روش های جوشکاری زیر آب
پنج شنبه 4 / 2 / 1393 ساعت 17:55 | بازدید : 814 | نویسنده : میلاد محمدزاده | ( نظرات )

جوشکاری زیر آب (Underwater Welding) از شروع دهه هفتاد میلادی به دلیل استخراج نفت و گاز از عمق دریا به عنوان مساله ای مهم در صنعت دریایی مطرح شد. بر حسب نوع پروژه و کیفیت مورد نظر برای جوش، در مورد روش مناسب جوشکاری، نوع فولاد یا آلیاژ مورد استفاده عمق مناسب برای جوشکاری و کیفیت جوش تصمیم گیری می شود. نیاز به دست یابی به جوش های با کیفیت بالا در زیر آب، باعث انجام تحقیقات و آزمایش های گسترده ای در این زمینه شد و تا کنون نیز پیشرفت های قابل توجهی در زمینه های تکنیکی و متالورژیکی جوشکاری زیر آب حاصل شده است. تعمیر و نگهداری نیز همواره به عنوان یکی از مشکلات سازه های دریایی مطرح بوده است. بسیاری از سازه های تخریب شده می توانند با تکنیک های جوشکاری زیر آب تعمیر شوند.

 

اثر آب بر فرآیند های جوشکاری

ویرایش
 
 
 
 

فرآیند های قوسی در آب دریا نسبت به آب شیرین، قوس نرمتر و پایدارتری دارند که به علت وجود یون های پایدار کننده قوس در آب دریا می باشد. این یون ها از تجزیه نمک ها در قوس حاصل می شود. عمق آب یا فشار نیز اثر قابل توجهی دارد. افزایش فشار باعث می شود که قوس متمرکز شده و دمای هسته قوس افزایش یابد. در نتیجه میزان نفوذ و هم چنین سرعت انتقال حرارت به اطراف بالا می رود. با توجه به این شرایط شدت جریان در مقایسه با جوشکاری در هوا حدود 20 الی 25 درصد بیشتر در نظر گرفته می شود. هم چنین به خاطر افت قابل توجه ولتاژ به خاطر طولانی بودن کابل ها، توان بیشتری در دستگاه ها و تجهیزات در نظر گرفته می شود.

به خاطر تمرکز حرارتی در قوس مقداری از آب های اطراف قوس تجزیه شده و حباب های پایدار در اطراف قوس ایجاد می کنند. این حباب ها اثرات متفاوتی بر جوش دارند، از جمله می توانند به عنوان گاز محافظ برای قوس عمل کنند. از طرفی، گاز موجود در حباب ها منبع اصلی تخلخل در جوش نیز می باشد. به خاطر دمای بالای قوس، مقداری از هیدروژن موجود به صورت اتمی در می آید. این هیدروژن پس از جذب ممکن است باعث ایجاد ترک سرد هیدروژنی در جوش یا منطقه کنار جوش شود.

به منظور بررسی دقیق تر تاثیر آب بر فرآیندهای جوشکاری بد نیست مقایسه بین جوشکاری زیر آب با جوشکاری در هوا انجام شود:

1- سرعت جوشکاری در این دو حالت فرق چندانی با هم ندارد.

2-در هر دو محیط، شدت جریان را می توان مهمترین متغیر موثر بر نفوذ در نظر گرفت. محیط جوشکاری و اندازه الکترود اثر کمرنگ تری دارند.

 3- نفوذ ناقص و بریدگی کنار جوش جزء رایج ترین عیوب حاصل هستند.

4- ابعاد جوش در دو حالت فرق چندانی با هم ندارد. شکل کلی جوش نیز از این اصل پیروی می کند. بنابراین اثرات بحرانی آب در این مورد کمرنگ جلوه می کند.

5- در ولتاژ ثابت، جوشکاری زیر آب نیاز به شدت جریان بیشتری دارد.

6- در جوشکاری زیر آب درصد مواد موجود در مخلوط گازی اطراف قوس (حباب هایی تشکیل شده) در حال تغییر است. دلیل آن گرمای حاصل از قوس و تبخیر آب و نیز خارج شدن حباب های بخار و گاز از آب است که فرکانس خروجی آن ها حدودا 15 حباب در ثانیه است.

7- در جوشکاری زیر آب فشار در مخلوط گازی با فشار اطراف خود برابر است، یعنی با افزایش عمق این فشار هم زیاد می شود.

8- با توجه به این که هدایت حرارتی در آب 25 برابر و ظرفیت گرمایی ویژه آب نیز 3500 برابر هوا است، جوش و منطقه تحت تاثیرش در محیط آب به سرعت سرد می شوند.

نکته مهم حرکت دائمی حباب های گاز و بخار آب به سمت بالا و تاثیر این پدیده بر تعادل قوس است. الکترود های بدون پوشش و سیم جوش های معمولی به هیچ وجه در زیر آب کارآیی ندارند. برای بالا نگهداشتن کیفیت جوش باید مواردی چون جرقه زدن، برقراری قوس الکتریکی، تعادل در قوس و آرام بودن پیشرفت مذاب در جوش را تضمین کرد. در مورد گاز هیدروژن نیز باید گفت که درصد آن در مخلوط حباب های گاز – بخار آب که از سوختن الکترود به وجود می آید، 70 درصد است از نظر قطب ها هم، در قطب مثبت یون های منفی کلر و در قطب منفی یون های مثبت نظیر H+ و Na+ مشاهده می گردند.

به دلیل بالاتر بودن سرعت سرد شدن جوش در آب نسبت به هوا، جنس فلز جوش باید حساسیت کمتری نسبت به حفره انقباضی و سخت شدن در اثر سریع سرد شدن داشته باشد. در فولادهای فریتی استحکام کششی خط جوش به دلیل سختی زیاد بالاتر از استحکام کششی قطعه اصلی است، ولی به دلیل نفوذ هیدروژن، چکش خواری خیلی پایینتر است. طبق روابط تجربی استحکام کششی خط جوش زیر آب باید حدود 80 درصد مقاومت در هوا و تغییر طول نسبی آن نیز 50 درصد فلز جوش در هوا باشد.

   جوشکاری زیر آب

 

 

تقسیم بندی روش های جوشکاری زیر آب

ویرایش
 
 
 
 

جوشکاری زیر آب از نظر محیط اطراف جوش به دو دسته جوشکاری در حالت تر و جوشکاری در حالت خشک تقسیم می گردد. عمده تحقیقات در مورد این دو روش از سال 1960 میلادی صورت گرفته است. مهمترین فرآیندهای جوشکاری که در حالت مرطوب مورد استفاده قرار می گیرند عبارتند از:

1- جوشکاری قوسی با الکترود دستی

2- جوشکاری قوسی با گاز محافظ

3- جوشکاری اصطکاکی

4- جوشکاری قوس پلاسما

5- جوشکاری زائده ای

6- جوشکاری انفجاری

7- جوشکاری قوس با الکترود توپودری (FCAW)

8- جوشکاری ترمیت

فرآیند های جوشکاری خشک نیز به دو گروه عمده تقسیم می گردند:

1- جوشکاری تحت فشاری معادل فشار هیدرواستاتیک آب

2- جوشکاری تحت فشار اتمسفری

   جوشکاری زیر آب

در نوعی از جوشکاری زیر آب که به جوشکاری با منطقه جزئی خشک شده معروف است حالتی بین خشک و تر وجود دارد. در این روش قسمتی از سیستم شامل قوس و قسمت هایی از قطعه کار است به وسیله محفظه کوچکی از گاز پر شده و از آب جدا می شوند؛ ولی جوشکار در آب می ماند و راه هایی برای دسترسی به قسمت مورد نیاز در محفظه تعبیه می شود. در این روش حتی قسمت پشت قطعه کار ممکن است درتماس با آب باشد.

موضوعات مرتبط: جوشکاری , ,

|
امتیاز مطلب : 0
|
تعداد امتیازدهندگان : 0
|
مجموع امتیاز : 0
جوشکاری پلاسما (Plasma Welding)
پنج شنبه 4 / 2 / 1393 ساعت 17:12 | بازدید : 1784 | نویسنده : میلاد محمدزاده | ( نظرات )

جوشکاری پلاسما (Plasma Welding) یک فرآیند جوشکاری با قوس الکتریکی است که در آن ذوب شدن و اتصال فلزات با گرم شدن آن ها توسط قوس الکتریکی ایجاد شده بین الکترود تنگستنی و فلزات رخ می دهد. این فرآیند شبیهجوشکاری تیگ است با این تفاوت که در این فرآیند گاز اریفیس (Orifice Gas) به همراه گاز پوشش مورد استفاده قرار می گیرد. همان طور که در شکل روبرو نشان داده شده است، به دلیل پوشش ناشی از گاز اریفیس، قوس در جوشکاری پلاسما به خوبی متمرکز می شود و قوس می تواند در راستای طولی گسترده شده و طول آن افزایش یابد. در این فرآیند از جریان مستقیم (DC) استفاده شده و الکترود تنگستنی به قطب منفی منبع انرژی متصل می شود؛ اما امروزه ماشین جوشکاری پلاسما با پلاریته متغیر به منظور جوشکاری آلومینیوم ارائه شده است.

موادی که قابلیت جوشکاری پلاسما دارند عبارتند از :

   
 

ویژگی های جوشکاری پلاسما

ویرایش
 
 
 
 

شروع قوس

در فرآیند جوشکاری پلاسما، قوس الکتریکی با برخورد نوک الکترود به قطعه کار مانند جوشکاری تیگ، ایجاد نمی شود. بخش کنترل فرآیند به کمک یک مولد فرکانس بالا باعث برقراری یک قوس ضعیف و آرام بین نوک الکترود و نازل آبگرد گاز اریفیس می شود. قوس الکتریکی ایجاد شده به تدریج از بین نوک الکترود و نازل گاز اریفیس، به مابین نوک الکترود و قطعه کار منتقل می شود.

سوراخ کلید (Keyholing)

علاوه بر ذوب کردن مواد در فرآیند های جوشکاری قوسی متداول، تکنیک سوراخ کلید در جوشکاری قوس پلاسما برای مواد با ضخامتی در محدوده 6.4 – 2.5 میلیمتر کاربرد دارد. با وجود متناسب جریان گاز اریفیس، سرعت حرکت الکترود و جریان الکتریکی جوشکاری در کنار هم، وجود حالت سوراخ کلید امکان پذیر می شود.

وجود سوراخ کلید نشانه خوبی از نفوذ کامل بوده و امکان استفاده از سرعت بالاتر جوشکاری را نسبت به جوشکاری تیگ به اپراتور می دهد.

 

مزایای جوشکاری پلاسما

ویرایش
 
 
 
 

جوشکاری پلاسما مزایای متعددی نسبت به جوشکاری تیگ دارد. برخی از آن ها عبارتند از:

  1. حساسیت پایین قوس پلاسما به تغییر طول نسبت به قوس تنگستن.
  2. عدم نیاز به مهارت بالای جوشکار.
  3. در جوشکاری تیگ، احتمال برخورد نوک الکترود با حوضچه مذاب و آلوده شدن فلز جوش با تنگستن، به دلیل کوتاه بودن طول قوس وجود دارد. اما در جوشکاری پلاسما به دلیل بلند بودن طول قوس این مشکل دیده نمی شود.

      

 
موضوعات مرتبط: جوشکاری , ,

|
امتیاز مطلب : 0
|
تعداد امتیازدهندگان : 0
|
مجموع امتیاز : 0
جوشکاری SMAW
شنبه 2 / 2 / 1393 ساعت 16:34 | بازدید : 1635 | نویسنده : میلاد محمدزاده | ( نظرات )

جوشکاري يکي از روشهاي توليد مي باشد. هدف آن اتصال دائمي مواد مهندسي (فلز ،سراميک ،پليمر، کامپوزيت)به يکديگر است به گونه‌اي که خواص اتصال برابر خواص ماده پايه باشد.
اغلب سازه ها در صنعت از قطعات مختلف ( ريختگي ،آهنگري شده ، نوردي ، و ....) تشکيل شده اند که با روشهاي گوناگون به يکديگر متصل  مي شوند . روشهاي متفاوت اتصال قطعات به يکديگر را بر حسب نوع فرآيند و يا بنيان علمي آنها به دسته هاي مختلفي به شرح زير طبقه بندي نموده اند :
الف : روش هاي مکانيکي ( پيچ ، پرچ ،پين ،کشو ، خار و ...)
ب: روش هاي مکانيکي متالوژيکي (جوشکاري ،لحيم کاري و ....)
ج : روش هاي شيميايي ( چسب هاي معدني وآلي )
 و يا رده بندي بر اساس نو ع اتصال:
روش هاي اتصال موقت (پيچ و مهره ،پين ، خار و ....)
روش هاي اتصال نيمه موقت (پرچ ، احتمالا لحيم کاري نرم و بعضي چسب ها) 
رو شهاي اتصال دائم ( فرآيندهاي جوشکاري و لحيم کاري سخت و اغلب چسب ها)
جوشکاري عبارت است از اتصال دو قطعه فلزي يا غير فلزي به يکديگر در اثر عوامل خارجي مثل حرارت و فشار که امروزه به صورت يک علم پيشرفته و موثر در خدمت صنايع در آمده و  در روزگار پيشين يک هنر به حساب  مي آمد تاريخ نويسان نخستين روش هاي اتصال را در شرق به چيني ها و در غرب به رومي ها باستان نسبت مي دهند . چيني ها در سه هزار سال پيش از ميلاد دانش اتصال برخي فلزات و غير فلزات را آموخته بودند و رومي ها از لحيم ها بهره مي بردند که امروزه با اندک تغييري در صنايع جديد به کار مي رود.
مصريان ، فنيقي ها ، ايرانيان و پيشيان قوم آزنتک در مرکز به اصول و موازين اتصالات و به خصوص جوشکاري پي برده بودند ؛ با اين حال شروع جوشکاري به صورت يک فناوري از سال ???? ميلادي رقم خورد. 
تقسيم بندي فرآيندهاي جوشکاري :
با در نظر گرفتن توليد و نحوه حرارت و نحوه محافظت محل جوش  اتمسفر و ساير موارد مي توان هفت گروه زير را در فر آيند هاي جوشکاري مجزا نمود.
1- فرآيند هاي جوشکاري حالت جامد :
 فرآيند جوشکاري اصطکاکي Friction welding
 فرآيند جوشکاري آهنگري welding Forge
 فرآيند جوشکاري فشاري Pressure welding
2- فرآيند جوشکاري شيميايي- حرارتي : 
 فر آيند جوشکاري با شعله يا گاز  Gas welding  
 فر آيند جوشکاري ترميت welding  Termite
3- فر آيند هاي جوشکاري مقاومتي: 
 فر آيند جوشکاري نقطه اي  Spot Distance welding
 فرآيند جوشکاري نواريWelding  Seam Resistance
4- فرآيند هاي جوشکاري قوس الکتريکي نپوشيده:
  فر آيند جوشکاري قوس الکترود دستي (SMAW or MMAW) Manual Metal Arc Welding 
  فرآيند جوشکاري الکترود مداوم   Automatic Metal Arc Welding
5- فر آيند جوشکاري قوس الکتريکي پوششي زير لايه سرباره:
 جوشکاري زير پودري (SAW) Submerged Arc Welding
6- فر آيند هاي جوشکاري قوس الکتريکي پوشيده شده با گاز:
 فر آيند جوشکاري قوس الکترود تنگستن Gas Tungsten Arc Welding (GTAW)
 الکترود فلزي محفوظ در گاز (GMAW)  Gas Metal Arc Welding 
7- فر آيند هاي جوشکاري با انرژي تشعشعي:
 فرآيند جوشکاري با اشعه ليزر (LBW) Laser Beam Welding 
 فرآيند جوشکاري با اشعه الکتروني Electron Beam Welding (EBW)

تاريخچه جوشکاري قوس با الکترود پوشش دار (Shielded Metal Arc Welding) 
قوس برقي در سال ????توسط سرهمفري ديوي کشف شد ولي استفاده از آن در اتصال فلزات به يکديگر هشتاد سال بعد از اين کشف يعني در سال ???? 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 ???? 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 ????تا????در اروپا و آمريکا رواج داشت ولي استفاده از ولتاژ زياد (??? تا ???ولت) و آمپراژ زياد (???تا ????آمپر) 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 فرآيند جوشکاري با الکترود فلزي در سال ???? 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 و عليرغم ايرادهاي فراوان (استفاده از مفتول لخت و بدون روکش) مورد استفاده قرار گرفت. در آمريکا از مفتول لخت که داراي روکش نازکي از اکسيد آهن که ماحصل زنگ زدگي 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 الکترودهاي 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 ???? به ثبت رساند که چون پايه گذار شرکت ESAB سوئد بود الکترودهاي روکش دار اوليه را به اين کمپاني نسبت داده اند. امروزه نيز آن را با علامت اختصاري OK که مخفف نام مخترع آن است مي شناسند.
ماشينهاي جوشکاري با فعاليت هاي مذکور به روند تکاملي خود ادامه مي دادند. در سالهاي ???? مجموعه اي از باطري پر شده به عنوان منبع نيرو در ماشين هاي جوشکاري به کار گرفته شد. تا اينکه در سال ???? نخستين دستگاه Generator جوشکاري به بازار آمريکا عرضه شد.

 


جوشکاري قوس با الکترود پوشش دار (SMAW)
در فرآيند SMAW حرارت جوشکاري از قوسي تأمين مي شود که مابين يک الکترود با طول محدود و پوشش دار و قطعه ي کار تشکيل مي گردد. اين قوس در واقع برقرار کننده ي يک مدار الکتريکي مي باشد. در شکل  بعد نماي کلي فرآيند و منطقه ي جوشکاري نشان داده شده است.

مغزي الکترود ، که معمولاً فولاد ساده ي کم کربن است ، وظيفه ي رساندن جريان الکتريسيته و تأمين فلز پرکن براي جوش را بر عهده دارد. حرارت قوس سبب مي شود که هم الکترود و هم پوشش آن ذوب شده و به صورت قطرات مذاب به حوضچه ي جوش منتقل گردند. در حوضچه ي جوش، مذاب وارد شده از الکترود با فلز پايه ي ذوب شده امتزاج يافته و فلاکس مذاب به واسطه ي چگالي کم تر بر روي فلز مذاب قرار مي گيرد ، تا اين که در نهايت تمامي مذاب منجمد شده و تشکيل فلز جوش و سرباره را مي دهند.

قوس الکتريکي در جوشکاري :
تخليه الکتريکي بين دو الکترود در ميان گاز يونيزه شده قوس الکتريکي ناميده مي شود. اين گاز يونيزه شده به پلاسما معروف است.
از نظر جوشکاري دو نوع قوس الکتريکي بر حسب ذوب الکترود و يا عدم ذوب آن وجود دارد . اگر الکترود از جنس کربن يا تنگستن باشد هنگام ايجاد قوس الکتريکي الکترود ذوب نشده و قوس يا الکترود را غير مصرفي  مي نامند . اما اگر الکترود از جنس فلز با نقطه ذوب پايين تر باشد همزمان با ايجاد قوس الکتريکي انتهاي الکترود ذوب شده و قطرات فلز مذاب مي تواند از الکترود جدا شده و در فاصله قوس الکتريکي به طرف حوضچه جوش با سرعت زياد پلاسما جت منتقل شوند در اين حالت الکترود را مصرفي مي نامند چون  در روش قوس يا الکترود مصرفي قسمتي از جوش نتيجه ذوب الکترود است . معمولاً ترکيب شيميايي الکترود بايد شبيه فلز مورد جوش باشد . در الکترود مصرفي مقداري حرارت مقاومتي در اثر عبور جريان برق در الکترود توليد مي شود که اين حرارت باعث بالا رفتن نرخ ذوب الکترود شده و به حوضچه جوش بر مي گردد. به همين دليل مقدار بيشتري از حرارت توليد شده در قوس يا الکترود مصرفي به حوضچه جوش منتقل مي شود و راندمان حرارتي  در الکترود هاي غير مصرفي (60-50 در صد ) کمتر از الکترود هاي مصرفي (90-75 در صد) است. بالا بودن راندمان حرارتي موجب باريک تر شدن منطقه متاثر از جوش شده و از نظر سرعت جوشکاري و اقتصادي نيز مقرون به صرفه مي باشد.
شروع يا روشن کردن قوس الکتريکي ) ARC initiation (:
فقط با بکار بردن پتا نسيل لازم در الکترود سرد قوس الکتريکي بوجود نمي آيد . قوس هنگامي مي تواند ايجاد شود که يک کانال يونيزه شده يا هادي الکترود موجود باشد . اين کانال مي تواند به دو طريق عمده زير آماده شود .
الف) به کار بردن ولتاژ خيلي بالا بين الکترودها که سبب دشارژ يا خالي شدن بار الکتريکي شود .
ب) بوسيله لمس کردن و عقب بردن الکترود بر روي کار.
ولتاژ در حدود 104 ولت نياز است تا در فاصله بين الکترودها و کار جرقه ايجاد شود . به محض ايجاد قوس ولتاژ کاهش يافته و جريان افزايش مي يابد . اين عمل در حدود چند ثانيه انجام مي گيرد . البته براي نگهداشتن قوس نياز به ولتاژ مي باشد . حالت پايداري که بين شدت جريان و ولتاژ پس از چند ثانيه بوجود مي آيد به علت گرم شدن الکترود و يا ايجاد حوضچه و يک تعادل حرارتي مي باشد . در عمل استفاده ولتاژ بسيار بالا خطرناک بوده و معمولاً از دشارژ با فرکانس بالا استفاده به عمل مي آيد. همانطور که اشاره شد روش ديگر که بيشتر متداول است لمس کردن يا ماليدن الکترود به قطعه کار و عقب بردن آن است با اين عمل نوک الکترود گرم و سپس ذوب موضعي ميشود با عقب کشيدن الکترود قطره مذاب در نوک آن بين الکترود و قطعه کار پلي درست مي کند که همزمان با باريک شدن آن اين پل شکسته شده و بدين ترتيب بخار فلز مي تواند کانالي براي ايجاد قوس موقت بوجود آورد . اگر نيروي مدار متناسب باشد اين قوس پايدار خواهد ماند . روش هاي ديگري نظير قرار دادن گلوله اي از پشم فولادي يا اتصال يک سيم نازک با طول و قطر مشخص به نوک الکترود را نيز مي توان براي شروع قوس الکتريکي استفاده کرد.


نگهداشتن قوس الکتريکي( ARC Maintenance (:
پس از آغاز قوس اوليه و بر قراري تعادل حرارتي چناچنه در ضمن کار قوس به طور موقتي خاموش شود ، آنرا به مراتب آسانتر از ابتدا مي توان روشن کرد . اگر براي شروع قوس اوليه پتانسيلي در حدود چند هزار ولت نياز باشد براي شروع مجدد قوس در حين کار پتانسيل در حدود چند صد يا چند ده ولت نياز است . وجود بعضي مواد در پوشش الکترود مي تواند کمک کننده شروع مجدد قوس باشد. معمولاً در جريان AC شروع مجدد قوس مسئله خاصي است چون در هر سيکل وقتي جريان به صفر مي رسد قوس خاموش مي شود. بدين ترتيب در هر سيکل تجديد قوس به دو مرتبه مي رسد براي اين عمل در لحظه اي که جريان صفر است به ولتاژ اضافي احتياج است. بدين جهت موج جريان الکتريکي در مولد جوشکاري AC طوري تنظيم شده است که عقب افتاده تر از موج ولتاژ باشد.

موضوعات مرتبط: جوشکاری , ,

|
امتیاز مطلب : 0
|
تعداد امتیازدهندگان : 0
|
مجموع امتیاز : 0
طبقه بندی الکترودها بر اساس خصوصيات کار در جوشکاری SMAW
شنبه 2 / 2 / 1393 ساعت 16:33 | بازدید : 1040 | نویسنده : میلاد محمدزاده | ( نظرات )

طبقه بندي الکترودها بر اساس خصوصيات کاري :
الکترودها را مي توان مطابق خصوصيات کاري و شرايط اتصالات جوش شونده به عنوان پر کن، پي گير سريع و شکل گير سريع طبقه بندي نمود. 
الکترود پر کن سريع :
الکترود پرکن سريع سرعت جوشکاري بالايي دارد و نقطه مقابل الکترود شکل گير سريع (الکترود با انجماد سريع) مي باشد . 
گروه الکترود پر کن سريع شامل الکترودهاي روپوش دار ضخيم ،پودر آهني مي باشند . که بطور گسترده اي براي جوش هاي گلوئي و شياري عميق مورد استفاده قرار مي گيرند . الکترود پر کن سريع به طور ويژه اي براي جوشکاري سريع در حالت تخت طراحي شده است . سرعت جوشکاري آن زياد و پاک کردن سرباره آن آسان است . بريدگي کناره کمي دارد و قوس آن نرم و نفوذ آن کم است . يعني به مقدار کمي فلز پايه و فلز جوش را مخلوط مي نمايد . ظاهر جوش خيلي صاف است . رويه تخت تا قدري محدب دارد و پاشيدگي آن کم است . بعضي از اين الکترود ها براي جوشکاري حالت غير عادي تدارک شده اند که خصوصيات منجمد شوندگي آنها سريع تر است مثل الکترودExx14 . الکترود هاي Exx24  وExx27  عموما براي جوشکاري گلوئي هاي تخت و شياري بکار برده مي شوند.

الکترود پي گير سريع :
اين گروه از الکترودها به عنوان الکترودهاي پر کن – زودگيرنيز معروف هستند .آنها خصوصيات ترکيبي پرکني سريع و شکل گيري سريع را دارا مي باشند . در انجام جوشهاي لب رولب يا جوشهاي ورق نازک فلزي براي تشکيل جوش ، فلز اضافي کمي لازم است . اقتصادي ترين را جوشکاري اين نوع اتصال حرکت سريع مي باشد به علت آن که به دنبال حرکت قوس ، لازم است هرچه سريعتر چاله تشکيل شود . اين نوع الکترودها به الکترودپي گير سريع معروف هستند . اين الکترود، قوس نسبتا قوي و نفوذ متوسط دارد . اين الکترود همراه با شدت جريان کمتر و ورودي حرارت کمتر ، مساله سوختگي دروني را کاهش مي دهد . عموما الکترودهاي پي گير سريع به عنوان الکترودهاي قطبيت مستقيم معروف هستند ولي مي توانند با جريان متناوب نيز کار کنند . اين الکترودها سرباره کاملي دارند و مهره هاي جوش فلس هاي صاف دارد . اين نوع الکترود ها در کارگاه هاي توليدي مصارف عمومي داشته و براي کار تعمير نيز به طور گسترده استفاده مي شوند .در کارگاههاي که با ورق نازک سروکار دارند از الکترود پي گير سريع براي جوشکاري عمومي به صورت سرازير استفاده مي کنند .
مثال  اين الکترود ها براي جوشکاري با جريان مسقيم، Exx12 و براي جوشکاري با جريان متناوب،Exx13 
الکترود شکل گير سريع :
 الکترودهاي شکل گير سريع يا الکترود با انجماد سريع ،جوشي توليد مي کند که به سرعت منجمد مي شود و شکل مي گيرد . اين نوع موضوع براي جوشکاري در حالتهاي عمودي و سقفي حائز اهميت است و از ريزش فلز مذاب جلوگيري مي شود. الکترودهاي شکل گير سريع قوس قوي و نفوذ عميق دارند و به الکترود هاي با قطبيت معکوس معروفند گرچه بعضي از آنها با جريان متناوب هم کار مي کنند . سرباره اين الکترود کم است و مهره هاي تخت توليد مي کنند.

با چند استثنا اين الکترود ها جوشکاري عکسي (کنترل کيفيت جوش با پرتونگاري )توليد مي کنند . و در کارهاي  مخزن تحت فشار مورد استفاده قرار مي گيرند. 
اين الکترود ها در ساخت و تعمير براي جوشکاري در همه حالتها به طور گسترده اي به کار برده مي شود . 
الکترود مرکب :
 بعضي از اتصالات خصوصيات الکترود ها ي پر کن سريع و شکل گير سريع را  لازم دارند بهترين الکترود هاي شکل گير سريع يا الکترودهاي با ا نجماد سريع الکترودهاي Exx10 و Exx11 هستند . الکترود پودر آهني و مناسب براي همه حالتها که خصوصيات پر کني سريع و ا نجماد سريع را با هم دارند  الکترود Exx14         مي باشند . الکترود Exx14 حالت پر کني سريع دارد و  به اندازه Exx10  انجماد سريع ندارد بلکه ترکيبي بين اين دو مي باشد و از اين رو الکترود Exx14 الکترود مرکب گفته مي شود .
الکترود کم هيدروژن :
 روپوش اين الکترودها کم هيدروژن يا عملا بي هيدروژن هستند . الکترودهاي کم هيدروژن جوشهاي بدون ترک ريز و زير مهره اي توليد مي کنند و قابليت نرمي استثنا ئي دارند 
در جوشهاي فولادهاي گوگرد دار تخلخل ايجاد ننموده و جوشها از نظر پرتو نگاري داراي کيفيت مطلوبي هستند . به دليل آنکه استفاده از الکترود کم هيدروژن نياز به گرمايش را کا هش ميد هد مصرف عمده آن در جوشکاري فولادهاي سخت جوش و فولادهاي آ لياژي با مقاومت کششي بالا مي باشد . به بعنوان مثال اين الکترودها عبارتند از:
E7028 ،E 7018 ،E7016، E7015،Exx28 و Exx18

الکترود پودر آ هني :
 پودر آ هن در روپوش بسياري از الکترودها اضا فه مي شود . پودر آ هن در حرارت شديد قوس تبديل به مذاب شده و به فلز جوش اضافه مي شود . وقتي پودر آ هن در مقادير نسبتا زياد 30 درصد بيشتر به روپوش اضافه مي شود سرعت جوشکاري بطور قابل ملاحظه اي افزايش مي يابد و پاک کردن سرباره آسان تر مي گردد . ظاهر جوش خيلي صاف است . مثال : براي الکترودهاي پودر آهني مي توان الکترودهاي ٍE7027 , E7028 , E7024 را نام برد . 
زاويه دادن به الکترود در وضعيت هاي مختلف جوشکاري
جوشکار بايد الکترود را با زاويه  معين و مشخص نسبت به سطح کار و امتداد جوش نگه دارد . زاويه بين الکترود با  خط عمود بر جوش در صفحه طولي را Lead angle  و زاويه الکترود با خط عمود بر جوش در صفحه عرضي را زاويه کار مي گويند . وضعيت صحيح الکترود باعث کاهش ذرات حبس شده سرباره در جوش و تقليل زير زاويه راهنماunder cUT  مي شود. در ميانه کار معمولا جوشکار بايد براي قرار دادن الکترود هاي جديد قوس را چندين بار مرتبا قطع کند . اگر قوس در نتيجه عقب کشيدن آني الکترود قطع شود حفره اي کاسه شکل بدون اينکه از فلز مذاب کافي پر شود ايجاد مي گردد که شبيه دهانه آتش فشان مي باشد و احتمال ايجاد عيوب در اين ناحيه زياد است. براي جلوگيري از وقوع اين دهانه بر روي باند جوش در خاتمه هر الکترود بهتر است، الکترود را به آهستگي به عقب در سر تا سر گرده جوش کشيده و همزمان طول قوس را افزايش داد . قبل از شروع الکترود بعدي بايد اين ناحيه را تميز کرد تا از محبوس شدن سرباره اجتناب شود . قوس در الکترود بعدي، جلوي دهانه شروع و به عقب برگشت داده تا انتهاي قبلي باند جوش را در بر گيرد . نقطه تعويض الکترود يک منبع جدي براي تجمع سرباره و حباب گاز و فقدان ذوب کامل جوش است . اين قسمت از عمليات جوشکاري احتياج به مهارت زياد دارد تا بتوان جوش با کيفيت خوب توليد نمود . همانطور که قبلا اشاره شد انتهاي الکترود بايد به انداز? کافي به کار نزديک باشد تا قطرات مذاب مستقيم از الکترود به حوضچه جوش منتقل شود . طول قوس فاصله بين انتهاي الکترود و حوضچه جوش است که تا حدودي تابع نوع پوشش الکترود و شرايط کار مي باشد . به طور کلي طول قوس نبايد از قطر هسته الکترود بيشتر باشد و جوشکار بايد با مهارت و تجربه اي که دارد آنرا کنترل کند . طول قوس کنترل کننده ولتاژ قوس بوده و بر سرعت پيشرفت جوش و راندمان آن تاثير مي گذارد . با قوس کوتاه شدت جريان افزايش يافته و در نتيجه نرخ رسوب زياد     مي شود . در حاليکه قوس بلند احتمال اکسيده و نيتريته شدن مذاب را بيشتر کرده و مقداري حرارت قوس تلف شده و توليد جرقه به مراتب بيشتر مي شود . اگر لازم است که چندين پاس و لايه جوش کناره و يا روي هم رسوب داده شود بايد توجه داشت که سرباره از روي لايه هاي قبلي کاملا پاک شود .در مواردي که پاس ها کنار يکديگر قرار مي گيرند به منظور حذف زاويه تندبين دو پاس و کاهش موضع تمرکز تنش حاصل از آن الزامي است.
حرکت الکترود:
 پس  از  شروع  قوس الکتريکي ، جوشکار  بايد  قوس  الکتريکي  را به داخل  محل اتصال  جهت  دهد تا  فلز جوش در محل مورد نظر رسوب داده شود . براي اين کار جوشکار بايد سه حرکت را همزمان به طور يکنواخت و قابل کنترل انجام دهد که عبارت است از :
الف:  تثبيت  فاصله نوک الکترود با سطح  مذاب  حوضچه جوش يا انطباق همزمان ذوب الکترود و حرکت آن در سمت و سوي  جوش .
ب: حرکت الکترود و قوس در سر تا سر مسير جوش که در اصل سرعت پيشرفت جوشکاري است . 
ج: در  صورت  لزوم  حرکت هاي  زيگزاکي  يا موجي  متناسب  با وضعيت  جوش ،  تا  نيروي قوس  فلز  مذاب  را در محل مورد لزوم  نگه دارد و سر باره را نيز به اطراف جارو کند .لازم به تذکر است که اين حرکت ها بايد به طريقي انجام شود تا باعث حبس شدن ذرات سرباره در جوش يا وارد شدن هواي اتمسفر به محفظه قوس نشود. 

موضوعات مرتبط: جوشکاری , ,

|
امتیاز مطلب : 0
|
تعداد امتیازدهندگان : 0
|
مجموع امتیاز : 0
تجهيزات جوشكاري GTAW
شنبه 2 / 2 / 1393 ساعت 16:32 | بازدید : 1153 | نویسنده : میلاد محمدزاده | ( نظرات )

 منبع قدرت
 بيشتر از ترانسفورماتور به همراه ركتي فاير(يک سو کننده جريان) استفاده مي شود تا هر دو جريان AC و DC قابل استفاده باشد.شدت جريان بين 5 تا 800 آمپر است. لذا از ضخامت هاي كم در حد زرورق تا ضخامت7-6  ميلي متر مس قابل جوشكاري است.
سيستم كنترل كننده
• شامل مدارهاي مختلفي بسته به خودكار يا دستي بودن دستگاه براي تنظيم سرعت پيشروي، كنترل مسير، مدار جرقه  H.F،دريچه هاي مخصوص قطع و وصل جريان گاز، دريچه هاي مخصوص قطع و وصل جريان آب براي مشعل خنك شونده با آب و كليدهاي DC به AC و تنظيم نوعقطب بندي، شدت جريان و ولتاژ است.

• جريان گاز با كليدي بر روي تورچ وصل شده و چند ثانيه )قابل تنظيم (پس از قطع و خاموش شدن قوس  قطع مي شود.
• دريچه هاي آبگرد با كنترل دماي آب توسط ترموستات كنترل مي شوند و در صورت افزايش دماي آب به بيش از حد معيني، به منظور جلوگيري از آسيب به تورچ جريان برق توسط سنسوري قطع مي شود.در ترانسفورماتورها از مدار جرقه با فركانس بالا (شامل تعدادي خازن كه با يك ترانسفورماتور كم قدرت شارژ شده) براي تامين ولتاژ اضافي در حين عوض شدن قطبيت در AC و لذا شروع مجدد قوس استفاده مي شود. اين مدار در لحظه شروع قوس نيز ولتاژ چند ده هزار ولت را در حد چند ميلي ثانيه به وجود مي آورد. اين جريان نوساني داراي فركانسي در حدود  4-3  مگاهرتز است.
• در برخي موارد قسمتي براي تغذيه سيم جوش و كنترل آن متناسب با ساير پارامترها و حتي پيشگرم كردن سيم جوش قبل از تغذيه در نظر گرفته مي شود.
• در برخي دستگاه ها امكان جوش  TIG نقطه اي(spot TIG)  با كنترل طول زمان روشن بودن قوس با دقت بالا وجود دارد.
• در برخي دستگاه هاي پيشرفته علاوه بر جريان هاي تناوبي سينوسي و خطي يكنواخت، از جريان ضرباني(پالسي) استفاده شده كه به TIG ضرباني(Pulsed TIG)  معروف است. در اين حالت امكان تنظيم جريان مينيمم، ماكزيمم و زمان هاي مربوط به هر يك وجود دارد]
واحد تامين گاز محافظ
• شامل كپسول، رگولاتور، دبي سنج و شيلنگ گاز است. گاز به سيستم كنترل متصل بوده و از طريق اين مجموعه به مشعل متصل است. لذا لازم نيست براي هر بار جوشكاري شير كپسول باز يا بسته شود كه اتلاف گاز را در پي دارد.

سيستم سرد كننده با آبي
• معمولا در دستگاه هاي با رديف آمپر پايين مشعل ساده بوده و سيستم سردكننده با آبگرد لازم نيست، اما در مشعل با جريان هاي متوسط و بالا نيازمند سيستم آبگرد است.
• به دو صورت مدار باز (لوله كشي و فاضلاب) و مدار بسته (شبيه رادياتور شامل مخزن و فن خنك كننده) است.
• تنظيم با دريچه هاي مخصوص و ترموستات انجام مي شود.
• ممكن است فيلترهايي در مسير آبگرد وجود داشته كه لازم است هرچند وقت يكبار تميز شود.

مشعل تفنگي ( Gun Torch)
• در نوع دستي و خودكار تا حدي متفاوت است اما اجزاي كلي آنها مشابه است. تلاش ها بر اين اساس است كه در نوع دستي سبكي، سهولت استفاده، تعويض الكترود و نازل و تغيير زاويه الكترود رعايت شود.
• مشعل تفنگي شامل قسمت هاي زير است:  
• بدنه مشعل: اغلب دولايه و با لايه خارجي از جنس پليمر عايق است. لوله ورود گاز محافظ، لوله رفت و برگشت آب و كابل جريان به انتهاي دسته يا بدنه مشعل وارد مي شود. همچنين كلاهكي روي بدنه قرار گرفته كه با چرخاندن آن فشار روي لوله مسي نگهدارنده الكترود برداشته شده و الكترود تنگستني جدا مي شود.
• لوله مسي نگهدارنده الكترود: قطر بيروني آن ثابت اما قطر داخلي ان تابع قطر الكترود است. در نوك آن شكاف هايي وجود داشته كه حالت مخروطي داشته و با فشار كلاهك و جمع شدن نوك لوله مسي، الكترود در داخل آن محكم نگه داشته مي شود.
• نارل سراميكي يا فلزي: قطر آن با توجه به قطر الكترود تنگستني و طرح اتصال انتخاب مي شود. نوع سراميكي ترد بوده و بايستي مراقب ضربه خوردن آن بود.
• كليد روي مشعل: به صورت فشاري (با انگشت شست) يا اهرمي (با چهار انگشت) خاموش و روشن شده و دريچه هاي گاز محافظ و آبگرد و مدار HFبا ترتيب خاصي با كنترل مدار كنترل كننده عمل شده مي كنند. در نوع خودكار كليد به صورت ميكروسوئيچ جداگانه طراحي شده است.
• توري: گاهي بين لوله مسي نگهدارنده الكترود و نازل قرار گرفته تا پخش گاز محافظ بهتر صورت گيرد.
• الكترود تنگستن: به راحتي قابل تعويض است. البته از الكترودهاي از جنس فلزاتي مانند موليبدن  با نقطه ذوب بالا مي توان استفاده كرد اما تنگستن خالص يا آلياژهاي آن با 1-2 درصد توريا(اکسيد توريم) يا زيركونيم متداول تر است. الکترودهاي تنگستني با 2% اکسيد سريوم يا اکسيد توريوم نسبت به تنگستن خالص قابليت نشر الکترون و حمل جريان الکتريسيته ي بهتر و مقاومت به آلودگي بيش تري را دارا مي باشند. بدين ترتيب شروع قوس و پايداري قوس با اين الکترود ها راحت تر و بهتر مي باشند. با توجه به نشر ترمي يونيک الکترون در فرآيند GTAW، هر چقدر تابع کار عنصري براي آزاد کردن الکترون کم‌تر باشد نشر الکترون در درجه حرارت پايين تري اتفاق مي افتد. همچنين اين عناصر آلياژي افزايش مقاومت در برابر ذوب شدن و اكسيد شدن را داشته و البته ناخالص شدن جوش را نيز سبب مي شوند.انواع ديگر الکترود با اکسيدهاي زيرکونيوم، لانتانيوم و حتي منيزيم نيز وجود دارند، که البته هر کدام کاربرد مربوط به خود را دارا مي باشند.
• قطر الكترود از دهم ميلي متر تا 8 ميلي متر متغير است كه نوع باريك آن در كارهاي ظريف و با آمپر كم و نوع قطور در در آمپرهاي بالا و كارهاي نسبتا ضخيم كاربرد دارد. زاويه تراش نوك الكترود روي عمق نفوذ جوش و تمركز حرارت قوس موثر است.

موضوعات مرتبط: جوشکاری , ,

|
امتیاز مطلب : 0
|
تعداد امتیازدهندگان : 0
|
مجموع امتیاز : 0
فرایند جوش نقطه ای Resistence spot welding
شنبه 2 / 2 / 1393 ساعت 16:31 | بازدید : 1178 | نویسنده : میلاد محمدزاده | ( نظرات )

جوش نقطه‌اي يكي از پركاربردترين نوع جوش مقاومتي مي‌باشد. اين فرآيند براي اتصال ورق‌هاي لب روي هم، يا سيم به ورق و يا سيم بر روي سيم بكار برده مي شود و در آن قطعه كار بين الكترودها تحت فشار قرار گرفته و جريان توسط تراسفورماتور و بازوها از الكترودها و سپس قطعه كار عبور مي كند، اين فرآيند كاربرد زيادي در صنايع لوازم خانگي و اتومبيل سازي دارد. در اين جوش اتصال دو سطح توسط حرارت و فشار تواماً انجام مي گيرد كه وقتي جريان الكتريكي از ميان دو قطعه فلزي كه بهم چسبيده اند عبورمي كند، مقاومت زياد موضعي موجب توليد گرماي فوق العاده زيادي مي شود. در صورتي كه جريان كافي بكار رود، فلزات مورد استفاده ابتدا در حالت خميري قرار گرفته و سپس ذوب مي شوند. اگر هنگامي كه دو فلز در حالت خميري يا مذاب قرار دارند به يكديگر فشار داده شوند و تا كمي بعد از قطع جريان و خنك شدن در همان وضعيت باقي بمانند، دو قطعه در هم آميخته شده و به صورت يك قطعه واحد در مي آيند، كه در اين حالت جوش بصورت دكمه يا ديسك هايي بين دو لايه ورق بوجود مي آيد كه با توجه به سرعت انجام اين عمل، بسياري از خواص فيزيكي آنها دست نخورده باقي خواهند ماند.
توليد گرما در يك تماس الكتريكي به سه فاكتور بستگي دارد كه با اين فرمول نشان مي‌دهيم Q = RTI2 
I = شدت جريان بر حسب آمپر 
R = مقاومت بر حسب اهم 
T = زمان بر حسب ثانيه 
Q = حرارت بر حسب ژول 
فاكتورهاي شدت جريان و زمان از طريق دستگاه جوش قابل كنترل هستند، اما مقاومت الكتريكي به عوامل مختلف بستگي دارد از جمله:
جنس و مقاومت قطعه كار
فشار بين الكترودها 
اندازه و فرم و جنس الكترودها 
چگونگي سطح كار (صافي و تميزي آن)
كاربرد صحيح جوش نقطه اي به عملكرد مناسب و كنترل متغيرهاي زير بستگي دارد:
جريان (current) 
فشار (pressure) 
زمان (time) 
مساحت نوك الكترود (contact area electrode) 
تعادل حرارتي
اثر مقاومت ها:
در يك پروسه نقطه جوش 7 مقاومت الكتريكي وجود دارد كه در شكل زير مي بينيد.
مقاومت 1 و 7 مقاومت الكتريكي در الكترودها و هادي ها تا سر ثانويه مي باشد . مقاومت 2 و 6 مقاومت الكتريكي تماس الكترود و فلز اصلي است بزرگي اين مقاومت به كيفيت سطح در فلز پايه و الكترود بستگي دارد . اين مقاومت ناخواسته بوده و بايد حتي المقدور آنرا كاهش داد . تميزي سطح كار و الكترود و نيروي فشاري وارد بر الكترود عوامل تقليل دهنده اين مقاومت مي باشند. مقاومت هاي 3 و 5 مجموع مقاومت هاي خود فلز پايه است كه مقاومت نسبت مستقيم با ضخامت و نسبت معكوس با سطح مقطعي كه جريان از آن عبور مي كند دارد. ( R = p L/A ) اين مقاومت ها به ضريب مقاومت الكتريكي و درجه حرارت قطعه كار نيز بستگي دارند. مقاومت 4 مقاومت تماس دو ورق مهمترين قسمت است كه بالاترين مقاومت بوده و از آنجايي كه حرارت توليد شده در اين نقطه كمتر منتقل مي گردد باعث ايجاد جوش در اين ناحيه مي شود. فلزات داراي مقاومت الكتريكي كم بوده و درنتيجه مقاومت هاي اهميت بيشتري پيدا مي كنند.
نكته: در محل تماس الكترود و فلز به دو دليل دما بالا نمي رود:
سطح الكترود تميز شده لذا اتصال بين الكترود و فلز در نقاط كمتري اتفاق مي افتد.
الكترود مسي با آب سرد مي شود.
اثر جريان:
به دليل توان دو، جريان الكتريكي بيشترين اثر را در ايجاد گرما دارد كه افزايش آن باعث افزايش جنبش مولكولي و افزايش مقاومت جوش مي شود، ولي اگر جريان بيش از اندازه گردد حرارت در ناحيه جوش بسيار بالا رفته و ذوب فلز تا سطح آن گسترش مي يابد و فضاي خارج از الكترود ذوب شده و در نتيجه باعث پاشيدن فلز مذاب مي گردد. پس در اين جوش، به جريان كافي براي گرم كردن فلزات و رساندن آنها به حد خميري نياز است. مقدار جريان براي جوش را با توجه به ضخامت ورق و كلاس جوش مي توان با استفاده از قسمت كنترل جريان كه بر روي دستگاه پيش بيني شده است، تنظيم كرد.
اثر حرارت:
مجموع حرارت توليد شده متناسب با زمان جوش است بالاجبار مقداري از حرارت به وسيله انتقال به فلز پايه الكترودها تلف خواهد شد، مقدار كمي از تلفات نيز به وسيله تشعشع است. طولاني شدن بيش از اندازه زمان جوش همان اثر شدت جريان بيش از اندازه را بر روي فلز اصلي و الكترودها مي گذارد از اين گذشته اثري كه در فلز پايه در ناحيه جوش به وجود مي آيد بيش از اندازه خواهد شد. كم بودن زمان جوش باعث مي گردد ناحيه ذوب به دماي مناسب نرسد و در نتيجه عدسي جوش تشكيل نشده يا عدسي تشكيل شده در حد مطلوب نباشد.
اثر فشار: 
در تهيه جوش مقاومتي به دو سري فشار نياز داريم:
الف) فشار جوش ب) فشار چكشي
الف) فشار جوش : 
تأثير مقاومت R در فرمول حرارت به صورت فشار جوشكاري نمايان مي شود كه آن نيز متأثر از مقاومت سطح تماس بين قطعات كار است. قطعات كار در عمليات نقطه جوش، درز جوش و پرس جوش بايستي محكم به يكديگر در محل جوش بچسبند تا جريان الكتريكي قادر باشد از آنها عبور كند. با افزايش فشار، مقاومت تماس و حرارت توليد شده در فصل مشترك كاهش مي يابد. با كاهش حرارت در سطح، شدت جريان و زمان جوش بايستي افزايش يابد تا كاهش مقاومت جبران شود. با افزايش فشار، نسبت بين سطح تماس حقيقي به سطح تماس اسمي افزايش يافته و لذا مقاومت كم مي گردد. كاهش فشار بيش از اندازه باعث مي شود سطح تماس واقعي دو فلز كم شده و در نتيجه دانسيته جريان بالا رفته و حرارت بيش از اندازه توليد مي گردد از سوي ديگر فشار مذاب بين دو قطعه باعث پرتاب شدن مذاب به خارج از ناحيه جوش شده و در جوش جرقه ايجاد مي كند.
) فشار چكشي:
ب
فشاري است كه بعد از قطع جريان جوشكاري، قطعات مورد نظر به هم وارد مي كنند.
تعادل حرارتي:
تعادل حرارتي هنگامي رخ مي دهد كه ارتفاع ذوب (نفوذ) در دو قطعه كار يكسان باشد. در اكثر كاربردها اين حالت اتفاق مي افتد ولي در بسياري از موارد به علل ذيل تعادل حرارتي اتفاق نمي افتد.
نسبت ضريب هدايت حرارتي و الكتريكي قطعات كه به هم متصل شده اند.
نسبت هندسي در قسمت هاي اتصال ضريب الكتريكي و حرارتي درالكترودها شكل هندسي الكترودها هنگامي كه قطعات جوش داده مي شوند، اگر اختلاف تركيبي يا اختلاف ضخامت يا هر دوي اينها را داشته باشند حرارت نامتقارن خواهد بود. در بسياري از حالات با طراحي قسمت ها و جنس الكترود، عدم تعادل حرارتي مي تواند مينيم گردد. اغلب تعادل حرارتي با كوتاه كردن زمان جوش يا استفاده از جريان هاي پايين تر كه جوش قابل قبولي را مي سازد، بهبود مي يابد.
سيكل جوشكاري:
در حين جوش نقطه اي چهار فاصله زماني وجود دارد: 
زمان فشار قبل از جوش: فاصله زماني ما بين وارد آمدن نيرو تا بكار گرفتن جريان. اين زمان براي اطمينان از اتصال كامل الكترودها به قطعه كار و كامل شدن نيروي الكترود قبل از برقراري جريان جوش است. 
زمان جوش: زماني كه جريان براي ايجاد يك جوش داخل قطعه برقرار مي گردد. 
زمان نگه داشتن بعد از جوش: زماني كه بعد از قطع جريان الكترودها هنوز بر روي قطعه كار قرار دارند. در خلال اين زمان عدسي جوش جامد و سرد شده و مقاومت آن به حد كفايت مي رسد.
زمان خاموش: فاصله زماني بين آزاد شدن الكترودها پس از خنك شدن جوش و آغاز سيكل بعدي را مي گويند.
براي اصلاح خواص مكانيكي و فيزيكي جوش مي توان يكي يا بيش از يكي از حالت هاي زير را در سيكل جوش ايجاد نمود.
نيروي پيش فشار براي قرار گرفتن الكترودها و قطعات كار با هم
عمليات پيش گرم براي كاهش دادن گراديان دما در زمان شروع جوشكاري
زمان سرد كردن و عمليات حرارتي براي بدست آوردن خواص مقاومتي جوش آلياژهاي فولاد سخت شونده
عمليات پس گرم براي تنظيم كردن اندازه دانه جوش در فولادها
جريان آرام براي سرد شدن (به ويژه در آلياژهاي آلومينيم)
از نظر اقتصادي لازم است كه فاكتور زمان حتي المقدور كاهش يابد.
مساحت نوك الكترود:
اندازه جوش بوسيله مساحتي كه در تماس با نوك الكترودها است كنترل مي شود و اين مساحت را مي توان متناسب با نيازهاي هر كار و با استفاده از زوج الكترودهاي گوناگون به دلخواه تغيير داد.
چگالي جريان فشار:
از حاصل تقسيم مقدار جريان عبوري بر سطح مقطع چگالي جريان الكتريكي بر حسب A/mm2 و از تقسيم مقدار نيرو به سطح مقطع چگالي نيرو بر حسب Kg/mm2 بدست مي آيد. چگالي جريان در واقع بيانگر دو پارامتر مقدار جريان و سطح الكترود در جوشكاري است. انتخاب مقدار مناسب چگالي جريان باعث افزايش راندمان جوش و كم كردن اتلاف انرژي مي گردد. هنگامي كه چندين نقطه جوش ايجاد شد معمولاً سطح الكترود قارچي شده و باعث مي گردد چگالي جريان الكتريكي از حد مجاز كمتر شده و جوش انجام نشود. براي رفع اين نقيصه در سيستم هاي فرمان افزايش پله اي يا يكنواخت جريان مناسب با تعداد جوش پيش بيني مي گردد و در مورد چگالي نيرو نيز با افزايش سطح مقطع الكترود چگالي كاهش پيدا كرده و باعث عدم اجراي جوش مي گردد و براي رفع آن از رگولاتورهاي تنظيم كننده فشار استفاده مي شود.
تجهيزات جوش نقطه اي:
دستگاه هاي جوشكاري مقاومتي شامل دو واحد كلي است: واحد الكتريكي (حرارتي) و واحد فشاري (مكانيكي). اولي باعث بالا بردن درجه حرارت موضع مورد جوش و دومي سبب ايجاد فشار لازم براي اتصال دو قطعه لب روي هم در محل جوش است. منبع معمولي تامين انرژي الكتريكي، جريان متناوب 220 يا 250 ولت است كه براي پايين آوردن ولتاژ و افزايش شدت جريان (به مقدار مورد نياز براي جوشكاري مقاومتي) از ترانسفورماتور استفاده مي شود. جريان الكتريكي از طريق دو الكترود (فك ها) به قطعه كار و موضع جوش هدايت مي شود كه معمولاً الكترود پايين ثابت و بالايي متحرك است. الكترودها همانند گيره يا فك ها دو قطعه را در وضعيت لازم گرفته و جريان الكتريكي براي لحظه معين عبور مي كند كه سبب ايجاد حرارت موضعي، زير دو الكترود در سطح مشترك دو ورق مي شود. جريان الكتريكي در سطح تماس باعث ذوب منطقه كوچكي از دو سطح شده و پس از قطع جريان و اعمال فشار معين و انجماد آن، دو قطعه به يكديگر متصل مي شوند. بخش ديگري از دستگاه هاي جوش مقاومتي را سيستم هاي جوش فرمان تشكيل مي دهند. اين سيستم ها كه وظيفه كنترل زمان و جرياني پروسه را بر عهده دارند از دو بخش قدرت و فرمان تشكيل شده اند.
بخش فرمان آنها امروزه از مدارهاي ميكروپروسسورها تشكيل شده كه جريان جوشكاري با دقت سيكل برق شهر و كمتر از آن كنترل مي كنند. بخش قدرت اين سيستم معمولاً از يك مدار تايرستوري با كليدهاي ظرفيتي بالا و حفاظت جان و تجهيزات براي قرايت جريان الكتريكي ثانويه تشكيل شده است. اين سيستم ها معمولاً با برق AC كار كرده و در برخي از ماشينها پس از توليد جريان AC ركتيفايرهاي خاص، جريان تبديل به DC مي گردد. ماشين هاي جوش مقاومتي به سه دسته اصلي تقسيم مي شوند:
ماشين هاي ايستگاهي مانند انواع نقطه جوش هاي ايستگاهي پرس جوش و … اين ماشين ها در محل خود مستقر شده و قطعه كار توسط اپراتور با يك سيستم اتوماسيون در داخل آنها جوشكاري مي شوند.
ماشين هاي قابل حمل كه به دو گروه ترانس جدا و ترانس سر خود تقسيم مي شوند. در اين نوع ماشين ها قطعه كار داخل جيگ و فيكسچرها ثابت شده و دستگاه جوش نقطه مشخص شده را جوش مي دهد.
ماشين مخصوص مانند اتوگانها و روبوگانها يا دستگاه هاي ويژه اي كه در كاربردهاي خاص به كار گرفته مي شوند.
ساختمان گان جوشكاري:
مهمترين قطعات به كار رفته در يك گان جوشكاري از اين قرارند: 
چهارچوب، انبر، بازوها، جك بادي، ترانس، شيرهاي هوا، سنسورهاي القايي، ميله راهنمايي سنسورها، پايدار كننده هاي بادي، ضربه گير، اتصال رابط به گريپر و ...
مدار آب:
براي خنك كاري بازوها، انبر و نيز ترانس در هر تفنگ جوشكاري، لازم است تا يك مدار گردش آب در نظر گرفته شود.
مدار بيروني آب:
مدار بيروني آب، شامل يك خط لوله برگشت است كه آب در مدار رفت، نخست به يك صافي وارد مي شود، سپس از يك شير قطع جريان مي گذرد كه با دريافت سيگنال، سيم پيچ مغناطيسي آن، محور فلزي درونش را به جلو مي راند و بدين روي، جريان آب ورودي به مدار، قطع مي گردد. آب ورودي به تفنگ جوشكاري پس از انجام خنك كاري از آن خارج شده، به يك شير سنجش مقدار جريان وارد مي شود. در صورتي كه مقدار جريان كمتر از اندازه مجاز باشد، اين شير، جريان آب را مي بندد. پس از عبور آب از اين شير، يك نشانگر جريان، باز بودن مدار خروج آب را نمايش مي دهد.
مدار دروني آب:
مدار دروني ابزار جوشكاري، شامل راهروهاي باريكي است كه در بازوها، انبر، قطعات واسطه و نيز پوسته بيروني ترانس تعبيه شده اند و به كمك شيلنگ هاي كوچكي به هم متصل شده اند؛ به طوري كه آب خنك از طريق شلينگ به يك سر هر يك از قطعات نامبرده وارد مي شود و از سر ديگر آن خارج مي شود. لازم به توضيح است كه مطابق شكل زير، در قطعه انتهايي بازوها، آب از يك لوله باريك فلزي يا پلاستيكي كه در راهروي دروني قطعه نصب شده است به طرف نوك الكترود حركت مي كند و پس از خنك كردن نوك الكترود از فضاي خالي ميان سطح بيروني لوله نازك و سطح دروني به طرف عقب بر مي گردد و از قطعه خارج مي شود.
مدار باد: 
مدار بيروني باد:
مدار باد، از نقطه ورود به سلول تا نقطه پاياني مصرف در جك تفنگ جوشكاري، را گفته مي شود. در آغاز مسير باد، يك شير گازي براي قطع سريع جريان باد پيش بيني شده است. سپس شلنگ كشي تا ابتداي واحد مراقبت انجام شده است. پيش از ورود باد به اين دستگاه، يك انشعاب براي دستگاه تراش نوك الكترود گرفته شده است. اين دستگاه در دو گونه برقي و بادي وجود دارد كه در گونه دوم، محرك تيغچه تراشكار، نيروي باد است. علاوه بر اين، از جريان باد براي زدودن تراشه هاي نوك الكترود از روي تيغچه نيز استفاده مي گردد.
باد پس از ورود به واحد مراقبت، تميز مي شود و اندكي روغن روانساز به آن زده مي شود استفاده مي گردد. باد پس از ورود به واحد مراقبت، تميز مي شود و اندكي روغن روانساز به آن زده مي شود تا براي استفاده در شيرها و جك بادي آماده گردد. در ابتداي مسير خروجي باد از واحد مراقبت، يك شير كنترل فشار نصب شده تا در صورت افت فشار خط از يك ميزان قابل تنظيم، جريان را به كمك سيم پيچ مغناطيسي و محور متحركش قطع نمايد. بدين ترتيب كه پيچ تنظيم آن را بر روي فشار دلخواه (كمترين مقدار مجاز) قرار مي دهيم. اگر فشار باد از اين ميزان كمتر شود، يك سيگنال به كنترل كننده فرستاده مي شود و متعاقباً سيگنال ديگري به شير باز برمي گردد كه جريان را در سيم پيچ برقرار مي نمايد. در اثر تشكيل ميدان مغناطيسي در سيم پيچ، هسته، فريتي (محور متحرك) به جلو رانده مي شود و جلوي عبور هوا را مي گيرد تا مدار باد، بسته شود.
مدار دروني باد:
پس از عبور از شير كنترل فشار، باد از طريق شلنگ به بالاي روبات كه محل نصب صفحه نگهدارنده شيرها است، هدايت مي شود و به ورودي مشترك شيرهاي فرمان مي رسد.
در اين موضع در گان هاي دو مرحله اي به ترتيب (4) حركت دهنده مرحله يكم يا حركت MX شير (5) حركت دهنده، مرحله دوم يا حركت Gun Action و شير (6) تامين كننده فشار لازم براي بازگشت سريع يا Back – Pressure Remove قرار دارند. در گانهاي يك مرحله اي فقط دومين شير (شير شماره 5) نصب شده است. براي كاستن از صداي نامطلوب باد به هنگام تخليه از شيرها نيز دو عدد صدا خفه كن (7) در محل خروجي هاي مشترك شيرها به كار گرفته شده اند. لازم به ذكر است كه در برخي گان هاي جوشكاري، از دو شير فرمان كه بر روي خود گان جاي داده شده اند، همراه با شيرهاي تخليه سريع (8) كه در مجراهاي ورودي و خروجي جك نصب شده اند، استفاده شده است تا حركت سريع پيستون جك، در رفت و برگشت تامين شود.
چگونگي عملكرد گان جوشكاري:
عملكرد اين وسيله، بسته به اين كه نيروي محرك آن باد باشد يا الكتريسيته، متفاوت است. در نوع بادي، با هدايت جريان هوا به ابتدا و انتهاي سيلندر يا جك، حركت خشن رفت و برگشتي پيستوني جك انجام مي پذيرد كه مي توان با استفاده از شير تناسبي نيروي اعمالي ميان دو سر الكترودها را تنظيم نمود ولي كنترل سرعت حركت اين الكترودها نيازمند به كار بردن دو قطعه، كنترل دبي هوا در مجراهاي ورودي و خروجي جك است. البته سرعت حركت پيستون با اين روش در تمام طول مسير، به صورت يكنواخت باقي مي ماند و تنظيم سرعت هاي مختلف حركتي در خلال فرايند باز شدن يا بسته شدن جك امكان پذير نيست. در مواردي كه چنين نيازي وجود داشته باشد، از تفنگ جوشكاري با محرك سرو ـ موتور استفاده مي شود. در اين دسته از ابزارهاي جوشكاري مي توان با تغيير جريان الكتريكي، سرعت حركت الكترودها را تنظيم نموده و در هر نقطه از مسير رفت و برگشت الكترودها را متوقف نمود. اين قابليت سبب مي گردد تا زمان مورد نياز براي پوشاندن يك چرخه كاري، به كمترين مقدار خود برسد. چرا كه پس از اعمال هر نقطه جوش ، براي اعمال نقطه جوش بعدي بر روي قطعه كار، الكترودها به اندازه كمترين مقدار لازم از هم باز مي شوند و نيازي نيست كه تا انتهاي كورس خود ، از هم دور شوند. بدين ترتيب ، زمان اتلافي براي موضع گيري ابزار به هنگام اعمال هر نقطه جوش جديد كاهش مي يابد. اين صرفه جويي زماني، در برخي موارد كه چرخه كاري زماني يك روبات براي اعمال كليه نقطه جوش هاي آن ايستگاه، فشرده است مي تواند بسيار راهگشا واقع گردد. از ديگر مزاياي اين گونه گان هاي جوشكاري، كم صدا بودن آنها در مقايسه با گونه بادي است. چون هم از صداي تخليه هوا خبري نيست و هم الكترودها بدون ضربه به هم برخورد مي كنند. چرا كه با كاهش شتاب حركت الكترودها در انتهاي مسيرشان، از كوبيده شدن نوك الكترودها برهم جلوگيري مي شود و بر خلاف گان هاي بادي، حركت در اين دستگاه ها نرم و بدون ضربه است. اين ويژگي علاوه برآن كه عمر الكترودها را افزايش مي دهد، سبب مي گردد تا جوش با كيفيتي نيز حاصل شود، چون فرورفتگي در موضع جوش براي يك جوش خوب با توجه به ضخامت ورق ها نبايد از ميزان مشخصي بيشتر شود. اين دستاورد با تنظيم جريان گيرش به هنگام نزديك شدن نوك الكترودها به همديگر و در نتيجه تنظيم نيروي اعمالي، مضاعف مي گردد. به دليل عدم اتلاف هواي فشرده در مقايسه با گان هاي بادي، بازده انرژي در اين دستگاه ها 75% بيشتر از مورد مشابه بادي است كه رقم بسيار قابل توجهي است.
ويژگي آب:
آب بايد از هرگونه ذرات معلق و رسوبات عاري باشد، در صورت وجود رسوب، باعث كاهش سطح مقطع عبوري و ايجاد عايق و سوزاندن ترانس ها مي شود.
دماي آب ورودي و خروجي، اختلاف فشار بين ورودي وخروجي، ميزان دبي عبوري، سختي آب، تركيب شيميايي و آلودگي هاي فيزيكي از جمله نكاتي هستند كه چنانچه مورد دقت قرار نگيرند آسيب جدي به دستگاه ها وارد خواهد شد 

موضوعات مرتبط: جوشکاری , ,

|
امتیاز مطلب : 0
|
تعداد امتیازدهندگان : 0
|
مجموع امتیاز : 0
الكترودها در جوشكاري مقاومتي نقطه اي
شنبه 2 / 2 / 1393 ساعت 16:29 | بازدید : 1068 | نویسنده : میلاد محمدزاده | ( نظرات )

الكترود در فرآيندهاي مختلف مقاومتي مي تواند به اشكال گوناگوني باشد كه داراي چندين نقش است از جمله هدايت جريان الكتريكي به موضع اتصال، نگهداري ورق ها بر روي هم و ايجاد فشار لازم در موضع مورد نظر و تمركز سريع حرارت در موضع اتصال. الكترود بايد داراي قابليت هدايت الكتريكي و حرارتي بالا و مقاومت اتصالي يا تماسي (contact resistance) كم و استحكام و سختي خوب باشد، علاوه بر آن اين خواص را تحت فشار و درجه حرارت نسبتاً بالا ضمن كار نيز حفظ كند. از اين جهت الكترودها را از مواد و آلياژهاي مخصوص تهيه مي كنند كه تحت مشخصه يا كد RWMA به دو گروه A آلياژهاي مس و B فلزات ديرگداز تقسيم بندي مي شوند، در جداول صفحه بعد مشخصات اين دو گروه درج شده است. مهمترين آلياژهاي الكترود مس ـ كروم، مس ـ كادميم و يا برليم ـ كبالت ـ مس مي باشد. اين آلياژها داراي سختي بالا و نقطه آنيل شدن بالايي هستند تا در درجه حرارت بالا پس از مدتي نرم نشوند، چون تغير فرم آنها سبب تغيير سطح مشترك الكترود با كار مي شود كه ايجاد اشكالاتي مي كند. قسمت هايي كه قرار است به يكديگر متصل شوند 
بايد كاملاً بر روي يكديگر قرار داشته و در تماس با الكترود باشند تا مقاومت الكتريكي تماسي R2, R1 كاهش يابد. مقاومت الكتريكي بالا بين نوك الكترود و سطح كار سبب بالا 
رفتن درجه حرارت در محل تماس مي شود كه اولاً مرغوبيت جوش را كاهش مي دهد ثانياً مقداري از انرژي تلف مي شود.
روش هاي مختلفي براي اعمال فشار پيش بيني شده است كه دو سيستم آن معمول تر است:
الف) سيستم مكانيكي همراه با پدال، فنر و چند اهرم
ب) سيستم هواي فشرده با درجه هاي اتوماتيك مخصوص كه در زمان هاي معين هواي فشرده وارد سيستم مي شود. اين فشار و زمان قابل تنظيم و كنترل است.
درسيستم اول به علت استفاده از نيروي كارگر ممكن است فشار وارده غير يكنواخت و در بعضي موارد كه دقت زيادي لازم است مناسب نباشد ولي در سيستم هواي فشرده دقت و كنترل ميزان فشار بيشتر است.
جوش مقاومتي براي اتصال فلزات مختلف بكار گرفته مي شود. مسئله مهم اين است كه چگونگي خواص فيزيكي اين فلزات ممكن است بر روي خواص جوش يا موضع اتصال تأثير بگذارد. همان طور كه اشاره شد حرارت براي بالا بردن درجه حرارت موضع اتصال توسط عبور جريان الكتريكي و مقاومت الكتريكي به دست مي آيد و يا به بيان ديگر مقاومت الكتريكي بزرگتر در زمان و شدت جريان معين توليد حرارت بالاتري مي‌كند و برعكس. مقاومت الكتريكي يك هادي بستگي به طول و نسبت عكس با سطح مقطع دارد. البته جنس هادي هم كه ميزان ضريب مقاوت الكتريكي است مهم مي باشد.
بنابراين خصوصيت جوشكاري مقاومتي با تغيير ضخامت ورق، تغيير مقطع تماس الكترود با قطعه و جنس قطعه تغيير مي كند.
البته چگونگي حالت هاي تماس الكترود با قطعات و تماس خود قطعات عوامل ديگر هستند كه فشار الكترودها و ناخالصي ها در بين اين سطوح مي توانند بر روي اين مقاومت ها موثر باشند.
مواد الكترودها :
مس وآلياژهاي آن موادي هستند كه عموما براي الكترودهاي جوش نقطه اي انتخاب مي شوند .انواع مختلف اين مواد در جدول زير آمده است :
انتخاب يك آلياژ براي الكترود بطوريكه براي تمام موادي كه جوش مي شوند قابل استفاده باشند بدلايل مختلف امكانپذير نيست .براي مثال آلومينيوم كه داراي ضريب هدايت بالايي مي باشد احتياج به الكترودي با ضريب هدايت بالا دارد تا از چسبيدن جلوگيري شود و مس سخت كشيده شده 
Hard drawn ) ) يا مس تلوريوم دار عليرغم سختي پايين آن براي اين منظور مورد استفاده قرار ميگيرد .مس تلوريوم دار داراي اين خاصيت است كه براحتي ماشينكاري و پوليش ميگردد و سطح تمام شده خوبي را پديد مي آورد .مس كرومدار براي جوشكاري همه نوع فولاد مناسب است .زيرا از آلياژ مس- كادميوم سخت تر است وداراي يكنواختي دمايي بيشتري است بدون آنكه از هدايت آن زياد كاسته شده باشد .دليل اينكه مس-كادميوم براي جوشكاري ورقهاي نازك پيشنهاد ميشود اين است كه ارزان تر از مس-كروم است و قادر است كه گرماي كمتري را كه در جوشكاري ورقهاي نازك بيرون داده ميشود را تحمل كند .ورق هاي ضخيم تر باعث گرم شدن بيشتر نوك الكترود ميشوند .اگر دما به 250 درجه سلسيوس برسد ديگر آلياژ مي-كادميوم مناسب نميباشد .آلياژ مس-تنگستن معمولا بصورت بوش مورد استفاده قرار ميگيرند كه مساحتي بزرگتر از مقدار لازم براي تامين دانسيته جريان صحيح جوشكاري دارد .دانسيته جريان براي ايجاد نقطه جوش با يك الكترود معمولي در يك طرف اتصال و بوش مس-تنگستن با مساحت بزرگتر در طرف ديگر قرار دارد .نمونه هايي از الكترودها ي نقطه جوش و انبر دستگاه نقطه جوش (گان) در شكل زير آمده است
فلزات و آلياژهايي كه در ساخت الكترودها بكار ميروند به گروههاي زير كلاسه ميشوند :
كلاس 1 :
در اين مواد عمليات حرارتي انجام نگرفته و بوسيله كار سرد استحكام پيدا كرده اند .اينكار روي هدايت الكتريكي و گرمايي اثري ندارد .مواد اين كلاس براي فولادهاي كم كربن كه با لايه نازك سرب و كروم و يا روي پوشيده شده –فولادهاي نورد گرم شده و بعضي از فلزات غير آهني مانند آلومينيوم و منيزيوم توصيه ميشود .
كلاس 2 :
اين مواد داراي خواص مكانيكي بالاتر از كلاس 1 هستند ولي هدايت حرارتي و الكتريكي آنها كمتر از كلاس 1 ميباشد .خواص فيزيكي و مكانيكي اپتيمم با عمليات حرارتي يا تركيبي از عمليات حرارتي و كار سرد پديد مي آيد .مواد كلاس 2 بهترين ماده براي الكترودهايي براي كارهاي عمومي با يك رنج وسيعي از مواد و شرايط مختلف مي باشد .اين مواد در الكترودهاي نقطه جوش فولادهاي كم كربن نورد سردشده و فولادهاي ضد زنگ و فولاد با پوشش نيكل و غيره استفاده ميشود.
همچنين براي شافتها-بازوها-قالب و بندكها-فكهاي تفنگي دستگاه جوش و بقيه اعضا عبور دهنده جريان در تجهيزات جوشكاري مقاومتي مناسب است .
كلاس 3 : 
مواد اين كلاس آلياژهاي سختي پذير با خواص مكانيكي بهتري از مواد كلاسهاي 1 و 2 ميباشد اما داراي هدايت الكتريكي و حرارتي پايين تري ميباشد .سختي بالا-مقاومت به سايش خوب و دماي آنيل شدن بالاي الكترودهاي كلاس 3 همراه با هدايت الكتريكي متوسط آن باعث ميشود كه اين مواد براي الكترودهاييكه در نقطه جوشهايي كه در آنها فشار مقاومت قطعات بالا است استفاده ميشود .اين مواد براي فولادهاي كم كربن با سطح مقطع بالا و فولادهاي ضد زنگ بكار ميرود .
انواع الكترود و شكل آنها :
نوك الكترودهاي نقطه جوش بايد پروفيل خود را تا آنجا كه ممكن است در شرايط توليد حفظ كند .
پروفيل صحيح باعث عمر طولاني الكترود ميشود .دو شكل استاندارد در موارد عمومي وجود دارد .اين دو نوع عبارتند از :
1 – نوك تخت به شكل يك مخروط وارونه
2 – نوك گنبدي شكل 
واضح است كه نوكهاي گنبدي لازم نيست كه دقيقا با سطح كار همراستا قرار گيرند .بنابراين براي جاهاييكه الكترود بر روي سطح منحني در قطعه كار قرار ميگيرند مناسبند و معمولا در جوشكاري آلومينيوم بكار ميروند .نوع نوك تخت در موارديكه بتواند با قطعه كار همراستا گردد ترجيح داده ميشود .زيرا ماشينكاري و شكل دادن و بازرسي آن در ضمن بكارگيري آسان است .پروفيلهاي الكترود در شكل زير نشان داده شده است 
معمولا الكترود را بصورت يك ميله استوانه اي شكل با قطر مورد نظر نميسازند بلكه آنرا بزرگتر ساخته و نوك آن را با زاويه 30 درجه بصورت مخروطي مي تراشند .
افزايش مساحت نوك الكترود در اثر فشار وارده باعث كاهش فشار الكترود و دانسيته جريان مي گردد كه هر دو از اهميت حياتي برخوردار هستند .پهن شدن الكترود را ميتوان با استفاده از سختترين ماده مناسب و بكارگيري ضربه كوتاه و يا به بيان ديگر كاهش بارهاي ضربه اي و با خنك كردن مؤثر الكترود در كمترين مقدار خود نگه داشت .پروفيل ساده الكترود نشان داده شده در شكل 6-2 براي بسياري از كاربردها مناسب است اما همواره قابل انتخاب براي جوشكاري در گوشه ها نميباشد .انواع ديگر الكترود براي اينگونه از كاربردها قابل دسترس ميباشند و در موارد بخصوص ميتوان آنها را ساخت تا احتياجات استفاده كننده را مرتفع سازد
روش تعويض نوك الكترودها:
به علت گرما ديدن نوك الكترودها در هنگام جوشكاري و زير فشار بودن اين ناحيه گرما ديده، پس از زدن چند نقطه جوش، قطعه نامبرده تغيير شكل مي دهد. در نتيجه سطح مشترك نوك الكترودها بزرگتر و ناصافتر مي شود. بنابراين پس از حدود 250 بار نقطه جوش زدن، لازم است كه نوك الكترودها تراشيده شود تا شكل اوليه شان بازيابي شود. اين قطعات در اثر تراشيده شدن، كوتاه تر مي شوند. بنابراين لازم است پس از آن كه هر قطعه به اندازه مشخصي رسيد با قطعه نو تعويض شود. اين جايگزيني بسته به شكل قطعه، جنس آن و نيز روش ساخت آن (تراشكاري شده يا آهنگري شده) ممكن است پس از اعمال 1200 يا 2500 نقطه جوش، مورد نياز باشد.
براي تعويض اين قطعه (نوك الكترود) روش هاي گوناگون وجود دارد:
يك روش آن است كه با نصب تجهيزات تمام خود كار، كل فرآيند تعويض قطعه بدون دخالت انسان انجام پذيرد. روش ديگر استفاده از يك ابزار ساده دستي است كه كاربر با اهرم كردن شاخك هاي آن در زير قطعه و در محل شيار موجود مي تواند آن را از جايش درآورد و پس از جازدن قطعه نو به كمك گردي سطح زيرين ابزار، قطعه را درمحل خود محكم كند. روش سوم استفاده از شكل هندسي مخروطي نگهدارنده نوك الكترود است بدين معني كه سطح تماس قطعه نوك الكترود با نگهدارنده آن، سطح جانبي يك مخروط ناقص است. اين ويژگي هندسي باعث مي گردد تا با اعمال چند ضربه آرام در دو سوي قطعه نوك الكترود، اين قطعه به تدريج درموضع خود لق شود تا اين كه به راحتي و با دست از جاي خود بيرون آيد. پس از نصب قطعه نو، با اعمال چند ضربه آرام به سر قطعه، مي‌توان آن را در جاي خود محكم كرد.
زماني كه كارگر متوجه شود كه گان خوب جوش نمي‌زند، شايد يكي از علت‌هاي آن احتياج بهTip dress نوك الكترود باشد. در اين روش نوك الكترود بوسيلهTip dress براي جوشكاري آماده مي شود البته نحوه Tip dress خيلي مهم مي‌باشد و نياز به مهارت و آموزش دارد.
Tip dress در دو نوع بادي و برقي مي باشد كه در گان ها از نوع برقي آن استفاده مي شود و اين نوع، محدوديت فشاري دارد (با هر فشار و نيرويي نمي توان استفاده كرد) البته در اين نوع Tip dress يك لوله براي باد هم وجود دارد. يكي ديگر از كارهايي كه براي بهتر شدن كيفيت جوش بر روي الكترود انجام مي‌شود سمباده زدن آن مي‌باشد

موضوعات مرتبط: جوشکاری , ,

|
امتیاز مطلب : 0
|
تعداد امتیازدهندگان : 0
|
مجموع امتیاز : 0
تكنيك هاي جوشكاري نقطه اي
شنبه 2 / 2 / 1393 ساعت 16:28 | بازدید : 1211 | نویسنده : میلاد محمدزاده | ( نظرات )

نكاتي را در عمليات جوشكاري نقطه اي بايد در نظر داشت كه اهم آنها عبارتند از:
الف) تميزي سطوح تماس:
سطح كار و سطح الكترودها بايد همواره تميز نگهداشته شوند. گرد و غبار روي فلز در اثر ايجاد حوزه مغناطيسي، ضمن كار، به اطراف محل جوش متمركز شده و ممكن است در سطح مشترك دو ورق يا سطح تماس الكترودها و كار قرار گيرند، گرد و غبار و ناخالصي هاي ديگر اولاً باعث بالا بردن مقدار مقاومت تماسي و اتلاف انرژي مي شوند و ثانياً در فصل مشترك دو ورق وارد مذاب شده و خواص دكمه جوش را كاهش مي دهند. تميز كردن نوك الكترودها بايد با كاغذ سمباده ظريف يا پارچه و با دقت شود تا از تلفات نوك الكترود بصورت براده جلوگيري شود.
اگر الكترودها به وسيله سيستم سرد كننده آبگرد خنك مي شوند بايد توجه شود كه آب از الكترود به خارج نفوذ نكند. در مورد فلزاتي كه ايجاد لايه اكسيدي دير گداز مي كنند (نظير آلومينيوم، تيتانيوم) لازم است علاوه بر تميزكردن سطح كار، اكسيدهاي سطحي نيز توسط محلول هاي اسيدي مخصوص حذف شده و بديهي است كه آثار محلول يا اسيد نيز بايد از روي كار كاملاً تميز شود تا از تشديد عمل خوردگي در اين سطوح جلوگيري شود.
ب) تنظيم كردن ماشين و محل جوش بر روي كار:
ميزان كردن محل جوش بر روي كار توسط جوشكار يا بطور خودكار با ماشين انجام مي گيرد. اگر قرار است اين عمل توسط كارگر انجام گيرد بايد حتي الامكان از الكترود ثابت استفاده شود. ولي معمولاً در توليدهاي سري و انبوه تنظيم محل جوش بر روي كار توسط ماشين انجام مي گيرد.
يكي از متداول ترين روش براي تنظيم كردن دستگاه جوش انجام چند نمونه جوش نقطه اي بر روي دو ورقه قراضه با مشخصات شبيه قطعه كار (جنس و ضخامت) مي باشد. پس از انجام جوش هاي نمونه بر روي اين ورق ها آنها را از يكديگر جدا يا پاره كرده و محل جوش را مطالعه مي كنند، بنابراين :
1ـ اگر شدت جريان كافي نباشد دكمه جوش براحتي از ورق ها جدا شده و اثر چنداني بر روي ورق باقي نمي ماند.
2ـ شدت جريان خيلي زياد باعث نفوذ دكمه جوش تا سطح كار مي شود كه در اين حالت نيز استحكام جوش ايده آل نخواهد بود. اصولاً عمق نفوذ دكمه جوش نبايد از 60 درصد ضخامت ورق بيشتر باشد.
البته عدم تنظيم صحيح زمان نيز منجر به اثر گذاشتن جوش در سطح كار مي شود و چنانچه جريان الكتريكي قبل از فشرده شدن كامل ورق ها عبور كند جرقه اي در سطح تماس الكترود و كار ايجاد مي شود.
آزمايش جوش را از طريق استانداردهايي نيز مي توان انجام داد از جمله دو قطعه به پهناي 5/7 سانتي متر و طول 10 سانتيمتر بريده و لبه هاي آنها را به اندازه 5/2 سانتيمتر بر روي هم سوار كرده و سه نقطه جوش در مركز مربع هاي مباني مطابق شكل ايجاد مي كنند. سپس جوش اول كه جريان الكتريكي فقط از آن عبور كرده و داراي شرايط متفاوتي با آنچه كه در عمل اتفاق مي افتد است را جدا كرده و جوش هاي دوم و سوم را به صورت نواري به پهناي 5/2 سانتيمتر و طول 5/17 سانتيمتر جدا كرده و تحت آزمايش كشش قرار مي دهند. نيروي لازم براي پاره كردن جوش محاسبه شده و با جداول مخصوص كه نشان دهنده استاندارد مشخصات فني جوش اتس مقايسه مي شود . ازجداول عملي بعنوان راهنما نيز براي انتخاب و تنظيم شرايط كار، اندازه الكترود و پارامترهاي ديگر مورد استفاده قرار مي گيرند.
ج) ظاهر جوش:
معمولاً ظاهر جوش شامل يك فرورفتگي و يك حلقه رنگي حرارتي در اطراف تماس الكترود و كار مي باشد در مواردي كه سطح كار بايد تميز باشد فرورفتگي هاي محل جوش نقطه اي را مي توان از طريق استفاده الكترود مسطح نوع C و مخروط نوع E اهش داد. واضح است كه الكترود مسطح را در طرفي كه نياز به تميزي فوق العاده است قرار مي دهند. استفاد از يك الكترود مسطح و يك الكترود مخروط ناقص در جوشكاري ورق هاي نازك به كلفت نيز مفيد است، در اين شرايط الكترود مسطح بر روي ورق نازك قرار مي گيرند. در حالت هاي معمولي جوشكاري مقاومتي نقطه اي فاصله جوش ها نبايد از ميزان معيني كمتر باشد چون مدار بسته اي با جوش مجاور ايجاد كرده و جريان الكتريكي به اندازه كافي از موضع جوش در بين الكترودها نمي گذرند.
بهسازي در جوشكاري مقاومتي نقطه‌اي:
بنا به نياز و شرايط كار، بهسازي و تغييراتي در نحوه جوشكاري نقطه اي ساده بعمل آمده است كه به چند نمونه آن در زير اشاره مي شود:
الف) جوش با الكترود چندتايي Multiple Electrode:
همانطور كه از نام آن استنباط مي شود در اين فرآيند از چندين الكترود استفاده مي شود و همزمان چندين جوش نقطه اي بر روي كار انجام مي گيرد. در اين فرآيند از دو نوع طرح براي تامين انرژي استفاده مي شود. مستقيم (موازي) و غير مستقيم (سري). در سيستم مستقيم از يك ترانسفورماتور استفاده مي شود كه مدار ثانويه بصورت هاي مختلف مطابق شكل مي تواند چندين جوش را همزمان انجام دهد. در سيستم سري از تعدادي ترانسفورماتور استفاده مي شود كه مطابق شكل با طرح هاي مختلف مي تواند همزمان چندين نقطه جوش را بر روي كار بوجود آورد. مزيت روش دوم آنست كه مي توان ولتاژ بالايي رادر موضع جوش بوجود آورد و يا براي ايجاد ولتاژ معين از ترانسفورماتورهاي كوچكتري استفاده كرد. اما در مقابل بايد شرايط ترانسفورماتورها و مقاومت ها در الكترودها و كيفيت سطوح كاملاً يكسان باشد تا خواص جوش هايي كه همزمان ايجاد شده مشابه باشد.
ب) جوش دكمه اي يا ديسكي Button or disk welding:
در جوشكاري ورق هاي سنگين و كلفت، به فشار و انرژي الكتريكي زيادي نياز است، با استقرار قطعات كوچك فلزي بين سطح مشترك ورق ها، عبور جريان الكتريكي را موضعي تر كرده و سطح تماس را كاهش مي دهند و با ذوب اين دكمه ها دو ورق با انرژي الكتريكي و فشار كمتري به همديگر متصل مي شوند.
ج) جوش پل واره Bridge welding:
مطابق شكل از ورق هاي اضافي براي بالا بردن استحكام اتصال دو قطعه استفاده مي شود.
د) جوش له كردني Mash welding:
اين روش درتوليد شبكه هاي سيمي نظير سبد يا محافظ هاي توري لامپ هاي مختلف يا اسكلت مفتولي براي بتن هاي مسلح و يا سيم به ورق نظير چرخ هاي بعضي از انواع اتومبيل به ميزان فراوان بكار گرفته مي شود. سيم ها با طرح لازم بر روي فك ها با الكترودي كه به صورت مسطح با شكاف هاي پيش بيني شده قرار مي گيرند و با يك فشار و پايين آوردن الكترود جريان الكتريكي از محل تماس سيم هاي روي هم قرار داده شده عبور كرده و بر اساس جوش مقاومتي ذوب موضعي در اين محل ها بوجود آمده و پس از پايان عبور جريان الكتريكي عمل اتصال انجام مي گيرد.
پارامتر هاي دستگاه? مؤثر بر جوش نقطه‌اي:
PRSO: مدت زمان بر حسب سيكل كه دو الكترود بر قطعه مماس گردند.
SQ: مدت زماني است كه قطعه توسط دو الكترود به هم فشرده مي‌شود تا نيروي وارده بر قطعه كار تثبيت گردد.
Weld1: مدت زمان انجام پبش‌جوش مي‌باشد. مدت زماني است كه جريان متناسب با Heat1 و يا Current1 از قطعه عبور مي‌كند.
Cool: فاصله زماني بين Weld1 و Weld2 است كه در آن دو سر الكترودها خنك مي‌گردد.
Up Slope: مدت زماني است كه طول مي‌كشد جريان (Heat) از صفر به مقدار تعيين شده در Current2 (Heat2) برسد.
Weld2: مدت زماني است كه جريان جوش اصلي از قطعه متناسب با Current2 و يا Heat2 از قطعه عبور مي‌كند.
PU: تعداد تكرار جوش اصلي مي‌باشد.
Down Slope: مدت زماني است كه طول مي‌كشد جريان از مقدار اصلي خود در Weld2 به مقدار صفر برسد.
Hold: مدت زماني است كه دو قطعه بعد از پايان عمل جوش توسط دو الكترود به هم فشرده مي‌شود.
Off: مدت زماني است كه طول مي‌كشد الكترودها از يكديگر فاصله گرفته و به حالت اوليه خود باز گردند.
Heat: كه بر حسب درصد بيان مي‌گردد و نشان دهنده درصد توان خروجي از ترانس مي‌باشد.
Current: پارامتري بر حسب كيلو آمپر است كه مقدار جريان در پيش جوش و جوش اصلي را تعيين مي‌كند.
تأثير پارامترهاي جوش بر كيفيت:
PRSO: اين پارامترها بايستي به گونه‌اي تنظيم شود كه بعد از پايان زمان PRSO با تنظيم SQ دو الكترود به هم برسند، در غير اين صورت جرقه خواهيم داشت.
SQ: جهت تأمين نيروي مورد نياز جوش بايستي اين پارامتر به درستي تنظيم شود. با افزايش نيروي الكترودها، سطح تماس دو فلز در نقطه اعمال نيرو افزايش مي‌يابد و افزايش سطح تماس منجر به كاهش مقاومت الكتريكي در نقطه تماس مي‌شود.
نكته: زمان SQ بايستي به حدي باشد كه نيروي الكترودها قبل از زمان شروع Weld به يك حد ثابتي رسيده باشد. اگر مقدار SQ كم باشد، با پاشش مذاب يا جرقه مواجه خواهيم بود.
Weld1: اين پارامتر مخصوصاً در مواردي كه ورق پوشش (Coating) داشته باشد و يا ضخامت ورق زياد باشد، حائز اهميت است.
در مورد ورق‌هاي پوشش دار، در صورتي كه Weld1 استفاده نشود، باعث جرقه و چسبيدن سره‌ها خواهد شد.
در مورد ورق‌هاي با ضخامت زياد، عدم استفاده از Weld1 موجب چسبيدن سره و عدم جوش مناسب مي‌گردد.
Cool: در صورت عدم استفاده از Cool، مقاومت سطحي روي سره و ورق مقابل، مقاومت سطحي بين ورق‌ها قابل ملاحظه بوده و باعث تلفات بيشتر در ناحيه بين ورق و سره مي‌شود كه نهايتاً موجب چسبيدن سره خواهد شد. در ضمن استحكام جوش مناسب نخواهد بود.
Up Slope: به منظور رسيدن به جوش‌هاي با كيفيت بالا استفاده مي‌شود. در صورت اعمال جريان ناگهاني، ورق‌ها خواص اصلي خود را ازدست مي‌دهند و استحكام مناسبي حاصل نخواهد شد. به همين دليل از Up Slope استفاده مي‌شود.
Weld2: در مورد اثر زمان جوش به نكات زير مي‌توان اشاره كرد:
در صورتي كه زمان Weld2 ازحد مورد نياز بيشتر گردد، دماي ناحيه بين دو ورق از نقطه جوش بالاتر مي‌رود و باعث پديد آمدن حباب‌هاي گاز در اين ناحيه مي‌شود كه درنتيجه موجب انفجار و پاشيدن ذرات فلز و يا جرقه زدن مي‌شود.
در صورت زياد بودن زمان Weld2 از حد مورد نياز، عدسي جوش به سمت سطوح الكترود رشد كرده و باعث آسيب شديد به الكترودها مي‌شود.
طبق رابطه Q = RTI2 توليد حرارت تابعي از جريان مي‌باشد. به اين معني كه تغيير در ميزان حرارت مي‌تواند با تغيير جريان يا با تغيير زمان تأمين شود.
بايد توجه داشت كه نمي‌توان در قبال افزايش جريان، زمان را خيلي كوتاه كرد. اولين اثر زمان ناكافي اين است كه توليد حرارت سريع در سطوح تماس، باعث توليد جرقه، فرورفتگي و سوختگي سطح مخصوصاً سطوح الكترودها مي‌شود.
PU: وقتي ورق‌هاي ضخيم جوش داده مي‌شوند، از جوش چند مرحله‌اي استفاده مي‌شود. مزيت اصلي اين روش اين است كه در خلال زمان سرد شدن، بين مراحل تكرار، به كمك الكترودها كه با آب خنك مي‌شوند و قابليت هدايت گرمايي بالايي دارند، مي‌توان حرارت بيشتري را از سطوح خارجي قطعه كار پراكنده كرد. بنابراين اختلاف دما بين ناحيه جوش و سطوح خارجي قطعه كار زياد شده و در مقايسه با زماني كه جوش در يك مرحله انجام مي‌شود، مي‌توان حرارت بيشتري را به قطعه كار وارد نمود بدون اينكه افزايش حرارت بي‌مورد نياز باشد. بنابراين به طور خلاصه با استفاده از PU نتايج زير حاصل مي‌شود:
به الكترودها آسيب نمي‌رسد.
كاهش مقاومت سطحي بين الكترود و ورق و افزايش تأثير مقاومت بين دو ورق نسبت به مقاومت سطحي بين الكترود و ورق.
كيفيت مناسب جوش.
Down Slope: همانند پارامتر Up Slope براي رسيدن به كيفيت جوش بالا استفاده مي‌شود. در صورت قطع ناگهاني جريان، شبكه كريستالي عدسي جوش به شكل مناسب تشكيل نمي‌شود و استحكام ازحالتي كه اين جريان به آرامي كم شود، كمترخواهد بود.
Hold: از اين پارامتر به دو دليل استفاده مي‌شود:
خنك شدن نقطه مذاب بدون حضور اكسيژن.
خنك شدن نقطه مذاب تحت فشار كه استحكام را شديداً تقويت مي‌كند.
Current ((Heat: پازامتر تنظيم جريان مي‌باشد كه به توجه به رابطه Q = RTI2 در زمان جوش T و با مقاومت مسير R بايستي به گونه‌اي تنظيم شود كه جريان مورد نياز I جهت تأمين انرژي Q حاصل گردد. تنظيم نامناسب Current منجر به اشكالات زير مي‌شود:
در صورت كم بودن، عدسي جوش مناسب تشكيل نمي‌شود.
در صورت زياد بودن، باعث سوختن ورق و پاشش خواهد شد.
نكته: در مورد ورق‌هاي پوشش‌دار، مقدار Current معمولاً از رابطه Current1 = 0.3 Current2 محاسبه مي‌شود.
عيوب جوش مقاومتي نقطه اي :
- چسبيده بودن نقطه جوشStick :
درهنگام جدا كردن دو قطعه جوش داده شده سوراخ هسته جوش كه بايد قابل رويت باشد ديده نشود يعني عدم وجود هسته جوش به علت چسبيده بودن ورق ها به يكديگر است و با علامت S مشخص مي شود.
- كم بودن قطر هسته جوشImpair diameter :
قطر هسته جوش از mm4 يا mm6 و يا از حدي كه در استاندارد يا Survery plan مشخص شده كمتر مي باشد و با IM مشخص مي شود.
- فراموشي نقطه جوشMissing :
نقطه جوش ها بايد مطابق با آنچه در تصوير پروسه توليد نشان داده شده است اعمال شده باشند، كه در اين مورد نقطه جوش در مقايسه با آنچه در تصوير پروسه توليد نشان داده شده است جوش نخورده است و باM نشان داده مي شود.
- لبه خوردن نقطه جوشEdge of sheet metal :
نقطه جوش بايد در مركز سطح ورق اعمال شود . كه دراين عيب جوش به اندازه كمتر از يك سوم از لبه ورق بيرون زده است و باعث دفرمه شدن لبه ورق شده است و علامت اختصاري آنES مي باشد.
- تقاطعEdge of sheet metal - secant :
در اين عيب نقطه جوش به اندازه يك سوم يا بيشتر از يك سوم از لبه ورق بيرون زده است، به صورتي كه نقطه جوش نسبت به لبه ورق متقاطع مي باشد اين را هم با CS نشان مي دهيم.
- موقعيت نامناسب Bad position:
نقطه جوش نسبت به تصوير مرجع در موقعيت نامناسب قرار گرفته است به اين صورت كه فاصله نقطه جوش از يكديگر كمتر و يا بيشتر از آنچه در پروسه مشخص شده است. علامت اختصاري آنBP مي باشد.
- سوختگي يا سوراخ بودنBurnt or pierced :
در اين عيب در مركز نقطه جوش سوراخ وجود دارد. علامت آن B و از انواع عيوب ظاهري مي باشد.
- دفرمگيDeformed :
بعداز جوشكاري، محل جوش حالت فرورفتگي به شكل منحني دارد كه درصورت وجود دفرمگي محل جوش كج و به شكل منحني نخواهد بود. آن را با علامت D مشخص مي كنند.
- برآمدگي، فلش، پليسه Dip under finish – pointer :
ممكن است جوش، بر اثر پاشش نقطه جوش، برآمدگي داشته باشد و يا جوش از داخل ورق ها بيرون زده باشد. اين عيب را هم باp نشان مي دهيم.
- فرورفتگي شديد Too deep – indentation :
نقطه جوش از لحاظ شكل ظاهري بايد با معيارها و تعاريف انطباق داشته باشد يعني ظاهر استاندارد، ظاهر دقيق و ظاهر كامل داشته باشد كه دراين عيب جوش يا فرورفتگي خيلي زيادي دارد و يا شكل فرورفتگي بيضي است و باI نشان داده مي شود.
اين ده عيبي است كه در قسمت تست مخرب با آنها روبرو هستيم. البته كل عيوب را به سه دسته كلي تقسيم مي كنند:
- ايراد استحكاميStrength :
چسبيده بودن نقطه جوش، كم بودن قطر هسته جوش و فراموشي نقطه جوش داراي اين ايراد مي باشند.
- ايراد شكل ظاهريAspect :
دفرمگي، سوختگي و يا سوراخ شدن، برآمدگي، فلش، پليسه، فرورفتگي شديد اين ايراد را دارند.
- ايراد موقعيت نامناسبBad position :
تقاطع، لبه خوردن نقطه جوش، موقعيت بد يا مناسب، فراموشي نقطه جوش داراي اين ايراد مي‌باشند. 

موضوعات مرتبط: جوشکاری , ,

|
امتیاز مطلب : 0
|
تعداد امتیازدهندگان : 0
|
مجموع امتیاز : 0
جوشكاري ترميت
شنبه 2 / 2 / 1393 ساعت 16:27 | بازدید : 1314 | نویسنده : میلاد محمدزاده | ( نظرات )

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 : 
Fe3O4 + 8 Al à 9 Fe + 4 Al2O3 (3088 ºC)۷۱۹KCal۳ 
3 CuO + 2 Al à 3 Cu + Al2O3 (4865 ºC ) ۲۷۵.۳ Kcal

انواع 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 ازواكنش 
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 ميتوان 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 بخاطرطول بلند و بزرگ بودن نميتوانند 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 ها ساختماني به يكديگر

موضوعات مرتبط: جوشکاری , ,

|
امتیاز مطلب : 0
|
تعداد امتیازدهندگان : 0
|
مجموع امتیاز : 0
جوش MAG
شنبه 2 / 2 / 1393 ساعت 16:26 | بازدید : 1301 | نویسنده : میلاد محمدزاده | ( نظرات )

دي اكسيد كربن از گازهاي ديگري كه در روش قوس الكتريكي استفاده مي شوند، ارزانتر است. اولين گازي كه دردستگاه هاي تمام اتوماتيك بكار رفت دي اكسيد كربن بود، اكنون هم از اين گاز در دستگاه هاي تمام اتوماتيك و نيمه اتوماتيك استفاده مي شود. دي اكسيد كربن خاصيت حفاظتي بسيار خوبي دارد و به طول قوس بسيار حساس است، در موقع استفاده از اين گاز بايد طول قوس را ثابت نگه داشت، بنابراين در دستگاه‌هاي تمام اتوماتيك و نيمه اتوماتيك كه طول قوس بايد ثابت نگه داشته شود استفاده از اين گاز ايده آل است. درموقع استفاده از اين گاز براي ثبات قوس و پيشگيري از ناجور شدن آن، از الكترودهاي روپوش شده يا تنه كار استفاده مي كنند. بيشترين گازي كه در جوشكاري فولاد معمولي بكار مي رود CO2 است. بزرگترين مزيت اين گاز همانطور كه گفته شد ارزان قيمت بودن آن است(1/0 بهاي آرگون) بر خلاف گازهاي اتمي، دي اكسيد كربن در محل قوس الكتريكي به اكسيژن و مونو اكسيد كربن تجزيه مي شود، هر چند گازهاي مزبور بعد از خنك شدن به CO2 تبديل مي شوند. در اين حالت گازها و ساير مواد موجود قبل از جامد شدن جوش از آن خارج مي شوند. جريان بيشتري كه در موقع استفاده از CO2 مصرف مي شود (در حدود %25) باعث تلاطم بيشتر حوضچه مذاب شده و در نتيجه حباب هاي گازهاي موجود در داخل جوش به سطح فلز صعود كرده و قبل از انجماد از آن خارج مي شوند، در نتيجه تخلخل جسم كمتر خواهد بود. چون درموقع جوشكاري مقداري مونو اكسيد كربن و حتي گازهاي اُزُن توليد مي شوند، كارگاه حتماً بايد بخوبي تهويه شود، به هر حال بايد از جمع شدن گازهاي سمي در اطراف جوش جلوگيري كرد. 
نكته: دراين جوش از جريان مستقيم با قطب معكوس استفاده مي شود.
تجربه نشان داده كه درصورتي كه بتوانيم از ورود گازهاي موجود در هوا يعني اكسيژن و نيتروژن به منطقه جوش پيشگيري كنيم جوش از خواص شيميايي و فيزيكي بهتري برخوردار خواهد بود.جوشكاري قوس الكتريكي با گاز محافظ CO2 يك روش بسيار مفيد و فراگير است. اين روش براي جوشكاري فلزات سخت و غير سخت در تمامي ضخامت ها مورد استفاده قرار مي گيرد و يك روش بسيار مناسب براي جوشكاري صفحات فلزي نازك و مقاطع نسبتاً ضخيم فلزات غير سخت مي باشد كه در شركت ايران خودرو بعد از جوش مقاومتي بالاترين ميزان استفاده را در سالن هاي بدنه سازي به خود اختصاص داده است.
در اين روش قوس الكتريكي و حوضچه مذاب كاملاً براي جوشكاري واضح و آشكار است. در جوشكاري با CO2 گاهي يك لايه نازك سرباره روي گرده جوش را مي پوشاند كه بايد اين لايه از روي سطح جوش برطرف شود. 
مزاياي جوش MAG:
اين فرايند طوري است كه مي تواند در مورد بيشتر فلزات مغناطيسي و غير مغناطيسي مفيد باشد.
دراين شيوه ميزان جرقه كم مي باشد.
سيم جوش به طور مستمر تغذيه مي گردد، بنابراين زمان براي تعويض الكترود صرف نمي شود.
اين شيوه به راحتي مي تواند در تمام وضعيت ها استفاده شود.
حوضچه مذاب و قوس الكتريكي براحتي قابل مشاهده است.
سرباره حذف شده يا بسيار اندك است.
از الكترودي با قطر نسبتاً كم استفاده مي شود، كه باعث بالا رفتن چگالي جريان مي شود.
درصد بالايي از سيم جوش در منطقه اتصال رسوب مي كند.
نكاتي راجع به استفاده صحيح از سيم جوش CO2
اندازه شيار قرقره كشنده واير فيدر دستگاه جوش بايد با قطر سيم جوش مصرفي همخواني داشته باشد.
نازل ورودي انتهاي تورچ جوشكاري دقيقاً در مقابل شيار قرقره كشنده جوش قرار گرفته باشد. ضمناً نوك اين نازل تيز باشد، زيرا باعث آسيب زدن به سيم جوش مي گردد.
فنر هدايت كننده سيم جوش در دادن غلاف تورچ داراي مشخصات زير باشد:
1- فنريت خود را در اثر گرم شدن از دست نداده باشد.
2- له شدگي نداشته باشد.
3- كوتاه نباشد.
فشار پيچ و فنر نگهدارنده قرقره هاي كشنده روي سيم جوش در حدي باشد كه:
سيم جوش له نشود. 
سيم جوش به هنگام كار متوقف نگردد
پيچ و فنر در (ريل هاب) كه در مركز قرقره سيم جوش قرار دارد، بيش از حد لازم سفت يا شل نباشد، چون سفت بودن آن به موتور واير فيدر فشار وارد نموده و شل بودن آن باعث بيرون ريختن سيم از قرقره مي شود.
نازل سيم جوش از نظر قطر داخل با سيم جوش مصرفي همخواني داشته باشد. (گشاد يا تنگ نباشد) و همچنين رزوه آن با انبردست محكم شده باشد.
ميزان ريزش گاز محافظ با قطر سيم جوش تنظيم گردد. (ميزان گاز محافظ عبوري 10 برابر قطر سيم جوش باشد)
در صورت استفاده از گاز محافظ CO2 بعداز مانومتر كپسول، بايد گرمكن گاز نصب گردد و همواره قبل از شروع عمليات جوشكاري از صحت كاركرد گرمكن اطمينان حاصل شود. فنر تورچ در مدت زمان لازم (بستگي به ساعت كاركرد دارد) تميز و عاري از هر گونه آلودگي گردد، در غير اين صورت فنر دچار اشكال مي گردد. (براي تميز كردن فنر تورچ مي توان فنر را به صورت حلقه در آورد و در داخل بنزين قرار داد و سپس با فشار باد آن را تميز كرد).
آمپر و ولتاژ جوشكاري زماني با هم همخواني دارند كه ريزترين و مداوم ترين صداي ريزش قطرات سيم جوش هنگام كار شنيده شود.
بعد از تنظيم ولتاژ و آمپر بايد خروجي كابل اتصال منفي روي دستگاه جوش نسبت به ضخامت قطعه ميزان گرماي لازم انتقالي به قطعه، صحيح انتخاب گردد. در اين صورت پاشش جرقه جوشكاري زياد خواهد بود.
فاصله نوك نازل سيم جوش تا نوك شعله هنگام مصرف ازگاز CO2 به ميزان mm2 و هنگام استفاده ازاين گاز با مخلوطي ازآرگون mm8 داخل تر باشد. به هنگام جوش كاري، زاويه اين جوش نسبت به خط عمود بركار بيشتر از 25 درجه نباشد زيرا باعث خواهد شد:
فاصله سيم آزاد زياد شود.
گاز محافظ به طور كامل روي حوضچه جوش نريزد.
جهت جلوگيري از چسبيدن جرقه ها به داخل شعله جوش و اطراف نازل سيم جوش در ابتدا و همچنين در فواصل بين كار و بعد از تميز نمودن آثار جرقه ها از اسپري ضد جرقه استفاده گردد.
معايب جوش MAG :
تا به حال تعدادي از قطعات و اتصالات فلزي مهم و ايمني دربدنه خودرو در اثر ايجاد بعضي عيوب در فلز جوش يا منطقه مجاور آن شكسته شده و موجب خسارات مالي و جاني فراواني شده‌اند. همانطور كه مي‌دانيم جوش ايده‌آل و خالي از نقص تقريباً غير ممكن است و معمولاً جوش‌ها داراي معايبي هستند، مخصوصاً جوشكاري‌هايي كه به صورت دستي انجام مي‌شوند.
در جوش CO2 به دليل اين كه تجهيزات و ادوات جوشكاري نسبت به جوش‌هاي ديگر بيشتر است لذا عيوب آن هم نسبت به جوش‌هاي ديگر بيشتر است كه در حد ممكن بايد از مواد مصرفي مناسب مانندگاز CO2 مرغوب و خالي از رطوبت، سيم جوش متناسب با زاويه جوشكاري و قطعه‌كار عاري از كثيفي مانند چربي، زنگ زدگي، اكسيده بودن، رنگ و رطوبت استفاده كرد.
البته بعضي از پارامترها در اختيار كنترل ما نيست به عنوان مثال اگر بدنه در ايستگاه قبل با دقت و توجه كم مونتاژ شده باشد و ورق مورد نظر براي جوشكاري داراي فاصله هوايي باشد ، جوشكار ناچار است به دليل به وجود نيامدن توقف در خط هر طور كه شده پروسه جوشكاري فلز روي بدنه و محل مورد نظر انجام دهد . 
ورق هايي كه گالوانيزه هستند در حين جوشكاري فلزروي از طريق پوشش گالوانيزه وارد مذاب مي شود كه : 
باعث تردي و بالا بردن ميزان حساسيت درمقابل ترك برداشتن مي شود . 
دراثر سوختن و بخار شدن ايجاد دود سفيدي مي‌كند كه مشكلات تنفسي و عدم رويت كامل عمليات جوشكاري را براي شخص جوشكار به وجود مي‌آورد.
مي‌تواند باعث ايجاد حفره و تخلخل در گرده جوش شود.
عيوب جوش CO2 در اثر عوامل مختلف و متفاوت اعم از اتصال، مناسب نبودن مواد مصرفي شامل فلز قطعه‌كار، گاز CO2، سيم جوش مصرفي و پارامترهاي جوشكاري مانند ولتاژ، جريان، سرعت تغذيه سيم، قطر، سرعت حركت تورچ، نوع دستگاه و عدم مهارت جوشكار در نحوه انجام عمليات جوشكاري و نيز پيش‌گرم و يا پس‌گرم كردن مي‌توان نام برد.
هر كدام از عيوب جوش بنا به حساسيت كاربردي موضع اتصال، مجاز هستند. و همكاران در بخش QC (كنترل كيفيت) از طريق آزمايشات مختلف ميزان اين عيوب را با استانداردهاي مربوطه مقايسه كرده و آنها را قبول يا رد مي‌كنند.
عيوبي كه مي‌توانند در ايستگاه ايجاد شوند:
- عيوب مربوط به قطعه گذاري نامناسب 
- عيوب ناشي از نامناسب بودن سطح كار (روغني بودن، آبكاري نامناسب، رنگ، زنگ‌زدگي)
- عيوب مربوط به خارج از اندازه بودن ابعاد جوش - مشكلات مربوط به تغيير حالت سرشاسي و دفرمگي قطعات و فاصله هوايي آنها
- تنظيم نبودن دستگاه از نظر جريان، ولتاژ، سرعت تغذيه سيم، ميزان عبور گاز محافظ، - تورچ و شعله‌پوش
- عدم مهارت جوشكار دراجراي پروسه جوشكاري
ايرادهايي كه در اثر نادرست بودن تجهيزات دستگاه جوش MAGايجاد مي‌شوند:
- نازل سيم جوش از نظر قطر داخلي با سيم جوش مصرفي همخواني نداشته باشد . 
- اطراف شعله جوش دچار خوردگي و سايئدگي شده باشد چون در پوشش منطقه اختلال ايجاد مي كند . 
- اندازه شيار قرقره كشنده واير فيلدر Wire filder دستگاه با قطر سيم جوش مصرفي همخواني نداشته باشد . 
- جهت جلوگيري از چسبيدن جرقه هابه داخل شعله پوش واطراف نازل سيم جوش در ابتدا و در فواصل بين كار از اسپري ضد جرقه استفاده گردد . 
نكته:
قطرات ريز را كه از منطقه جوش در بين اتصالات ذوبي به اطراف پرت مي شوند يا ترشح مي گويند . اين قطرات مي توانند از حوضچه جوش يا سيم جوش پركننده ناشي شده باشند . هنگامي كه دانه هاي كروي و مذاب قطرات از سيم جوش به طرف حوضچه جوش منتقل مي شوند و ايجاد پل در فاصله قوس مي كنند مدار بسته (اتصال كوتاه ) به وجود مي آيد كه عبور شدت جريان از آن باعث گداخته شدن فوق العاده اين پل مي شود كه با انفجار آن باراني از جرقه هاي گداخته به وجود مي آورد . جرقه هاي درشت در فرايند جوشكاري CO2با تورچ دستي در اثر قوس اضافي و جرقه هاي ريز ناشي از جريان اضافي مي باشد.
جرقه‌ها اغلب در حين پرواز در روي سطح فقط ايجاد لكه‌هايي مي‌كنند. اغلب جرقه‌هاي چسبيده بر روي سطح در فواصل دور، با برس سيمي و وسايل مشابه به راحتي تميز مي‌شوند. اما جرقه‌هاي چسبيده شده در نزديكي مسير اتصال به راحتي نمي شوند و ظاهر جوش را بد منظره مي كنند. علاوه براين جرقه و ترشح يكي از عواملي است كه باعث سوزاندن پوست و لباس جوشكار مي شود، كه با تنظيم پارامترهاي جريان، ولتاژ، قطب، سرعت تغذيه سيم، عبور گاز CO2 مي توان از بروز آنها جلوگيري كرد.
- سوراخ شدن و ريزش جوش:
اگرفلز جوش بيش از حد در قطعات جوش دادني نفوذ كند حوضچه مذاب ، ريشه جوش را سوراخ كرده پايين مي ريزد . توليد شدن گرماي بيش از حد لزوم موجب سوختن سيم جوش ومقداري از سطح قطعه كار مي شود . اين ايراد بيشتر از نادرست بودن پارامترهاي دستگاه جوشكاري ناشي مي شود ، البته مهارت دست جوشكار هم بي تاثير نيست . 
- نفوذ ناقص يا بيش از اندازه مذاب در قطعه كار:
اين نقص به علت پيشروي سريع جوشكار ممكن است ايجاد شود ، زيرا در اين حالت سيم جوش CO2 به طور كامل به محل اتصال دو قطعه كار نخواهد رسيد و باعث گود شدن و نفوذ بيش از حد مذاب در قطعه كار خواهد شد.
- ايجاد خوردگي:
هنگامي كه جوش از كناره هاي لبه جوش پايين تر قرار گيرد عيب پديدار شده را خوردگي جوش مي نامند . عوامل بروز اين عبارتنداز : تمركز زياد حرارت در محل جوش ، بكارگيري روش نامتناسب براي انجام پروسه جوشكاري مورد نظر . با تنظيم دستگاه به طور دقيق ، ممانعت از رسيدن گرماي اضافي به ناحيه جوشكاري و انتخاب تكنيك صحيح جوشكاري از ايجاد انواع خوردگي در درزهاي اتصال مي توان جلوگيري كرد.

 

موضوعات مرتبط: جوشکاری , ,

|
امتیاز مطلب : 0
|
تعداد امتیازدهندگان : 0
|
مجموع امتیاز : 0
جوشکاری در شرایط پیرسازی شده به صورت مصنوعی
شنبه 2 / 2 / 1393 ساعت 16:26 | بازدید : 1131 | نویسنده : میلاد محمدزاده | ( نظرات )

جوشکاری در شرایط پیرسازی شده به صورت مصنوعی
سریهای 2000(Al-Cu-Mg) و 6000(Si- Al-Mg) که به آلیاژهای عملیات حرارتی شونده معروف هستند، دارای میلی برای فراپیرشدن در حین جوشکاری می‏باشند، خصوصاً وقتی که در شرایط پیرسازی کامل جوشکاری شوند. 
شکل زیر، نمودارهای سختیHAZ در یک آلومینیم 6061 با ضخامت 3.2mm که توسط روش قوسی با الکترود  تنگستنی و گاز محافظ در شرایط T6 در 10V، 110A و 4.2mm/s جوشکاری شده است، را نشان می‏دهد.

 

شکل 17- سختی منطقه HAZ در آلومینیوم 6061 جوشکاری شده در شرایط T6

Malin آلومینیم 6061-T6 را به وسیله GMAW پالسی و با یک فلز پرکننده از جنس آلومینیم 4340 (اساساً Al-5Si) جوشکاری کرد و توزیع سختی HAZ را بعد از پیرسازی طبیعی پس از جوش اندازه‏گیری کرد. او یک نمودار سختیPWNA در شکل بالا که در آن درجه حرارت حداکثر در حین جوشکاری 380 درجه سانتی گراد بعد از جوشکاری بود را مشاهده کرد. او بیان کرد که محدوده رسوب برای مؤثرترین فاز استحکام ‏سازی"β 160-240 درجه سانتی گراد است و مقدار آن برای فاز استحکام‏سازی با تأثیر کمتر  است. او پیشنهاد کرد که کاهش سختی و استحکام نتیجه فراپیرسازی ناشی از درشت شدن  و تشکیل "β و ΄β است. همچنین Malin مشاهده کرد که یک سختی مشخص بلافاصله در بیرون مرز ذوب کاهش یافته و اندیشید که این با  انتقال Mg درون جوش فقیر از Mg اتفاق می‏افتاد.

 

جوشکاری در شرایط پیرشده به روش طبیعی
شکل زیر، نتایج اندازه‏گیریهای سختی در آلومینیم 6061 با ضخامت 3.2mm که در شرایط T4 در روش قوسی با الکترود تنگستنی و گاز محافظ و در 10V ، 110A و 4.2mm/s جوش داده شد، را نشان می‏دهد.

شکل 17- سختی منطقه HAZ در آلومینیوم 6061 جوشکاری شده در شرایط T6

Malin آلومینیم 6061-T6 را به وسیله GMAW پالسی و با یک فلز پرکننده از جنس آلومینیم 4340 (اساساً Al-5Si) جوشکاری کرد و توزیع سختی HAZ را بعد از پیرسازی طبیعی پس از جوش اندازه‏گیری کرد. او یک نمودار سختیPWNA در شکل بالا که در آن درجه حرارت حداکثر در حین جوشکاری 380 درجه سانتی گراد بعد از جوشکاری بود را مشاهده کرد. او بیان کرد که محدوده رسوب برای مؤثرترین فاز استحکام ‏سازی"β 160-240 درجه سانتی گراد است و مقدار آن برای فاز استحکام‏سازی با تأثیر کمتر  است. او پیشنهاد کرد که کاهش سختی و استحکام نتیجه فراپیرسازی ناشی از درشت شدن  و تشکیل "β و ΄β است. همچنین Malin مشاهده کرد که یک سختی مشخص بلافاصله در بیرون مرز ذوب کاهش یافته و اندیشید که این با  انتقال Mg درون جوش فقیر از Mg اتفاق می‏افتاد.

 

جوشکاری در شرایط پیرشده به روش طبیعی
شکل زیر، نتایج اندازه‏گیریهای سختی در آلومینیم 6061 با ضخامت 3.2mm که در شرایط T4 در روش قوسی با الکترود تنگستنی و گاز محافظ و در 10V ، 110A و 4.2mm/s جوش داده شد، را نشان می‏دهد.

شکل 18- سختی HAZ در آلومینیوم 6061 جوشکاری شده در شرایط T4 به روش GTAW
 یک پیک کوچک در شرایط جوشکاری، که  هنوز بعد از PWNA در اینجا قابل رؤیت است، پایدار می‏شود ولی ممکن است در حالتهای دیگر واضح نباشد. 
شکل زیر، نتایج اندازه‏گیری سختی در یک آلومینیم 6061 را نشان می‏دهد. بیان می‏شود که یک آلیاژ از سریهای عملیات حرارتی شونده 2000 یا 6000 در شرایط T6 (پیر شده به روش مصنوعی) می‏تواند سبب کاهش شدید استحکام (سختی) ناشی از فراپیرسازی شود. به همین دلیل، جوشکاری در شرایط  T4، اغلب به جوشکاری در شرایط T6 ترجیح داده می‏شود.

موضوعات مرتبط: جوشکاری , ,

|
امتیاز مطلب : 0
|
تعداد امتیازدهندگان : 0
|
مجموع امتیاز : 0
جوشکاری مقاومتی
شنبه 2 / 2 / 1393 ساعت 16:23 | بازدید : 1221 | نویسنده : میلاد محمدزاده | ( نظرات )

در فرآيندهاي جوشکاري مقاومتي، اتصال دو سطح توسط حرارت وفشار تواماً انجام مي گيرد. فلزات به دليل مقاومت الکتريکي در اثر عبور جريان الکتريکي گرم شده و حتي به حالت ذوب نيز مي رسند. اعمال جريان الکتريکي با چگالي زياد در زمانهاي کوتاه باعث به حالت خميري درآمدن (قبل از ذوب) قطعه مورد جوشکاري مي گردد. و اعمال نيروي فشار در زمانهاي قبل و حين عبور جريان وجود يک مدار الکتريکي پيوسته را تضمين نموده و در زمان گرم شدن قطعه باعث فورج شدن  محل جوشکاري مي شود اين فشار بعد از قطع جريان برق هم ادامه داشته و به فورج شدن و سپس خنک شدن محل جوشکاري کمک مي کند.
دماي بيشينه اي که در اين فرآيندها قابل دسترسي است معمولا بالاتر از نقطه ذوب فلز پايه مي باشد. جوشکاري نقطه اي مقاومتي فرايند مهمي در صنعت محسوب مي شود.در جوشکاري نقطه اي مقاومتي الکتريکي،از الکترود هاي آب گرد استفاده  مي شود و از اين رو گرما با عبور جريان الکتريکي زياد در زمان کم تعيين مي شود. جوشکاري نقطه اي مقاومتي به طور گسترده براي مونتاژ قطعات فلزي مانند اتومبيل استفاده مي شود.

جوشکاري مقاومتي نقطه اي فرآيندي است که در آن سطوحي که بر روي هم قرار گرفته اند از طريق حرارت توليد شده در يک يا چند نقطه به هم متصل مي شوند. گرماي توليد شده در اين نقاط، حاصل از فلوي جريان الکتريکي است که بين الکترودها برقرار مي شود و از ميان قطعات نيز عبور مي کند. ضمن اينکه الکترودها در اين وضعيت با اعمال فشاري خاص، سطوح را به نزديک مي کنند. شکل (1-1) شماي کلي از اين فرآيند را نشان مي دهد.

 

مقاومت الکتريکي 
مدار ثانويه يک دستگاه جوشکاري مقاومتي از يک سري مقاومت تشکيل شده اس. به عبارت ديگر در فرمول ژول مجموع مقاومت هايي است که در سيستم داريم. بنابراين گرماي توليد شده در هر نقطه اي در مدار به طور مستقيم با مقدار مقاومت الکتريکي در آن نقطه متناسب است.
در شکل (1-3) توزيع مقاومت وحرارت  در قطعه کار و الکترودها در جوشکاري مقاومتي نقطه اي، نواري و زائده اي نمايش داده شده است. حداقل هفت مقاومت بصورت سري با هم قرار گرفته اند، در مدار اثر گذار هستند که عبارتند از:
1-  1 و 7: مقاومت الکتريکي مواد الکترود هستند که مقدار آنها بستگي به جنس الکترودها دارد.
2- 2 و 6: که مقاومت الکتريکي بين الکترود و فلز پايه هستند. مقدار اين مقاومتها بستگي به شرايط سطحي فلز پايه (قطعه کار) و الکترود، اندازه و شکل و سطح الکترود و نيروي الکترود دارد. (مقاومت به طور معکوس با نيرو رابطه دارد). در اين نقاط گرماي زياد ناخواسته اي توليد مي شود . اين گرما سطح فلز پايه را به دماي ذوبش نخواهند رساند زيرا الکترودها که هدايت حرارتي بالايي دارند (1 و 7) و معمولا با آب نيز خنک مي شوند اين گرما را منتقل خواهند نمود.
3- 3 و 5: که مقاومت الکتريکي خود فلز پايه هستند كه با  ضخامت آن نسبت مستقيم و با سطح مقطع مسير جريان  نسبت عكس دارند. همچنين جنس ورقها نيز عامل بسيار تاثيرگذاري بر اين مقاومتها خواهد بود.
4- 4:  مقاومت فصل مشترک فلز پايه در نقطه اي که جوش شکل مي گيرد مي باشد. اين نقطه بالاترين مقاومت را دارد و بنابراين نقطه اي است که بالاترين حرارت در آن توليد مي شود.
گرماي توليد شده در اين نقطه مورد نظر ما است و ساير گرماي توليد شده بايستي محدودتر شود. شکل (1-3) پروفيل ها را بعد از گذشت 20 درصد از زمان جوشکاري نشان مي دهد. بايد توجه نمود که گرماي توليد شده در 2 و 6 به سرعت از طريق الکترودهاي مجاور پراکنده مي شود.
در يک فرآيند جوشکاري که بصورت مناسبي کنترل مي شود در ابتدا دماي نقاط بيشماري از منطقه تماس فصل مشترک به نقطه ذوب مي رسد و به سرعت دکمه جوش شکل مي گيرد.
فاکتورهايي که بر گرماي توليد شده در منطقه اتصال (در يک جريان و زمان ثابت) اثر گذارند عبارتند از:
(1) مقاومت الکتريکي الکترودها و فلز پايه
(2) مقاومت تماس بين الکترودها و قطعه کار و خود قطعه کار

شکل 1-2-  نمودار دما در قسمت هاي مختلف جوشکاري

جريان جوشکاري
در عامل فرمول ژول، جريان اثر بيشتري نسبت به مقاومت يا زمان در توليد حرارت دارد؛ بنابراين يک فاکتور مهم قابل کنترل مي باشد. معمولاً در جوشکاري مقاومتي در 70 درصد مواقع از جريان AC و 30 درصد مواقع از جريان  DC استفاده مي شود. بيشترين تاثير جريان بر روي اندازه دکمه جوش مي باشد. در شکل (4-1) تاثير مقدار جريان بر اندازه دکمه جوش نقطه اي به تصوير کشيده شده است.

شکل 1-3-  تاثير ميزان جريان بر قطر دکمه جوش
دو عامل كه در تغييرات جريان جوش مؤثرند عبارتند از تغييرات ولتاژ خطي مولد و تغيير در امپدانس مدار ثانويه كه ناشي از تغيير در هندسه يا ورود مواد مغناطيسي به مدار ثانويه دستگاه مي باشد.
علاوه بر مقدار جريان، دانسيته جريان نيز ممکن است در فصل مشترک تغيير کند که مي تواند ناشي از جريانهاي انحرافي باشد. افزايش سطح الکترود (سطح در تماس با قطعه کار) يا اندازه زائده در جوشکاري زائده اي دانسيته جريان را کاهش خواهد داد. بنابراين حرارت جوشکاري کم مي شود. اين مساله ممکن است باعث کاهش قابل توجهي در استحکام جوش بشود.
اندازه دکمه جوش و استحکام جوش با افزايش جريان به سرعت زياد مي شود. جريان بيش از حد باعث پاشش مذاب خواهد شد. که در نتيجه آن تخلخل هاي داخلي شکل مي گيرد. و نيز باعث ترک خوردگي و کاهش خواص مکانيکي جوش مي شود در شکل اثر جريان جوشکاري بر استحکام برشي جوش نقطه اي نشان داده شده است. در جوشکاري نقطه اي و نواري، جريان اضافي باعث مي شود که فلز پايه خيلي گرم شود و در هم فرو برود. همچنين باعث گرم شدن شديد الکترودها و از بين رفتن سريع تر آنها مي شود.
گفته شد که دانسيته جريان ممکن است در اثر جريانهاي انحرافي تغيير نمايد. در حقيقت جريان انحرافي با کاهش دانسيته جريان باعث کاهش استحکام جوش مي شود. ازنظر تکنيکي ممکن است بتوان در برخي موارد جريان انحرافي را مهار نمود. نحوه تاثير اين جريان ها در شکل( 1-3) نمايش داده شده است. مقدار جريان انحرافي بستگي به فاصله نقطه جوش، ضخامت ورق و هدايت الکتريکي دو ورق دارد. بايد توجه نمود که مهمترين عامل در تعيين استحکام جوش مقاومتي، دانسيته جريان در طول جوشکاري است. در نتيجه سايش الکترودها در طول جوشکاري، سطح تماس الکترود افزايش يافته و لذا با کاهش دانسيته جريان، استحکام نقطه جوش کاهش مي يابد. با افزايش جريان جوشکاري يا کاهش سطح تماس الکترود توسط عمليات مکانيکي و يا در نهايت تعويض الکترود مي توان براين مشکل غلبه کرد.


زمان جوشکاري
سرعت توليد حرارت (يا زمان جوشکاري) بايستي طوري باشد که جوشهايي با استحکام مناسب بوجود آيد بدون آنکه الکترودها خيلي گرم شوند (زيرا گرماي شديد الکترودها، عمر آنها را کاهش خواهد داد) گرماي توليد شده با زمان جوشکاري متناسب است. طبيعي است که مقداري از گرماي توليدي از طريق هدايت به فلز پايه وا لکترود و مقدار خيلي کمي نيز از طريق تابش هدر مي رود. اين حرارت تلف شده با افزايش زمان جوشکري بيشتر مي شود. در جوشکاري مقاومتي نقطه اي، در يک دانسيته جريان مناسب براي رسيدن به نقطه ذوب يک زمان جوشکاري مي نيمي مورد نياز است. اگر جريان بعد از اين زمان نيز ادامه يابد، دماي نقطه 4 (دکمه جوش) به دمايي بسيار بالاتر با نقطه ذوب خواهد رسيد و فشار داخلي ممکن است مذاب ايجاد شده را به بيرون پرتاب کند. همچنين گاز و بخار فلز ممکن است به همراه ذرات ريزي از فلز به سمت بيرون پرتاب شوند.
زمان طولاني جوشکاري همان اثري را که جريان اضافي بر روي فلز پايه و الکترودها مي گذارد دارد. علاوه بر اين، منقطه متاثر از حرارت نيز بزرگ خواهد شد. مثالي از رابطه بين زمان و استحکام برشي جوش در شکل (1-4) نمايش داده شده است.و انتقال حرارت تابعي از زمان است. و زمان طولاني باعث انتقال بيشتر حرارت به مناطق مجاور جوش خواهد شد.
بايد توجه نمود که اگر زمان جوشکاري زياد شود، دکمه جوش تا اندازه محدودي رشد مي کند و از آن به بعد فقط بر عمق جوش افزوده مي شود و بدين ترتيب استحکام کاهش مي يابد. اگر زمان خيلي کوتاه باشد، دکمه جوش کوچک مي شود و استحکام به مقدار زيادي کاهش مي يابد.

شکل 1-4- استحکام برشي – کششي بصورت تابعي از زمان جوشکاري
هنگام جوشکاري نقطه اي ورق هاي ضخيم، معمولا جريان جوشکاري در چندين زمان کوتاه و بصورت ناگهاني (يا در اصطلاح پالسي) اعمال مي شود، بدون اينکه در اين مدت نيروي الکترودها حذف شود. هدف از پالسي کردن جريان ايجاد حرارت در فصل مشترک بين قطعات بصورت تدريجي است. آمپر مورد نياز براي انجام جوشکاري (در اين ورق ها) مي تواند سريعاً فلز را ذوب کند و اگر زمان حرارت پالسي خيلي طولاني شود، باعث پاشش مي شود.
فاکتور ديگري که بايد بدان توجه شود زمان کل فرآيند جوشکاري است. زمان کل شامل زمان جوشکاري و زمان فشردن ورق ها مي باشد. زمان فشردن بايستي به گونه اي انتخاب شود که از رسيدن ميزان نيروي اعمالي به بيش از 98 درصد نيروي استاتيک در ابتداي جريان جوشکاري اطمينان حاصل شود.

موضوعات مرتبط: جوشکاری , ,

|
امتیاز مطلب : 0
|
تعداد امتیازدهندگان : 0
|
مجموع امتیاز : 0
جوشکاری آلومینیوم با فرآیند GTAW یا الکترود تنگستنی
شنبه 2 / 2 / 1393 ساعت 16:22 | بازدید : 1213 | نویسنده : میلاد محمدزاده | ( نظرات )

اين فرآيند بر روي آلومينيوم و آلياژهايش بسيار متداول است. قوس الکتريکي بين الکترود غير مصرفي تنگستن و سطح کار ايجاد مي‏شود. نوک الکترود، حوضچه‏ي مذاب و منطقه‏ي گرم اطراف آن توسط کار خنثي (آرگون، هيليوم يا مخلوط آنها) که از اطراف الکترود خارج شده محافظت مي‏شود فلز جوش عموماً از فلز قطعه‏کار و در بعضي موارد آميزه‏اي از فلز و منقول پرکننده‏ است. در اين فرآيند نيز شبيه MIG غالباً به روانساز يا تنه کار براي برطرف کردن لايه‏ي اکسيدي احتياج نيست و عمل "تميز کردن" قوس بهنگام مثبت بودن الکترود انجام مي‏شود. 
اين فرآيند نيز مي‏تواند  بصورت دستي، نيمه‏خودکار يا تما‏م خودکار بر حسب تعداد قطعه کار، طرح اتصال، کيفيت و وضعيت قطعه، هزينه و امکانات، جوشکاري انجام مي‏شود. در جوشکاري دستي مشعل تفنگي يا انبرد الکترود بر روي سطح کار در امتداد مسير اتصال و با زاويه‏اي در حدود 85-75 درجه با آن نگهداشته مي‏شود. براي تقليل ناخالصي تنگستن در جوش‏ معمولاً شروع قوس توسط منبع يا مدار فرکانس بالا که به مدار نيرو وصل است انجام مي‏گيرد و لازم نيست الکترود با سطح کار تماس حاصل نمايد. همزمان با وصل جريان الکتريکي حتي چند لحظه قبل از آن دريچه‏ي مربوط به گاز محافظ باز مي‏شود. حرارت قوس باعث ذوب موضعي قطعه شده که پس از ايجاد حوضچه‏ي مذاب به اندازه‏ي کافي، با حرکت انتقالي مشعل عمل جوشکاري ادامه مي‏يابد. 
در مواردي که طرح لبه‏هاي اتصال مناسب باشد مفتول پرکننده لازم نيست و ذوب و انجماد لبه‏ها و گوشه‏ها باعث ايجاد اتصال مي‏گردد. در برخي از آلياژهاي آلومينيم اين تکنيک مجاز نيست و بايد از مفتول يا آلياژهاي خاص (براي جلوگيري از ترک ‏برداشتن) استفاده شود. مفتول به صورت سيم‏هاي جداگانه با آناليز و کد خاص و يا با بريدن باريکه‏اي از ورق مورد اتصال تهيه مي‏شود. اضافه کردن مفتول به حوضچه‏ي مذاب توسط تماس نوک آن به لبه‏ي کناري يا جلويي حوضچه‏ي مذاب بطور تناوبي انجام مي‏شود. بايد توجه کرد که در حين  جوشکاري نوک مفتول ذوب يا گذاخته شده از حباب پوشش گاز محافظ خارج نشود يا به الکترود تنگستن تماس حاصل ننمايد. 
بايد حتي‏المقدور طول قوس را کوتاه گرفت تا نفوذ عميق‏تر بوده، احتمال وقوع زيربرش يا سوختگي لبه‏ي جوش کاهش يافته و عمل محافظت بهتر انجام گيرد. معمولاً طول قوس را برابر قطر الکترود انتخاب مي‏کنند. و حرکت آهسته الکترود در دو صورت پيش‏ران و يا پس‏ران مجاز است. قطع قوس الکتريکي و يا خاتمه جوش‏کاري بدون ايجاد حفره يا دهانه‏ي گود نيز به مهارت زياد نياز دارد. يکي از روش‏هاي متداول در GTAW کاهش آمپر توسط پدال‏هايي در لحظه‏ي خاموش کردن قوس مي‏باشد. نکته‏ي ديگر اينکه پس از قطع قوس الکتريکي بايد تا چند لحظه قابل کنترل جريان گاز محافظ را ادامه داد تا قبل از سرد شدن کامل اتمسفر هوا يا موضع جوش تماس حاصل ننمايد. بايد از تماس الکترود تنگستني با مذاب و يا مفتول جلوگيري نمود و سعي شود تا نوک الکترود عاري از ذرات جرقه و ناخالصي‏هاي ديگر بوده و بصورت مخروطي مطابق شکل نگهداشته شود.

 

 


شرايط کاربردي قطعه‏ي جوش داده شده تعيين کننده‏ي نوع آلياژ، عمليات حرارتي و روش اتصال است. طرح اتصال نيز در انتخاب روش اتصال مؤثر است. بعنوان مثال جوش مقاومتي (نقطه‏اي يا نواري)، جوش ماوراء صوتيUitrasonic، جوش فشاري و جوش با لحيم‏کاري و چسب‏هاي مخصوص براي طرح اتصال لب‏روي هم lap مناسب است در حاليکه طرح اتصال لب به لب يا سر به سر Butt براي جوش با قوس الکتريکي در کار محافظ و جوش با گاز يا شعله و حتي جوش جرقه‏اي و الکتروبيم ترجيح داده مي‏شود. 
علاوه بر آن انتخاب روش جوشکاري به کوچک و بزرگ بودن قطعه، منقول و غيرقابل تغيير مکان بودن و همچنين امکانات موجود در مناطق شهري و يا دورافتاده نيز بستگي دارد. 
نکته‏ي قابل توجه ديگر استحکام اتصال، خاصيت ضربه‏پذيري، خستگي، مقاومت خوردگي و شرايط و مشخصات ديگر قطعه جوش داده شده، حتي کيفيت ظاهري مسير اتصال و احتمال عمليات سطحي بر روي آن نظير آبکاري مي‏باشد. بعنوان مثال جوشکاري با گاز يا شعله خواص منطقه‏ي وسيع‏تري را در مجاور جوش نسبت به روشGTAW يا الکتروبيم تحت تأثير و دگرگوني قرار مي‏دهد. اين تأثير ممکن است با کاهش استحکام يا تقليل خواص خوردگي و يا برعکس افزايش سختي ("پيرسختي") همراه باشد.
با توجه به نکات بالا و تعداد قطعات مورد اتصال و هزينه‏ي تمام شده آنها فرآيند اتصال مناسب انتخاب مي‏شود. اما قبل از بحث در مورد فرآيندهاي مختلف جوشکاري قطعات آلومينيمي لازم است به مشکلات کلي و اساسي که در اين راه وجود دارد اشاره شود. يک يا تعدادي از اين مشکلات ممکن است در بعضي فرآيندهاي شديد و در برخي ديگر خفيف باشند، اين مشکلات عبارتند از:
1) خواص حرارتي: نقطه ذوب نسبتاً پائين آلومينيم و عدم تغيير رنگ در حين افزايش درجه حرارت و حتي در حالت ذوب، مشکلاتي را از نظر قضاوت ظاهري بر روي درجه حرارت موضع جوشکاري بوجود مي‏آورد. جوشکار کم تجربه ممکن است در اثر نگهداشتن زياد قوس الکتريکي يا شعله بر روي يک منطقه باعث فوق‏گداز مذاب شده و قابليت جذب گازها، سياليت‏ را افزايش داده که در اين حال کنترل فلز جوش مقدور نخواهد بود و همچنين احتمال محبوس شدن حبابهاي گازي در مذاب پس از انجماد افزايش مي‏يابد. 
اگرچه نقطه‏ي ذوب آلومينيم نسبت به فولاد کمتر است اما حرارت لازم براي گرم کردن و ذوب هر گرم آلومينيم (از درجه حرارت محيط) تقريباً معادل مقدار حرارت لازم براي همان مقدار فولاد است، با توجه به اينکه هدايت حرارتي آلياژهاي آلومينيم تقريباً 5-3 برابر فولاد است.  بنابراين حرارت منتقل شده به اطراف مسير جوش در حين جوشکاري بمراتب سريع‏تر از فولاد است. اين بدين معني است که اگر منبع حرارتي جوشکاري قوي نباشد حرارت ايجاد شده در قوس يا شعله باندازه‏‏اي نخواهد بود که جبران حرارت منتقل شده به اطراف را کرده و مقداري هم صرف ذوب (گرماي نهان ذوب) شود. در اين موارد بايد از منبع حرارتي بزرگتر و با شدت بيشتر استفاده کرده و يا قطعه را پيش‏گرم کرد تا شيب حرارتي مسير جوش با مناطق اطراف کاهش يافته و بدين ترتيب حرارت بيشتري صرف ذوب کردن شود. 
انبساط حرارتي قطعه آلومينيمي در حين گرم کردن يا انقباض آن در دامنه سرد شدن تقريباً دو برابر فولاد تحت شرايط مشابه است. همچنين انقباض حجمي ناشي از انجماد آن حدود 4-6 درصد است. اين انقباض و انبساط در سيکل‏هاي حرارتي مي‏تواند موجب ايجاد تمرکز تنش‏هاي داخلي شود که منجر به پيچيدگي، تاب برداشتن، تغيير ابعاد و يا ترکيدگي مي‏شود. 
2) اثرهاي ناشي از سيکلهاي حرارتي بر روي خواص موضع اتصال: حرارت موضعي که براي جوشکاري لازم است منجر به بعضي تغييرات در خواص مناطق مجاور جوش مي‏شود. گاهي اين تغييرات علاوه بر فلز جوش، در منطقه‏ي مجاور آن و فلز اصلي نيز کاملاً مشهود مي‏باشد. بعنوان مثال آلياژهاي آلومينيم که در اثر عمليات حرارتي يا کار سختي سخت و مستحکم شده‏اند در اثر حرارت ناشي از جوشکاري در مناطق مجاور خط جوش غالباً نرم مي‏شوند. ميزان نرمي و وسعت آن به عوامل زير بستگي دارد: 
الف: خصوصيت حرارتي فرآيند جوشکاري (نوع و طبيعت منبع حرارتي) 
ب: سرعت پيشرفت جوشکاري
ج: اندازه‏ي قطعه و طرح اتصال 
د: ترکيبات و نوع آلياژ
ه : درجه حرارت قطعه کار
نکته‏ي مهم ديگر آن است که اثرهاي حرارتي در منطقه‏ي مجاور خط جوش نه تنها موجب دگرگوني در خواص مکانيکي مي‏شسود، بلکه بر مقاومت خوردگي اين مناطق در برابر محيط‏هاي خورنده نيز تأثير دارد و تغيير اندازه‏ي دانه‏ها و يا رسوب بعضي ترکيبات بين فلزي و يا ناخالصي‏ها در مرزدانه‏ها مي‏تواند موجب اين کاهش خوردگي گردد.
3- ترک برداشتن يا ترکيدگي: در جوشکاري بعضي از آلياژهاي آلومينيم وقوع ترکهايي در جوش يا منطقه‏ي مجاور آن مشاهده مي‏شود که خود مشکل مهمي در جوشکاري اين دسته از آلياژهاي آلومينيم مي‏باشد و اين مسئله موضوع بسياري از تحقيقات در سالهاي اخير بوده است و حتي برخي از محققين، جوشکاري ذوبي را بر روي بعضي از آلياژهاي آلومينيم مجاز نمي‏دانند. 
وقوع "ترک" در جوش آلومينيم دقيقاً به همان دليل و شبيه آنچه است که در ريخته‏گري بعضي از آلياژهاي آلومينيم بوجود مي‏آيد.
همانطور که قبلاً در موضوع ترک گرم بحث شد، هنگاميکه فاصله‏ي درجه‏ حرارت تردي ماکزيمم است احتمال ايجاد "ترکيدگي گرم" ماگزيمم است. چون آلومينيم خالص در مقابل ناخالص شدن حساس‏تر و خواص مکانيکي نسبتاً پائيني دارد. از اينجهت براي کمتر کردن حساسيت جوش‏ در برابر ترکيدگي براي آلياژهاي حساس Al-Si بايد از الکترودها و يا مفتولهاي Al-Si با درصد بالاي Si استفاده شود تا با در نظر گرفتن ميزان رفت، ترکيب فلز جوش درحدي تنظيم شود که در برابر ترکيدگي مقاوم باشد. بطور کلي در جلوگيري از ترکيدگي گرم در فلز جوش بايد در انتخاب الکترود و مفتول دقت کافي مبذول داشت هرچند پيش‏گرم کردن يا انتخاب طرح مناسب اتصال براي کاهش تنش‏هاي انقباضي کمکي در تقليل اين مشکل مي‏کند. 
ايجاد "ترک"در منطقه‏ي مجاور خط جوش در بعضي از آلياژهاي آلومينيم ديده شده است که اغلب در اثر ايجاد لايه‏ي مذاب بعضي ترکيبات بين فلزي (با نقطه‏ي ذوب پائين) در اين مناطق است. براي تقليل اين نوع ترکيدگي بايد از مفتولهايي با نقطه‏ي ذوب پائيين استفاده کرد، سرعت جوشکاري را افزايش داده و يا از فرآيند جوشکاري با حداکثر شدت تمرکز حرارت استفاده نمود. 
4) لايه‏ي اکسيدي : تمايل زياد آلومينيم به اکسيده شدن يکي از مشکلات جوشکاري آلومينيم و آلياژهايش را ايجاد مي‏کند. لايه‏ي نازک اکسيد آلومينيم هميشه بر روي سطح فلز وجود دارد و اگر از طرق مکانيکي يا شيميائي برداشته شود مجدداً در زمان کوتاه که سطح فلز در معرض تماس با هوا قرار گيرد اين لايه تشکيل مي‏گردد. اين قشر پيوسته و مداوم مي‏باشد و همزمان  با بالا رفتن درجه حرارت ضخامت آن بيشتر مي‏شود. نقطه‏ي ذوب اکسيد آلومينيم 2050 درجه سانتيگراد بوده و در آلومينيم جامد يا مايع حل نمي‏شود. پوسته‏ي اکسيدي نسوز از آميخته شدن لبه‏ي جوش و فلز ذوب شده از  مفتول يا الکترود جلوگيري نموده و در نتيجه قطره‏ي مذاب بصورت گلوله بر روي اين لايه قرار مي‏‏گيرد. لايه اکسيدي در روش‏هاي جوشکاري غير ذوبي نيز ايجاد مزاحمت مي‏کند، حتي از نظر هدايت الکتريکي (در جوش‏ مقاومتي) نيز مانعي است. بنابراين بايد لايه‏ي اکسيد سطحي آلومينيم به روشهاي مکانيکي شيميائي يا الکتريکي قبل از عمليات جوشکاري يا همزمان با آن برداشته شود. 
در فرآيند جوشکاري يا شعله يا گاز (جوش کاربيد) اين اکسيد توسط روانساز يا تنه کارهاي مخصوص برطرف مي‏شود. در ابتدا عقيده بر اين بوده است که تنه‏کار لايه‏ي اکسيدي را در خود حل مي‏کند. اما تحقيقات نشان داده است که روانساز ابتدا در بين لايه‏ي مذاب و اکسيد نفوذ کرده و همين امر موجب مي‏شود که اتصال اکسيد دو فلز ضعيف و با شناوري آن‏ها بر روي روانساز، چسبندگي ذرات مذاب را تسهيل نمايد. روانساز يا تنه کارها مخلوطي از ترکيبات کلريد و فلوريد فلزات قليائي نظير پتاسيم کلريد، سديم فلوريد و کريوليت  مي‏باشند (بعضي از ترکيبات موجب حل کردن و برخي باعث پائين‏ آوردن نقطه‏ي ذوب اکسيد آلومينيم مي‏شود). وزن مخصوص لايه‏ي اکسيدي ابتدا حدود فلز مذاب بوده و سپس در حين بالا رفتن درجه حرارت مذاب، وزن مخصوص لايه‏ي  اکسيدي بيشتر از مذاب مي‏گردد، اما پس از واکنش با روانساز وزن مخصوص سرباره‏ي ايجاد شده مساوي مذاب و کمي سبک‏تر از مذاب است. از طرف ديگر به دليل قانون "استوک" حرکت سرباره به کندي صورت گرفته و در نتيجه احتمال محبوس شدن ذرات سرباره در مذاب (در اثر عدم رعايت نکات تکنيکي و طرح اتصال) وجود دارد که بايد از وقوع آنها جلوگيري کرد. معمولاً روانسازها داراي قابليت جذب رطوبت فراوان دارند و در صورت جذب رطوبت قابل استفاده نيستند چون اين رطوبت منبع ورود هيدروژن به مذاب خواهند شد. از طرف ديگر آثار و بقاياي تنها کار بر روي منطقه‏ي جوش پس از عمليات جوشکاري بايد کاملاً  تميز شود زيرا کلريد و فلوريدها با جذب رطوبت هوا بسيار خورنده هستند. 
پوسته‏ي اکسيدي در فرآيند جوشکاري مقاومتي با استفاده از محلولهاي خاص قبل از جوشکاري از موضع مورد نظر تميز و برطرف مي‏شود. 
5) جذب گازها: آلومينيم مذاب و آلياژهايش به سهولت قابليت جذب هيدروژن دارند و يکي از مشکلات مهم در جوشکاري ذوبي آلومينيم ايجاد خلل و فرج يا تخلخل در جوش است که ناشي از جذب،  پس دادن و محبوس شدن حبابهاي هيدروژن است. حساسيت آلومينيم نسبت به خلل و فرج هيدروژني به دو دليل است:
الف: نسبت بين حجم هيدرژن جذب شده و هيدروژن حل شده در نقطه‏ي ذوب خيلي بالا. 
ب: حضور هيدرژن  در گازهاي ستوني قوس و شعله  و عدم واکنش‏هاي گازي ديگر در مذاب با آن (بعلت ميل ترکيبي زياد آلومينيم يا اکسيژن و ازت)، غير از پس دادن هيدرژن.
طرح اتصال و وضعيت جوشکاري بر روي ميزان خلل و فرج تأثير مي‏گذارد، بعنوان مثال وضعيت وضعيت جوشکاري بالاي سر يا سقفي احتمال ايجاد خلل و فرج در جوش را بيشتر مي‏کند. همينطور در شروع پاس جوش اين عيب بيشتر اتفاق مي‏افتد. 
منابع زيادي براي حضور هيدرژن در مذاب وجود دارد که در هر فرآيند ممکن است متفاوت باشد که اهم آنها عبارتند از: 
الف: لايه‏ي اکسيدي در سطح و لبه‏ها قابليت جذب رطوبت دارد. 
ب: در فرآيندهايي که از تنه‏کار استفاده مي‏شود قابليت جذب رطوبت روانساز زياد بوده و حتماً در خشک نگهداشتن آن دقت زياد ضروري است. 
ج: چربي و کثافات در سطح فلز يا مفتول پرکننده، بويژه در فرآيند GMAW اگر از سيم‏هاي باريک استفاده شود براي سهولت عبور سيم در لوله يا کابل از روغن‏هاي مخصوص بايد استفاده شود، روغن‏هاي معمولي غالباً  داراي ترکيبات هيدرژن مي‏باشند. 
با توجه به مشکلات ذکر شده در بالا، سعي بر آن است که تعداد اتصالات مورد جوش را در يک شيء يا اسکلت آلومينيمي به کمترين حد رسانيد. بدين ترتيب علاوه بر کمتر کردن مشکلات ذکر شده در فوق، احتمالاً عمليات جوشکاري را ساده‏تر، پيچيدگي را تقليل‏ و ظاهر محصول را بهتر کرد. براي کاهش و محدود کردن تعداد اتصالات، طراح از قطعات ريخته‏ شده، اکسترود شده، آهنگري، خم‏کاري و نورد شده در قسمت‏هاي مختلف کمک مي‏گيرد. اين تدبير را مي‏توان در مورد اتصالات قطعات نازک به کلفت نيز بکار گرفت. چون اتصالات گوشه و لبه‏اي مشکل‏تر و داراي استحکام کمتري است  براي تغيير آن به اشکال ديگر مي‏توان از تدبير اشاره شده در فوق کمک گرفت. شکل زير چند نمونه از قطعات کمکي را در طراحي اتصالات نشان مي‏دهد.

 

موضوعات مرتبط: جوشکاری , ,

|
امتیاز مطلب : 0
|
تعداد امتیازدهندگان : 0
|
مجموع امتیاز : 0


صفحه قبل 1 صفحه بعد

منوی کاربری

عضو شوید


نام کاربری
رمز عبور

:: فراموشی رمز عبور؟

عضویت سریع

نام کاربری
رمز عبور
تکرار رمز
ایمیل
کد تصویری
موضوعات
آزمایشگاه*
آزمایشگاه مواد قالب [ 12 ]
آزمایش متالورژی مکانیکی [ 7 ]
آزمایشگاه عملیات حرارتی [ 7 ]
آزمایشگاه متالوگرافی [ 3 ]
آزمایشگاه فیزیک حرارت [ 2 ]
دیاگرام های متالوگرافی [ 1 ]
آزمایشگاه شیمی تجزیه [ 1 ]
***نمونه سوالات***
نمونه سوالات عملیات حرارتی [ 3 ]
نمونه سوالات فیزیک حرارت [ 5 ]
نمونه سوالات اصول سرپرستی [ 1 ]
نمونه سوالات الیاژ غیر اهنی [ 4 ]
نمونه سوالات جوشکاری [ 1 ]
نمونه سوالات متالورژی فیزیکی [ 1 ]
ریخته گری
مذاب [ 1 ]
روش های ریخته گری [ 18 ]
عیوب ریخته گری [ 12 ]
ماسه ریخته گری [ 2 ]
شکل دادن [ 16 ]
تاثير انواع متغير هاي ريخته گري بر روي ريز دانگي آلیاژهای آلومینیوم [ 1 ]
اکستروژن [ 2 ]
ریخته گری دوغابی (Slip Casting) [ 1 ]
ساختمان عمومی قالبهای تزریق [ 1 ]
قالب گیری فشاری [ 1 ]
ریخته‌گری پیشرفته توسط فوم فدا شونده [ 1 ]
فرآیند ساچمه زنی [ 1 ]
دیرگدازها ، سرامیک
استخراج [ 0 ]
سرامیک [ 7 ]
سیلیسSiO2 [ 2 ]
دیرگداز [ 3 ]
بیو سرامیک ها [ 1 ]
بنتونیت [ 1 ]
کامپوزیت [ 2 ]
متالورژی پودر
روش های تولید پودر فلزات [ 1 ]
نانو پودر ها [ 3 ]
چدن ها
چدن [ 10 ]
کروماتوگرافی [ 1 ]
چدن نشکن-داکتیل [ 3 ]
چدن های ضد سایش [ 1 ]
کوره ها
کوره بلند [ 8 ]
کوره قوس الکتریک [ 2 ]
کوره القایی [ 5 ]
کوره زیمنس مارتین [ 1 ]
کوره کوپل [ 2 ]
کوره بوته ای [ 1 ]
کوره عملیات حرارتی [ 1 ]
کوره دوار [ 0 ]
غیر آهنی و اهنی
روی [ 6 ]
فولاد ها [ 9 ]
طلا [ 1 ]
مس [ 11 ]
الومینیم [ 12 ]
برنج [ 3 ]
برنز [ 5 ]
سدیم [ 1 ]
پلاتینیم [ 1 ]
تیتانیوم [ 5 ]
نقره [ 1 ]
منیزیم [ 2 ]
آهن [ 1 ]
آلیاژهای غیر آهنی [ 5 ]
فولاد زنگ نزن آستنیتی [ 1 ]
مبرد-ماهیچه-چپلت-سیستم راهگاهی
چپلت [ 1 ]
مبرد [ 2 ]
ماهیچه [ 2 ]
سیستم راهگاهی [ 4 ]
مخلوط ماسه ماهیچه [ 1 ]
آخال
آخال زدایی [ 2 ]
علم مواد
علم مواد [ 2 ]
آلیاژها
آبکاری [ 1 ]
سوپر آلیاژ [ 2 ]
آلیاژها [ 3 ]
آلیاژ ورشو [ 1 ]
پوشش ها و سطوح
پوشش ها و سطوح [ 3 ]
عملیات حرارتی
اهن-کربن [ 8 ]
عملیات حرارتی [ 9 ]
علت نام گذاری فاز ها در دیاگرام آهن کربن [ 1 ]
آستمپرینگ..آستمپرینگ [ 2 ]
نرم افزارهای متالورژی
نرم افزار [ 25 ]
نورد فلزات
تاپیک جامع نورد فلزات [ 6 ]
خوردگی
خوردگی [ 7 ]
فیزیک حرارت
فیزیک حرارت [ 2 ]
جوشکاری
جوشکاری [ 14 ]
متالورژی فیزیکی
متالورژی فیزیکی [ 14 ]
تجهیزات بازرسی چشمی
تجهیزات بازرسی چشمی [ 2 ]
اکسیدها
اکسیدها [ 3 ]
فرآیند بایر
فرآیند بایر [ 1 ]
ده ماده ای که جهان را تغییر خواهند داد
ده ماده ای که جهان را تغییر خواهند داد [ 1 ]
گندله
گندله [ 1 ]
کانی های
کانی های [ 1 ]
پرتو ایکس
پرتو ایکس [ 2 ]
اهنگری
اهنگری [ 3 ]
اصول متالورژی
منحنی تنش - کرنش حقیقی [ 4 ]
مدول الاستیسیته مواد [ 1 ]
لحیمکاری
لحیمکاری [ 1 ]
محلول اچ
اچ [ 1 ]
عیوب شبکه کریستالی
نابه جایی [ 1 ]
تحقیق
تحقیق [ 3 ]
نمونه سازی ، ساخت نمونه و مدل سازی سریع
نمونه سازی ، ساخت نمونه و مدل سازی سریع [ 1 ]
کنکور
کارشناسی ارشد [ 4 ]
کارشناسی [ 2 ]
اخبار بروز
اخبار [ 0 ]
تصاویر--فیلم [ 6 ]
سوالات تاریخ تحلیلی صدر اسلام
سوالات تشریحی تاریخ تمدن
نمونه سوالات اندیشه 2 جدید
میان ترم و پایان ترم اندیشه یک
سوالات تشریحی آیین زندگی
مقاله های لاتین ریخته گری
مقاله لاتین [ 2 ]
نویسندگان
لینک دوستان
پیوندهای روزانه
نظر سنجی

سطح وبسایت چطوری در نظر میگیرید
آرشیو مطالب
آخرین مطالب
کانال علم مواد در تلگرام
The growth mechanism of pits in NaCl solution under anodic films on aluminum
Friction Stir Process Now Welds Steel Pipe
نمونه سوال اندیشه یک
تشریحی آیین زندگی
آخلاصه کتاب آیین زندگی
سوالات تشریحی آیین زندگی
سوالات مربوط به اول کتاب تا صفحه ۱۰۰
میان ترم و پایان ترم اندیشه یک
نمونه سوالات اندیشه 2 جدید
سوالات تشریحی تاریخ تمدن
سوالات تاریخ تحلیلی صدر اسلام
ترک مرکزی در ریخته گری مداوم
نمونه سوالات ریخته گری فلزات آهنی
نمونه سوالات متالورژی فیزیکی
نمونه سوالات عملیات حرارتی و متالو گرافی
بررسی ساختار کریستالی فلزات
نابه جایی
جزوه ساختار سرامیک ها
خبرنامه
براي اطلاع از آپيدت شدن وبلاگ در خبرنامه وبلاگ عضو شويد تا جديدترين مطالب به ايميل شما ارسال شود



دیگر موارد


خبرنامه وبلاگ:

برای ثبت نام در خبرنامه ایمیل خود را وارد نمایید

تبادل لینک هوشمند

تبادل لینک هوشمند

برای تبادل لینک ابتدا ما را با عنوان Special reference Metallurgy و آدرس metallurgyy.lxb.ir لینک نمایید سپس مشخصات لینک خود را در زیر نوشته . در صورت وجود لینک ما در سایت شما لینکتان به طور خودکار در سایت ما قرار میگیرد.






آمار وب سایت

آمار مطالب

:: کل مطالب : 384
:: کل نظرات : 16

آمار کاربران

:: افراد آنلاین : 8
:: تعداد اعضا : 955

کاربران آنلاین

آمار بازدید

:: بازدید امروز : 20
:: باردید دیروز : 2
:: بازدید هفته : 22
:: بازدید ماه : 3167
:: بازدید سال : 10118
:: بازدید کلی : 142424
درباره ما
دنيا چيز بدي نيست چيز كمي است....
مطالب تصادفی
آستمپرینگ (Austempering)
روش ریخته گری دایکاست
کوره ها
چدن‌ها
زاماک
انواع برنج
آلیاژ برنز
خوردگی آلومینیم
فلزات و تغییر شکلشان
سرب ( خواص ، کاربرد ، معرفی ، آلیاژ های آن و ... )
مطالب پربازدید
مدول الاستیسیته مواد (Elastic Modulus) [ 14389 ]
منحنی تنش - کرنش حقیقی [ 12759 ]
مونت موریلونیت (Montmorillonite) [ 12745 ]
آلیاژ فسفر برنز [ 9480 ]
تعیین عدد ریزی ماسه [ 8726 ]
آشنایی با فرایند متالورژی پودر : [ 6768 ]
دانلود جزوه ی مواد دیرگداز مهندسی متالورژی [ 6643 ]
تست خزش (Creep Test) [ 5795 ]
بررسی ساختار کریستالی فلزات [ 5691 ]
جزوه ساختار سرامیک ها [ 5196 ]
milad mohammadzadeh