جوشکاری ذوبی ۱۳۹۴ سوم آبان

جوشکاری ذوبی 

فرآیندی است متالوژیکی جهت اتصال فلزات به یکدیگر که فرآیندی ذوبی است که طی آن محل اتصال ذوب شده و عمل نفوذ انجام می شود و پس از رسیدن به دمای پایین تر از ذوب دو قطعه به هم متصل می شوند.

جوشکاری ذوبی :

الف) با دخالت ماده خارجی

ب) بدون دخالت ماده خارجی

جوشکاری جامد :

طی این فرآیند هیچ گونه ذوبی صورت نمی گیرد و دو فلز توسط فشار بسیار زیاد به یکدیگر جوش داده  می شوند.

انواع فرآیند های جوشکاری

1-      فرآیندهای جوشکاری قوس الکتریکی

الف) جوشکاری قوس با گاز محافظ : جوشکاری گازی – الکترود دستی SMAW

ب) جوشکاری قوس – الکترود تنگستن و گاز محافظ خنثی : TIG

ت) فرآیند های جوشکاری قوس – الکترود مصرفی با گاز محافظ : GMAW

ث) فرآیند جوشکاری قوس پلاسما

2-   فرآیند های جوشکاری مقاومتی :

الف) جوشکاری مقاومتی نقطه ای

ب) جوشکاری مقاومتی سر به سر

پ) جوشکاری مقاومتی غلطکی یا نوری

3-       فرآیند های جوشکاری حرارتی – شیمیایی

الف) جوشکاری با گاز و شعله

ب) جوشکاری ترمیت

4-       جوشکاری اصطکاکی

5-       جوشکاری فشاری سرد

6-       جوشکاری آهنگری

7-       جوشکاری انفجاری

8-      جوشکاری زیر آب :

الف) جوشکاری زیر آب مرطوب

ب) جوشکاری زیر آب خشک

 " خلاصه ای از تاریخچه جوشکاری "

1-      برناندوز روسی در سال 1886 قوس جوشکاری را مورد استفاده قرار داد.

2-     موسیان در سال 1881 قوس کربنی را برای ذوب فلزات مورد استفاده قرارداد.

3-     ژول در سال 1856 جوشکاری مقاومتی را پایه ریزی کرد.

" عوارض و سوانح ناشی از عوامل فیزیکی مربوط به جوشکاری"

الف) برق گرفتگی

ب) سوختگی

پ) ورود اجسام خارجی به داخل چشم

" جوش ایده آل  "

در صورتیکه ساختار محل جوش دقیقاً مشابه قسمت های دیگر فلز پایه باشد به این جوش ، جوش ایده آل گویند.

" مراحل عملیات جوشکاری "

1-      انتقال و حاضر کردن قطعات جوشکاری .

2-      نگه داشتن قوس الکتریکی مناسب و کنترل حوضچه مذاب .

3-      حرکت و هدایت نوک الکترود ، مفتول یا فیلر پر کننده.

" انواع فرآیندها "

الف) فرآیند دستی : در این فرآیند 3 مرحله فوق توسط فرد جوشکار انجام می شود.

ب) فرآیند نیمه خودکار : در این فرآیند مرحله 2 توسط ماشین جوشکاری انجام می شود.

پ) فرآیند خودکار : در این فرآیند مراحل فوق توسط ماشین جوشکاری انجام می شود.

" قوس الکتریکی "

قوس یک منبع حرارتی مناسب برای گروهی از مهم ترین فرآیندهای جوشکاری می باشد که در برخی از فرآیندهای جوشکاری وظیفه انتقال فلز مذاب از الکترود به حوضچه جوش را دارد و نیز امکان برطرف کردن لایه های اکسیدی سطحی نیز توسط آن وجود دارد.

به خالی شدن بار الکتریکی بین الکترود و فضای پلاسما «قوس الکتریکی » می گویند.

به گاز یونیزه شده در اثر حرارت ناشی از قوس الکتریکی را«پلاسما »گویند.

" انواع قوس الکتریکی بر اساس الکترود "

1-      قوس با الکترود غیر مصرفی :

که در این روش جنس الکترود از کربن یا تنگستن است و انتقال حرارت توسط الکترون یا یونهای که در ستون قوس قرار می گیرند به قطعه صورت می گیرد.

2-     قوس با الکترود مصرفی :

که در این روش جوشکاری جنس الکترود و نقطه ذوب آن مشابه با فلز پایه است و در اثر قوس الکتریکی ذوب می شود و قطرات مذاب با سرعت زیاد در فاصله قوس به حوضچه مذاب می پیوند به این فرآیند نیز Arc Metal گویند. همچنین در اثر عبور جریان الکتریکی مقداری حرارت مقاومتی در آن بوجود می آید که اولاً باعث بالا رفتن نرخ رسوب الکترود می شود. ثانیاً در نهایت قطعه منتقل می شود.

نکته : حفظ و نگهداری قوس به رعایت کردن فاصله بین آتدوکاتد بستگی دارد.

" عوامل شناسایی پایداری قوس "

1-      نقطه کاتد و آند حین روشن بودن قوس حالت ثابتی داشته باشد یعنی ریشه قوس از یک نقطه به نقطه دیگر جهش نکند.

2-     اگر الکترود مصرفی است انتقال فلز از الکترود به حوضچه مذاب منظم و پیوسته باشد.

3-     شدت جریان مناسب از نظر آمپراژ نوع جریان برای پایداری قوس لازم است.

4-     حوضچه جوش در یک حالت ثابت نسبت به الکترود باشد به آرامی و روی قطعه حرکت کند.

5-     جوشکاری با سرعت بالا ، با حرارت کم و یا حوضچه کوچک حساسیت بیشتری به ناپایداری قوس دارد.

6-     قوس باید آن چنان پایدار باشد که در اثر تغییرات کوچک موقعیت جوش و شرایط محیطی حساسیت کمتری داشته باشد.

" علل رفتار غیر نرمال و ناپایداری قوس "

1-      نا همواری های سطح قطعه کار.

2-     وجود اضافی و غیر فلز در سطح کار.

3-     وجود ناخالصی در گاز محافظ.

4-     عدم رعایت مواردی که در پایداری قوس موثرند.

انواع وضعیت های جوشکاری :

1-      وضعیت افقی :Horizantal Position                                                                                            اگر قطعات بصورت عمودی قرار گیرند و جوش مایل باشد بعلت حرکت مذاب جوش بطرف پایین جوش در قطعه پایینی بیشتر و در قطعه کناری کمتر نفوذ می کند.

2-     وضعیت تخت :Flat Position

بهترین حالت جوشکاری حالتی است که به عنوان مثال بخواهیم یک اتصال تخت به شکل T را جوشکاری کنیم . در این وضعیت قطعات باید با زاویه 45 درجه نسبت به افق قرار گیرند و الکترود عمود و رو به پایین باشد و شخص جوشکار از بالا عمل جوشکاری را انجام دهد.

3-    وضعیت عمودی : (سربالا)                          Vertical    Position                                  اگر بخواهیم گوشه ای را جوش دهیم و الکترود بصورت افقی قرار بگیرد مسیر حرکت الکترود بهتر است از پایین به بالا باشد زیرا جوشهای پایینی برای جوشهای در حال انجام بعنوان تکیه گاه عمل می کند و مانع از جریان مذاب جوش به پایین می گردد.

4-    وضعیت سقفی : ( بالاسری ) Over Head Position                                                                         وقتی که الکترود کاملاً رو به بالا باشد در این حالت مذاب جوش دائماً به پایین حرکت می کند و نفوذی در قطعات صورت نمی گیرد.

" انواع جوش "

1-      جوش شیاری :                                                                                                                          Groover   Weld      این نوع جوش در اتصالات لب به لب بکار می رود در این نوع جوش در انتهای قطعات شیارهای ایجاد می کند و شیار را با مذاب جوش پر می کنند . به این مفهوم که با سنگ لبه قطعات را سائیده و شیار ایجاد می کنند سپس محل شیارهار را جوشکاری می کنند به این عمل یعنی سائیدن لبه قطعات عمل آماده سازی لبه گویند . انجام جوشکاری وقت گیر و پر هزینه است ولی مقاومت آن احتمال دارد از مقاومت فلز پایه نیز بیشتر باشد. یعنی اگر جوشکاری درست و صحیح انجام شود سپس جوش را تحت نیروی کششی قرار دهیم قطعه از محلی غیر از محل جوش پاره می شود.

2-   جوش گوشه ای :                                                                                                                                Filet Weld در این حالت فقط انتهای لبه های دو قطعه توسط الکترود جوش داده می شود وقتی محل جوش ذوب شد فلز پر کنند نفوذی را در هر دو قطعه ایجاد می کند و آنها را به هم متصل می کند. 90 درصد از جوشهای یک سازه فولادی از نوع جوش گوشه است زیرا انجام آن سریع و ساده است.

ماسک جوشکاری

جنس ماسک ها معمولاً فیبری هستند و نصف سرجوشکار را می پوشانند مقابل چشمان جوشکار یک سوراخ مستطیل شکل به ابعاد  2.5*4 اینچ وجود دارد که داخل آن حداقل 2 شیشه محافظ نصب می شود. لنز خارجی دارای استحکام بیشتری است و وظیفه آن محافظت از لنز داخلی در مقابل ترشحات فلز مذاب است .

یک لنز رنگی می تواند حدود 99.5 درصد از اشعه های مادون قرمز و 75/99 درصد از اشعه های ماوراء بنفش را منعکس کند.

نکته : اشعه مادون قرمز باعث تضعیف چشم می شود.

نکته : ماوراء بنفش و مادون قرمز باعث درد چشم بین 8 تا 18 ساعت است.

لنز شماره 10 : جوشکاری با الکترودهای معمولی

لنز شماره 12 : جوشکاری برق با گازهای محافظ

لنز شماره 14 : الکترودهای زغالی

" اسامی منابع انرژی "

1-        دستگاه موتور –  مولد (ژنراتور)Trans Former Generator                                                                        که با یک موتور الکتریکی جریان یکسو DC یا جریان متناوب AC و با یک موتور احتراقی درون سوز راه اندازی می شود و قادر به تولید جریان یکسو متناوب یا مستقیم متناوب می باشد.

2-        مبدل ریکتی فایر Rectifaier                                                                                                                   در این دستگاه از یک مبدل جهت کاهش ولتاژ الکتریکی جریان متناوب ورودی ( ولتاژ برق شهری ) به ولتاژ مورد نیاز در جوشکاری یعنی جریان متناو ب استفاده می شود سپس جریان الکتریکی برای تبدیل AC به DC داخل ریکتی فایر می شود.

3-        ترانس Trans Former                                                                                                                       مبدل جریان متناوب : در این حالت از یک مبدل الکتریکی برای کاهش ولتاژ ورودی جریان متناوب به ولتاژ لازم برای جوشکاری با جریان متناوب استفاده می شود.

وزش قوس                                                                                                                                          Arc Blow  به انحراف قوس از مسیر اصلی ، جلو یا عقب یا طرفین را«وزش قوس» گویند هنگامیکه وزش قوس ایجاد می شود جوشکاری با کیفیت مناسب صورت نمی گیرد و همراه با جرقه های بسیار است که بیشتر در جوشکاری ورقهای نازک و زمانیکه از جریان DC استفاده می شود اتفاق می افتد.

" روشهای جلوگیری از وزش قوس "

1-        استفاده از جریان AC بجای DC

2-       کاهش شدت جریان و طول قوس.

3-       تغییر محل اتصال کابل به زمین که بایستی :

الف ) تا حد امکان دور از محل جوش باشد.

ب ) در انتهای جوش باشد.

پ ) در صورت امکان بطوری دور قطعه ای پیچیده شود که یک میدان مغناطیسی دیگر ایجاد کند و در نهایت میدانها همدیگر را خنثی کنند.

4-       حرکت دادن الکترود در خلاف وزش قوس.

5-       استفاده از خال جوشهای بزرگ در 2 انتهای اتصال.

6-       انجام جوشکاری به سمتی که از قبل جوشکاری شده است.

7-       انجام جوشکاری به سمت اتصال بدنه.

" اثرات دیگر وزش قوس "  

1-      ایجاد جرقه و پاشش مذاب.

2-     سوختگی کنار خط جوش.

3-     ظاهر نامناسب جوش.

4-     عدم ذوب فلز جوش.

منبع : rassafan[dot]blogfa[dot]com[slash]post-17[dot]aspx