فرآیند های جوشکاری
1 ) جوش قوس الکتریکی با الکترود روکشدار : جوش قوس الکتریکی با الکترود روکشدار یکی از متداولترین ، ساده ترین و شاید کارآمدترین روشهایی است که برای جوش فولاد ساختمانی بکار میرود . حرارت با برقرار نمدن قوس الکتریکی بین یک الکترود روکشدار و فلز پایه ایجاد میگردد.
2 ) جوش قوس الکتریکی زیرپودری : در جوشکاری به روش زیرپودری ، ماده حفاظت کننده بصورت یک نوار پودری در روی درز ریخته می شود ، سپس قوس الکتریکی توسط الکترود لخت در زیر این پودر برقرار میگردد . در حین جوشکاری قوس زیرپودری برقرار شده و دیده نمی شود.
3 ) جوش قوس الکتریکی تحت حفاظت گاز : در این روش الکترود یک مفتول لخت ممتد است که از میان گیره ی الکترود گذشته و یا یک قرقره تغذیه می شود . حفاظت در این روش بطور اصولی با سپری از گاز فعال دی اکسیدکربن یا گازهای خنثی مثل آرگون و هلیم و غیره صورت میگیرد .
4 ) جوش قوس الکتریکی با الکترود توپودری : این روش شبیه جوشکاری به روش تحت حفاظت گاز است ، با این تفاوت که الکترود ممتد فلزی آن لوله ای شکل بوده مواد حفاظتی را در داخل خود دارا می باشد .
دستگاههای جوشکاری
منبع یا مولد نیرو در جوشکاری با قوس الکتریکی از دو نوع جریان جهت تشکیل قوس میتوان استفاده کرد :
- جریان متناوب – جریان مستقیم دستگاههای جوشکاری برق معمولا" با این دو نوع جریان کار می کنند و کلا" به چهار نوع تقسیم شده اند :
الف ) ترانسفورماتور : این دستگاه از برق شهر تغذیه کرده و معمولا" برق را با همان فرکانس و متناوب جهت جوشکاری پس می دهد تنها کار این دستگاه تغییر اختلاف سطح و شدت جریان میباشد که وظیفه اصلی دستگاه محسوب میشود به این معنی که دستگاه هنگام شروع بکار ولتاژ را تقلیل داده و شدت جریان را افزایش می دهد.
ب ) رکتیفایر ( یکسو کننده ) : رکتیفایر دستگاهی است برای تبدیل جریان متناوب به مستقیم ، ماشین های یکسو کننده دارای طرحهای متعدد برای مقاصد مختلف می باشند ، انعطاف پذیرییکی از دلایل پذیرش گسترده این دستگاه در صنعت جوشکاری میباشد . این ماشینها قادر به تحویل جریان با قطبیت مستقیم یا معکوس میباشند همه این ماشینها دارای دو قسمت اصلی هستند : - مبدل – یکسو کننده
ج ) دینام : اگر فرکانس یا تناوب برق را از بین ببریم یک جریان مستقیم حاصل خواهد شد به این منظور از دستگاه دینام استفاده میشود که بطور کلی به دو بخش محرک و متحرک تقسیم میشود و دارای ویژگیهای زیر است : - دارای قوس نفوذی و قوی میباشد – دارای دوام و عمر طولانی میباشد – تنوع کابردی زیادی داشته و میتواند برای کلیه فلزات قابل جوشکاری با قوس الکتریکی بکار رود .
د ) متور جوش : موتور جوش با دو نوع سوخت میتواند تولید برق کند که عبارتند از : 1- موتور جوش دیزلی 2- موتور جوش بنزینی بوسیله موتور جوش میتوان جریان متناوب یا مستقیم تولید نمود .
الکترود
الکترود در جوشکاری وسیله تشکیل دهنده قوس و واسطه اتصال محسوب میگردد. الکترود میله ای فلزی است که بین آن میله و قطعه مورد جوشکاری قوس الکتریکی برقرار میگردد . الکترود ممکن است بعنوان فلز پرکننده یا واسطه ی عمل یونیزه یعنی ذوب شونده وارد جوش گردد و یا اینکه فقط عاملی جهت ایجاد حرارت باشد و بصورت کمکی عمل نماید . الکترودهای جوشکاری با قوس الکتریکی از دو قسمت تشکیل شده اند : 1- مفتول 2 –روکش
وظایف مفتول : الف ) هدایت جریان الکتریکی ب) تامین فلز پرکننده درز جوش
وظایف روکش : الف ) تامین بعضی از عناصر آلیاژی در جوش ب) تامین و ایجاد پایداری قوس
ج ) ایجاد یک محیط عایق در اطراف حوضچه مذاب د) تامین یک سرباره پوششی برای حفاظت از گرده جوش ه ) ایجاد گاز محافظ هنگام جوشکاری
عواملی که در انتخاب الکترود بایستی در نظر گرفته شوند عبارتند از : - استحکام فلز : الکترود انتخابی بایستی جوش آن مساوی یا بیشتر از فلز پایه در اتصالات جوشی باشد .
- ترکیب شیمیایی فلز : هماهنگی ترکیب شیمیایی فلز جوش با فلز پایه را نیز بایستی تا حدودی در نظر گرفت همچنین میزان کربن معادل فلز در انتخاب الکترود به لحاظ پیشگیری از ترک در جوش خیلی اهمیت دارد . – سرعت جوشکاری : جهت بالا بردن سرعت جوشکاری ، کاهش زمان ساخت و افزایش راندمان می توان از الکترودهایی که در روکش آنها پودر آهن وجود دارد استفاده کرد . – ضخامت ورق : در صورت افزایش ضخامت ورق بهتر است از الکترودهای قلیایی استفاده نمود بخصوص در سازه های تحت بار دینامیکی این موضوع ضرورت دارد .
- پیشگرم یا پسگرم کردن : عملیات پیشگرم کردن برای ورقهای با ضخامت بالاتر از 20 میلیمتر در سازه های فلزی ضروری است در صورت عدم امکانات پیشگرم می توان با انتخاب الکترود با انتخاب الکترود قلیایی مثل 7018 تا ضخامت 40 میلیمتر را نیز بدون پیشگرم جوشکاری نمود .
- طرح اتصال : نوع اتصال و اینکه قطعه دارای پخ می باشد در انتخاب الکترود اثر دارد .
- حالت جوشکاری : از آنجا که بعضی از الکترودها در تمام حالات امکان جوشکاری با آنها نمی باشد ، لذا بایستی در انتخاب الکترود به کد استاندارد الکترود توجه کرد تا امکان جوشکاری در حالت مورد نظر وجود داشته باشد . – دستگاه جوش و جریان برق مصرفی - شرایط کاری و بهره برداری از سازه
معرفی عیوب اساسی اصلی : 1- روی هم افتادگی 2- سوختگی یا بریدگی کنار جوش 3-
آخالهای سرباره 4- ذوب ناقص 5- تخلخل 6- همراستا نبودن اتصال 7- نفوذ ناقص 8 – ترک جوش
ترکهای جوش :
انواع مختلفی از عدم اتصال ممکن است در جوش یا مناطقی که تحت تاثیر حرارت قرار می گیرند ، رخ دهد . جوشها ممکن است دارای تخلخل ، آخالهای سرباره یا انواع ترکها باشد . تخلخل و آخالهای سرباره شاید در جوش تا حدی قابل قبول باشد اما ترکها در جوش هرگز قابل قبول نمی باشد . وجود ترک در جوش یا در مجاورت جوش نشانگر این مسئله می باشد که حتما" مشکلی در حین کار وجود داشته است . بررسی دقیق ترکها ، تعیین علت ایجاد آنها و نیز راههای جلوگیری از آنها را برای ما امکان پذیر می سازد . در ابتدا ما باید به این مسئله توجه داشته باشیم که بین ترک و شکست تفاوت قائل شویم . منظور ما از ترک ، پدیده ای است که در اثر عواملی مانند انجماد ، سرد شدن و تنش های داخلی که بعلت انقباضجوش می باشد ایجاد می گردد .
ترکهای گرم ، ترکهایی می باشد که در دماهای بالا رخ می دهند و معمولا"به انجماد ربط دارند .ترکهای سرد ترکهایی هستند که بعد از اینکه جوش به دمای اطاق رسید ، رخ می دهد .بیشتر ترکها در اثر تنشهای فیزیکی انقباضی که معمولا" با کشیدن یا تغییر شکل جسم همراه می باشد و در هنگام سرد شدن جوش رخ میدهد ، ایجاد می شوند .اگر انقباض محدود شود ، این تنشهای فیزیکی کرنشی ، تنش ذاخلی پسماند را بوجود می آورند که این تنشهای پسماند منجر به ایجاد ترک می شوند . در واقع دو نیروی مخالف وجود دارد : 1- تنشی که به وسیله انقباض فلز ایجاد می شود .2- استحکام و سختی فلز پایه
ضروری است که در واقع به مراحل زیر توجه کنیم :
1- مراحل جوشکاری 2- پیشگرم 3- دمای بین پاسی 4-عملیات حرارتی پس از جوش 5-طراحی اتصال 6- روش های جوشکاری 7- مواد پرکننده
ترک به صورت خط مرکزی :
ترک بصورت خط مرکزی در مرکز یک پاس جوش معین قرار دارد . اگر انتهای یک پاس جوش داشته باشیم و این پاس در مرکز اتصال باشد آنگاه این ترک مرکزی در مرکز اتصال نیز قرار خواهند داشت .علت ترک مرکزی یکی از سه پدیده زیر می باشد : 1- ترکی که ناشی از جدایش و تفکیک باشد . 2- ترکی که مربوط به شکل گرده جوش می باشد . 3- ترکی که مربوط به تغییرات سطحی می باشد .
ترک مرکزی ناشی از جدایش : این ترکها وقتی رخ می دهد که ترکیباتی با نقطه ذوب پایین نظیر فسفر ، روی، مس و گوگرد در نقاط خاصی در حین فرآیند سرد شدن جدایش یابند . در حین فرآیند انجماد ، ترکیباتی با نقطه ذوب پایین در فلز مذاب به نواحی مرکزی اتصال رانده می شوند چون آنها آخرین ترکیباتی هستند که شروع به انجماد می کنند و جوش در این نواحی تمایل به تفکیک و جدایش می یابد .
ترک مرکزی ناشی از شکل گرده جوش :نوع دوم ترک مرکزی ، ترک ایجاد شده در اثر شکل پاس جوش می باشد این ترک در فرایند هایی که همراه با نفوذ عمیق می باشد نظیر فرآیند تحت گاز دی اکسید کربن دیده می شود . وقتی که یک پاس جوشکاری دارای عمق بیشتری نسبت به عرض آن جوش باشد . برای رفع این نوع ترک ، پاسهای جوش باید دارای عرضی حداقل برابر با عمق باشد . توصیه میشود که نسبت پهنای جوش به عمق آن برابر با 1 به 1 یا 4/1 به 1 باشد تا این نوع ترک رفع شود . اگر از پاسهای چند تایی استفاده شود و ه پاس دارای پهنای بیشتری نسبت به عمق آن باشد ، یک جوش فاقد ترک خواهیم داشت .
ترک مرکزی ناشی از شرایط سطحی جوش : وقتی جوشهایی با سطح مقعر ایجاد می شود تنشهایی ناشی از انقباض های داخلی موجب می شود که سطح جوش کشیده شود بر عکس وقتی که سطح جوش محدب باشد نیروی ناشی از انقباض های درونی موجب می شود که سطح جوش فشرده شود .جوش مقعر ، اغلب نالشی از ولتاژهای بالای قوس می باشد سرعت حرکت بالا نیز ممکن است به این موضوع کمک کند . جوشکاری در حالت قائم سر پایین باعث ایجاد این نوع ترک می شود .
ترک منطقه متاثر از جوش :
ترک منطقه متاثر از جوش بوسیله جدایشی که بلافاصله مجاور گرده جوش رخ می دهد مشخص می شود برای اینکه ترک منطقه متاثر از جوش رخ دهد سه شرط باید به طور همزمان برقرار باشد : 1- باید مقدار کافی هیدروژن وجود داشته باشد 2- جوش باید به حد کافی نفوذ پذیر باشد 3- باید به حذ کافی تنش های پسماند وجود داشته باشد . حذف یکی از سه شرط فوق معمولا" باعث می شود که این نوع ترک از بین برود .
ترک عرضی :
ترک عرضی ترک متقاطع نیز نامیده میشود . ترکی که در جهت عمود بر طول جوش ایجاد میشود وقتی که با ترکهای عرضی مواجه می شویم باید سطح هیدروژن و شرایط نگهداری الکترودها را مد نظر داشته باشیم در مورد ترک عرضی ، کاهش استحکام فلز جوش معمولا" یکی از راهکارهای حذف این نوع ترک میباشد .
پیچیدگی :
پیچیدگی یا اعوجاج تا حدی در تمام انواع جوشکاری وجود دارد سه نوع اصلی پیچیدگی وجود دارد – زاویه ای – طولی – عرضی کنترل پیچیدگی میتواند در سه مرحله انجام گیرد : الف ) فبل از جوشکاری ب) حین جوشکاری ج ) بعد از جوشکاری
کنترل جوشکاری قبل از جوشکاری توسط روشهای زیر انجام میشود : 1- خال جوش زدن 2- گیره ، بست و نگهدارنده 3- پیشگرم کامل و سرتاسری 4- مونتاژ اولیه مناسب .
کنترل پیچیدگیها دتر حین جوشکاری : 1- جوشکاری گام به عقب 2- جوشکاری زنجیری منقطع 3- جوشکاری متباعد منقطع 4- جوشکاری متقارن 5- استفاده از حداقل حجم جوش .
کنترل اعوجاج پس از جوشکاری : 1- سرد کردن آرام 2- صافکاری شعله ای 3- آنیل کردن 4- تنش زدایی 5- نرمال کردن 6- صافکاری مکانیکی
اصول طراحی و عملی ذیل می تواند در کنترل پیچیدگی موثر باشد :
1- حد الامکان حذف جوشکاری با فرم دادن یا نورد ورق 2- پرهیز از ایجاد جوش زیاد 3- استفاده از جوشکاری منقطع بجای جوشکاری پیوسته 4- جوشکاری حد الامکان نزدیک به محور خنثی 5 – استفاده از اتصال ضربدری دو طرفه بجای وی شکل یکطرفه و یا استفاده از اتصال یو شکل 6- استفاده از جوشکاری متقارن 7- کم کردن تعداد پاسها 8- استفاده از جوشکاری گام به عقب 9- ایجاد شرایط انقباض معکوس 10- پیش خمش و ایجاد زاویه معکوس در اتصال یرای جلوگیری از انقباض 11- استفاده از گیرنده ، نگهدارنده و بست 12- کم کردن حرارت ورودی 13- چکش کاری
بازرسی در جوش
ضرورت بازرسی : برای حصول اطمینان از کیفیت جوش و مطابقت آن با خواسته استاندارهای جوش ، باید کلیه عوامل جوشکاری در مراحل اجراء مورد بازرسی وکنترل دقیق قرار گیرد . این بازرسی باید طوری تنظیم شود که یافتن عیوب به پایان کار موکول نشود و در کلیه مراحل اجراء از خراب شدن جوش جلوگیری شود و در صورت بروز خرابی ، علل آن تعیین و راهها و وسایل برطرف نمودن عیب پیشنهاد گردد . اسقرار دستگاه بازرسی در کارگاه ساخت قطعات جوش شده از هزینه دوباره کاریها کاسته و با کسب تجربه در مراحل اولیه هر نوع کار از پیش آمدن عیوب در مراحل بعدی یا کارهای مشابه جلوگیری می شود .
خصوصیات بازرس :
1- بازرس جوش بایستی با نقشه های مهندسی آشنایی کامل داشته و از روی علائم جوش ، محل اتصالات جوش و نوع جوشها را شناسایی کند . 2- با استانداردهای جوش سازه های فلزی آشنایی کافی داشته باشد . 3- از فرایندهای جوشکاری و مواد مصرفی جوش اطلاعات کافی داشته باشد . 4- با آزمایشات غیر مخرب و مخرب آشنایی داشته باشد . 5- توانایی آزمایش تایید صلاحت جوشکاری را داشته باشد . 6- اطلاعات کافی از متالوژی جوش داشته باشند تا در هنگام ضرورت قادر به تجزیه و تحلیل مسائل مهندسی جوش باشد . 7- در جوش تجربه داشته باشد و عیوب جوش را بشناسند و روشهای پیشگیری یا رفع آنها را بداند. 8- روشهای بازرسی جوش را آموخته و تجربه کافی در این زمینه داشته باشد . 9- گزارشات کنترل کیفیت را در مراحل مختلف ساخت ، تهیه و ثبت نماید . مراحل بازرسی جوش عبارتند از : - بازرسی قبل از جوشکاری - بازرسی حین جوشکاری - بازرسی بعد از جوشکاری
مراحل بازرسی قبل از جوشکاری :
- اطلاعات از کیفیت مورد نظر کار و میزان حساسیت سازه - مطالعه دقیق نقشه ها و مشخصات فنی - مطالعه استانداردهای مربوطه - اطمینان از مناسب بودن شرایط کاری ومحیطی برای جوشکاری - مطالعه دستور العمل جوش - شناسایی فلز پایه - بازرسی مواد
جزوه-جوشکاری-در قالب word- در 102 صفحه
