جوشکاری SMAW
جوشکاری SMAW
شنبه 2 / 2 / 1393 ساعت 16:34 | بازدید : 1636 | 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


مطالب مرتبط با این پست










می توانید دیدگاه خود را بنویسید


نام
آدرس ایمیل
وب سایت/بلاگ
:) :( ;) :D
;)) :X :? :P
:* =(( :O };-
:B /:) =DD :S
-) :-(( :-| :-))
نظر خصوصی

 کد را وارد نمایید:

آپلود عکس دلخواه:








منوی کاربری


عضو شوید


نام کاربری
رمز عبور

:: فراموشی رمز عبور؟

عضویت سریع

نام کاربری
رمز عبور
تکرار رمز
ایمیل
کد تصویری
موضوعات
نویسندگان
نظر سنجی

سطح وبسایت چطوری در نظر میگیرید

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 : 88
:: باردید دیروز : 51
:: بازدید هفته : 141
:: بازدید ماه : 88
:: بازدید سال : 10237
:: بازدید کلی : 142543