دانلودمقاله جوشکاری

اختصاصی از اس فایل دانلودمقاله جوشکاری دانلود با لینک مستقیم و پر سرعت .

تعریف: اتصال دو قطعه فلز همجنس را در صورتیکه به یکی از روشهای زیر انجام شود، جوشکاری گویند:
الف: در حالت مذاب یا جامد
ب: با استفاده از واسطه (مواد کمکی) یا بدون واسطه
ج:‌ با ایجاد فشار یا بدون استفاده از فشار
در واقع جوشکاری به اتصالی گفته می شود که محل اتصال را از قسمتهای دیگر قطعات نتوان مجزا نمود یا به عبارت دیگر خواص جوش ایجاد شده با قطعات مورد اتصال یکسان یا نزدیک به هم باشد.
با توجه به این که اغلب سازه ها و یا قسمتهای مختلف ماشین آلات صنعتی از قطعات ریختگی،‌ آهنگری شده، نورد شده و غیره، با ابعاد، جنس و شکل متفاوت تشکیل شده اند لذا اتصال آنها با یک یا چند روش محدود جوشکاری امکان‌پذیر نیست و ضرورت ایجاب می کند از فرآیندهای مختلف، متناسب با موقعیت قطعات استفاده شود. روشهای مختلف جوشکاری با توجه به انرژی مصرفی از یکدیگر تفکیک می شوند. نمودار 1-3- نمونه ای از فرآیندهای جوشکاری را با انرژی مورد استفاده آنها نشان می دهد.
1-1-3- جوشکاری با قوس الکتریکی و الکترود فلزی: در این روش انرژی لازم از تشکیل قوس الکتریکی که بین دو قطب صورت می گیرد به دست می آید:
قوس الکتریکی عبارت است از تخلیة بار الکتریکی بین دو قطب و یونیزه شدن گاز موجود در منطقة قوس.
قوس الکتریکی در صورتی تشکیل می گردد که بین الکترود و قطعه کار (دو قطب جریان الکتریسیته) فاصله ای حدود 3 میلیمتر ایجاد شود.
در این سیستم جریان الکتریسیته که معمولاً از برق شهر تأمین می گردد توسط منبع قدرت یا انرژی (دستگاه جوشکاری) تقویت شده، شدت جریان متناسب با قطر الکترود و شرایط اتصال تنظیم می شود. ولتاژ جریان نیز توسط دستگاه کاهش می یابد الکترود که نقش واسطه را به عهده دارد از دو قسمت سیم و پوشش تشکیل شده است و با توجه به جنس و مشخصات قطعات مورد اتصال انتخاب می شود.
این فرآیند در حال حاضر بیشترین کاربرد را در صنایع مختلف ماشین سازی و تولید سازه های فولادی برعهده دارد. با استفاده از این روش جوشکاری می توان اتصال قطعات مختلف فولادی، انواع چدن، آلیاژهای آلومینیوم و مس را بخوبی انجام داد.
2-1-3- جوشکاری با قوس الکتریکی و حفاظت با پودر (زیر پودری): همانطور که گفته شد در روش قوس الکتریکی و الکترود دستی واسطة اتصال الکترود پوشش دار است. پوشش الکترود وظیفة حفاظت منطقة‌ مذاب (محل تشکیل قوس) را برعهده دارد و در نتیجه از تأثیر هوا و عناصر مضر آن در جوش جلوگیری می کند.
در سیستم زیرپودری از سیم بدون پوشش استفاده می شود که به طور متوالی از قرقرة مخصوص رها می گردد و ضمن تشکیل قوس، نقش واسطه اتصال را نیز برعهده دارد. برای جلوگیری از تأثیر عناصر مضر هوا پودر مخصوصی از یک مخزن به محل تشکیل قوس هدایت می شود و هنگام ایجاد مذاب پودر مذکور نیز ذوب شده، محل اتصال را مانند پوشش الکترود حفاظت می کند.
از این فرآیند در جوشکاری قطعات ضخیم فولادی، اتصال درز لوله ها، مونتاژ قطعات ماشین آلات سنگین و غیره استفاده می شود.
3-1-3- جوشکاری با قوس الکتریکی و حفاظت با گاز: در بعضی از موارد که از سیم بدون پوشش به عنوان واسطه در جوشکاری استفاده می شود حفاظت محل اتصال به وسیلة گازهای بی اثر یا فعال تأمین می گردد. این فرآیندها به دو دسته به شرح ذیل تقسیم می شوند:
الف: جوشکاری (جوشکاری قوس الکتریکی با استفاده از الکترود تنگستن و حفاظت گاز)
در این روش قوس الکتریکی بین یک الکترود دیرذوب (از جنس تنگستن) و قطعة گاز تشکیل می گردد. گاز حفاظت کننده که معمولاً از گازهای بی اثر (آرگون، هلیوم و ترکیبات آنها) می باشد از طریق کپسول مربوط تأمین می شود و توسط شیلنگ مخصوص به محل تشکیل قوس هدایت می گردد.
گاز مذکور به علت بی اثر بودن، نقش مخرب در جوش ندارد و از تأثیر عناصر مضر هوا در جوش جلوگیری می کند.
این روش جوشکاری در اتصال انواع فولاد، آلیاژهای آلومینیوم، مس و غیره با کیفیت مطلوب مورد استفاده قرار می گیرد. شکل 4-3 فرآیند و متعلقات مربوط به آن را نشان می دهد.
ب: جوشکاری (جوشکاری قوس الکتریکی با سیم مصرف شدنی و حفاظت گاز) در این روش قوس الکتریکی بین سیم فلزی و قطعه کار تشکیل می گردد.
جنس سیم مذکور، با جنس قطعات مورد اتصال تناسب دارد و نقش واسطه را در این روش ایفا می کند.
از این روش برای جوشکاری فولاد معمولی، فولاد آلیاژی (استنلس استیل)، آلیاژهای آلومینیوم، آلیاژهای مس و غیره می توان استفاده نمود. ولی برحسب مورد، لازم است گاز حفاظتی و سیم واسطه متناسب با فلز مورد اتصال، انتخاب و روی دستگاه نصب گردد.
چنانچه از این سیستم به منظور جوشکاری فولادی معمولی (ساختمانی) استفاده شود به جای گاز بی اثر می توان از گازهای فعال مانند استفاده نمود و برای تشکیل قوس و استفاده از واسطه قرقرة سیم مسوار را روی دستگاه سوار کرد.
4-1-3- جوشکاریهای مقاومتی: در فرآیندهای مقاومتی، حرارت لازم جوشکاری از طریق مقاومت الکتریکی تأمین می گردد. با توجه به کاربرد وسیع این فرآیند در صنایع مختلف بخصوص ماشین سازی تنوع زیادی در روشهای آن ابداع گردیده که ذیلاً به بعضی از آنها اشاره می شود.
الف – نقطة جوش: از این روش برای اتصال ورقهای فلزی استفاده می شود. جوشکاری به این طریق صورت می گیرد که، ورقهای مورد اتصال بین دو الکترود مسی قرار می گیرد و عبور جریان الکتریسته در محل تماس الکترودها با ورقها، ایجاد حرارت می کند.
نقطه جوش با روشهای مختلف از قبیل دستی، سقفی، ستونی و غیره اجرا می‌گردد. یکی از کاربردهای وسیع نقطه جوش مونتاژ بدنة اتومبیل می باشد.
ب – درز جوش: چنانچه هدف، آب بندی ظروف یا مخازن مختلف باشد فقط از طریق ایجاد نقطه جوشهای به هم پیوسته امکان پذیر است. برای دستیابی به این روش به جای دو الکترود میله ای می توان از دو قرقرة مسی استفاده نمود که ضمن چرخش، به طور متوالی ورقها را جوشکاری کرده و یک اتصال پیوسته را ایجاد می نماید. از این روش برای جوشکاری درز مخازن مانند باک اتومبیل، منبع اگزوز، بدنة‌‌ آبگرمکن و غیره استفاده می شود. در شکل 7-3 تجهیزات قرقرة‌ جوش و نمونه ای از اتصالات مربوط به آن را مشاهده می کنید.
ج – جوشکاری سر به سر: برای اتصال مقاطع پروفیلها (لوله، تسمه، قوطی و ...) از جوشکاری سر به سر استفاده می شود. برای اجرای جوشکاری، قطعات کار توسط گیره های دستگاه گرفته می شود و تماس مقاطع پروفیلها با یکدیگر، عبور جریان الکتریسته حرارت لازم را ایجاد می کند.
5-1-3- جوشکاری القایی: در این فرآیند حرارت لازم جوشکاری از طریق القای جریان الکتریسته تأمین می گردد. همانطور که می دانید اگر روی یک میلة ساده چند دور سیم بپیچانیم و دو سر آن را به دو قطب جریان مستقیم وصل کنیم یک جریان القایی ضعیف ایجاد کرده ایم. از این عمل یک آهنربای ساده نیز تولید می شود.
انرژی لازم جوشکاری از سیستم القایی نیز تقریباً به همین صورت ولی با قدرت زیادتر به دست می آید. یکی از کاربردهای این جوشکاری استفاده در اتصال درز لوله ها هنگام تولید لوله های درزدار می باشد.
6-1-3- جوشکاری با شعله گاز (اکسی استیلن): در جوشکاری با شعلة گاز حرارت لازم از طریق انرژی شیمیایی (سوختن و فعل و انفعال بین دو گاز) تأمین می گردد.
در این شیوة جوشکاری، لبة قطعات مورد اتصال را به وسیلة شعله ای که از اشتعال دو گاز (یکی گاز قابل اشتعال و سوختن و دیگری گاز غیر قابل سوختن) بدست می آید حرارت می دهند تا به حال مذاب درآید. سپس با استفاده از واسطه یا بدون استفاده از واسطه (با ذوب کردن لبه های اضافی قطعات) اتصال صورت می‌گیرد.
گاز قابل اشتعال معمولاً استیلن است و برای دمیدن و افزایش حرارت، گاز اکسیژن به کار برده می شود. از جوشکاری اکسی استیلن در اتصال انواع فلزات (فولاد، چدن، آلیاژهای آلومینیوم، آلیاژهای مس و غیره) می توان استفاده کرد.
7-1-3- جوشکاری ترمیت: در فرآیند ترمیت نیز از تبدیل انرژی شیمیایی به حرارتی برای تأمین گرمای لازم جوشکاری استفاده می شود. اما در این روش مانند جوشکاری با شعله گاز از سوختن و فعل و انفعال گازها استفاده نمی شود بلکه حرارت لازم از فعل و انفعال شیمیایی بین دو پودر فلزی بدست می آید.
بطور مثال برای جوشکاری فولاد معمولی از پودر اکسید آهن و پودر آلومینیوم استفاده می شود. فعل و انفعال این اتصال طبق رابطة زیر می باشد:
چنانکه مشاهده می شود در این فعل و انفعال، اکسید آهن احیا شده، آهن خالص به عنوان واسطة اتصال درز قطعات را پر می کند و اکسید آلومینیوم حاصل روی سطح جوش را گرفته، عمل حفاظت کنندگی را انجام می دهد. از این فعل و انفعال حدود 18500 کالری گرما حاصل می شود که برای اتصال قطعات ضخیم فولاد کافی است. یکی از کاربردهای وسیع این فرآیند جوشکاری در اتصال ریلهای راه آهن است.
8-1-3- جوشکاری آهنگری:‌ این فرآیند یکی از قدیمترین روشهای اتصال دو قطعه محسوب می شود.
برای جوشکاری با این روش، قطعات را معمولاً داخل کوره های زغالی به قدری حرارت می دهند تا حالت خمیری به خود بگیرند سپس آنها را از کوره خارج کرده، با استفاد از پتک، محلهای گداخته را به روی سندان در هم می کوبند. عمل کوبیدن قطعات با پتکهای دستی و یا چکشهای بادی و هیدرولیکی صورت می‌گیرد.
این روش جوشکاری تقریباً متروک شده است.
9-1-3- جوشکاری اصطکاکی: اساس جوشکاری با این فرآیند بر اصل تبدیل انرژی مکانیکی (جنبشی) به انرژی گرمایی استوار است. در این روش، قطعات کار را در گیره های دستگاه جوش اصطکاکی ثابت کرده، محل مورد اتصال قطعات را به هم نزدیک می کنند سپس با ایجاد حرکت دورانی سریع موجب مالش و اصطکاک دو قطعه در محل تماس می شوند از این عمل گرمای زیادی حاصل می گردد. دستگاه به صورت خودکار پس از مدت زمان معین تنظیم شده، متوقف می گردد و ترمز آنی ایجاد می کند؛ در این لحظه قطعات گداخته در محل اتصال داخل یکدیگر فشرده می شوند و جوش می خورند.
از این فرآیند معمولاً در اتصال مقاطع پروفیلها به یکدیگر، همچنین اتصال یک سطح گرد بر روی صفحه مسطح و غیره استفاده می شود.
10-1-3- فرآیندهای جوشکاری با استفاده از انرژی تشعشعی: انرژی تعشعشی به روشهای گوناگون برای جوشکاری به گرما تبدیل می شود.
الف – جوشکاری لیزر: همانطور که می دانید از لیزر در پزشکی و صنعت به مقدار زیاد استفاده می شود. در جوشکاری و برشکاری قطعات فلزی، لیزر کاربرد فراوانی دارد؛ در این روش کنترل جوشکاری توسط سیستمهای کامپیوتری و اجرای کار با استفاده از رباطها صورت می گیرد.
ب – جوشکاری الکترون بیم: انرژی حرارتی این فرآیند توسط پرتاب الکترون در خلأ تأمین می گردد. این روش جوشکاری به عنوان فرآیندهای پیشرفته محسوب می شود. الکترون بیم در اتصال انواع فلزات و غیر فلزات کاربرد داشته، جوشکاری قطعات را با کیفیت مطلوب انجام می دهد.
ج – جوشکاری اُلتراسونیک: در روش اُلتراسونیک انرژی حرارتی از طریق امواج مافوق صوت تأمین می گردد. این فرآیند نیز از روشهای مدرن جوشکاری است. در صنایع حمل و نقل هوایی (هواپیماسازی، هلی کوپترسازی)، صنایع نظامی و غیره کاربرد دارد.
2-3- لحیم کاری
لحیم کاری یکی دیگر از اتصالات حرارتی است و با جوشکاری تفاوت دارد. به طوری که اگر دو فلز همنام را با واسطه ای از جنس خودشان به هم متصل کنیم عمل را جوشکاری گویند، مثلاً اتصال فولاد به فولاد با سیم یا الکترود فولادی جوش فولاد می نامند.
چنانچه دو قطعه فلز همنام و یا غیرهمنام را با واسطه ای از جنس دیگر به هم متصل کنیم، این اتصال را «لحیم کاری» گویند. مثلاً اتصال فولاد به الماس با سیم برنج را لحیم برنج و اتصال مس به آلومینیوم را با سیم نقره، لحیم نقره می نامند.
در لحیم کاری هر گاه نقطة ذوب واسطه کمتر از 450 درجة سانتیگراد باشد آن اتصال را لحیم کاری نرم و در صورتی که نقطة ذوب واسطه بیشتر از 450 درجه سانتیگراد باشد آن را لحیم کاری سخت می نامند. با توجه به اینکه تفاوت محسوسی بین این دو روش لحیم کاری وجود دارد ذیلاً هر روش به طور مختصر توضیح داده می شود.
1-2-3- لحیم کاری نرم: این روش لحیم کاری از قدیم وجود داشته است، بخصوص در مصر قدیم قطعات زرگری و زیورآلات زیادی که بیانگر این اتصال هستند یافت می شود. همچنین قطعات لحیم شده با سرب و قلع نیز زیاد دیده شده است.
در لحیم کاری نرم سه مکانیزم زیر باید صورت پذیرد:
الف- تماس: هنگامی که درجه حرارت قطعه کار به حد معینی رسید واسطة اتصال تأثیر خود را به جای گذاشته، با سطح قطعه تماس پیدا می کند.

فرمت این مقاله به صورت Word و با قابلیت ویرایش میباشد

تعداد صفحات این مقاله 39   صفحه

پس از پرداخت ، میتوانید مقاله را به صورت انلاین دانلود کنید