تصویر نگهدارنده الکترود در جوشکاری برق.

تجهیزات فرآیند جوشکاری الکترود دستی

 مبانی جوشکاری(بخش دوم)

تجهیزات فرآیند جوشکاری الکترود دستی 

اصول جوشکاری قوسی

  • شدت جریان
  • طول قوس
  • سرعت پیشروی
  • زاویه الکترود

حالات اصلی جوشکاری

تجهیزات فرایند جوشکاری الکترود دستی

1- دستگاه جوش 2– الکترود 3– وسایل جانبی

شکل زیر تصویر یک نگهدارنده الکترود را نشان میدهد.

تصویر نگهدارنده الکترود در جوشکاری برق.

تصویر نگهدارنده الکترود در جوشکاری برق.

دستگاه جوش: آمپر مورد استفاده بین A 51351 میباشد، در این فرآیند تغییرات روی ولتاژ متمرکز بوده و جریان ثابت است. در جوشکاری با قوس الکتریکی از دو نوع جریان جهت تشکیل قوس میتوان استفاده کرد:

الف جریان مستقیم(DC)

ب- جریان متناوب(AC)

جریان مستقیمDC

در این جریان جهت حرکت الکترونها در مدار همیشه در یک جهت منفی به مثبت میباشد. بنابراین جای قطب مثبت و منفی عوض نمیشود.

مزایای جریانDC

  1. 1. خطر برق گرفتگی کمتر است
  2. 2. امکان تغییر قطبیت وجود دارد.
  3. 3. انواع الکترودها با آن به راحتی قابل جوشکاری است
  4. 4. امکان جوشکاری با آمپرهای پایین وجود دارد.
  5. 5. برقراری قوس و پایداری آن راحتر و بیشتر است.

معایب :

  1. انحراف قوس وجود دارد.
  2. 2. دستگاههای آن نسبت بهACگرانتر است.
  3. ضریب بهره الکتریکی آن نسبت بهACکمتر است.

در جوشکاری با برق مستقیم دو نوع اتصال بکار می رود:

الفاتصال با قطبیت مستقیم یا قطب منفی DCSP و یا DCEN

چنانچه الکترود به قطب منفی و قطعه کار را به قطب مثبت وصل نمائیم به آن جوشکاری با قطب مستقیم گویند. در این حالت حرکت الکترونها از الکترود به قطعه کار است و تقسیم حرارت یک سوم در الکترود و دو سوم در قطعه کار میباشد

چنانچه الکترود به قطب منفی و قطعه کار را به قطب مثبت وصل نمائیم به آن جوشکاری با قطب مستقیم گویند. در این حالت حرکت الکترونها از الکترود به قطعه کار است و تقسیم حرارت یک سوم در الکترود و دو سوم در قطعه کار میباشد DCEP و یا DCRP

ب) اتصال با قطبیت معکوس یا قطب مثبت DCEP و یا DCRP :

درست بر عکس قطبیت مستقیم میباشد یعنی دو سوم حرارت قوس در الکترود و یک سوم در قطعه کار متمرکز میشود.

در اتصال مستقیم فلز مبنا حرارت بیشتری دیده و ذوب میشود ولی در اتصال معکوس الکترود حرارت زیادتری دیده و سریعتر ذوب میگردد. انتخاب قطبیت الکترود در جوشکاری به عوامل مختلف از قبیل جنس فلز جوش شونده، نوع جوش و همچنین جنس الکترود بستگی دارد. بطور کلی از قطب معکوس (مثبت) در مواردی استفاده میشود که حرارت زیادی روی قطعه کار لازم نباشد. مثلاً در جوشکاری ورقهای نازک فلزاتی که نقطه ذوبشان پایین است.

جریان متناوبAC

علاوه بر جریان مستقیم از جریان متناوب نیز در جوشکاری استفاده میشود. در جوشکاری با جریان متناوب با توجه به اینکه جهت جریان به تناوب عوض میشود اتصال با قطب مستقیم یا معکوس مفهومی ندارد و در نتیجه نیمی از حرارت حاصل از قوس الکتریکی در الکترود و نیمی دیگر در قطعه کار آزاد میشود.

مزایای جریانAC

1.وزش قوس الکتریکی وجود ندارد.

.2 دستگاههای آن ارزانتر و قابل حمل و نقل میباشند.

.3 ضریب بهره الکتریکی آن بالاست

معایب :

امکان تغییر قطبیت وجود ندارد.

برقراری قوس مشکلتر میباشد.

همه نوع الکترود را نمیتوان جوشکاری نمود قلیاییE7015و سلولزیE6010

با آمپرهای پایین، جوشکاری مشکل میباشد.

انواع موج در جریانAC

موج سینوسی : همیشه بایدHFروشن باشد که تولید پارازیت میکند.

موج مربعی : که دارای سر و صدای زیادی میباشد.

موج ترکیبی: شرکت فرینوس برای رفع مشکلات موجهای تولیدی بالا این دستگاه را جدیداً اختراع کرده است.

فرکانس :

در جریان متناوب تغییرات ولتاژ یا شدت جریان در جهت مثبت، از صفر شروع شده و به ماکزیمم مقدار رسیده وسپس به صفر میرسد. دوباره در جهت منفی از صفر شروع شده وبه ماکزیمم وبعد به صفر میرسد. به یک نیم سیکل مثبت و منفی یک سیکل کامل میگویند. به تعداد سیکلها در هر ثانیه هرتز گفته میشود. هر چه مقدار سیکلها در ثانیه بیشتر باشد، فرکانس آن بیشتر است.

محل اتصال الکترود با انبر در صورتیکه کثیف باشد و یا فلز شل باشد ولتاژ در محل اتصال برقرار نشده و هر چه ولتاژ کمتر باشد، شروع قوس مشکلتر و پایداری قوس کمتر است. شیشه ماسک با توجه به میزان آمپر فرآیند جوشکاری فرق میکند و اگر روی شیشه خراشیده شده باشد، برای چشم مشکل ایجاد میکند. اشعه ماوراء بنفش و مادون قرمز پخش شده در قوس به هنگام جوشکاری میتواند صدمات جبران ناپذیری به چشم و حتی پوست بدن وارد کند. هنگام تمیزکاری سطح جوش از ذرات سرباره و یا گل جوش که غالباً به کمک چکش و یا برس فولادی انجام میگیرد باید متوجه بود که این ذرات شیشهای شکل به چشم و پوست و صورت و بدن آسیب نرساند.

هوای محیط کار عملیات جوشکاری باید توسط دستگاه تهویه تمیز نگه داشته شود، که دودها و گازهای بوجود آمده برای دستگاه تنفسی مضر هستند.

اصول جوشکاری قوسی

در جوشکاری قوسی )جوش برق( چهار عامل مهم وجود دارد که تاثیر زیادی روی کیفیت جوش دارند و برای اینکه جوش خوبی بدست آید لازم است هر یک از آنها با نوع کار و وسایل مورد استفاده هماهنگ شوند. این چهار عامل متغیر عبارتند از:

1 شدت جریان.

2 طول قوس یا ولتاژ قوس.

3 سرعت پیشروی.

4 زاویه الکترود.

شدت جریان

وقتی که قوس برقرار شد و جوشکاری آغاز گردید مقدار آمپری که از مدار جوشکاری عبور میکند به شدت جریان جوشکاری موسوم است. جریان برق متناسب با قطر الکترود مصرفی روی ماشین جوشکاری میزان میشود. هر چه قطر الکترود بیشتر باشد جریان مصرفی بیشتر است. همیشه باید به میزان آمپری که سازنده الکترود توصیه کرده است، توجه گردد. ولی اگر در دسترس نباشد میتوان طبق قاعده کلی زیر عمل نمود:

“در جوشکاری با الکترودهای روپوش دار استاندارد عدد آمپر با عدد قطر بر حسب هزارم اینچ تقریباً برابر است “وقتی صحبت از قطر الکترود میشود منظور قطر مغزه آن است نه قطر روپوش الکترود.

طول قوس

طول قوس عبارت است از فاصله بین سر الکترود تا سطح قطعه مورد جوشکاری به هنگام برقراری قوس. طول قوس در نتیجه جوشکاری تاثیر بسیاری میگذارد. طول قوس با ولتاژ دو سر قوس رابطه مستقیم دارد، یعنی برای اینکه طول قوس سه برابر شود نیاز به ولتاژ سه برابر خواهد داشت.

به عنوان یک قاعده کلی طول قوس بایستی قدری کمتر از قطر الکترود مورد استفاده باشد. عملاً برای جوشکار اندازه گیری دقیق طول قوس هنگام جوشکاری مقدور نیست ولی جوشکار میتواند با گوش دادن به صدای قوس و یا تمرین و تجربه طول قوس مناسب را برقرار سازد.

سرعت پیشروی

سرعت پیشروی قوس با ضخامت فلز مورد جوشکاری، مقدار جریان و اندازه، شکل یا گرده دلخواه تغییر خواهد کرد.

برای بدست آوردن سرعت پیشروی مناسب بهتر است جوشکاری تک پاسه ساده (غیر نوسانی) جوش داده شده و با طول قوس ثابت، سرعتی در نظر گرفته شود که حوضچه مذاب تشکیل شده، دو برابر قطر الکترود باشد.

زاویه الکترود

در جوشکاری ورق حالت مسطح( حالت تخت)، الکترود بایستی عمود بر ورق باشد و در حالتهای دیگر بهتر است الکترود زاویه مورد جوشکاری را نصف نماید.

در تمرینهای جوشکاری معمولاً انحراف تا 15 درجه از آنچه گفته شد اشکالی ندارد و تاثیر زیان آوری روی ظاهر کیفیت جوش نخواهد داشت.

مبانی جوشکاری

مبانی جوشکاری

مبانی جوش‌کاری (بخش اول)

  • تعریف جوشکاری
  • حرارت لازم برای جوشکاری
  • آشنایی با فرایندهای جوشکاری
  • جوشکاری قوسی فلزی با الکترود روپوش‌دار

.1 پیشگفتار
امروزه در سراسر دنیا، سازههای فولادی بطورچشمگیری گسترش پیدا کرده است و اهمیت جوش سازههای فولادی بر کسی پوشیده نیست. اتصال جوش اگر درست طراحی شود و اصول فنی در اجرای آن رعایت گردد و نکات اساسی جوش، قبل از اجرا، حین اجرا و پس از اجرا بازرسی و کنترل شود، اطمینان از کیفیت اتصال جوش آنقدر بالا میرود را میتوان 111 در نظرگرفت. یعنی عملکرد اتصال جوش را میتوان همانند عملکرد فلز مبنای اصلی » بازده اتصال « که نورد شده دانست.

تعریف جوش‌کاری

روشهای اتصال فلزات به یکدیگر را بر حسب نوع فرایند و یا بنیان علمی آنها به دسته های مختلفی تقسیم‌بندی نموده‌اند:

.1 روشهای مکانیکی (پیچ، پرچ، میخ، پین، کشو، خار و …)

.2 روشهای متالورژیکی (جوشکاری، لحیم کاری و …)

.3 روشهای شیمیایی (چسبهای معدنی و آلی)

و یا بر حسب نوع اتصال رده بندی کرده اند:

.1 روشهای اتصال موقت (پیچ و مهره، پین، خار و …)

.2 روشهای اتصال نیمه موقت ( پرچ، احتمالاً لحیم کاری نرم و بعضی چسبها)

.3 روشهای اتصال دائم (فرایندهای جوشکاری و لحیم کاری سخت و اغلب چسبها)

جوشکار یاز فرآیندهای اتصال دائمی قطعات )فلزی یا غیرفلزی(، به روش ذوبی یا غیرذوبی، با بکارگیری یا بدون بکارگیری فشار، با استفاده یا بدون استفاده از ماده پرکننده )فیلر Filler ( میباشد. جوش ایده‌آ لرا میتوان به محل اتصالی اطلاق نمود که نتوان آن موضع را از قسمتهای دیگر قطعات جوش داده شده تشخیص داد. از نظر عملی نمیتوان چنین اتصالی را ایجاد نمود اما میتوان با کنترل شرایط و فرایند جوشکاری خواص محل اتصال را چنان بالا برد که در عمل کاملاً رضایت بخش باشد.

بطور خلاصه هر روش جوشکاری با چهار عمل ضروری زیر روبرو است و معمولاً رده بندی روشها بر مبنای این چهار عامل انجام میشود:

1.انرژی لازم.

.2 حذف و زدودن آلودگی ها از سطح جوش.

.3 محافظت سطح جوش در هنگام جوشکاری.

.4 خواص متالورژیکی جوش و کنترلهای لازم.

فرآیندهای جوشکاری به دو دسته اصلی تقسیم میشوند:

الف( فرآیندهای جوشکاری ذوبی مانند اغلب فرایندهای جوشکاری قوسی و …

ب( فرآیندهای جوشکاری حالت جامد مانند جوشکاری اصطکاکی و جوشکاری TLP و ….

در جوشکاری ذوبی دو لبه یا سطح متصل شونده حرارت دیده و به نقطه ذوب میرسد و در صورت لزوم برای پر کردن فاصله اتصال، ماده پرکننده ( فیلر Filler ) به مذاب اضافه میشود. جوشکاری حالت جامد عبارت است از نزدیک کردن دو سطح فلزی تمیز در جالت جامد به قدری که یک اتصال فلزی بین آنها بوجود آید. در جوشکاری ذوبی لازم است که قسمتی از فلز تا دمای بالاتر از نقطه ذوب حرارت ببیند، در حالیکه جوشکاری حالت جامد ممکن است در درجه حرارت اتاق انجام شود.

حرارت لازم برای جوشکاری

همه فرآیندهای ذوبی و بیشتر فرآیندهای حالت جامد برای انجام جوشکاری به حرارت نیاز دارند. حرارت لازم برای جوشکاری را میتوان بطرق مختلف بدست آورد که چند نمونه از آن عبارت است از :

.1 قوس الکتریکی : مثال : انواع جوشکاری قوسی  SMAW, GTAW, GMAW .))

.2 مقاومت الکتریکی : مثال : انواع جوشکاری مقاومتی )نقطه ای، غلتکی و…(.

.3 احتراق : ترکیب اکسیژن با سوختهای گازی، مایع، جامد مثال : انواع جوشکاری گازی )اکسی استیلن و…(

.4 واکنش شیمیایی : مثال : جوشکاری ترمیت

.5 اصطکاک : مثال : جوشکاری اصطکاکی

.6 الکترون : مثال: جوشکاری پرتوالکترونی

.7 نور: مثال: جوشکاری نوری، جوشکاری لیزر

آشنایی با فرآیندهای جوشکاری

از میان فرآیندهای جوشکاری، چهار فرآیند جوشکاری قوسی متداولتر است که به شرح آنها پرداخته میشود:

1 جوشکاری قوسی فلزی با الکترود روپوشدار Shielded Metal Arc Welding àSMAW .))

2 جوشکاری قوسی تنگستنی با حفاظت گاز خنثی

( Gas Tungsten Arc Welding àGTAW یا Tungsten Inert Gas àTIG .)

3 جوشکاری قوسی فلزی با حفاظت گاز

( Gas Metal Arc Welding àGMAW یا Metal Inert Gas/Metal Active Gas à MIG/MAG .)

4 جوشکاری زیرپودری ( Sub-merged Arc Welding àSAW

جوشکاری قوسی فلزی با الکترود روپوش دار  (SMAW)

یکی از متداولترین روشهای اتصال قطعات، جوشکاری قوسی فلزی با الکترود روپوشدار میباشد. ایجاد قوس

الکتریکی عبارت از جریان مداوم الکترون بین دو الکترود و یا الکترود و قطعه کار بوده که در نتیجه آن حرارت تولید میشود. باید توجه داشت که برای برقراری قوس الکتریکی بین دو الکترود ، وجود هوا و یا یک گاز هادی ضروری است. در این روش حوضچه مذاب ایجاد شده با استفاده از روپوش الکترود که ذوب میشود، محافظت میشود. شکل 1بطور شماتیک فرایند SMAW را نشان می‌دهد.

فرایند جوشکاری قوسی فلزی با الکترود روپوش دار.

فرایند جوشکاری قوسی فلزی با الکترود روپوش دار.

قوس الکتریکی

اگر دو سر مثبت و منفی یک مولد برق به هم برخورد کرده و در فاصله کمی از یکدیگر قرار گیرند، در اثر اختلاف پتانسیل موجود بین آنها جرقههایی زده میشود. این جرقه ها موجب یونیزه شدن هوای بین دو قطب شده و باعث عبور جریان برق و تکمیل مدار میگردند. از آنجائیکه مقاومت الکتریکی قوس زیاد است حرارت قابل ملاحظهای تولید میشود. از حرارت فوق الذکر میتوان برای ذوب دو قطعه فلزی و اتصال آنها به یکدیگر استفاده نمود و این اساس جوش‌کاری با قوس الکتریکی میباشد . شکل 2 مدار الکتریکی بکار رفته در فرایند SMAW را نشان میدهد.

مدار الکتریکی در جوش کاری برق

مدار الکتریکی در جوش کاری برق

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)

جوشکاری

منابع نيرو در جوش كاري

منابع نيرو در جوش كاري POWER GENERATORS IN WELDING

 

دستگاه‌هاي جوش كاری  جريان الكتريكي مورد نياز براي تشكيل قوس الكتريكي را تامين می‌نمايند. دستگاه‌هاي جوشكاري به دو دسته تقسيم می‌گردند.

الف- مولدها ب- مبدلها

الف- مولدها : دستگاهی جوش كاري از نوع مولد جريان مورد نياز را خود توليد نموده و معمولا در مكانهايي كه دسترسي به برق شهري نباشد مورد استفاده قرار مي‌گيرد.

براي مثال براي جوش كاري خطوط لوله بين شهري و انجام جوش‌كاري در سايتها از دستگاه مولد استفاده می‌گردد. دستگاه‌هاي مولد عبارتند از موتورژنراتور ديزلي و بنزيني البته يك دستگاه مولد ديگر كه به دينام معروف است نيز وجود دارد كه توسط يك موتور الكتريكي سه فاز كه با يك دينام كوپل شده است جريان مورد نياز جوش كاري را توليد می‌نمايد. اين دينام‌ها با پيدايش دستگاهاي ركتيفاير تقريباً از رده خارج شده اند پس مولدها عبارتنداز:

1-موتور ژنراتوري احتراقي (بنزيني و گازوييلي)

2-موتور ژنراتور الكتريكي(دينام)

ب- مبدل ها

دستگاههاي مبدل جريان الكتريكي برق شهر را به جريان مورد نياز جوش كاري تبديل مي‌نمايند اين دستگاه‌ها عبارتند از دستگاه ترانسو،  دستگاه ترانس ركتيفايردار و دستگاه اينونتر در دسته‌بندي ديگري می‌توان دستگاه‌هاي جوش‌كاري را به صورت ذيل نشان داد.

دستگاه ترانسفورماتور :

ترانس بعنوان يكي از اصلي‌ترين قسمتها در دستگاه‌هاي مبدل می‌باشد. ترانس از يك هسته آهني و دو سيم پيچ به نام هاي سيم پيچ اوليه و ثانويه تشكيل شده است. هر دو سيم پيچ بر روي هسته پيچيده شده‌اند و سيم پيچ اوليه با تعداد دور زياد سيم و قطر نازك تر به برق شهر وصل شده و سيم‌پيچ ثانويه با تعداد دور كمتر و قطر ضخيم تر به خروجي دستگاه متصل می‌باشد.

ترانس‌هاي جوش‌كاري از نوع كاهنده ولتاز و افزاينده آمپر مي‌باشند.

مقدار ولتاژ در سيم پيچ ثانويه به نسبت به تعداد سيم پيچ‌ها بستگي دارد و از رابطه زير به دست می‌آيد.

ولتاژ اوليه = تعداد دور سيم پيچ اوليه

ولتاژ ثانويه تعداد دور سيم پيچ ثانويه

برای كنترل تنظيم جريان خروجي از تجهيزات مكانيكي يا الكتريكي استفاده می‌گردد كنترل كننده‌هاي مكانيكي عبارتند از :

الف- اتصال يك سري مقاومت قابل تغيير به مدار خروجي

ب- استفاده از هسته اصلي دو تكه كه با يك پيچ فاصله آن قابل تنظيم باشد.

ج- استفاده از يك هسته فرعي در وسط هسته اصلي كه با يك پيچ حركت آن تنظيم می‌گردد.

د- استفاده از يك هسته پيچ كمكي كه بر روي يك هسته آهني ديگر پيچيده شده و داراي انشعابات مختلفي است.

و-استفاده از سيم پيچ‌هاي متحرک

دستگاه ترانس ركتيفايردار :

اين دستگاه از ترانس و يكسو‌كننده تشكيل شده است جريان خروجي متناوب ترانس وارد يكسو‌كننده و به جريان مستقيم تبديل می‌شود. براي حصول جريان مستقيم صافتر از ترانس‌های سه فاز استفاده می‌شود.

دستگاه اينورتر :

نسل جديد دستگاه‌های جوشكاری دارای سيستم‌هاي اينورتری می‌باشند كه موجب سبكي وزن و قابليتهاي الكترونيكي زياد می‌باشند در اين دستگاه‌ها برق ورودي ابتدا يكسو شده سپس ترانزيستور به جريان متناوبي با فركانس بالا تبديل می‌گردد. سپس جريان متناوب فركانس بالا وارد ترانس شده و سپس به جريان مستقيم يكسو تبديل می‌گردد و مورد استفاده قرار می‌گيرد. با افزايش فركانس برق ورودي ترانس ها ابعاد ترانس كم می‌شود. و همين امر باعث سبكی وزن دستگاه هاي اينورتردار می‌شود.

موتور ژنراتورها :

در موتور ژنراتورها يك موتور احتراقي يا الكتريكي ژنراتور را به حركت در آورده و جريان مورد نياز براي جوش‌کاری توليد می‌شود بسته به طراحي ژنراتور خروجي جريان مي تواند DC یا AC  و يا با قابليت خروجي هر دو جريان باشد.

علامت شناسايي دستگاه‌ها :

بر روي دستگاه‌ها يك پلاك آلومينيومی وجود دارد كه اطلاعات مختلفي روي آن حك شده است يكي از موارد شناسايي نوع دستگاه مورد استفاده مي‌باشد.

در دستگاه‌های جوش‌كاري تيگ كه نياز به هر دو جريان متناوب و مستقيم می‌باشد و همچنين براي جوش‌كاري به روش قوس الكتريكي دستي كه در آمپرهاي بالا امكان ايجاد وزش قوس وجود دارد از اين نوع دستگاه استفاده می‌گردد.

دستگاه موتور ژنراتور :

اين نوع دستگاه به صورت زير مشخص می‌گردد

در صورتي كه خروجي ژنراتور جريان مستقيم باشد علامت آن

و در صورتي كه خروجي ژنراتور جريان متناوب باشد علامت

موتور ژنراتور داراي ركتيفاير با علامت شكل سمت چپ و موتور ژنراتور با خروجي مستقيم و متناوب به صورت شكل سمت راست است.

دستگاه اينورتر :

علامت مشخصه آن

(دو دايره در داخل هم به معني سيم پيچ اوليه و ثانويه مي باشد)

جريان ورودي ترانس برق متناوب و خروجي آن نيز برق متناوب مي‌باشد. دستگاه ترانس با جريان تك فاز و يا دو فاز مورد استفاده قرار می‌گيرد. تعدادفاز ورودي بصورت عددي يا خط كج در سمت چپ مشخص می‌گردد.

دستگاه ركتيفاير :

دستگاه ترانس ركتيفايردار در اصل همان دستگاه ترانس بوده كه مجهز به سيستم يكسوكننده جريان در مسير خروجي ترانس مي باشد و با علامت زير مشخص می‌گردد.

دستگاه ترانس ركتيفايردار به برق سه فاز متناوب متصل شده و خروجي آن جريان مستقيم مي باشد. البته دستگاه ترانس ركتيفايرداري هم وجود دارد  که دارای خروجی هر دو جریان DC و AC باشد که با این علامت مشخص می‌گردد.

دستگاه جوش اینورتر تیگ- جوش لوله آلومینیوم Fronius-Tigwelding-pipeline

مشعل‌های تيگ و الکترودها

در مقاله جوشکاری به روش تیگ خواندیم براي انجام جوشكاري GTAWچهار جزء تشكيل دهنده زير امری اساسی می‌باشند:

١- منبع نيرو 2- مشعل 3- الكترود 4- گاز محافظ

در ادامه مطلب قبل، به بررسی مشعلهای تیگ، الکترودها و گازهای محافظ می پردازیم

شعله‌هاي جوشكاري:

مشعل‌های(تورچ) تيگ، الكترود تنگستنی را كه رساناي جريان الكتريكي به قوس است را در خود نگه می‌دارد همچنين عامل رساندن گاز محافظ به منطقه قوس و حوضچه مذاب مي‌باشد. مشعل ها با توجه به ظرفيت حمل حداكثر جريان جوشكاري بدون گرم شدن زياد سنجيده مي شوند و تقسيم‌بندي ظرفيت حمل جريان مشعل‌ها درجدول آمده است.

بيشتر مشعل‌ها با توجه به تطابق آنها با درجه و سايز الكترود در مدل‌ها و اندازه و سايز مختلفي طراحي شده است. بيشتر مشعلهايی كه كاربرد دستي دارند داراي زاويه سر مشعل 120 درجه (زاويه بين الكترود و دسته مشعل) می‌باشند. همچنين مشعل‌هايی با زاويه سر قابل تنظيم و مشعلهاي مستقيم (مدادي) و با زاويه سر 90 درجه نيز وجود دارند.

اغلب مشعلهای تيگ دستي داراي كليد يا شير خروجي گاز بر روي دسته مشعل بوده و براي كنترل جريان الكتريكي و جريان گاز محافظ بكار مي‌روند.

مشعلهايي كه براي جوشكاري تيگ ماشيني يا اتوماتيك هستند معمولا بر روي دستگاه يا ربات نصب

 مي‌شوند و در مسير اتصال به مشعل حركت طولي و عرضي مي‌دهند و در بعضي موارد فاصله مشعل با سطح كار را نيز تغيير مي‌دهند.

مشعلهاي با گاز خنك شونده (هوا خنك ) :

حرارت توليد شده در مشعل در هنگام جوشكاري توسط سيستمهاي آب خنك يا هوا خنك دفع مي‌شود. در اين مشعلهاي هواخنك عمل خنك شدن توسط گاز محافظ خنكي كه از ميان مشعل عبور مي نمايد انجام مي شود. ظرفيت حمل بار الكتريكي مشعلهاي گاز خنك پايين بوده و حداكثر تا 200 آمپر جريان مورد استفاده قرار مي‌گيرند.

مشعلهای آب خنك :

مشعلهای آب خنك توسط جريان آبي كه از داخل سر مشعل جريان دارد خنك مي‌شوند. آب خنك كننده از ميان شيلنگ ورودي وارد مشعل می‌شود و در ميان مشعل به گردش در مي آيد و از شيلنگ خروجي خارج مي‌شود. كابل جريان الكتريكي از منبع نيرو تا مشعل معمولا از ميان شيلنگ خروجي آب خنك كننده مي‌گذرد. مشعلهاي آب خنك براي استفاده با جريان جوشكاري بالاتري نسبت به مشعلهاي هوا خنك و در يك سيكل كاري مداوم طراحي شده اند.

بطور معمول مي توان از شدت جرياني تا 500 آمپر استفاده نمود هرچند در بعضي مشعلها تا 1000 آمپر ظرفيت حمل بار وجود دارد. در بيشتر جوشكاري‌هاي ماشيني و اتوماتيك از مشعلهاي آب خنك استفاده مي‌گردد. مشعلهاي آب خنك گرماي خود را به آبي مي دهند كه از ميان آنها جريان دارد و خنك مي‌شوند.

آب در يك سيتم بسته كه شامل پمپ و يك رادياتور خنك كننده و مخزن مي باشد جريان دارد و گرماي جذب شده از مشعل را به محيط منتقل مي‌نمايد. ظرفيت اين سيستم تا 50 گالن مي باشد. با اضافه كردن ضديخ مي توان از يخ زدگي و خوردگي سيستم جلوگيري نمود. ضد يخ عمل روغنكاري پمپ را نيز فراهم مي‌آورد.

قطعات مشعل(تورچ) :

الكترود گير (Collet):

الكترود تنگستني توسط الكترود‌گير در مشعل نگه داشته مي‌شود. قطر الكترود گير بايد با قطر الكترود مصرفي برابر باشد. جنس اين گيره‌ها معمولا  . از مس مي باشد. وقتي كه دنباله(Cap) مشعل در جاي خود محكم مي‌شود بر روي الكترود گير فشار وارد نموده و الكترود را محكم نگه خواهد داشت.

به منظور انتقال مناسب جريان الكتريكي و خنك شدن الكترود تنگستني، اتصال خوب بين الكترود و قطر خارجي و داخل الكترود گير ضروري است.

نازل گاز :

گاز محافظ توسط نازل كه بر روي مشعل بسته مي شود بر روي منطقه جوش متمركز مي‌شود. نازل گاز از مواد مختلف ضد حرارت، در شكلهاي مختلف، قطر و طولهاي مختلف ساخته مي شود. نازلها به مشعل پيچيده شده يا به روش اصطكاكي جا زده مي‌شود.

جنس مواد نازلها :

نازلها از سراميك، فلز، سراميك با روكش فلزي و كوارتز ممكن است ساخته شوند. نازلهاي سراميكي ارزانترين و پركاربردترين نازلها هستند. اما شكننده بوده و اغلب بعد از مدتي كاركردن، بايد تعويض شوند. نازل‌هاي كوارتزي شفاف و شيشه اي بوده و اجازه ديد بهتري از قوس و حوضچه مذاب را ميدهند. اگرچه بخار فلزات كه از حوضچه جوش بلند مي شود مي تواند باعث مات شدن نازل شود. نازلهاي كوارتزي نيز بسيار شكننده مي‌باشند.

نازلهاي آب خنك فلزي طول عمر بيشتري دارند و بيشتر براي جوشكاري ماشيني و اتوماتيك و جائي‌كه جريان جوشكاري از 250 آمپرتجاوز مي‌كند، استفاده می‌شود. نازل‌هاي سراميكي كه داراي يك حلقه آلومينيومی در انتهاي سطح بيرونی می‌باشند حرارت را سريعتر به محيط منتقل نموده و نسبت به نازلهاي سراميكي معمولي داراي طول عمر بيشتري می‌باشند. قطر نازل با توجه به حجم گاز محافظ و پوشش گازي نياز به انتخاب می‌شود.

اگر مقدار جريان نسبت به قطر نازل مصرفي بيشتر باشد باعث اغتشاش و تلاطم در گاز خروجي شده و راندمان محافظت كم می‌شود. مقدار جريان گاز بالا بدون اغتشاش و تلاطم به نازل با قطر بزرگتري نياز دارد. مقدار گاز خروجي زياد برا شدت جريان هاي بالا و وضعيتهاي غير از حالت تحت ضروري ميباشد . انتخاب سايز و اندازه نازل، به قطر الكترود، شكل طراحي اتصال، جنس فلز پايه، نوع گاز مصرفي و آمپر مصرفي بستگي دارد. استفاده از نازل كوچكتر براي اتصالات شيار باريك ديد بهتري از حوضچه را مهيا می‌كند. اگر چه استفاده از نازلهاي خيلي كوچك ممكن است باعث تلاطم و آشفتگي و فشار گاز خروجي شود و همچنين استفاده از نازلهاي خيلي كوچك در اثر حرارت قوس الكتريكي مي تواند باعث ذوب و خوردگي لبه نازل شود.

نازلهای بزرگ حفاظت و پوشش گاز محافظ بهتري را نتيجه می‌دهد. مخصوصا براي جوشكاري فلزات فعال نظير تيتانيوم بايستي از نازلهاي بزرگتر استفاده شود.

نازلها از نظر طول به شكل هندسي اتصال جوش و فاصله مورد نياز بين نازل و جوش بستگي داشته و در اندازه هاي مختلفي در دسترس می‌باشد.

نازلهاي بلندتر عموما جريان گاز محافظ خروجي بهتري بدون تلاطم و متمركز ايجاد می‌كنند. اكثر نازلهاي گاز به شكل استوانه اي بوده و در بعضي ازنازلها در مقطع انتهايي بصورت مخروطي می‌باشد. براي به حداقل رساندن آشفتگي و تلاطم گاز محافظ نازلهايي كه در قسمت مياني بصورت كروي ميباشد، وجود دارد. همچنين نازلهايي وجود دارد كه دهانه انتهايي آن بصورت صاف و كشيده بوده كه براي جوشكاري تيتانيوم مناسب می‌باشد.

الكترودها :

در فرايند GTAWواژه تنگستن دلالت بر عنصر خالص تنگستن و انواع آلياژهاي آن كه به عنوان الكترود مورد مصرف قرار می‌گيرد دارد. از آنجا كه اين نوع الكترودها در روند كار ذوب نمی‌شوند يا انتقال پيدا نمی‌كنند چنانچه فرايند به نحو خوبي اجرا شود، الكترود در طول كار مصرف نمي شود. در ساير فرايندهاي جوشكاري مانند SMAW,GMAW,SAW الكترود فلز پركننده محسوب می‌شود.

وظيفه الكترود تنگستني تامين گرماي مورد نياز جوشكاري به عنوان يكي از پايانه هاي الكتريكي قوس است. نقطه ذوب تنگستن 6170 درجه فارنهايت يا 3410 درجه سلسيوس می‌باشد. با رسيدن به اين درجه حرارت بالا تنگستن حالت ترمويونيك (يون حرارتي) پيدا كرده و تبديل به منبع غني الكترون می‌شود. مقاومت حرارتي عامل بالا رفتن دما تا اين حد است. نوك الكترود سريعا ذوب می‌شود.

در واقع نوك الكترود از بخشي كه بين الكترود و قسمت بيروني و خنك الكترود گير قرار دارد خنک‌تر می‌باشد.

سايز الكترودها وظرفيت جريان :

سايز و محدوده جريان الكترودهاي تنگستن و تنگستن توريم دار(توريم يك عنصر راديواكتيو ونرم چكش خوار است) و قطرهاي پيشنهادي براي سرببوريهاي گاز محافظ را در جدول صفحه پيشين مشاهده نموديد. اين جدول راهنماي مفيدي در كاربردهاي خاص شامل سطوح جرياني متفاوت و انواع منابع تغذيه مي باشد.

استفاده از جريانهاي قويتر از آنچه در مورد سايز الكترود و شكل نوك الكترود توصيه شده است باعث فرسايش و ذوب شدن تنگستن مي شود. ممكن است ذرات تنگستن به داخل حوضچه مذاب افتاده و باعث بروز نقص در كار شوند. استفاده از جريانهاي بسيار ضعيف نيز سبب ناپايداري قوس مي شود.

لازم است براي جريان مستقيم الكترود مثبت(DCEP) از الكترودهاي قطورتري استفاده شود تا سطح جريان مورد مصرف را پوشش دهد. چراكه نوك الكترود نه تنها بخاطر تبخير الكترونها خنك نمي شود بلكه به خاطر ضربات الكترون ها گرم نيز خواهد شد. بطور كلي مقدار جرياني كه الكترود مثبت مي تواند تحمل نمايد تنها 10 % مقدار جرياني است كه الكترود منفي با آن كار مي كند. هنگام استفاده از جريان متناوب، نوك الكترود در سيكلهاي منفي الكترود، خنك و در سيكلهاي مثبت الكترود گرم مي شود. لذا مقدار جرياني كه يك الكترود در جريان AC مي تواند انتقال دهد بين حالت الكترود DCEP و DCENقرار دارد. بطور كلي جريان DCEP تا 50% كمتر از مقدار جريان الكترود منفي DCEN است.

الكترودهاي گروه EWP

الكترود خالص تنگستنEWP شامل حداقل 99.5% تنگستن و بدون هيچگونه آلياژ افزودني مي باشد. ظرفيت انتقال جريان الكترود تنگستن خالص كمتر از الكترودهاي آلياژدار مي باشد. از الكترودهاي تنگستني خالص بيشتر براي جوشكاري آلياژهاي منيزيم و آلومينيوم با جريان متناوب AC استفاده مي شود. نوك اينگونه الكترودها صاف و تميز و گرد است و موجب ايجاد قوسي پايدار مي شود. از آنها مي توان با جريان مستقيم DCاستفاده نمود. اما خصوصيات شروع برقراري و پايداري قوس در اين حالت بخوبي الكترودهاي توريم دار يا سريم دار و يا لانتان دار نخواهد بود.

الكترودهاي گروهEWTh

گسيل يون حرارتي )ترمويونيك ( در تنگستن پس از آلياژ شدن با مقداري اكسيدهاي فلزي كه نقش چنداني در كار ندارند، بهبود مي يابد. بنابراين الكترودها بدون بروز هرگونه نقصي مي توانند سطوح جريان بالاتر را نيز كنترل نمايند. جهت جلوگيري از بروز اشتباه در شناسايي اين الكترودها و ساير اكترودهاي تنگستني، آنها داراي كد‌بندي رنگي هستند.

دو نوع الكترود تنگستن توريم دار در بازار موجود است. الكترودهاي EWTh-1  و EWTh-2 اين الكترودها شامل 1 و 2 درصد اكسيد توريم(تریا ThO2 ) هستند. كه به نسبت مساوي در تمام طول الكترود پراكنده شده اند. الكترودهاي توريم دار تنگستن در بسياري جهات از الكترودهاي تنگستن خالص بهتر هستند. ظرفيت انتقال جريان تريا (ThO2 ) 20% بالاتر،طول عمر آنها بيشتر و مقاومت در برابر جذب آلودگي و ناخالصي ها در آنها بيشتر و مقاومت در برابر جذب آلودگي و ناخالصي ها در آنها قويتر مي باشد. در اين نوع الكترودها، استارت قوس راحت تر است و قوس حاصله، از قوس الكترودهاي تنگستني خالص يا زيركنيوم دار پايدار تر و استوار تر است. الكترودهاي EWTh-1,2 برای کاربرد‌های DCEN طراحي شده اند. در طول جوشكاري، نوك اين الكترودها تيز باقي مي ماند كه اين حالت مخصوصا براي جوشكاري فولاد ايده آل است. معمولا از آنها در جريان متناوب استفاده نمي شود چراكه حفظ گردي نوك الكترودها كه يكي از ضروريات جوشكاري با جريان AC است بدون ايجاد شكاف روي الكترود ممكن نيست. توريم يك ماده راديواكتيو بسيار ضعيف است. مقدار راديواكتيو موجود در اين ماده خطري براي سلامتي انسان ندارد. اما چنانچه جوشكاري در محيطي بسته و براي مدت زماني طولاني انجام شود بايد اقدامات پيشگيرانه مانند تهويه هوا درنظر گرفته شود. گروه EWTh-3 گروه منسوخ شده الكترودهاي تنگستن مي باشد. اين الكترودها داراي قطعات طولي يا محوري شامل 10% تا 20% اكسيد توريم مي باشد. مقدار متوسط اكسيد توريم موجود در اين الكترودها 35% تا 55% درصد است. با پيشرفت هايي كه در زمينه پودرهاي آهني و صنايع متالورژيكي صورت گرفت اين نسل از الكترود منسوخ شده و ديگر كاربرد خاصي در صنعت ندارد.

الكترودهاي گروه EWCe

الكترودهاي سريم دار اولين بار در اويل دهه 1920 به بازار امريكا معرفي و به عنوان جايگزيني مناسب براي الكترودهاي توريم دار مطرح شدند. سريم برخلاف توريم، عنصر راديواكتيو نمي باشد. الكترودهاي تنگستني گروه EWCe-2 شامل

2% اكسيد سريم ( سریا CeO 2  ) هستند. در مقايسه با الكترودهاي تنگستني خالص، سرعت تبخير و مصرف اين نوع الكترودها كاسته شده است. اين مزيتها در اكسيد سريم با افزايش مقدار سريا بهبود مي يابند. الكترودهاي گروه EWCe-2

با هر دو نوع جريان مستقيم و متناوب عملكرد خوبي دارند.

الكترودهاي گروه EWLa

الكترودهاي اين گروه تقريبا همزمان با الكترودهاي سريم دار و با دليلي مشابه، يعني نداشتن عناصر راديواكتيو وارد بازار شدند. اين الكترودها شامل 1% اكسيد لانتانيوم (لانتا La2O 3) هستند. مزيتها و خصوصيات اجرايي اين الكترودها بسيار شبيه به الكترودهاي تنگستني سريم دار (گروه EWCe) هستند.

الكترودهاي گروه EWZr

همانطور كه در جدول مشاهده نموديد الكترودهاي زيركونيوم دار تنگستني شامل مقدار كمي اكسيد زيركونيوم(  (ZrO 2

هستند. اين نوع الكترودها داراي خصوصيات اجرايي بين خصوصيات الكترودهاي تنگستني خالص و توريم دار هستند.

الكترودهاي EWZrالكترودهاي منتخب براي جوشكاري ، با جريان ACمي باشند. اين نوع الكترود خصوصيت مطلوب استواري قوس و انتهاي گرد الكترودهاي تنگستني خالص و ظرفيت جريان و شروع قوس مناسب الكترودهاي تنگستني توريم دار را يكجا دارد.

اين الكترودها نسبت به الكترودهاي تنگستني خالص، در مقابل آلودگي و جذب ناخالصيها مقاوم تر هستند و در جوشكاري با كيفيت راديوگرافيكي كه آلودگي تنگستن جوش بايد به حداقل ميزان ممكن رسانده شود، بسيار مناسب مي باشند.

الكترودهاي گروه EWG

الكترودهاي گروه EWG شامل الكترودهاي آلياژي است كه در زمره گروههاي قبلي قرار نمي گيرد. اين الكترودها شامل مقاديري نامعين از اكسيدها يا تركيبات اكسيدي نامعين مي باشند. هدف از افزودن اين اكسيدها، تاثير گذاري روي طبيعت يا خصوصيات قوس، مطابق آنچه كارخانه سازنده تعريف نموده است مي باشد. سازنده بايد ماده يا مواد افزوده و كميتهاي اسمي اضافه شده را مشخص كند. اكنون انواع زيادي از اين نوع الكترودها بصورت تجاري در بازار موجود يا در حال پيشرفت و بهبود كيفيت مي باشند. اين الكتروده شامل مقاديري اكسيد توريم يا اكسيد منيزم مي باشند. اين گروه الكترودهاي سريم دار يا لانتان دار، داراي مقاديري اكسيدهاي متفرقه نيز مي باشند.

شكل نوك الكترود

يكي از متغيرهاي مهم فرايند GTAW، شكل نوك الكترود تنگستني مي باشد. از الكترود تنگستن با شكلهاي نوك متفاوت مي توان استفاده نمود. در جوشكاري با جريانAC نوك الكترودهاي تنگستن خالص يا زيركونيوم دار، گرد مي شود. در جوشكاري با جريان DC معمولا الكترودهاي تنگستني لانتان دار سريم دار يا توريم دار مورد مصرف قرار مي گيرند. نوك اينوگنه الكترودها تخت مي باشد. اشكال هندسي گوناگون نوك الكترودها روي شكل و سايز درز جوش تاثير مي گذارد. بطور كلي هرچه زاويه آنها بزرگتر شود نفوذ افزايش و عرض درز جوش كاهش مي يابد. اگرچه ممكن است الكترودهاي نازكتر با نوك مربعي در جوشكاري DCEN مورد استفاده قرار گيرند ولي الكترودهايي كه نوك مخروطي دارند خصوصيات اجرايي بهتري از خود نشان مي دهند. صرفنظر از شكل نوك الكترود، مهم است كه طرح الكترود نيز با فرايند مورد استفاده سازگار باشد. تغيير در شكل الكترود مي تواند اثرات مهمي روي شكل و سايز درز جوش داشته باشد. لذا طرح نوك الكترود يك متغير مهم جوشكاري است كه بايد در روند گسترش و پيشرفت فرايندهاي جوشكاري مدنظر بوده و مورد مطالعه قرار بگيرد. نوك الكترودهاي تنگستني اكثرا به گرد نمودن سنباده زني يا واكنش هاي شيميايي مهياي كار مي شودكه معمولا در تمام الكترودها يك نوك تيز و مخروطي ايجاد مي گردد.

گرد نمودن (Balling) نوك الكترود

براي جوشكاري با جريان AC كه معمولا با الكترودهاي تنگستن خالص يا زيركونيوم دار انجام مي شود، گرد بودن نوك الكترود براي كار مناسب مي باشد. قبل از استفاده در جوشكاري نوك الكترود مي تواند توسط ضربه زدن روي يك بلوك مسي كه با آب خنك مي شود و يا ساير موادي كه مناسب جوشكاري   DCEP یا AC هستند، گرد شود. جريان قوس به قدري افزايش مي يابد كه نوك الكترود از شدت داغي سفيد مي شود؛ تنگستن ذوب مي شود و قطرات كروي كوچك روي نوك الكترود شكل مي گيرند. بعد از آن جريان به تدريج ضعيف شده و قطع مي گردد و قطرات كروي كوچك روي انتهاي الكترود تنگستن باقي مي گذارد.

سنباده زني (Grinding)

براي ايجاد پايداري بهينه در قوس، سنباده زني الكترود تنگستن بايد در حالتي كه محور الكترود بر محور چرخ سنباده عمود است انجام شود. در طول سنباده زني ممكن است آلودگي يا اجسام خارج روي نوك سنباده بنشيند. لذا براي زدودن اين آلودگي ها، بايد مقداري سنباده نگه داشته شود. جهت بيرون راندن گرد و غبار سنباده كه هنگام سنباده زني الكترودهاي تنگستن لانتان دار در فضاي كار منتشر مي شوند، بايد يك هود در محل نصب شود. الكترودهاي تنگستن لانتان دار، سريم دار و تريم دار به سهولت الكترودهاي تنگستن خالص يا زيركونيم دار، گرد نمي شوند. اگر از اين الكترودها در جريان AC استفاده شود، اغلب ترك مي خورند.

تغيير شكل نوك الكترود توسط واكنش هاي شيميايي

تيز كردن نوك الكترود به طريقه شيميايي بدين گونه صورت مي گيرد؛ قسمت انتهايي الكترود كه از شدت حرارت سرخ شده است را در يك مخزن نيترات سديم غوطه ور مي كنيم. فعل و انفعالات شيميايي بين تنگستن داغ و نيترات سديم سبب مي شود كه دور و نوك الكترود بطور يكنواخت يك شكل خورده شود. تكرار اين كار سبب ايجاد نوكي تيز در الكترود است.

آلودگي الكترود

آلودگي در الكترود تنگستن بيشتر وقتي صورت مي گيرد كه جوشكار تصدفا تنگستن را وارد حوضچه جوش مذاب نمايد يا الكترود تنگستن به سيم جوش اتصال پيدا كند. گاز محافظ نامناسب، جريان گاز ناكافي در طول جوشكاري يا بعد از خاموش شدن قوس نيز مي تواند سبب اكسيد شدن الكترود تنگستني گردد.

آلودگي در الكترود تنگستن بيشتر وقتي صورت مي گيرد كه جوشكار تصادفا تنگستن را وارد حوضچه جوش مذاب نمايد يا الكترود تنگستن به سيم جوش اتصال پيدا كند. گاز محافظ نامناسب جريان گاز ناكافي در طول جوشكاري يا بعد از خاموش شدن قوس نيز مي تواند سبب اكسيد شدن الكترود تنگستني گردد.

ساير منابع آلودگي شامل بخارات فلزي حاصل از قوس، پاشش جرقه و فوران حوضچه جوش به علت تجمع گاز و تبخير ناخالصي هاي سطح كار ميباشد. اگر انتهاي الكترود داراي آلودگي و ناخالصي باشد، روي خصوصيات قوس تاثيرات منفي خواهد گذاشت و ممكن است شاهد آلودگي جوش با تنگستن باشيم. اگر اين اتفاق افتاد روند جوشكاري را بايد متوقف نمود و تا رسيدن به شكل مناسب سنباده زد.

تغذيه كننده (فيدر) سيم جوش

از تغذيه كننده هاي سيم جوش براي اضافه كردن سيم جوش در طول جوشكاري هاي ماشيني و اتوماتيك استفاده مي شود. هم سيم هايي با درجه

حرارت اتاق (سرد) و هم سيم هايي از قبيل گرم شده (داغ) مي توانند در حوضچه مذاب جوش تغذيه شوند. سيم سرد در لبه جلويي و سيم داغ در لبه

پشتي حوضچه مذاب تغذيه مي شوند.

الكترودهاي تنگستن

اندازه هاي استاندارد تنگستن در مقياس ميليمتر(mm):

قطر اسمي:0.5-1-1.6 -2.4 -2-3-4-6-8.4

طول: 50-75-150-175

الكترودهاي تنگستن خالص (W)

مزايا: كم هزينه و ثبات قوس خوب با استفاده از جريان متناوب فيلتر نشده

معايب: خاصيت اشتعال ضعيف، عمر كم، كم ظرفيت براي حمل جريان الكتريسيته

الكترود تنگستن توريم دار (WT)

مزايا: عمر مصرف خوب، مناسب براي شدت جريان بالا، خاصيت اشتعال خوب

معايب: پر هزينه و ثبات قوس ضعيف در صورت استفاده از جريان متناوب فيلتر شده

خطاهاي ناشي از آخالهاي تنگستني در جوش :

در محيط جوش ناخالصي تنگستني اثر مشابهي چون شيارهاي تيز دارد در صورتيكه در سطح جوش قرار بگيرند باعث خوردگي و پيشرفت آن خواهد شد.

تماس الكترود تنگستن داغ با حوضچه جوش

تماس الكترود تنگستن داغ با سيم جوش

جريان بيش از حد الكترود تنگستن در جريان مستقيم الكترود منفي DCSP

جريان بيش از حد الكترود تنگستن در جريان مستقيم با قطبيت معكوس DCRP

دستگاه جوش اینورتر تیگ(آرگون)- Trans Steel 2200 Fronius

جوش كاري به روش تيگ

جوش كاري به روش تيگ

 TUNGSTEN INERT GAS

آنچه خواهید خواند:

توضيح و تعريف فرايندهای جوش‌کاری تيگ

مزايای فرايند جوش‌کاری تيگ

محدوديتهای فرايند جوش‌کاری تيگ

متغيرهای فرايند جوش‌کاری تيگ

 

جوشكاري با الكترود تنگستني و گاز محافظ GTAW يك فرايند جوشكاري ذوبي بوده و حرارت لازم براي ذوب فلز پايه و سيم جوش مصرفي از طريق تشکیل قوس الکتریکی بین الکترود تنگستنی( غیر مصرفی) و سطح کار ایجاد می‌گردد. در این فرایند برای محافظت قوس الکتریکی، حوضچه جوش و مناطق حرارت دیده اطراف از یک گاز خنثی استفاده می‌گردد. این فرایند می تواند با اضافه کردن و یا بدون فلز پر کننده (سیم جوش) مورد استفاده قرار گیرد.

فرايند جوشكاري GTAW به عنوان يك روش مناسب براي بسياري از صنايع ضروري شده است. زيرا جوش با كيفيت بالا ايجاد مي كند و تجهيزات كمي نياز دارد. هدف اين درس بحث و بررسي اساس فرايند، تجهيزات مورد استفاده و نكات ايمني آن است. در ابتداي دهه 1920 امكان استفاده از گاز هليوم براي محافظت از قوس الكتريكي و حوضچه جوش مطرح شد. در آن زمان هيچ پيشرفتي در اين روش انجام نشد. در جنگ جهاني دوم وقتيكه نياز زيادي به توسعه صنعت هواپيمايي احساس شد به جاي پرچ كردن اتصالات فلزاتي نظير آلومينيوم و منيزيم از جوشكاري تيگ استفاده شد. با استفاده از الكترود تنگستني و ايجاد قوس با جريان مستقيم الكترود منفي، يك منبع گرمايي موثر و با ثبات ايجاد شد. گاز هليوم براي عمل محافظت انتخاب شد چون در آن زمان تنها گاز خنثي اي بود كه به آساني در دسترس بود.

فرايند جوشكاري با الكترود تنگستني و گاز محافظ به جوشكاري تيگ (TIG) معروف شده است. اگرچه اصطلاحات فني انجمن جوش امريكا(AWS) برای این فرایند GTAW می‌باشد. زيرا براي محافظت مي توان تركيبي از گازهايي كه خنثي نيستند را براي كاربردهاي معيني استفاده نمود. از روزهاي نخستين اختراع اين فرايند در تجهيزات آن پيشرفت های زيادی حاصل شده است مخصوصا منابع نيروي جريان براي اين فرايند توسعه يافته‌‌اند. منبع هاي هوا خنك و آب خنك نيز پيشرفته تر شده اند. براي بالا رفتن قابليت انتشار و پخش الكترونها از سطح الكترود تنگستني درصد كمي از عناصر فعال بصورت آلياژ به الكترود تنگستني اضافه شده است كه اين امر باعث بهبود بخشيدن به شروع قوس، پايداري قوس و طول عمر الكترود شده است. گازهاي محافظ مخلوط براي بهتر شدن خصوصيات قوس معرفي شده است. محققان در حال حاضر در تلاش براي بهبود بخشيدن به كنترلهاي اتوماتيك، سنسورهاي كنترل قوس و نفوذ و … مي‌باشند.

توضيح و تعريف فرايندها

در اين فرايند از يك الكترود تنگستني (يا آلياژ تنگستن) مصرف نشدني كه در داخل مشعل قرار گرفته شده است، استفاده می‌گردد. از گاز محافظ كه از سر نازل خارج می‌شود برای حفاظت از الكترود، حوضچه جوش مذاب و جلوگيری از تاثير مخرب بعضی عناصر موجود در هوا استفاده می‌گردد. در اثر عبور جريان از گاز محافظ، يونيزه و رسانا شده و قوس الكتريكی ايجاد می‌گردد. قوس بين نوك الكترود و سطح قطعه كار ايجاد می‌گردد. فلز پايه بوسيله گرما ذوب شده و حوضچه مذاب در يك لحظه كوتاه ايجاد می‌گردد.

مشعل در راستای مسير اتصال به حركت درآمده و باعث ذوب لبه های اتصال به صورت مداوم

می‌گردد. اگر از فلز پركننده براي پر نمودن درز اتصال استفاده شود به داخل حوضچه جوش اضافه

می‌شود. براي انجام جوشكاري GTAWچهار جزء تشكيل دهنده زير امری اساسی می‌باشند:

١- منبع نيرو 2- مشعل 3- الكترود 4- گاز محافظ

مزايای فرايند جوشكاری تيگ

حاصل اين فرايند، جوش با كيفيت بالا و بدون عيب می‌باشد.

اين فرايند بدون پاشش جرقه می‌باشد در صورتيكه فرايندهای ديگر با پاشش جرقه همراه است.

در اين فرايند قطعات را می‌توان با استفاده از سيم جوش و يا بدون آن جوشكاری نمود.

اين فرايند كنترل عالي در نفوذ جوش پاس ريشه را امكان پذير می‌سازد.

جوشكاری ورق‌های نازك را می‌توان با سرعت بالا انجام داد.

اين فرايند اجازه كنترل دقيق بر روی شكل گرده جوش را می‌دهد.

اين فرايند مي تواند براي جوشكاري اكثر فلزات و همچنين جوشكاري فلزات غير مشابه استفاده شود.

از اين فرايند منبع گرما و افزودن فلز پر كننده بصورت مستقل كنترل مي شود.

اين فرايند در همه حالات قابل اجرا مي باشد.

دود بسيار كمي از فرايند ايجاد مي شود.

محدوديتهای فرايند جوش‌کاری تيگ :

موارد زير برخي از محدوديتهای فرايند جوشكاري تيگ می‌باشد :

-1 نرخ رسوب در اين فرايند كمتر از روشهای ديگر جوشكاری با الكترود مصرف شدنی است.

-2 اين روش نياز به مهارت بالای جوشكاری نسبت به فرايندهای ديگر دارد.

-3 اين روش برای جوشكاری ورقهای ضخيم‌تر از 10 ميليمتر مقرون به صرفه نيست.

-4 در اين روش محافظت مناسب از حوضچه مذاب جوش در محيطی كه باد می‌وزد، مشكل است.

عيوب حاصل از اين فرايند :

اگر الكترود با حوضچه تماس پيدا كند، باعث ايجاد عيب آخال تنگستنی می‌شود.

-2 اگر حفاظت مناسب از نوك فلز پر كننده توسط گاز محافظ صورت نگيرد باعث عيب آخال فلزي در جوش می‌شود.

-3 اين فرايند به آلودگي و كثيف بودن فلز پايه و فلز پر كننده خيلی حساس است.

-4 نشت آب از مشعلهای آب خنك باعث اكسيد شدن و تخلخل در فلز جوش می‌شود.

5-در اين فرايند همانند فرايندهای ديگر، استفاده از جريانDC می‌تواند باعث ايجاد وزش قوس شود.

متغيرهای فرايند جوش‌کاری تيگ :

متغيرهای اين روش عبارتند از : ولتاژ قوس (طول قوس)، شدت جريان، سرعت جوشكاری و گاز محافظ.

مقدار انرژي حرارتی توليد شده توسط قوس الكتريكی به ولتاژ و شدت جريان بستگی دارد. (Q=I2Rtk) مقدار رسوب فلز جوش در واحد طول با سرعت جوشكاری نسبت عكس دارد. قوس الكتريكی با استفاده از گاز هليوم نفوذ بيشتری نسبت به گاز آرگون ايجاد مي نمايد(. بخاطر ولتاژ يونيزاسيون بالاتر گاز هليوم)

شدت جريان الكتريكي :

بطور كلی شدت جريان در قوس الكتريكی نفوذ جوش را كنترل می‌نمايد. همچنين مقدار جريان بر روی ولتاژ قوس نيز تاثير مي گذارد. ولتاژ اين فرايند می‌تواند با جريان مستقيم و جريان متناوب مورد استفاده قرار بگيرد. البته انتخاب نوع جريان به فلزی كه جوش‌كاری می‌شود نيز بستگی دارد. جريان مستقيم با الكترود منفی برای نفوذ زياد و سرعت جوشكاری بالا استفاده می‌شود. مخصوصا هنگامي‌كه از گاز هليوم به عنوان گاز محافظ استفاده ميشود. هليوم گزينه مناسبي براي جوش‌كاری مكانيزه و جوشكاری فلزاتی كه دارای قابليت هدايت حرارتی بالايی هستند می‌باشد. جريان متناوب عمل

تميزكاری كاتدی را فراهم می‌كند. اگر اكسيدهای مقاوم و سخت بر روي فلزات مورد جوشكاری وجود داشته باشد توسط تميزكاري كاتدی برداشته می‌شود و باعث ايجاد جوش سالم و مناسب می‌شود. در اينگونه موارد بايد از گاز محافظ آرگون استفاده شود. زيرا گاز هليوم باعث عمل تميزكاری لايه های

اكسيدی نمی‌شود.. گاز آرگون گزينه مناسبی برای جوش‌كاری دستی با جريان مستقيم و جريان متناوب می‌باشد.

سومين گزينه در منبع نيرو براي جوشكاری استفاده از جريان مستقيم با الكترود مثبت می‌باشد. اين قطبيت به ندرت استفاده می‌شود. زير باعث گرمای بسيار زيادی در نوك الكترود می‌شود كه ممكن است منجر به ذوب شدن آن گردد. جزئيات بيشتر در مورد تاثير قطبيت در بخشهای بعدی توضيح داده می‌شود.

ولتاژ قوس :

مقدار ولتاژ بين الكترود تنگستنی و سطح كار، ولتاژ قوس ناميده می‌شود. ولتاژ قوس متغيری می‌باشد كه تحت تاثير موارد زير می‌باشد :

-1 جريان قوس

-2 شكل و حالت نوك الكترود تنگستني

-3 فاصله بين نوك الكترود وسطح كار

-4 نوع گاز محافظ

طول قوس در اين فرايند بسيار مهم است زيرا بر روي پهنا و عرض حوضچه جوش تاثير می‌گذارد. پهنای حوضچه جوش به طول قوس بستگي دارد به همين خاطر در بيشتر موارد طول قوس مورد نظر بايد كوتاهترين حد ممكن باشد. البته اگر طول قوس بسيار كوتاه باشد احتمال برخورد الكترود و سيم

و شدت DCEN جوش با هم و يا با حوضچه مذاب وجود دارد. يك مورد استثنا وجود دارد و آن در جوشكاری مكانيزه با استفاده از گاز هليوم و جريان جريان زياد امكان فرو بردن الكترود در مذاب و مخفی شدن آن جهت توليد نفوذ عميق امكان پذير می‌باشد. اما بايد بصورت جوشی با عرض باريك و

سرعت زياد انجام شود كه اين تكنيك قوس مخفی ناميده می‌شود. وقتی كه از ولتاژ قوس براي كنترل طول قوس در كاربردهای حساس استفاده ميشود بايد به متغيرهاي ديگر كه بر روي ولتاژ اثر می‌گذارند توجه داشته باشيم. در راس همه عيوب، آخالهاي توسط الكترود و گاز محافظ، تغذيه نامناسب سيم جوش و تغيير دماي الكترود و فرسايش و سائيدگي الكترود قرار دارد.

سرعت پيشروي:

سرعت پيشروي بر روي نفوذ و عرض گرده جوش در جوشكاري تيگ تاثير می‌گذارد. اگرچه تاثير آن بيشتر بر روي پهناي جوش ديده مي شود تا در نفوذ جوش. شرعت پيشروي بخاطر تاثيراتي كه بر قيمت و هزينه دارد بيشتر مورد اهميت مي باشد.

در بعضی موارد و كاربردها، سرعت پيشروی به عنوان يك هدف با متغيرهای انتخاب شده ديگر، براي بدست آوردن ظاهر جوش مورد نظر در همان سرعت تعريف شده است. در موارد ديگر پيشروي ممكن است يك متغير وابسته باشد كه براي بدست آوردن كيفيت جوش و تناسب مورد نياز تحت بهترين حالت ممكن با ديگر متغيرها انتخاب شود. صرف نظر از موارد ديگر هنگاميكه ديگر متغيرها نظير جريان يا ولتاژ براي كنترل جوش تغيير ميكند سرعت پيشروي عموما در جوشكاري‌های مكانيزه ثابت است.

تغذيه سيم جوش:

در جوشكاري دستي، نحوه اضافه كردن فلز پر كننده به حوضچه مذاب بر تعداد پاس هاي مورد نياز و ظاهر تمام شده جوش تاثير مي گذارد.

در ماشينها و دستگاههاي اتوماتيك سرعت تغذيه سيم، مقدار رسوب فلز جوش را به ازاي طول جوش تعيين مي كند. كم كردن سرعت تغذيه سيم

مقدار نفوذ را بالا مي برد و حد فاصل مهره ها را پهن و مسطح مي كند. تغذيه كردن بسيار كند و آرام سيم جوش مي تواند باعث ايجاد خوردگي كناره جوش (Under Cut) ترك در خط مركزي جوش و عدم پر شدن اتصال مي شود. بالا بودن سرعت تغذيه سيم، نفوذ را كم نموده و گرده جوش را محدب مي كند.

تجهيزات مورد نياز:

تجهيزات مورد نياز GTAW شامل منبع نيرو، مشعل، الكترود و گاز محافظ مي باشد. سيستم مكانيزه ممكن است داراي كنترل هاي ولتاژ قوس، نوسان دهنده عرضي قوس و سيستم تغذيه سيم باشد.

اکسی استیلن

جوشكاري به روش اكسي استيلن

جوشكاري به روش اكسي استيلن

Oxy – gas Welding

جوشكاري اكسي گاز

Oxygen – Fuel Welding

Oxy – Acetylen Welding (OAW)

جوشكاري اكسي گاز يكي از روشهاي جوشكاري قديمي بوده كه به دليل خصوصيات منحصر به فرد خود هنوز در صنعت داراي كاربرد وسيعی  می‌باشد.

جوشكاری اكسی‌گاز به هر نوع احتراق گاز سوختني با اكسيژن كه به عنوان يك منبع گرمايي براي جوشكاري باشد، اطلاق می‌گردد. در اين روش با استفاده از شعله حاصل از سوختن گاز سوختني با اكسيژن كه در سر مشعل ايجاد می‌شود, جهت ذوب فلز پايه و سيم جوش استفاده می‌گردد. در اين روش گاز سوختنی با اكسيژن به نسبت مناسب وارد محفظه اختلاط مشعل شده و پس از مخلوط شدن از سر نازل مشعل خارج شده و محترق می‌شود.

حرارت حاصل از سوختن گازها در صنعت دارای كاربرد گوناگوني می‌باشد كه عبارتند از:

1-جوشكاری2-لحيم كاري نرم و سخت3-برش كاري

4 شيار زني5-صافكاري 6-پيشگرم كردن7-تميز‌کاري سطوح8- فلزپاشي9-سخت‌كاري.

مزاياي جوشكاري اكسي گاز:

١. تجهيزات آن ساده و ارزان قيمت می‌باشد.

٢. قابل حمل و نقل می‌باشد.

٣. براي جوشكاری ورقهای نازك، لوله های جدار نازك و لوله هاي با قطر كم مناسب است.

۴. امكان لحيم كاري نرم و سخت وجود دارد.

۵. درجه رقت آن كم است(Dilution)

معايب جوشكاری گاز:

١. سرعت جوشكاری كم است.

٢. حرارت ورودی به قطعه بالا است.

٣. جوشكاری ورقهای ضخيم به جز در كارهای تعميراتي مقرون به صرفه نمی‌باشد.

۴. خطر پس زدن شعله و امكان انفجار وجود دارد.

۵. همه نوع فلز را نمی‌توان با اين روش جوشكاری نمود.

گازهای مورد استفاده در جوشكاری اكسي گاز:

گازهای مصرفي به دو دسته تقسيم می‌شوند.

١. گاز سوختني

٢. گاز عامل اشتعال

گازهای سوختنی:

گازهای سوختنی كه براي جوشكاری مورد استفاده قرار می‌گيرد . بايد داراي خصوصيات ذيل باشد:

١. دمای شعله حاصل بالا باشد.

٢. سرعت احتراق زياد باشد.

٣. انرژي حرارتی بالايی توليد نمايد.

۴. دارای كمترين اثر مخرب بر روی جوش باشد.

۵. تهيه آن ساده و ارزان باشد.

در بين گازهای موجود گاز استيلن دارای همه خصوصيات ذكر شده می‌باشد و بيشتر در جوشكاری مورد استفاده قرار می‌گيرد. گازهاي ديگر نظير پروپان, گاز طبيعي, گاز متيل استيلن, پروپادين, پروپيلن و … دمای بالايی توليد می‌نمايند.

ولی سرعت احتراق آنها پائين می‌باشد. بعضی از گازها نيز در نسبت مناسب تنظيم شده و برای سوختن دارای خاصيت اكسيدكنندگی براي جوش می‌باشند. گازهای فوق براي برشكاری و لحيم‌كاری و همچنين كارهايي كه نياز به نرخ انتقال حرارتی بالايی نمی‌باشد مورد استفاده قرار می‌گيرند.

 

گاز استيلن 2

گاز استيلن با فرمول شيميائي C2H2 يك گاز هيدروكربني مي باشد كه درصد وزني كربن آن بيشتر از گازهاي هيدروكربني ديگر است.اين گازها بدون رنگ و سبكتر از هوا بوده و داراي بوي نامطبوعي مي باشد. بد بو بودن آن به دليل وجود ناخالصيهايي نظير سولفور هيدروژن و فسفر هيدروژن مي باشد.

گاز استيلن را از تماس آب بر روي سنگ كاربيد به دست مي آورند.

طرز تهيه كاربيد كلسيم (سنگ كاربيد) C2Ca

كاربيد كلسيم با نام تجاري سنگ كاربيد, ماده اوليه توليد گاز استيلن براي مصارف جوشكاري و برشكاري محسوب می‌شود. اين ماده را از تركيب كک (C) با اكسيد آهك  (CaO) توليد می‌نمايند.

عمل تركيب اين مواد در كوره هيا قوس الكترونيكي ويژه در دماي 3000 درجه سانتيگراد صورت مي‌گيرد. فعل و انفعال شيميائي حاصل به صورت ذيل مي‌باشد.

در پايان واكنش, كاربيد كلسيم به صورت مذاب به داخل بوته هاي ويژه ريخته شده و پس از سرد شدن, آن را آسياب نموده و در اندازه هاي مختلف درشبكه‌های آب بندي شده, به بازار عرضه می‌شود.

كاربيد كلسيم به شدت جاذب آب است و به محض رسيدن مختصری رطوبت به آن گاز اسيتيلن متصاعد می‌شود. حتی رطوبت هوا هم با سنگ كاربيد,گاز استيلن توليد می‌نمايد.

هر كيلوگرم سنگ كاربيد در صورت خالص بودن 350 ليتر گاز استيلن توليد می‌نمايد وليكن به دليل همراه بودن با برخي ناخالصيها اين مقدار تا 250 ليتر كاهش می‌يابد.

توليد گاز استيلن

از تماس سنگ كاربيد كلسيم  CaC2با آب, گاز استيلن C2H2 متصاعد مي گردد. واكنش شيميائي حاصل يك فعل و انفعال گرمازا مي باشد. به گونه اي كه از هر كيلوگرم كاربيد كلسيم 400 كيلو كالري گرما توليد مي شود.

 

گاز استيلن در فشار بالاي 2 بار  (30 psi)ناپايدار بوده و خاصيت انفجاري دارد.

بنابراين براي رعايت ايمني لازم است فشار استيلن در مولدها يا خروجي رگلاتورها و لوله هاي انتقال از   15psi   بالاتر نرود.

گاز عامل اشتعال

همه مواد براي سوختن نياز به گاز اكسيژن دارند, به طوري كه بدون اكسيژن هيچ عمل سوختنی انجام نمی‌شود. در هواي اتمسفر 21 % حجمي اكسيژن وجود دارد. گاز اكسيژن را به صورت خالص براي مصارف جوشكاري و برشكاري مورد استفاده قرار مي‌دهند.

طرز تهيه اكسيژن

ابتدا هوا را از صافي هاي ويژه عبور داده تا گرد و غبار, چربي و بخار آن گرفته شود. لذا مراحل ذيل به صورت متوالی انجام می‌گيرد.

1.هوا توسط كمپرسور تا فشار -200bar تحت فشار قرار می‌گیرد.

٢. هوای متراكم شده از داخل كويلهایی عبور نموده و باعث سرمازدگي و در نتيجه تبديل هواي متراكم به مايع مي گردد(. مانند سيستم سرما ساز در يخچالها)

  1. هواي مايع را مجدداً حرارت داده و در-196 درجه سانتی‌گرادگاز نیتروژن جدا شده و در -183 درجه سانتی گراد گاز اکسیژن تبخیر و جدا می‌گردد.

گاز اكسيژن خالص را در داخل كپسول‌ها به صورت فشرده يا به صورت مايع در داخل كپسول‌های مخصوص به بازار عرضه مي‌كنند.

کپسول‌های ذخیره گاز

كپسول اكسيژن:

از آنجائيكه اكسيژن با فشار بالايي در داخل كپسول ذخيره مي گردد, لذا براي ساخت كپسول اكسيژن از فولادي با استحكام

80kg/mm2 استفاده مي‌گردد. اين كپسولها از طريق اكستروژن تهيه شده و بدون درز مي‌باشند. ضخامت ديواره كپسول در حدود 8 تا 9 ميليمتر و ارتفاع آن 1800 ميليمتر مي باشد. وزن خالي كپسول 75 كيلوگرم و گنجايش آن معادل 40 ليتر آب مي باشد (البته كپسولهايي با ظرفيت بيشتر و كمتر نيز وجود دارد). در

قسمت پايين كپسول يك حلقه تبديل دايره به مرجع وجود دارد كه جهت جلوگيري از غلطيدن كپسول در حالت خوابيده مي باشد. به منظور محاسبه حجم گاز موجود در كپسول مي توانيد فشار كپسول را در حجم كپسول ضرب نماييد.

150×40=6000lit = 6m3

كپسول استيلن:

كپسول استيلن از ورق فولادی و به روش جوشكاری ساخته مي شود. به دليل فشار كمتر گاز استيلن, ضخامت ديوار كپسول در حدود 4 تا 5 ميليمتر می‌باشد. متراكم كردن گاز استيلن در فشار بالاي 2bar بسيار خطرناك بوده و امكان انفجار وجود دارد. برای ذخيره سازی بيشتر گاز استيلن در فشار بالاتر, آن را در داخل مايع استن حل می‌نمايند.

مايع استن مي تواند تا 25 برابر حجم خود گاز استيلن را در خود حل نمايد. براي توزيع يكنواخت مايع استن در داخل كپسول و انحلال بهتر گازاستيلن, داخل كپسل استيلن از مواد اسفنجي شكل پر شده است. درصد تخلخل اين مواد در حدود 80 تا 70 درصد مي باشد. كپسول گاز استيلن بايد هميشه به صورت ايستاده مورد استفاده قرار گيرد تا مايع استن از داخل كپسول خارج نگردد.

حجم گاز استن در حالت پر برابر است با:

V=16×25×15=6000lit

فشار كپسول=قابليت انحلال=ليتر استن

از آنجائيكه گاز به صورت حل شده در داخل كپسول می‌باشد, حجم گاز باقيمانده كپسول استيلن را نمی‌توان دقيقاً محاسبه نمود. به طور تقريبي می‌توان حجم كپسول را در فشار و عدد ثابت 10 ضرب نمود و مقدار گاز را محاسبه نمود.

به عنوان مثال: ظرفيت كپسول 40 ليتر, فشار باقيمانده 8bar

40 = حجم گاز موجود ×8×10=3200lit

رابطه فشار با دمای گاز:

فشار گاز داخل كپسول با افزايش دمای محيط, زياد شده و با حذف كاهش دمای محيط, كم می‌شود.

مقدار مجاز گاز خروجی از كپسولهاي اكسيژن و استيلن:

مقدار خروجی گاز استيلن در يك ساعت نبايد از حد زير بيشتر باشد.

الف 900 تا 1000 ليتر در ساعت براي زمان خيلي كم.

ب 500 تا 600 ليتر در ساعت به صورت مداوم.

در غير اينصورت باعث خروج مايع استن به همراه گاز خروجي می‌گردد.

مقدار مجاز خروج گاز اكسيژن بين 1200 تا 1500 ليتر در ساعت مي باشد. در خروجی بالاتر امكان يخ زدگي رگلاتور اكسيژن وجود دارد.

در مواقعی كه نياز به حجم گاز مصرفی بالاتر می‌باشد از سيستم سانترال استفاده می‌شود. در اين سيستم براي هر نوع گاز (اكسيژن يا استيلن) دو سری كپسول در قسمت چپ و راست زماني‌كه گاز در يك طرف مصرف شد, شير آن طرف بسته شده و شير طرف ديگر باز شده و گاز برای مصرف وارد سيستم می‌گردد.

مشعل جوشكاري

وظيفه مشعل جوشكاری اين است كه گاز اكسيژن و گاز سوختنی را به ميزان معينی با هم مخلوط نموده و آن را با سرعت بيشتر از سرعت احتراق گاز از سر مشعل خارج سازد.

مشعل جوشكاري از قسمتهای ذيل تشكيل شده است:

١. شيرهای اكسيژن و استيلن

٢. دسته مشعل

٣. لوله اختلاط

۴. نازل

دو نوع مشعل جوشكاری وجود دارد. نوع اول مشعلهای انژكتوری يا فشار ضعيف و نوع دوم مشعل فشار مساوي می‌باشد.

مشعل انژكتوری

انژكتور در قسمت وسط داراي سوراخ ريزی می‌باشد كه از آن اكسيژن با فشار دو و نیم تا سه بار خارج  می‌شود و در اطراف انژكتور سوراخهایی تحت زاويه براي ورود گاز استيلن با فشار كم (حدود نيم بار) تعبيه شده است. خروج گاز اكسيژن از سوراخ وسط انژكتور و وارد شدن آن در فضايی بزرگتر, ايجاد خلأ نموده و گاز استيلن را با خود به درون محفظه اختلاط می‌كشد و پس از اختلاط گاز اكسيژن و استيلن در محفظه اختلاط از سر نازل براي احتراق خارج می‌شود.

مشعل فشار قوی یا فشار مساوی

در اين نوع مشعل گاز اكسيژن و استيلن تقريباً با فشار مساوي در حدود 0.1 تا 1 بار وارد محفظه اختلاط می گردد. در این مشعل اکسیژن از سوراخ وسط خارج شده و  گاز سوختني از چند سوراخ در اطراف تحت زاويه جهت اختلاط بهتر وارد مي شود و سپس از سر نازل خارج مي شود.

نازل مشعل (سر پيك)

انتخاب مناسب سر بيك به قدرت شعله مورد نياز بستگی دارد. كه به نوع فلز, ضخامت فلز و نوع تكنيك جوشكاري (پيش دستي, پس دستي) مرتبط می‌باشد.

انواع شعله در جوشكاری گاز:

بسته به ميزان گاز سوختنی به گاز اكسيژن, شعله های مختلفي حاصل می‌شوند كه عبارتند از شعله احياء كننده, شعله اكسيد كننده و شعله خنثی.

الف- شعله احياء كننده:

چنانچه نسبت گاز سوختنی به گاز اكسيژن كمتر از يك باشد شعله حاصل احياءكننده بوده و به صورت يك هاله اضافه تر در جلوي هسته آبي مشخص

مي گردد.

در اين شعله مقداري كربن و هيدروژن نسوخته وجود دارد كه مي تواند باعث افزايش كربن در جوشكاري فولاد گردد.

كاربرد شعله احياءكننده:

از شعله احياءكننده قوی برای عمل روكش‌كاری سخت بر روي فولادها استفاده می‌گردد.

از شعله احياءكننده ضعيف‌تر برای لحيم‌كاری و جوشكاری آلومينيوم و ديگر فلزات غيرآهنی استفاده

می‌گردد. استفاده از اين شعله در مواقعی است كه وجود كمی اكسيژن در شعله می‌تواند مشكل‌ساز باشد.

ب- شعله اكسيدكننده:

چنانچه نسبت گاز سوختنی به گاز اكسيژن كمتر از يك باشد شعله حاصل اكسيدكننده می‌باشد در اين شعله مقداری اكسيژن اضافه‌تر وجود دارد كه جوشكاری با آن می‌تواند باعث اكسيد شدن فلز جوش گردد. هسته آبی در شعله اكسيدی روشن‌تر بوده و نوك آن تيزتر می‌باشد.

كاربرد شعله اكسيدكننده:

از شعله اكسيدی قوی برای جوشكاری برنج و آلياژهايی روي استفاده می‌گردد.

از شعله اكسيدی ضعيف‌تر برای جوشكاری فلزاتی كه داراي روكش روی می‌باشند, استفاده می‌گردد.

نحوه تنظيم شعله احياءكننده از شعله خنثی:

در شعله خنثی با افزايش مقدار گاز سوختني و يا كاهش گاز اكسيژن مي توان شعله احياء را ايجاد نمود.

نحوه تنظيم شعله اكسيدي از شعله خنثي:

در شعله خنثی با افزايش مقدار گاز اكسيژن و يا كاهش گاز سوختني مي توان شعله اكسيدی را تنظيم نمود.

محتویات سیلندر گاز اکسی استیلن

محتویات سیلندر گاز اکسی استیلن

منبع:کتاب آموزشی تکنولوژی جوشکاری

 

تکنولوژی جوش

شناخت دستگاه‌های جوش کاری و چگونگی تنظیم آنها

شناخت دستگاه‌های جوشکاری و چگونگی تنظیم –رکتیفایر جوش‌کاری-خصوصیات دستگاه های جوش‌کاری-انواع دستگاه جوش‌کاری-تفاوت دینام جوش با موتور جوش-ویژگی جریان اکتریکی ورودی به کارگاه جوش‌کاری- ترانسفورماتور جوش‌کاری- ترانسفورماتورها ساده‌ترين دستگاه هاي جوشكاري

mig-welding-a-large-pipe

مقدمه اي بر تكنولوژي جوشكاري

مقدمه اي بر تكنولوژي جوشكاري

mig-welding-a-large-pipe

General Introduction to Welding Technology

مقدمه

بشر اوليه زماني كه فلز را شناخت و به نحوه ذوب و ريخته گري آن پي برد، در زمينه اتصال قطعات فلزي تلاشهاي زيادي كرد و توانست لحيم‌كاري و بعضي از روشهاي ساده جوشكاري را ابداع نمايد. در كاوشهاي باستان شناسي دست بندهاي طلائي پيدا شده است كه مربوط به دوران قبل تاريخ بوده و سر اين دست‌بندها به وسيله ضربات چكش، جوشكاري شده است. در جواهرات قديمي ذرات ريز طلا را به وسيله صمغ درخت و نمك مس به هم چسبانده, سپس آن را آتش مي زدند. در اثر حرارت حاصل از سوختن صمغ درخت, فلز مس احيا شده و با طلا تركيب مي شد و بدين ترتيب جوشكاري قطعات ريز طلا انجام مي‌گرفت. دو ميان قديم از آلياژهائي براي لحيم كاري استفاده مي‌كردند كه هنوز هم در صنعت امروزي كاربرد دارند.

جوشكاري به صورت امروزي در قرن نوزدهم اهميت بيشتري پيدا نمود و پيشرفت كرد. در سال 1887 ميلادي برنوداس روسي از قوس الكترونيكي و الكترود ذغالي براي جوشكاري استفاده نمود و بعد از او اسكاويافوف الكترود فلزي بدون روپوش (روكش) و قوس الكترونيكي را براي جوشكاري به كار گرفت.

امروزه بيشتر از صد روش جوشكاري، برش كاري و لحيم‌كاري اختراع شده و جوشكاري را به عنوان يك شاخه علمي مطرح نموده است و داراي شاخه‌هاي متعددي در زمينه فرايندهاي جوشكاري, طراحي, بازرسي, متالوژي و غيره مي‌باشد و جمعيت زيادي را در اين صنعت مشغول به كار نموده است.

انواع اتصالات

در صنعت, هر سازه فلزي از قطعات مختلف ريخته گري شده, نورد كاري شده و ماشين‌كاري شده ساخته مي‌شود و اين قطعات به روشهاي مختلفي به يكديگر متصل مي‌گردند كه عبارتند از: پيچ, پرچ, خار, پين, لحيم و جوش.

روش‌هاي فوق را مي توان به صورت ذيل دسته‌بندي نمود:

الف- اتصال موقت: پيچ, پين, خار.

ب- اتصال نيمه موقت: پرچ, لحيم.

ج- اتصال دائم: جوشكاري

اتصال موقت: به اتصالي گفته مي‌شود كه در صورت جدا نمودن عامل اتصال (پيچ, پين, خار), به فلز پايه و عامل اتصال آسيبي وارد نمي‌گردد.

اتصال نيمه موقت: به اتصالي گفته مي شود كه در صورت جدا نمودن عامل اتصال (پيچ, پين, خار), فلز پايه صدمه‌اي نمي‌بيند ولي عامل اتصال از بين مي‌رود.

اتصال دائم: به اتصالي گفته مي‌شود كه در صورت جدا نمودن عامل اتصال (پيچ, پين, خار), هم فلز پايه و هم عامل اتصال آسيب مي‌بيند.

مزيت اتصال موقت نسبت به اتصال دائم آن است كه كمترين عيب احتمالي را دارد, در صورتيكه در اتصال دائم نظير جوشكاري عيوب مختلفي ايجاد مي‌گردد.

مزيت اتصال دائم:

١. استحكام آن بالاتر است.

٢. امكان آب بندي وجود دارد.

٣. سريعتر انجام مي‌شود.

۴. آماده سازي كمتري نياز دارد.

۵. به مرور زمان عامل اتصال شل نمي‌شود.

لحيم‌كاري

لحيم‌كاري يك نوع اتصال موقت مي‌باشد و به دو دسته تقسيم مي‌گردد:

1-لحيم‌كاري نرم

2-لحيم‌کاري سخت

در لحيم‌‌کاري از يك فلز سيال با نقطه ذوب پائين‌تر از فلز پايه جهت اتصال استفاده مي‌شود. ابتدا لبه‌هاي قطعات فلزي را تا دماي بالاتر از نقطه ذوب فلز لحيم حرارت داده, سپس فلز لحيم را اضافه مي‌نمايند. فلز لحيم ذوب شده و در شكاف بين دو قطعه جاري مي‌گردد و در پستي و بلنديهاي سطح فلز قرار گرفته و پس از انجماد باعث عمل اتصال می‌گردد. اگر نقطه ذوب فلز لحیم کمتر از 450 درجه سانتی‌گراد باشد، لحیم‌کاری نرم و اگر بالاتر از 450 درجه سانتی‌گراد باشد، لحیم‌کاری سخت نامیده می‌شود.

جوشكاري

تعريف: عمل ايجاد پيوند بين اتمهاي دو جسم را جوشكاري گويند. اين پيوند مي تواند بين دو فلز هم جنس و يا غير همجنس, بين فلز يا غير فلز و يا بين دو ماده غير فلزي (پلاستيك) انجام شود.

عمل جوشكاري مي تواند با حرارت و يا بدون حرارت, با فشار يا بدون فشار, با ماده كمكي يا بدون آن انجام شود.

جوشكاري از نظر ذوب به دو دسته كلي تقسيم‌بندي مي‌گردد

١- جوشكاري غير ذوبي

٢- جوشكاري ذوبي

جوشكاري غير ذوبي:

در اين روشها بدون ذوب لبه هاي اتصال, عمل جوشكاري انجام مي گيرد.

جوشكاري غير ذوبي به دو دسته زير تقسيم مي گردد:

الف- بدون استفاده از حرارت

ب- با استفاده از حرارت

ج- جوشكاري غير ذوبي بدون استفاده از حرارت

در اين روش قطعات در دماي محيط توسط ضربه يا فشار به يكديگر جوشكاري مي شوند. مانند: جوشكاري انفجاري, جوشكاري التراسونيك, جوشكاري با ضربات چكش, جوشكاري توسط غلتك‌‌کاري.

ب- جوشكاري غير ذوبي به وسيله حرارت

در اين روش قطعات تا دماي خميري شدن حرارت داده مي شوند سپس توسط فشار با ضربه عمل جوشكاري انجام مي‌گيرد. مانند: جوش آهنگري,جوش غلتك كاري گرم.

جوشكاري ذوبي:

در اين روش با استفاده از حرارت لبه‌هاي اتصال ذوب شده و سپس با استفاده از ماده كمكي و يا بدون آن عمل جوشكاري انجام مي‌شود. مانند جوشكاري اكسي گاز كه از حرارت حاصل از سوختن يك گاز سوختني مانند استيلن با اكسيژن لبه هاي كار به دماي ذوب رسيده و در هم ادغام مي‌گردند و پس از منجمد شدن عامل جوشكاري انجام مي‌شود و يا مثل جوشكاري با قوس الكتريكي نظير جوشكاري برق, تيگ, ميگ مگ, زير پودري,پلاسما.

منابع حرارتي مورد استفاده در جوشكاري عبارتند از:

١- شيميائي: از فعل و انفعالات شيميائي مي توان براي توليد حرارت استفاده نمود مانند عمل سوختن گازهاي سوختني با اكسيژن يا جوشكاري ترميت كه از واكنش بين پودر آلومينيوم و اكسيد آهن حرارت زيادي ايجاد شده و باعث ذوب و احياء اكسيد آهن مي گردد و آهن مذاب حاصل براي جوشكاري به كار مي‌رود.

٢- الكتريكي: از انرژي الكتريكي مي توان براي جوشكاري مقاومتي, جوشكاري با قوس الكتريكي و جوشكاري الكترون بيم استفاده نمود.

٣- نوري: انرژي نوري در جوشكاري با ليزر از يك شعاع نوري متمركز با انرژي زياد استفاده مي‌گردد.

 

منبع:کتاب آموزشی تکنولوژی جوشکاری

صنعتکاران

طبقه بندی عیوب جوشکاری(بخش سوم)

طبقه بندی عیوب جوشکاری(بخش سوم)

آخال توپر (Solid Inclusion)

آخال توپر مواد خارجی جامد حبس شده در فلز جوش می باشد.

آخالها عبارتند از ناخالصیها یا مواد خارجی که حین فرایند جوشکاري داخل حوضچه مذاب می شوند. آخال موجب تضعیف جوش می گردد. به عنوان نمونه آخال سرباره را می توان نام برد یعنی سرباره اي که بطور طبیعی براي محافظت فلز داغ روي جوش تشکیل می شود ممکن است در داخل جوش محبوس گردد. اگر الکترود به درستی نوسان داده نشود، نیروي قوس بعضی از ذرات سرباره را به داخل حوضچه مذاب می فرستد. به هنگام انجماد فلزات مذاب چنانچه این آخالها به خارج حوضچه مذاب شناور نشوند، در فلز محبوس مانده و جوش را معیوب می کنند. وجود آخال در جوشکاري سقفی احتمال بیشتري دارد زیرا در این نوع جوشکاري به منظور جلوگیري از ریزش فلز مذاب سعی می شود حوضچه مذاب خیلی سیال نباشد و سریعتر منجمد شود. با این وجود چنانچه الکترود حین انجام عملیات جوشکاري به درستی نوسان داده شود، و یا از الکترود مناسبی استفاده شود و شدت جریان جوشکاري به درستی تنظیم شود، میتوان از آخال جلوگیري نمود یا مقدار آنرا تقلیل داد.

آخال سر‌باره (Slag Inclusion)

مواد غیر فلزي جامدي هستند که در فلز جوش یا بین فلز جوش و فلز پایه حبس شده اند و بیشتر در جوشهایی که با فرایندهاي قوسی دستی یا زیرپودري جوشکاري شده اند، یافت می شود. در کل آخالهاي سرباره بر اثر عیوب تکنیک جوشکاري، عدم طراحی مناسب اتصال و یا عدم تمیزکاري سطح جوش بین دو پاس پدید می آید. معمولا سرباره مذاب به سمت سطح جوش حرکت می کند.

شیارهاي تیز در سطوح میانی جوش یا بین پاسها سبب حبس سرباره در زیر فلز مذاب جوش میشوند. آخال سرباره بسته به وضعیت تشکیلش ممکن است به صورتهاي گوناگونی از نظر پراکندگی و محل تشکیل در نزدیکی اتصال باشد.

آخال پودر (Flux Inclusion)

پودر حبس شده در فلز جوش است. آخال پودر بسته به وضعیت می تواند بصورتهاي زیر باشد :

– خطی

– منفرد

– انواع دیگر

آخال اکسیدي (Oxide Inclusion)

آخال اکسیدي، اکسید فلزي حبس شده در فلز جوش حین انجماد است

چروك‌خوردگی (Puckering)

چروك خوردگی در بعضی حالات، خصوصا در آلیاژهاي آلومینیوم مشاهده می شود که عمدتا در این مورد، محافظت غیر رضایت بخش از آلودگی جوي و تلاطم در حوضچه مذاب و تشکیل قشر اکسیدي، می تواند باعث پیدایش چروك خوردگی شود

آخال فلزی (Metallic Inclusion)

آخال فلزي، ذره اي از فلز خارجی حبس شده در فلز جوش است. ذره ممکن است از جنس هاي زیر باشد :

– تنگستن

– مس

– فلزهاي دیگر

آخال تنگستن (Tungsten Inclusion)

ذرات تنگستنی محبوس شده در فلز جوش جوشکاري قوسی تنگستنی با الکترود تنگستنی براي برقراري قوس بین الکترود و جوش می باشد و مشخصه بارز فرایند جوشکاري با قوس به حساب می آید. در این فرایند از الکترود تنگستنی براي برقراري قوس بین (GTAW) تنگستنی الکترود و جوش یا فلز پایه استفاده می شود. اگر الکترود تنگستنی در مذاب فرو رود یا اینکه جریان

قوس آنقدر بالا رود که تنگستن ذوب شده و قطره قطره در حوضچه جوش فرود آید، آخالهاي تنگستنی حاصل خواهد شد. آخالهاي تنگستنی روي فیلمهاي پرتونگاري بصورت علائم و نقاط خیلی روشن دیده می شوند زیرا چگالی تنگستن بیشتر از فولاد یا آلومینیوم است. در نتیجه اشعه را بیشتر جذب خواهد کرد. تقریبا مابقی ناپیوستگیها و عیوب در آزمون پرتونگاري به شکل نقاط تیره و تاریک مشاهده می شوند.

نفوذ ناقص (Lack of Penetration) و ذوب ناقص (Lack of Fusion)

ذوب ناقص یا نفوذ ناقص در ریشه جوش یکی از عیبهاي مهم به شمار می آید. این عیب حاکی از آن است که فلز ذوب شده با فلز پایه در ناحیه ریشه، جوش نخورده است. وجود این عیب مقاومت جوش را شدیدا کاهش داده و اتصال را غیر قابل اعتماد می سازد و به علاوه خود، تنشهایی را تولید می کند که بیش از پیش مقاومت جوش را در مقابل نیروهاي خارجی می کاهد. ذوب نشدن و نفوذ نکردن ریشه، نشانه آن است که شدت جریان جوشکاري کافی نبوده یا حرکت الکترود حین جوشکاري سریع بوده است یعنی در هر حال فلز حرارت کافی ندیده تا در محل مورد نظر ذوب شود.

اگر زاویه پخ لبه ها کوچک باشد گرم کردن فلز پایه در ناحیه ریشه جوش مشکل بوده و ممکن است باعث بروز این عیب شود. همچنین پاك نبودن لبه کار و نفوذ ناخالصیها در جوش ممکن است سبب جلوگیري از ذوب شدن و نفوذ کردن در ریشه شود. این عیب را با نگاه کردن به پشت جوش در صورت دسترسی می توان دید. اگر این عیب از اندازه مجاز بیشتر باشد بایستی محل معیوب تعمیر گردد.

 

  ذوب ناقص(Lack of Fusion)

ذوب ناقص، عدم یکپارچگی بین فلز جوش و فلز پایه یا فلز جوش با فلز جوش است. این عیب بهیکی از صورتهاي زیر ظاهر می شود :

– ذوب ناقص دیواره جانبی

– ذوب ناقص بین پاسی

– ذوب ناقص در ریشه

ذوب ناقص نتیجه تکنیک نادرست جوشکاري، آماده سازي غلط فلز پایه یا طرح اتصال نامناسب است. علت ذوب ناقص (عدم ادغام کامل) عبارتست از کمی حرارت جوشکاري یا فقدان راهیابی به همه سطوح ادغام یا هر دوچسبندگی شدید اکسیدها حتی اگر مسیر مناسبی جهت دستیابی به سطوح فراهم شود و حرارت کافی تامین شود باز هم مانع ادغام کامل خواهد شد.

ذوب نشدن لبه جوش (Lack of side wall fusion)

این عیب ممکن است در نتیجه جوشکاري با شدت جریان کم یا حرکت سریع الکترود در فرایندهاي چند پاسه پدید آید. یعنی فلز الکترود ذوب شده روي فلز پایه که هنوز به اندازه کافی گرم نشده است می ریزد و در نتیجه لبه هاي فلز پایه خوب جوش نمی خورد.

در این محلها نیروهاي چسبندگی بین فلز جوش و فلز پایه ناچیز بوده و گرده ذوب شده ممکن است به آسانی از لبه قطعه جدا شود. این عیب را می توان با پرتونگاري با اشعه ایکس یا گاما آشکار نمود.

در صورت بروز این عیب محل معیوب سوهان خورده، سنگ زده شده و جوش ترمیم می شود.

نفوذ ناقص (Lack of Penetration)

نفوذ ناقص، عدم ذوب بین فلز پایه و فلز پایه بخاطر نرسیدن فلز جوش به داخل ریشه اتصال است. در این حالت هیچیک از دیواره هاي دو طرف قطعه از قبل ماشینکاري شده ذوب نخواهد شد و بدون تغییر ناشی از ذوب و حرارت باقی خواهد ماند.

نقطه اي که عدم نفوذ و ادغام در آن روي داده است با ناپیوستگی به نام نفوذ ناقص معرفی می شود.

حرارت ناکافی، طرح اتصال نامطلوب یا هدایت جانبی قوس جوشکاري به شکل نادرست، از جمله عواملی هستند که موجب بروز نفوذ ناقص می شوند. بعضی فرایندها نسبت به بعضی دیگر قادرند نفوذ بیشتري ایجاد کنند.

اتصالاتی که باید از هر دو طرف جوشکاري شوند، بعد از جوشکاري یک طرف و قبل از جوشکارينمود. (Back Gouging) طرف دیگر، براي اطمینان از عدم نفوذ ناقص آنرا می توان شیارزنی جوشهاي لوله، خصوصا در معرض چنین ناپیوستگی هستند زیرا اکثر اوقات دسترسی به داخل لوله مقدور نمی باشد. در چنین مواردي طراحان عمدتا براي کمک به جوشکاران تسمه یا پشت بند هاي مصرفی را پیشنهاد می کنند. جوشهایی را که باید نفوذکافی داشته باشند بوسیله بعضی بازرسیهاي

غیر مخرب آزمایش می کنند. این مسئله در مورد پلها، خطوط لوله، قطعات تحت فشار و کاربردهاي هسته اي صدق می کند.

مقدار نفوذ لازم در هر اتصال در نقشه ها معین می شود. بدست آوردن نفوذ لازم بستگی به قابلیت دسترسی منبع حرارتی و فلز پر کننده به محل جوشکاري دارد. نفوذ ناقص ممکن است از طراحی نادرست درز جوش ناشی شود. بسیاري از طراحان براي اطمینان از عدم وجود نواحی با نفوذ ناقص در ریشه جوش، شیار زنی صد در صد پشت جوش و جوشکاري مجدد را تجویز می کنند. در ساختمان پلها، اتصال جوشی که مقدار معینی نفوذ داشته باشد، از نظر طراحی مورد قبول نیست مگر آنکه با

انجام آزمایشات غیر مخرب از سلامت جوش اطمینان حاصل شودمنظور از شکل ناقص، شکل ناقص سطح خارجی جوش یا نقص در شکل هندسی اتصال است.

بریدگی کناره (Undercut)

بریدگی کناره، شیاري در پنجه یا در ریشه زنجیره جوش ناشی از جوشکاري است. بریدگی کناره می تواند پیوسته یا منقطع باشد. بریدگی کناره جوش معمولا بر اثر تکنیک اشتباه جوشکاري یا به علتزیادي شدت جریان جوشکاري یا هر دو اتفاق می افتد. بریدگی کناره جوش، شیاري است درون فلزپایه که کنار پنجه یا ریشه جوش ذوب گردیده و با فلز جوش پر نشده است.

این بریدگی شیاري مکانیکی ایجاد می کند که متمرکز کننده تنشها می شود. اگر عوامل موثر در تشکیل بریدگی کناره جوش کنترل شوند و شیارعمیق و تیز بوجود نیاید، این عیب براي بارگذاري استاتیک نگران کننده نخواهد بود.

پرنشدگی (Underfill)

پر نشدگی عبارتست از فرو رفتگی سطح جوش که تا پایین تر از لبه قطعه کار امتداد داشته باشد. این عیب در اثر عدم دقت جوشکار در پر کردن کامل طرح اتصال بوجود می آید

شیار انقباضی (Shrinkage Groove)

شیار انقباضی، شیار کم عمق در ریشه جوش ناشی از انقباض در فلز جوش در طول هر طرف جوش نفوذي است

فلز جوش اضافی (Excess weld metal)

فلز جوش اضافی مربوط به رویه جوش لب به لب است. گرده جوش تنها یک ضریب اطمینان براي افزایش استحکام مکانیکی جوش است و اندازه بیش از حد آن می تواند اثرات منفی نیز به همراه داشته باشد.

تحدب اضافی (Excessive Convexity)

تحدب اضافی، فلز جوش اضافی در رویه جوش گوشه اي است. حداکثر فاصله عمودي بین کمان گرده جوش گوشه اي تا خطی که شیبهاي دو طرف را به هم وصل می کند (وتر مثلث جوش) ،تحدب نامیده می شود. این عیب صرفا مختص جوشهاي گوشه اي است و در سایر انواع طرح اتصال مطرح نمی باشد.

نفوذ اضافی‌ (Excessive Penetration)

نفوذ اضافی، فلز جوش اضافی بیرون زده از ریشه جوش یک طرفه یا بیرون زده از فلز جوش قبلی اتصال یک یا چند پاسه است.

بیرون‌زدگی موضعی نفوذ اضافی موضعی است. (Local Protrusion)

نیمرخ نادرست جوش (Incorrect Weld Profile)

نیمرخ نادرست جوش، خیلی کوچک بودن زاویه بین سطح فلز پایه و سطح مماس به مهره جوش در پنجه جوش است.

هر چه زاویه بین این دو سطح کمتر باشد، منطقه تیز با شیب تندتري ایجاد شده و بنابراین مستعد به تمرکز تنشهاي نامطلوب بوده و استحکام مکانیکی را دچار کاهش شدیدي خواهد کرد.

رویهم افتادگی (Overlap)

رویهم افتادگی، فلز جوش اضافی در پنجه جوش است که روي سطح فلز پایه را پوشانیده بدون آنکه آمیختگی با آن داشته باشد. یا به عبارت بهتر به حالتی گفته می شود که لبه کناري جوش بیش از حد متعارف بر روي سطح قطعه کار و لبه اتصال پیشروي نماید و بر اثر عواملی همچون عدم کنترل عوامل جوشکاري و پارامترهاي الکتریکی از قبیل شدت جریان و ولتاژ جوشکاري، انتخاب نادرست مواد مصرفی جوش یا آماده سازي نامناسب سطح فلز پایه روي می دهد.اگر اکسیدها محکم به فلز پایه چسبیده باشند بطوریکه از ادغام و امتزاج جلوگیري نمایند این حالت قابل پیش بینی است. سر

رفتن جوش، انفصالی سطحی است که شیار مکانیکی تشکیل می دهد و تقریبا همیشه از نظر بازرسین غیر قابل قبول است

عدم همترازي خطی (Linear Misalignment)

عدم همترازي خطی، عدم همترازي بین دو قطعه جوش داده شده به هم است. بطوریکه با وجود موازي بودن پلانهاي سطحشان، دو قطعه همتراز نیستند

عدم همترازي زاویه اي(Angular Misalignment)

عدم همترازي زاویه اي، در حالتی رخ می دهد که پلان سطوح دو قطعه که به هم جوش می شوند با یکدیگر موازي نباشد. یعنی از ابتدا نسبت به هم تحت زاویه خاصی قرار گرفته اند.

گود افتادگی(Sagging)

گود افتادگی، فروریختگی فلز جوش بخاطر ثقل است. بسته به وضعیت می تواند به یکی از صورتهاي زیر ایجاد شود :

– در حالت افقی – عمودي

– در حالت تخت یا سقفی

– در جوشهاي گوشه اي

– در لبه هاي قطعه کار

سوختگی سرتاسري(Burn through)

این عیب در حقیقت فروپاشی حوضچه جوش است که سوراخی در جوش یا در کنار جوش ایجاد کرده باشد.

تشخیص منطقه این عیب از اطراف چندان دشوار نیست چراکه عمدتا به شکل دایره اي تیره (سوخته) و با سطحی پایینتر از مناطق اطراف خود ظاهر می شود.

شیار کاملا پر نشده(Incompletely Filled Groove)

این عیب، کانالی طولی پیوسته یا منقطع در سطح جوش بخاطر رسوب ناکافی فلز جوش ایجاد میکند. بنابراین طول بزرگتر محدوده اي که این عیب به خود اختصاص می دهد معمولا موازي با جهت جریان جوشکاري خواهد بود.

نامتقارنی اضافی جوش گوشه اي(Excessive Asymmetry of fillet weld)

در صورتی رخ می دهد که بر اثر عدم مهارت کافی جوشکار و یا وزش مغناطیسی قوس حین جوشکاري، امکان برقراري تقارن دو ساق جوش در دو طرف دیواره در جوشهاي گوشه اي فراهم نباشد.

 

تقعر در ریشه(Root Concavity)

شیار کم عمقی است که در ریشه جوشهاي نفوذي با اتصال لب به لب به دلیل انقباض جوش ایجاد می شود.

معمولا اگر در طرح اتصال درز جوش از اندازه مجاز بیشتر باشد و فضاي اضافی در این ناحیه ایجاد کند، انقباض فلز مذاب جوش می تواند منجر به بروز این عیب شود.

تخلخل ریشه(Root Porosity)

اسفنجی شدن ریشه جوش بخاطر حبابهاي گازي در فلز جوش در لحظه انجماد منجر به تشکیل حفره ها و تخلخل در ریشه خواهد شد.

شروع مجدد ضعیف(Poor Restart)

بی نظمی سطحی موضعی در شروع مجدد جوشکاري و برقراري قوس مجدد است که عمدتا به مهارت جوشکار یا اپراتور جوشکاري وابسته است. عیوب متفرقه به تمامی عیوبی گفته می شود که در گروههاي قبلی نمی توانستند گنجانده شوند.

جرقه هرز یا لکه قوس(Arc Strike / Stray Arc)

آسیب دیدگی موضعی سطح فلز پایه در مجاورت جوش ناشی از قوس زنی یا روشن کردن قوسخارج از شیار جوش است.

اگرچه در نظر اول این عیب چندان مهم و خطرساز به نظر نمی رسد ولی بر اثر تغییر خواص متالورژیکی بصورت موضعی می تواند با جمع شدن با اثرات عیوب دیگر مشکلاتی را در منطقه جوش ایجاد نماید.

جرقه(Spatter)

گلوله اي از فلز جوش یا فلز پر کننده است که حین جوشکاري پرتاب شده و به سطح فلز پایه یا فلز جوش منجمد شده چسبیده است.

این عیب در فیلمهاي پرتونگاري معمولا به صورت نقاط روشنتر از زمینه فیلم و نواحی اطراف خود دیده می شود که به دلیل بالا بودن چگالی آن منطقه می باشد.

جرقه تنگستن(Tungsten spatter)

ذرات تنگستن انتقال داده شده از سر الکترود به سطح فلز پایه یا فلز جوش منجمد شده است.

سطح پاره شده(Torn Surface)

آسیب دیدگی سطح بخاطر برطرف کردن یا شکستن اتصال جوش موقت است.

به عنوان مثال در مواردي که طراح جوش استفاده از تسمه هاي پشت بند براي اتصالات جوشی را تجویز می کند پس از اتمام عملیات جوشکاري چنانچه این قطعات موقت به درستی و با دقت کافی برداشته نشوند می تواند منجر به پارگی موضعی در منطقه جوش شود.

علامت سنگ زنی(GrindingMark)

آسیب دیدگی موضعی و مکانیکی بر اثر عملیات سنگ زنی بعد از جوش می باشد.

علامت چکش سرباره پاك کنی(Chipping Mark)

سنگ زنی اضافی(Under Flushing)

سنگ زنی اضافی، کاهش ضخامت فلز بخاطر بکارگیري بیش از حد از دستگاه سنگ زنی است تا حدي که سطح فلز را از سطح گرده جوش پایینتر می آورد.

 

مطالب مرتبط:

عیوب جوشکاری(بخش اول)

عیوب جوشکاری(بخش دوم)

نمایندگی فرونیوس

طبقه بندی عیوب جوشکاری(بخش دوم)

 در مقاله “عیوب جوشکاری (بخش اول)” خواندیم که  عیوب جوشکاري را می توان به طبقه ها، دسته ها و گروه هاي گوناگونی از جنبه هاي مختلف تقسیم نمود.در استاندارد بین المللی ( ISO 6520)عیوب جوش ذوبی به 6 گروه زیر تقسیم شده اند:

ترك ها(Cracks)

2 حفره ها(Cavities)

3- آخال توپر (Solid Inclusion)

-4 نفوذ ناقص((Lack of Fusion) و ذوب ناقص (Lack of Penetration) –4

5-شکل ناقص (Imperfect Shape)

6- نفوذ اضافی( Excessive Penetration)

در این مقاله با ترک ها و حفره های جوشکاری آشنا خواهیم شد.

 

ترك ها(Cracks)

ترك ناپیوستگی بوجد آمده بوسیله پارگی موضعی است، که می‌تواند ناشی ازسرد شدن یا تنش باشد. جوش و فلز پایه زمانی ترك می‌خورند که تنش‌هاي موضعی بوجود آمده از مقاومت تسلیم فلز بیشتر شود. ترك خوردگی همواره با افزایش تنش در نزدیکی ناپیوستگی‌هاي فلز جوش و فلز پایه یا نزدیک شیارهاي مکانیکی که در طراحی اتصال پیش بینی شده‌اند، همراه است. تنش‌هاي باقیمانده و هیدروژن از عوامل ایجاد ترک‌ها به حساب می‌آیند. ترک‌هاي ناشی از جوش‌کاري که ذاتا شکننده هستند

در مرزهاي ترك، تغییر شکل دائمی کمی نشان می‌دهند. ترک‌ها به دو دسته گرم و سرد تقسیم می‌شوند. ترك گرم در خلال انجماد مذاب، شکل می‌گیرد و ترك سرد(تاخیري) بعد از آنکه فرایند انجماد کامل شد شروع خواهد شد.

ترک‌هاي سرد که بعضا ترک‌هاي تاخیري نیز نامیده می‌شوند با هیدروژن شکننده ارتباط خاصی دارند. ترک‌هاي گرم در مرزدانه‌ها منتشر می‌شوند ولی ترک‌هاي سرد هم در مرزدانه‌ها تشکیل می‌شوند و هم ممکن است از مرزدانه‌ها گذشته و گسترش یابند.

محل استقرار ترک‌ها (Crack Orientation)

ترک‌ها بسته به راستاي امتدادشان، طولی یا متقاطع (عرضی نامیده می شوند . وقتی ترك موازي محور جوش باشد، صرفنظر از اینکه آیا در مرکز جوش در ناحیه تاثیر حرارت، ترك طولی می‌باشد. واقع شده است یا در پنجه ترکهاي عرضی عمود بر محور جوشکاري می‌باشند. ابعاد (Toe Crack)این ترک‌ها محدود است و کاملا در فلز جوش جاي می‌گیرند و یا اینکه از فلز جوش به درون ناحیه اي از فلز پایه که تحت تاثیر حرارت قرار گرفته است و یا حتی در خود فلز پایه رسوخ می‌کنند.

انواع ترکها به شرح زیر است :

ترك ریز( Micro Cracks/Micro Fissures)

وقتی ترك ابعاد ریزي در حد میکروسکوپی داشته باشد به میکرو ترك یا میکرو فیشر موسوم است.

ترك طولی ( Longitudinal Crack)

در فرایندهاي جوشکاري زیر پودري که معمولا با سرعت زیادي همراه است به چشم می خورد و گاهی تخلخل که معمولا در ظاهر جوش قابل مشاهده نمی باشد در آنها روي می دهد. ترکهاي طولی در جوشهاي کوچک و کم حجم بین قسمتهاي بزرگ و حجیم ناشی از آهنگ سریع سرد شدن و درگیري یا در مهار بودن قطعات است.

ترك طولی اساسا موازي با محور جوش است به چهار سورت واقع می شود :

– در فلز جوش

– در مرز جوش

در منطقه تاثیر حرارت

– در فلز پایه

ترك عرضی (Transverse Crack)

ترك عرضی اساسا عمود بر محور جوش است و بیشتر ناشی از تنشهاي فشاري عمود بر جوشی که قابلیت نرمی زیادي ندارد، می باشد.

ترکهاي عرضی ممکن است در مناطق زیر واقع شوند :

– در فلز جوش

– در منطقه تاثیر حرارت

– در فلز پایه

ترك هاي تشعشعی (Radiated Crack)

ترکهاي تشعشعی ترکهاي انتشار یافته از یک نقطه مشترك می باشند که در مناطق زیر ممکن است ایجاد شوند :

– در فلز جوش

– در منطقه تاثیر حرارت

– در فلز پایه

ترکهاي تشعشی کوچک به ترکهاي ستاره(Star Cracks) معروفند.

ترك چاله جوش(Crater Crack)

ترك چاله، ترك انتهاي خط جوش است و زمانی رخ میدهد که جوشکاري بدرستی و به خوبی به پایان نرسد. گاهی به این ترك نیز ترك ستاره اي اتلاق می شود.ترك چاله جوش، ترك انقباضی بوده و معمولا از قطع ناگهانی قوس ناشی می شود.

ترك در چاله جوش عمدتا به سه صورت زیر دیده می شود :

– طولی

– عرضی

– ستاره اي

گروه ترکهاي منفصله(Group of Disconnected Cracks)

گروهی از ترکهاي جدا از هم می باشند که ممکن است در نواحی زیر مشاهده شوند :

– در فلز جوش

– در منطقه تاثیر حرارت

– در فلز پایه

ترکهاي انشعابی( Branching Cracks)

گروهی از ترکهاي متصل به هم می باشند که منشا آنها یک ترك مشترك است و نسبت به ترکهاي تشعشعی قابل تشخیص هستند. ترکهاي انشعابی ممکن است در مناطق زیر واقع شوند :

– در فلز جوش

– در منطقه تاثیر حرارت

– در فلز پایه

ترك گلویی(Throat Crack)

ترکهاي طولی هم جهت با محور جوش در روي سطح آن هستند. ترك گلویی نه همیشه ولی اکثرا جزو ترکهاي گرم (Fillet Welds) به حساب می آید. این ترکها را صرفا در جوشهاي گوشه اي تعریف می کنیم.

ترك در پنجه(Toe Crack)

از دامنه جوش جایی که تنشهاي فشاري متمرکزند، شروع به گسترش و اشاعه کرده و منشا پیدایش آن ممکن است هیدروژن باشد که در این صورت جزو ترکهاي سرد خواهد بود.

ترکهاي زیر مهره اي(Under Bead Cracks)

ترکهاي سردي هستند که در منطقه تاثیر حرارتی بوجود آمده و معمولا طول کمی دارند. گاهی ممکن است چند ترك زیر مهره اي به هم متصل شده و ترك متوالی تشکیل شود.

ترکهاي زیر مهره اي زمانی خطر جدي محسوب می شوند که سه عامل زیر در آنها وجود داشته باشد :

– هیدروژن

– ریز ساختاري سخت با قابلیت انعطاف بسیار کم

– تنش باقیمانده زیاد در محل مورد نظر

این ترکها هم بصورت طولی و هم عرضی یافت می شوند. آنها به فواصل معینی در زیر جوش و همچنین روي مرز دانه ها در منطقه تاثیر حرارتی جایی که تنشهاي باقیمانده به حداکثر می رسد، مشاهده می شوند.

حفره‌ها(Cavities)

حفره هاي گازي بوسیله حبس گاز در جوش تشکیل می شوند

(Gas Pore) منفذ گازي

منفذ تکی حبس شده در جوش اساسا به شکل کروي ظاهر می شود

تخلخل(Porosity)

تخلخل در نتیجه حبس گاز هنگام سرد شدن جوش بوجود می آید. تخلخل معمولا کروي است ولی احتمال تخلخلهاي طولی نیز وجود دارد.

حفره هاي گازي در قطعات چدنی شاید به شکل لایه به لایه نیز پیدا شوند. تخلخل هرچقد هم زیاد باشد، به اندازه ناپیوستگیهاي تیز که موجب تمرکز تنشمی شوند، خطرناك نخواهد بود. تخلخل زیادي نشانه آن است که عوامل جوشکاري، مواد مصرفی یا طراحی اتصال به درستی کنترل نشده است. یا فلز پایه آلوده و کثیف بوده و یا فلز پایه و فلز جوش با یکدیگر سازگاري کافی ندارند. تخلخل منحصرا ناشی از هیدروژن نیست ولی وجود تخلخل بیانگر وجود هیدروژن درجوش و ناحیه حرارت

دیده است که در آلیاژهاي آهنی احتمال ترك خوردن قطعه را زیاد می کند.

تخلخل با پخش یکنواخت(Uniformly Distributed Porosity)

تخلخل با پخش یکنواخت، تعدادي منفذ گازي پخش شده بصورت یکنواخت با الگوي پراکندگی همسان در سرتاسر فلز جوش است. اگر این گونه تخلخل در جوش بیش از حد وجود داشته باشد بیشتر به دلیل عیب روش جوشکاري یا نقص در مواد است. روش آماده سازي محل اتصال یا مواد مصرفی می تواند در مواردي موجب بروز تخلخل شود. اگر جوشی آهسته تر از حد لازم سرد شود،حجم زیادي ازگازها حین انجماد خارج می شوند و در نتیجه حفره هاي کمی در جوش باقی خواهد ماند.

تخلخل خوشه‌ای(Cluster Porosity)

تخلخل موضعی یا خوشه اي، حفره هایی هستند که در یک محل مجتمع شده و اکثرا ناشی از برقراري و قطع نادرست قوس حین انجام عملیات جوشکاري می باشد.

تخلخل خطی(Linear Porosity)

یکسري حفره هاي باریک می باشند که بیشتر در طول سطوح میانی جوش، گرده جوش یا نزدیک به ریشه جوش بوجود می آیند. تخلخل خطی، خطی از منفذهاي گازي می باشد که بصورت موازي با محور جوش واقع شده اند. به هنگام جوشکاري به علت آلوده بودن محل، گازهاي حاصله به وضعیتهاي فوق الذکر رانده می شوند

تخلخل لوله اي(Piping Porosity)

حفره اي گازي و طویل است این (Elongated Cavity) تخلخل لوله اي یا حفره طویل شده حفره غیر کروي بزرگ، بعد بزرگش تقریبا موازي با محور جوش است. تخلخل لوله اي در جوشهاي گوشه اي از ریشه بطرف سطح جوش امتداد دارد. وقتی که یک یا دو حفره در سطح جوش مشاهده شود، سنگ زنی دقیق می تواند تخلخلهاي زیر سطحی را نیز آشکار سازد. بخش عمده این تخلخلها کاملا تا سطح جوش امتداد پیدا نمی کنند.

سوراخ کرمی(Worm Hole)

حفره اي لوله اي شکل در فلز جوش و ناشی از آزاد شدن گازهاست. شکل و موقعیت سوراخهاي کرمی بوسیله حالت انجماد و منابع گاز تعیین می شود. حفره هاي لوله اي به خوشه اي و جناغی دسته بندي می شوند.

منافذ سطحی(Surface Porosity)

منافذ کوچک گازي هستند که به سطح فلز جوش راه پیدا کرده اند و قابل مشاهده می باشند.

حفره انقباضی(Shrinkage Cavity)

حفره اي ناشی از انقباض حین فرایند انجماد فلز جوش تا رسیدن به دماي اتاق است.

انقباض بین شاخه‌ای(Interdendritic Shrinkage)

حفره انقباضی طویل شده می باشد که بین ساختار دندریتی که احتمالا گاز حبس شده است تشکیل گردیده است. چنین عیبی عمود بر رویه جوش پیدا می شود.

انقباض ریز(Micro Shrinkage)

انقباض ریز، حفره انقباضی است که فقط زیر میکروسکوپ دیده می شود. انقباض ریز بین شاخه اي حفره انقباضی ریز بین شاخه اي است که فقط زیرمیکروسکوپ دیده می شود.

حفره لوله اي چاله جوش(Crater Pipe)

حفره لوله اي چاله جوش، تورفتگی انتهاي پاس جوش است که قبل یا حین جوشکاري پاسهاي بعدي حذف نشده است.

 

ادامه مطلب را در طبقه جوشکاری (بخش سوم) بخوانید

جوشکاری-2

پارامترهای موثر در جوشکاری(بخش سوم)

جهت‌گرفتن الكترود

جهت گيري الكترود با در نظر داشتن وضعيت كار و پخ جوش، كنترل يكفيت جوشكاري بسيار مهم است. زاويه نامناسب الكترود ميتواند باعث حبس سرباره، تخلخل و يا بريدگي كناره جوش شود. موقعيت مناسب الكترود، وابسته به نوع و اندازه الكترود، موقعيت جوشكاري و شكل هندسي اتصال ميباشد. یک جوشكار ماهر، به طور خودكار همه اين عوامل را هنگام تعيين جهت گيري الكترود در نظر ميگيرد. براي تعريف و تعيين جهتگيري الكترود از زاوية كار و زاويه حركت استفاده ميشود. زاويه حركت، زاويه‌اي كمتر از 90 درجه، بين سطح الكترود و سطح كار بوده و زاويه كار نيز، زاويه‌اي است كمتر از 90 درجه، بين یک خط عمود بر سطح قطعه كار اصلي و صفحها‌ي كه توسط محور الكترود و محور جوشن تعيين مي‌گردد. هنگامي كه الكترود در مسير جوشكاري قرار ميگيرد، از تکینیک جوشكاري پيش‌دستي استفاده ميگردد. لذا به زاويه حركت، زاوية فشار  نيز گفته میشود.

در تکنیک جوشكاري پس‌دستي، الكترود برخلاف مسير جوشكاري حركت ميكند. لذا به زاویه حركت در اين حالت، زاويه کشيدن  نيز گفته ميشود.

اين وضعيت در مورد ساير موارد، متفاوت است.  موقعيت صحيح الكترود باعث اعمال كنترل خوب روي حوضچة جوش مذاب، نفوذ مطلوب و ذوب كامل فلز پايه مي‌گردد. در حالي كه زاويه حركت بزرگ باعث ايجاد درز جوش مقعر، بد شكل و يا نفوذي ناكافي ميشود، زاويه حركت كوچك باعث تجمع سرباره ميگردد و در حالي كه زاويه كار بزرگ ميتواند باعث سوختن كنارة جوش شود، زاويه كار كوچك مي‌تواند باعث ايجاد ذوب ناقص گردد.

وزش (انحراف قوس)

هنگام جوشكاري موادمغناطيسي (آهن و نیکل)  با جريان مستقيم  DC  وزش قوس رخ ميدهد. در برخي شرايط خاص، اين امر ممكن است در جوشكاري با جريان متناوب AC  نيز اتفاق بيفتد. اما اين شرايط به ندرت رخ ميدهند و احتمال وزش قوس در جوشكاري با جريان AC كمتر است. جاري شدن جريان

DC بين الكترود و فلز پايه، باعث ايجاد ميدا نهاي مغناطيسي در اطراف الكترود میشود كه عامل انحراف قوس از مسير اصلي آن مي‌گردد. ممكن است قوس هر بار در جهت‌هاي متفاوت منحرف شود اما معمولاً قوس يا به سمت جلو يا به سمت عقب در طول مسير جوش منحرف مي‌گردد. هنگامي كه جوشكاري به سمت كابل اتصال به قطعه كار انجام ميشود با نزدیک شدن به قسمت انتهايي يا به یک گوشه، قوس به سمت عقب منحرف مي‌شود و هنگامي كه جوشكاري از اتصال زمين دور ميشود،  قوس به سمت جلو منحرف ميشود.

وزش قوس ميتواند منجر به ذوب ناقص و توليد جرقه‌هاي زياد شود. همچنين وجود وزش در قوس ميتواند مانع از اجراي یک جوشكاري مطلوب گردد. هنگامي كه از الكترودهاي پودر آهني و يا ساير الكترودهايي كه سربارة زياد توليد ميکنند استفاده ميشود، وزش قوس مخصوصاً وزش به سمت جلو، ميتواند بسیار مشکل‌ساز باشد. اين امر به سرباره‌هاي مذاب موجود در محدوده  داخلي پخ و دهانه جوش،اجازه ميدهد كه به سمت جلو تا زير قوس حركت ميكنند.

وزش قوس در اين شرايط به علت تأثيرات ميدان مغناطيسي غير يکنواخت به وجود ميآيد. هنگامي كه تمركز ميدان مغناطيسي در یک سمت قوس از سمت ديگر قو يتر باشد قوس به سمت ميدان قو يتر، خم ميشود. منشأ اين ميدان مغناطيسي در قانون الکتریکی زير بيان شده است.

براساس اين قانون، رساناي حامل جريان الكتر كيي در اطراف خود خطوط مدوري از ميدان مغناطيسي ايجاد ميكند. اين خطوط ميدان بر صفحة حامل رسانا عمود بوده و مركز آن محور رسانا مي‌باشد. در هنگام جوشكاري، اين ميدان مغناطيسي، روي قطعه فولادي و در طول شكاف جوش قرار ميگيرد. ميدان مغناطيسي روي صفحه مشكلي ايجاد نميكند اما تمركز نامساوي آن در طول شكاف يا اطراف قوس باعث خم شدن قوس به سمت تمركز قو يتر می‌گردد.

به جز مواردي كه وزش قوس بسيار شديد است مراحل اصلاحي خاصي وجود دارد كه ميتواند وزش را از بين برده يا حداقل، شدت آن را كاهش دهد. براي اين كار انجام چند يا تمام اقدامات زير لازم است:

-1 تا جائي كه ممكن است بايد اتصال به زمين را دور از درزي كه بايد جوشكاري شود، قرار داد.

-2 اگر مشكل وزش قوس به سمت عقب وجود داشته باشد، ميتوان كابل اتصال به زمين را در ابتداي

جوش قرار داده و جوشكاري را به صورت خال جوشهاي سنگين ادامه داد.

3 اگر مشكل وزش قوس به سمت جلو وجود داشته باشد، بايد اتصال به قطعه كار را در انتهاي درز

جوش قرار داد.

-4 بايد الكترود را طوري قرار داد كه نيروي قوس، انحراف قوس را خنثي كند.

-5 بايد از كوتاهترين قوس ممكن استفاده شود. اين امر به بي اثركردن انحراف قوس توسط نيروهاي قوس،

كمك ميكند.

-6 بايد جريان جوشكاري كاهش داده شود.

-7 ميتوان جوشكاري را با خال جوش با استفاده از قسمت اضافي انتهايي ادامه داد.

-8 لازم است از جوشكاري مرحله‌اي به صورت چپدستي استفاده شود.

9 ميتوان از جريان متناوب براي جوشكاري استفاده كرد، كه البته ممكن است به اين دليل، لازم باشد

الكترود جوشكاري نيز تعويض گردد.

-10 پيچيدن سيم اتصال به زمين به دور قطعه كار جهت برقراري ميدان مغناطيسي، ميتواند از انحراف

قوس جلوگيري كند.

عيوب جوش

عيوب تکنیکی

پارامترهاي جوشكاري نظير شدت جريان ، ولتاژ يا طول قوس و سرعت حركت متغيرهايي هستند كه مي‌توانند بر روي ظاهر جوش، راندمان و سهولت عمليات و حتي کیفیت جوش اثر مهمي داشته باشند. شدت جريان كم، گرده جوش بي‌قاعده بوجود آورده و بالاي كار قرار ميگيرد. شدت جريان زياد، ذوب كامل ايجاد كرده اما توأم با ترشح زياد ذرات ميباشد و احتمالاً باعث سوراخ شدن و سوختن موضع جوش نيز ميشود.

ولتاژ كم، گرده جوش بي‌قاعده و جوشي بدون نفوذ كافي توليد ميكند و تمايل به محبوس كردن سرباره در جوش افزايش مييابد. ولتاژ زياد، همراه با ترشح بوده و تمايل جوش به جذب نيتروژن از هوا افزايش مييابد كه نتيجه آن ايجاد حباب يا خلل و فرج در جوش خواهد بود.

سرعت زياد، گرده جوش بار كي و لاغر ايجاد و احتمالاً باعث سوختگي كناره در لبة جوش ميشود.

سرعت كم، توليد حوضچة جوش بزرگ كرده كه كنترل آن ساده نخواهد بود و احتمالاً مذاب به اطراف جاري میشود.

عيوب متالورژیکی

کیفیت اتصال جوش بايد به گونه‌اي باشد كه در طول كار و بعد از آن، انتظارات طراح و محاسب را برآورده نماید. جهت رسيدن به اين مقصود، اتصال بايد خصوصيات مكانیکی موردنياز را داشته باشد. به اين منظور جوش ممكن است نياز به یک ريز‌ساختار و ترکیب  شيميايي مشخص داشته باشد. اندازه و شكل خاص باشد و همانند استحكام آن به اين موارد مقاومت در برابر خوردگي را نيز بايستي اضافه كرد و در نهايت همه ی اینها  تحت تأثير مواد پايه، مواد جوشكاري و روش جوشكاري قرار دارند.

فرآيند SMAW یک  فرآيند دستي است و کیفیت جوش به مهارت جوشكار بستگي دارد. بنابراين موادمصرفي بايد به دقت انتخاب  شوند، جوشكار بايد ماهر و با تجربه بوده و دستورالعمل‌هاي جوشكاري را نيز صحيح انجام دهد.

طبيعتاً اتصالات جوش خورده داراي انواع و شكلهاي متفاوتي از ناپيوستگيها و عیب‌هایی ميباشند. اگر اين ناپيوستگي‌ها از حد مجاز بيشتر نباشد مشكلي ايجاد نميكنند. اما اگر از سطح مجاز فراتر روند، وجود آنها نقص به شمار ميرود. اين سطوح مجاز با توجه به نوع سفارش، قرارداد، حجم كار، ملزومات كار و … متفاوت خواهد بود.

موارد ناپيوستگي زير برخي اوقات در قطعات جوشكاري با فرآيند SMAW ديده ميشود.

-1 تخلخل

-2 حبس سرباره

-3 ذوب ناقص

-4 ترکها

آشنایی با عیوب متداول در جوشکاری

در جوش نقایص و عیب‌های مختلفی ممکن است بوجود آیند و چنانچه با استاندارد در نظر گرفته شده برای جوش حاصل از نظر اندازه و شکل مطابقت نداشته باشند لازم است عیب برطرف گردد. همچنین منشاء یا عوامل ایجاد کننده عیوب نیز بسیار متنوع هستند که در این قسمت به مهمترین آنها می پردازیم.

mig-welding-aluminum-2

MIG Welding Aluminum The Easy Way For Beginners

MIG Welding Aluminum The Easy Way For Beginners

In this post on MIG welding aluminum, I’m going to reveal the simple steps you should follow if you want to weld aluminum.

MIG Welding Aluminum Basics

Aluminum is a tricky metal to weld with a MIG welder because it takes more heat than mild steel (Usually in the range of 21 to 24 volts). The minimum aluminum thickness you should attempt is roughly 14 ga. To 18 ga. Any thinner than that and you’ll need a TIG welder.

With a TIG welder, you can actually weld a soda can together. Pretty cool.

tig-welding

tig-welding

Aluminum welding with a wire welder is notorious for having unexpected burn through, and the weld puddle will literally fall right through the work piece if you’re not moving fast enough. That’s why you shouldn’t attempt to weld thin pieces of aluminum.

When you’re MIG welding mild steel, you can and should move the MIG gun slow enough to get deep penetration. Yet, with aluminum, the weld puddle resembles that of “wet foil”.

You won’t see a molten red hot weld puddle with aluminum. It takes time to get the feel for when the aluminum weld puddle gets too hot. That’s why you can easily destroy your work piece if you’re not careful.

Travel Speed When MIG Welding Aluminum

A good rule of thumb is to use roughly the same voltage settings you would use with mild steel, but double your travel speed. Like I said before, you’re going to be moving uncomfortably fast at first with your MIG gun with aluminum until you get used to it.

MIG welding steel uses a short circuit transfer process, meaning that the wire electrode actually causes a short circuit at the joint, resulting in the molten weld puddle.

When welding aluminum, you’re using spray transfer in most situations.

Spray transfer is a method where tiny particles of the aluminum wire are actually sprayed into the weld puddle. Most MIG welders will handle this process. All you have to do is boost your voltage and use the correct gas mixture.

MIG Welding Aluminum Spool Gun

If you’re going to MIG weld aluminum with your wire feed welder, you’re going to need a spool gun.

Why can’t you just put a roll of aluminum wire in your MIG machine?

The reason is because MIG aluminum wire is much softer than steel, and tends to bird nest inside your cable liner. The wire isn’t as stiff as mild steel wire, so you have to compensate for that by using a spool gun.

Spool guns are good for DIY welders, and you can typically only fit a small 1 lb. roll inside.

The benefit of having a spool gun is that the aluminum wire doesn’t have to travel through the MIG hose where it will likely get ratted up.

MIG Welding Aluminum Gas Mixture

When welding mild steel you typically use what’s called C25 gas (25% CO2 and 75% argon).

For aluminum MIG welding you would use pure argon shielding gas. This will allow the spray transfer process to occur.

For thicker aluminum (1/2” or more), anywhere from 25% to 75% helium is added. This allows for deeper penetration into the workpiece.

Polarity For Aluminum MIG Welding

MIG welding aluminum requires you set your machine on DCEP (Direct Current Electrode Positive). With this polarity setting (known as reverse polarity), the electrons are traveling from the machine through the ground cable, and back in through the gun.

It’s important that you get this set right or your welds won’t come out.

Should You Push or Pull?

When aluminum welding with a MIG you should always use the forehand (push) welding direction. This ensures that the shielding gas covers the weld puddle sufficiently.

Here’s a handy image from MIller welds to illustrate this.

You can do a test to see what I’m talking about.

When you try to pull the weld puddle with aluminum welding, you’ll notice your welds come out dirty. This is due to not leading the puddle with gas coverage.

With the push direction, you know you’re getting good gas coverage.

Oxide Removal

It’s essential (VERY important) that you remove the oxide from the aluminum before welding it.

Here’s why…

The oxide has twice the melting temperature of the aluminum itself and if you don’t remove it, your joints won’t fuse together.

It’s easy to clean your work piece prior to welding it. You’ll want to get an aluminum wire brush (not steel because that will contaminate the weld).

Brush down the aluminum joint where the weld will be made, and you should be good to go.

Typically when MIG welding mild steel, you would maintain a shorter wire stickout (1/4”). Wire stickout refers to the amount of wire that extends beyond the MIG nozzle when welding.

For aluminum, since it uses the spray transfer method and gets much hotter, you need to use a longer wire stickout. Anywhere from ¾” to 1” stickout is good.

mig welding

5 steps To Master MIG Welding Fast

5 Steps To Master MIG Welding Fast

By Garrett Strong

Did you know that if you MIG weld a project without first sequencing your tack welds, you will badly warp the metal, causing you to scrap the whole project and start over? Think about that! If you spent $1,000 on materials for a project, and you later discover it’s warped beyond repair, you will FEEL anger and frustration beyond anything you can imagine. I’ve experienced this and seen it happen first hand.

Did you know that when you lay a MIG weld, it’s common to get “cold” starts that don’t penetrate the metal? According to Millerwelds.com, “Lack of fusion can occur when the voltage or wire feed speed is set too low, or when the operator’s travel speed is too fast… …it is prone to lack of fusion at the start of a weld until enough energy is put into the weld.” That means welds that you thought were solid could easily be cracked, resulting in your entire project being ruined.

Did you know that these mistakes are easily avoidable? You can actually sequence your tack welds in a special way that TOTALLY prevents metal warpage. Further, you can completely eliminate the possibility of “cold” welds that rob weld strength by simply pausing for a count of 2 seconds when you start your weld. That means no more cracked welds or poor penetration.

These techniques have proven to help men and women of all ages Master MIG welding fast, without having to suffer through endless weeks of frustration. If you’re a man or woman between the ages of 5 and 105, you can learn MIG welding fast.

Over eight years ago I learned to MIG weld from some of the greatest teachers in the world on this subject. I was grateful for what they taught me, but still not satisfied with my journey. So, I continued on and waded through stacks of books and videos on the subject. I had the great fortune of looking “over the shoulder” of some of the greatest MIG welders on the planet. What I learned still SHOCKS me to this day.

I’ve taught this MIG welding system that cuts your learning curve in half to over 5,000 beginners. Men and women like you who were skeptical about whether they could do it. I’ve taught these 5 steps to beginners who want to learn so they can AVOID all the mistakes I made, and to ultimately MIG weld with confidence, have fun, and even make a second income.

With all that on the table, I have to warn you: What you are about to hear is going to defy everything you’ve seen or heard about learning to MIG weld. Much of the advice on the subject uses outdated and un-safe knowledge. This “old” advice will teach you to MIG weld, however, it will fall short at teaching you everything you MUST know to safely learn MIG welding.

These 5 Steps Reveal The Things You Absolutely MUST AVOID If You Want To Master MIG Welding, While Cutting Your Learning Curve In Half.

Here’s a dose of truth for you, so you can stop buying into the lies. Deal? Let’s get going!

Step 1: Forget Welding Safety

Of course, that’s not to say welding safety isn’t important. It’s obvious that you WILL need a welding mask, gloves, long sleeves, leather boots (and a welding hat if you’re welding overhead).

However, your main safety should focus on making solid welds that hold strong. Imagine if you welded a trailer and you were pulling it on the highway at 70 m.p.h. Then, out of nowhere you hit a large pot hole, and BAM. The trailer suddenly jolts, cracking the welds. The next thing you know your trailer is now an out of control missile waiting to destroy any vehicle unlucky enough to be in your immediate area.

Beginners often make the mistake of welding too cold, and the results are all too often what I just described. Do you really want to be that person who puts others in danger, or creates projects that have to be scrapped, all because your welds are weak?

perfect-weld

perfect-weld

Step 2: Stop Focusing On Perfect Welds

Many welders in the online forums will try to convince you that your welds need to look perfect, or you shouldn’t try at all. This is complete hog wash. Wouldn’t you like to Master the fundamentals of MIG welding first so you can make great looking welds later on, or would you rather listen to these ego maniacs and just give up because they said your welds aren’t perfect?

The truth is, your welds aren’t going to be perfect. Besides, the purpose of MIG welding is first and foremost to fuse the base metals together, not to be perfect.

There’s a smart way to “PERFECT” your MIG welds… we’ll cover that in a minute. And, what’s great is that you will cut your learning curve in halfwhen you do this.

mig-welding

mig-welding

Step 3: Stop Thinking You Can’t Afford To Get Started

I’ve heard this excuse time and again from men and women of all ages. They think it’s expensive to get started MIG welding. The fact is you can buy a MIG welder for under $100. Literally anyone can get started MIG welding with very little money.

And, the benefits of learning FAR outweigh not doing it. You can easily earn a second income from home by learning MIG welding, and AVOID paying high prices at welding shops just to make simple repairs.

Listen: The welding machines today are so affordable, there’s no excuse not to do it. Wouldn’t you like to look back in 5 years and know that you didn’t let $100 keep you from your dream of learning to MIG weld? Plus, it’s a fun challenge to Master MIG welding, and I’m about to show you just how to do that.

 Avoid Welding Schools At All Costs

Avoid Welding Schools At All Costs

Step 4: Avoid Welding Schools At All Costs

Welding schools can be great if you don’t mind paying $20,000 or more to attend. They cram the classrooms so full of students that you’re literally fighting over the limited amount of machines available. And, if you simply wanted to go practice outside of your classrooms’ scheduled time, you’re out of luck because another class of students will be fighting over the machines like hungry vultures on a carcass.

Even worse is the fact that you’re paying a ridiculous amount of money to attend, yet you don’t get to keep any of the welding machines. Does this seem like a good deal to you? Wouldn’t you rather spend a tiny fraction of that on your own MIG welder that will allow you to MIG weld for years to come?

Practice In 30 Minute Intervals

Practice In 30 Minute Intervals

Step 5: Practice In 30 Minute Intervals

 

If you practice your MIG welds in intervals, rather than practicing for hours at a time, your muscle memory will develop much faster. It takes repetition, on a regular basis to create good MIG welding habits. This is known as neuroplasticity, and according to Cogmed.com, “The brain has been shown to reorganize itself and change in response to consistent motor movements.”

You want to cut your learning curve in half, right?

Well, the answer lies in learning with micro-steps. The worst MIG welds are always made by beginners who rush their welds and never learn the secrets to making welds that penetrate deep into the metal, and look great, too.

Over 5 years ago I developed a revolutionary new MIG welding training system that incorporates my Growth Curve Principle. This is a ground-breaking approach to learning MIG welding that lays the essential foundations before you move on to more advanced strategies. And it’s so FAST and EFFECTIVE, men and women of all ages can easily use it with success.

I realize that most MIG welding beginners are completely new to the world of welding, so I teach you at an elementary level that you can easily grasp. I don’t talk down to my students like many of the “so-called” welding experts. I lay it out in a simple, step-by-step formula.

WARNING: THIS IS NOT FOR EVERYONE!

I’ll be completely honest with you. This unique video training system is NOT for everyone.

  • If you’re expecting me to certify you to weld, this isn’t for you.
  • If you plan to just “wing” it with learning to MIG weld, by all means don’t let me stop you. But if that’s your mindset then this definitely isn’t for you.
  • And if you’re what I call a “Magical” thinker who expects to get great results without doing some practice on your part, then please leave this page.

The truth is, it takes time to build the muscle memory required to Master MIG welding. So, it’s not some magic solution. Yet, if your goal is to SAFELY, QUICKLY, and EASILY learn MIG welding, then you’re a perfect fit. You’re welcome to go watch a Youtube video that may or may not get you the results you desire and deserve, however, if you want a step-by-step solution that has helped over 5,138 beginners, then read on… If you’re ok with what I’ve said so far, then…

Here’s What To Do Next

If you think you’re ready to experience my 90 Minute MIG Mastery training system using my Growth Curve Principle then click on the “next page” button below and you’ll be taken to the next page. Once your arrive, I’ll reveal all the powerful tips, tricks, and techniques included in my system, and in just minutes from now you will be learning all the MIG welding strategies you need to be successful.

https://makemoneywelding.com

جوشکاری فریم آلومینیومی موتور سیکلت توسط فرونیوس

جوشکاری فریم آلومینیومی موتور سیکلت توسط فرونیوس
جوشکاری-3

پارامترهای موثر در جوشکاری(بخش دوم)

پارامترهای موثر در جوشکاری(بخش دوم)

وضعیت جوشکاری

وضعیت جوشکاری یکی دیگر از متغیرهایی است که به طور غیر مستقیم و از طریق تاثیر روی مهارت جوشکار و کنترل مذاب فلز جوش روی اجرای جوشکاری تاثیر می‌گذارد. بنابراین تا حد امکان سعی می‌شود اجرای جوشکاری در وضعیت‌های ساده‌تر صورت پذیرد تا احتمال به‌دست آوردن جوش با کیفیت افزایش یابد.  در شکل زیر چهار وضعیت متفاوت جوشکاری نشان داده شده است:

چهار وضعیت متفاوت جوشکاری در اتصالات سر به سر

چهار وضعیت متفاوت جوشکاری در اتصالات سر به سر

مطابق استانداردهاي ISO یا اروپایی مثل  EN, DIN و …. وضعيت‌هاي مختلف جوشکاری را مطابق شکلهای زیر  با حروف لاتین معرفي ميکنند.

وضعیتهای مختلف جوشکاری مطابق استانداردهای ISO یا اروپایی (EN)

وضعیتهای مختلف جوشکاری مطابق استانداردهای ISO یا اروپایی (EN)

به طور معمول در جوشكاري سازه ها سعي بر اين است كه اجراي جوشكاري در وضعيت سطحي( PA ) انجام شود. به همين منظور از وسايلي استفاده مي‌شود كه قطعات كار را گرفته و حول محور افقي بگرداند. به اين وسایل كه در شكلها و فرم هاي مختلف ساخته ميشوند، وضعيت دهنده (جیگ و فیکسچر) ميگويند. با اين وجود در سازه‌هاي فلزي بزرگ نظير كشتي، اتومبیل، واگن قطار، اسکلت ساختما نهاي فلزي و ….. امكان جوشكاري تمام اتصالات در وضعيت سطحي غير ممكن است. لذا جوشكار بايد مهارت جوشكاري در وضعيت‌هاي مختلف را كه بطور اختصار معرفي شدند، داشته باشد.

نوع جوش و اتصال

با توجه به تنوع نوع اتصال قطعات جوشکاری و انوع مختلف جوش که برخی از متداو ل‌ترین آنها در شکل زیر نشان داده شده است ، انتخاب هر کدام از انواع مذکور روی اجرای جوشکاری و احتمال بوجود آمدن عیوب در جوش تاثیر گذار است لذا این متغییر ها باید متناسب با نوع جنس قطعات، ضخامت آنها، شرایط اجرای جوش، نوع فرآیند جوشکاری و غیره دارد.

انواع جوش

انواع مختلف جوش را می توان بطور كلي مطابق شكل زیر به چهار دسته تقسیم کرد:

انواع جوش

انواع جوش

اتصالات اصلي در جوشكاري

در حالت کلی 5 نوع طرح اتصال درسازه‌های جوشكاري وجود دارد كه در شكل زیر معرفي شده‌اند:

انواع جوش در حالت کلی

انواع جوش در حالت کلی

اتصالات جوشکاری در نقشه‌های ساخت داراي نشانه هاي استانداردی هستند كه در جدول زیربه چند نمونه از مهمترین آنها اشاره شده است:

علائم و نشانه های اتصالات جوشکاری مطابق با استاندارد iSO 2553

علائم و نشانه های اتصالات جوشکاری مطابق با استاندارد iSO 2553

حالتهايي كه دو يا چند جزء براي اتصال مي‌توانند در كنار یکديگر قرار گيرند عبارتند از :

حالت لب به لب يا سر به سر: در اين حالت لبه‌ها ميتوانند صاف و يا پخ شده باشند و همانطور كه قبلاً

اشاره شد نوع، زاويه و شعاع انحنا ، پخ، بسته به شرايط كار متفاوت ميباشد.

حالت نبشي داخلي و خارجي  در اين حالت دو قطعة با زاويه، در كنار هم قرار داشته و همانند حالت قبل

در صورت لزوم ميتواند لبه‌ها پخ يا صاف باشد.

حالت سپري : اين حالت تقريبا شبيه جوش در حالت نبشي داخلي است.

حالت لب روي هم : در اين حالت مقداري از ورقها بر روي هم سوار هستند و تا حدودي شبيه جوش

نبشي داخلي است.

حالت جوش لب هاي: در اين حالت ورقها بر رويهم قرار گرفته و بر روي لبه‌ها كه در كي سطح قرار دارند

عمليات جوشكاري انجام م يشود و يا اينكه ور قها مانند حالت اول در كي سطح كنار كيديگر قرار گرفته،

اما لب هها با زاويه 90 درجه با عرض مساوي خم شده و سپس بر روي لب ههاي خم شده جوش داده م يشود

جوش جناقي

طرح اتصالات جوش جناقي، به اشكال مختلفي مورد استفاده قرار ميگيرد. انتخاب مناسب‌ترين طرح براي

یک كاربرد خاص، تحت تاثير عوامل زير قراردارد:

– تناسب با كاربرد مورد نظر

– در دسترس بودن طرح اتصال مورد نظر براي جوشكاري

– هزينه‌هاي جوشكاري

– وضعيت جوشكاري

پخ لبه مربعي، اقتصادي‌ترين طراحي اتصال از نظر آماده‌‌ سازي اتصال ميباشد. در اين حالت تنها لازم است كه لبه هر یک از قطعات به همان شكل مربعي حفظ شود. اين نوع طرح اتصال محدود به كاربرد در مورد ضخامت‌هايي است كه از نظر استحكام و مقاومت در حد مطلوبي قرار داشته باشند. در فرآيند SMAW

این ضخامت بیش از یک چهارم اینچ(6 میلی‌متر) نمی‌باشد.

این نیز در صورتی است که جوشکاری در وضعیت تخت انجام شود.در وضعيت تخت انجام شود. نوع مواد مورد جوشكاري نيز حتماً بايد مورد ملاحظه قرار گيرند. هنگام جوشكاري قطعات ضخيم، لبه يا پخ هر قطعه بايد به گونه‌اي آماده شود كه قوس مستقيماً روي نقطه‌اي كه سيم جوش الكترود بايد آنجا رسوب كند، متمركز گردد. ذوب بايد بسته به عمق نفوذ مورد نظر ايجاد شود.

جهت صرفه‌جويي بيشتر و كاهش پيچيدگي و تنش پسماند، طرح اتصال بايد داراي یک پايه پخ و یک زاويه‌ی پخ باشد كه استحكام كافي را با رسوب حداقل مقدار سيم جوش تامين نمايد. كليد انجام اين كار، در دسترس بودن پايه پخ و ديواره‌هاي كنار پخ ميباشد. اتصالات پخ V و u شكل براي قطعات ضخيمتر ايده‌آل هستند. در جوشكاري مقاطع ضخيم زاويه‌ی ديواره‌هاي كناري بايد به اندازه كافي بزرگ باشد تا از حبس سرباره جلوگيري شود.

جوش نبشي

هنگامي كه شرايط كاري قطعات جوش‌خورده اجازه دهند، ميتوان از جوش نبشي به جاي جوش جناقي استفاه كرد. در جوش نبشي تقريباً نيازي به آماده‌سازي اتصالات وجود ندارد، در حالي كه در جوش جناقي، ميزان جوش كمتري مورد نياز است. در اتصال نبشي، اگر جوشكاري پيوسته، استحكامي بيش از مقدار مورد نياز براي تحمل بار فراهم كند، ميتوان اتصال را به صورت مقطعي جوشكاري كرد.

جهت كاهش تمركز تنش و بالا بردن استحكام اتصالات، به‌طور معمول از ترکیبی از دو نوع جوشكاري

نبشي و جناقي استفاده می‌گردد. حداقل تمركز تنش در روي سطح جوش زماني كه سطح جوش به شكل

گرده‌دار و مقعر است بدست مي‌آيد.

 قطر الكترود

مناسب‌ترين قطر الكترود، قطري است كه الكترود با استفاده از جريان و سرعت حركت مناسب، در حداقل زمان، مكان مورد نظر را جوشكاري نمايد. ضخامت الكترود انتخابي، تا حد زيادي به ضخامت موادي كه جوشكاري مي‌شوند، وضعيت جوشكاري و نوع اتصال بستگي دارد. در جوشكاري مواد ضخيم‌تر و يا جوشكاري در شرايط مسطح جهت استفاده از مزاياي سرعت‌هاي نفوذ بالاتر و زمان کمتر از الكترودهاي با قطر بيشتر استفاده ميشود. همواره بايد از ضخيم‌ترين الكترود ممكن، كه تاثير منفي روي محدوده گرماي ورودي يا ميزان رسوب جوش ندارد، استفاده شود. جوشهايي كه از حد نياز بزرگتر باشند، هزينه‌هاي بيشتري در برداشته و حتي در برخي موارد باعث زيان مي‌شوند.

هرگونه تغيير ناگهاني در اندازة مقاطع مختلف يا در حالت و شكل جوش، مانند آنچه كه هنگام جوشكاري بيش از اندازه ، شکل می‌گیرد. مي‌تواند باعث ايجاد نقاط تمركز تنش گردد. البته اين امر واضح است كه بهترين اندازه الكترود، اندازه‌اي است كه هنگام استفاده از آن با سرعت و حركت و جريان مناسب مكان مورد نظر در حداقل زمان، جوشكاري شود.

جريان جوشکاری

جريان مستقيم (DC)، همواره قوسی یکنواخت‌تر و در نتيجه انتقال روانتر از جريان متناوب  AC  برقرار مي‌نمايد. زيرا برخلاف جريان AC قطبيت در جريان DC متناوباً تغيير نمی‌کند. اگرچه برخي از الكترودها، هنگام استفاده از قطبيت مستقيم )الكترود منفي(DCSP ) ( بهتر عمل ميكنند، اما اكثر الكترودها در قطبيت معكوس )الكترود مثبت( عملكرد بهتري از خود نشان ميدهند. قطبيت معكوس DCRP) ) عمق نفوذ بيشتري ايجاد ميكند، در حالي كه قطبيت مستقيم سرعت ذوب الكترود را افزايش ميدهد.

حتي در صورت استفاده از جريا نهاي ضعيف، قوس DC خاصيت تركنندگي بهتري با حوضچه جوش از خود نشان داده و نيز مهره هاي جوش یکنواخت‌تری  ايجاد ميکند. به همين دليل، به خصوص هنگام جوش قطعات نازكتر، استفاده از جريان DC مناسب‌تر است. بيشتر الكترودهاي ترکیبي AC/DC در جريان

DC عملكرد بهتري دارند. هنگام جوشكاري در موقعيت بالاي سر و عمودي و جوشكاري با قوس كوتاه، جريان DC ترجيح داده ميشود. هنگام انتقال فلز مذاب در طول قوس، احتمال كوتاه شدن يا قطع شدن حاصله در جريان DC كمتر مي‌باشد.

از مشكلاتي كه هنگام جوشكاري قوسي فلزات مغناطيسي )آهن و نيکل( با جريان DC ممكن است ايجاد شود، وزش قوس ميباشد كه با تغيير جريان از DC به AC ميتوان بر آن غلبه كرد. استفاده از جريان AC در فرآيند SMAW ، نسبت به جريان DC دو مزيت دارد : یکی عدم وزش قوس و ديگري ارزا نتر بودن قيمت منبع تغذيه.

شدت جريان

الكترودهاي روكش‌دار با اندازه و طبقه معين در داخل محدوده خاصي از جريا نهاي مختلف، به خوبي ايفاي وظيفه ميكنند. اين محدودة جريان تا حدي با تغيير ضخامت و تركیب شيمیايي پوشش‌هاي الكترود تغيير ميكند.

با افزايش جريان، سرعت رسوب نيز افزايش مييابد. محدودة جريان و به تبع آن سرعت رسوب از هرنوع و طبقة الكترودي، با الكترود ه مسايز در طبقة ديگر، متفاوت است.

جريان بهينه در یک نوع و اندازة معين الكترود به فاكتورهاي زيادي از جمله موقعيت جوشكاري و نوع اتصال بستگي دارد. جريان جوشكاري بايد به اندازه‌اي باشد كه باعث ذوب و نفوذ مناسب شده و همچنين قابليت كنترل مناسب بر روي حوضچة جوش در حين جوشكاري وجود داشته است.

در جوشكاري در وضعيت‌هاي عمودي و بالاي سر، لازم است كمترين جريان مجاز براي جوشكاري انتخاب شود نبايد از جريان بالاتر از محدودة توصيه شده استفاده شود. اين امر باعث ايجاد گرماي بيش از حد در الكترود، ايجاد جرقه‌هاي زياد، وزش قوس، بريدگي كنارة جوش و ترك در فلز جوش ميشود.

شكل زیر تأثيرات جريان روي شكل پهناي جوش را نشان مي‌دهند:

طول قوس

طول قدس، فاصله بين نوك مذاب مفتول الكترود تا سطح حوضچة مذاب جوش ميباشد. طول قوس

مناسب جهت ايجاد اتصالات بي‌نقص، داراي اهميت مي‌باشد. انتقال فلز از نوك الكترود و حوضچه جوش

فرايندي يکنواخت و روان نيست؛ حتي هنگامي كه طول قوس ثابت است، ولتاژ لحظ هاي قوس، هنگام

انتقال قطرات ريز فلز ذوب شده در طول قوس تغيير ميکند. ولي چنانچه در جوشكاري از جريان و طول

قوس مناسب استفاده شود ، هرگونه تغيير در ولتاژ قوس به حداقل خواهد رسيد. ايجاد اين حالت مستلزم

تغذيه ثابت و منظم الكترود ميباشد.

چنانچه طول قوس بيش از حد زياد باشد، اين امر باعث انحراف مسير و كاهش قدرت قوس و در نهايت

ايجاد جرقه‌هايي از فلز مذاب هنگام حركت آن از سوي الكترود به سوي جوش، خواهد شد. در صورتي

كه ميزان جرقه‌ها زياد باشد، بازدهي رسوب‌گذاري كاهش مي‌يابد. همچنين گاز و سربارة حاصله از پوشش

الكترود تأثيري در محافظت قوس و فلز جوش نخواهد داشت. نهايتاً اين امر مي‌تواند منجر به ايجاد تخلخل

و ورود اكسيژن يا نيتروژن و يا هر دو به فلز جوش گردد.

سرعت حركت

عبارت از سرعت حركت الكترود در طول اتصال ميباشد. سرعت مناسب سرعتي است كه در آن مهره‌هاي جوشي با طرح و ظاهر مناسب ايجاد شود. سرعت حركت تحت تأثير فاكتورهاي

زيادي قرار دارد. موارد زير از آن جمله‌اند:

-1 قطبيت جريان جوشكاري

-2 وضعيت جوشكاري

-3 نرخ ذوب الكترود

-4 ضخامت فلز پايه

-5 شرايط سطحي فلز پايه

-6 نوع اتصال

-7 نصب اتصالات

-8 مهارت در بكارگيري الكترود

هنگام جوشكاري، سرعت جوشكاري بايد به گون هاي تنظيم شود كه قوس به آرامي حوضچة جوش مذاب

را هدايت مينمايد. تا رسيدن به یک نقطه خاص، افزايش سرعت حركت، درز جوش را باریک‌تر ميكند و

نفوذ را افزايش ميدهد.

سرعت حركت پايين سبب ايجاد درز جوش پهن و مقعر با نفوذي كم‌عمق ميشود. نفوذ كم، به علت توقف قوس روي حوضچه مذاب به جاي هدايت و تمركز آن روي فلز پايه ايجاد ميشود. اين حالت روي درجة رقت  )نسبت فلز ذوب شده از قطعة كار به كل فلز جوش( تأثير ميگذارد.

شناخت پارامترهای موثر در جوشکاری-بخش اول

tps i-cmt

World wide map with CMT

World wide map with CMT

پارامترهای جوشکاری

شناخت پارامترهای موثر در جوشکاری(بخش اول)

شناخت پارامتر‌های موثر در جوش‌کاری

آنچه خواهید آموخت:

شناسایی پارامترهای جوشکاری و کیفیت جوش

متغیرها، الکترودها، وضعیت جوشکاری، نوع جوش و اتصال

شناسایی نحوه کنترل پارامترها

شناسایی اصول جوش ماهیچه ای، خواص آن و سطح جوش ماهیچه‌ای

انواع مهم جوش

آشنایی با عیوب جوش

پارامترهای جوشکاری و نحوه کنترل آنها

مقدمه

به منظور ایجاد جوش با کیفیت و جهت جلوگیری از بوجود آمدن نقص در جوشکاری لازم است فرد جوشکار از عوامل تاثیرگذار بر کیفیت جوش آگاهی داشته باشد و فاکتور های موثر بر آن را بشناشد. لذا در این قسمت به معرفی پارامترهای مهم تاثیر گذار بر جوش و چگونگی کنترل آنها می‌پردازیم.

شدت جریان و ولتاژ

بدون شک شدت جریان و ولتاژ جوشکاری ازجمله مهمترین پارامتر‌ها در فرآیند‌های جوشکاری ذوبی به حساب می‌آیند. و عدم انتخاب صحیح یا کنترل آنها به طور مستقیم باعث بوجود آمدن بسیاری از عیوب در جوش می شود زیرا مقدار حرارت قوس ارتباط مستقیم با مقدار شدت جریان و ولتاژ دارد. بنابراین روی صفحه کلید دستگاه‌های جوشکاری کلید های مخصوصی برای تغییر پیوسته یا پله ای این متغییرها در نظرگرفته می‌شود.

نوع جريان جوشكاري

دستگاه جوشكاري يا منبع الكتر كيي، مسأله اصلي در فرآيند SMAW مي‌باشد.

هدف اوليه‌ی منبع الكتریکی،تأمين توان الکتریکی  و جريان ولتاژ مناسب جهت حصول كي قوس قابل كنترل و پايدار مي‌باشد.

در جوشكاري با الكترود دستي از هر دو نوع جريان متناوب  AC  و مستقيم  DC  ميتوان استفاده كرد.

استفاده از منبع تغذيه با جريان متناوب  AC  و يا جريان مستقيم  DC  در فرآيند SMAW به انتخاب الكترود بستگي دارد. نوع جريان مصرفي بر روي عملكرد الكترود تأثير می‌گذارد هر نوع جريان، مزايا و محدوديت هايي دارد كه اين موارد هنگام انتخاب نوع جريان براي یک كاربرد خاص بايد مدنظر قرار گيرند.

مواررد زير فاكتورهايي هستند كه بايد همواره آ نها را در نظر داشت.

هنگام استفاده از الكترودهاي ناز كتر و متناسب با آن، جريانهاي جوشكاري كمتر، جريان مستقيمDC خصوصيات عملياتي بهتر و ثبات قوس بيشتري را فراهم می‌کند.

افت ولتاژ

افت ولتاژ در كابل‌هاي جوشكاري در هنگام استفاده از جريان متناوب كمتر است. پس استفاده از جريان متناوب براي جوشكاري در شرايطي كه محل جوشكاري از منبع تغذیه‌ی الکتریکی فاصه‌ی بيشتري دارد، مناسب‌تر است.

شروع قوس

برقراري قوس با جريان مستقيم  DC  معمولاً راح تتر انجام مي‌شود؛ به خصوص اگر از الكترودهاي به قطر كوچك استفاده گردد.

طول قوس

طول نوک الکترودها تا سطح کار را طول قوس گویند.

جوشكاري با طول قوس كوتاه )ولتاژ قوس پا يين(، در جوشكاري با جريان مستقيم  DC ، آسا نتر از جريان متناوب  AC   می‌باشد.

وزش قوس

جريان متناوب به ندرت سبب ايجاد وزش در قوس مي‌شود، زيرا ميدان مغناطيسي به طور مستمر تغييرميكند ) 120 بار در ثانيه(؛ در حاليکه در هنگام كاربرد جريان مستقيم تشکیل میدان‌های مغناطيسي نامتعادل در اطراف قوس مي‌تواند سبب وزش قوس و بروز مشكلات زيادي بخصوص در مورد فولادهاي دارای خاصیت مغناطیسی گردد.

حالت جوشكاري

در موقعيتهاي عمودي و بالاسر، استفاده از جريان مستقيم به كاربرد جريان متناوب ترجيح داده ميشود، زيرا ميتوان از شدت جريان كمتري استفاده كرد. اما براي جوشكاري در ساير موقعيت‌ها، با جريان متناوب نيز ميتوان اتصال رضايتبخشي به دست آورد.

ضخامت فلز

با استفاده از جريان مستقيم ميتوان ورقه‌هاي فلزي ضخيم و نيز مقاطع سنگين را جوشكاري كرد. استفاده از جريان مستقيم براي جوشكاري ور قهاي فلزي مطلوبتر از جريان متناوب ميباشد. پايداري قوس در سطوح جريان ضعيف‌تر ، هنگام استفاده از جريان متناوب پايداري قوس در سطوح جريان ضعيف‌تر، بي‌ثبا ت‌تر از زماني است كه از جريان مستقيم استفاده مي‌شود. معمولاً بررسي دقيق كاربرد جوشكاري در هر مورد خاص ، مشخص مي‌کند. كه استفاده از کدام یک از جريا نهاي متناوب يا مستقيم مطلوب‌تر است.

منابع تغذیه الکتریکی نيز، هم كه به صورت متناوب  AC  و هم به صورت مستقيم  DCو هم به صورت واحدهاي مركب AC/DC در دسترس مي‌باشند. منبع تغذية مورد استفاده در فرآيند SMAW ميبايست از نوع جريان ثابت باشد نه از نوع ولتاژ ثابت؛ چرا كه برقراري و تنظيم طول قوس ثابت با استفاده از منبع تغذية ولتاژ ثابت، براي جوشكار بسيار مشكل‌تر است.

منحني ولت  آمپر

منبع تغذية ولتاژ ثابت براي فرآيندهاي SMAW مناسب نيستند، زيرا هنگامي كه منحني ولت  آمپر مسطح میشود، حتي كوچك‌ترين تغيير در طول قوس )يا ولتاژ(، سبب ايجاد تغييرات زيادي در شدت جريان ميگردد استفاده از منبع تغذية جريان ثابت براي جوشكاري‌هاي دستي مناسب‌تر است، زيرا هرچه شيب منحني ولت  آمپر بيشتر شود )در محدود ة جوشكاري(. در اثر تغيير در ولتاژ قوس )يا طول قوس( تغیيرات كمتري در شدت جريان حاصل مي‌گردد. در كاربردهاي شامل الكترودهاي ضخیم‌تر و جوشكاري با جريان بالا، منحني ولت  آمپر با شيب كمتر ، مطلوب مي‌باشد.

ولتاژ مدار باز

ولتاژ مدار باز، ولتاژي است که دستگاه جوشكاري، روشن است و جوشكاري انجام نمی‌گيرد، توليد مي‌شود. ولتاژ مدار باز با ولتاژ قوس ارتباطي ندارد. ولتاژ قوس، ولتاژي است كه بين الكترود و قطعه کار حاصل می‌گردد و در هر مورد توسط طول قوس تعيين مي‌شود.

ولتاژ مدار باز به‌طور معمو ل بين 50 تا 100 ولت در نظر گرفته ميشود، در حالي كه ولتاژ قوس بين 17 تا

40ولت ميباشد. هنگامي كه قوس برقرار میشود و بار جوشكاري روي ماشين جوش وارد م يشود، ولتاژ مدار باز تا حد ولتاژ قوس افزايش ميي‌ابد و جريان جوشكاري كم م يشود. تغ يير در جريان كه توسط تغيير در طول قوس ايجاد ميشود توسط شيب منحني ولت  آمپر در محدودة جوشكاري تعيين ميگردد.

انتخاب منبع تغذيه

هنگام انتخاب كي منبع تغذيه براي فرآيند SMAW عوامل متعددي بايد در نظر گرفته شود:

-1 نوع جريان جوشكاري مورد نياز

-2 محدود ة جريان مورد نياز

-3 حالت جوشكاري )افقي، عمودي، بالاسري و……….)

انتخاب نوع جريان متناوب و مستقيم يا هردو، تا حد زيادي بر مبناي الكترود مصرفي و نوع جوشكاري مورد نظر انجام می‌پذیرد.  براي جريان متناوب ممكن است از كي ترانسفورماتور استفاده شود . براي جريان مستقيم، منابع تغذيه ترانسفورماتور، ركتيفاير يا ژنراتور قابل استفاده هستند. هنگامي كه هردو جريان متناوب و مستقيم  AC/DC  مورد نياز باشد. یک دستگاه رکتی‌فایر AC/DC لازم است.

جريان مورد نياز برحسب نوع و انداز ة الكترود مصرفي تع يين م يگردد. براي حصول اطمينان از توانايي منبع تغذيه در جريان موردنظر ميبايست س كيلك‌اري 1 آن در نظر گرفته شود. وضعيتي كه در آن جوشكاري صورت مي‌پذيرد نيز بايد در نظر گرفته شود.

انبر الكترودگير

انبر نگهداري الكترود كي وسيله گیره‌دار است كه به جوشكار امكان كنترل و نگهداري الكترود را میدهد، ضمن اينكه از آن به عنوان وسيله‌ای جهت انتقال جريان از كابل جوشكاري به الكترود نيز استفاده  می‌شود.

دستة عايق روي انبر، دست جوشكار را از جريان جوشكاري جدا ميسازد.

دستگيره بايد محكم به الكترود اتصال داشته باشد، به‌طوري كه تماس الکتریکی مناسبي بين الكترود و انبر برقرار شود. انبر بايد به گونه‌ای باشد تا نصب الكترود سريع و آسان صورت گيرد. انبر بايد داراي وزني كم بوده و به راحتي قابل حمل باشد، ضمن اینکه بايد به اندازه كافي استحكام داشته باشد تا در كاربردهاي مشكل به خوبي مقاومت كند. نگهداري و بررسي دائم انبرها، جهت حصول اطمينان از حفظ كارآيي حمل جريان، کیفیت عایق‌کاری و عملكرد آنها در گرفتن الكترود، از اهميت بالايي برخوردار م يباشد.

انبرها در انداز ههاي مختلفي ساخته ميشوند همواره كوچکترين سايز انبر با در نظر داشتن اينكه بيش ازحد گرم نشود و كارآيي لازم را دارا باشد، بهترين انتخاب شناخته ميشود. اين انبرها سبك بوده و حداكثر راحتي را براي جوشکار فراهم می‌کنند.

انبرهاي نگهداري الكترود براساس ظرفيت جريان آنها مشخص  می‌شود. انتخاب انبر مناسب به شدت جريان، چرخه كاري و حداكثر اندازة الكترود و اندازة كابل بستگي دارد.

گيره  اتصال

گيرة اتصال وسیله‌ای براي اتصال كابل اتصال به قطعة کار می‌باشد. اين وسيله، ضمن ايجاد اتصال قوي با قطعة كار بايد به سهولت قابل اتصال آن باشد. در کارهای سبک‌تر یک گيره فنري شكل می‌تواند مناسب باشد. اما در كارهاي سنگين، به یک گيره پيچي جهت ايجاد اتصالي قوي، بدون اينكه گيره بيش از حد گرم شود، نياز است.

كابلهاي جوشكاري

كابلهاي جوشكاري اتصال انبر الكترود و گيره  اتصال را به منبع تغذيه برقرار می‌کنند كه جزئي از مدار جوشكاري را تشکیل می‌دهند. كابلها، مخصوصاً كابل انبر نگهداري الكترود طوري ساخته ميشوند كه داراي حداكثر انعطاف باشند تا انجام كار با آنها راحت‌تر شود. كابل‌ها بايد در مقابل خراش و پوسيدگي مقاوم باشند.

كابل هاي جوشكاري شامل تعداد زيادي سيم به هم بافته شدة مسي يا آلومينيمي هستند كه در یک روكش عايق قابل انعطاف قرار مي گيرند. اين روكشها كه از جنس الياف مصنوعي با پلاستیک‌هاي مقاومت هستند داراي دوام خوب، مقاومت الكتر یکی بالا و مقاومت حرارتي مناسبي مي باشند. پوششي محافظ بين سيم هاي رساناي بافته شده و روكش عايقي روي كابل قرارداد كه سبب حركت راحت‌تر و انعطاف پذيري بيشتر كابل میگردد.

كابل‌هاي جوشكاري در انداز ههاي مختلفي توليد ميشوند. قطر كابل جوشكاري به حداكثر جريان مورد مصرف جوشكاري، طول مدارجوشكاري (كابلهاي جوشكاري و كار) و ضريب قدرت ماشين جوشكاري بستگي دارد.

شناخت پارامترهای موثر در جوشکاری(بخش دوم)

حضور فرونیوس در نمایشگاه Fabtech Vegas 2016

حضور فرونیوس در نمایشگاه Fabtech Vegas 2016

حضور فرونیوس در نمایشگاه Fabtech Vegas 2016
تکنولوژی جوش اینورتر میگ مگ

تکنولوژی جوش میگمگ

tpsi fronius

tps i cmt fronius