این فایل در قالب فرمت Power Point قابل ویرایش ، آماده پرینت و ارائه به عنوان پروژه پایانی میباشد
جوشکاری
جوشکاری یکی از کارآمد ترین راههای اتصال فلزات است و جوشکاری تنها راه اتصال دو یا چند قطعه فلز برای یکپارچه ساختن آنها است . جوشکاری بطور وسیعی برای ساخت یا تعمیر تمام محصولات فلزی بکار برده می شود و بیشتر وسایل پیرامون ما ، جوش داده می شوند . جوش یک اتصال دائمی است لذا چنانچه لازم است اتصال ، گاهگاهی جدا شود ، نبایستی جوش داده شود برای اتصال دو عضو با پرچ ، سوراخ کردن قطعات ضروری است این سوراخ ها تا 10 درصد مساحت مقطعی عرضی قطعات متصل شونده را کم می کنند . اتصال مزبور ممکن است به دو قطعه ورق کمکی نیاز داشته باشد ، بنابراین وزن مواد لازم تمام شده اتصال بالا می رود . در صورتیکه با استفاده از جوش این هزینه حذف می کردد در جوشکاری تمام مقطع عرضی قطعه برای تحمل نیرو بکار می رود و وزن به مقدار قابل ملاحظه ای کم می شود لوله نیز اگر با جوش متصل گردند صرفه جویی مشابهی صورت می گیردضخامت لوله بایستی به اندازه کافی باشد تا بار لازم را تحمل نماید . حال اگر لوله بوسیله رزوه متصل گردد ، ضخامت بیشتری لازم دارد ولی برای جوشکاری ضخامت کمتری کفایت می کند و به این ترتیب وزن فلز و هزینه برای اتصالات رزوه ای بیشتر از اتصالات جوشی است ، سطح داخلی اتصالات جوش داده شده نیز هموارتر است . طراح اگر قطعات ریخته ای را به جوشی تبدیل کند ، با کم کردن ضخامت لازم در درون فلز صرفه جویی می کند ، استفاده از جوش بجای ریخته گری به طراح آزادی عمل بیشتری می دهد ؛ هرجا که لازم است از ورقهای ضخیم استفاده می کند و در جاهای دیگر ورقهای نازک در نظر می گیرد . یکی دیگر از کاربرد های جوشکاری ، روکشی و ترمیم سطح فلزات یا فلز مخصوص است که می تواند مقاوم به خورندگی و یا سایش باشد و از این طریق سالیانه میلیاردها دلار در دیر تعویض کردن قطعات صرفه جویی می شود .
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