آموزش جوشکاری های تحت پوشش گاز

[myhrp02 158]

در اینجا میخوام راجب به جوشکاری هایی که تحت پوشش گاز محافظ انجام میشند با همکاری دوستانی که در این زمینه این نوع روش جوش اطلاعات دارند پست جدیدی رو شروع کنیم :

 

جوشکاری یکی از روشهای اتصالات دائم در صنعت هست . ابتدا یک تعریف از خود جوشکاری داشته باشیم .

 

جوشکاری : عمل ایجاد پیوند بین اتم های دو جسم را جوشکاری گویند که این پیوند می تواند بین دو فلز هم جنس ویا غیر هم جنس بین فلز با فلز یا فلز با غیر فلز با استفاده از حرارت یا بدون استفاده از حرارت با فشار یا بدون فشار با ماده کمکی یا بدون ماده کمکی انجام شود.

 

جوشکاری بر حسب ذوب به دو دسته تقسیم می شود . 1:جوشکاری های غیر ذوبی : جوشکاری های ذوبی

 

جوشکاری های غیر ذوبی :

 

در این روشبدون ذوب لبه های اتصال عمل جوشکاری انجام می گیردکه این روش به دو دسته تقسیم می شود .

 

1: بدون استفاده از حرارت 2: با استفاده از حرارت

 

جوشکاری های غیر ذوبی بدون استفاده از حرارت :

 

در این روش قطعات در دمای محیط توسط ضربه یا فشار به یکدیگر جوشکاری می شوند مانند .جوشکاری انفجاری .جوشکاری التراسونیک . جوشکاری با ضربات چکش . جوشکاری توسط غلتک کاری

 

جوشکاری غیر ذوبی با استفاده حرارت :

 

در این روش قطعات تا دمای خمیری شدن حرارت داده می شود سپس توسط فشار یا ضربه عمل جوشکاری انجام می شود مثل جوشکاری اهنگری

 

 

جوشکاری های ذوبی:

 

در این روش با استفاده از حرارت لبه های اتصال ذوب شده و سپس با استفاده از ماده کمکی و یا بدون ان عمل جوشکاری انجام می گیردمانند جوشکاری اکسی-گاز که از حرارت حاصل از سوختن یک گاز سوختنی مانند استیلن با اکسیژن لبه های کار به دمای ذوب رسیده و در هم ادغام می گردند و پس از انجماد عمل جوشکاری کامل می گردد.و یا مثل جوشکاری های قوس الکتریکی که شامل جوشکاری برق . تیگ . میگ و مگ . زیر پودری . تو پودری . پلاسما

 

منابع حرارتی مورد استفاده در جوشکاری :

1: شیمیایی: از فعل و انفعالات شیمیایی می توان برای تولید حرارت استفاده نمود مانند عمل سوختن گازهای سوختنی با اکسیژن یا جوشکاری ترمیت که از واکنش بین پودر الومینیوم و اکسید اهن حرارت زیادی ایجاد شده و باعث ذوب و احیائ اکسید اهن می گردد و اهن مذاب حاصل برای جوشکاری به کار می رود

2: الکتریکی: از انرژی الکتریکی می توان برای جوشکاری مقاومتی . جوشکاری قوس الکتریکی و جوشکاری الکترون بین استفاده نمود

3: نوری: انرژی نوری در جوشکاری با لیزر که از یک شعاع نوری متمرکز با انرژی زیاد استفاده می گردد

 

 

قوس الکتریکی :

تخلیه بارهای الکتریکی در میان هاله ای از گازهای یونیزه شده را گویند .

در اکثر فرایند های مهم جوشکاری از قوس الکتریکی به عنوان منبع گرمایی جهت ذوب فلز پایه و ماده پر کننده استفاده می شود . حرارت حاصل باعث ذوب فلز پایه و تشکیل حوضچه مذاب می گرددو پس از انجماد و سرد شدن حوضچه جوش اتصال دو فلز انجام می شود.

 

توضیات مهم و کاربردی در مورد ولتاژ:

1: ولتاژ مدار باز : وقتی دستگاه روشن بوده ولی عمل جوشکاری انجام نمی گیرد به اختلاف پتانسیل خروجی دستگاه که در بالاترین حد ممکن می باشد ولتاژ مدار باز گفته می شود .

ولتاژ مدار باز دستگاه های جوشکاری در حدی است که خطر برق گرفتگی برای جوشکار نداشته باشد.

ولتاژ مدار باز در جریان dc باید کمتر از 100 ولت و در جریان ac کمتر از 68 ولت باشد.

2: ولتاژ اتصال کوتاه : وقتی دستگاه روشن می باشد در اثر برخورد نوک الکترود با سطح کار ولتاژسریعا افت نموده و تقریبا صفر می شود و امپر به بالاترین حد خود می رسد به این عمل اتصال کوتاه گفته می شود که اگر برای مدتی ادامه یابد امکان اسیب دیدن سیم پیچ ها و مدارات داخلی دستگاه وجود دارد .

3 : ولتاژ قوس : وقتی قوس الکتریکی برقرار می شود به ولتاژ بین نوک الکترود و سطح کار . ولتاژ قوس گفته می شود مقدار ولتاژ قوس بستگی به نوع فرایند . میزان امپر . جنس الکترود . نوع گاز محافظ . نوع روپوش و اندازه طول قوس دارد . و بین 10 تا 44 ولت در فرایند های قوس الکتریکی می باشد .

 

نحوه برقراری قوس الکتریکی :

مرحله اول : دستگاه روشن بوده و اختلاف پتانسیل مدار باز بین نوک الکترود و سطح کار وجود دارد ولی به علت مقاومت زیاد . فضای بین الکترود و سطح کار جریانی از مدار عبور نمی کند.

مرحله دوم : الکترود به سمت قطعه کار حرکت نموده و با سطح کار تماس می یابد در این حالت اتصال کوتاه در مدار صورت گرفته و امپر زیادی در حال عبور در نقطه تماس می باشد .

مرحله سوم : وقتی نوک الکترود از سطح کار به عقب کشیده می شود الکترونهایی که در حال عبور می باشند به اتمها و مولکولهای گازی برخورد نموده و باعث یونیزه شدن اتمهای گازی می گردد . در اثر یونیزه شدن گاز رسانا شده و به خاطر اختلاف پتانسیل موجود عبور جریان الکتریکی امکان پذیر شده و قوس الکتریکی تشکیل می گردد .در ادامه گاز های بیشتری در اثر حرارت و برخورد الکترونها یونیزه شده تا به یک حالت پایدار برای حمل جریان الکتریکی تنظیم شده برسد .

مرحله چهارم : مواد و گازهای یونیزه شده با بار مثیت به سمت قطب منفی کشیده می شوند.

[myhrp02 158]

جریان الکتریکی: به حرکت جهت دار الکترونها در یک هادی گفته می شود

ولتاژ : نیروی محرکه لازم برای حرکت الکترونها را گویند

 

انواع جریانهای الکتریکی :

1: جریان مستقیم direct current (DC)

2: جریان متناوب alternative current (AC

 

جریان مستقیم :

در جریان مستقیم الکترونها همیشه در یک جهت حرکت نموده و از قطب منفی به طرف قطب مثبت حرکت می نمایند.

 

جریان متناوب :

در این جریان الکترونها همیشه در یک جهت حرکت نمی کنند بلکه در یک جهت حرکت نموده و در لحظه بعد جهت الکترونها برعکس حالت قبل می گردد.

 

فرکانس :

در جریان متناوب تغییرات ولتاژ یا شدت جریان در جهت مثبت از صفر شروع شده به ماکزیمم رسیده و سپس به صفر می رسد. دوباره در جهت منفی از صفر به ماکزیمم و بعد به صفر می رسد . هر چه تعداد سیکل ها در ثانیه بیشتر باشد فرکانس ان بیشتر است.

 

یک سو کنندها ( دیود ) :

یک سو کنندهها یا رکتی فایر وسیله ای است که جریان متناوب را به جریان مستقیم تبدیل می کنند.

 

ترانسفورماتور :

وسیله ای برای کاهش یا افزایش ولتاژ

 

قسمت های مهم یک ترانس :

هسته اهنی - سیم پیچ اولیه - سیم پیچ ثانویه

هسته از جنس اهن نرم و از ورق های نازک بر روی هم قرار گرفته اند تشکیل شده و سیم پیچ اولیه و ثانویه به دور هسته اهنی پیچیده می شوند .

سیم پیچ اولیه دارای تعداد دور زیاد و از سیمی با قطر نازک تشکیل شده و به برق شهر متصل می گردد.

سیم پیچ ثانویه دارای تعداد دور کمتر و از سیمی با قطر ضخیم تر می باشد و خروجی این سیم پیچ به انبر اتصال و انبر الکترود گیر متصل می شود.

البته این تکنولوژی و موارد در مورد ترانس مربوط به نوع قدیمی دستگاه های جوش که بیشتر در خانه ها استفاده میشد کاربرد دارند در دستگاه های جدید سعی شده است برای کاهش وزن و عوامل دیگر از مدارات الکترونیکی استفاده شود.

 

 

قوس الکتریکی با جریان و قطبیت های مختلف :

 

1: جوشکاری با قطبیت مستقیم :

در جوشکاری با جریان مستقیم اگر الکترود به قطب منفی و قطعه کار به قطب مثبت وصل شود به ان جوشکاری با قطبیت مستقیم گفته می شود و بازرسان و جوشکاران تحت دو اسم DC EN یا DC SP شناخته می شود.

 

2: جوشکاری با قطبیت معکوس :

در جوشکاری با جریان مستقیم اگر الکترود به قطب مثبت و قطعه کار به قطب منفی وصل شود به ان جوشکاری با قطبیت معکوس گفته می شود و این حالت رو با نام های DC RP یا DC EP شناخته می شود.

 

قوس الکتریکی با جریان متناوب :

در جریان متناوب جهت جریان الکتریکی متناوبا تغییر می نماید یعنی در یک لحظه الکترونها از سمت نوک الکترود به طرف سطح کار رفته و در لحظه بعد جهت الکترونها عوض می شود و با توجه به فرکانس برق شهر که 50 هرتز است در یک ثانیه 50 مرتبه قطب مستقیم و 50 مرتبه قطب معکوس اتفاق می افتد .

 

حلا یک سوال به نظر شما دلیل اسم قطبیت مستقیم یا قطبیت معکوس چیست ؟

[myhrp02 158]

برای یونیزه کردن محیط گازی و تشکیل قوس الکتریکی از روشهای زیر استفاده می شود .

 

1: روش تماس مستقیم الکترود با سطح کار

2: استفاده از ولتاژ و فرکانس بالا

 

روش تماسی:

در جوشکاری قوس دستی - میگ و مگ - زیر پودری - تو پودری - با برخورد نوک الکترود با سطح کار قوس الکتریکی روشن می گردد . در جوشکاری تیگ می توان از این روش استفاده نمود ولی امکان الودگی فلز جوش به فلز تنگستن وجود دارد . برای رفع این مشکل از روش تماس برنامه ریزی شده استفاده می گردد. در این روش در لحظه برخورد نوک الکترود تنگستنی با سطح کار جریان کمی در حدود 10 الی 15 امپر اعمال می گردد. به محض فاصله گرفتن الکترود از سطح کار سنسورهای ولتاژ به تدریج امپر دستگاه را افزایش می دهد تا امپر به حد تنظیم شده برسد در این روش امکان الودگی تنگستن وجود ندارد.

 

روش ولتاژ و فرکانس بالا :

ولتاژ بالا وقتی به یک محیط گازی اعمال شود باعث شکسته شدن مولکولها و یونیزه شدن اتمها می گردد در نتیجه محیط رسانا شده و امکان برقراری قوس امکان پذیر می شود . میزان ولتاژ لازم بستگی به نوع گاز مصرفی و فاصله بین الکترود و سطح کار دارد . برای گاز ارگون در یک طول قوس نرمال نیاز به 5 تا 10 کیلو ولت می باشد . ولتاژ بالا خطر برق گرفتگی برای جوشکار را دارد و احتمال مرگ در اثر تماس با ولتاژ بالا وجود دارد . برای رفع این مشکل فرکانس جریان ولتاژ را افزایش می دهیم .در فرکانس های بالا جریان الکتریکی از سطوح جانبی بدن ( پوست ) عبور می نماید بنابراین جریان ولتاژ و فرکانس بالا خطری برای جوشکار ندارد.

 

وزش قوس : Arc Blow

در اطراف هر هادی که جریان الکتریسیته عبور می نماید یک میدان مغناطیسی بصورت دوایر متحد المرکز وجود دارد . این میدان مغناطیسی را می توان با عبور هادی جریان از میان کاغذ و پاشیدن برادهاهن روی کاغذ مشاهده نمود.

در جوشکاری نیز این میدان اطراف الکترود . کابل و در مسیر عبور جریان در داخل قطعه نیز بوجود می اید. اثر این نیروی مغناطیس در بعضی موارد باعث انحراف قوس الکتریکی می گردد و قوس از مسیر خود منحرف می شود و به اطراف متمایل می شود . در اثر وزش قوس فلز پایه به خوبی ذوب نشده و الکترود به صورت یکطرفه می سوزد و باعث ایجاد خوردگی در کنار جوش . حبس گل جوش و پاشش جرقه زیاد می گردد .

 

عوامل موثر در ایجاد وزش قوس :

1: انحراف قوس الکتریکی در جهت زاویه الکترود بیشتر دیده می شود

2: قوس الکتریکی در اتصال سپری یا لب روی هم به سمت قطعه ضخیم تر کشیده می شود.

3: در ابتدا و انتهای مسیر جوشکاری قوس بطرف قطعه کار منحرف می شود .

4: در صورت نزدیک بودن انبر اتصال به محل جوشکاری . قوس بطرف انبر اتصال منحرف می گردد .

5: ایجاد وزش قوس در طول قوس بلند بیشتر است .

6: وزش قوس در جریان مستقیم DC بوجود می ایدو در جریان متناوب بسیار ضعیف است.

7: در جوشکاری پاس اول در جوش گوشه ای یا پاس اول جوش های نفوذی قوس به سمت فلز جوش منحرف می شود .

 

یک فایل در مورد وزش قوس را برای تکمیل موارد گفته شده می زارم.

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

• ورود
• یا
• ثبت نام

[myhrp02 158]

دستگاههای جوشکاری . جریان الکتریکی مورد نیاز برای تشکیل قوس الکتریکی را تامین می نماید

.دستگاههای جوشکاری به دو دسته تقسیم می گردند :1: مولدها 2: مبدلها

 

مولدها : دستگاههای جوشکاری از نوع مولد جریان مورئ نیاز را خود تولید نموده و معمولا در مکانهایی که دسترسی به برق شهری نباشد مورد استفاده قرار می گیرند . برای مثال برای جوشکاری خطوط لوله بین شهری و انجام جوشکاری در سایتها از دستگاههای مولد استفاده می گردد.دستگاههای مولد عبارتند از موتور ژنراتور دیزلی و بنزینی و نوع دیگری از مولدها به نام دینام که با امدن رکتی فایر ها تقریبا از رده خارج شدند

 

.مبدلها :دستگاههای مبدل جریان الکتریکی که برق شهر را به جریان مورد نیاز جوشکاری تبدیل می نمایند .این دستگا ها عبارتند از دستگاه ترانس . دستگاه ترانس رکتی فایر دار و دستگاه اینورتور دستگاه

 

ترانس:ترانس به عنوان یکی از اصلی ترین قسمت ها در دستگاههای مبدل می باشد ترانس از یک هسته اهنی و دو سیم پیچ به نام های اولیه و ثانویه تشکیل شده است . ترانس های جوشکاری از نوع کاهنده ولتاژ و افزاینده جریان می باشد .

دستگاه ترانس رکتی فایر دار :این دستگاه از ترانس و یکسو کننده تشکیل شده است جریان خروجی متناوب ترانس وارد یکسو کننده شده و به جریان مستقیم تبدیل می شود . برای حصول جریان صاف تر از ترانس های سه فاز استفاده می گردد .

دستگاههای اینورتور :نسل جدید دستگاه های جوشکاری دارای سیستم اینورتوری می باشند که موجب سبکی وزن و قابلیتهای زیاد می باشند . در این دستگاهها برق ورودی ابتدا یکسو شده سپس ترانزیستور به جریان متناوبی با فرکانس بالا تبدیل می گردد .سپس جریان متناوب فرکانس بالا وارد ترانس شده و سپس به جریان مستقیم یکسو تبدیل می گرددو مورد استفاده قرار می گیرد . با فازایش فرکانس برق ورودی ترانس ابعاد ترانس کم می شود و همین امر باعث سبکی وزن دستگاههای اینورتور دار شده است.

 

موتور ژنراتور :در موتور ژنراتورها یک موتور احتراقی یا الکتریکی . ژنراتور را به حرکت دراورده و جریان مورد نیاز برای جوشکاری تولید می شود بسته به طراحی ژنراتور خروجی جریان می تواند ac یا dc و یا با قابلیت هر دو جریان باشد .

 

سیکل کاری :سیکل کاری مدت زمانی است که در یک امپر مشخص می توان با دستگاه جوشکاری نمود . بدون انکه دستگاه اسیب ببیند.این مدت زمان معمولا بر مبنای ده دقیقه می باشد .

 

سیکل کاری برای چیست ؟

وقتی شما یک دستگاه جوشکاری دارای خروجی 500 امپر دارید نمی توانید بصورت مداوم با 500 امپر جوشکاری کنید زیرا باعث داغ شدن و سوختن سیم پیچ ها و مدارات داخلی دستگاه می شود ... بنابراین سیکل کاری را بصورت 30% و 60% و 100% برای دستگاه مشخص نموده و بر روی پلاک مشخصات دستگاه قید می شود . برای مثال وقتی گفته می شود سیکل کاری دستگاه در 500 امپر 30 درصد است . یعنی شما بمدت 3 دقیقه با امپر 500 امپر جوشکاری نموده و بمدت 7 دقیقه دستگاه روشن بوده ولی جوشکاری انجام نگیرد تا دستگاه خنک شود .

 

سیکل کاری برای دستگاه هایی نظیر جوشکاری زیر پودری . میگ و مگ و فلاکس کورد که در خطوط تولید بطور مداوم مورد استفاده قرار می گیرند باید مورد توجه قرار گیرد .

 

چنانچه در امپر خاصی سیکل کاری انرا بخواهید محاسبه نمایید از فرمول زیر استفاده نمایید .

سیکل کاری مورد نظر = ( امپر ی که سیکل ان مشخص است ) / ² (امپر مورد نظر ) * سیکل کاری مشخص

 

برای مثال دستگاهی در 300 امپر 60 درصد است 370 امپر سیکل کاری چند درصد دارد.؟بر طبق فرمول بالا سیکل کاری 40% است

[myhrp02 158]

قوس یک مقاومت غیر عادی است یعنی تا 70-80 امپر از قانون اهم پیروی نمی کند و با افزایش امپر مقاومت قوس کم می شود ولی در اپرهای بالاتر از قانون اهم پیروی نموده و مقاومت قوس ثابت بوده و با افزایش اپر ولتاژ نیز افزایش می یابد .

 

منحنی ولت - امپر دستگاههای جوشکاری :

 

دو نوع نمودار ولت - امپر در دستگاههای جوشکاری بکار میرود .

الف : نمودار ولت - امپر نزولی ( شدت جریان ثابت )

ب : نمودار ولت - امپر (ولتاژ ثابت )

 

 

نمودار ولت - امپر نزولی :

این نمودار در دستگاههای قوس الکتریکی دستی و جوشکاری تیگ و پلاسما می باشد. در این دستگاهها با تغییرات طول قوس توسط جوشکار مقاومت قوس تغییر نموده و باعث نوسانات در ولتاژ و امپر می گردد.

و به نام ( cc ) نیز معروف هستند .

 

نمودار ولت - امپر ( ولتاژ ثابت ) :

دستگاههای جوشکاری زیر پودری . جوشکاری میگ و مگ و فلاکس کورد از این نوع هستند در این دستگاهها تغییرات طول قوس سریعا جبران شده و قوس اثر خود تنظیمی دارد . در این دستگاهها ولتاژ از روی دستگاه تنظیم شده و امپر در ارتباط با سرعت تغذیه سیم می باشد با افزایش سرعت سیم .امپر زیاد شده و با کاهش ان امپر کم می شود .

 

نکته :

با ادغام منحنی ولت - امپر قوس با نمودار ولت - امپر دستگاه محدوده کاری قوس مشخص می گردد.

 

 

در زیر هم عکسهای مربوط به همین مبحث رو برای دوستان می زارم تا مفهومتر باشه.

 

مبحث بعدی جوشکاری قوس الکتریکی با گاز محافظ است .

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

• ورود
• یا
• ثبت نام

[myhrp02 158]

در فرایند جوشکاری قوس با گاز محافظ . الکترود . قوس و حوضچه مذاب بوسیله گازها محافظت می شوند . پس حوضچه مذاب بطور کامل سه برابر در مقابل هوا ( نیتروژن . اکسیژن ) محافظت می شود .

 

GTAW جوشکاری قوس الکتریکی با گاز محافظ و الکترود مصرف نشدنی ( تنگستن ) :

 

که این فرایند را با نام TIG می شناسند. و معمولا به ان جوش ارگون هم گفته می شود. البته با نام WIG هم شناخته می شود . قوس الکتریکی گرمای لازم را برای جوشکاری فراهم می نماید و عمل محافظت توسط گازهای ارگون و هلیوم فراهم می شود . ارگون اغلب در اروپا استفاده می شود و هلیوم بیشتر در امریکا .

 

در روش دستی فلز پر کننده بوسیله دست اضافه می شود ولی در فرایند ماشینی توسط ابزار اتوماتیک اضافه می گردد. از منبع تغذیه DC استفاده می شود اگر الکترود به قطب منفی متصل شود . گرمای بیشتری به قطعه کار می رسد و الکترود گرمای کمتری دریافت می کند . پس الکترود خنک خواهد ماند که سبب کاهش مصرف الکترود تنگستنی می شود و نیز خطر اخال تنگستنی در فلز جوش کاهش می یابد.

فلزاتی مانند الومینیوم و منیزیم که اکسیدهای بهم پیوسته و نسبتا مکمی دارند توسط این فرایند با جریان متناوب AC جوشکاری می شوند.

 

GTAW جوشکاری گاز محافظ با الکترود مصرف شدنی :

 

به این فرایند اغلب MIG یا MAG هم گفته می شود در این فرایند الکترود مصرف شدنی توسط قوس الکتریکی ذوب شده و سبب پر کردن درز جوش می شود . د راین فرایند می توان از جریانهای بالا بهره گرفت که سبب افزایش سرعت جوشکاری می شود .

وجود گاز محافظ سبب می شود که نیاز به فلاکس برای محافظت از جوش نباشد پس کیفیت جوش بهتر خواهد شد و مشکلات سرباره و اخال را نخواهیم داشت .

 

- گاز ارگون و مخلوطهای گاز ارگون :

استفاده از گازها و مخلوط انها بستگی به فلز جوش دارد . گاز خالص ارگون اغلب در اروپا برای فلزات غیر اهنی مورد استفاده قرار می گیرد . ارگون همراه با اکسیژن و یا با دی اکسید کربن در حین جوشکاری فولادها خواص قوس بهتری تولید می کنند ولی سرعت رسوب گذاری را کاهش می دهد دو نوع از گازهای مخلوط را در زیر می بینید .:

برای فولادهای کربنی : Ar+18%Co2

برای فولاد های ضدزنگ : Ar+2.5%Co2

 

- گاز دی اکسید کربن :

قیمت گران گاز ارگون سبب شد تا استفاده از گاز دی اکسید کربن گسترش یابد . این گاز برای جوشکاری فولادها مورد استفاده قرار می گیرد . از سیم جوش های مخصوص برای این گاز بهره گرفتند تا بر مشکل اکسید کنندگی طبیعی این گاز غلبه کنند . خواص گاز دی اکسید کربن کاملا با ارگون متفاوت می باشد .

 

نکات مهم در جوشکاری قوس الکتریکی :

- قوس الکتریکی منبع گرماست . سبب شکل دهی حوضچه مذاب و اغلب سبب ذوب الکترود می شود .

- دمای بالای قوس و سرعت بالای پلاسمای قوس سبب می شود تا واکنشهای شیمیایی مدون حوضچه شدت یلبد و حوضچه جوش را بخوبی مخلوط و همگن می کند .

- نیروی قوس سبب انتقال مذاب از الکترود به قطعه کار می شود .

- نوع طراحی منبع تغذیه و گاز محافظ خواص پایداری قوس را مشخص می کند .

 

تعریف قوس:

الکترونها به سمت اند و یونهای مثبت به سمت کاتد حرکت می کنند . قوس شامل ستونی است که گازهای یونیزه شده هادی جریان الکتریسیته اند .

ستون قوس بین دو قطب به سه ناحیه تقسیم می شود که از نظر خواص فیزیکی متفاوتند . منطقه اطراف کاتد که در حدود 0/000001 سانتیمتر و فضای مثبت است و منطقه اطراف اند که فضای ان منفی است و ناحیه بین ایندو که شامل ستون قوس است و بیشتر فضای بین قطب مثبت و منفی را اشغال می کند.

 

مکانیزم قوس :

برای سادگی کار جریان مستقیم را در الکترود تنگستنی را در نظر بگیرید . الکترونها از تنگستن گرم شده ساتع می شوند و در فضای بین دو قطب سرعت می گیرند این الکترونها به مولکولهای گاز در ستون قوس برخورد کرده و دمای انها را بالا می برد و گازها یونیزه شده و هادی جریان می شوند .

 

 

دمای قوس:

 

دما در نزدیکی کاتد با امپر حدود 400 در یک نقطه حدود 20000 درجه کلوین می باشد . دمای قوس درون ستون قوس از بالا به پایین و از مرکز ستون قوس به کناره ها کاهش می یابد .

[myhrp02 158]

شروع یک قوس ممکن است به چندین روش متفاوت صورت گیرد .

 

1: روشن کردن تماسی touch striking

2: ولتاژ بالای DC

3: ولتاژ بالا و فرکانس بالا High voltage .High frequency

4: افزایش ناگهانی ولتاژ High voltage

 

روشن کردن قوس تماسی :

اگر الکترود با قطعه کار تماس پیدا کند . اتصال کوتاه رخ خواهد داد سپس با کشیدن سریع الکترود تنگستن گرم شده و قوس به پایداری می رسد .

این شکل باعث ایجاد اخال تنگستنی می شود و سبب عیوب در جوش می گردد . برای TIG روش تماسی روش مناسبی نیست ولی برای GMAW یک روش نرمال و کارامد می باشد .

 

ولتاژ بالای DC:

اگر یک منبع تغذیه با ولتاژ بالا فراهم شود این این اختلاف پتانسیل دو سر قطب مثبت و منفی سبب یونیزه شدن فضای دو قطب شده و قوس برقرار می شود . برای گاز ارگون ولتاژ مورد نیاز حدود 5-10 کیلو ولت می باشد این میزان ولتاژ بسیار خطرناک است.

 

فرکانس بالا - ولتاژ بالا :

خطرناک بودن ولتاژ بالا را با ایجاد فرکانس جریان بالا حل کرده اند ( 5MHZ ) چون جریان فرکانس بالا و ولتاژ بالا از لایه بیرونی پوست حرکت کرده و خطری برای انسان ندارد . این روش بیشتر در tig استفاده می شود . مشکل این روش تولید ( radio noise ) نویزهای رادیویی است که سبب اختلال در سیستم های کامپیوتری و کنترل از راه دور دستگاهها و ... می شود .

[myhrp02 158]

گاز محافظ از الکترود و حوضچه مذاب در مقابل هوا محافظت می نماید .

گاز محافظ به دو دسته گازهای فعال و گازهای خنثی تقسیم می شوند .

 

گازهای خنثی :

گاز خنثی . گازی است که اثر متالوژیکی بر حوضچه مذاب نداشته باشد . گاز خنثی نمی سوزد .ترکیب نمی شود . و سبب سوختن نمی شود .

 

گازهای خنثی مورد استفاده :

 

ارگون :

گاز غیر قابل اشتعال . بی بو . از هوا سنگینتر می باشد و از هوا تهیه می گردد . حدود 9% هوا را ارگون تشکیل داده است .دارای پتانسیل 15.7 الکترون ولت . امکان افروزش اسان قوس را در حین جوشکاری فراهم می اورد . استفاده از این گاز موجب تولید ستون قوسی متمرکز ولی با هدایت حرارتی پایین می گردد که خود موجب می شود یونیزاسیون قوس به اسانی صورت گیرد .و نتیجه استفاده از این گاز در حین جوشکاری . پیدایش پروفیل جوشی به شکلی است که در ان نفوذ در مرکز خط جوش زیاد و بستر جوش با یک شیب شدید . باریک می گردد.

 

هلیوم :

گاز غیر قابل اشتعال .بی بو . و سبکتر از هوا است . معمولا از گازهای طبیعی بدست می اید .و با پتانسیل یونیزاسیون برابر 24.5 الکترون ولت است . در نتیجه قوس ناشی از این گاز دارای ولتاژ قوس بالاتری نسبت به ارگون می باشد ( در حالت برابری طول قوس و سرعت جوشکاری )و باطبع می تواند مقدار حرارت ورودی به قطعه کار را افزایش دهد . هدایت حرارتی بالای این گاز موجب ایجاد پروفیل جوش پهن با گرده ای کم و ذوب و نفوذی مناسب می گردد در حین استفاده از این گاز باید دقت کرد که به علت انکه این گاز از هوا سبککتر است نرخ خروجی گاز را باید زیادتر کرد .

مزایای هلیوم :

برای جوشکاری مس با تیگ مناسب است و سبب بالا رفتن دما در قوس می شود .قیمت گران هلیوم و بدلیل سبکتر بودن ان از هوا برای محافظت به حجم بیشتر و سرعت بیشتری از گاز هلیوم نیاز است .

 

گازهای فعال :

گازهایی که از نظر شیمیایی فعال هستند مثل دی اکسید کربن و اکسیژن . این گازها با حوضچه مذاب واکنش می دهند .

 

انتخاب گاز محافظ :

برای انتخاب گاز محافظ نکاتی را باید مد نظر داشت .

فلز پایه

نوع فرایند جوشکاری

خواص مورد نیاز در جوش

 

برای فرایند تیگ فقط از گازهای خنثی استفاده می شود .

برای فرایند میگ/مگ هم از گاز خنثی و هم از گاز فعال استفاده می شود .

 

گازهای پشتی : ( backing gas )

گاز پشتی برای محافظت از پاس ریشه بسیار ضروری است بعنوان مثال برای فولادهای ضدزنگ این گازها از تشکیل اکسید در ریشه جوش جلوگیری می کنند .

مثالی از گاز پشتی

N₂80% - H₂20%

 

N₂90% - H₂10%

 

در بالا برای گاز پشتی باید از حداقل 10% هیدروژن استفاده شود تا باعث انفجار نشود .

 

تجهیزات گاز محافظ :

 

1: رگولاتور :

وظیفه رگولاتور کاهش فشار گاز داخل سیلندر به فشار کاری است و نیز ثابت نگه داشتن فشار در حین کار می باشد .

 

2: فلومتر :

فلومتر برای کنترل سرعت جریان گاز در تورچ جوشکاری استفاده می شود . فلومتر بر حسب لیتر بر دقیقه کالیبره می شود . فشار گاز با شیری که روی فلومتر نصب شده است کنترل می شود .

 

3: سیلندر:

گازها درون سیلندرهایی با فشار بالا نگهداری می شوند و یا بصورت مایع ذخیره می شوند .

 

نکته :

رگولاتورها و فلومترها باید فقط برای گازی که طراحی شده اند مصرف شوند.

 

 

خب این مطالب رو نسبتا کامل کردم ولی سوال یا نظر خاصی راجب به این مطلب از طرف کسی نشد . فکر کنم کاربردی برای دوستان نیست و مطالب تخصصی مربوط به جوشکاری تیگ و میگ /مگ رو دیگه نمیزارم و همینج این مطلب رو تموم می کنم . امیدوارم این مطلب برای دوستان مفید بوده باشه ...... بای

[myhrp02 158]

این پست ادامه تاپیک جوشکاری تیگ می باشد که دوستان میتونن مطالب قبل رو از طریق ادرس زیر ببینن.

http://www.noandishaan.com/forums/thread119273.html

 

متغیرهای این فرایند عبارتند از :

 

1 : ولتاژ قوس (طول قوس)

2: شدت جریان (امپر)

3: سرعت جوشکاری

4: گاز محافظ

 

که در مورد انها توضیحاتی را میدهم . اما قبل از ان چند مورد را در مورد انرژی حرارتی و و مقدار رسوب فلز جوش را می نویسم که دانستن انها برای دوستان بد نیست .

 

مقدار انرژی حرارتی تولید شده توسط قوس الکتریکی به ولتاژ و امپر بستگی دارد . Q=i

²

r

 

مقدار رسوب فلز جوش در واحد طول با سرعت جوشکاری نسبت عکس دارد.

 

قوس الکتریکی با استفاده از گاز هلیوم نفوذ بیشتری نسبت به گاز ارگون ایجاد می نماید .( بخاطر ولتاژ یونیزاسیون بالاتر گاز هلیوم )

 

شدت جریان الکتریکی :

بطور کلی شدت جریان در قوس الکتریکی نفوذ جوش را کنترل می کند . همچنین مقدار جریان بر روی ولتاژ قوس نیز تاثیر دارد. ( v=10+0/04i ) .

این فرایند می تواند با جریان مستقیم و جریان متناوب استفاده شود . البته نوع جریان به فلزی که جوشکاری می شود بستگی دارد .

 

جریان مستقیم با الکترود منفی DCSP

برای نفوذ زیاد و سرعت جوشکاری بالا استفاده می شود . مخصوصا هنگامیکه از گاز هلیوم به عنوان گاز محافظ استفاده شود هلیوم گزینه مناسبی برای جوشکاری مکانیزه و جوشکاری فلزاتی که دارای قابلیت هدایت حرارتی بالایی هستند می باشد.

 

جریان متناوب AC

جریان متناوب عمل تمیز کاری کاتدی را ایجاد می نماید . اگر اکسید های مقاوم و سخت بر روی فلزات مورد جوشکاری ( نظیر اکسید الومینیوم و اکسید منیزیم ) وجود داشته باشد .توسط تمیز کاری کاتدی برداشته می شوند و باعث ایجاد جوش سالم و مناسب می شود .در این گونه موارد باید از گاز ارگون استفاده شود زیرا گاز هلیوم باعث عمل تمیز کاری لایه اکسیدی نمی شود .

 

گاز ارگون گزینه مناسبی برای جوشکاری دستی با جریان مستقیم و جریان متناوب می باشد .

 

جریان مستقیم با الکترود مثبت DCRP

این قطبیت به ندرت و خیلی کم استفاده می شود زیرا باعث ایجاد گرمای زیادی در نوک الکترود و ذوب ان می گردد

 

[myhrp02 158]

ولتاژ قوس :

 

مقدار ولتاژ بین الکترود تنگستنی و سطح کار را ولتاژ قوس نامیده می شود.

 

ولتاژ قوس متغیری است که تحت تاثیر موارد زیر می باشد :

 

1: جریان قوس( توضیح داده شد )

2: شکل و حالت نوک الکترود تنگستنی

3: فاصله بین نوک الکترود و سطح کار ( طول قوس)

4: نوع گاز محافظ

 

طول قوس در این فرایند بسیار مهم است زیرا بر روی پهنا و عرض حوضچه جوش تاثیر می گذارد . پهنای حوضچه جوش به طول قوس بستگی دارد به همین خاطر در بیشتر موارد ( بغیر از ورقهای خاص ) طول قوس مورد نظر باید کوتاهترین حد ممکن باشد . البته اگر طول قوس بسیار کوتاه باشد احتمال برخورد الکترود و سیم جوش با هم و یا با حوضچه مذاب وجود دارد .

یک مورد استسنا وجود دارد و ان هم در جوشکاری مکانیزه با استفاده از گاز هلیوم و جریان dcen و شدت امپر بالا امکان فروبردن نوک الکترود در مذاب و مخفی شدن ان جهت تولید نفوذ عمیق امکانپذیر می باشد اما باید بصورت جوشی با عرض باریک و سرعت زیاد انجام شود . که این تکنیک را قوس مخفی نامیده می شود .

 

وقتی که از ولتاژ قوس برای کنترل طول قوس در کاربردهای حساس استفاده می شود . باید به متغیر های دیگر که بر روی ولتاژ تاثیر می گذارند توجه داشته باشیم . در راس همه عیوب الودگی توسط الکترود و گاز محافظ . تغذیه نامناسب سیم جوش و تغییر دمای الکترود و فرسایش و ساییدگی الکترود می باشد .

 

 

سرعت پیشروی :

 

سرعت پیشروی بر روی نفوذ و عرض گرده جوش در جوشکاری تیگ تاثیر می گذارد . اگر چه تاثیر ان بیشتر بر روی پهنای جوش دیده می شود تا در نفوذ جوش .

سرعت پیشروی به خاطر تاثیری که بر روی قیمت و هزینه دارد بیشتر مورد اهمیت است . در بعضی موارد و کاربردها .سرعت پیشروی به عنوان یک هدف با متغیر های انتخاب شده دیگر برای بدست اوردن ظاهر جوش مورد نظر در همان سرعت تعریف شده است . در موارد دیگر پیشروی ممکن است یک متغیر وابسته باشد که برای بدست اوردن کیفیت جوش و تناسب مورد نیاز تحت بهترین حالت ممکن با دیگر متغیر ها انتخاب شود .

[whiteeagle 10]

با سلام اگه امکان داره e book ترجیحا فارسی در مورد جوشکاری MIG پست می کنین مطالبتون خوبه.

[myhrp02 158]

دوست عزیزم همانطور که میدونید تفاوت دو روش میگ و مگ تنها در نوع گاز مصرفی انها و تاثیرات متالوژِیکی هست و بسته به نوع فلز پایه ( فولادهای کربنی بیشتر مگ ) و ( فولادهای الیاژی بیشتر میگ ) استفاده می شود و نوع روش جوشکاری تفاوتی با یکدیگر ندارند . یک هندبوک روشهای جوشکاری رو برات میزارم که به انگلیسی هست که توی این هندبوک درمورد تجهیزات و روشهای جوشکاری های مختلف بطور کامل توضیح داده شده . و اگر نظرت در مورد جوشکاری جنس خاصی با روش میگ هست باید در کتاب های متالوژی دنبالش باشی . اون کتاب رو هم منبع انگلیسی را دارم خواستی خبر بده تا برات بزارم .

با تشکر از خوندن مطالب این تاپیک .

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

• ورود
• یا
• ثبت نام