انواع روش های جوشکاري

انواع روش های جوشکاري

براي اتصال مواد فلزي به يکديگر از روشهاي متفاوت همراه با خواص گوناگون، با توجه به نوع کار استفاده مي شود که عبارتند از: جوشکاري (Welding) ، لحيم کاري نرم (Soldering) ، لحيم کاري سخت(Brazing) ، چسب کاري، (Adhesive Bonding) و اتصال مکانيکي (Mechanical Joining). اما هدف ما در اينجا معرفي جوشکاري و روشهاي متداول آن مي باشد.

 

روش هاي جوشکاري Welding methods 

اساس تقسيم بندي روش هاي جوشکاري بر اساس: حالت ماده درحين جوشکاري (جامد-مايع)، ميزان استفاده از حرارت و فشار خارجي و نيز استفاده از مواد پرکننده (Filler Metal) مي باشد.

       

بر اين اساس تقسيم بندي کلي روشهاي جوشکاري و لحيم کاري بصورت زير مي باشد:

  • حالت مايع يا ذوبي (Fusion . W) [icon type=”icon-left-thin” color=””]شعله اي و قوس الکتريکي و مقاومتي.
  • حالت جامد غير ذوبي (Solid State . W) [icon type=”icon-left-thin” color=””]التراسونيک, انفجاري, اصطکاکي.
  • حالت مايع/جامد (Liquid/Solid State .W) [icon type=”icon-left-thin” color=””]لحيم کاري سخت و نرم و اتصال چسبي.

                       

جوشکاري ذوبي Fusion Welding              

 اين روش ها که بيشترين کاربرد را در صنايع امروزي دارند، بر مبناي ذوب فلز جوش شونده و يا جوش دهنده و يا ذوب همزمان آنها مي باشد. استحکام جوش بدست آمده پس از انجماد بايد حداقل برابر استحکام فلز پايه باشد. در مواردي که از فلز پرکننده استفاده نمي شود. جوش را، خود جوش يا Autogenous مي نامند. اين دسته شامل روش هاي متفاوت و مهمي است که به آن مي پردازيم.

قبل از شروع بحث نياز است که اصل بوجود آمدن يک جوش که از لحاظ کيفي و کمي در حد بالائي مي باشد را بررسي مي کنيم.

  1. طراحي محصول (Design)
  2. انتخاب مواد (Metallurgy)     
  3. انتخاب فرآيند جوشکاري
  4. تهيه دستورالعمل جوشکاري WPS
  5. کنترل که شامل موارد  مهم و اساسي زير مي باشد:
  • آزمايش مواد اوليه بصورت غير مخرب و چشمي (Visual Test)
  • تائيد دستورالعمل جوشکاري PQR بصورت مخرب (Destructive Test)
  • تائيد پرسنل جوشکار WPQ
  • کنترل هاي کمي و کيفي حين کار
  • بازرسي و تائيد نهائي محصول بصورت مخرب و غير مخرب NDT

 

جوشکاري به روش شعله اي (OFGW Oxyfuel Gas . W )

اساس اين روش بر پايه انرژي حرارتي حاصل از سوختن يک گاز سوختني به همراه اکسيژن مي باشد. در اين روش که به نام جوشکاري اکسي استيل (oxy acetylene) هم معروف است از گاز سوختني استيلن استفاده مي شود که طبق واکنش زير سوخته مي شود و حرارتي در حدود cº ٣٣٠٠ ذوب فلز پايه (Base Metal) ايجاد مي کند:

C2H2+O2H2+2CO+Heat(1/3 Required Heat)

2CO+H2+3/2 O22CO2+H2O+Heat (3/2 Required Heat)

که واکنش اول در مخروطي ميانه شعله و واکنش دوم در نوک مخروطي ميانه انجام مي شوند. نسبت سوخت به اکسيژن مهمترين مساله در توليد حرارت و نوع شعله است بطوريکه:

نسبت سوخت اکسیژن نوع شعله
<1 احیایی
>1 اکسیدی
1:1 خنثی

شعله اکسيدي بشدت براي فولادها مضر است. ولي براي مس و آلياژهاي آن مناسب است، زيرا يک لايه سرباره (Flux) محافظ بر روي حوضچه مذاب تشکيل مي شود.

شعله احيائي درجه حرارت پائين تر و براي فرآيندهاي لحيم کاري سخت و نرم مورد استفاده مي باشد.

 

  • معمولا براي ضخامتهاي کم (حداکثر 6mm) پس براي ورق هاي نازک مناسب است.
  • مناسب کارهاي تعميراتي
  • پخش بودن شعله اعوجاج (distortion) ايجاد مي کند.
  • شعله محافظ نداشته و بطور کلي عيوب فراواني ايجاد مي شود.
  • منطقه متاثر از جوش (HAZ Heat  effected zone) بزرگتري داشته و در نتيجه عيوب آن بيشتر است.

 

انواع شعله

جوشکاري هاي قوسي با الکترود مصرف شونده (Consumable Electrode)

در روشهاي قوس الکتريکي حرارت مورد نياز توسط انرژي الکتريکي (Arc . W) از طريق يک قوس الکتريکي که بين الکترود که در اينجا ذوب شده و همچنین نقش الکترود و پر کننده را بر عهده دارد و نيز فلز پايه ايجاد مي شود,، تامين مي گردد.

 

  • در اين روش ها ولتاژ بطور عمومي بايد پائين باشد (مگر در حالتهاي خاص همانند روش زير پودري) و در حدود 18-30 ولت مي باشد، تا خطر برق گرفتگي از بين برود.
  • ميزان جريان متغير و تا A ١٠٠٠ نيزمي باشد.
  • دماي قوس حدودc º ٥٠٠٠ مي باشد که در روش هاي خاص بهc º ٣٠٠٠٠ هم مي رسد.
  • انرژي بوجود آمده شامل %٢٠ تشعشع و %٨٠ حرارت مي باشد.

 

جوشکاري قوسي با الکترود روپوش دار يا الکترود دستي (SMAW Shielded Metal Arc . w) يا (MMAW Manual Metal Arc. w). 

   در اين روش از يک الکترود روکش دار که شامل مفتول فلزي و روکش مي باشد جهت ايجاد قوس استفاده مي شود.

  • از برق AC يا DC استفاده مي شود. در جريان DC به علت ثابت بودن جريان قطب مثبت بیشتر از قطب منفي گرم  مي شود. در اين روش الکترود قطب مثبت است (٩٥ %) و قطعه کار منفي ، پس الکترود گرمتر شده ، زودتر ذوب مي شود و در نتيجه نفوذ بيشتري خواهد داشت. اما اگر الکترود منفي باشد ديگر نفوذ زياد نداريم و در حقيقت هيچگاه مشکل شره کردن جوش (Excess) را نخواهيم داشت، که در اين حالت رنگ قوس کمي آبي رنگ مي باشد. فرضا اگر gap  توسط filler زياد در نظر گرفته شده باشد، براي جلوگيري از ريختن جوش ممکن است جوشکار الکترود منفي استفاده کند که عمل درستي نمي باشد. جريان DC توسط دستگاه يکسو کننده (Rectifier ) بوجود مي آيد. در اين روش بدليل وجود گازهاي کم محافظ (Shielded gas) ناشي از روکش الکترود طول قوس بايد حتي الامکان کوتاه باشد تا نفوذ هوا به محيط جوش و حوضچه به حداقل برسد. پس به جوشکار ماهرتري نيازمنديم.
  • سرباره که معمولا به جذب آلودگي ها و ناخالصي هائي همانند گوگرد و فسفر کمک مي کند براحتي جدا نمي شود.
  • طول الکترودها mm ٥٠٠-١٥٠ و قطر آن در حدود mm ٨-١.٦ مي باشد (البته طول و قطر الکترود با يکديگر رابطه دارند.)
  • پهناي گرده بايد در حدود ٣-١.٥ برابر قطر الکترود باشد.
  • در همه حالات جوشکاري ميسر است.
  • قابل حمل و نقل به دليل ساده بودن تجهيزات
  • با تغيير الکترود و تغيير شرايط حوضچه مذاب مي توان مواد فلزي مختلفي را جوشکاري نمود .
  • ارزان است. 
  • سرعت پائيني دارد و زمان بر است (برداشتن گل و سرباره جوش بعد از هر پاس جوشکاري)
  • عيوب جوشي آن زياد است.

 


جوشکاري قوسي با الکترود روپوش دار يا الکترود دستي

جوشکاري زير پودري (SAW Submerged Arc . W)

در اين روش همانطور که از نامش پيداست حوضچه جوش و جرقه در زير پودر قرار گرفته و ديده نمي شود. نقش Flux در اين روش همانند روکش الکترود مي باشد و حاوي دانه هاي آهک ، سيليس، اکسيد منگنز، فلورايد کلسيم و ديگر عناصر مي باشد که لايه مذاب ضخيمي بر روي حوضچه و فلز جوش تشکيل داده و از آن محافظت مي کند. ابتدا يک قوس پايدار تشکيل مي شود سپس پودر بر روي آن ريخته مي شود.

  • قطر سيم جوشmm ١٠-١.٥ بوده و مي توان از يک يا چند الکترود همزمان استفاده کرد.
  • اين روش فقط در شرايط تخت قابل استفاده مي باشد.(Flat)
  • جريان در حدود Amp ٢٠٠٠-٦٠٠ و ولتاژ تا v ٤٤٠ متغير است و مي توان از جريان AC يا DC استفاده نمود.
  • در اين حالت نرخ رسوب بسيار بالا است (حدود١٠-٤ برابر سرعت روش MMAW ) به همين دليل سرعت جوشکاري تا m/min ٥ هم تغيير مي کند.
  • معمولا براي ضخامتهاي بالاي mm ٦ استفاده مي شود.
  • مقاومت به ضربه و چغرمگي و استحکام خوبي دارد.
  • ميزان هيدروژن جوش در اين حالت بسيار کم و همانند جوشکاري با الکترودهاي قليائي است.
  • الکترود مي تواند به صورت کلافي (strip) يا تو پودري (Flux cored) باشد.

 

بيشترين ميزان استفاده در مخزن سازي و سازه هاي بزرگ مي باشد اما بدليل اينکه قوس ديده نمي شود پارامترهاي جوشکاري بايد خيلي دقيق انتخاب شوند.

 

 


جوشکاري زير پودري

جوشکاري با گاز محافظ (GMAW Gas Metal Arc. W)

در اين روش از يک تفنگ با نازل خروجي گاز محافظ و نيز مکانيزم شارژ الکترود (يک مفتول (Wire) از روي يک قرقره باز مي شود و از داخل تفنگ به سطح کار مي رسد) به حوضچه استفاده مي شود که الکترود نقش فلز پر کننده ، و گاز نقش محافظ حوضچه در برابر هوا و گازهاي مزاحم را دارد .

بهترين گازهاي خنثي، آرگون(Ar) و هليم(He) هستند که قوس پايدارتر با ترشح کمتر و گرده جوش بسيار با کيفيت را توليد مي کنند.اما مي توان درصورت امکان و مجاز بودن در شرايط خاص از گازهاي نيتروژن (N2) و دي اکسيد کربن (CO2) نيز استفاده کرد که جوش ناصاف تر و با ترشح بيشتري توليد مي کنند اما ارزانتر هستند.

 

 


جوشکاري با گاز محافظ

در اين روش انتقال مذاب از الکترود به حوضچه در سه حالت (Mode) انجام مي شود:

الفحالت اسپري(Spray Mode)

درشرايط استفاده از گاز خنثي همراه با جريان زياد و قطر سيم جوش کمتر از mm ٢ بوجود مي آيد.در اين حالت ذرات ريز فلز مذاب از F.M (فلز پرکننده ) کنده شده و B.M (فلز پايه ) به ميزان چند قطره در ثانيه در اتمسفر قوس الکتريکي به سمت حوضچه مذاب جوش روانه مي شوند و باعث ايجاد يک جوش صاف و تميز مي گردد. به همين دليل در ورق هاي نازک کاربرد دارد.  (mm ٦ < t )

 

بحالت قطره اي

در جريان هاي کمتر و سيم جوش کلفت تر قطرات مذاب از سيم جوش جدا شده و در اثر نيروي قوس الکتريکي و وزن خود سقوط خواهند کرد که به حالت قطره اي معروف است. در اين حالت از CO2 استفاده مي شود و دهانه نازل به دليل وجود قطرات سريعتر بسته مي شوند و مرتب بايستي تميز شوند.

 

ج- حالت اتصال کوتاه

براي جريان ها و ولتاژهاي کم (کمتر از A ٢٠٠ براي فولاد با گاز CO2 ) فلز پرکننده ذوب شده و قطره مذاب آنقدر رشد مي کند که با قطعه کار اتصال کوتاه پيدا مي کند و قوس خاموش مي شود. اين عمل ٥٠ بار در ثانيه تکرار شده که براي تمامي حالتهاي جوشکاري توصيه مي شود. از اين روش در صنايع اتومبيل و اصولا صخامتهاي زير mm ٦ استفاده مي- کنيم (اما براي بالاي mm ٢٥-٢٠ هم کاربرد دارد) اگر در اين روش از گاز محافظ دي اکسيد کربن استفاده شود به آن (MIG Metal Inert Gas) گويند. (البته ممکن است گاز آرگون را به صورت ترکيبي ازAr+CO2 بکار برند.)


حالت قطره ای و اسپری

جوشکاري قوسي به روش تو پودري (FCAW Flux Cored Arc . W)

در اين روش قطر سيم جوش mm ٢.٥-١.٥ بوده و توان دستگاه در حدود kw ٢٠ مي باشد. اين سيم جوش در درون پودر قرار گرفته است و اين امکان را مي دهد که الکترود به صورت کلافي در آمده و با روش هاي اتوماتيک همانند زير پودري استفاده شوند.

  • سيم جوش تو پودري قوس پايدارتر، پروفيل جوش بهتر و خواص مکانيکي بالاتري را در جوشکاري بوجود مي آورد.
  • براي فولادهاي زنگ نزن کاربرد بيشتري دارد.
  • در صورت توليد سيم جوش هاي نازک تو پودري امکان جوشکاري ورق هاي نازک هم وجود دارد.
  • نرخ رسوب نيز بالاتر از روش MIG بوده و ورق هاي با ضخامت mm ٢٥ و بالاتر(“٢-“١.٥ ) را به خوبي جوش مي دهد.

 


جوشکاري قوسي به روش تو پودري

جوشکاري الکتروگاز (Electro gas . W)

  • براي جوشکاري لب به لب (Butt weld) صفحات خيلي ضخيم بطور عمودي استفاد مي شود.
  • حفاظت آن با گاز CO2 بوده و در جريان خيلي بالا همانند A ٧٥٠ بکار مي رود.
  • ضخامت جوشکاري در يک پاس مي تواند تا mm ٧٥ هم افزايش يابد.
  • با استفاده از يک الکترود (فرضا تو پودري يا بدون پوشش)و دو صفحه مسي در دو طرف و انجماد مذاب حاصله در آن جوش مورد نظر بوجود مي آيد.
  • اين روش براي فولادهاي تيتانيوم و آلياژ آلومينيوم بکار مي رود.
  • به صفحات مسي که خنک کننده و آبگرد هستند Back Plate گويند که از جنس مس است.

 


جوشکاري الکتروگاز

جوشکاري الکترواسلاگ (Electro Slag . w)

 همانند روش الکتروگاز بوده با اين تفاوت که فقط در نقطه شروع جرقه و قوس داريم و بعد از آن الکترود به قطعه کار چسبيده و ذوب مي شود و جوش را پديد مي آورد.

  • استفاده از طرح ساده و لب به لب قطعات بدون پخ
  • پائين بودن هزينه به دليل نداشتن آماده سازي لبه ها
  • سرعت جوشکاري در حدود mm/sec ٣٠ مي باشد.
  • براي جوشکاري مقاطع ضخيم در حدود mm ٩٠٠-٥٠ در يک پاس استفاده مي شود.
  • جريان معرفي A ٦٠٠ و ولتاژ v ٥٠-٤٠ مي باشد (در ضخامتهاي بالاتر جريان بالاتر استفاده مي شود)
  • سرعت جوشکاري مي تواند mm/sec ٦/ .-٢/ . نيز باشد که سرعت بالائي است و جوش از کيفيت خوبي برخوردار است.
  • سيکل آرام گرم و سرد شدن خط ترک هيدروژنه را کاهش مي دهد ولي از طرفي خطر رشد دانه ها را داشته و احتمال افزايش اندازه دانه ها بيشتر مي شود بنابراين چغرمگي شکست جوش کم است.

 

 

جوشکاري الکترواسلاگ
جوشکاري قوسي با الکترود مصرف نشدني Non Consumable Electrode         

در روش نامبرده الکترودي که قوس را برقرار مي کند مصرف نمي شود بلکه در صورت لزوم از يک پرکننده در کنار قوس استفاده مي شود.

 

جوشکاري با الکترود تنگستني يا جوشکاري آرگون (GTAWGas Tungsten Arc . w)

يا (TIG Tungsten  Inert Gas) در اين روش همانند روش جوشکاري با گاز محافظ GMAW داراي نازل گاز محافظ اما با گاز آرگون هستيم که داراي يک الکترود ثابت از جنس تنگستن مي باشد. (البته از گاز هليم هم استفاده مي شود).

براي ايجاد قوس دو حالت موجود است يا الکترود با قطعه کار برخورد کند با نوک الکترود گرم شده و قوس شروع شود و يا با يک فاصله هوائي و توسط يک ولتاژ بالاي لحظه اي ايجاد مي شود. حالت اول در اين مورد کاربرد ندارد، چون احتمال آلودگي جوش وجود دارد.

  • روشي است بسيار تميز و با کيفيت بالا به علت پايداري قوس
  • معمولا فلز پرکننده از جنس فلز پايه مي باشد.
  • روش کندي است.
  • در صفحات خيلي نازک، در اين روش از فلز پرکننده استفاده نمي شود.
  • حوضچه مذاب کوچکي دارد پس عيوب کمتر و جوش بسيار بهتري دارد.
  • بطور معمول از جريان DC استفاده مي شود. جريان DC بدليل اينکه خطر بيش از حد گرم شدن الکترود بوجود نيايد و نيز قوس پايدارتري داشته باشيم.
  • براي جوشکاري AL و آلياژهاي آن از جريان AC ياDC با جريان مثبت استفاده مي شود (به علت دير گداز بودن AL2O3 بايد از DC+ استفاده کرد تا الکترود بتواند در آلومينا نفوذ کرده وبه AL دسترسي پيدا کنيم.)
  • جريان کمتر از A ٢٠٠ استفاده مي شود(سرعت جوشکار را کم مي کند)
  • هزينه بالائي دارد اما در عوض به علت کيفيت بالا تعمير (Repair) نداريم.
  • عيب آن آلودگي جوش توسط فلز سنگين و دير گداز تنگستن (W) بصورت آخال مي باشد.
  • مي تواند براحتي بصورت اتوماتيک انجام شود.

 


جوشکاري با الکترود تنگستني يا جوشکاري آرگون

جوشکاري پلاسما (PAM plasma Arc . W)

اين روش همانند روش TIG مي باشد با اين تفاوت که نازل دو جداره براي عبور گاز محافظ از قسمت بيروني و پلاسما از جداره دروني تعبيه شده است.

وظيفه ايجاد قوس و يونيزه کردن گاز را الکترود تنگستني بر عهده داشته و وظيفه محافظت را نيز گاز آرگون انجام مي دهداما ايجاد حرارت و ذوب قطعه با گرماي ايجاد شده توسط پلاسما تامين مي گردد. (پلاسما به گاز يونيزه باردار گويند که به سطح قطعه با درجه حرارت بسيار بالا برخورد مي کند.)

  • با اين روش مي توان ضخامتهاي mm ٥٠-٥/ . را در يک پاس جوشکاري کرد ولي اصولا ورق هاي نازک را با آن جوشکاري مي کنند (اغلبmm < t ).
  • در اين روش HAZ بسيار کوچک است پس کارهاي دقيق با عيوب کمتر ميسر است.
  • دماي روش تاc º ٥٩٠٠٠ نيز بالا مي رود.
  • جريان کم در حدود A ١٠٠ استفاده مي شود.
  • به دو صورت استفاده مي شود:
  1.  الکترود کاتد و قطعه کار آند(+) مي باشد.
  2. الکترود کاتد و نازل آند (+) مي باشد.
  • گاز محافظت کننده آرگن مي باشد و گاز يونيزه شونده آرگن و گاهي به همراه ٥% ئيدروژن , هليم و نيتروژن مي باشد.
  • سرعت جوشکاري نسبتا خوب mm/sec ١٦-٢

 


جوشکاري پلاسما

٤-١-١-٤-جوشکاري مقاومتي (Resistance  Welding )                       

 

حرارت لازم در اين روش در بين دو قطعه توسط عبور جريان از قطعات و گرم شدن درزجوش به علت مقاومت بدست مي آيد.

  • مزاياي مهم عدم نياز به الکترو گاز محافظ و فلاکس مي باشد (البته براي عبور جريان و انتقال به سطح فلز از دو الکترود خنک شونده مسي استفاده مي شود.)
  • هر چه لايه اکسيدي روي سطح بيشتر باشد براي کندن و از بين بردن آن به جريان بيشتري نياز داريم .
  • ميزان گرماي توليد شده از رابطه زير بدست مي آيد:

   H= RI2t

H : ميزان گرماي ايجاد شده

t : ضخامت قطعه                                                      

I : جريان

R : مقاومت قطعات که شامل مقاومت قطعات , الکترودها و فصل مشترک دو ورق مي باشد.

– هر چه مقاومت الکتريکي فلز بالاتر باشد نياز به جريان هاي کمتري داريم و بر عکس.

– الکترودها علاوه بر اعمال جريان وظيفه فشار را هم بر عهده دارد.

– اندازه جريان تا A ١٠٠٠٠٠هم مي رسد که ولتاژ در اين حالت v ١٠-٥/ . خواهد بود که البته نکته مهم اين است که اين جريان و ولتاژ اعمالي در بين قطعات مي باشد، چرا که خود قطعات به عنوان مدار ثانويهء ترانسفور ماتور عمل کرده و جريان کم و ولتاژ بالا را به جريان زياد با ولتاژ کم تبديل مي کند.

 

 

جوشکاري مقاومتي نقطه اي (Resistance Spot welding)                      

 در اين روش از دو الکترود ميله اي با مقطع گرد استفاده مي شود و طرح اتصال روي هم (Lap) مي باشد. دراين روش دکمه جوش (Weld Nugget) در حدود mm ١٠-٦ قطر دارد. در سطح جوش نيز (سطح خارجي) مقداري تغيير رنگ مشاهده مي شود.

  • شدت جريان مورد استفاده A ٤٠٠٠٠-٣٠٠٠ بوده که به جنس و ضخامت قطعه کار بستگي دارد.
  • اگر جريان بيش از حد باشد پديده ترشح (Splashing) را خواهيم داشت.
  • انتخاب قطر الکترود ضريبي از قطعه کار خواهد بود. 
  • اين روش براي اتصالات با ضخامت ورق کمتر از mm ٦ کاربرد دارد.
  • جوشکاري مواد با هدايت الکتريکي بالا همانند مس و نقره با اين روش سخت و مشکل است.

 


جوشکاري مقاومتي نقطه اي

جوشکاري مقاومتي نواري (Seam Resistance   welding)

اين روش همان نقطه جوش است با اين تفاوت که الکترود ما يک غلتک (Roller) متحرک مي باشد و با استفاده از جريان AC و حرکت الکترود بر روي سطح کار عمل جوشکاري بصورت نواري انجام مي شود.

  • با عبور جريان منقطع و تنظيم سرعت غلتک مي توان يک جوش خطي منقطع با فواصل مشخص بوجود آورد.
  • براي ورق هاي نازک سرعت فرآيند تا mm/sec ٢٥ نيز مي رسد.

 

جوشکاري مقاومتي نواري

جوشکاري مقاومتي با فرکانس بالا (High Frequency  Resistance   Welding)

جهت ايجاد حرارت از يک سيم پيچ با جريان فرکانس بالا براي توليد حرارت مورد نياز در قطعه استفاده مي شود و پس از خميري شدن (Sintering) دو قطعه در هم فشرده مي شوند.

 

يکي از کاربردهاي آن جوشکاري لوله هاي درز دار مي باشد.

 

 

جوشکاري مقاومتي با فرکانس بالا

جوشکاري جرقه اي (Flash Welding)

در اين حالت جريان الکتريکي از طريق دو قطعه مورد نظر براي اتصال لب به لب به منطقه جوش اعمال مي شود و پس از ايجاد حرارت لازم دو قطعه دريکديگر فشرده مي شوند.

  • سطح جوش بايد کاملا تميز باشد (عاري از هر گونه چربي، آلودگي و اکسيد و…)در صورت وجود ناخالصي ها در حين فشار از لاي دو قطعه بيرون مي زند.
  • بيرون زدگي ناخالصي ها در طرفين اتصال همواره تميز کاري و پرداخت را ايجاب مي کند .
  • ورق هاي با ضخامت mm ٢٥-٢/ . و قطعات با ابعاد و قطر mm ٧٥-١ از جنس هاي يکسان و مختلف را مي توان به اين روش جوشکاري نمود.

 

جوشکاري جرقه اي

جوشکاري با پرتو الکتروني (EBW Electron  Beam  Welding)

در اين روش با استفاده از يک محفظه خلاء شامل يک تفنگ الکتروني براي متصاعد کردن الکترون و نيز تجهيزات خاص ديگر و پرتاب الکترون به سطح قطعه، باعث ذوب موضعي آن و عمليات جوشکاري مي شويم.

  • در اين روش جوش بسيار متمرکز و تمرکز حرارتي حتي ٥٠٠٠ برابر روش هاي قبلي خواهيم داشت .
  • خلاء باعث عدم کاهش انرژي پرتاب الکترونها مي شود.
  • به علت HAZ بسيار کوچک و متمرکز مي توان به نسبت هاي ٣٠:١ عمق به عرض در جوشکاري رسيد (در يک پاس).
  • اتصال فلزات همجنس به غير همجنس و فلزات به غير فلزات از اين طريق ممکن است.
  • ضخامتهاي قابل جوشکاري mm ٥٠-١/ . مي باشد که حتي جوشکاري فويل نازک AL را هم ممکن مي سازد.
  • به علت پرتاب الکترون از راه دور مي توان جوشکاري هاي بسيار پيچيده و غير قابل دسترسي را انجام داد.
  • به علت تمرکز حرارتي بسيار بالا HAZ کوچک تغيير شکل و اعوجاج در قطعه بسيار کم است.
  • بالا بودن نسبت عمق به عرض جوش باعث ايجاد ترکهاي طولي در فلز جوش مي شود.

 


جوشکاري با پرتو الکتروني

جوشکاري با پرتو ليزر (SBW Laser Beam  Welding )

در اين روش همانند EBW عمل کرده، با اين تفاوت که به جاي باريکه الکتروني از باريکه ليزر که يک نور تکرنگ فوکوس شده است، استفاده مي شود. با تغيير در فوکوس پرتو مي توان ضخامتهاي مختلف را جوشکاري نمود.

  • تا ضخامت mm ٢٥ قابل جوشکاري است (در ضخامتهاي پائين کاربرد بيشتري دارد)
  • سرعت جوشکاري mm/sec ١٣٠٠-٤٠ مي باشد که سرعت بالا براي ورق هاي نازک است.
  • جوشکاري مناطق غير قابل دسترسي
  • کيفيت جوش عالي, حداقل انقباض و اعوجاج و نسبت عمق به عرض بالا (٣٠:١ ) در مقايسه با روش EBW :
  1.  نياز به خلاء ندارد
  2.  امکان تغيير جهت و فوکوس پرتو و راحتي کار و اتوماسيون
  3.  پرتو در برخورد با قطعه توليد اشعه X نمي کند و ايمن تر است.
  4. کيفيت جوش از لحاظ عيوب نفوذ ناقص, ترشح و تخلخل کيفيت بهتري دارد.

 

جوشکاري حالت جامد (Solid State Welding )

در اين روش ها اتصال بدون ذوب شدن مي باشد، پس کليه عيوب مربوط به ذوب شدن از بين مي رود. در اين حالت دو سطح تميز و عاري از هر گونه آلودگي توسط فشار کافي در حد و اندازه هاي اتمي به يکديگر نزديک شده و عمل جوشکاري انجام مي شود (در حقيقت يک نوع امتزاج اتمي خواهيم داشت.)

اين روش يکي از روشهاي مناسب براي جوشکاري فلزهاي مختلف به يکديگر مي باشد که البته شکل  پذيري(Formability) بالائي داشته باشند.

روش هاي بر مبناي اين حالت عبارتند از:

جوشکاري اصطکاکي (Friction  W.) ، جوشکاري آهنگري (Forging  W.)

جوشکاري انفجاري(Explosive W) ، جوشکاري فشاري سرد (Cold Pressure   W ) 

 

 

جوشکاري حالت جامد / مايع (Liquid /Solid State Welding)

در اين روش با ذوب فلز پرکننده (F.M) و نفوذ آن به درون منطقه جوش بدون اينکه فلز پايه (B.M) ذوب شود يا به دماي بالائي برسد عمليات جوش انجام مي شود که اين روش را در اصطلاح لحيم کاري گويند.

از نظر دماي عمليات لحيم کاري به دو دسته لحيم کاري سخت (Brazing) و لحيم کاري نرم (Soldering) تقسيم بندي مي شوند.

 

لحيم کاري سخت (Brazing)

دماي عمليات در اين روش بين c º ٤٥٠ تا دماي ذوب (B.M Tm) بوده و فاصله قطعات از يکديگر mm ٢-٠٢٥/ مي باشد که با توجه به ضخامت و جنس قطعه تعيين مي شود. به طور کلي عمليات Brazing به دو صورت انجام مي شود:

  • روشي که طي آن M در بين دو قطعه B.M قرار مي گيردو سپس حرارت داده مي شود تا اتصال بر اثر ذوب F.M و نفوذ آن بين دو قطعه در اثر خاصيت موئينگي بوجود آيد.
  • در روش دوم که جوش برنج يا Braze Welding نيز ناميده مي شود و بسيار متداول است توسط يک مشعل (همانند جوشکاري اکسي استيلن ) M را که از جنس برنج مي باشد در محل اتصال ذوب کرده و جوش بوجود مي آيد . به اين روش جوش برنج يا جوش زرد نيز مي گويند.

از جهتي ديگر مسائلي چون بزرگ بودن فاصله HAZ به دليل عدم ذوب B.M وجود نداشته و مسائل و معايب مربوط به آن وجود نخواهد داشت.

 

  • نکته مهم در Brazing فاصله بين دو قطعه (Gap) مي باشد که تلرانس خيلي کمي دارد و مهمترين عامل استحکام جوش مي باشد.
  • استفاده از Flux براي حذف لايه هاي اکسيدي و چربي و ساير آلودگي ها ضروري به نظر مي رسد.

 

لحيم کاري نرم (Soldering)         

در اين روش F.M در دمائي کمتر از C º ٤٥٠ ذوب مي شود ولي روش دقيقا همانند Brazing مي باشد. فیلر متال مورد استفاده در اين روش آلياژ قلع- سرب و در صورت نياز به استحکام هاي بالا از آلياژهاي قلع- سرب, سرب-نقره و … نيز استفاده مي شود.

 

  • چون اتصال ضعيفي ايجاد مي کند براي اجزائي که بار زيادي تحمل مي کنند کاربردي ندارد.
  • براي افزايش استحکام از طرح اتصال روي هم (Lap) به جاي روش لب به لب (Butt) استفاده مي شود.

 


استفاده از این محتوا با ذکر منبع و لینک مستقیم به مقاله مجاز است.

ارسال نظر

آدرس ایمیل شما منتشر نخواهد شد.

ساعات کاری


شنبه
8:00 تا 16:00
یک شنبه
8:00 تا 16:00
دو شنبه
8:00 تا 16:00
سه شنبه
8:00 تا 16:00
چهار شنبه
8:00 تا 16:00
پنج شنبه
8:00 تا 14:00
جمعه
تعطیل