را مي توان توسط electroplating و يا اعمال تكه جامد به انتهاي يكي از قطعات اعمال كرد. در مورد جوشكاري فولادهاي سختي پذير ،پيش گرم كردن مي تواند راه حل مناسب جهت افزايش خواص مكانيكي (داكتيليتي و انعطاف پذيري) در شرايط جوش باشد اما بيشتر ترجيح داده مي شود كه قطعات را پس از جوشكاري عمليات حرارتي كنيم به علت آن كه باعث بازيابي ساختار اوليه مي شود. اين عمليات حرارتي به طور موضعي در منطقه جوش صورت مي گيرد.

 

 

 

ترك هاي سرد احتمالي كه در فرايند FRW ممكن است بروز كند به دو دليل است:

 

 

 

1- به علت افزايش هيدروژن در مناطق جوشكاري شده كه باعث بروز ترك هيدروژني سرد مي شود.

 

 

 

2- ساختارهاي منجمد شده كه پس از جوشكاري مستعد به ترك سرد هستند.

 

 

 

اين ترك هاي هيدروژني از مركز جوش شروع شده و به طور متعامد به سمت خارج منطقه جوش گسترش مي يابند.

 

 

 

منطقه جوش حاصل از فرايند FRW باريكتر از منطقه جوش حاصل از ساير مكانيزم هاي جوشكاري است كه دليل آن زمان جوشكاري كوتاه تر در اثر تبديل انرژي مكانيكي به حرارتي در منطقه جوشكاري است.

 

 

◄ مواد مناسب براي قرار گرفتن تحت جوشكاري اصطكاكي:

 

به طور كلي جوشكاري اصطكاكي پروسه مناسب براي اتصال فولادها مي باشد و مزاياي متالوژيكي مناسبي از خواص را ارائه مي دهد. هر فولادي كه قابليت فورج داغ داشته باشد مي‌تواند جوشكاري اصطكاكي شود همچنين بسياري از فلزات غيرمتشابه مي تواند به فولاد جوش داده شود اگر فولاد مقادير بيشتري از ميزان معيني عناصر آلياژي و عناصر باقي مانده داشته باشد سختي، نرمي خمشي و تافنس شكست مناسب در شرايط جوش ايجاد مي شود البته تاكنون فرمول مشخصي براي ارزيابي تركيبات مناسب فولادي براي تأمين خواص استحكام، سختي، نرمي و چقرمگي مناسب ارائه نشده است.

 

 

 

◄ خصوصيات مكانيكي جوش هاي اصطكاكي:

 

خصوصيات مكانيكي جوش هاي اصطكاكي در فولادها به گستردگي ساير فرايندها مورد بررسي و آزمايش قرار نگرفته است. از جمله خصوصيات جوش FRW مي توان به استحكام، كيفيت خوب كه البته وابسته به تركيب فولاد و ريزساختار حاصل از سرعت سرد شدن پس از جوشكاري است اشاره كرد. به طور معمول استحكام جوش هاي ايجاد شده مناسب بوده ولي چقرمگي گاهي اوقات نگران كننده است شكل 3نمايي از پارامترهاي اصلي فرايند براي هر نوع جوش اصطكاكي را نشان مي دهد:‌

 

 

 

 

شكل 3

 

 

 

تجهيزات بيشتري كه امروزه براي بدست آوردن جزئيات اطلاعات در زمان جوشكاري كه شامل مقدار گشتاور، سرعت مصرف انرژي و كاهش سرعت ،موجود است. استفاده از داده هاي كامپيوتري در همان زمان اجازه آناليز فوري را مي دهد و يك ميكروپروسور در مورد قطعات ويژه، تابع بحراني را كنترل مي كند كه با اين روش خواص مكانيكي قطعات جوش خورده بهينه مي شود (optimaized) اطلاعات بوسيله تجهيزات ماشين "direct – drive" جمع آوري مي شوند كه دستورات اوليه براي ساخت يك جوش با انعطاف پذيري و تافنس قابل قبول به آن داده شده است.

 

مقدار انرژي ضربه اي جذب شده را با جوشكاري با سرعت چرخش پايين و كاهش شتاب از زمان رها كردن كلاچ تا توقف كامل مي توان بهبود بخشيد.

 

اين بهسازي در تكنيك عمليات به صورت تأثير يك كار داغ ناچيز ظاهر مي شود كه منجر به يك ميكروساختار آستنيته شده،‌ كه در هنگام سرد شدن تبديل به يك ميكروساختار ريز مي شود بنابراين تافنس بهبود مي يابد. نوآوري ديگري در تكنيك FRW كه موجب بهبود تافنس جوش در فولاد مي شود "twist post rotational" ناميده مي شود بررسي ها نشان مي دهد كه "twisting" در يك قطعه تازه جوش داده شده،‌ يك مقدار كم،‌ كار پلاستيك اعمال مي كند. اين تغيير شكل كوچك منجر به استحاله آستنيت به ساختار فريت ريز سوزني در هنگام سرد كردن مي شود.توسعه بهبود بخشي تافنس با اين نوع از ريز ساختار؛ براي اين كه مقدار فاق "V-sharpy" به بالاي مينيمم تهيه شده ،در اين نوع فولاد نورد گرم شده برسد؛ مي تواند كافي باشد اما فولاد بايد تركيبي را كه براي جوشكاري اصطكاكي مطلوب است، را داشته باشد مقدار "twisting" مورد نياز براي ايجاد بهبودي تافنس، كم و در حدود 15 درجه است. اين پروسه بايد فوراً بعد از جلوگيري از چرخش قطعه كار، زماني كه هنوز ساختار آستنيته داريم انجام شود. تأخير بيش از چند ثانيه عمل را بي ارزش مي كند و منجر به ساختاري دوگانه در برخي از فولادها مي شود twisting. در حدود 85 درجه بدون هيچ مشكلي در مطالعات انجام شده است.

[anjello 2427]

جوشکاری ترمیت

 

 

جوشكاري ترميت به مجموعه فرآيندهايي گفته مي شود كه در آن جوش ازفلز مذابي كه توسط يك كنش شيميايي بشدت گرمازا بوجود آمده است ، تشكيل مي شود. اين نوع جوشكاري بيشتر شبيه به ريخته گري بوده و دور دو قطعه اي كه بايد به هم جوش داده شوند يك قالب قرار دارد كه فلز مذاب ناشي از اين واكنش شيميايي به اين قالب هدايت شده و پس از سرد شدن فلز مذاب داخل قالب جوش شكل مي گيرد.

واكنش شيميايي يا ترميت معمولا بين اكسيد يك فلز ( معمولا آهن يا مس ) و فلز احيا كننده مانند آلومينيوم انجام مي شود. براي انجام واكنش از يك پودر كه به سرعت محترق شده به عنوان چاشني استفاده مي شود كه گرماي لازم براي شروع واكنش را فراهم مي آورد. دو نمونه از واكنش هاي مورد استفاده در اين نوع جوشكاري :

 

 

 

 

 

◄ ترميت مورد استفاده در صنعت:

- ترميت ساده : شامل مخلوط پودر هاي اكسيد آهن و آلومينيوم

- ترميت فولاد كم كربن : شامل ترميت ساده به اضافه پودر فولاد كم كربن يا حتي مقداري پودر منگنز

- ترميت چدن : شامل ترميت ساده به اضافه مقداري پودر فولاد سيليسيوم دار و فولاد كم كربن

- ترميت براي جوشكاري ريل ها : شامل تركيبات ترميت ساده به اضافه مقداري پودر كربن ، منگنز و عناصر آلياژي ديگر به منظور افزايش سختي فلز جوش در ريل

- ترميت براي اتصال كابل هاي برق : شامل پودر هاي اكسيد مس و آلومينيوم

جوشكاري ترميت معمولا به دو صورت در صنعت وجود دارد ؛ در نوع اول از فلز ذوب شده مستقيما براي اتصال دو قطعه استفاده مي شود. در نوع دوم از فلز ذوب شده به منظور گرم كردن و به درجه حرارت آهنگري رساندن قطعات استفاده مي شود و سپس با اعمال فشار به قطعات اتصال شكل خواهد گرفت

 

 

 

◄ مراحل جوشكاري ترميت :

1- تميز كردن سطح قطعات ار آلودگي و اكسيد

2- آماده كردن قالب ( قالب ها بصورت دستي ساخته شده يا بصورت آماده براي اشكال و قطعات خاص در بازار موجودند)

3- ايجاد فاصله مناسب بين قطعات و قرار دادن قالب دور قطعات

4- پيشگرم كردن قالب

5- ريختن مواد ترميت در محفظه احتراق

6- قرار دادن چاشني

7- روشن كرد چاشني به منظور احتراق ترميت

8- باز كردن قالب پس از سرد شدن مذاب حاصل از واكنش

9- تميزكردن و پرداخت كردن سطح قطعات و اتصال

 

مزيت جوشكاري ترميت نياز نداشتن به سيستم هاي تامين انرژي ( ماند مولد برق و... ) براي جوشكاري است و پودر و قالب ها را در هر مكاني ( براي مثال در طول ريل راه آهن براي تعميير ريل شكسته ) بكار برد. از محدوديت هاي اين روش مي توان به ناتوان بودن در جوش دادن مقاطع نازك اشاره كرد. زيرا انرژي جوش زياد بوده و فقط براي مقاطع كلفت مثل ريلها و ميل لنگ هاي شكسته و كابلهاي برق كاربرد دارد.

 

◄ موارد استفاده از جوش ترميت:

 

- جوش و تعمير ريل هاي شكسته

- جوش لب به لب لوله هاي جدار ضخيم

- جوش و تعمير ميل لنگهاي شكسته

- جوش و تعمير شاسي ماشين ها

- جوش و اتصال قطعات ريخته گري شده كه بخاطر طول بلند و بزرگ بودن نمي توانند در يك مرحله قالبگيري و ريختگري شوند.

- براي جوش كابل هاي ضخيم برق به يكديگر يا يك هادي ديگر

- براي جوش و اتصال ميلگردهاي تقويت كننده بتن در سازه هاي ساختماني به يكديگر

[anjello 2427]

جوشکاری فولادهای ضدزنگ وضدخوردگی

 

 

خصلت اصلي فولادهاي استنلس(ضد زنگ) مقاومت در برابر زنگ خوردگي است (داشتن کرم بيش از 12% مويد همين مطلب است). نيکل موجود در اين فولادها حتي به مقدار زياد هم نميتواند به تنهايي مقاومت در برابر خوردگي را زياد کند. ولي با حضور کرم ميتواند تا حد زيادي اين وظيفه را بخوبي انجام دهد.مزيت اصلي نيکل تسهيل ايجاد فاز آستنيت و بهبود خاصيت مقاوم به ضربه فولادهاي کرم نيکل دار است. موليبدن شرائط خنثي سازي اين فولاد را تثبيت مي کند و عموما عامل افزايش مقاومت به خوردگي موضعي(Pitting) است.

به منظور اطمينان از تشکيل کاربيدهاي پايدار که باعث افزايش مقاومت به خوردگي بين دانه اي ميشود افزودن Ti و Nb به انواع معيني از فولادهاي کرم-نيکل دار ضروري است.

◄ فولادهاي ضد زنگ:

 

کرم و کربن عناصر اصلي اينگونه از فولادها را تشکيل ميدهد. هر چند که مقدار کربن کمتر از 04/0درصد است تاثير کرم بر استحکام کششي حتي در مقادير 13 و 17و 20درصد بسيار ناچيز است. در حاليکه در مقادير زيادتر کربن با عمليات حرارتي مناسب امکان دستيابي به استحکام کششي مناسب و عمليات مکانيکي مورد نظر فراهم ميشود.

 

با توجه به ريزساختار فولادهاي کرم دار را به شرح زير ميتوان دسته بندي کرد:

الف-فولادهاي کرم دار-فريتي(12 تا 18 درصد کرم -1/0درصد کربن)

ب- فولادهاي کرم دار-نيمه فريتي(12 تا 14 درصد کرم -08/0 تا 12/0 درصد کربن)

ج-فولادهاي کرم دار-مارتنزيتي(12 تا 18 درصد کرم و بيش از 3/0 درصد کربن)

د- فولادهاي کرم دار-قابل عمليات حرارتي(12 تا 18 درصد کرم -15/0 تا 20/0 درصد کربن)

 

اين دسته بندي را در مورد جوش پذيري نيز ميتوان تکرار کرد.

تحت شرايط حرارتي نامناسب فولادهاي فريتي(گروه الف) تمايل به تشکيل دانه هاي درشت نشان ميدهند. انرژي حرارتي ناشي از جوشکاري منجر به رشد دانه بندي ميشود که نميتوان آنرا با پس گرمايش برطرف نمود.در نتيجه کاربيد رسوب ميکند و در مرز دانه هاي فريت باعث شکنندگي و کاهش شديد مقاومت به ضربه فلز جوش ميشود.براي غلبه بر اين حالت بايد از الکترود آستنيتي تثبيت شده با 19 درصد کرم و 9 درصد نيکل استفاده نمود.فلز جوشي که بدين ترتيب حاصل ميشود داراي خاصيت آستنيتي و مقاومت به ضربه بالا است.فلز جوشي که بدين طريق حاصل ميشود از نظر مقاومت به خوردگي مطابق فولددهاي ضدزنگ فريتي ميباشد اما از نظر ظاهر با فلز مبنا تفاوت رنگ دارد.در صورتيکه اجبار در يکرنگي باشد بايد از فيلر متال مشابه( مثلا 18 درصد کرم به همراه کمي Ti)استفاده شود.Tiدر مقادير جزيي نقش موثر در ريز دانه کردن فلز جوش دارد.

بعلت رابطه گريز ناپذير بين رشد دانه ها با از دست رفتن استحکام ضربه اي چاره اي جز کاستن از تنش هاي حرارتي ناشي از عمليات جوشکاري وجود ندارد و براي نيل به اين منظور تمهيداتي نظير الکترود با قطر کم و سرعت جوشکاري بيشتر و پيش گرمايش 200تا 300 درجه سانتيگراد بايد به کار رود.

پس گرمايش در حدود 700 تا 800 درجه سانتيگراد خاصيت استحکام به ضربه فلز جوش را بهبود ميدهد.

همچنين آنيلينگ(Annealing)به مدت کم نيز باعث تجمع کاربيد شده و تا حدي شکنندگي فلز جوش را جبران ميکند و همينطور به تنش گيري نيز کمک ميکند. ولي هرگز باعث رفع کامل درشت دانگي HAZ نميشود.

اقدامات مشابهي حين جوشکاري فولادهاي نيمه فريتي و کوئنچ تمر شده با 12 تا 14 درصد کربن (دسته ب ) نيز ضروري است. ميدانيم که سرد کردن سريع باعث تشکيل فاز شکننده مارتنزيتي ميشود لذا ضرورت دارد که درجه حرارت قطعه حين انجام جوش بالا نگهداشته شود. قطعه کار ابتدا 300 تا 350 درجه پيش گرم ميشود.درجه حرارت بين پاسي((Inter pass 300 درجه مناسب است و از اين کمتر نبايد شود.ضمنا قطعه کار بايد بلافاصله در دماي 700 تا 760 درجه پس گرم شود.اين سيکل حرارتي در مجموع باعث ايجاد فلز جوشي با ساختار يکنواخت و چقرمه در کل طول درز جوش ميشود و خطر شکنندگي و رشد دانه ها را تا حدود زيادي مرتفع ميکند.

فولادهاي کرم دار مارتنزيتي (دسته ج)معمولا قابل جوش نيستند و صرفا به منظور تعمير و اصلاح عيوب جوشکاري بر روي آنها انجام ميپذيرد. براي جوشکاري فولادهاي کرم دار با 12 تا 14 درصد کرم مقدار کربن در فيلر متال نبايد از 25/0درصد تجاوز کند.اين نوع فولاد در هوا سخت ميشود.از اينرو هيچ اقدام پيشگيرانه موثري به منظور غلبه بر سخت شده HAZوجود ندارد.اما با اعمال پيش گرم زياد که با پس گرم بلافاصله قطعه همراه باشد ميتوان تاحدودي مشکل را برطرف کرد و سختي نامطلوب را در حد پاييني نگاه داشت.دماي پس گرم 750 تا 800 توصيه ميشود و کمتر از اين دما ممکن است باعث تاثير منفي در مقاومت به خوردگي شود.

آنيلينگ در حرارتي بين650 تا 650 درجه ممکن است باعث رسوب کاربيد و بروز خوردگي بين دانه اي شود.

 

◄ فولادهاي مقاوم به خوردگي:

 

فولادهاي آستنيتي مقاوم به خوردگي کرم-نيکل دار عموما داراي خواص جوشکاري مطلوبي هستند(جوش پذيرند). اما خصوصياتي چند از اين فلزات بايد مدنظر قرار گيرد.

 

الف-ضريب هدايت حرارتي کم.

 

ب- ضريب انبساط حرارتي زياد.

ج-سرشت انجماد اوليه اين نوع فولادها که تاثير مهم و تعيين کننده اي بر مکانيزم وقوع ترک گرم در آنها دارد.وجود مقدار مشخصي از فريت در فلز جوش بيانگر مقاومت آن به ترک گرم است.

به کمک نمودار شفلر-دولانگ امکان تعيين ريز ساختار بر اساس ترکيبات فلز جوش ممکن است.

نمودار شفلر-دولانگ کمکي عملي در تعيين مقدار تقريبي فريت(فريت دلتا)و سرشت ريز ساختار تشکيل شده حين جوشکاري فولادهاي آليازي غير همجنس ارايه ميدهد.علاوه بر اين برآوردي کلي از تاثيرات مقادير کم فريت بر مقاومت به ترک گرم فلز جوش آستنيتي را مقدور ميسازد.تجربه ثابت کرده که روشهاي متفاوت تعيين درصد فريت عملا مساله ساز است و طبق توافق جهاني به جاي درصد فريت تعداد فريت را مبنا و ماخذ محاسبات قرار ميدهند.

بعضي از دوستان احتمالا از مطالب مربوط به نمودار شفلر آنچنان برداشت منسجم و دقيقي نداشتند کاملا حق دارند و پيشنهاد ميکنم به کتب و منابع معتبر براي فهم بهتر مطلب مراجعه کنند.

 

◄ فولادهاي مقاوم به حرارت:

 

الف-فولادهاي فريتي يا فولادهاي فريتي-پرليتي از نوع (Cr يا Cr-Si و Cr-Si-Al) و فولدهاي فريتي-آستنيتي

ب-فولادهاي مقاوم به حرارت از نوع آستنيتي از نوع Cr-Ni-Si

در حاليکه در جوشکاري قطعات فولادي از نوع آستنيتي با الکترودها ي همجنس آن پيشگرم قطعه ضرورتي ندارد فولادهاي مقاوم به حرارت از نوع فريتي کرم دار را معمولا 100 تا 300 درجه پيش گرم و در 750 درجه هم پس گرم و آنيل ميکنند.علت اينکار هم غلبه بر درشت دانگي و تمايل به ترد شدن HAZ است.

قطعات ريختگي از جنش فريت_آستنيت را بايد در حالت گرم 700تا800 درجه جوش داد و اجازه داد که به تدريج سرد گردد.

جوشکاري فولادهاي فريتي و فريتي-پرليتي با الکترودهاي هم جنس قطعه کار کاهش در استحکام ضربه اي فلز جوش را نشان ميدهد لذا پيشنهاد ميشود اين نوع فولادها را باالکترودهاي آستنيتي مقاوم به حرارت جوش داد.در اين حالت نيز بايد توجه داشت که مقاومت به حرارت فلز جوش آستنيتي در محيط احتراق با گازهاي اکسيد کننده با هوا تقويت ميشود و طبيعتا اين مقاومت به حرارت در محيط گازهاي احيا کننده به مقدار زيادي کاهش مي يابد براي غلبه بر محيط احتراق با مقدار زياد گاز گوگرد استفاده از الکترودهايي با کرم زياد توصيه ميگردد.

[anjello 2427]

جوشکاري فلزات رنگين(فلزات غير آهني) با گاز استيلن يا کاربيت

 

فلزات غير آهني يا فلزات رنگي به فلزاتي گفته مي شود که فاقد آهن و يا آلياژهاي آن باشند مانند مس – برنج برنز- آلومينيوم- منگنز- روي و سرب. تمام فلزات رنگين را با کمي دقت و مهارت و آشنائي با اصول جوشکاري مي توان جوش داد و براي جوشکاري اين نوع فلزات بايستي خواص فلز را در نظر گرفت.

 

 

◄ جوشکاري مس با گاز :

 

بهترين طريقه براي جوشکاري مس جوشکاري با اکسيژن است( جوش اکسيژن = اتوگن= استيلن= کاربيد اصطلاحات مختلف متداول مي باشند) ضمناً مي توان جوشکاري مس را با قوس الکتريک يا جوش برق نيز انجام داد.

ورقه هاي مس را مانند ورقه هاي آهني براي جوشکاري آماده مي کنند يعني سطح بالائي را تميز نموده و از کثافات و روغن پاک نموده و در صورت لزوم سوهان مي زنند. ولي چون خاصيت هدايت حرارت مس زيادتر است بايد مقدار آمپر را قدري بيشتر گرفت. بهتر است هميشه با قطب مستقيم جوشکاري را انجام داد ( با جريان مستقيم و الکترود مثبت) زاويه الکترود نسبت به کار مانند جوشکاري فولاد است. طول قوس حداقل بايد 10 تا 15 ميلي متر باشد, براي جوشکاري مس مي توان از الکترودهاي ذغالي استفاده کرد. الکترودهاي جوشکاري مس بيشتراز آلياژ مس و قلع و فسفر ساخته شده اند و گاهي نيز از الکترودهاي که داراي فسفر- برنز- سيلکان يا آلومينيوم هستند استفاده مي کنند چون انبساط مس در اثر گرم شدن زياد است فاصله درز جوش را در هر 30 سانتيمتر در حدود 2 تا 3 سانتيمتر زيادتر در نظر مي گيرند. خمير روانساز مس معمولاً در حرارت 700 تا 1000 درجه ذوب مي شود و به صورت تفاله (گل جوش) سبکي روي کار قرار مي گيرد و از تنه کار به علت کف کردن در روي کار نبايد استفاده شود. بدون روانساز هم مي توان مس را جوش داد و معمولاً از براکس استفاده مي گردد. مس را به وسيله شعله خنثي جوش دهيم تا توليد اکسيد مس نکند چون ضريب هدايت حرارت مس زياد است بايد پستانک جوشکاري مشعل 1 تا 2 نمره بيشتر از فولاد انتخاب شود. بهتر است مس را قبل از جوشکاري گرم نمائيم و با سيم جوشکاري مخصوص جوش داد براي جوشکاري صفحه 5 ميليمتري سيم جوش 4 ميليمتري کافي است و از وسط ورق شروع به جوشکاري مي نمائيم و وقتي فلز هنوز گرم است روي آن چکش کاري مي شود تا استحکام درز جوش زياد شود.

 

◄ جوشکاري سرب :

 

در اين نوع جوشکاري بيشتر از گاز هيدروژن و اکسيژن استفاده مي گردد. در جوشکاري سرب احتياج به گرد مخصوص نيست ولي بايد قطعات کار را قبل از جوشکاري کاملاً صيقلي نموده سيم جوش سرب بايد کاملاً خالص باشد چون سرب مذاب بسيار سيال مي باشد. لذا جوشکاري درزهاي قطعات سربي که به وضع قائم قراردارند بسيار دشوار و مستلزم مهارت و تجربه زياد است.

◄ جوشکاري چدن با برنج يا لحيم سخت برنج :

 

چدن را مي توان با برنج جوش داد. قطعات چدني را بايد همان طوري که براي جوشکاري با سيم جوش چدني آماده مي شوند براي برنج جوش آماده ساخت. لبه هاي درز جوش را بايد به وسيله سوهان يا ماشين تراشيد و هيچگاه لبه هاي درز قطعات چدني را با سنگ سمباده پخ نزنيد. زيرا ذرات گرافيت روي ذرات آهن ماليده مي شوند و لحيم سخت خوب به چدن نمي چسبد. قطعات چدني را قبل از شروع به جوش دادن حدود 210 تا 300 درجه سانتي گراد گرم کنيد و گرد جوشکاري مخصوص چدن به کار بريد تا بهتر به هم جوش بخورد.

نقطه ذوب سيمهاي برنجي بايد در حدود 930 درجه سانتي گراد باشد. سيمهاي برنجي که براي جوش دادن قطعات چدني به کار مي روند داراي مقدار زيادي مس است و کمي نيکل نيز دارند. نيکل اتصال لحيم را به چدن آسان مي کند و نقطه ذوب زياد آن موجب سوختن گرافيت درز جوش مي شود. در جوشکاري چدن با برنج از شعله ملايم پستانک بزرگ با فشار کم استفاده کنيد. اگر فشار شعله زياد باشد گرد جوشکاري از درز خارج مي شود و در نتيجه قطعات چدني خوب به هم جوش نمي خورند. قطعات چدني را بايد پس از جوشکاري در محفظه يا جعبه اي پر شن يا گرد آسپست قرار داد تا بتدريج خنک شود و سبب شکنندگي و ترک و سخت شدن چدن نگردد.

 

◄ جوشکاري منگنز :

 

از منگنز به صورت خالص استفاده نمي شود در جهت عکس از آلياژهاي ماگنزيوم استفاده مي شود که براي ريختگي فشاري از آن استفاده مي گردد. به جاي آلياژهاي Mg. Mn و Mg. Al و Mg AlZn امروزه از آلياژهاي مخصوصاً محکم Zr و Th استفاده مي شود.

براي جوشکاري ماگنزيوم و آلياژهاي آن از همان شرايط جوشکاري آلومينيوم استفاده مي گردد.

قابليت هدايت حرارت زياد و انبساط سبب پيچش زياد کار مي شود. ماگنزيوم در درجه حرارت محيط به سختي قابل کار کردن است و در 250 درجه مي توان به خوبي کار گرد.

 

◄ جوشکاري برنج با گاز :

 

برنج مهمترين آلياژ مس است و از مس و روي و گاهي قلع و مقداري سرب تشکيل مي شود، اين فلز در مقابل زنگ زدگي و پوسيدگي مقاوم است. چون روي در حرارت نزديک ذوب برنج تبخير مي گردد بنابراين جوشکاري با اين فلز مشکل مي باشد. برنج از 60 درصد مس و 40% روي و گاهي مقداري سرب تشکيل شده است. درموقع جوشکاري روي به علت بخار شدن و اکسيد روي محل جوش را تيره کرده و عمل جوشکاري را مشکلتر مي نمايد. ضمناً گازهاي حاصله خطرناک بوده و بايد از محل کار تخليه گردند. درموقع جوشکاري روي حرکت دست بسيار مهم است و بايد حتي الامکان سرعت دست را زياد کرده وگرده جوش کمتري ايجاد نمود تا فرصت زيادي براي تبخير روي نباشد. برنج را مي توان با الکترودهاي گرافيتي و معمولي جوشکاري نمود، درجوشکاري برنج از قطب معکوس استفاده مي شود.

فاصله قوس الکتريکي بايد حداقل 5 تا 6 ميليمتر باشد. برنج ساده تر از فولاد و چدن و مس جوش داده مي شود و استحکام و قابليت انبساط آن درمحل درز جوش بسيار خوب است. توجه شود چون انقباض و انبساط برنج زياد است نميتوان به وسيله چند نقطه جوش به هم وصل کرد بلکه بايستي به کمک بست هائي که در حين جوشکاري مي توان آنها را به هم متصل نمود از پيچيدگي جلوگيري شود.

توجه شود که در جوشکاري از سيمهاي مخصوص جوشکاري برنج که مقدار مس آن 42 تا 82 درصد است استفاده نمائيد و براي جلوگيري از اکسيداسيون از گرد جوشکاري استفاده مي شود و از استعمال تنه کار در جوشکاري برنج بايد خودداري شود زيرا درز جوش را خورده سوراخ سوراخ و متخلخل مي سازد و شعله را بايد طوري تنظيم کرد که اکسيژن آن از استيلن بيشتر باشد زيرا روي در حرارت 419 درجه ذوب و در 910 درجه تبخير مي شود و رسوبي از روي و اکسيد روي در کنار درز جوش به وجود مي ايد. مقدار اکسيژن شعله بستگي به نوع آلياژ دارد و مي توان قبلاً قطعه اي از آن را به طور آزمايشي جوش داد و اگر درز جوش سوراخ و خورده نشد خوب است. و اکسيژن زياد هم باعث کثيف شدن جوش مي شود. ورقهاي نازکتر از 4 ميليمتر را از راست به چپ و ورقهاي ضخيم تر از 4 ميليمتر را از چپ به راست جوش مي دهند. به چکش کاري و خروج دود خطرناک و استفاده از ماسک مخصوص وباز نمودن پنجره وهواکش بايد توجه نمود.

 

◄ جوشکاري فولاد زنگ نزن با گاز :

 

قابليت هدايت حرارت فولاد زنگ نزن کمتر از فولاد معمولي مي باشد و مي توان سر مشعل را کوچکتر انتخاب کرد. شعله جوشکاري بايد براي جوش فولاد زنگ نزن خنثي باشد زيرا اکسيژن يا استيلن اضافي با عناصر تشکيل دهنده فولاد زنگ نزن ترکيب شده و درز جوش خورده پس از مدتي زنگ مي زند. روانساز جوشکاري فولاد زنگ نزن را به صورت خمير در آورده روي درز جوش مي ماليم. سيم جوش بايد حتي المقدور از نوع خود فولاد زنگ نزن انتخاب شود و بهتر است تسمه باريکي از جنس همان فولادي که بايد جوش داده شود را بريده و به جاي سيم جوشکاري استفاده کرد.

در روش جوشکاري اين فولاد مشعل را بايد طوري نگهداشت که زاويه آن نسبت به کار بين 80 تا 90 درجه باشد. زاويه سيم جوش در حدود 20 تا 40 درجه است وسيم جوشکاري را جلوي مشعل نگذاريد تا همزمان با لبه کار ذوب شود و نوک مخروطي بايد با ناحيه مذاب تماس داشته باشد تا از اکسيده شدن فلز جلوگيري کند. و شعله را نبايد يک دفعه از کار دور نمود زيرا درجه انبساط فولاد زنگ نزن بيشتر از فولاد معمولي است و بابست هاي مخصوص از پيچيدن و کج شدن آن در موقع جوشکاري بايد جلوگيري کرد فاصله لبه کار را بايد براي هر 30 سانتيمتر 3 الي 4 ميليمتر بيشتر در نظر گرفت. پس از تمام شدن کار جوشکاري به وسيله برس و شتشو مواد اضافي تفاله و روانساز و يا گرد جوشکاري اضافي را بايد کاملاً تميز کرد و بر طرف نمود.

 

◄ جوشکاري فولادهاي موليبدوني :

 

وقتي که به فولاد موليبدون اضافه شود مقاومت آن را بالا مي برد مخصوصاً در حرارتهاي زياد ، بنابراين موارد استعمال اين نوع فولاد بيشتر در لوله هائي که تحت فشار و حرارت زياد باشد بيشتر است. بعضي از فولادهاي موليبدوني داراي مقداري کرم نيز هستند اين آلياژ را که مولي کرم مي نامند بيشتر در ساختن قطعات مقاوم هواپيما به کار برده مي شوند. جوشکاري اين فولاد مانند جوشکاري آهن مي باشد با اين تفاوت که براي مقاوم بودن جوش بايد از الکترود نوع E_7010 و E_7012 و E_7020 استفاده شود و براي قطعات ضخيم که گرده هاي پهن مورد احتياج است مي توان از فولادهاي قليائي (E_7016 ، E_7015 (LOWHYDROGE استفاده نمود. در مورد جوشکاري ورقهاي 5 ميليمتر و ضخيمتر لازم است بعد از جوشکاري 1200 الي1250 درجه فارنهايت گرم کرده و براي ضخامت 5/12 ميليمتر به مدت يک ساعت گرم نگهداشت و بعد از آن بايد قطعه به آهستگي سرد نمود به طوري که در هر ساعت 200 الي 250 درجه فارنهايت از حرارت آن کاسته شود وقتي که قطعه به 150 درجه فارنهايت رسيد بعد مي توان قطعه را در هواي معمولي سرد کرد.

 

◄ جوشکاري مونل واينکونل :

 

فلز مونل آلياژي است از 67 % نيکل 30% مس و مقدار کمي آهن و آلومينيوم ومنگنز.

فلز اينکونل آلياژي است از 80% نيکل ، 15% گرم و 5% آهن.

اين دو فلز به علت مقاومت زيادي که در مقابل زنگ زدگي دارند براي ساختن تانکر و ظروف حامل مايعات به کار مي روند.

مونل و اينکونل را مي توان با الکترودهاي پوشش دار به آساني آهن جوشکاري کرد.

بنابراين جوشکاري اين فلزات در تمام حالتها امکان پذير است ولي بهتر است که درحالت تخت عمل انجام گيرد. قطعاتي که ضخامت آنها کمتر از 5/1 ميليمتر است نبايد با قوس الکتريکي جوشکاري نمود. براي جوشکاري مونل واينکوئل بايد عمليات زير را انجام داد.

قشر نازک اکسيد تيره رنگ را از نقاطي که بايد جوشکاري کرد به وسيله برس يا سمباده پاک نمائيد.

به گرم کردن قبلي احتياجي نيست.

از الکترودهاي با پوشش ضخيم استفاده به عمل ايد.

درمورد جوشکاري حالت تخت زاويه الکترود نسبت به خط قائم درجه و در مورد حالتهاي ديگر الکترود عمود بر صفحه بايد باشد.

– گرده هاي باريک ايجاد گردد.

 

◄ جوشکاري طلا :

 

جوشکاري طلا به طريقه DC باجريان مستقيم انجام ميگرد. الکترود را به قطب منفي وصل مي نمائيم و يا با جريان فرکانس زياد جريان متناوب کار ميکنيم. ضمناً مي توان براي جوشکاري طلا از طريقه جوشکاري نقطه جوش استفاده کرده که با الکترود و لفرامي عمل مي نمايد و پس از جوشکاري به وسيله صيقل نمودن با الکل کار را براق مي نمائيم. ضمناً به وسيله جوشکاري کند پرسي نيز مي توان طلا راجوش داد. جوش دادن متداول با شعلهاي ريز و دقيق شبيه جوشکاري نقطه جوش مي باشد.

[anjello 2427]

جوشکاری درزیر اب

 

بيش از يك صد سال است كه قوس الكتريكي در جهان شناخته شده و بكار گرفته مي شود. اما اولين جوشكاري زير آب توسط نيروي دريايي بريتانيا انجام شد- در آن زمان يك كارخانه كشتي سازي براي آب بند كردن نشت هاي موجود در پرچ هاي زير كشتي كه در آب واقع شده بود از جوشكاري زير آبي بهره گرفت. در كارهاي توليدي كه در زير آب انجام مي پذيرد، جوشكاري زير آبي يك ابزار مهم و كليدي به شمار مي آيد. در سال 1946 الكترود هاي ضد آب ويژه اي توسط وان در ويليجن1 در هلند توسعه يافت. سازه هاي فرا ساحلي از قبيل دكل هاي حفاري چاه هاي نفت، خطوط لوله و سكوهاي ويژه اي كه در آب ها احداث مي شوند، در سالهاي اخير به طرز چشمگيري در حال افزايش اند. بعضي از اين سازه ها نواقصي را در عناصر تشكيل دهنده اش و يا حوادث غير مترقبه از قبيل طوفان تجربه خواهند كرد. در اين ميان هرگونه روش بازسازي و مرمت در اين گونه سازه ها مستلزم استفاده از جوشكاري زير آبي است.

 

◄ طبقه بندي:

 

جوشكاري زير آبي را مي توان در دو دسته طبقه بندي كرد:

 

1. جوشكاري مرطوب

 

2. جوشكاري خشك

 

در روش جوشكاري مرطوب، عمليات جوشكاري در زير آب اجرا شده و مستقيماً با محيط مرطوب سرو كار دارد. در روش جوشكاري خشك، يك اتاقك خشك در نزديكي محلي كه مي بايستي جوشكاري شود ايجاد شده و جوشكار كار خود را با قرار گرفتن در داخل اتاقك انجام مي دهد.

 

◄ جوشكاري مرطوب:

 

نام جوشكاري مرطوب حاكي از آن است كه جوشكاري كه در زير آب صورت مي پذيرد، مستقيماً در معرض محيط مرطوب قرار دارد. در اين روش از جوشكاري از نوعي الكترود ويژه استفاده مي شود و جوشكاري به صورت دستي درست مانند همان جوشكاري كه در فضاي بيرون آب انجام مي شود، صورت مي گيرد. آزادي عملي كه جوشكار در حين جوش كاري از اين روش دارد، جوشكاري مرطوب را موثر تر و به روشي كارا و از نقطه نظر اقتصادي مقرون به صرفه كرده است. تامين كننده نيرويجوشكاري روي سطح مستقر شده است و توسط كابل ها و شيلنگ ها به غواص يا جوشكار متصل مي شود. در جوشكاري مرطوب MMA (جوشكاري قوس فلزي دستي)2 دو مشخصه زير بكار گرفته مي شود:

 

● تامين كننده نيرو: dc

 

● قطبيت: قطبيت منفي

 

◄ جوشكاري بيش فشار4(جوشكاري خشك):

 

جوشكاري بيش فشار در اتاقك هاي پلمپ شده در اطراف سازه يا قطعه اي كه مي خواهد جوشكاري شود، استفاده مي شود. اين اتاقك در يك فشار معمولي پر از گاز مي شود (كه معمولاً از هليوم حاوي نيم بار5 اكسيژن است). اين جايگاه روي خطوط لوله قرار گرفته و با هوايي مخلوط از هليو و اكسيژن كه قابل تنفس باشد پر شده و در فشاري كه جوشكاري آنجا صورت مي پذيرد و يا فشاري بيشتر از آن اجرا مي شود. در اين روش در اتصالات جوش بسيار با كيفيتي ايجاد مي شود به طوري كه با اشعه ايكس و ديگر تجهيزات لازم ايجاد مي شود. فرايند جوشكاري قوس گاز تنگستن در اين قسمت بكار گرفته خواهد شد. محوطه زير جايگاه در معرض آب قرار دارد. بنابراين جوشكاري در محل خشكي صورت گرفته ولي در فشار هيدرو استاتيكي آب دريا كه در محيط مجاور آن قرار دارد.

[anjello 2427]

جوشکاری با لیزر

ليزر يك نام اختصاري به معني تقويت نور با انتشار برانگيخته تابش است. فرآيند به برخورد يك اشعه نور تكرنگ همفاز جهت دار و شديد به قطعه كاري كه ماده به وسيله تبخير از آن خارج ميشود بستگي دارد.

جوشكاري و برشكاري با استفاده از اشعه ليزر از روشهاي نوين جوشكاري بوده كه در دههاي اخير مورد توجه صنعت قرار گرفته و امروزه به خاطر كيفيت ، سرعت و قابليت كنترل آن به طور وسيعي در صنعت از آن استفاده مي شود.به وسيله متمركز كردن اشعه ليزر روي فلز يك حوضچه مذاب تشكيل شده و عمليات جوشكاري انجام مي شود.

◄ اصول كار و انواع ليزرهاي مورد استفاده در جوشكاري :

 

به طور عمده از دو نوع ليزر در جوشكاري و برشكاري استفاده مي شود : ليزرهاي جامد مثل Ruby و ND:YAG و ليزرهاي گاز مثل ليزر CO2. در زير اصول كار ليزر Ruby كه از آن بيشتر در جوشكاري استفاده مي شود توضيح داده مي شود. اين سيستم ليزر از يك كريستال استوانه اي شكل Ruby (Ruby يك نوع اكسيد آلومينيوم است كه ذرات كرم در آن پخش شده اند. ) تشكيل شده است. دو سر آن كاملا صيقلي و آينه اي شده و در يك سر آن يك سوراخ ريز براي خروج اشعه ليزر وجود دارد. در اطراف اين كريستال لامپ گزنون قرار دارد كه لامپ فوق براي كار در سرعت حدود 1000 فلاش در ثانيه طراحي شده است. لامپ گزنون با استفاده از يك خازن كه حدود 1000 بار در ثانيه شارژ و تخليه شده فلاش مي زند و هنگامي كه كريستال Ruby تحت تاثير اين فلاش ها قرار بگيرد اتمهاي كرم داخل شبكه كريستالي تحريك شده و در اثر اين تحريك امواج نور از خود سطع مي كنند و با باز تابش اين اشعه ها در سطوح صيقلي و تقويت آنها اشعه ليزر شكل مي گيرد. اشعه ليزر شكل گرفته از سوراخ ريز خارج شده و سپس به وسيله يك عدسي بر روي قطعه كار متمركز شده كه بر اثر برخورد انرژي بسيار زيادي در سطح كوچكي آزاد مي كند كه باعث ذوب و بخار شدن قطعه و انجام عمل ذوب مي شود.

محدوديت ليزر Ruby پيوسته نبودن اشعه آن است در حاليكه انرژي خروجي ان بيشتر از ليزر هاي گاز مانند ليزر CO2 است كه در آنها اشعه حاصله پيوسته است، از ليزر CO2 بيشتر به منظور برش استفاده مي شود و از ليزر ND:YAG بيشتر براي جوشكاري آلومينيوم استفاده ميشود.

از انجا كه در اين روش مقدار اعظمي از انرژي مصرف شده به گرما تبديل مي شود اين سيستم بايد به يك سيستم خنك كننده مجهز باشد.

در جوشكاري ليزر دو روش عمده براي جوشكاري وجود دارد : يكي حركت دادن سريع قطعه زير اشعه است تا كه يك جوش پيوسته شكل بگيرد و ديگري كه مرسوم تر است جوش دادن باچند سري پرتاب اشعه است.

در جوشكاري ليزر تمامي عمليات ذوب و انجماد در چند ميكروثانيه انجام مي گيرد و به خاطر كوتاه بودن اين زمان هيچ واكنشي بين فلز مذاب و اتمسفر انجام نخواهد شد و از اين رو گاز محافظ لازم ندارد.

طراحي اتصال در جوشكاري ليزر : بهترين طرح اتصال براي اين نوع جوشكاري طرح اتصال لب به لب مي باشد و با توجه به محدوديت ضخامت در آن مي توان ازطرح اتصال هاي T يا اتصال گوشه نيز استفاده نمود.

 

 

 

◄ مزاياي جوشكاري ليزر :

 

- حوضچه مذاب مي تواند داخل يك محيط شفاف ايجاد شود ( باعكس روشهاي معمولي كه هميشه حوضچه مذاب در سطح خارجي آنها ايجاد مي شود ).

- محدوده بسيار وسيعي از مواد را مانند آلياژها با نقاط ذوب فوق العاده بالا ، مواد غير همجنس و... را ميتوان به يكديگر جوش داد

- در اين روش ميتوان مكان هاي غير قابل دسترسي را جوشكاري نمود.

- از آنجا كه هيچ الكترودي براي اين منظور استفاده نمي شود نيازي به جريانهاي بالا براي جوشكاري نيست.

- اشعه ليزر نياز به هيچگونه گاز محافظ يا محيط خلايي براي عملكرد ندارد.

- به خاطر تمركز بالاي اشعه منطقه HAZ بسيار باريكي در جوش تشكيل ميشود.

- جوشكاري ليزر نسبت به ساير روشهاي جوشكاري تميز تر است.

◄ محدوديت ها و معايب جوشكاري ليزر :

 

سيستم هاي جوشكاري ليزرنسبت به ساير دستگاههاي سنتي جوشكاري بسيار گران هستند و در ضمن ليزرهايي مانند Ruby به خاطر پالسي بودن اكثر آنها از سرعت پيشروي كمي برخوردارند ( 25 تا 250 ميليمتر در دقيقه ). همچنين اين نوع جوشكاري درراي محدوديت عمق نيز مي باشد.

 

◄ موارد استفاده اشعه ليزر :

 

از اشعه ليزر هم به منظور برش و هم به منظور جوشكاري استفاده مي شود. اين نوع جوشكاري در اتصال قطعات بسيار كوچك الكترونيكي و در ساير ميكرو اتصال ها كاربرد دارد. از اشعه ليزر ميتوان در جوش دادن آلياژها و سوپر الياژها با نقطه ذوب بالا و براي جوش دادن فلزات غير همجنس استفاده نمود. به طور كلي اين روش جوشكاري براي استفاده هاي دقيق و حساس استفاده ميشود. از اين روش ميتوان در صنعت اتومبيل و مونتاژآن براي جوش دادن درزهاي بلند استفاده نمود.

[anjello 2427]

دمای بین پاسی

دماي بين پاسي عبارتست از دماي قطعه در ناحيه جوشکاري درست قبل از اعمال پاس دوم و يا بين هر دو پاس متوالي. در عمل حداقل دماي بين پاسي اغلب برابر است با دماي پيشگرم قطعه٫ هرچند که طبق تعريف اين مورد الزامي نميباشد.

 

◄ اهميت دماي بين پاسي:

 

اهميت دماي بين پاسي از نظر تاثير بر خواص مکانيکيو ميکروساختار قطعه٫ اگر بيشتر از اهميت دماي پيشگرم نباشد از آن کمتر هم نيست. بعنوان مثال استحکام تسليم و استحکام کششي فلز جوش تابعي از دماي بين پاسي ميباشند. مقادير بالاي دماي بين پاسي باعث کاهش استحکام فلز جوش ميشود. علاوه بر اين دماهاي بين پاسي بالا اغلب باعث بهبود خواص ضربه و تافنس جوش ميشود. هرچند که در صورت افزايش اين دما به بالاتر از ۲۶۰ درجه سانتيگراد اين اثر عکس خواهد شد.

 

◄ حداکثر دماي بين پاسي:

 

هنگامي که دستيابي به خواص مکانيکي مشخصي در فلز جوش مد نظر باشد٫ کنترل حداکثر دماي بين پاسي اهميت ويژه اي ميابد. درصورتيکه طراح حداقل استحکام را براي قطعه اي که ممکن است در اثر شرايط جوشکاري به دماهاي بين پاسي بالايي برسد٫ مشخص کرده باشد٫ بايد حداکثر دماي بين پاسي نيز تعيين گردد. در غير اينصورت ممکن است استحکام جوش بشدت کاهش يابد.

کنترل حداکثر دماي بين پاسي همچنين در جوشکاري فولادهاي کونچ و تمپر شده (مانند A514 ) نيز اهميت خاصي دارد. بدليل اينکه عمليات حرارتي خاصي روي اين فولادها اجرا شده است٫ دماي بين پاسي بايد در محدوده مجاز کنترل شود تا به خواص مکانيکي مورد نظر در فلز جوش و HAZ دست يابيم. البته کنترل حداکثر دماي بين پاسي در همه موارد الزامي نيست.

در مورد فلزات حساس٫ حداقل دماي بين پاسي بايد به حد کافي باشد تا از ايجاد ترک جلوگيري نمايد٫ در حاليکه حداکثر دماي بين پاسي نيز جهت دستيابي به خواص مکانيکي مناسب بايد کنترل شود. براي رسيدن به يک تعادل بين ايندو٫ پارامترهاي زير نيز بايد مد نظر قرار گيرد: زمان بين اعمال پاسها٫ ضخامت فلز پايه٫ دماي پيشگرم٫ شرايط محيطي٫ خصوصيات انتقال حرارت و حرارت ورودي حين جوشکاري.

براي مثال جوشهايي با سطح مقطع کوچکتر طبيعتا دماي بين پاسي را افزايش ميدهند. بدين صورت که با ادامه عمليات جوشکاري دماي قطعه بدليل انتقال حرارت کمتر٫ بطور مداوم افزايش ميابد. بعنوان يک قانون کلي اگر سطح مقطع جوش کمتر از ۱۳۰ سانتيمتر مربع باشد٫ دماي بين پاسي در اثر اعمال هر پاس ( درصورت ثابت بودن سرعت عمليات ) افزايش ميابد. در حاليکه اگر سطح مقطع بيشتر از ۲۶۰ سانتيمتر مربع باشد٫ دماي بين پاسي در صورت عدم وجود منبع حرارتي ديگري٫ در خلال جوشکاري کاهش ميابد.

 

◄ اندازه گيري و کنترل دماي بين پاسي:

 

يک روش پذيرفته شده براي کنترل دماي بين پاسي استفاده از دو شمع حرارتي يکي با دماي ذوبي برابر با حداقل دماي بين پاسي يا دماي پيشگرم و ديگري با دماي ذوبي برابر با حداکثر دماي بين پاسي ميباشد. جوشکار ابتدا ناحيه اتصال را گرم ميکند تا زماني که شمع حرارتي اول ذوب شده و رسيدن به دماي پيشگرم را تاييد کند. پس از اينکه قطعه به دماي پيشگرم رسيد پاس اول اجرا ميشود. درست قبل از اعمال پاس دوم ( و پاسهاي بعدي) حداقل و حداکثر دماي بين پاسي توسط شمعهاي حرارتي در محلهاي مناسب کنترل ميشود. بدين صورت که شمع اولي (با دماي ذوب کمتر) بايد ذوب شود (نشاندهنده رسيدن به حداقل دماي بين پاسي) در حاليکه شمع دوم ( با دماي ذوب بيشتر) نبايد ذوب شود ( نشاندهنده عدم عبور دماي بين پاسي از حداکثر تعيين شده). اگر شمع حرارتي مربوط به دماي ذوب کمتر ذوب نشود بايد حرارت بيشتري به قطعه اعمال گردد و درصورتيکه شمع حرارتي مربوط به دماي بيشتر ذوب شود بايد قطعه در هواي محيط به آهستگي سرد شود تا حدي که ديگر شمع دماي بالاتر ذوب نشده ولي شمع اولي ذوب شود. در اين هنگام ميتوان پاس بعدي را اعمال کرد.

 

◄ محل اندازه گيري دماي بين پاسي:

 

محل اندازه گيري دماي بين پاسي در استانداردها مشخص شده است. بعنوان مثال در AWS D 1.1 و AWS D 1.5 چنين آمده که دماي بين پاسي بايد در فاصله اي حداقل برابر با ضخامت قطعه ضخيمتر ( اما نه کمتر از ۳ اينچ يا ۷۵ ميليمتر) در تمامي جهات از نقطه جوشکاري٫ اندازه گيري شود. اين حالت براي اندازه گيري حداقل دماي بين پاسي قابل درک است. اما وقتي کنترل حداکثر دماي بين پاسي نيز ضروري باشد٫ دماي ناحيه مجاور جوش ممکن است بسيار بالاتر از حد مشخص شده باشد. در اين حالت بهتر است دما در فاصله يک اينچي از کناره گرده جوش ( Weld Toe ) اندازه گيري شود. در موارد ديگري نيز صنايع خاص دستورالعملهاي مخصوص به خود را دارند. بعنوان مثال در صنايع کشتي سازي٫ دماي بين پاسي معمولا در فاصله يک اينچي از کناره گرده جوش و در ۳۰۰ ميليمتر اول از نقطه آغاز جوشکاري اندازه گيري ميشود. در اين حالت خاص پيشگرم از طرف مقابل محل اندازه گيري اعمال ميشود تا از پيشگرم شده کامل ضخامت قطعه اطمينان حاصل شود.

نظرات ديگري نيز در مورد محل اندازه گيري دماي بين پاسي وجود دارد که بيشتر تجربي هستند. در مجموع همان فصله يک اينچي از کناره گرده جوش روش مناسبي بنظر ميرسد.

[anjello 2427]

جوشکاری اولتراسونیک پلاستیک ها

 

 

 

جوشكاري اولتراسونيك شامل استفاده از انرژي صـــــــــــــــوتي با فركانس بالا براي نرم كردن و ذوب كردن ترموپلاستيك ها در منطقه جوش است . قسمت هايي كه بايد به يكديگر جوش داده شوند زير فشار روي هم نگه داشته شده و تحت ارتعاشات اولتراسونيك با فركانس 20 تا 40 كيلو هرتز قرار مي گيرند. موفقيت جوش به طراحـــــــــي مناسب اجزا و مناسب بودن موادي كه جوش داده مي شوند بستگي دارد.

از آنجا كه جوشكاري اولتراسونيك بسيار سريع است ( كمتر از 1 ثانيه ) و قابليت اتوماســيون دارد به طور وسيع از آن در صنعت استفاده مي شود . براي تضمين سلامت جوش طــــــــراحي مناسب اجزا بخصوص فيكسچرها لازم است . با طراحي مناسب از اين روش مي توان در توليد انبوه استفاده كرد.

يك ماشين جوشكاري اولتراسونيك شامل اجزاي زير است :

يك منبع تغذيه ، يك مبدل ، يك آمپــــــــلي فاير تقويت كننده به نام بوستر ، يك وســــــــــــيله توليد صدا يا شيپوره ( horn )

منبع تغذيه فركانس برق شهر 50-60 هرتز را به 20-40 كيلو هرتز مي رساند . اين انرژي به مبدل مي رود و در مبدل ديسك پيزو الكتريك انرژي الكتريكي را به ارتعاش در فركانس اولتـراسونيك تبديل مي كند. اغلب ماشين هاي اولتــــــراسونيك در فركانسي بالاتر از 20 كيلو هرتز كار مي كنند و صدايي توليد مي كنند كه گوش انسان قادر به شنيدن آن نيست . امواج توليد شده در مبدل به بوستر رفته و دامنه آن تا حد دلخواه افزايش پيدا مي كند و سپس در شيـــپوره ( كه يك وسيله صوتي مكانيكي است) امواج صوتي مستقيماً به قطعه كار منتقل مي شود. همچنين شيپوره نقش اعمـال فشار بر روي قطعه را نيز بر عهده دارد.بعد از انتقال امواج صوت به قطعه كار در منطقه اتصال در اثر اصطـــكاك زياد اين انرژي تبديل به گرما شده و باعث نرم شدن و ذوب پلاستيك و به وجود آمدن جوش ميشود.

 

مزاياي اين روش عبارتند از :

- راندمان بالا

- توليد بالا با قيمت پايين

- سهولت در اتوماسيون

- سرعت جوش بالا

- تميز بودن آن

مهمترين محدوديت اين روش محدوديت در انرژي اعمالي و كوچك بودن عرض شيپوره ( كمتر از 250 ميلي متر ) است و در نتيجه طول جوشي كه به وجود ميآيد كوچك است .

موارد استفاده از جوش التراسونيك ترموپلاستيك ها :

- جوشكاري ساده يك اتصال

- جاسازي يك قطعه در قطعه اي ديگر همرا با اتصال بين آن دو

- جوش نقطه اي ورق ها و صفحات پلاستيكي

- ...

صنايعي كه اين نوع جوشكاري در آن كاربرد دارد :

- استفاده در صنعت بسته بندي

- استفاده در صنعت اتومبيل سازي

- استفاده در صنعت پزشكي

- استفاده در صنعت اسباب بازي

- صنايع مرتبط ديگر

[anjello 2427]

تاریخچه وانواع روشهای جوشکاری

قسمت اول

 

 

تاريخچه ي مختصراز جوشکاري دستي قوس برقي(S.M.A.W)

 

 

 

قوس برقي در سال 1807توسط سرهمفري ديوي کشف شد ولي استفاده از آن در جوشکاري فلزات به يکديگر هشتاد سال بعد از اين کشف ، يعني در سال 1881 اتفاق افتاد. فردي به نام آگوست ديمري تنز در اين سال توانست با استفاده از قوس برقي و الکترود ذغالي صفحات نگهدارنده انباره باطري را به هم متصل نمايد.بعد از آن يک روسي به نام نيکولاس دي بارنادوس با يک ميله کربني که دسته اي عايق داشت توانست قطعاتي را به هم جوش دهد. وي در سال 1887 اختراع خود را در انگلستان به ثبت رساند.اين قديمي ترين اختراع به ثبت رسيده در عرصه جوشکاري دستي قوسي برقي مي باشد.فرايند جوشکاري با الکترود کربني در سالهاي 1880و1890در اروپا و آمريکا رواج داشت ولي استفاده از ولت زياد (100 تا 300ولت)و آمپر زياد (600تا 1000آمپر)در اين فرايند و فلز جوش حاصله که به علت ناخالصيهاي کربني شکننده بود همه باعث مي شد اين فرايند با اقبال صنعت مواجه نشود.

 

 

 

جهش از اين مرحله به مرحله فرايند جوشکاري با الکترود فلزي در سال 1889 صورت گرفت.در اين سال يک محقق روس به نام اسلاويانوف و يک آمريکايي به نام چارلز کافين(بنيانگذار شرکت جنرال الکتريک)هرکدام جداگانه توانستند روش استفاده از الکترود فلزي در جوشکاري با قوس برقي را ابداع نمايند.

 

در آغاز قرن بيستم جوشکاري دستي با قوس برقي مورد قبول صنعت واقع شد. عليرغم ايرادهاي فراوان(استفاده از مفتول لخت و بدون روکش)مورد استفاده قرار گرفت.در آمريکااز مفتول لخت که داراي روکش نازکي از اکسيد آهن که ماحصل زنگ خوردگي طبيعي و يا بخاطر پاشيدن عمدي آب بر روي کلافهاي مفتول قبل از کشيده شدن نهايي بود استفاده مي شد و گاهي اين مفتول لخت با آب آهک آغشته مي شد تا در هر دو وضعيت بتواند ثبات قوس برقي را بهتر فراهم آورد.آقاي اسکار کجل برگ سوئدي را بايد پدر الکترودهي روکش دار مدرن شناخت وي نخستين شخصي بود که مخلوطي از مواد معدني و آلي را به منظور کنترل قوس برقي و خصوصيات مورد نظر از فلز جوش حاصله با موفقيت به کار برد.وي اختراع خود را در سال 1907 به ثبت رساند.ماشينهاي جوشکاري با فعاليت هاي فوق الذکر به روند تکاملي خود ادامه مي دادند.در سالهاي 1880 مجموعه اي از باطري پر شده به عنوان منبع نيرو در ماشين هاي جوشکاري به کار گرفته شد.تا اينکه در سال 1907 نخستين دستگاه Generator جوشکاري به بازار آمريکا عرضه شد.

 

 

 

جوشکاري با گاز يا شعله

 

 

 

جوشکاري با گاز يا شعله يکي ازاولين روشهاي جوشکاري معمول در قطعات آلومينيومي بوده و هنوز هم در کارگاههاي کوچک در صنايع ظروف آشپزخانه و دکوراسيون و تعميرات بکارميرود. در اين روش فلاکس يا روانساز يا تنه کار براي برطرف کردن ليه اکسيدي بکار ميرود.

 

مزايا:سادگي فرايند و ارزاني و قابل حمل و نقل بودن وسايل

 

 

 

محدوده کاربرد:ورقهاي نازک 8/0تا 5/1ميليمتر

 

محدوديتها:باقي ماندن روانساز لابلاي درزها و تسريع خوردگي - سرعت کم – منطقه H.A.Zوسيع است .

 

قطعات بالاتر از 5/2ميليمتر را به دليل عدم تمرکز شعله و افت حرارت بين روش جوش نميدهند.

 

حرارت لازم در اين روش از واکنش شيميايي گاز با اکسيژن بوجود مي ايد.

 

حرارت توسط جابجايي و تشعشع به كار منتقل مي شود. قدرت جابجايي به فشار گاز و قدرت تشعشع به توان چهارم درجه حرارت شعله بستگي دارد. لذا تغيير اندکي در درجه حرارت شعله مي تواند ميزان حرارت تشعشعي و شدت آنرا بمقدار زيادي تغيير دهد.درجه حرارت شعله به حرارت ناشي از احتراق و حجم اکسيژن لازم براي احتراق و گرماي ويژه و حجم محصول احتراق(گازهاي توليد شده) بستگي دارد. اگر از هوا براي احتراق استفاده شود مقدار ازتي که وارد واکنش سوختن نمي شود قسمتي از حرارت احتراق راجذب کرده و باعث کاهش درجه حرارت شعله مي شود.بنابرين تنظيم کامل گاز سوختني و اکسيژن لازمه ايجاد شعله بادرجه حرارت بالاست. گازهاي سوختني نظير استيلن يا پروپان يا هيدروژن و گاز طبيعي نيز قابل استفاده است که مقدار حرارت احتراق و در نتيجه درجه حرارت شعله نيز متفاوت خواهد بود. در عين حال معمولترين گاز سوختني گاز استيلن است.

 

تجهيزات و وسايل اوليه اين روش شامل سيلندر گاز اکسيژن و سيلندر گاز استيلن يا مولد گاز استيلن و رگولاتور تنظيم فشار براي گاز و لوله لاستيکي انتقال دهنده گاز به مشعل و مشعل جوشکاري است.

 

استيلن با فرمول C2H2 و بوي بد در فشار بالا ناپيدار و قابل انفجار است و نگهداري و حمل و نقل آن نيازبه رعايت و مراقبت بالا دارد.فشار گاز در سيلندر حدود psi 2200است و رگولاتورها اين فشار را تا زير psi 15 پايين مي آورند.و به سمت مشعل هدايت مي شود.(در فشارهاي بالا ايمني کافي وجود ندارد).توجه به اين نکته نيز ضروري است که اگر بيش از 5 مترمکعب در ساعت ازاستيلن استفاده شود از سيلندر استن بيرون خواند زد که خطرناک است.

 

بعضي اوقات از مولدهاي استيلن براي توليد گاز استفاده مي شود. بر اساس ترکيب سنگ کاربيد با آب گاز استيلن توليد ميشود.

 

CaC2 + 2 H2O = C2H2 + Ca(OH)2

 

روش توليد گاز با سنگ کاربيد به دو نوع کلي تفسيم ميشود.

 

1-روشي که آب بر روي کاربيد ريخته ميشود.

 

2-روشي که کاربيد با سطح آب تماس حاصل ميکند و باکم و زياد شده فشار گاز سطح آب در مخزن تغييرمي کند.

 

 

 

 

 

رگولاتورها(تنظيم کننده هاي فشار) هم داراي انواع گوناگوني هستند و براي فشارهاي مختلف ورودي و خروجي مختلف طراحي شده اند.رگولاتورها داراي دو فشارسنج هستند که يکي فشار داخل مخزن و ديگري فشار گاز خروجي را نشان ميدهند. رگولاتورها در دو نوع کلي يک مرحله اي و دو مرحله اي تقسيم ميشوند که اين تقسيم بندي همان مکانيزم تقليل فشار است. ذکر جزييات دقيق رگولاتورها در اينجا ميسر نيست اما اطلاع از فرايند تنظيم فشار براي هر مهندسي لازم است(حتما پيگير باشيد).

 

 

کار مشعل آوردن حجم مناسبي از گاز سوختني و اکسيژن سپس مخلوط کردن آنها و هدايتشان به سوي نازل است تا شعله مورد نظر را يجاد کند.

 

اجزا مشعل:

 

الف-شيرهاي تنظيم گاز سوختني و اکسيژن

 

ب-دسته مشعل

 

ج-لوله اختلاط

 

د-نازل

 

 

 

قابل ذکر اينکه طرحهاي مختلفي درقسمت ورودي گاز به لوله اختلاط مشعل وجود دارد تا ماکزيمم حرکت اغتشاشي به مخلوط گازها داده شود و سپس حرکت گاز در ادامه مسير در ادامه مشعل کندتر شده تا شعله اي آرام بوجود ايد.

 

در انتها يادآور مي شود مطالب بسيار زيادي در اين خصوص وجود داشت که بدليل عدم امکان نمايش تصاوير که عمدتا اسکن هم نشده اند بيش از اين به شرح و توضيح آنها نپرداختم.از جمله ين مطالب شناسايي نوع شعله(از لحاظ قدرت و کاربرد) بود. يا نشان دادن چند نوع رگولاتور از نماي شماتيک و ... .

 

 

 

پيچيدگي((Distortion

 

پيچيدگي و تغيير ابعاد يکي ازمشکلاتي است که در اثر اشتباه طراحي و تکنيک عمليات جوشکاري ناشي ميشود. با فرض اجتناب از ورود به مباحث تئوريک تنها به اين مورد اشاره ميکنيم که حين عمليات جوشکاري به دليل عدم فرصت کافي براي توزيع يکنواخت بار حرارتي داده شده به موضع جوش و سرد شدن سريع محل جوش انقباضي که ميبايست در تمام قطعه پخش ميشد به ناچار در همان محدوده خلاصه ميشود و اين انقباض اگر در محلي باشد که از نظر هندسي قطعه زاويه دار باشد منجر به اعوجاج زاويه اي(Angular distortion) ميشود.در نظر بگيريد تغيير زاويه اي هرچند کوچک در قطعات بزرگ و طويل چه ايراد اساسي در قطعه نهايي ايجاد مي کند.

 

حال اگر خط جوش در راستي طولي و يا عرضي قطعه باشد اعوجاج طولي و عرضي(Longitudinal shrinkage or Transverse shrinkage) نمايان ميشود. اعوجاج طولي و عرضي همان کاهش طول قطعه نهايي ميباشد. اين موارد هم بسيار حساس و مهم هستند.

 

نوع ديگري از اعوجاج تاول زدن يا طبله کردن و يا قپه Bowing)) ميباشد.

 

ذکر يکي از تجربيات در اين زمينه شايد مفيد باشد. قطعه اي به طول 20 متر آماده ارسال براي نصب بود که بنا به خواسته ناظرميبايست چند پاس ديگر در تمام طول قطعه جوش داده ميشد.تا ساق جوش 2-3ميليمتر بيشتر شود.بعد از انجام اينکارکاهش 27ميليمتري در قطعه بوجود آمد. و اين يعني فاجعه .چون اصلاح کاهش طول معمولا امکان پذير نيست و اگر هم با روشهاي کارگاهي کلکي سوار کنيم تنها هندسه شکل رااصلاح کرده ايم و چه بسا حين استفاده از قطعه آن وصله کاري توان تحمل بارهاي وارده را نداشته باشد و ايرادات بعدي نميان شود.

 

بهترين راه براي رفع اين ايراد جلوگيري ازبروز Distortion است. و(طراح يا سرپرست جوشکاري خوب) کسي که بتواند پيچيدگي قطعه را قبل ازجوش حدس بزند و راه جلوگيري از آن راهم پيشنهاد بدهد.

 

 

 

بعضي راهکارهاي مقابله با اعوجاج:

 

1- اندازه ابعاد را کمي بزرگتر انتخاب کرده ...بگذاريم هر چقدر که ميخواهد در ضمن عمليات تغيير ابعاد و پيچيدگي در آن ايجاد شود.پس از خاتمه جوشکاري عمليات خاص نظير ماشين کاري...حرارت دادن موضعي و يا پرسکاري براي برطرف کردن تاب برداشتن و تصحيح ابعاد انجام ميگيرد.

 

2- حين طراحي و ساخت قطعه با تدابير خاصي اعوجاج را خنثي کنيم.

 

3- از تعداد جوش کمتر با اندازه کوچکتر براي بدست آوردن استحکام مورد نياز استفاده شود.

 

4-تشديد حرارت و تمرکز آن بر حوزه جوش در اينصورت نفوذ بهتري داريم و نيازي به جوش اضافه نيست.

 

5- ازدياد سرعت جوشکاري که باعث کمتر حرارت ديدن قطعه ميشود.

 

6- در صورت امکان بالا بردن ضخامت چراکه در قطعات با ضخامت کم اعوجاج بيشتر نمود دارد.

 

7- تا حد امکان انجام جوش در دوطرف کار حول محور خنثي

 

8- طرح مناسب لبه مورد اتصال که اگر صحيح طراحي شده باشد ميتواند فرضاً مصالح جوش را در اطراف محور خنثي پخش کند و تاحد زيادي از ميزان اعوجاج بکاهد.

 

9- بکار بردن گيره و بست و نگهدارنده باري مهار کردن انبساط و انقباض ناخواسته درقطعه

 

 

 

عوامل مهم بوجود آمدن اعوجاج :

 

1- حرارت داده شده موضعي , طبيعت و شدت منبع حرارتي و روشي که اين حرارت به کار رفته و همچنين نحوه سرد شدن

 

2- درجه آزادي يا ممانعت بکار رفته براي جلوگيري از تغييرات انبساطي و انقباظي. اين ممانعت ممکن است در طرح قطعه وجود داشته باشد و يا از طريق مکانيکي (گيره يا بست يا نگهدارنده و خالجوش)اعمال شود.

 

3- تنش هاي پسماند قبلي در قطعات و اجزا مورد جوش گاهي اوقات موجب تشديد تنش هاي ناشي از جوشکاري شده و در مواردي مقداري از اين تنش ها را خنثي ميکند.

 

4- خواص فلز قطعه کار واضح است که در شرايط مساوي طرح اتصال(هندسه جوش) و جوشکاري مواردي مانند ميزان حرارت جذب شده در منطقه جوش و چگونگي نرخ انتقال حرارت و ضرايب انبساط حرارتي و قابليت تغيير فرم پذيري و استحکام و بعضي خواص ديگر فلز مورد جوش تاثير قابل توجهي در ميزان تاب برداشتن دارد. مثلا در قطعات فولاد آستنيتي زنگ نزن مشکل پيچيدگي به مراتب بيشتر از فولاد کم کربن معمولي ميباشد.

[anjello 2427]

تاریخچه وانواع روشهای جوشکاری

قسمت دوم

 

توضيحاتي پيرامون WPS & PQR

 

 

 

در نظر بگيريد در کارخانه اي بزرگ که تعداد زيادي پروژه در دست انجام است مسوول کنترل کيفي و يا ناظر هستيم. و با انواع و اقسام حالات جوشکاري برخورد ميکنيم ....انواع الکترودها، ورقها با ضخامتهاي متفاوت، ماشينهاي مختلف که تحت شريط خاصي تنظيم شده است ،جوشكاران كه اغلب به روش سنتي(بدون رعايت اصول علمي)جوشكاراي ميكنند را در نظر بگيريد. بهترين کار چک کردن کار با کتابچه اي است که به عنوان WPS (Welding Procedure spcification)معروف است. هر چند کاربرد اصلي اين دفترچه براي پرسنل توليد است اما در واقع زبان مشترک توليد کننده و بازرس و ناظر ميباشد که در بعضي مواقع کارفرماهي بزرگ خودشان WPSمورد قبول خود را به سازنده ارايه ميکنند و بناي بازرسي ها را بر اساس آن قرار ميدهند. فکر ميکنم تا حدودي مفهوم را ساده کرده باشم.

 

استاندارد مرجعAWSَ حدود 170 نوع اتصال را با پوزيشنهاي متفاوت معرفي کرده و انواع پارامترهاي جوشکاراي را براي تمامي انواع فرايندها(SMAW-MIG/MAG-TIG-SAW-…)معرفي کرده اين متغيرها شامل محدوده ضخامت مجاز براي نوع اتصال –دامنه تغييرات مجاز براي آمپر- ولتاژ-قطر الکترود-نوع پودر-زاويه کونيک کردن-روش پيشگرم و پسگرم-و ... ميباشد. که بخشي از وظيفه QC_MAN کنترل ميزان تطابق روش جاري جوشکاري با روش مشخص شده در WPS است. در بعضي از موارد خاص که استاندارد روش خاصي ارايه نداده اغلب يک طراح جوش بنا به تجربيات خود پروسيجري ارايه ميدهد. در بعضي شرکتهاي بزرگ براي هر پروژه اي يک دفترچه WPS موجود است اما از آنجا که روشها و امکانات موجود هر کارخانه اغلب ثابت است لذا بنظر ميرسد که نيازي به -WPS هاي متفاوت نباشد. و تجربه نشان داده که براي کارهاي مشخص و ثابت بهتر است يک WPS تهيه شود و از تعدد ايجاد مدارک و مستندات دست و پا گير جلوگيري شود. يک WPS معمولي ميتوانيد در حدود 200-250 صفحه باشد.يعني به همين تعداد اتصالات مختلف را نشان داده و روش جوشکاري مربوطه را توضيح داده است.

 

PQR (Procedure Qualification Record)

 

ابتدا توضيح کوتاهي در مورد خود PQR لازم است که بايد گفت PQR نتايج آزمايشات مخرب و غير مخرب در مورد يک نوع مشخص جوش است.که از طرف آزمايشگاههاي معتبر بيد ارايه شود.

 

حال به اين سوال ميرسيم که از کجا اعتبار يک WPS را بفهميم؟ و مديران خط توليد يا تضمين کيفيت و يا ناظران و کنترل کيفيت چطور از اعتبار WPS اطمينان حاصل ميکنند؟

 

قطعا آن قسمت از WPSکه از متن استاندارد استخراج شده نياز به اينکار ندارد چراکه تمامي موارد پيشنهادي استاندارد هم حاصل تجربيات گروه زيادي از متخصصان بوده است و فلسفه استفاده از استاندارد کوتاه کردن مسير تجربه است تا زودتر به نتيجه دلخواه برسيم.ولي جدا از نحوه برداشت ما از استاندارد در ستاندارد AWS مشخصا به اين موضوع اشاره شده که براي موارد پيشنهادي استاندارد نيازي به PQR نيست.

 

اما براي آن مواردي که از استاندارد استخراج نشده و پيشنهاد واحد طراحي و يا مشاور طرح بوده بايد حتما PQR تهيه شود.

 

 

 

روش تهيه PQR:

 

فرض کنيم نياز داريم براي 70 نوع از انواع اتصالات PQR تهيه کنيم.يا بايد 70نمونه تهيه کنيم؟ و يا اين کار عاقلانه است؟ مسلما خير.

 

بنابر جداول مربوط به تهيه نمونه براي PQR ميتوان تعداد بسيار کمتري براي تاييديه روش جوشکاري (PQR) تهيه کرد به اين ترتيب که در جداول مربوطه بنا بر تغييرات ضخامت قطعات در اتصالات شبيه به هم تعداد نمونه و نوع و تعداد آزمايشات براي آن نمونه معرفي شده. که پس از فرستادن قطعات به ازمايشگاههاي ذيصلاح و گرفتن جواب مثبت ميتوان به آن WPS اعتماد کرد و جوشکاري را آغاز کرد.

 

مثال:

 

فرض کنيد دفترچه WPS را براي تهيه PQR در اختيار داريد.مراحل زير براي تهيه PQRپيشنهاد ميشود.

 

1-اتصالاتي که در استاندارد وجود دارد را تنها با متن استاندارد مطابقت دهيد تا چيزي از قلم نيفتاده باشد و تلرانسها دقيقا استخراج شده باشد و نظير اين...

 

2-در مورد اتصالات شبيه به هم با مراجع به استاندارد يکي از پرکاربردترين ضخامتها را انتخاب کنيد.براي کارهاي سازه اي و اتصال نوع Grooveفرض كنيد که 45 نوع ضخامت مختلف به شما معرفي شده .بهترين کار اين است که با مراجعه به جداول استاندارد بهترين نمونه براي تهيه PQR انتخاب كنيم كه اين بهترين انتخاب اغلب پرکاربردترين يا حساسترين اتصال است.مثلا Grooveبا ضخامت 30-30که بنابر جدول استاندارد ميبينيم که اين نوع اتصال محدوده ضخامتيmm 3 تاmm 60 را با اعتبار ميبخشد يعني براي ضخامت 2 تا 60 ديگر نيازي به تهيه PQR نداريم و اين از مزاياي استفاده از استاندارد است.

 

3-حال که نمونه مورد نظر را انتخاب کرديم بايد در ابعاد مشخص(طول و عرض) که باز هم در استاندارد آمده است آنرا تهيه کنيم و توسط يک جوشکار که داراي کارت صلاحيت جوشکاري در حالت مربوطه(1G-2G-1F-2F و غيره) است جوشکاري انجام شود.

 

4-قطعه مور نظر را به آزمايشگاههاي معتبر ارسال ميکنيم تا تحت تستهاي مختلف قرار گيرد. اين تستها اغلب خمش کناره-راديوگرافي-ماکرواچ-شکست و ... است.

 

5-پس از اعلام نتيجه مثبت آزمايشگاه ميتوان جوشکاري را آغاز نمود.

 

 

 

 

نکاتي در مورد جوشکاري فولادهاي ضدزنگ و ضدخوردگي

 

خصلت اصلي فولادهاي استنلس(ضد زنگ) مقاومت در برابر زنگ خوردگي است (داشتن کرم بيش از 12% مويد همين مطلب است).نيکل موجود در اين فولادها حتي به مقدار زياد هم نميتواند به تنهايي مقاومت در برابر خوردگي را زياد کند.ولي با حضور کرم ميتواند تا حد زيادي اين وظيفه را بخوبي انجام دهد.مزيت اصلي نيکل تسهيل ايجاد فاز آستنيت و بهبود خاصيت مقاوم به ضربه فولادهاي کرم نيکل دار است. موليبدن شرائط خنثي سازي اين فولاد را تثبيت مي کند و عموما عامل افزايش مقاومت به خوردگي موضعي(Pitting) است.

 

 

 

 

 

به منظور اطمينان از تشکيل کاربيدهاي پايدار که باعث افزايش مقاومت به خوردگي بين دانه اي ميشود افزودن Ti و Nb به انواع معيني از فولادهاي کرم-نيکل دار ضروري است.

 

 

 

1-فولادهاي ضد زنگ

 

کرم و کربن عناصر اصلي اينگونه از فولادها را تشکيل ميدهد. هر چند که مقدار کربن کمتر از 04/0درصد است تاثير کرم بر استحکام کششي حتي در مقادير 13 و 17و 20درصد بسيار ناچيز است. در حاليکه در مقادير زيادتر کربن با عمليات حرارتي مناسب امکان دستيابي به استحکام کششي مناسب و عمليات مکانيکي مورد نظر فراهم ميشود.

 

با توجه به ريزساختار فولادهاي کرم دار را به شرح زير ميتوان دسته بندي کرد:

 

الف-فولادهاي کرم دار-فريتي(12 تا 18 درصد کرم -1/0درصد کربن)

 

ب- فولادهاي کرم دار-نيمه فريتي(12 تا 14 درصد کرم -08/0 تا 12/0 درصد کربن)

 

ج-فولادهاي کرم دار-مارتنزيتي(12 تا 18 درصد کرم و بيش از 3/0 درصد کربن)

 

د- فولادهاي کرم دار-قابل عمليات حرارتي(12 تا 18 درصد کرم -15/0 تا 20/0 درصد کربن)

 

اين دسته بندي را در مورد جوش پذيري نيز ميتوان تکرار کرد.

 

تحت شرايط حرارتي نامناسب فولادهاي فريتي(گروه الف) تمايل به تشکيل دانه هاي درشت نشان ميدهند. انرژي حرارتي ناشي از جوشکاري منجر به رشد دانه بندي ميشود که نميتوان آنرا با پس گرمايش برطرف نمود.در نتيجه کاربيد رسوب ميکند و در مرز دانه هاي فريت باعث شکنندگي و کاهش شديد مقاومت به ضربه فلز جوش ميشود.براي غلبه بر اين حالت بايد از الکترود آستنيتي تثبيت شده با 19 درصد کرم و 9 درصد نيکل استفاده نمود.فلز جوشي که بدين ترتيب حاصل ميشود داراي خاصيت آستنيتي و مقاومت به ضربه بالا است.فلز جوشي که بدين طريق حاصل ميشود از نظر مقاومت به خوردگي مطابق فولددهاي ضدزنگ فريتي ميباشد اما از نظر ظاهر با فلز مبنا تفاوت رنگ دارد.در صورتيکه اجبار در يکرنگي باشد بايد از فيلر متال مشابه( مثلا 18 درصد کرم به همراه کمي Ti)استفاده شود.Tiدر مقادير جزيي نقش موثر در ريز دانه کردن فلز جوش دارد.

 

بعلت رابطه گريز ناپذير بين رشد دانه ها با از دست رفتن استحکام ضربه اي چاره اي جز کاستن از تنش هاي حرارتي ناشي از عمليات جوشکاري وجود ندارد و براي نيل به اين منظور تمهيداتي نظير الکترود با قطر کم و سرعت جوشکاري بيشتر و پيش گرمايش 200تا 300 درجه سانتيگراد بايد به کار رود.

 

پس گرمايش در حدود 700 تا 800 درجه سانتيگراد خاصيت استحکام به ضربه فلز جوش را بهبود ميدهد.

 

همچنين آنيلينگ(Annealing)به مدت کم نيز باعث تجمع کاربيد شده و تا حدي شکنندگي فلز جوش را جبران ميکند و همينطور به تنش گيري نيز کمک ميکند. ولي هرگز باعث رفع کامل درشت دانگي HAZ نميشود.

 

اقدامات مشابهي حين جوشکاري فولادهاي نيمه فريتي و کوئنچ تمر شده با 12 تا 14 درصد کربن (دسته ب ) نيز ضروري است. ميدانيم که سرد کردن سريع باعث تشکيل فاز شکننده مارتنزيتي ميشود لذا ضرورت دارد که درجه حرارت قطعه حين انجام جوش بالا نگهداشته شود. قطعه کار ابتدا 300 تا 350 درجه پيش گرم ميشود.درجه حرارت بين پاسي((Inter pass 300 درجه مناسب است و از اين کمتر نبايد شود.ضمنا قطعه کار بايد بلافاصله در دماي 700 تا 760 درجه پس گرم شود.اين سيکل حرارتي در مجموع باعث ايجاد فلز جوشي با ساختار يکنواخت و چقرمه در کل طول درز جوش ميشود و خطر شکنندگي و رشد دانه ها را تا حدود زيادي مرتفع ميکند.

 

فولادهاي کرم دار مارتنزيتي (دسته ج)معمولا قابل جوش نيستند و صرفا به منظور تعمير و اصلاح عيوب جوشکاري بر روي آنها انجام ميپذيرد. براي جوشکاري فولادهاي کرم دار با 12 تا 14 درصد کرم مقدار کربن در فيلر متال نبايد از 25/0درصد تجاوز کند.اين نوع فولاد در هوا سخت ميشود.از اينرو هيچ اقدام پيشگيرانه موثري به منظور غلبه بر سخت شده HAZوجود ندارد.اما با اعمال پيش گرم زياد که با پس گرم بلافاصله قطعه همراه باشد ميتوان تاحدودي مشکل را برطرف کرد و سختي نامطلوب را در حد پاييني نگاه داشت.دماي پس گرم 750 تا 800 توصيه ميشود و کمتر از اين دما ممکن است باعث تاثير منفي در مقاومت به خوردگي شود.

 

آنيلينگ در حرارتي بين650 تا 650 درجه ممکن است باعث رسوب کاربيد و بروز خوردگي بين دانه اي شود.

 

 

 

2-فولادهاي مقاوم به خوردگي

 

فولادهاي آستنيتي مقاوم به خوردگي کرم-نيکل دار عموما داراي خواص جوشکاري مطلوبي هستند(جوش پذيرند). اما خصوصياتي چند از اين فلزات بايد مدنظر قرار گيرد.

 

الف-ضريب هدايت حرارتي کم.

 

ب- ضريب انبساط حرارتي زياد.

 

ج-سرشت انجماد اوليه اين نوع فولادها که تاثير مهم و تعيين کننده اي بر مکانيزم وقوع ترک گرم در آنها دارد.وجود مقدار مشخصي از فريت در فلز جوش بيانگر مقاومت آن به ترک گرم است.

 

به کمک نمودار شفلر-دولانگ امکان تعيين ريز ساختار بر اساس ترکيبات فلز جوش ممکن است.

 

نمودار شفلر-دولانگ کمکي عملي در تعيين مقدار تقريبي فريت(فريت دلتا)و سرشت ريز ساختار تشکيل شده حين جوشکاري فولادهاي آليازي غير همجنس ارايه ميدهد.علاوه بر اين برآوردي کلي از تاثيرات مقادير کم فريت بر مقاومت به ترک گرم فلز جوش آستنيتي را مقدور ميسازد.تجربه ثابت کرده که روشهاي متفاوت تعيين درصد فريت عملا مساله ساز است و طبق توافق جهاني به جاي درصد فريت تعداد فريت را مبنا و ماخذ محاسبات قرار ميدهند .

 

بعضي از دوستان احتمالا از مطالب مربوط به نمودار شفلر آنچنان برداشت منسجم و دقيقي نداشتند کاملا حق دارند و پيشنهاد ميکنم به کتب و منابع معتبر براي فهم بهتر مطلب مراجعه کنند.

 

 

 

3-فولادهاي مقاوم به حرارت

 

الف-فولادهاي فريتي يا فولادهاي فريتي-پرليتي از نوع (Cr يا Cr-Si و Cr-Si-Al) و فولدهاي فريتي-آستنيتي

 

ب-فولادهاي مقاوم به حرارت از نوع آستنيتي از نوع Cr-Ni-Si

 

در حاليکه در جوشکاري قطعات فولادي از نوع آستنيتي با الکترودها ي همجنس آن پيشگرم قطعه ضرورتي ندارد فولادهاي مقاوم به حرارت از نوع فريتي کرم دار را معمولا 100 تا 300 درجه پيش گرم و در 750 درجه هم پس گرم و آنيل ميکنند.علت اينکار هم غلبه بر درشت دانگي و تمايل به ترد شدن HAZ است.

 

قطعات ريختگي از جنش فريت_آستنيت را بايد در حالت گرم 700تا800 درجه جوش داد و اجازه داد که به تدريج سرد گردد.

 

جوشکاري فولادهاي فريتي و فريتي-پرليتي با الکترودهاي هم جنس قطعه کار کاهش در استحکام ضربه اي فلز جوش را نشان ميدهد لذا پيشنهاد ميشود اين نوع فولادها را باالکترودهاي آستنيتي مقاوم به حرارت جوش داد.در اين حالت نيز بايد توجه داشت که مقاومت به حرارت فلز جوش آستنيتي در محيط احتراق با گازهاي اکسيد کننده با هوا تقويت ميشود و طبيعتا اين مقاومت به حرارت در محيط گازهاي احيا کننده به مقدار زيادي کاهش مي يابد براي غلبه بر محيط احتراق با مقدار زياد گاز گوگرد استفاده از الکترودهايي با کرم زياد توصيه ميگردد.

[anjello 2427]

تاریخچه وانواع روشهای جوشکاری

قسمت سوم

 

معرفي جوش آرگون در چند جمله

 

در جوش آرگون يا تيگ(TIG) براي ايجاد قوس جوشکاري از الکترود تنگستن استفاده مي شود که اين الکترود برخلاف ديگر فرايندهاي جوشکاري حين عمليات جوشکاري مصرف نمي شود.

 

حين جوشکاري گاز خنثي هوا را از ناحيه جوشکاري بيرون رانده و از اکسيده شدن الکترود جلوگيري مي کند. در جوشکاري تيگ الکترود فقط براي ايجاد قوس بکار برده مي شود و خود الکترود در جوش مصرف نمي شود در حاليکه در جوش قوس فلزي الکترود در جوش مصرف مي شود. در اين نوع جوشکاري از سيم جوش(Filler metal)بعنوان فلز پرکننده استفاده مي شود.و سيم جوش شبيه جوشکاري با اشعه اکسي استيلن(MIG/MAG)در جوش تغذيه مي شود. در بين صنعتکاران ايراني اين جوش با نام جوش آلومينيوم شناخته مي شود. نامهاي تجارتي هلي آرک يا هلي ولد نيز به دليل معروفيت نام اين سازندگان در خصوص ماشينهاي جوش تيگ باعث شده بعضا اين نوع جوشکاري با نام سازندگان هم شناخته شود. نام جديد اين فرايند G.T.A.W و نام آلماني آن WIGمي باشد.

 

همانطور که از نام اين فرايند پيداست گاز محافظ آرگون ميباشد که ترکيب اين گاز با هليم بيشتر کاربرد دارد.

 

علت استفاده از هليم اين است که هليم باعث افزايش توان قوس مي شود و به همين دليل سرعت جوشکاري را ميتوان بالا برد و همينطور باعث خروج بهتر گازها از محدوده جوش ميشود.

 

کاربرد اين جوش عموما در جوشکاري موارد زير است

 

1- فلزات رنگين از قبيل آلومينيوم...نيکل...مس و برنج(مس و روي) است.

 

2- جوشکاري پاس ريشه در لوله ها و مخازن

 

3- ورقهاي نازک(زير1mm)

 

 

 

مزاياي TIG

 

1- بعلت اينکه تزريق فلز پرکننده از خارج قوس صورت ميگيرد.اغتشاش در جريان قوس پديد نمي ايد.در نتيجه کيفيت فلز جوش بالاتر است.

 

2- بدليل عدم وجود سرباره و دود و جرقه ,منطقه قوس و حوضچه مذاب بوضوح قابل رويت است.

 

3- امکان جوشکاري فلزات رنگين و ورقهاي نازک با دقت بسيار زياد.

 

 

 

انواع الکترودها در TIG

 

1- الکترود تنگستن خالص (سبز رنگ)براي جوش آلومينيوم استفاده مي شود و حين جوشکاري پت پت مي کند.

 

2- الکترود تنگستن توريم دار که دو نوع دارد الف-1% توريوم دار که قرمز رنگ است ب-2% توريم دار که زرد رنگ مي باشد.

 

3-الکترود تنگستن زيرکونيم دار که علامت مشخصه آن رنگ سفيد است.

 

4- الکترود تنگستن لانتان دار که مشکي رنگ است.

 

5- الکترود تنگستن سزيم دار که طلايي رنگ است.

 

اين دو نوع آخر جديدا در بازار آمده اند.

 

 

 

 

چند نکته در مورد مزاياي تنگستن

 

1- افزايش عمر الکترود

 

2- سهولت در خروج الکترونها در جريان DC

 

3- ثبات و پايداري قوس را بيشتر مي کند

 

4- شروع قوس راحت تر است.

 

نوع قطبيت مناسب در جوشکاري TIG

 

جريان DCEN براي جوشکاري چدن-مس-برنج-تيتانيوم-انواع فولادها

 

جريان ACبراي جوشکاري آلومينيوم و منيزيوم و ترکيبات آن

 

مختصري از بازرسي جوش

 

سازه هاي جوش داده شده نظير ساير قطعات مهندسي به بازرسي در مراحل مختلف حين ساخت و همچنين در خاتمه ساخت نياز دارند. براي حصول از مرغوبيت جوش و مطابقت آن با نيازمنديهاي طرح بايد کليه عوامل موثر در جوشکاري در مراحل مختلف اجرا مورد بازرسي قرار گيرد.

 

براي آشنايي بيشتر با مقوله بازرسي جوش بايد ابتدا" مراحل بازرسي جوش" را بشناسيم.

 

 

 

1- وظايف بازرس جوش

 

2- دسته بندي بازرسان جوش

 

3- تواناييهاي بازرس جوش

 

الف-آشنايي با نقشه ها و مشخصات فني

 

ب-آشنايي با زبان جوشکاري

 

ج-اشنايي با فرايندهاي جوشکاري

 

د-شناخت روشهاي آزمايش

 

ه-توانايي گزارش نويسي و حفظ سوابق

 

و-داشتن وضعيت خوب جسماني

 

ز-داشتن ديد خوب

 

ح-حفظ متانت حرفه اي

 

ط-تحصيل و آموزش آکادميک

 

ي-تجربه بازرسي

 

ک-تجربه جوش

[anjello 2427]

تاریخچه وانواع روشهای جوشکاری

قسمت چهارم وپایانی

 

 

جوشکاری مقاومتی

 

 

 

 

همانطور كه مي دانيد جوشكاري مقاومتي استفاده وسيعي در صنعت به خاطر تميز بودن و سهولت انجام كار دارد و امروزه گستره استفاده از آن به ميكرو اتصال ها و اتصالات بسيار كوچك نيز رسيده است . در جوشكاري مقاومتي به وسيله عبور جريان بالا از اتصال ( همراه با اعمال فشار ) و ذوب شدن فلزات در نقطه اتصال جوش شكل مي گيرد . اين نوع جوشكاري از لحاظ اصول شكل گيري جوش مانند جوشكاري مقاومتي معمولي است ( مانند نقطه جوش Spot Welding ). قطعات روي الكترود مسي پايين قرار گرفته و الكترود بالايي همراه با اعمال فشار به قطعات رسيده و با اعمال جريان بالا و ذوب شدن در نقطه اتصال جوش شكل مي گيرد. تفاوت اين نوع جوشكاري با جوشكاري مقاومتي ساده در اين است كه در اين نوع جوشكاري به خاطر دقت بالاي مورد نياز، كنترل فرآيند مشكل است و ديگر اينكه لايه اكسيد ايجاد شده به خاطر كوچك بودن منطقه جوش درصد قابل توجهي از جوش را تشكيل مي دهد . حياتي ترين قسمت اين فرايند جريان در نقطه تماس مي باشد . در جوش مفاومتي معمولي جريان توسط يك دكمه وصل و سپس طي مدت معيني قطع مي شود تا جوش شكل بگيرد ولي در اين نوع جوشكاري جريان به يكباره وصل نشده بلكه ابتدا يك جريان كم به اتصال اعمال شده و بعد از مدت معيني به آرامي جريان زياد ميشود ، بعد از نگه داشتن در مدت معيني دوباره به آرامي كم مي شود يعني جريان به صورت يك پروفيل اعمال مي شود و دستگاه تغذيه بايد توانايي ايجاد اين پروفيل جريان را داشته باشد . اين امر به خاطر شكستن لايه هاي اكسيد و كم كردن آن در فلز جوش انجام مي شود .

 

نمایی از برش یک قطعه جوش خورده به روش مقاومتی

 

 

براي آگاهي از پروفيل جريان و بهترين شكل آن براي فلزات مختلف به مقالات تخصصي كه در اين زمينه تهيه شده مراجعه كنيد . كاربرد اين نوع جوشكاري بيشتر در صنايع الكترونيك ، ساخت اتومبيل ، هوا فضا و ساخت تجهيزات پزشكي مي باشد . از جمله كاربرد هاي آن در در صنايع الكترونيك مي توان به اتصال سريع يك سيم به يك سيم ديگر يا قطعه ديگر اشاره نمود مانند ساخت سنسورها ، باتري ها و سلول هاي خورشيدي . استفاده آن در صنعت اتومبيل ايجاد جوش و اتصال در مونتاژهاي سبك مانند سنسورها ، سيستم اير بگ و كنترل جرقه است . در صنعت پزشكي از اين نوع جوشكاري درساخت وسايلي مانند ابزارهاي جراحي و سمعك ها استفاده مي شود . جوشكاري مقاومتي ميكرو اتصال ها يا Micro Resistance Welding يك روش مقرون به صرفه براي قطعات كوچك است كه بسيار سريع بوده ( در حد كسري از ثانيه ) ،و بسيار تميز است و قيمت هر اتصال در آن به خاطر مصرف جريان برق ناچيز و استفاده از تجهيزاتي كه خيلي گران نيستند بسيار پايين است . با توجه به مزاياي فوق استفاده از اين روش به سرعت گسترش خواهد يافت . .

[pesare shad 1097]

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

• ورود
• یا
• ثبت نام

جوشکاری پلاستیک ها :

قطعات پلاستیکی را می توان به طرق مختلف بررویهم سوارکرد . بطورکلی این روش ها در 3 گروه طبقه بندی می شوند که عبارتند از:

1- چسباندن پلاستیک ها بر رویهم :

در فرآیند چسباندن قطعات پلاستیکی سطوحی را که قراراست بهم چسبانده شوندبا لایه ای از چسب پوشانده و سپس آنها را رویهم گذاشته وبا اعمال فشار متوسطی به یکدیگر می چسبانند. نوع چسب مورد استفاده درهرحالت بستگی به نوع ماده ای دارد که قرار است چسبانده شود.

2- سوار کردن قطعات پلاستیکی به طریقه مکانیکی:

قطعات پلاستیکی را می توان با استفاده ازاتصالات مکانیکینظیر پیچ ،پرچ، بست ، مهره ،مفصل ، چفت فنری وغیره نیز بر رویهم سوار نمود، مزیت اصلی استفاده از اتصالات مکانیکی برای سوار کردن قطعات پلاستیکی ،اولا امکان اتصال قطعات غیرهمجنس بررویهم وثانیا امکان اتصال قطعات ساخته شده ازپلاستیک های ترموست علاوه بر ترموپلاستیک ها می باشد.

3- جوشکاری پلاستیک ها:

اتصال حرارتی ساده ترین و متداولترین روش برای متصل کردن ورق ها یا قطعات پلاستیکی می باشد. در این روش از اعمال همزمان فشار وحرارت به موضع اتصال استفاده می شود.

آشنایی باانواع جوش ها وفرآیندهای مختلف جوشکاری پلاستیک:

درجوشکاری پلاستیک ها نوع جوش بکار رفته مشابه انواع آندر

جوشکاریفلزات است. همان روش های آماده سازی لبه های اتصال (شامل پخ زنی ، انطباق وجفت کردن، تعیین وتنظیم ریشه جوش وغیره) که درجوشکاری فلزات به کارمی رفت، برای جوشکاری پلاستیک ها نیزلازم هستند. در صورتیکه

نیازبه جوش با کیفیت خوب داشته باشیم، اهمیت پخ زنی لبه های اتصال بیشتر خواهد بود. حتی می توان گفت که اهمیت پخ زنی در جوشکاری پلاستیک ها بیش از جوشکاری فلزات است.از آنجا که خواص فیزیکی ترموپلاستیک ها وفلزات با یکدیگر متفاوتند،اختلافات قابل توجهی در روش های مورد استفاده در جوشکاری این دو به چشم می خورد.

درجوشکاری فلزات ، فلز سیم جوش وفلز زمینه با یکدیگر ترکیب شده ودرز جوش را پر می کنند ولی در جوشکاری ترمو پلاستیک ها ذوب شدن و جریان یافتن مذاب به داخل درز جوش عملی نشده بلکه سیم جوش یا پلاستیک جوش نرم

شده وبا اعمال فشار کمی که توسط وسیله جوشکاری به آن وارد می شود این دو عامل با یکدیگر یک پیوند دائمی و ثابتی بوجود می آورند. برخی از مواد ترموپلاستیکی در حین جوشکاریتولید گازها وبخارات سمی می کنند،لذا پیشگیری ها وموارد احتیاطی که توسط سازندگان این گونه مواد خاطر نشان می شوند بایدهمواره مورد توجه قرار گیرند . برای پیشگیری از بروز هر گونه اشتباه مخاطره آمیز و استنشاق گازهای سمی باید عملیات جوشکاری را در محل های

روباز یا کارگاه های مجهز به تهویه های بسیار خوب انجام داد . پلاستیک جوش را می توان به کمک میله هایی با مقطع گرد ،بیضی ، مثلثی ویا نوارهای پهن بر قطعه مورد جوشکاری اعمال نمود . نوارهای پلاستیکی پهن ونرم را برای جوشکاری وتعمیر آستر تانک ها مورد استفاده قرار می دهند . این نوارهارا معمولا به شکل کلاف وبه کمک جوشکاری تک پاسی و با سرعت زیاد مورد استفاده قرار می دهند .

فرآیند های اصلی مورد استفاده در جوشکاری پلاستیک ها عبارتند از:

۱-جوشکاری با گاز داغ

2- جوشکاری آلتراسونیک یا فراصوتی

3- جوشکاری اصطکاکی

4- جوشکاریباابزارهای داغ

5- جوشکاری القایی

6- جوشکاری با فرکانس بالا

7-جوشکاری با لیزر

8- جوشکاری با ریزموجها

[Emam Sadi 10]

سلام لطفا هرکی میتونه برام پاورپوینت و پروژه جوشکاری اصطکاکی-اغتشاشی بفرسته ب ایمیلم

من اینجا غریبم:5c6ipag2mnshmsf5ju3 اینم ایمیلم ryse.1221@yahoo.com

ممنون