دستگاه جوش اینورتر Mig Mag

نوشته‌ها

migmag

انواع انتقال مذاب در جوشكاري ميگ مگ

انواع انتقال مذاب در جوشكاري ميگ مگ:

معمولاً انتقال مذاب بصورت قطره اي انجام مي شود. نحوه شكل گيري قطرات, اندازه و روش انتقال مذاب توسط نيروهاي مختلف فيزيكي و الكترومغناطيسي مشخص مي گردد. چهار حالت انتقال مذاب عبارتند از:

انتقال مذاب بصورت اتصال كوتاه

انتقال گلوله

انتقال اسپري

انتقال اسپري پالسي

نحوه انتقال مذاب توسط عوامل زير نيز تحت تأثير قرار مي گيرد:

١- جريان جوشكاري

٢- ولتاژ

٣- گاز محافظ

۴- جنس سيم جوش

۵- قطر سيم

۶- ميزان سيم بيروني از سر نازل

تأثير ويسكوزيته و كشش سطحي:

كاهش ويسكوزيته و يا افزايش درجه حرارت موجب كاهش ويسكوزيته گرديده و قطرات كوچكتري شكل مي گيرد. افزايش ميزان اكسيژن در محيط قوس, موجب كاهش ويسكوزيته مي گردد. در جوشكاري با الكترود دستي, الكترودهاي روتيلي و اسيدي چون حاوي مقدار زيادي تركيبات اكسيژن دار مي باشند, داراي انتقال مذاب به صورت قطرات ريزي مي باشند.

تأثير گازهاي منبسط شده:

در درجه حرارت هاي بالا, قطره مذابي كه در محيط قوس بوجود آمده است, توانايي بيشتري براي جذب گازها دارد. اين پديده منجر به افزايش حجم, قطره مذاب تشكيل شده مي گردد. انبساط گاز دی‌اکسید کربن مهمترين عامل تشكيل قطرات درشت در جوشكاري ميگ مگ مي باشد.

اثر پديده Pincheffect

در اثر عبور جريان الكتريسته در هر هادي, يك ميدان مغناطيسي بصورت دواير متحدالمركز در اطراف هادي بوجود مي آيد. اين ميدان مغناطيسي بر روي سطح مغناطيسي بر روي سطح مقطع هادي فشار وارد نموده و موجب تشكيل قطره كوچك و در نتيجه دانسيته جريان شده و نوك سيم نيز به صورت تيز مي گردد. در اثر تداوم اين اثر, قطرات ريز به صورت اسپري شكل گرفته و به حوضچه جوش منتقل مي شود.

انتقال اتصال كوتاه:

انتقال مذاب به روش اتصال كوتاه براي جوشكاري ورقهاي نازل كاربرد فراوان دارد. علت اين امر حرارت ورودي كم به قطعه كار در اثر استفاده از ولتاژ و آمپر پايين در اين روش مي باشد. با اين روش انتقال مذاب مي توان در همه حالات جوشكاري نمود در جوشكاري قطعات ضخيم با انتقال اتصال كوتاه,امكان عدم ذوب ديواره هاي اتصال وجود دارد. در اين روش بمحض برقراري قوس الكتريكي نوع سيم ذوب شده و تشكيل قطره اي كوچك را مي دهددر ادامه قطره كمي بزرگتر شده و همراه با حركت سيم جوش, اين قطره با سطح حوضچه جوش برخورد مي نمايد سو براي يك لحظه قطع مي شود تا قطره از نوك سيم جدا شده و جذب حوضچه جوش شود. مجدداً قوس برقرار شده و اين عمل تكرار مي شود.

انتقال گلوله اي:

انتقال گلوله اي با شدت جريان كمتر و ولتاژ بيشتر صورت مي گردد و با تشكيل يك قطره نسبتاً بزرگ مذاب در نوك سيم مشخص مي گردد. اين قطره در اثر نيروي جاذبه زمين به داخل حوضچه جوش سقوط مي نمايد. اين نوع اتصال با همه نو ع از محافظ قابل اجرا بوده و در صورت جوشكاري در حالتهاي غير از تخت باعث ريزش مذاب به سمت پايين مي شود.

شكل پروفيل جوش در اين حالت نامنظم بوده و از نفوذ كمي برخوردار مي باشد و محدوده آن بين اتصال كوتاه و انتقال اسپري مي باشد. انتقال گلوله اي با گاز محافظ دی‌اکسید کربن  باعث سوختن اكثر عناصر آلياژي سيم جوش مي گردد و استحكام جوش كم مي شود.

با استفاده از اين روش در حالت تخت مي توان به پروفيل جوشي با ارتفاع كم دست يافت.

انتقال اسپري:

در اين روش, قطرات مذاب تشكيل شده در انتهاي سيم جوش, در اثر نيروهاي محوي به صورت فلزات بسيار ريز بدون اتصال كوتاه و پاشش جرقه و با صداي نرم به سمت حوضچه جوش در حركت مي باشند, اندازه قطرات در اين حالت بسيار كمتر از قطر سيم بوده و قوس اسپري در ولتاژهاي بالا و شدت جريانهاي زياد با گاز محافظي كه بالاي 85 درصد  آن گاز آرگون باشد, قابل انجام مي باشد. اين نوع انتقال با گاز محافظ دی‌اکسید کربن و هليم قابل انجام نمي باشد. در اين حالت حرارت بسيار زيادي توليد مي شود, نرخ رسوب جوش بسيار بالا بوده و براي قطعات ضخيم كاربرد دارد و باعث ذوب مناسب ديواره اتصال مي گردد.

اين نوع اتصال در ولتاژ بين 32-40 ولت و جریان بالای 250آمپر قابل دسترسي مي باشد. تعداد قطرات در ثانيه بين 100 تا 300 قطره مي باشد.

اين روش بخاطر ايجاد حوضچه بزرگ در جوشكاري فولادها محدود به حالت تخت مي باشد و در جوشكاري آلومينيوم بخاطر انتقال حرارت زياد ميتواند در حالتهاي ديگر نيز بكار رود. بخاطر آمپر بالاي مصرفي دستگاه بايد داراي سيكل كاري مناسب بوده و مشعل نيز بايد از نوع آب خنك باشد, تا حرارت مشعل را سريعاً جذب نمايد. بخاطر ايجاد حوضچه بزرگ مقدار گاز محافظ خروجي نيز بايد بالاتر تنظيم شود.

انتقال اسپري پالسي:

انتقال اسپري پالسي، يك نوع قوس اسپري بوده كه در فواصل زماني معين و منظمي آمپر در دو محدوده كم و زياد نومان مي كند. وقتي آمپر در سطح پايين بالا قرار مي گيرد (ضربه) باعث جدا شدن قطره مذاب از نوك سيم مي گردد. وقتي جريان در سطح پايين است هيچ اتصال مذابي صورت نميگيرد و وقتي در حالت ضربه قرار مي گيرد باعث انتقال يك قطره مذاب از نوك سيم مي گردد و وقتي در حالت ضربه قرار مي گيرد باعث انتقال يكقطره مذاب از نوك سيم مي گردد. مزيت اسپري پالسي نسبت به انتقال اسپري اين است كه مي توان از آن براي جوشكاري ورقهاي نازك بدون مشكلي,استفاده نمود. همچنين از اين روش مي توان در حالت هاي غير از تخت نيز جوشكاري نمود. در انتقال اسپري پالسي پاشش جرقه اي به اطراف وجود ندارد و مي توان از سيمهاي قطروتر كه قيمت پايينتري دارند, نيز استفاده نمود.

محدوده كاري در نمودار ولتآمپر:

در فرآيند ميگ, مگ انجام جوشكاري در محدوده خاصي از نمودار ولت – آمپر امكان پذير است كه اين دو پارامتر ولتاژ و آمپر بايستي بدرستي تنظيم شوند.

ولتاژ از روي دستگاه تنظيم شده و آمپر بستگي به سرعت خروجي سيم دارد.

تأثير تغييرات ولتاژ در فرآيند ميگ, مگ:

وقتي با يك ولتاژ و آمپر مشخص در حالت جوشكاري مي باشيد. افزايش ميزان ولتاژ باعث افزايش طول قوس, زياد شدن عرض جوش, كم شدن نفوذ و كم شدن ارتفاع گرده جوش مي گردد. كم نمودن ولتاژ باعث كوتاه شدن طول قوس و كم شدن عرض گرده جوش, افزايش نفوذ و افزايش ارتفاع گرده جوش مي گردد.

تغيير در ميزان ولتاژ بر روي نرخ رسوب جوش تأثير ندارد چون سيم جوش با يك سرعت ثابت در حال تغذيه به حوضچه جوش مي باشد.

تأثير تغييرات آمپر در فرآيند ميگ, مگ:

حال نقطه كاري مناسب بال را در نظر بگيريد اكنون چنانچه آمپر را با كاهش سرعت تغذيه سيم كم نماييد طول قوس افزايش داشته, آمپر كمتر شده و نرخ رسوب جوش نيز كم مي شود حال اگر سرعت تغذيه سيم را بيشتر نماييد, آمپر افزايش يافته, طول قوس كمتر شده, نرخ رسوب جوش بيشتر و گرده جوش محدبتر مي شود.

روش محاسبه ميزان مصرف گاز محافظ و انتخاب نازل گاز:

الف) يك قانون سرانگشتي:

قطر سيم جوش مورد استفاده را با كوليس اندازه گيري نماييد و سپس:

براي جوشكاري آلومينيم: 12*قطر سيم جوش

براي جوشكاري فولادها: 10* قطر سیم جوش

ب) استفاده از نمودار

با داشتن اطلاعاتي در مورد شدت جريان مورد استفاده و يا شماره نازل انبر جوشكاري و با استفاده از نمودار زير مي توانيد ميزان مناسب و صحيح فشار گاز محافظ خروجي را تعيين نماييد.

توجه:

انواع گوناگون طرح اتصال, نياز به مقادير دبي خروجي گاز محافظ دارند.

فلزات مختلف, نياز به مقادير متفوات دبي خروجي گاز محافظ دارند.

هر گونه اشتباه در انتخاب شماره نازل, موجب بروز خطا و اشتباه در دبي خروجي گاز مي شود.

در صورت بروز اشتباه در انتخاب مقدار صحيح دبي خروجي گاز, عمل حفاظت حوضچه مذاب جوش به درستي صورت نگرفته و بروز ناپيوستگي تخلخل حتمي است.

نحوه محاسبه نرخ رسوب(Deposition Rate)

مهمترين فاكتور براي محاسبه ميزان نرخ رسوب, سرعت خروج سيم است. نرخ رسوب بر اساسkg/h بيان مي شود.

اثر تغييرات ولتاژ با نرخ تغذيه سيم ثابت:

با اعمال تغييرات در ولتاژ ,U در حالت ثابت بودن نرخ تغذيه سيم, طول قوس و در نتيجه شكل پروفيل جوش تغيير مي يابد. جريان (I) و نرخ رسوب ثابت باقي مي مانند.

اثر تغيير نرخ تغذيه سيم در حالت ولتاژ ثابت:

با تغيير تغذيه سيم بر روي يك خط, طول قوس, شدت جريان، نرخ رسوب و شكل پروفيل جوش تغيير مي يابند.

اثر تغيير در موقعيت قرارگيري انبر جوشكاري در حالتي كه باقي متغيير ها ثابت مي باشند:

اثر فاصله انتهاي نازل تماسي(Contact Tube) در حالتي كه باقي متغييرها ثابت مي باشند:

طول آزاد الكترود و فاصله نازل تماس(Contact Tube) با قطعه كار در جوشكاري با فرآيند MIG(میگ)

براي سيم جوشهاي با قطر 2.4-16میلی‌متر

براي سيم جوشهاي با قطر1.2-0.8 میلی‌متر

F=طول آزاد الكترود

K=فاله نازل تمالس= طول قوس + F

همچنین بخوانید:

جوشکاری میگ مگ(بخش اول)

جوشکاری میگ مگ(بخش دوم)

جوشکاری میگمگ(سیستم گاز محافظ)

اینورتر جوشکاری- دستگاه جوش اینورتر میگ مگ- فرونیوس fronius - MigMag

جوش کاری میگمگ-سیستم گاز محافظ

جوش كاري ميگ ، مگMIG MAG Welding

بخش سوم:

  • سيستم گاز محافظ

(آرگون گازي است خنثي، سنگين تر از هوا و با پتانسيل 15.7 الكترون ولت, امكان افروزش آسان قوس را در حين جوشكاري فراهم مي آورد.)

سيستم گاز محافظ:

در اين سيستم نياز به يك كپسول گاز محافظ, دستگاه تقليل فشار و گرمكن گاز در صورت استفاده از گاز CO 2 شيلنگ گاز و شير مغناطيسي قطع و وصل گار مي باشد.

گازهاي محافظ:

مقصود از گازهاي محافظ اين است كه حوضچه مذاب, منطقه حرارت ديده اطراف را از تأثير عناصر مضر هوا نظير اكسيژن, نيتروژن و ئيدروژن محافظت نماييم. جوشكاري فلز تيتانيم نياز به حفاظت در منطقه وسيعتري از نواحي جوش دارد. گازهايي كه مورد استفاده قرار مي گيرند عبارتند از: گازهاي خنثي نظير آرگون و هليوم و گاز فعال نظير دي اكسيد كربن.

گاز اكسيژن, ئيدروژن و نيتروژن در موارد خاص با درصد بسيار كم به گاز آرگون يا به مخلوط آرگون- هليم اضافه مي شوند. گاز محافظ خنثي به گازي اطلاق مي شود كه هيچ واكنشي با حوضچه جوش ندارد و گاز فعال به گازي اطلاق مي گردد كه خاصيت اكسيدي يا احيايي بر روي فلز جوش دارد.

گاز آرگون(Ar)

آرگون گازي است خنثي، سنگين تر از هوا و با پتانسيل 15.7 الكترون ولت, امكان افروزش آسان قوس را در حين جوشكاري فراهم مي آورد. استفاده از اين گاز موجب توليد ستون قوسي متمركز ولي با هدايت حرارتي پايين مي گردد كه خود موجب مي شود, يونيزاسيون قوس به آساني صورت مي پذيرد.

نتيجه استفاده از اين گاز در حين جوشكاري, پيدايش پروفيل جوشي به شكل زير است كه در آن نفوذ در مركز خط جوش, زياد و بستر جوش با يك شيب شديد, باريك مي گردد. در جوشكاري با گاز محافظ (و با انتقال قطرات به حالت اسپري و يا پالسي), نيروي اصلي در جرقه منطقه قوس محوري (Axial) است و مقدار آن در منطقه قوس (از سيم جوش به سمت حوضچه مذاب) به آرامي شدت مي يابد. اين پديده موجب مي شود تا در اين حالت, در حين جوشكاري ميزان ترشح(Spatter) بسيار كم گردد.

در جوشكاري قوسي با گاز محافظ (MIG & MAG) از گاز آرگون به عنوان گاز محافظ براي بسياري از فلزات غيرآهني استفاده مي گردد. ولي استفاده از اين گاز براي جوشكاري فولادها توصيه نمي گردد. زيرا در صورت استفاده شرايط مناسبي براي انتقال قطرات داغ جدا شده از سيم جوش تمايلي براي جريان يافتن در پاشنه و كناره هاي طرح اتصال نداشته باشند كه نتيجه آن پروفيل جوشي بسيار نامعمول و نامنظم است. اين شكل پروفيل جوش بدست آمده به علت انرژي قوس كم, حرارت ورودي پايين و نرخ سرد كنندگي سريع آرگون و نهايتاً, كشش سطحي بالاي فولاد مذاب در اتمسفر آرگون ايجاد مي گردد. آرگون به ميزان 0.8% در اتمسفر هوا موجود است و توليد آن به توسط فرآيند تقطير و جدايش از اتمسفر هوا امكان پذير است. از ديگر مزاياي اين گاز مي توان به قابليت انتقال اين گاز در حالت مايع اشاره كرد.

گاز دي اكسيد كربن(CO 2)

دي اكسيدكربن يا همان CO 2 همچنانكه مشخص است, گازي فعال (غيرخنثي) است. اين گاز به محض تماس با درجه حرارت قوس (حدود 6000 درجه سانتیگراد) در بالاي ستون قوس تجزيه شده و به مولكول هاي بسيار داغ اكسيژن و مونواكسيد كربن تجزيه مي گردد.

تركيب مجدد اين مولكول ها در بخش پاييني ستون قوس, موجب آزاد شدن نيرويي به سمت بالاي قوس مي گردد. اين همان نيرويي است كه موجب ايجاد اغتشاش در ستون قوس و در نتيجه ايجاد ترشح, قوس ناپايدار و قطع و وصل شدن قوس (لكنت قوس) در حين جوشكاري مي شود. در حين انتقال قطرات مذاب, مولكول اكسيژن كه داراي حرارت بسيار زيادي است, موجب ايجاد نفوذ زياد مي گردد. ضمناً در اثر همين مكانيزم وجود مولكول اكسيژن بسيار حرارت ديدهSuper Heated)) حوضچه مذاب جوش, توسعه يافته و نرخ محدب گرده جوش, افزايش مي يابد.

از آنجائيكه گاز محافظ CO 2 داراي قدرت اكسيداسيون بالايي است, استفاده از آن در حين جوشكاري موادي كه در رنگ يا بتونه, آستر كاري شده اند سودمند است (گرچه بايد در ابتداي جوشكاري اين مواد را به طور كامل و سطح قطعه زدود). همچنين مي توان از اين گاز براي جوشكاري فولادهاي ساده كربني و يا فولادهاي كربن – منگنزي استفاده نمود كه نتيجه آن پروفيل جوشي با پهناي كم و با عمق نفوذ مناسب است. در قوس محافظت شده با گاز خالص CO 2 انتقال قطرات به شكل ريز (مطابق انچه در حالت انتقال قطرات به روش اسپري معمول است) رخ نمي دهد. در اثر استفاده از اين گاز, تنها قطرات به شكل قطره اي منتقل مي شوند از آنجائيكه اين گاز اكسيد كننده و فعال است, استفاده از آن براي جوشكاري آلومينيم, مس, منگنز و يا نيكل (كه همگي به راحتي قابليت اكسيد شدن دارند) و يا در فرآيند جوشكاري تیگ قابل كاربرد نيست, زيرا بعلت دارا بودن قابليت كربوره كردن, ميتواند 200 تا 300 درصد بر مقدار كربن در فلز جوش بيفزايد.

بعلاوه توصيه شده است كه بعلت قابليت اكسيدكنندگي بالاي اين گاز, در هنگام جوشكاري فولادها با فرآيند میگ  از سيم جوشهايي استفاده گردد كه داراي درصد بالايي از منگنز و يا سيليكون هستند و يا قابليت احياكنندگي بسيار بالا  ( Tripple Deoxidised) دارند.

 

گاز اكسيژن

گرچه نمي توان از اين گاز بصورت خالص بعنوان گاز محافظ در جوشكاري استفاده نمود, ولي در برخي موارد از تركيب آن با ديگر گازهاي محافظ استفاده مي گردد. اگر اين گاز با درصدي بين 1 تا 7 درصد به مخلوط آرگون / دي اكسيدكربن اضافه گردد, مي تواند نقش بسيار مؤثر و مثبتي در اصلاح خواص قوس و كاهش كشش سطحي فلز جوش ايفا نمايد. همچنين در اثر حرارت ورودي شده و ضمن افزايش سرعت جوشكاري, كمك به افزايش نفوذ جوش و قابليت تر شوندگي لبه هاي طرح اتصال نمايأ.

گاز هيدروژن

استفاده از گاز هيدروژن خالص بعنوان گاز محافط به هيچ عنوان مناسب نيست. زيرا باعث افزايش درصد هيدروژن در فلز جوش و ايجاد ترك هاي هيدروژن مي گردد. هيدروژن داراي پتانسيل يونيزاسيون نسبتاً پاييني(حدود 13.5 الکترون ولت) مي باشد ولي اين گاز قدرت هدايت حرارتي بالايي دارد. اين موضوع سبب مي شود تا انرژي قوس بالايي ايجاد گرديده كه در نتيجه موجب نفوذ عميق تر و سياليت بهتر حوضچه مذاب جوش مي گردد. از آنجائيكه اين گاز خاصيت احياكنندگي مناسبي دارد, استفاده از اين گاز سبب اصلاح و حذف اكسيدها در سطح حوضچه مذاب جوش گرديده كه نتيجه آن بستر جوش تميز مي باشد.

گازهاي تركيبي:

خصوصيات هر گاز استفاده شونده در يك مخلوط گازي محافظ, بر روند عملكرد و نقش آن مخلوط گازي (نظير بازده حفاظتي گاز, پايداري قوس, شكل و استحكام پروفيل جوش) تأثير مستقيم مي گذارد. بسته به كاربرد خاص, تركيب و درصدهاي متفاوتي از اين گونه گازها بعنوان مخلوط گازي محافظ مور استفاده قرار مي گيرد كه در نتيجه اين تركيب گازي, داراي خوا بهينه براي كار بوده و بالاترين و بازترين محدوده را براي تنظيم ولتاژ و آمپر ايجاد مي نمايد.

آرگون ايده آل ترين گاز, بعنوان پاي اصلي در يك مخلوط گازي است. زيرا در هنگام جوشكاري تمامي فلزات, امكان انتقال قطرات به حالت اسپري را فراهم مي آورد. با اين وجود, در هنگام جوشكاري فولادها و يا فولادهاي ضد زنگ در وضعيت تخت يا افقي, خاصيت سريع سردكنندگي اين گاز محافظ به فلز ذوب شده اين امكان را نمي دهد تا به راحتي كناره هاي جوش را خيس نمايد كه در نتيجه موجب بريدگي كنار جوش در لبه هاي پروفيل جوش مي شود. به همين جهت لازم است تا در هنگام جوشكاري فولادها با اين فرآيند, درصدي از گازهاي فعال (نظير اكسيژن يا دي اكسيد كربن) به منظور افزايش حرارت ورودي, كاهش كشش سطحي و در نتيجه پايدارسازي اندازه قطرات, به آن اضافه گردد.

تركيب گازهاي آرگون و اكسيژن

در جهت افزايش پايداري قوس, اصلاح شكل پروفيل جوش, كمك به خيس شدگي لبه هاي طرح اتصال و كاهش خطر بريدگي كنار جوش در حين

جوشكاري فلزات آهني, درصدي اكسيژن به گاز آرگون افزوده مي گردد. افزايش درصدي بين 1 تا 7 درصد اكسيژن از كاهش منگنز و سيليسيم ممانعت

كرده و به خوبي به انتقال قطرات از سيم جوش كمك مي نمايد.

در اين حالت, فلز مذاب جوش, داراي كشش سطحي كمتري نسبت به حالت استفاده از گاز آرگون خالص بوده و موجحب مي شود فلز پايه به خوبي تر شده و پروفيل جوشي پهن و با گرده جوش مناسب پديد آيد.

براي جوشكاري فولادهاي ضد زنگ و ديگر فولادهاي مقاوم به خوردگي (نظیر 3Crl2) درصدي بين 1 تا 2 درصد اكسيژن به آرگون خالص اضافه ميگردد. درصدهاي بالاتر از 5 درصد, سطح پروفيل جوش به طور گسترده اي اكسيد شده و بالطبع مقدار منگنز, سيليسيم و كروم كاهش مي يابد. پروفيل جوش هاي بدست آمده با استفاده از تركيب گازهاي آرگون و اكسيژن, داراي سطحي هموارتر از حالتي است كه از گاز آرگون خالص و يا گاز CO2 خالص استفاده مي شود و با استفاده از اين تركيب گازي, شكل پروفيل جوش با نفوذي مناسب و به مانند شكل صفحه بعد است. استفاده از گاز محافظ  Argoshied40 كه مخلوطي از گاز آرگون و اكسيژن است, موجب مي شود تاترشحات حين جوشكاري حذف شده و در حالت انتقال قطرات به شكل اسپري, بر روي قطعات فولادي, سطح جوشي تخت ايجاد گردد.

تركيب گازهاي آرگون و دي اكسيد كربن

براي جوشكاري فولادهاي ساده كربني و فولادهاي كربن منگنزي, مخلوط گازهاي آرگون و دي اكسيدكربن با درصد CO2

بين 2 تا 30 درصد حجمي توصيه مي شود. براي اخذ بهترين نتايج, حداكثر 25 درصد از گاز CO2 بايد در گاز آرگون استفاده كرد. با افزايش درصد گاز دي اكسيدكربن, گرماي بيشتري منتقل شده و با افزايش نفوذ, پهناي پروفيل جوش نيز افزايش مي يابد ولي از وضعيت انتقال قطرات به حالت اسپري, شديداً كاسته مي شود. استفاده از گاز محافظ Argoshied52  با درصد بالای CO2 براي ايجاد نفوذهاي عالي پيشنهاد مي گردد. مخلوط گازي آرگون و دی‌اکسید‌کربن برای جوشكاري با سيم هاي توپودري و سيم هاي با مغز فلزي نيز بسيار مناسب است.

پروفيل جوش بدست آمده از استفاده از تركيب گازي آرگون/دی اکسید کربن داراي نفوذي بهتر نسبت به پروفيل جوش حاصله از تركيب گازی آرگون . اکسیژن است.

تركيب گازهاي آرگون, اكسيژن و دي اكسيدكربن

افزودن اکسیژن به ترکیب گازی آرگون/ دی اکسید کربن موجب مي شود تا بستر جوش پهن تر شده و خواص انتقال قطرات در حالت اسپري بهبود يابد. ضمناً مقدار حرارت ورودي, شكل پروفيل جوشو ميزان نفوذ نيز بهبود يابد. در صورت استفاده از تركيب سه گانه, اين امكان را مي يابيد كه كاملترين انعطاف پذيري را براي جوشكاري فولادهاي مختلف داشته باشيد. اكسيژن و دي اكسيدكربن, بصورت مستقل مي توانند خواص ايجاد شونده توسط انتقال قطرات را در حالت اسپري و يا اتصال كوتاه (مانند حرارت ورودي كلي, شكل پروفيل جوش و نفوذ)  را تغيير دهند.

تركيب  Argoshield 50 براي جوشكاري همراه با انتقال قطرات به روش اتصال كوتاه فلزات سبك بسيار مناسب است. در حين جوشكاري فلزات آهني سبك و نيمه سبك همراه با اتصال قطرات به روش اسپري, اين تركيب مي تواند موجب ايجاد قوس عالي و بدون ترشح شود.

گاز Argoshield51( با درصد کم اکسیژن و درصد بالای دی‌اکسید کربن) بهترين تركيب براي ايجاد حالت انتقال قطرات به روش اسپري و اتصال كوتاه است و پروفيل جوش حاصله نيز بسيار عالي و با نفوذ كافي است. اين تركيب براي جوشكاري قطعات ضخيم بوده و در تمامي وضعيت ها قابل حصول است.

درصد بالای دی‌اکسید کربن موجب ايجاد ترشح (Spatter) ) خواهد شد(كه البته ميزان اين ترشح نسبت به حالت استفاده از گاز دی‌اکسید کربن خالص به مراتب کمتر است). ولي نفوذ و مقدار ذوب آن با گاز دی‌اکسید کربن خالص قابل مقايسه و تقريباً يكسان است. اكسيژن موجود در اين تركيب موجب كاهش قطر تشكيل يافته شده و حالت پايداري قوس در حين انتقال قطرات را اصلاح مي كند.

تركيب گازهاي آرگون و هليم

استفاده از تركيب گازي آرگون/هلیم شرايطي را به وجود مي آورد كه در آن حرارت ورودي, سرعت جوشكاري, شكل پروفيل جوش و نفوذ, همگي به حالتي مناسب مي رسند. اين تركيب عموماً براي جوشكاري قطعات ضخيم و سنگين فلزات غيرآهني مانند آلومينيم, مس، منگنز و نيكل مورد استفاده قرار مي گيرد. هر چه قطعات ضخيم تر, سنگين تر و داراي ضخامت بالاتري باشند, درصد گاز هليم در اين تركيب بايد افزايش يابد. درصد معمول هليم بين 25 تا 75 درصد  مي باشد.

گاز Argoshield 80T و Argoshield 81T از نمونه معروفترين تركيب هاي آرگون و هليم مي باشند.

تركيب هاي گازهاي آرگون, هليم و هيدروژن

استفاده از تركيب گازي Argoshield 71T كه تركيب گازهاي آرگون/هلیم/هیدروژن است، موجب مي گردد تا قوس بسيار داغي حاصل شود كه اين قوس براي جوشكاري فولادهاي ضد زنگ و فولادهاي نيكل دار ( با فراند تیگ) مناسب است. در اين حالت, درصدهاي كم هيدروژن, خطري جدي براي تخريب الكترود تنگستن محسوب نمي گردد ولي به علت وجود هيدروژن, سرعت جوشكر بسيار افزايش يافته و به علت احياشدن اكسيدهاي سطحي

توسط هيدروين موجود در اين تركيب گازي, پروفيل جوش حاصله داراي سطحي بسيار تميز مي باشد.

وجود اين گاز در مقادير كم در حين جوشكاري فولادها باعث كاهش كشش سطحي و كمك به انتقال قطرات به روش اسپري گرديده و با كاهش مقدار ترشح, موجب افزايش بهره وري فرآيند مي گردد.

گاز هليم

هليم, گازي خنثي و با پتانسيل يونيزاسيوني برابر با 24.5 الكترون ولت است. در نتيجه, قوس ناشي از اين گاز داراي ولتاژ قوس بالاتري نسبت به آرگون مي باشد(در حالت برابري طول قوس و سرعت جوشكاري) و بالطبع مي تواند مقدار حرارت ورودي به قطعه كار را افزايش دهد. هدايت حرارتي بالاي اين گاز, موجب ايجاد پروفيل جوش پهن با گرده اي كم و ذوب و نفوذي مناسب مي گردد. در حين استفاده از اين گاز بايد دقت كرد كه بعلت آنكه اين گاز از هوا سبك تر است بايد نرخ خروج گاز را افزايش داد.

مخلوط گاز آرگون با درصد بالايي از گاز هليم, براي جوشكاري مقاطع ضخيم فلزات غير آهني و يا فلزاتي كه داراي هدايت حرارتي بالا هستند. بسيار مناسب است. سرعت جوشكاري با گاز هليم بسيار بالا است كه در نتيجه استفاده از اين گاز مي تواند داراي مزاياي اقتصادي بسيار بالايي باشد. گرچه بايد اين مطلب با قيمت بالاي اين گاز, با هم در نظر گرفته شود. وي به هر جهت, سرعت جوشكاري بالاي ناشي از استفاده از اين گاز در جوشكاري مواد با هدايت الكتريكي بالا, بسيار مطلوب است.

هليم گاز نادر است كه از گاز طبيعي بدست مي آيد كه درابتدا غلظت آن نيز كم است. توليد, نگهداري و حمل و نقل آن نيز مشكل است كه دليل اصلي آن نيز نقطه جوش بسيار پايين اين گاز است(منفي 269 درجه سانتي گراد.)

 

جوشکاری میگ مگ ( بخش دوم)

جوشکاری میگمگ(بخش اول)

welding-school

جوش كاري ميگ مگ (بخش دوم)

جوش كاري ميگ ، مگ

MIG/MAG welding

بخش دوم:

  • سيستم تغذيه سيم

  •  مشعل جوشكاري ميگ, مگ

سيستم تغذيه سيم:

انواع زيادي از سيستم هاي تغذيه سيم وجود دارد. اكثر سيستم هاي تغذيه سيم از نوع سرعت ثابت هستند يعني سرعت تغذيه سيم قبل از جوشكاري تنظيم شده و در هنگام جوشكاري ثابت مي ماند. در مشعلهاهي دستي تغذيه سيم توسط يك كليد كه در مشعل قرار دارد, كنترل مي شود. سيستمهاي تغذيه سيم با سرعت متغير نيز وجود داشته كه بصورت خيلي محدود بهمراه دستگاههاي جريان ثابت بكار مي رود. سيستم تغذيه سيم در انواعفشاري, كششي فشاري و كششي وجود دارد. نوع تغذيه سيم معمولاً به قطر سيم جوش, جنس سيم و طول مشعل بستگي دارد.

سيستم تغذيه سيم به روش فشاري:

اكثر سيستم هاي تغذيه سيم از نوع فشاري هستند. يعني سيم جوش از قرقره توسط غلطك هاي كشنده سيم با فشار بداخل مشعل رانده مي شود. طول مشعلها براي سيستم فشاري تا طول 3.5 متر براي سيم جوشهاي فولادي و تا طول 2 متر براي سيمهاي آلومينيمي بكار مي رود كه بستگي به مقاومت و قطر سيم مصرفي دارد.

سيستم تغذيه سيم فشاري مي تواند براي سيم جوشهاي سخت از قطر 0.8 تا 3.2 3 ميليمتر بكار رود و براي سيم هاي نرم (مثل آلومينيم) از قطر 1.2 تا 2.5 میلیمتر كاربرد دارد.

شرايط سخت و نرم بودن سيمها معمولاً به سيمهاي آهني و غيرآهني مربوط مي شود.

سيستم هاي تغذيه سيم فشاري مجهز به يك موتورDC بوده كه به يك گيربكس متصل مي باشد و خروجي گيربكس به غلطكهاي كشنده سيم متصل مي باشد. سرعت موتور توسط يك پتانسيومتر كه در جلوي سيستم تغذيه سيم وجود دارد, تنظيم مي گردد. تعداد غلطكهاي كشنده سيم در بعضي از سيستم ها دو تا و در بعضي ديگر چهار عدد مي باشد. معمولاً غلطك پاييني داراي شيار V شكل بوده و غلطك بالايي فاقد شيار مي باشد اما در بعضي موارد براي هدايت بهتر سيم سطح غلطك بالايي, داراي دندانه هاي ريزي مي باشد. فشار زياد بر روي غلطكها باعث اططحكاك زياد و ايجاد پليسه از سيم مي گردد.

سيستم تغذيه سيم به روش كششي:

مشعلهايي كه به مكانيزم تغذيه سيم مجهز هستند, نيز وجود دارد. مشهورترين آن يك موتور حركتي در دسته مشعل و يك قرقره سيم جوش به قطر خارجي 100 ميليمتر بر روي مشعل, دارد. اين مشعلها بسيار ظريف و كم حجم بوده و مي توان به راحتي با آن كار كرد. با اين نوع سيستم مي توان سيم جوشهاي با قطر كمتر از 1.2 ميليمتر را بكار برد. در جائيكه وزن رسوب جوش كم باشد و انجام جوشكاري در يك فضاي محدود انجام مي گيرد و همچنين بريا جوشكاري ورقهاي نازك اين سيستم بكار مي رود.

سيستم تغذيه سيم به روش كششيفشاري:

اين روش براي سيمهاي نرم و مشعلهاي طول بلند مناسب مي باشد. مشعل به يك موتور و غلطكهاي تغذيه سيم مجهز بوده و به عنوان يك راهنما براي كنترل سرعت تغذيه سيم بكار مي رود. مشعل سيم را از داخل لوله را بطور مشعل ميگيرد, در انتهاي مشعل نيز يك سيستم تغذيه سيم فشاري وجود دارد. سرعت تغذيه سيم با كشش سيم موتور مشعل تنظيم مي گردد و سيمهاي آلومينيمي نرم با قطر كم تا طول 15 متر و يا بيشتر مي توانند توسط سيستم تغذيه سيم كششي – فشاري هدايت گردد. براي كم كردن اصطكاك, داخل لوله رابط ممكن است يك آستر پلاستيكي داشته باشد.

غلطكهاي كشنده سيم:

نوع مختلفي غلطكهاي كشنده سيم وجود دارد كه با توجه به سيم جوش مصرفي, غلطك مناسب بايد انتخاب شود. اين غلطكها داراي شيار V,U,V با سطح عاج دار مي باشند. همچنين براي هر قطر سيم, غلطك هم ساير آن بايد انتخاب شود.

-3 مشعل جوشكاري ميگ, مگ:

انبرهاي جوشكاري GMAW معمولاً مشعل (ترچ) ناميده مي شوند. اين مشعلها شبي] مشعل جوشكاري تيگ بوده ولي كمي پيچيده تر مي باشند سيم جوش (الكترود) از وسط مشعل عبور نموده و سرعت آن از قبل تنظيم شده است. عمل انتقال جريان الكتريكي به سيم جوش در لحظه خروج سيم از مشعل صورت گرفته و گاز محافظ نيز از سر مشعل خارج مي شود.

از نظر سيستم خنك كننده مشعلها به دو نوع آب خنك و هوا خنك تقسيم بندي مي گردند. براي آمپرهاي كمتر از 200 و كارهاي غيرمداوم از مشعل هوا و خنك كه سبكتر و ارزانتر مي باشند, استفاده شده و براي آمپرهاي بالا و كارهاي مداوم از مشعل آب خنك استفاده مي گردد. مشعلي كه با آب خنك مي شود شبيه به مشعل هوا خنك بوده با اين تفاوت كه در مشعل آب خنك مسيري براي گردش آب در اطراف لوله اتصال و نازل تماس وجود دارد. در مشعلهاي آب خنك, چسبيدن جرقه به نازك گازكمتر است. انتخاب بين مشعلهاي آب خنك و هوا خنك به نوع گاز محافظ, جريان و ولتاژ جوشكاري, طرح اتصال و كار مورد نظر دارد. براي جريانهاي جوشكاري برابر, مشعلهاي آب خنك بطور قابل ملاحظه اي در درجه حرارتهاي پايين تر كار مي كنند. قوسهايي كه با گاز دي اكسيد كربن (CO 2) محافظت مي شوند, كمترين مقدار حرارت را به مشعل انتقال مي دهند. قوسهايي كه با گاز آرگون, آرگون – اكسيژن, آرگون- هليم, آرگون دي اكسيد كربن محافظت مي شوند, حرارت بيشتري را به مشعل منتقل مي نمايند. به هر حال نوع اتصال تأثير بيشتري بر مقدار حرارت منتقل شده به مشعل دارد. در جوشكاري اتصالات T شكل, بمراتب حرارت بيشتري به مشعل منتقل مي شود. در اتصالات لب به لب, لب رويهم و لبه اي حرارت در جهات مختلف منتشر شده و حرارت كمتري به مشعل مي رسد.

گاز محافظي كه در حداكثر جريان براي مشعلهاي كه با هوا خنك مي شوند, تأثير مي گذاراد. چون گاز دي اكسيدكربن باعث مي شود كه مشعل در درجه حرارتهاي پايينتري نسبت به گاز آرگون كار كند. با گاز دي اكسيدكربن در مشعلهاي هوا خنك مي توان با آمپر بالاتري كار كرد.

قطعات مختلف مشعل:

نازل گاز (شعله پوش) جنس نازل گاز از مس يا آلياژ مس بريليم بوده و قطر داخلي آن معمولاً در حدود 22-10 میلیمتر مي باشد كه بستگي به ميزان آمپر, فلز مورد جوشكاري و حجم گاز خروجي دارد. وظيفه نازل گاز, رساندن گاز محاظ به حوضچه جوش به صورت يك هاله يكنواخت ميباشد. در هنگام جوشكاري بعد از مدتي كار كردن جرقه هاي چسبيده شده به داخل شعله پوش را تميز نموده و سطح داخلي نازل را با اسپرهاي ضد سيستم جرقه مخصوص, خيس نماييد. براي تميز كردن نازل از وارد نمودن ضربه به آن, خودداري نماييد.

نازل تماس (نازل مسي)

وظيفه نازل تماس انتقال جريان الكتريكي به سيم جوش در لحظه خروج آن از مشعل مي باشد. چنين نازل از آلياژهاي سخت مس مي باشد كه در اثر اصطكاك موجود سريعاً قطر داخلي آن گشاد نگردد. نازل هاي تماس داراي سوراخي در وسط براي خروج سيم مي باشند. اندازه سوراخ نازل بسيار مهم بوده و بستگي به قطر سيم و نوع گاز مصرفي دارد كه در جدول نحوه انتخاب نازل مناسب درج شده است. قطر سوراخ نازل بر روي بدنه نازل حك شده است. نازل مسي بعد از چندين ساعت كار نياز به تعويض دارد.

لوله رابطه(لاين)

لوله رابطه, سيم جوش را از انتهاي مشعل به سر مشعل مي رساند و در داخل مشعل قرار دارد لوله هاي رابطه در انواع لاينر فنري فولادي, لاينر تفلوني (پلاستيكي) و لاينر فنري برنجي موجود مي باشند.

بر روي لاينرهاي فولادي و برنجي يك روكش نازل پلاستيكي وجود دارد كه از خروج گاز محافظ از پشت مشعل جلوگيري نموده و همچنين عملتميزكاري مشعل بوسيله فشار زياد را راحتتر مي سازد. قطر داخلي لاينرها بستگي به قطر سيم جوش مصرفي دارد.

است. لاينر بايد تا پشت نازل تماس امتداد داشته باشد. در صورتيكه براي اولين بار سيستم را آماده مي نماييد, طول اضافه لاينر را از قسمت سر مشعل كوتاه نماييد.

لاينرها را بايد بعد از تمام شدن هر حلقه سيم جوش, از مشعل خارج نموده و بر عكس مسير ورود سيم با فشار باد داخل آنرا تمييز نماييد. از اعمال فشار باد زياد بايستي اجتناب شود چون امكان پاره شدن روكش لاينر وجود دارد. از لاينر فنري فولادي براي سيمهاي جنس سخت نظير سيمهاي فولادي و فولاد زنگ نزن استفاده مي‌گردد. لاينرهاي فنري برنجي نير در حال جايگزين شدن بجاي لاينرهاي تفلوني مي باشند چون در هنگام جا زدن سيم جوش در داخل لاينر تفلوني احتمال سوراخ شدن لاينر توسط نوك تيز سيم وجود دارد. پس براي هر نوع سيم لاينر مخصوص به آن و با قطر داخلي توصيه شده را بكار ببريد و عمل تميز كاري لاينر را پس از تمام شدن هر حلقه سيم جوش فراموش نكنيد.

لوله رابطه برنجي نازل تماس و مشعل:

اين رابطه كه معمولاً از جنس برنج مي باشد, نازل مسي به آن بسته شده و سر ديگر رابطه برنجي به مشعل بسته مي شود. در روي سطح اين لوله سوراخهايي وجود دارد كه گاز محافظ از آن خارج مي شود. در هنگام بستن نازل به رابطه برنجي, آنرا كاملاً تميز نموده تا باعث ايجاد گرما در اثر مقاومت الكتريكي نشود. همچنين مسير خروج گاز را از جرقه هاي چسبيده شده, تميز نماييد.

شيلنگ خروج گاز:

اين شيلنگ گاز محافظ را از شير مغناطيسي به سر مشعل هدايت مي نمايد.

شيلنگهاي رفت و برگشت آب:

در مشعلهاي آب خنك آب از طريق يكي از شيلنگها به سر مشعل وارد شده و پس از خنك نمودن آن, از طريق شيلنگ برگشت به سيستم خنك كننده و پمپ بر مي گردد.

 

جوش کاری میگ مگ (بخش اول)

mig-welding-a-large-pipe

جوش كاري ميگ مگ (بخش اول)

جوش كاري ميگ ، مگ

MIG/MAG welding

(MAG : metal Active Gas – MIG : metal Inert Gas – GMAW : Gas metal Arc welding )

بخش اول:

  • مزیت فرایند میگ مگ

  • معایب فرایند میگ مگ

  • قابلیت کار میگ مگ

  • فلزات مورد جوش کاری

  • ضخامت فلزات مورد جوش کاری

  • حالت جوش کاری

  • اصول کار

  • تجهیزات مورد نیاز فرایند میگ مگ

  • منبع نیرو

در شروع دهه هشتاد(1980-1970 میلادی) توسعه و پيشرفتهاي چشمگيري در تكنولوژي جوش كاري و برش كاري رخ داد. فرآيندهاي جوش كاري ميگ ، مگ بصورت جدي پايه ريزي شد و جايگزين جوش كاري با الكترود دستي گرديد.

با يك نگاه به فرآيندهاي جوش كاري معمول نظير جوشكاري زير پودري ، جوشكاري با قوس الكتريكي دستي و جوشكاري ميگ ، مگ براحتي مي توان دريافت كه از اواسط دهه 1970 ميلادي كاهش چشمگيري در استفاده از جوش كاري قوسي با الكترود دستي افزايش در استفاده از جوش كاري قوسي با گاز محافظ ميگ ، مگ در سراسر دنيا بوجود آمده است.

هم اكنون جوش كاري ميگ ، مگ بيشترين كاربرد را در اروپاي غربي ، ژاپن و ايالات متحده آمريكا دارد. استفاده از اين فرآيند در آينده نيز توسعه و پيشرفت خواهد داشت.

تحقيقات در زمينه اين فرآيند ، منجر به ابداع روش جوش كاري با نرخ رسوب بالا با نام FCAW ، TIME شده است. هم اكنون از سيم هاي تو پودري بصورت گسترده اي استفاده مي گردد. (Flux cored Arc welding) FCAW جوش كاري قوسي با گاز محافظ و الكترود مصرف شدني GMAW جوش كاري قوسي با گاز محافظ و الكترود مصرف شدني اغلب به نام جوش كاري ميگ ، مگ معروف است. در اين فرآيند ، حرارت لازم براي ذوب فلز پايه و الكترود از طريق تشكيل قوس الكتريكي بين آنها تأمين مي گردد. الكترود در اين فرآيند سيمي است كه بصورت دائم و با يك سرعت معين به حوضچه جوش تغذيه مي گردد و بعنوان فلز پر كننده مصرف مي گردد.

قوس الكتريكي حوضچه جوش و مناطق حرارت ديده اطراف توسط يك گاز محافظ يا مخلوطي از گازها كه از سر مشعل خارج مي شود محافظت ميگردد. گاز محافظ بايد به طور كامل فلز جوش را محافظت نمايد. ورود هوا مي تواند باعث آلودگي فلز جوش شود.

مزيت فرآيند ميگ ، مگ :

مزيت اصلي اين فرآيند نسبت به جوش كاري قوس الكتريكي دستي ، سرعت بيشتر و نرخ رسوب بالاتر مي باشد كه اساساً مربوط به پارامترهاي زير ميباشد :

الف) تغذيه سيم بطور مداوم است. بطوري كه نياز به وقف جوش كاري جهت تعويض الكترود نمي باشد. در صورتي كه جوش كاري با الكترود دستي نياز به توقف براي تعويض الكترود مي باشد.

ب) در اين فرآيند نياز به برطرف كردن سرباره از سطح جوش نمي باشد(بجز FCAW)

زيرا سرباره اي وجود ندارد. در صورتي كه در جوش كاري با الكترود دستي ، سرباره بايستي از سطح جوش برطرف گردد.

ج) استفاده از سيم جوش با قطر كمتر نسبت به الكترود جوش كاري دستي در اين فرآيند به شدت جريان بيشتري نياز است و در نتيجه نرخ رسوب جوش بيشتري انجام مي گيرد.

د) در اين روش هيدروژن كمتري جذب فلز جوش مي شود كه براي فولادهاي حساس به ترك ئيدروژني امري مهم مي باشد.

و) امكان جوشكاري ورقهاي كمتر از 2 ميليمتر وجود دارد.

ه) اين فرآيند قابل اتومات شدن مي باشد.

ز) آموزش جوش كاري در اين فرآيند نياز به زمان كمتري دارد.

معايب فرآيند ميگ ، مگ :

الف) تجهيزات جوش كاري اين فرآيند پيچيده تر بوده ، قيمت بالاتري داشته و كمتر قابل حمل و نقل مي باشد.

ب) در اين فرآيند مشعل بايستي همواره به سطح قطعه كار نزديك باشد بنابراين جوش كاري محل هايي كه دسترسي به آن مشكل است ، قابليت جوش كاري ميگ ، مگ را نسبت به روش الكترود دستي كمتر مي نمايد.

ج) در اين فرآيند احتمال ترك در جوش كاري فولادي قابل سخت شدن وجود دارد چون سرباره اي وجود ندارد تا سرعت سرد شدن را كاهش دهد.

د) در جوش كاري ميگ ، مگ نياز به حفاظت قوس در مقابل جريان باد مي باشد. زيرا وزش باد باعث پراكنده شدن گاز محافظ از سطح حوضچه جوش و در نتيجه آلودگي فلز جوش مي گردد.

قابليت كار :

در تمام فرآيندهاي ميگ ، مگ سيم جوش بطور اتوماتيك از ميان مشعل با سرعت از پيش تنظيم شده اي ، خارج مي شود. به همين خاطر اين فرآيند نمي تواند بعنوان فرآيند دستي باشد و بيشتر صورت نيمه اتومات و اتوماتيك (با ماشين يا ربات) مورد استفاده قرار مي گيرد. در جوش كاري نيمه اتوماتيك ، تجهيزات دستگاه فقط سرعت سيم جوش را كنترل نموده و مشعل توسط جوش كار هدايت مي گردد. شروع و توقف سيم جوش ، گاز محافظ ، جريان الكتريكي توسط جوش كار كنترل مي شود. در جوش كاري ماشيني ، تجهيزات كاملاً مكانيزه هستند و جوش كار فقط كنترل ظاهري جوش را بر عهده دارد. در جوش كاري اتوماتيك تجهيزات و دستگاه كاملاً مكانيزه بوده و بطور اتوماتيك كنترل مي شود. بطوري كه جوش كار هيچ نقشي در انجام كار ندارد.

فلزات مورد جوش كاري :

فرآيند MIG اولين بار براي جوش كاري آلياژهاي آلومينيوم و منيزيم و فولاد زنگ نزن بكار گرفته شد. اين فرآيند مي تواند اكثر فلزات و آلياژها را جوش كاري نمايد و از نظر اقتصادي نيز مقرون به صرفه مي باشد.

طبيعت اين فرآيند حكم مي كند كه اكثر فلزات و آلياژها را با آن جوش كاري نمود. بهر حال مناسبت اين فرآيند براي بعضي از فلزات بيشتر است و بندرت اتفاق مي افتد كه نتوان فلزي را با آن جوش كاري نمود. با اين روش مي توان انواع فولادهاي كربني ، فولاد كم آلياژ فولاد زنگ نزن ، آلياژهاي مقاوم به حرارت ، آلومينيوم و آلياژهاي آن ( سری 3000و5000و6000) مس و آلياژهاي آن و آلياژهاي منيزم را به آساني جوش كاري نمود. فلزاتي كه با روش ميگ قابليت جوش كاري داشته ولي نياز به روش و شرايط خاصي دارند عبارتند از فولادهاي استحكام بالا ، آلياژهاي آلومينيوم سري 2000 و 7000، آلياژهاي مس كه درصد زيادي فلز روي دارند مثل برنز منگنزدار ، چدن ، فولاد منگنزدار آستنيتي ، تيتانيم و آلياژهاي آن و فلزات دير گذار مي باشند. جوش كاري اين فلزات به روش ميگ ممكن است نياز به پيش گرمايي ، عمليات حرارتي بعد از جوش كاري ، استفاده از سيم جوش

مخصوص و استفاده از گاز محافظ در محدوده وسيعي از اطراف جوش مورد احتياج باشد. فلزاتي كه نقطه ذوب كمي دارند مثل سرب و قلع نمي توانند به روش ميگ جوش كاري شوند. براي جوش كاري فلزات روكش شده با روي ، كادميم ، قلع ، سرب بايستي در اطراف اتصال روكش فلزي كاملاً برداشته شود و پس از جوش كاري در صورت نياز مجدداً روكش كاري شود.

ضخامت فلزات مورد جوش كاري :

جوش كاري ميگ ، مگ مي تواند به طور موفقيت آميزي براي ضخامت هاي مختلف مورد استفاده قرار گيرد. ورقهايي به ضخامت 0.5 ميليمتر مي تواند با روش ميگ ، مگ جوش كاري شود. اگر چه حداكثر ضخامت براي جوش كاري ميگ ، مگ مشخص نيست ، ولي براي جوش كاري قطعات ضخيم تر از 12 میلیمتر  مي توان از ساير فرآيندهاي جوش كاري نظير زير پودري و جوش كاري فلاكس كورد استفاده نمود

حالت جوش كاري :

 

فرآيند ميگ ، مگ مثل اكثر فرآيندهاي جوش كاري قوسي در همه حالات قابل استفاده مي باشد.

اصول كار :

نحوه جوش كاري ميگ ، مگ بطور قابل ملاحظه اي با جوش كاري قوس الكتريكي دستي متفاوت است. روكش الكترود در جوش كاري قوسي با الكترود دستي داراي مواد اكسيد زدا و بعضي عناصر آلياژي است كه كيفيت و سالم بودن جوش و خواص مكانيكي آن كمك مي كند.

روپوش الكترود علاوه بر ايجاد سرباره كه سطح جوش را محافظت مي كند. در هنگام سوختن ، گاز محافظتي بوجود مي آورد كه عناصر مضر هوا را از اطراف جوش به كنار مي زند. روكش با ايجاد يون هاي كه به پايداري قوس كمك مي كند ، مي تواند قوس را كنترل نمايد و در انتقال فلز در حالات مختلف جوش كاري تأثير گذار باشد.

در جوش كاري ميگ ، مگ تمام اهداف مشترك بوده اما با يك اختلاف جزيي بدست مي آيد. اولاً قوس مطلوب با كنترل نسبي ولت ، آمپر با گاز محافظ مصرفي بدست مي آيد. دوم عناصر فلزي كه ميل تركيبي بيشتري به عنصر اكسيژن نسبت به فلز آهن دارند ، جهت اكسيد زدايي ، خواص مكانيكي و فيزيكي مطلوب و جوش سالم به سيم الكترود اضافه مي شوند. در نهايت اكسيژن توسط عناصر موجود در سيم جوش در فعل و انفعالات قوس و حوضچه مذاب جذب مي شود

تجهيزات مورد نياز :

١- منبع نيرو : كه ولتاژ مناسب را براي تشكيل قوس و آمپر لازم را براي ذوب فراهم كند.

٢- سيستم تغذيه سيم : كه سيم جوش را با يك سرعت ثابت به حوضچه جوش تغذيه نمايد.

٣- سيستم گاز محافظ : عمل محافظت حوضچه جوش را از تأثير عناصر مضر هوا انجام دهد.

٤- مشعل (تورچ ) :  جريان الكتريكي ، گاز محافظ و سيم جوش را به حوضچه جوش برساند

منبع نيرو:

در جوشكاري ميگ, مگ از دستگاههاي ولتاژ ثابت و تنها از جريان مستقيم با قطبيت معكوس DCRP مي توان استفاده نمود. تنها يك استثنا وجود دارد و آن استفاده از قطبيت مستقيم DCSP  در بعضي موارد خاص براي سيم جوش هاي تو پودري (FCAW) مي باشد. منابع نيرو بايستي قابليت تنظيم ولتاژ را در محدوده كاري مناسب فراهم نمايند. در بعضي از دستگاهها, تنظيم ولتاژ توسط كليدهاي پله اي و در بعضي از دستگاهها توسط پتانسيو متر بصورت پيوسته تنظيم مي گردد. دستگاههاي نوع دوم بهتر و گرانتر مي باشند.

در هنگام خريد دستگاه بايستي سيكل كاري دستگاه را مورد توجه قرار داد ميزان سيكل كاري را مي توان روي يك برچسب فلزي كه به دستگاه متصل شده, بدست آورد.

مولدهاي برق ولتاژ ثابت داراي يك شيب در منحني ولت – آمپر مي باشند. كنترل شيب براي ثبات قوس بكار مي رود و در آمپرهاي پايين و انتقال مذاب بصورت اتصال كوتاه كاربرد دارد. ضريب خود القايي (اندوكتانس) نيز در دستگاه ولتاژ ثابت وجود دارد. ضريب خود القايي در جوشكاري با جريان پايين و انتقال اتصال كوتاه, نوسانات سريع جريان را مهار نموده و در نتيجه باعث پاشش كمتر جرقه و سطح جوش بهتر مي گردد.

چنانچه ضريب خود القايي كم باشد, سيم الكترود بداخل حوضچه جوش فرو مي رود و عمل اتصال كوتاه صورت مي گيرد. با اين عمل جريان جوشكاري سريعاً افزايش يافته و باعث انفجار مذاب و پاشش زياد جرقه به اطراف مي گردد. اگر ضريب خود القايي زياد باشد جريان اضافي به مدار اعمال شده و طول قوس را زياد و طول الكترود را كوتاه مي كند.

براي تنظيم ضريب خود القايي در جلوي دستگاه چندين فيش اتصال وجود دارد كه به صورت تجربي ضريب خود القايي مناسب بايد تنظيم گردد.

 

جوش کاری میگ مگ(بخش دوم)

تکنولوژی جوش- دستگاه جوش اینورتر الکترود صنعتکاران- نمایندگی فرونیوس ایران- Fronius - welding-
, , , , , , ,

دستگاه جوش اینورتر- فرونیوس

دستگاه جوش اینورتر-فرونیوس،تکنولوژی جوش‌کاری، صنعت جوش، راهنمای خرید دستگاه‌ جوش‌ اینورتر فرونیوس
دستگاه جوش اینورتر میگ مگ – دستگاه جوش اینورتر تیگ (آرگون)- دستگاه نقطه جوش- دستگاه جوش اینورتر پلاسما- دستگاه جوش اینورتر الکترود، اتوماسیون جوش‌کاری- لوازم جوش‌کاری فرونیوس- قیمت دستگاه جوش اینورتر

ابزارآلات جوشکاری- دستگاه جوش اینورتر تیگ صنعتکاران ( نماینده فرونیوس در ایران)- Fronius welding

گازهاي محافظ در جوشكاري تيگ

گازهاي محافظ در جوشكاري تيگ

گازهاي محافظي كه در كپسولها ذخيره ميشوند ميتوانند گاز خالص ( تك گاز)، مخلوطي از دوگاز ( مخلوطهاي دوتايي معروف)، يا مخلوطي از سه گاز ( مخلوطهاي سه تايي معروف) باشند.

براي جوشكاري تيگ معمولا گازهاي خنثي مانند آرگون يا هليوم يا مخلوط آن دو براي حفاظت بكار ميروند، كه اغلب در فرآيند تيگ از گازهاي مخلوط خنثي استفاده ميشود، در بعضي موارد هم از مخلوطي كه كمي گاز فعال دارد استفاده ميشود (مانند مخلوط آرگون اكسيژن و… ).

هنگام جوشكاري با پروسه ميگ MIG گازهاي خنثي خالص در جوشكاري فولاد، قوس با مشخصات خوب فراهم نميكنند، در حاليكه گاز دي اكسيد كربنCO2  خالص كه گازي فعال است، قوسي با مشخصات خوب فراهم ميكند. همچنين در فرآيند ميگ MIG آرگون با مقدار كمي اكسيژن خصوصيات نفوذ را بهبود بخشيده و مهره جوش را كنترل ميكند ( ظاهر جوش خوبي ميدهد). و همچنين سوختگي كناره جوش، ناشي از عمل خيس شدگي را رفع ميكند.

مخلوط گازهاي آرگون و دي اكسيد كربن CO2)) مخلوط خوبي براي جوشكاري فولاد است. مخلوط سه تايي گازهاي آرگون، دي اكسيد كربن و اكسيژن يا مخلوطهاي سه تايي آرگون، دي اكسيد كربن وهليوم تركيبات ويژه أي هستند كه در فرآيندهاي تيگ و ميگ براي جوشكاريهاي خاص فلزاتي با فلزپايه پيچيده بكار ميروند.

گاز آرگون:

آرگون گازي است بي رنگ، بي بو، بي مزه و بطور نسبي در مقايسه با گازهاي بي اثر ديگر فراوانتراست. گاز آرگون گاز فرعي كه درهوا وجود دارد ( هر يك ميليون فوت مكعب هوا شامل 93 هزار فوت مكعب گاز آرگون است و همچنين گاز آرگون 1.4 برابراز هوا و 10 برابراز هليوم سنگينتر است).

يكي از روشهاي توليد گاز آرگون اين است كه ابتدا هوا را در زير فشار ودر دماي پايين به مايع تبديل ميكنند، سپس با بالا بردن (گرم كردن) دما مايع اجازه مي دهند تا مايع تبخير شود. آرگون در دماي 184 – درجه سانتيگراد ( 302 – درجه فارانهايت ) به مايع تبديل ميشود. درصد خلوص آرگون بايد تقريبا 99.99% درصد باشد. آرگون از هوا سنگين تر( چگالتر، چگالي KG/M3  1.784 كيلوگرم بر متر مكعب است و 23%از هوا سنگين تر است)، و براي همين آرگون براي حفاظت جوش در عمق شيار مناسب است و بايد در نظر داشته باشيم كه هنگاميكه ما جوش بالا سر مي دهيم نبايد از آرگون بعنوان گاز محافظ استفاده كنيم.

آرگون در جوشكاري فلزات غير آهني ( مانند آلومينيم، منيزيم، برليم و مس) در فرآيندهاي ميگ و تيگ مانند يك محيط محافظ عمل ميكند. آرگون بخاطر اينكه ولتاژ يونيزاسيون پاييني دارد( ولتاژيونيزاسيون اوليه 15.45 ولت ) و به آساني و سريع يونيزه ميشود، اين امكان را فراهم مي سازد كه قوس به راحتي برقرار شده و پايدار بماند و بنابراين مناسب است براي كار با جريان AC ، و همچنين گاز آرگون  شروع قوس را در جريان AC آسانتر ميكند.

گاز آرگون يك ستون قوس جمع شده ومتمركز توليد ميكند و نسبت به گازهاي ديگر قابليت هدايت حرارتش كمتر است. بدليل اينكه گاز آرگون باعث تثبيت ( ثابت نگه داشتن قوس) ميشود، در بيشتر مخلوط گازهاي محافظ از آن استفاده ميشود.

با اينكه گاز آرگون سمي نيست اما در مكانهايي كه جريان هوا وجود ندارد يا محدود است ( مثلا تانكر ها وجاهاي بسته) باعث خفگي ميشود. همچنين كارهاي تجربي روي مقاطع نازك آلياژهاي مقاوم به حرارت نشان داده است كه آرگون براي جوشكاريهاي دستي از هليوم بهتر است.

مخلوط آرگون با 1% يا 2% اكسيژن:

افزودن مقدار كمي اكسيژن به آرگون دماي قوس را بالا مي برد و اكسيژن مانند يك عامل خيس كننده در حوضچه مذاب عمل ميكند، همچنين اكسيژن سياليت مذاب را بيشتر كرده و قوس را تثبيت ميكند. اكسيژن سبب كاهش كشش سطحي ميشود و نفوذ و ذوب خوبي توليد ميكند.

در فرآيند تيگ افزايش خيلي كم اكسيژن ( كمتر از1% ) به تقويت قوس كمك ميكند. اكسيژني كه معمولا اضافه ميشود مقدارش 1% تا 2 %  يا  3% تا 5% است. اكسيژن باعث ميشود كه انتقال مذاب بصورت اسپري انجام شود.

مخلوط غني از قبيل آرگون و تا حدود 25% دي اكسيد كربن CO2 با افزايش اكسيژن، انتقال فلز را بصورت گلوله اي براي جوشكاري ورقه هاي نازك و فولاد ميسازد، مخلوط آرگون +1.2% اكسيژن بكار ميرود براي فولاد زنگ نزن ( استيل ) و مخلوط آرگون + 1% اكسيژن براي جوشكاري فولاد زنگ نزن (استيل) به روش پالس و اسپري بكار ميرود و همچنين مخلوط آرگون + 2% اكسيژن براي جوشكاري با روش گلوله أي بكار ميرود.

نكته قابل توجه در مورد اكسيژن اين است كه اكسيژن، از افزايش ضرر و زيانهاي ناشي از منگنز و سيليسيم جلوگيري ميكند.

آرگون + هيدروژن:

با افزودن مقدار كمي هيدروژن به آرگون، ولتاژ و حرارت قوس افزايش مي يابد. مخلوطهاي آرگون كه شامل تقريبا 5% هيدروژن هستند براي جوشكاري نيكل و آلياژهاي نيكل و براي جوشكاري مقاطع بزرگ فولادهاي زنگ نزن آوستنيتي ( استيل ) بكار ميروند.

مخلوط آرگون با 25% هيدروژن براي جوشكاري فلزات ضخيم كه ضريب حرارتي بالايي دارند، ازقبيل مس بكار ميرود. اين مخروط يك مزيت در جوشكاري اتوماتيك با سرعت بالا، محسوب ميشود. افزايش هيدروژن نمي تواند براي جوشكاري فولادهاي كم آلياژي و ميان آلياژي و فولادهاي ساده كربني و سختي پذير بكار رود واين بخاطر خطر بروز نقص هيدروژن تردي و مشكلات ناشي از افزايش هيدروژن است. همچنين هيدروژن نبايد براي جوشكاري آلومينيم و منيزيم بكار رود.

آرگون + نيتروژن (ازت):

در بعضي كشورها از نيتروژن براي جوشكاري (ميگ) مس استفاده ميشود. كيفيت جوش حاصل به آن خوبي كه مي خواهيم نيست، افزودن 50% تا 75% آرگون به نيتروژن جوشي با كيفيت بالا توليد ميكند.

آرگون +دي اكسيد كربن CO2 :

مخلوط گازهاي آرگون با دي اكسيد كربن براي جوشكاري تيگ بكار نمي رود. اما اين تركيب براي فرآيند ميگ يكي از بهترين مخلوطها، مخلوط 75% آرگون و25% دي اكسيد كربن CO2 است، در حاليكه خارج از آمريكا مخلوط بهتر 80% آرگون و 20% دي اكسيد كربن است.

اين مخلوط در فولادهاي كم كربن، ميان كربن و داراي درصدي منگنز بصورت نامحدود بكارميرود، اين مخروط همچنين درجوشكاري فولادهاي با ضخامت كم (نازك ) نيز مناسب است . در ضمن جايكه عمق نفوذ و عرض جوش ضروري نيست و ظاهر جوش مهم است از اين تركيب استفاده ميشود.

اين تركيب همچنين باعث ميشود جرقه (پاشش) شديدا كاهش يابد. و در جوشكاري توپودري اين تركيب بطور موفق بكار ميرود.

آرگون + هليوم:

در فرآيند تيگ براي جوشكاري فلزات غيرآهني ( مس، آلومينيم و…) زمانيكه نفوذ زياد وقوس آرام هر دو مورد نظر باشد، استفاده ميشود. افزايش 75% تا50% هليوم ولتاژ و حرارت قوس را بالا مي برد.

اين تركيب همچنين براي جوشكاري ضخامتهاي بالا در فلزات غيرآهني و براي جوشكاري بالاسر با درصد هليوم بيشتر مفيد است و باعث بهبود سرعت و كيفيت جوش در جوشكاري AC آلومينيم ميشود. مخلوط 25% آرگون + 75% هليوم براي فرآيند تيگ با سيم پركننده گرم بكار ميرود. همچنين مخلوط آرگون +هليوم براي جوشكاري فلزات غير آهني در فرآيند ميگ بكار ميرود.

دي اكسيد كربن CO2 :

اين محصول فرعي بوسيله فرآيندهاي صنعتي از قبيل آمونياك ( تبديل به آهك در اجاق آهك ) از سوختن سوختها، ( نفت يا كك ) در اكسيژن هوا، يا از تخمير مداوم و تدريجي الكل ساخته ميشود. CO2 دي اكسيد كربن گازي است غير سمي، غير قابل اشتعال و سودمند براي كاهش مشكلات جرقه، همچنين گاز دي اكسيد كربن قبل از بسته بندي تميز، تصفيه و خشك ميشود و سپس در سيلندرهاي استيل كه محتوي تقريبا 35 كيلو گرم مايع دي اكسيد كربن هستند، ذخيره ميشود ويك نوع المنت گرم كننده الكتريكي مستقيما در راه خروج گاز دي اكسيد كربن قرار مي دهند. همچنين گاز دي اكسيد كربن تركيبي است از 27% كربن و 73% اكسيژن كه از پيوند دو اتم اكسيژن ويك اتم كربن بوجود آمده است.

گازدي اكسيد كربن در دما وفشار معمولي هوا، گازي بيرنگ، غير سمي و نميسوزد. همچنين CO2 كمي بوي زننده و اندكي هم ترش مزه است. آن در حدود 1.5 برابر سنگين تر از هوا است و در فضاي محدود مانند مخازن جاي هوا را مي گيرد و باعث خفگي جوشكار ميشود. در دماي بالا گاز دي اكسيد كربن به اكسيژن و كربن تجزيه ميشود. در جوشكاريهاي قوسي 20% تا 30% از اين گاز به اكسيژن و كربن تجزيه ميشود.

بايد توجه داشت كه گاز دي اكسيد كربن خالص از گازهاي محافظ ديگر ارزانتر است، و ميتواند مانند گاز محافظ براي جوشكاري فولادهاي تا 4% كربن و فولادهاي كم آلياژي بكار رود. در جوشكاري با گاز محافظ دي اكسيد كربن، دي اكسيد كربن بطور اختصاصي با اكسيژن تركيب ميشود. همانطور كه دي اكسيد كربن سطح قوس را ترك ميكند، آن دوباره به سرعت با اكسيژن تركيب ميشود.

خلوص دي اكسيد كربن ميتواند نسبت به فرآيند ساخت، تغييرات قابل توجهي داشته باشد. در دي اكسيد كربن نرخ قطرات نسبت به آرگون خالص كمتر است، ولتاژ قوس بالاست و مقدار اوليه ولتاژ براي انتقال اسپري نسبت به آرگون خيلي بالاتر است. نيروي انتقال قطرات كه در سراسر قوس منتقل ميشوند، نسبت به آرگون +اكسيژن كمتر است و بنابر اين قوس آرام نيست و كمي جرقه ( پاشش ) دارد وحالت قوس نيز نسبت به آرگون + اكسيژن خيلي بحراني است.

هنگام استفاده از دي اكسيد كربن در انتقال اسپري، يك نرخ بالا از رسوب فلز و خواص هيدروژني پايين بدست مي آيد.استفاده از دي اكسيد كربن روشي است كه بيشتر براي جوشكاريهاي تكراري پيشنهاد ميشود. همچنين اين روش در بعضي زمينه ها با فرآيند قوس دستي الكترود كه پودر آهن درآن بكاررفته رقابت ميكند. در اين روش فولادهاي تا ضخامت 75 م م  ميتواند با عملكرد كاملا اتوماتيك جوشكاري شود.

در قوس دي اكسيد كربن مقداري كربن بطور تصادفي بوجود مي آيد، همچنين در بعضي رسوبها به سبب وجود كاربيد كرم در طول مرز دانه ها و افزايش مقدار كربن در جوش، مقاومت به خوردگي كاهش مي يابد. در جوشكاري با گاز دي اكسيد كربن، نتيجه جوشهاي چند پاسه كاهش مقاومت به خوردگي است، اما با سيم پركننده تثبيت شده و انتقال گلوله أي در مقاطع نازكتر جوشهاي يك پاسه رضايتبخش و خيلي با صرفه ميتوان توليد كرد.

آرگون + دي اكسيد كربن20% يا 5%:

افزايش دي اكسيد كربن به آرگون براي جوشكاري فولاد عمل خيس كنندگي را بهبود مي بخشد، كشش سطح را كاهش ميدهد، و سياليت حوضچه مذاب را بيشتر ميكند. هر دو مخلوط بالا با روش اسپري و غوطه أي ميتوان با آنها جوشكاري كرد.

هليوم :

هليوم محصول فرعي از گاز خنثي صنعتي است. وزن آن 7/1 وزن هوا است ( هليوم داراي چگالي 0.178 كيلوگرم برمتر مكعب و ولتاژ24.58 ). هليوم گازي بيرنگ، بي بو، بي مزه و غير سمي و داراي ضريب هدايت حرارتي بالا مي باشد.

نمونه کارها