سیستمهای اتوماسیون جوشکاری فرونیوس -صنعتکاران- نماینده انحصاری فرونیوس در ایران-مقالات دستگاه جوش- فرونیوس-جوشکاری کلدینگ فرونیوس cladding-گازهاي محافظ در جوشكاري تيگ -شناخت دستگاه‌های جوشکاری و چگونگی تنظیم آنها

نوشته‌ها

فرایندهای جوشکاری ذوبی

فرایندهای جوشکاری ذوبی

کلیه فرایندهای جوشکاری که بر اثر حرارت، لبه ها ذوب شده و پس از انجماد، عمل اتصال انجام می گیرد. در این فرایند ممکن است از فلز پُر کننده استفاده شود یا بدون فلز پر کننده عملیات انجام گیرد. در این فرایندها، جهت ایجاد اتصال از اعمال فشار استفاده نمی گردد.

 

  1. جوشگاری گازی

گروهی از فرایندهای جوشکاری است که در آن، اتصال با ذوب شدن توسط یک یا چند شعله گاز، با اعمال فشار یا بدون آن، با کاربرد فلز پر کننده یا بدون آن صورت می گیرد. نظیر جوشکاری اکسی استیلن و جوشکاری ذوبی که حرارت جوشکاری، با احتراق سوخت گازی یا گازهای مخلوط با اکسیژن تامین می شود.

1.1 . جوشکاری اکسی استیلن،جوشکاری کاربیدی

جوشکاری اکسی گاز یا اکسی استیلن  قدیمی ترین روش جوشکاری موجود است.(از سال 1800 تا کنون). در این روش منبع حرارتی، شعله ای است که توسط واکسن شیمیایی بین اکسیژن و استیلن تولید می گردد. نقش استیلن رساندن دمای شعله به 3200 درجه سانتی گراد می باشد. شعله باعث می شود که فلز پایه به نقطه وب رسیده و فلز الکترود که از کنار، جوش را تغذیه می کند ذوب گردد. این فرایند ممکن است با فشار یا بدون اعمال فشار، با فلز پُر کننده یا بدون آن انجام گیرد.

 

سرعت پایین رسوب فلز الکترود و به طور کل سرعت پایین جوشکاری، این روش را فقط برای مقاطع نازک مناسب می سازد.

در این روش شعله مورد استفاده باید خنثی باشد تا خواص حوضچه جوش تحت تاثیر قرار نگیرد.

استیلن اضافی خاصیت کربن دهی و اکسیژن اضافی خاصیت اکسیداسیون داشته و باعث ایجاد تخلخل، می گردد.

 

این روش می تواند برای جوش فولادهای پر آلیاژ تحت شرایط خاص مورد استفاده قرار گیرد. از کاربردهای اصلی این روش می توان به جوش فلزات غیرآلیاژی، لوله ها، ساخت بویلرها، ساخت بدنه اتومبیل سخت کاری سطحی اشاره کرد.

1.2.جوشکاری هیدروژنی، جوشکاری اکسی هیدروژن

این روش یکی از فرایندهای جوشکاری گازی است که در آن، اتصال با حرارت شعله گاز حاصله از احتراق هیدروژن و اکسیژن، با اعمال فشار یا بدون آن، با کاربرد فلز پر کننده یا بدون آن، صورت می گیرد.

 

1.3. جوشکاری هوا استیلن

روش جوشکاری هوا استیلن یک فرایند جوشکاری گازی است که در آن، اتصالات قطعات با گرم کردن توسط شعله ای که از احتراق استیلن با هوا ایجاد می گردد، صورت می پذیرد. این فرایند بدون به کار بردن فشار و با استفاده از فلز پر کننده یا بدون آن انجام می گیرد.

 

1.4.جوشکاری هوا پروپان

این فرایند یکی از فرایندهای جوشکاری با شعله یا گاز است  که شبیه اکسی استیلن بوده. اما بجای استیلن، از پروپان و بجای اکسیژن، از هوا استفاده می شود. درجه حرارت شعله در این حالت پایین تر از جوشکاری اکسی استیلن است.

2. جوشکاری ترمیت

این روش شامل گروهی از فرایندهای جوشکاری است که در آنها اتصال با حرارت فلز ماب فوق گداز و سرباره ی حاصله از فعل و انفعال بین یک اکسید فلز و آلومینیوم، با اعمال فشار یا بدون فشار، صورت می گیرد. در صورتی که فلز پر کننده به کار برده شود، این فلز از واکنش های ترمیتی بدست می آید. در این فرایند قالبی در اطراف درز جوش ساخته و بوته محتوی ترمیت روی آن قرار داده می شود و مذاب بوته در درز ریخته می شود.

در این جوشکاری ذوبی، فلز پایه، قبلاً گرم می شود. جهت بدست آوردن آهن مذاب از تمام اکسیدهای آهن به جز اکسید فریک که دمای زیادی در حدود 2450 درجه سانتی گراد تولید می کند، می توان استفاده کرد. اولین و گسترده ترین کاربرد امروزی این جوشکاری در اتصال ریل ها می باشد.

3. جوشکاری سرباره الکتریکی

جوشکاری سرباره الکتریکی یک فرایند جوشکاری است که در آن، اتصال فلزات توسط سرباره ای که فلز پر کننده و سطوح قطعات کار را ذوب می کند، بدون آنکه خود مصرف شود، صورت می گیرد. در نتیجه، فلز جوشکاری زیر پوشش محافظ سرباره به صورت شمش ریختگری مداوم بین رویه های درز رسوب می کند.  برای جا دادن فلز مذاب در داخل درز، کفشک های مسی متحرک، که با آب سرد می شود، به کار می رود. کفشک ها با پیشرفت جوش به سمت بالا حرکت می کنند. جوشکاری با قوسی شروع می شود که سرباره را ذوب می کند. سپس قوس توسط سرباره رسانا خاموش می شود. این سرباره با مقاومت الکترود و قطعه کار در مقابل عبور جریان، به حالت مذاب نگه داشته می شود. بدین صورت با این فرایند، جوشکاری های بسیار ضخیم با یک پاس میسر می گردد. و برای ایجاد جوش های ضخیم، در آلیاژهای تیتانیم و فولادهای روکش دار و مقاوم به خوردگی و سایش به کار برده می شود.

 

4.جوشکاری با پرتو الکترونی

در این روش جوشکاری به وسیله تمرکز باریکه ای از الکترون های سرعت بالا در یک سیستم خلا انجام می شود. الکترونها از کاتد خارج شده و به کمک پتانسیلی در محدوده 10 تا 150 کیلو ولت شتاب می گیرند و بروی قطعه کار متمرکز می شوند.

این روش برای جوشکاری همه فلزها در محدوده بزرگی از ضخامت ها مناسب است. کاربردهای اصلی این روش در تولید جوش های فوق خالص، جوشکاری فلزهای مقاوم و جوشکاری فلزات غیر هم جنس است.

5. جوشکاری با اشعه لیزر

در جوشکاری لیزری، که یکی از فرایندهای جوشکاری ذوبی است، حرارت لازم برای وب توسط باریکه هم فاز تشعشع تک فام یک لیزر تولید می شود.

در این روش، فرایند جوشکاری شامل ذوب لبه قطعات جداگانه است که پس از سرد شدن تشکیل ساختار جامد پیوسته را می دهند. طی جوشکاری، ناخالصی هایی نظیر اکسیدها به سطح آمده و در نتیجه، جوشی قوی تر از آنچه می توانست در روش های معمول انجام گیرد، حاصل می گردد. در جوشکاری لیزری، توان فراهم شده بسیار بیشتر از جوشکاری قوس آرگون یا با مشعل های اکسی استیلن می باشد. اما نباید موجب تبخیر گردد. جوشکاری فلزات با لیزر گاز کربنیک به ضخامت های کمتر از 0.5 میلیمتر محدود می شود. زیرا پخش کاری گرما در ضخامت های بیشتر سبب تعریض نامطلوب موضع جوش می گردد. با این وجود معلوم شده است که اگر قبل از جوشکاری، فلز طوری اکسید شود که سطح آن سیاه گردد، ضخامتهای بیشتری را نیز می توان جوشکاری کرد. لیزرهای یاقوت و نئودیمیم تپی، نیز با موفقیت در جوشکاری مورد استفاده قرار گرفته اند. عمر تپ ها باید به حد کافی طولانی باشد تا اطمبنان حاصل شود که توان به اندازه ای نیست که ماده را تبخیر کند. سرعت های جوشکاری با لیزرهای تپی حالت جامد، توسط آهنگ تکرار تپ، که معمولاً از یک تپ در ثانیه تجاوز نمی کند،محدود می شوند. جوشکاری سیم ها با استفاده از لیزر یاقوت تپی در صنعت مدارهای ریز چاپی، برای جوش دادن سیمهای رابط به اجزای مدار، به کار می رود. به طور نمونه، سیمهای نقره ای یا مسی به ضخامت 25 میکرون به طور رضایت بخش با یک تپ 3 میلی ثانیه ای و توان متوسط 10 ولت جوش داده می شوند.

مشکل اساسی در استفاده از لیزر بدست آوردن انرژی خروجی مفیذ کافی برای استفاده در جوشکاری می باشد.

 

ادامه دارد…

ایجاد اتصال در فرایند جوشکاری اصطکاکی تلاطمی

فرایندهای جوشکاری فاز جامد

فرایندهای جوشکاری

1.فرایندهای جوشکاری فاز جامد

از این فرایندها برای بدست آوردن اتصال جوشکاری شده، در دماهای زیر نقطه ذوب فلزهایی که جوشکاری می شوند استفاده می شود. در واقع لبه ها تحت فشار، با حرارت یا بدون آن در یکدیگر له می شوند. این پروسه ها اغلب شامل جوشکاری فشاری یا فرایندهای اتصال دهی نفوذی می باشند. برای رسیدن به تماس سطحی مناسب و ایجاد تغییر شکل پلاستیک در سطوح داخلی به منظور شکستن و پراکندن اکسیدهای سطحی، اعمال فشار مناسب لازم می باشد. فرایندهای فاز جامد بر حسب منبع انرژی مورد نیاز در جدول زیر طبقه بندی شده اند:

فرایندهای حالت جامد

1.1 جوشکاری فاز جامد سرد

1.1.1 جوشکاری انفجاری

جوشکاری انفجاری فرایند خاصی است که فقط در اتصالات روی لبه اعمال می شود. ماده منفجره برای اتثال دو ورق(مثلاً مسی و فولادی) روی آن کار گذاشته می شود، این ماده نه فقط نیروی فشاری جهت جوشکاری را ایجاد می کند بلکه یک موج ضربه ای نیز به وجود می آورد که باعث زدودن اکسید و سایر آلودگی ها از محل اتصال می گردد. دو قطعه فلز تحت زاویه ای نسبت به هم قرار داده می شوند و انفجار کنترل شده موجب وارد آمدن سریع نیرو به ورق ها شده و چین های سطحی در آنها به وجود می آورد. پس از اعمال نیرو، چین ها در یکدیگر قفل شده و دو فلز به یکدیگر جوش داده می شوند.

مهم ترین کاربرد این نوع جوشکاری در روش کاری صفحه ضخیم و نرم فولادی به وسیله موادی مانند فولاد ضد زنگ و تیتانیم می باشد.

شمای کلی از جوشکاری انفجاری

شمای کلی از جوشکاری انفجاری

 

2.1.1. جوشکاری سرد

جوشکاری سرد یکی از فرایندهای جوشکاری حالت جامد است که در آن به منظور ایجاد اتصال در شرایط متعارفی، فشار به کار برده می شود که منجر به تغییر شکل پلاستیک شدید در منطقه اتصال می گردد. مشخصه فرایند جوشکاری سرد، غیاب حرارت چه از خارج و چه ناشی از خود فرایند است.

نمای کلی جوشکاری سرد فشاری

نمای کلی جوشکاری سرد فشاری برای اتصال لبه روی هم

3.1.1 جوشکاری فراصوتی

از فرایندهای جوشکاری حالت جامد است که در آن اتصال توسط متمرکز کردن انرژی ارتعاشی فرکانس بالا به صورت موضعی قطعات کاری که تحت فشار با هم نگاه داشته شده اند، صورت می گیرد.

در این حالت تنش های دینامیکی به محدوده مشخصی نزدیک به سطح مشترک قطعات کار وارد می شوند. این تنش ها سبب تغییر شکل پلاستیک در محل سطح مشترک قطعات شده و فیلم های اکسیدی،رطوبت و … را از بین می برد. در نتیجه ناموزونی های سطح مشترک اولیه حف شده تا یک سطح با تماس فلزی مناسب حاصل گردد.

در جوشکای فراصوتی یک پیوند محکم متالوژیکی، بدون ذوب فلز پایه ایجاد می شود. منبع انرژی در جوشکاری فراصوتی انرژی ارتعاش با شدت بالاست. انرژی الکتریکی با فرکانس بالا به انرژی مکانیکی ارتعاشی تبدیل شده و انرژی به قطعه کار منتقل شده و اتصال صورت می گیرد.

تقریباً تمام کاربردهای این جوش امروزه به جوش ورقهای نازک و سیمها محدود شده است. همچنین از این نوع جوش در ساخت میکرومدارها و ترانزیستورها و در جوش فویلها در صنایع بسته بندی مواد غذایی استفاده می شود.

تصویر شماتیک از دستگاه جوشکاری فراصوتی

تصویر شماتیک از دستگاه جوشکاری فراصوتی

4.1.1 اتصال یا جوش غلتکی(سرد)

این فرایند به منظور روکش کاری مواد بایک لایه نازک از مواد مقاوم در برابر خوردگی استفاده می شود. روکش کاری آلومینیوم با دورالومین مثالی از این فرایند است. در این مورد دورالومین استحکام زیاد و مقاومت به خوردگی کمی دارد که به وسیله لایه ای از آلومینیوم، مقاومت به خوردگی مجموعه آلومینیوم-دورالومین بالا می رود.

2.1 جوشکاری فاز جامد گرم

1.2.1.جوشکاری غلتکی،جوشکاری نوردی(گرم)

این فرایند یک فرایند جوشکاری حالت جامد است که در آن، اتصال به گرم کردن در کوره و اعمال فشار توسط غلتک صورت می گیرد. در برخی موارد که فلز مورد اتصال نرم باشد، می توان این فرایند را بدون گرم کردن قطعات نیز انجام داد.

این روش به منظور روکش کاری مواد با لایه ای از مواد مقاوم در برابر خوردگی استفاده می شود. روش جوشکاری غلتکی گرم تیروهای لازم که برای تغییر شکل را نسبت به جوشکاری غلتکی سرد، به مقدار قابل توجهی کاهش می دهد. همچنین با این فرایند جوشکاری می توان مواد مانند فولاد زنگ نزن را به یک فولاد نرم تر به عنوان پایه جوش داد که در شرایط سرد عملی نمی باشد.

شماتیک روکش کاری یک فلز به کمک فرایندجوشکاری غلتکی

شماتیک روکش کاری یک فلز به کمک فرایندجوشکاری غلتکی

2.2.1 جوشکاری اصطکاکی

در این روش حرارتی که از اصطکاک مابین دو قطعه(که یکی ثابت و دیگری متحرک است) ایجاد می شود، به همراه بار محوری وارده به قطعات کار، سبب اتصال می گردد. زمانی که حرارت مورد نیاز برای جوشکاری حاصل شد، حرکت دورانی چرخش متوقف شده و فشار اعمال می گردد. در نتیجه جوش در راستای سطح مشترک قطعات ایجاد می شود. در این فرایند می توان محدوده وسیعی از فلزات مانند فولادها، چدن ها، آلیاژهای مس و آلومینیوم-مس را به یکدیگر جوش داد.

مراحل جوشکاری اصطکاکی

مراحل جوشکاری اصطکاکی

3.2.1 جوشکاری اصطکاکی تلاطمی

این روش یکی از فرایندهای جوشکاری اصطکاکی است که در ان اتصال بین قطعات لب به لب توسط حرارت اصطحکاکی و جابجایی ماده مومسان به علت سرعت زیاد دورانی ابزاری که در امتداد اتصال جوش حرکت دارد، ایجاد می شود.

ایجاد اتصال در فرایند جوشکاری اصطکاکی تلاطمی

ایجاد اتصال در فرایند جوشکاری اصطکاکی تلاطمی

4.2.1جوشکاری نفوذی

فرایند اتصالی که در آن، سطوح مورد جوشکاری با فشاری غیر کافی جهت ایجاد جریان مومسان و در درجه حرارتی کمتر از نقطه ذوب هر یک از قطعات، نسبت به هم نگه داشته می شوند. به طوری که نفوذ، حالت جامد حاصله، با تشکیل فاز مایع یا بدون آن، باعث وقوع جوشکاری می شود. در این فرایند می توان از فلز پُر کننده واسطه به منظور پُر کردن شکافها و تسهیل در فرایند نفوذ، بین سطوح تماس استفاده کرد.

مراحل مختلف ایجاد اتصال به کمک نفوذ اتمی

مراحل مختلف ایجاد اتصال به کمک نفوذ اتمی

5.2.1جوشکاری پتکه ای،جوشکاری آهنگری

از فرایندهای جوشکاری حالت جامد است که در آن، عمل جوش با گرم کردن قطعات کار تا درجه حرارت جوشکاری و اعمال ضربات کافی برای تغییر شکل دائم صورت می گیرد. در مورد فلزات نرم این عمل می تواند بدون استفاده از حرارت انجام شود.

6.2.1 جوشکاری گازی فشاری، جوشکاری شعله ای لب به لب

فرایند جوشکاری گازی که در آن،اتصال به طور همزمان در سراسر سطوح تماس با گرم کردن توسط شعله گاز حاصل می شود دو سطحی که قرار است جوشکاری شوند به وسیله شعله اکسی استیلن تا دمای جوشکاری گرم می شوند و سپس فشار اعمال می گردد تا جوش حاصل شود. این روش برای جوش دادن فولادهای کم و پُر کربن، فولادهای کم و پر آلیاژ و سایر فلزات و آلیاژهای غیرآهنی دیگر کاربرد دارد. این روش بدون استفاده از فلز پر کننده انجام می گیرد.

ادامه مطلب فرایندهای جوشکاری> فرایندهای جوشکاری ذوبی

کنترل کیفی جوش

کنترل کیفی جوش(بازرسی دیداری)

بازدید چشمی یکی از مهمترین ومتداولترین روش بازرسی است . بازرسی چشمی ساده و ارزان است وبه وسایل و دستگاههای گرانقیمت احتیاج ندارد. در این بازرسی شخص بازرس یا شخص کنترل کننده، لازم است دارای کلیه اطلاعات مرتبط با موضوع بازرسی بوده و زبان فنی تعریف موضوع بازرسی را بداند .بطور کلی بازرسی جوش بسته به روش جوشکاری و پارامترهای دیگر در تولید آن دارای سه مرحله است. انجام دقیق و مناسب این بازرسی ها می تواند به کسب یک جوش سالم با ویژگی های مورد نظر بیانجامد.

  •  قبل از جوشکاری
    -1 فرایند جوشکاری
    -2 مدارک جوشکاری ) PQR-WPS )
    -3 مدارک جوشکاران
    -4 شرایط جوشکاری
    -5 مواد خام اتصالی
    -6 مواد مصرفی )فیلر و …..(
    -7 شرایط سرویس دهی محصول
    -8 شرایط بار گذاری محصول
    -1 استاندارد طراحی محصول جوشکاری
    -11 معیار پذیرش محصول و……
  • در حین جوشکاری
    .1 برسی کیفیت جوش پاس ریشه.
    .2 آماده سازی ریشه اتصال ، قبل از جوشکاری سمت دوم
    .3 درجه حرارت پیش گرمایی و بین پاسی
    .4 ترتیب اجرایی پاسهای جوش
    .5 بررسی کیفیت لایههای جوش بعدی
    .6 تمیز کاری بین پاسی
    .7 اجرای صحیح موارد مندرج در WPS شامل ولتاژ، آمپراژ، سرعت حرکت و….

در میان پارامترهای جوشکاری، پاس ریشه جوش، درجه حرارت پیش گرمایی وبین پاسی و بازدید بین پاسها، بیشترین اهمیت را در کیفیت نهایی جوش دارند .
WPS: (Welding Procedure Specification)

WPS دستور العمل کلی جوشکاری می باشد و شامل نام و کد جوشکار، کد سازنده یا خط، نوع فرایند جوشکاری،تمامی لوازم و وسایل مورد استفاده، چند پاسه بودن کار، نوع الکترود، گاز محافظ و ترکیب و فلوی آن، نوع آلیاژ و …. جوشکار WPS را اجرا میکند و بازرس باید بر اجرای دقیق آن نظارت کند. یک WPS زمانی قطعیت پیدا می کند و قابل اجرا است که آزمونهای PQR در روی سازه آزمایشی انجام شده و نتیجه مثبت را ارائه دهد.

PQR ( Procedure Qualification Record:

PQR یعنی دستورالعمل کلی آزمونهای مورد نیاز بر روی جوش سازه اعم از آزمونهای مخرب و غیر مخرب. بدون انجام PQR بر روی WPS ، هیچ WPS قابل اجرا نیست.

  • بعد از جوشکاری
    برخی پارامترهایی که در این مرحله لزوم توجه بیشتری را ایجاب میکند عبارتند از :
    .1 ظاهر جوش تمام شده
    .2 اندازه جوش تمام شده
    .3 طول جوش
    .4 دقت ابعادی
    .5 اندازه پیچیدگی ایجاد شده
    .6 عملیات پس گرمایی
    .7 آزمونهای NDT

در صورت انجام صحیح وبه موقع مراحل بازرسی اعلام شده، VT صورت پذیرفته و در مرحله بعد از اتمام جوشکاری اطمینان بیشتری خواهد بود .
با یادآوری نوع عیوب مطرح شده در مبحث عیوب جوش یاد آور میشویم در جوش، ونا پیوستگی های نظیر موارد
زیر بروز مییابند . از قبیل :

1-تخلخل    2- ذوب ناقص    3-نفوذ ناقص        4-بریدگی کنار جوش
5-سر رفتگی           6-ترک             7-نا خالصیهای سر باره                    8-گرده اضافی
امکان دارد الزامات استاندارد یا مشخصات فنی مورد استفاده مقادیر معمولی از این نا پیوستگیها را مجاز بدانند ولیکن ناپیوستگیها، از نوع ترک وذوب ناقص تقریباً در اغلب کدها و استانداردها غیر مجاز میباشد (در واقع عیب محسوب میشوند). برای سازه های تحت بارگذاریهای سیکلی یا بارگذاریهای دینامیکی، که میزان حساسیت بحرانی بودن ناپیوستگیهای سطحی به شدت افزایش مییابد ، اهمیت بازرسی دیداری بسیار بالا بوده وشاید مهمترین قسمت از فرایند تولید، بازرسی باشد. حضور بریدگی کنار جوش، سر رفتگی، وضعیت نامناسب جوش به طور غیر مستقیم باعث افزایش تنش در اتصال میشود .

بارگذاری سیکلی، میتواند موجب شکست زود هنگام چنین اتصالاتی باشد. از اینرو، وضعیت ظاهری سطح جوش میتواند بسیار بااهمیتتر ازاندازه جوش باشد. بطوریکه جوش با اندازه کوچکتر از اندازه نقشه، ولیکن عاری از بینظمی های ناگهانی رضایت بخشتر از یک جوش با اندازه دقیق وکاملاً مطابق انداره نقشه ، ولی همراه با ظاهری نامناسب میباشد.

انواع ترک در جوشکاری

عملیات حرارتی در جوشکاری

عملیات حرارتی در جوشکاری و عیوب جوشکاری

عملیات حرارتی در جوشکاری

1.پیش گرمایش

برای اجتناب از ترک خوردن نقاط سخت شده در منطقه تاثیر حرارت، قبل از جوشکاری از پیش گرمایش استفاده میشود. پیش گرمایش عبارتست از گرم کردن قطعات مورد جوشکاری قبل از شروع جوشکاری.
پیش گرمایش دارای فواید زیر است:
.1 جلوگیری از ساختار میکروسکوپی سخت در منطقه تاثیر حرارت.
.2 کمک به پراکنده کردن هیدروژن از اتصال.
.3 جبران قابلیت حرارتی زیاد.
.4 کاهش تنش باقیمانده.

2.پس گرمایش( تنش زدائی )

در قطعات جوش شده بعلت ممانعت فلز مبنا حین انجماد جوش، تنشهای باقیمانده زیادی بوجود میآید و حوضچه مذاب بسرعت منجمد میشود و منقبض میگردد. فلز مبنا با این انقباض مقابله میکند و در نتیجه هم در جوش و هم در فلز مبنا تنش بوجود میآید. این تنش ممکن است به اندازه تنش تسلیمی خود جنس فلز اصلی برسد و وقتی که با تنشهای ناشی از بارگذاری عادی ترکیب شود، تنش منتجه از تنش مجاز یا تنش طراحی تجاوز کند.
متداولترین روش تنش زدایی، عملیات حرارتی پس از جوشکاری است. در این نوع عملیات حرارتی بایستی افزایش و کاهش درجه حرارت تدریجی بوده وبا سرعتی باشد که از یکنواختی درجه حرارت سرتاسر قطعه اطمینان حاصل شود. در موقع تنش زدائی بایستی قطعه آزادی انبساط و انقباض داشته باشد در غیر این صورت تنش های اضافی که به قطعه وارد میشود، ممکن است از تنشهای اولیه مورد نظر بیشتر باشد.

3.پیچیدگی

تنش های بوجود آمده در یک قطعه فولادی ضمن نورد در کارخانه سازنده، بوسیله برشکاری ، فرم و شکل دادن قبل از جوشکاری و بوسیله سیکل حرارتی فرآیند جوشکاری بسیار زیاد و متغیر میباشد . این تنشها و تابیدگی هارا میتوان به دو طبقه تقسیم نمود:
الف-تنشها و تابیدگیهای موجود در قطعه حین انجام عملیات جوشکاری که این تنشها و تابیدگیهاگذرا یا موقت هستند.
ب- تنشها و تابیدگیهائی که بعد از آنکه قطعات جوش داده شده سرد گردیده و به درجه حرارت عادی میرسند باقی میمانند.
این دو طبقه در مقدار و جهت، قدری متفاوتند ولی هر دو طبقه به هنگام تدوین یا مطالعه دستور العمل جوشکاری بایستی مورد توجه قرار گیرند .

تنشها و پیچیدگی های ناشی از جوشکاری

تنشها و پیچیدگی های ناشی از جوشکاری

چند نکته در مورد پیچیدگی حاصل از جوشکاری:

  • در جوشهای چند پاسه، هر چه تعداد پاسها بیشتر باشد، تابیدگی بیشتر خواهد بود.
  • در جوشکاری برگشت به عقب تنشها قفل شده و تابیدگی را کاهش خواهد داد.
  • همیشه جوشکاری بایستی از طرف نقطه محدود شده بطرف نقطه با حداکثر آزادی باشد.
  • با مساوی بودن سایر شرایط،افزایش سرعت )بالاتر از مقدار معینی( قدری مقدار تابیدگی را زیاد میکند.
  • با بارگذاری مکانیکی میتوان تنش زدایی نمود.
  • یکی از راههای کاهش پیچیدگی، پیش گرم کردن است.

عیوب جوش

در جوشکاری رعایت نکردن بعضی ازاصول منجر به پیدایش یکسری عیوب میشود و به هر عاملی که باعث کاهش استحکام قطعه گردد، عیب اطلاق میشود.

1.لکه قوس (Arc Strike)

به محل اثر برقراری قوس خارج از محیط درز اتصال گفته میشود.

علت:

  • برخورد نوک الکترود به سطح کار
  • قرار دادن انبر معیوب روی سطح کار
  • شل بودن انبر اتصال

2.سطح جوش نا منظم با گرده زیاد(Excessive Weld Metal)

علت:

  •  جوشکاری با سرعت پیشروی کم در پاسِ نما
  • کم و زیاد کردن عرض جوش

گرده جوش با ارتفاع زیاد باعث تمرکز تنش شده و خطر شکست را افزایش میدهد

3.نفوذ زیاد (Excessive Penetration)

علت:

  • سرعت جوشکاری کم در پاس ریشه
  • آمپر زیاد.
  • تغذیه سیم جوش زیاد در جوشکاری TIG

4.عدم ذوب دیواره (Lack Of Fusion-LOF)

علت:

  •  استفاده از آمپر کم
  • سرعت جوشکاری زیاد
  • ضخیم بودن قطعات
  • زاویه غلط الکترود
  • حرکت نامناسب در عرض جوش
  • یک طرفه سوختن الکترود

5. عدم نفوذ(Lack Of Penetration- LOP)

علت:

  • کم بودن زاویه کار (پخ اتصال)
  • زیاد بودن پاشنه کار (ریشه کار)
  • کم بودن فاصله بین دو قطعه کار
  • کم بودن آمپر
  • حرکت سریع و عدم مکث مناسب
عیوبLOF و LOP

عیوبLOF و LOP

6.بریدگی یا سوختگی کنار جوش (Under Cut)

علت:

  • آمپر بالا
  • طول قوس بلند
  • عدم مکث در کناره های درز اتصال
  • استفاده از الکترود نا متناسب
عیوب سوختگی کناره جوش و روی هم افتادگی و ذوب ناقص

عیوب سوختگی کناره جوش و روی هم افتادگی و ذوب ناقص

7.حفره های گازی یا تخلخل(Porosity)

گازهای حاصل از سوختن روپوش الکترود، وارد فلز مذاب شده و چنانچه مذاب سریع سرد شود، گازها فرصت خروج پیدا ننموده و در فلز جوش باعث ایجاد حفره های گازی یا تخلخل میشود.

علت:

  • جوشکاری در وزش باد
  • طول قوس بلند
  • الکترود مرطوب
  • آمپر کم
  • کثیف بودن سطح کار
  • کثیف بودن سطح روپوش الکترود بوسیله چربی، رنگ و رطوبت
  • ناخالصی گاز آرگون در جوشکاری TIG

8.ترک(Crack)

ترک ها از خطر ناک ترین عیوب جوشکاری میباشد که در اثر اعمال نیرو، ترک ها رشد نموده و باعث انهدام سازه میشود. ترک ها در دو نوع سرد و گرم میباشند. شکل 15 انواع ترک در جوشکاری سر به سر و گوشه ای را نشان می دهد. بطورکلی ترکها را به دو دسته کلی تقسیم میکنند:
1.ترک گرم: در اثر وجود ناخالصی هایی نظیر  P،S،Zn،Cu،Bi در فلز جوش و نیز تنشهای پسماند بوجود میآید.
2. ترک سرد: به ترک سرد، ترک هیدروؤنی یا ترک تاخیری هم گفته میشود چون بعد از 24 تا 48 ساعت خود را نشان میدهد. این ترکها بیشتر در ریشه یا کناره گرده جوش بوجود میآیند.

دلایل ایجاد ترک سرد:

  • وجود هیدروژن زیاد
  • تنش های پسماند
  • انبساط و انقباض زیاد

منابع ورود هیدروژن:

رطوبت هوا، خیس یا مرطوب بودن پوشش الکترود یا فلاکس مصرفی، مواد روغنی در
اطراف محل جوشکاری.

چون که مذاب جوش آمادگی زیادی به حل نمودن هیدروژن را در خود دارد، هیدروژن به جوش نفوذ نموده و به اطراف جوش مهاجرت میکند. در اثر سرد شدن پیوسته جوش و اطراف آن، خروج هیدروژن کاهش می یابد و در آن مناطق به حد اشباع می رسد و پس از مدتی ترک ایجاد میشود.

انواع ترک در جوشکاری

انواع ترک در جوشکاری

___________

منبع: آموزشگاه مجازی ایران پایپینگ

انواع فولادها(بخش دوم)

در مطلب قبل از مبانی جوشکاری با بخشی از انواع فولادها و فولادهای آلیاژی آشنا شدیم.حال به ادامه مطلب در مورد فولادها می پردازیم.

چند نکته در مورد فولاد آلیاژی

1.فاصله درز اتصال در جوشکاری فولاد آلیاژی کمتر از فاصله درز اتصال در فولاد ساده کربنی در حالت مشابه است.

2.قبل از جوشکاری و بسته به ترکیب شیمیایی، قطعات فولاد آلیاژی باید تا حدود 200 تا 300 درجه سانتی گراد پیش گرم شوند.

3.انتخاب درست الکترود که از نظر نوع پوشش و اندازه آن باید با جنس و ضخامت فولاد مورد جوشکاری متناسب باشد.

4. شدت جریان جوشکاری برای فولاد آلیاژی کمتر از فولاد ساده کربنی در حالت مشابه است.

5. در جوشکاری فولادهای آلیاژی سرعت حرکت دست در پاس نفوذی کمتر از فولادهای ساده کربنی بوده و سعی می شود تا شکل گرده محدب باشد.

تاثیر عناصر آلیاژی بر خواص فولاد

1.منگنز: وجود منگنز در فولاد باعث افزایش سختی توام با افزایش استحکاک و نرمی می شود به طوریکه می توان فولاد را تراش داد. افزایش نیکل یا کرم و یا هر دوی آنها نیز چنین خاصیتی دارد.

2.نیکل: اضافه کردن نیکل بدون تاثیر بر چکش خواری فولاد استحکام آن را افزایش داده و با افزایش 25-35 کروم به فولاد، مقاومت به خوردگی به طور چشمگیری افزایش می یابد.

3. وانادیوم: این عنصر فولاد را برای آب دادن و سخت کردن سطحی آماده می کند.

4.تنگستن: این عنصر مقاومت با سایش فولاد را بسیار افزایش داده و لذا برای ساخت ابزار و مته از آن استفاده می شود.

5.کبالت: مقاومت حرارتی فولاد را افزایش و در مواردی که در اثر سایش حرارت تولید می شود در فولاد کاربرد دارد.

6.مس: مقاومت به خوردگی فولاد را در اتمسفر افزایش داده و هیچگونه تاثیری بر خواص جوشکاری ذوبی فولاد ندارد.

7.سرب: به طور قابل ملاحظه ای قابلیت ماشین کاری فولاد را افزایش می دهد.

8.سیلیسیم: مقدار این عنصر در فولاد حدود 30-0.05 درصد است که تاثیر کمی بر ساختمان و خواص مکانیکی فولاد دارد و بیشر نقش اکسیژن زدا را بازی می کند.

9. مولیبدن: این عنصر همزمان با افزایش سختی پیری فولاد، مقاومت حرارتی آنرا نیز بالا می برد.

10. آلومینیوم: در کنار عمل اکسیژن زدایی این عنصر در فولاد، ریزدانگی آستنیتی و افزایش خاصیت نیتروره کردن نیز از تاثیرات آلومینیوم است.

 

نامگذاری فولادهای ساده کربنی

فولادهای ساده کربنی بسته به نوع و کاربرد آنها، در چند سیتم مختلف نامگذاری می شوند. بنابراین یک نامگذاری واحد که در تمام فولادهای ساده کربنی به کار رود وجود ندارد. سه سیستم AISI, ASTM , DIN سیستمهایی هستند که بیشتر بکار می روند. به لحاظ کاربردی بودن دو سیستم DIN(استاندارد آلمان)و AISI(استاندارد امریکا) در این مبحث به این دو استاندارد اشاره می شود.

نامگذاری فولاد ساده کربنی در سیستم AISI

این سیستم در مورد نامگذاری میلگردهای نوری سرد و گرم، سیم ها، میله ها، و لوله های بدون درز و محصولات نیمه تمام اهنگری به کار می رود. این سیستم برای شناسایی فولادهای مختلف از درصد کربن موجود در فولاد کمک می گیرد به این صورت که برای نامگذاری از چهار عدد استفاده می شود که اگر دو عدد اول 10 باشد مشخص کننده فولاد ساده کربنی است. هر یک از اعداد 20 و 30 و …به یک نوع فولاد آلیاژی خاص اشاره دارد که شرح کامل آن در جدول صفحه بعد آمده است. دو رقم بعدی مشخص کننده درصدر کربن می باشد که با تقسیم بر عدد 100 درصد واقعی کربن را نشان می دهد. به عنوان مثال فولاد 1020 فولاد ساده کربنی با 0.2% کربن می باشد.نکته قابل توجه در این سیستم نامگاری این است که اگر درصد عناصر آلیاژی در فولاد کمتر از یک درصد باشد، مقدار آن را صفر درنظر می گیرند. در کنار اعداد ذکر شده ممکن است حروفی نیز بکار رود که تعدادی از آنها به شرح زیر است:

A:فولاد آلیاژی زیمنس-مارتین

B:فولاد اسیدی بسمر

C:فولاد بازی زیمنس-مارتین

D:فولاد اسیدی زیمنس

E:فولاد کربن دار یا فولاد آلیاژی کوره بلند

نامگذاری فولاد ساده کربنی در سیستم DIN

در این سیستم از یک نام چند قسمتی برای نامگذاری فولادهای کربنی، کم آلیاژی و آلیاژی استفاده شده و برای هر گروه هم علائم خای در نظر گرفته می شود. برای نامگذاری فولادهای کربنی، علائمی به شرح زیر کاربرد دارد:

ST:فولاد نورد شده

CM:فولادهای با قابلیت ماشین کاری یا خوش تراش

GS:فولادهای ریخته شده

CF:فولادهای دارای قابلیت عملیات حرارتی کلی

CQ:فولادهای کم کربن با قابلیت کوئینچ و تمپر

CK:فولادهای پر کربن با فسفر و گوگرد بسیار کم

اعدادی که بعد از این حروف قرار می گیرند با ضریب 1000 استحکام کششی فولاد را بر اساس واحد psi نشان می دهد.

مثال: st37 فولاد کربنی نورد شده ای با psi استحکام کششی

 

ادامه مطلب از مبانی جوشکاری: درباره انواع چدن بیشتر بدانیم

 

 

 

انواع فولادها

مبانی جوشکاری: انواع فولادها

انواع فولادها(بخش اول)

آلیازهای اهنی تولید شده با روشهای مختلف بر اساس مقدار کربن موجود در آنها به دو گروه اصلی تقسیم می شوند. چرا که کربن به علت تاثیر مستقیم بر خواص مکانیکی و فیزیکی بهترین فاکتور برای تقسیم بندی است:

  1. فولاد با 1.7-0.025 % کربن
  2. چدن با درصد کربن بیش از 1.7%

در حال حاضر همزمان با پیشرفت صنعت و توسعه روشهای تولید، انواع بسیار زیادی از فولادها تولید می شود.

فولاد به دلیل خواص مناسب همچون استحکام خیلی خوب، مقاوت به ضضربه خوب، تولید ارزان و راحت پرکاربردترین آلیاژ موجود در صنعت می باشد که این خواص مناسب به افزایش کربن به آهن به عنوان عنصر اصلی آلیاژی و بهبود خواص آهن برمی گردد. به گونه ای که استحکام آن را تا 10 برابر افزایش می دهد. اما به خاطر داشته باشید که میزان افزایش کربن به آهن دارای محدودیت است چرا که در بالاترین مقدار آهن تنها 6.67% کربن را می تواند در خود بپذیرد. اکثریت فولادها قابلیت بسیار خوبی برای جوشکاری دارند و در اکثر روشهای جوشکاری می توان از آن استفاده کرد به نحوی که با انتخاب الکترود مناسب و روش صحیح می توان آنها را به راحتی جوش داد. به علت تاثیر قابل توجه افزایش کربن در خواص فولاد مهمترین تقسیم بندی فولادها بر اساس میزان کربن انجام شده است.افزایش کربن در فولاد خواصی را بوجود می آورد که نمونه هایی از آن در زیر آورده شده است:

  1. نقطه ذوب فولاد را کاهش می دهد.
  2. افزایش سختی، شکنندگی و تردی فولاد
  3. افزایش مقاومت در برابر خوردگی
  4. مشکل تر کردن جوشکاری و تراشکاری فولاد
  5. اعمال حرارت بر فولاد راحت تر می شود.
  6. افزایش قیمت فولاد

 

فولاد کم کربن یا فولاد ساختمانی

این فولاد با 0.025-0% کربن کمترین مقدار کربن را در بین انواع فولادها دارد لذا آلیاژی نرم، انعاف پذیر و در عین حال با استحکام مناسب می باشد که کاربرد فراوانی در صنایع مختلف دارد مانند: مقاطع اختمانی، قطعات صنعتی، مغزی اکثر الکترودها و … به لحاظ درد کم کربن، جوشکاری این دسته از فولادها آسان بوده و تقریباً با تمام روشهای جوشکاری می توان آنها را بدون رعایت موارد احتیاطی جوش داد. در مقابل به علت درصد کربن کم نمی توان عملیات حرارتی سخت کردن را بر روی آنها انجام داد.

 

فولاد کربن متوسط

فولادهایی که در این دسته قرار می گیرند معمولاً حدود 0.55-0.25% کربن دارند و خواص  مکنیکی آنها  بهتر از فولادهای ساختمانی می باشد. با توجه به درصد کربن موجود  در این فولادها در فرایند جوشکاری آنها باید  تمهیدات و پیش نیازهایی را درنظر گرفت. عدم رعایت اصول اولیه برای جوشکاری این فولادها با ایجاد ترکهای ریز در ناحیه جوش خورده همراه خواهد بود.

 

فولاد پر کربن

کربن موجود در این فولادها در حدود1.7-0.55% می باشد و به لحاظ درد کربن نسبتاً بالا، فولادهایی سخت و با استحکام هستند و معمولاً در مواردی همچون ابزار سازی، قالب سازی، ساخت فولادهای آبدیده کاربرد دارند. جوشکاری این فولادها به لحاظ حضور درصد کربن بالا، سخت می باشد و باید با روشهای مخصوص، الکترودهای مخصوص و فراهم آوردن مقدماتی مبادرت به جوشکاری آنها نمود. جوش حاصل از جوشکاری فولادها دارای خواصی مانند سختی و شکنندگی می باشد. این دسته از فولادها را با نام فولادهای ابزار نیز می شناسند و در ساخت قطعاتی مانند سوهان، اره، حدیده، قلاویز و … بکار می روند.

فولاد آلیاژی

این دسته از فولادها که بر اساس درصد عناصر آلیاژی موجود در فولاد به دو دسته کم آلیاژ( مقدار مجموع عناصر آلیاژی کمتر از 5%) و پرآلیاژ(مقدار مجموع عناصر آلیاژی بیشتر از 5%) تقسیم می شوند از طریق افزایش یکسری عناصر مانند کرم، نیکل، تنگستن، کبالت، وانادیوم، مولپیدن و منگز به فولاد تهیه می گردند. هدف  اصلی این افزایش بهبود خواص فولادهای معمولی یا فولادهای کربنی و تامین نیازهای صنعتی می باشد. به عنوان نمونه افزایش کرم به تنهایی و یا افزایش کرم و نیکل بطور همزمان به فولاد باعث افزایش مقاومت به خوردگی و زنگ زدگی فولاد می شود و یا افزایش تنگستن به فولاد مقاومت به سایش را در آن بالا می برد. از آنجاییکه خوا فولادهای آلیاژی بر اساس نوع و مقدار عنصر آلیاژی تغییر می کند فرایند و تکنیک جوشکاری هر یک با دیگری متفاوت است. به عنوان مثال از بین فولاد زنگ نزن، فولاد فنر، فولاد SPK و فولاد ضد سایش که جز فولادهای آلیاژی هستند جوشکاری فولاد زنگ نزن(استیل) با روش قوس دستی و به وسیله الکترود زنگ نزن (استیل)، روش TIG و روش MIGبیشترین عمومیت را دارد. در خانواده فولادهای زنگ نزن آلیاژ دارای 18% کروم و 8% نیکل به فولاد زنگ نزن نگیر و آلیاژ دارای 18% کروم به فولاد زنگ نزن بگیر معروف هستند.

 

نکاتی در مورد فولاد آلیاژی را در مطلب بعدی بخوانید

تولید محصولات فولادی

جوشکاری قوس الکتریکی با الکترود دستی

مبانی جوشکاری :جوشکاری قوس الکتریکی با الکترود دستی

جوشکاری یکی از فرایندهای اصلی تولید محسوب می شود که وظیفه اتصال دائمی قطعات را بر عهده می گیرد. که آن را می توان اتصال بین اتم های دو قطعه مختلف(نه الزاماً با جنس یکسان) با حرارت یا بدون آن و با فلز پر کننده یا بدون آن و با فشار یا بدون آن درنظر گرفت. ولی در کل می توان گفت جوشی مطلوب ماست(جوش ایده آل) که نتوان آن را از فلز اصلی تشخیص داد. چه از لحاظ ظاهری و چه از لحا مکانیکی و شیمیایی.

با توجه به تعریف فوق می توان کلیه فرایندهای جوشکاری را به دو دسته وبی و غیر ذوبی تقسیم نمود. که معروف ترین روش نوع ذوبی، جوشکاری با قوس الکتریکی نام دارد که حرارت ناشی از جوشکاری ناشی از قوس الکتریکی حاصل است. این روش خود به گروه های زیر تقسیم می گردد:

1. جوشکاری قوس الکتریکی با الکترود پوشش دار(SMAW)

2. جوشکاری قوس الکتریکی با گاز محافظ و الکترود تنگستنی(GTAW)

3.جوشکاری قوس الکتریکی با گاز محافظ و فلز مصرف شدنی(GMAW)

4.جوشکاری قوس الکتریکی زیر پودری(SAW)

5. جوشکاری قوس الکتریکی توپودری(FCAW)

خلاصه تاریخچه جوشکاری

خلاصه تاریخچه جوشکاری

شناخت فلزات

تمام مواد و اجسامی که در طبیعت و در اطراف ما مشاهده می شوند را می توان از نظر جنس به دو دسته کلی تقسیم کرد. این تقسیم بندی عبارت است از :

1. مواد فلزی 2. مواد غیر فلزی

مواد فلزی که بطور تقریبی نیمی از عناصر موجود در طبیعت را تشکیل می دهند در زندگی امروزی بشر در سطح گسترده ای کاربرد دارند. به گونه ای که امروزه زندگی بدون آنها شاید غیرممکن باشد. این عناصر فلزی همگی از طریق استخراج از پوسته زمین بدست می آیند و در اکثر مواقع به صورت ترکیب با اکسیژن و یا سایر عناصر یافت می شوند به جز برخی عناصر مانند طلا که به صورت خالص در طبیعت موجود می باشد. به مواد استخراج شده از پوسته زمین که عناصر فلزی را به ورت ترکیبی در خود جای داده اند اصطلاحاً کانی می گویند. خواصی مانند رسانایی الکتریکی، چکش خواری، استحکام بالا، جلاپذیری، قابلیت ترکیب با فلزات دیگر و …باعث کاربرد وسیع فلزات شده است. بیاری از عناصر فلزی موجود در طبیعت شاید کاربرد آنچنانی نداشته باشند ولی تعدادی از آنها نیز بطور وسیعی مورد استفاده قرار می گیرند. لذا برای شناسایی و تفکیک بهتر فلزات می توان از تقسیم بندی زیر استفاده کرد:

 

انواع فلزات از نظر ماهیت:

  • فلزات و آلیازهای آهنی مانند فولاد ساختمانی، فولاد آلیاژی، چدن و …
  • فلزات و آلیاژهای غیر آهنی مانند آلومینیوم، مس، روی، نیکل، برنج، برنز

انواع فلزات از نظر خلوص:

  • فلزات خالص مانند آهن، مس، روی، آلومینیوم، قلع، سرب و …
  • آلیاژها مانند فولاد، چدن، برنج، برنز و …

همانطورکه از مثالهای بالا پیداست آلیاژ ترکیب یک فلز با یک یا چند فلز و یا ترکیب یک فلز با یک یا چند غیر فلز دیگر می باشد که این ترکیب در جهت بهبود خواص مکانیکی، شیمیایی و فیزیکی فلز پایه انجام می پیرد و آلیاژ بدت آمده دارای خواص فلزی می باشد. باید توجه داشت که با اضافه کردن هر عنصر آلیاژی به بک فلز، آلیاژی ساخته می شود که ممکن است خواص آن با خواص اولیه عنر پایه آن آلیاژ کاملاً متفاوت باشد. در آلیاژها معمولاً فلزی را که بیشترین مقدار یا بیشترین درصد وزنی را در آلیاژ دارد فلز پایه می نامند و مابقی عناصر را عناصر آلیاژی می گویند. مانند آلیاژ فولاد که چون آهن بیشترین مقدار را در آن دارد فلز پایه نامیده می شود و عنصر کربن عنصر آلیاژی محسوب می گردد.

آلیاژهای آهنی:

آلیاژهای آهن پرمصرف ترین آلیاژ در صنعت امروز دنیا است که تولید و مصرف آن در حال حاضر به حدود 1000 میلیون تن در سال رسیده است. در آلیاژهای آهنی فلز پایه آهن است که فلزی قدیمی است و در 1500 سال قبل از میلاد مسیح مصریان آن را فلز بهشتی می نامیدند. این فلز نرم، ضعیف و کم استحکام است که به صورت خالص جز کاربردهای آزمایشگاهی کاربرد دیگری ندارد. بهترین راه از بین بردن نقاط ضعف آهن خالص، آلیاژسازی آن است.

آلیاژهای مشتق از فلز آهن دارای تنوع بسیاری است اما دو آلیاژ بیار مهم به نامهای فولاد و چدن در بین این آلیاژها از اهمیت ویژه ای برخوردار است.اهمیت، کاربرد و مرف انواع فولادها و چدن ها به عنوان آلیاژهای پرمصرف، به شکلی است که امروزه در تمام جنبه های زندگی بشر وارد شده و  در بسیاری از موارد همچون ساختمان سازی، قطعات کارگاهی، لوازم منزل، وسایل حمل و نقل و …. کاربرد دارد. به طور کلی فولادها آلیاژهای دوگانه آهن-کربن و چدنها آلیاژهای سه گانه آهن-کربن-سیلییسیم می باشند.

بر خلاف اکثریت فلزات  آهن خالص جز دسته فلزاتی است که با افزایش دما ساختار کریستالی آن تغییر می کند. روشهای تولید چدن و فولاد:

  • کوره بلند و کنورتور(BF/BOF)
  • احیای مستقیم(DR/EAF)
آلیازهای آهنی

آلیازهای آهنی

تولیدات محصولات فولادی

قسمت اعظم فولادهای موجود در صنعت به صورت محصولات نیمه تمامی همچون میلگرد، ورق، تیرآهن، قوطی تولید می شود(شمش ریزی) که پس از تولید با انجام عملیاتهای تکمیلی به محصول قابل استفاده تبدیل می شوند و تنها قسمت جزئی از قطعات فولادی از طریق ریخته گری به طور مستقیم(قطعه ریزی) به محصول قابل استفاده تبدیل می شوند. فرایند تولید محصولات نیمه تمام معمولاً بر اساس دو روش انجام می گیرد:

الف) ریخته گری منقطع یا مجزا

ریخته گری فولادها در قالبهای مجزا و عمودی روش مرسوم تهیه شمشهای فولادی برای کار گرم است. بیشتر فولادها به این روش ریخته می شوند چون روش خیلی ساده ای است. در این روش پس از آماده سازی فولاد مذاب، پاتیل حاوی مواد مذاب به بالای قالبهای عمودی آمده و مذاب را داخل قالبها تخلیه می کند. با انجماد مواد مذاب درون قالب، قالبها باز شده و شمش ها از درون قالب بیرون می آید. شمش داغ برای پیش گرم جهت نورد گرم وارد کوره پیش گرم می شود تا به ورق یا تیرآهن تبدیل شود.

ب) ریخته گری مداوم

بر خلاف روش اول در این روش مواد ماب داخل قالبهای طولانی که نسبت به زمین در ارتفاع قرار دارند ریخته می شود و در تماس با بدنه سرد قالب( به علت آبگرد بودن بدنه قالب) به صورت سطحی منجمد می شود.شمشهای فولادی منجمد شده با غلطکهایی به بیرون از قالب کشیده می شود و محصول، تختال فولادی پیوسته ای است که در مرحله بعدی برش خورده و به طولهای کمتر تقسیم می شود.

ریخته گری مداوم

ریخته گری مداوم

برای تبدیل شمش تولید شده به قطعات مفید و قابل استفاده مانند ریل آهن، تیرآهن، میل گرد و …. از دو روش نورد سرد و نورد گرم استفاده می شود. اگر ارائه یک تعریف برای عملیات نورد مدنظر باشد به زبان ساده می توان گفت عبور شمش از بین دو غلطک و کاهش سطح مقطع شمش یا شکل گیری شمش در عملیات نورد سرد، شمش با دمایی کمتر از یک سوم دمای ذوب فلز نورد می شود. در حالیکه در عملیات نورد گرم شمش تا دمایی حدود 1370 درجه سانتی گراد گرم می شود و سپس نورد می گردد. در عملیات  نورد گرم احتمال دارد که چند حالت زیر رخ دهد:

  1. تولید ورق: شمش به کمک نورد به تختال مسطح تبدیل شده و سپس با نورد بیشتر به ورق یا صفحه تبدیل می شود.
  2. تولید ریل و مقاع ساختمانی: شمش به کمک نورد به مقطع مستطیل شکل که شمشه نام دارد، تبدیل می شود و سپس با نورد بیشتر به ریل یا مقاطع ساختمانی تبدیل می شود.
  3. تولید میل گرد، میله و لوله های بدون درز: شمش با نورد به شمشال یا مقطع مستطیل شکل تبدیل شده و با نورد بیشتر به انواع میله، میلگرد و لوله تبدیل می گردد.

در پایان شکل گیری قطعه به کمک عملیات نورد گرم چند مرحله نورد سرد نیز انجام می شود. این امر برای نهایی کردن ابعاد و سطح قطعه و همچنین افزایش استحکام در سطح قطعه می باشد. لذا می توان هدف اصلی نورد سرد را افزایش استحکام محصولات نورد شده به کمک کارسرد عنوان کرد. عیب مهمی که در حین نورد به وجود می آید و بر روی خواص جوشکاری تاثیر مستقیم دارد لایه ای شدن یا (Lamination) می باشد. این عیب در اثر حضور ناخالصی های زورذوبی همچون Fesو Mnsکه در ابتدا کروی بوده و در طی نورد به شکل لایه ای در می آیند به وجود می آید. برای جلوگیری از پارگی قطعات جوشکاری شده در اثر حضور این ناخالصی ها تست مواد اولیه جوش الزامی است.

تولید محصولات فولادی

تولید محصولات فولادی

درباره انواع فولادها بیشتر بدانید

 

منبع: مقاله جوشکاری از اینترنت

CMT ADVANCED

CMT پیشرفته

CMT پیشرفته: نرخ بالاتری از رسوب ، توانایی GAP-BRIDGING بهتر شکاف و ثبات بالاتر

فرآیند جوشکاری  CMT پیشرفته (Cold Metal Transfer)   از فرونیوس مخفف نرخ رسوب است که می تواند دقیقاً از طریق چرخه روند مثبت و منفی تنظیم شود. همانطور که وارونگی قطبیت در فاز اتصال کوتاه صورت می گیرد ، این فرایند اتصال  بالایی را که انتظار می رود از جوشکاری سرد داشته باشیم، تضمین می کند. CMT  پیشرفته، مزایای دیگری نیز دارد ؛ از جمله ورودی گرمایی هدفمند ، میزان رسوب بالاتر بدون افزایش در ورودی گرما و حداقل اعوجاج. علاوه بر این ، بخار جوشکاری بسیار کمی تولید می کند که باعث بهبود شرایط کار برای جوشکار می شود.

CMT چگونه کار می کند؟

روند جوشکاری بر اساس یک قوس ترکیبی با چرخه های CMT مثبت و منفی است. برگشت قطب در مرحله اتصال کوتاه صورت می گیرد و قوس را پایدار نگه می دارد. در طول فاز منفی قطب شده ، فرآیند جوشکاری به میزان رسوب بالاتر و توانایی gap-bridging بهبود می یابد ، در حالی که چرخه های مثبت توسط ورودی گرما و انتقال دقیق قطرات مشخص می شوند. حرکت سیم در این فرآیند گنجانده شده است.

 

پالس CMT پیشرفته: پیوستن به فولادهای با استحکام بالا با ورودی گرمای کم

در حالی که چرخه های مثبت با چرخه های منفی در طی CMT پیشرفته جایگزین می شوند ، روند جوشکاری پالس CMT پیشرفته ترکیبی از چرخه های CMT با قطبیت الکترود منفی و یک مرحله پالس با قطبیت مثبت است. این فرآیند در طول فاز قطب منفی با ورودی حرارت کمتر به میزان رسوب بالاتر می رسد. برگشت قطب به چرخه های ضربان مثبت مثبت در اتصال کوتاه اتفاق می افتد. و همچنین گرمای ورودی بالاتر ، فاز نبض به کاربر مزیت انتقال قطرات غیر اتصال کوتاه را می دهد. رابطه بین چرخه روند مثبت و منفی آزادانه قابل انتخاب است. پالس  CMT  پیشرفته امکان پیوستن به فولادهای با مقاومت بالا با سرعت رسوب کافی بالا و در عین حال با ورودی حرارت کم را فراهم می کند.

تنوع زیاد

CMT  پیشرفته، در هنگام جوشکاری مواد مختلف از جمله فولاد ، کروم، نیکل و آلومینیوم ، توانایی پل زدایی بسیار بالا را تضمین می کند. بنابراین کاربر از مزایای زیر بهره مند می شود:

  • ورق های سبک و بسیار سبک سنج را می توان با توانایی بالا بردن شکاف و فولادهای با مقاومت بالا  با کمترین ورودی گرما پیوند داد.
  • حداقل رقت در جوشکاری با پوشش امکان پذیر است
  • جوشکاری پایه را می توان بدون پشتیبانی مخزن انجام داد
  • برای اتصالات مواد غیر مشابه ، مانند فولاد و آلومینیوم ، ورودی گرمایی کمتری لازم است و میزان رسوب بالاتر نیز حاصل می شود
  • فولادهای با مقاومت بالا و فوق العاده مستحکم می توانند لحیم کاری شوند
ARCTIG

فرایند جوشکاری ARcTig فرونیوس

فرایند جوشکاری آرک تیگ(ArcTig) فرونیوس

فرآیند جوشکاری ArcTig جدید فرونیوس،  یک راه حل ایده آل برای همه کسانی که به دنبال بالاترین کیفیت مورد نیاز برای درزهای جوش خود هستند و در عین حال به دنبال یک راه حل ساده – و مهمتر از همه مقرون به صرفه – برای جوشکاری خود می باشند.  در این فرایند جوشکاری،برنامه های کاربردی،کارهای مقدماتی و دوباره کاری(جوش مجدد) می تواند به میزان قابل توجهی کاهش یابد.

برنامه های کاربردی

ساخت مخازن و شناورها
ساخت خط لوله
تولید مداوم لوله
ساخت ماشین آلات خاص
تولید توربین

مزایای شما

کاهش کار مقدماتی و دوباره کاری

حداقل مقدار تا عدم آماده سازی اتصال تا ضخامت مواد 10 میلی متر
عدم نیاز به پشتیبانی مخزن جوش
سطح پایین تاج درز جوش و اعوجاج کم
بدون پاشش

استفاده آسان

پارامترهای جوشکاری به راحتی تنظیم و انتخاب می شوند
تغییر آسان و دوباره خرد شدن الکترودها
سیستم بستن الکترود برای تنظیم انتهای آزاد الکترود
انعطاف پذیری از نظر موقعیت جوشکاری

 

کاهش حجم درز جوش

عملیات جوشکاری در مواد با ضخامت حداکثر 8 میلی متر بدون آماده سازی اتصال
صرفه جویی در مصرف گاز ، فلز پرکننده و برق

 

افزایش سرعت جوشکاری

در مقایسه با روند سنتی TIG تا 100٪  سرعت جوشکاری افزایش می یابد

 

مقایسه تکنولوژی آرک تیگ فرونیوس با تیگ(آرگون) را در این ویدئو ببینید

CMT – انتقال فلزات سرد

روش جوشکاری با کیفیت عالی-جوشکاری CMT برای اتصال فولاد و آلومینیوم ایده آل است-ورودی گرمای بسیار کم و یک قوس فوق العاده پایدار CMT را از جوشکاری معمولی MIG / MAG جدا می کند.فرایند جوشکاری  CMT (انتقال فلز سرد) فرونیوس به کاربران این امکان را می دهد تا..