تحقیق درمورد جوشکاری مقاوم فلزات

لینک دانلود و خرید پایین توضیحات

فرمت فایل word  و قابل ویرایش و پرینت

تعداد صفحات: 51

جوشکاری مقاومتی فلزات و آلیاژهای مختلف

عنوان صفحه

4-1- جوش پذیری فلزات مختلف 2

4-1-1- فولادهای کم کربن 5

4-1-2- فولادهای سختی پذیر 7

4-1-3- فولادهای زنگ نزن 7

4-1-4- فولادهای پوشش دار 9

4-1-5- آلومینیم و آلیاژهای آن 11

4-1-6- فلزات و آلیاژهای غیرمتشابه 12

4-2- شرایط جوشکاری برخی فلزات و آلیاژها 13

4-2-1- جوشکاری مقاومتی فولادهای کم کربن 13

4-2-2- جوشکاری مقاومتی فولادهای کم کربن متوسط و کم آلیاژ 36

4-2-3- جوشکاری مقاومتی فولادهای زنگ نزن 38

4-2-4- جوشکاری مقاومتی فولادهای پوشش دار 41

4-2-5- جوشکاری مقاومتی آلومینیم و آلیاژهای آن 47

در این فصل در ابتدا در مورد عوامل تاثیرگذار بر جوش پذیری ( قابلیت جوش پذیری ) فلزات مختلف مباحثی ارائه خواهد شد. در ادامه نیز جداول و نمودارهایی برای راهنمایی خوانندگان محترم از استانداردهای AWS آورده شده که می تواند در شروع کار به منظور تنظیم متغیرهای فرآیند بسیار مفید باشد.

4-1- جوش پذیری فلزات مختلف

خواص مختلفی بر روی جوش پذیری مقاومتی تاثیر گذار هستند که عبارتند از:

(1) مقاومت الکتریکی: این خاصیت مهمترین خاصیت تاثیرگذار در جوشکاری مقاومت است زیرا گرمای تولید شده از طریق جریان جوشکاری مستقیماً با مقاومت متناسب است. برای فلزاتی که مقاومت الکتریکی کمتری دارند، جریان بیشتری برای تولید حرارت مورد نیاز است. مثلاً فلزی مثل مس خالص در جوشکاری مقاومتی مشکل دارد زیرا دارای مقاومت الکتریکی اندکی است. علاوه بر این انحراف جریان از جوش های مجاور نیز در این نوع فلزات پراهمیت تر می شود. بنابراین فلزات با مقاومت الکتریکی بالا قابلیت جوشکاری بیشتری نیز دارند. جریانهای بیشتر همچنین نیازمند ترانسفورماتور و خطوط توان بزرگی می باشد که این مساله قیمت دستگاه ها را افزایش می دهد.

(2) هدایت حرارتی: این خاصیت از آن جهت مهم است که قسمتی از حرارت تولید شده در جوشکاری مقاومتی به دلیل هدایت به فلز پایه تلف می شود و توان ورودی باید بر این اتلاف انرژی غالب گردد. بنابراین فلزاتی که هدایت حرارتی بیشتری دارند قابلیت جوشکاری کمتری خواهند داشت. می توان گفت که هدایت الکتریکی و حرارتی دو خاصیتی هستند که تقریباً به موازات یکدیگر حرکت می کنند. به عنوان مثال آلومینیم هم هادی حرارت است و هم هادی جریان خوبی است در حالیکه فولادهای زنگ نزن قابلیت هدایت حرارت و جریان ضعیفی دارند.

(3) ضریب انبساط حرارتی: ضریب انبساط حرارتی بیانگر تغییرات ابعادی است که در قطعه رخ می دهد. هنگامیکه دما در آن تغییر نماید. اگر ضریب انبساط حرارتی زیاد باشد، پیچش و بشکه ای شدن در اتصالات جوش اتفاق می افتد.

(4) سختی و استحکام: الکترودها به آسانی در فلزات نرم فرو می روند، در حالیکه در فلزات سخت، نیاز به نیروهای بالاتری برای جوشکاری وجود دارد. بنابراین در جوشکاری این فلزات الکترودهایی با سختی و استحکام بالا نیاز است تا از تغییر شکل سریع الکترودها در حین جوشکاری ممانعت شود.

(5) مقاومت حد برابراکسید شدن: همه فلزات معمول هنگامیکه در معرض هوا قرار می گیرند، اکسید می شوند. برخی از این فلزات سریع تر اکسید شده و برخی کندتر. معمولاً اکسید سطحی مقاومت الکتریکی را افزایش می دهد. لایه اکسید سطحی معمولاً قابلیت جوشکاری مقاومتی فلزت را کم می کند. در جوشکاری مقاومتی نقطه ای و نواری، این لایه می تواند باعث پاشش سطحی، چسبیدن فلز به الکترود و ظاهر سطحی نامناسب جوش شود.

آلیاژهای آلومینیم به سرعت اکسید سطحی تشکیل می دهند. بنابراین جوشکاری این آلیاژها باید در زمان کوتاهی پس از تمیزکاری و زودودن لایه اکسیدی انجام شود تا از اکسید شدن مجدد تا حد امکان اجتناب گردد. در مورد فولادهای زنگ نزن اگر در کارگاه ساخت قبل از بسته بندی و حمل تمیزکاری اکسیدها صورت گرفته باشد ،‌ نیازی به انجام این کار قبل از جوشکاری نخواهد بود. اینکه چه مقدار از زدودن اکسیدها قبل از جوشکاری نیاز است بستگی به مقدار اکسید موجود روی سطح و اثر آن بر روی خواص جوش خواهد داشت.

(6) دامنه دمای خمیری: اگر فلزی در یک محدوده دمایی باریک ذوب شود و جریان یابد نسبت به فلزی که دامنه خمیری وسیعتری دارد متغیرهای جوشکاری آن باید بیشتر کنترل شود. دامنه های خمیری اثر قابل توجهی بر فرآیند جوشکاری و انتخاب تجهیزات دارد.

آلیاژهای آلومینیم محدوده خمیری اندکی دارند و نیازمند کنترل دقیق جریان جوشکاری، نیروی الکترودها و نحوه برخاستن الکترود در طول جوشکاری دارند. جوشکاری زائده ای آلومینیم بصورت تجاری انجام نمی شود. فولادهای کم کربن دامنه خمیری وسیعی دارند و به آسانی جوشکاری مقاومتی می شوند.

(7) خواص متالورژیکی: در جوشکاری مقاومتی یک حجم کوچکی از فلز در زمانی کوتاه تا دمای فورج یا ذوبش گرم می شود. فلز گرم شده سپس به سرعت از طریق الکترودها و فلز پایه پیرامونش سرد می شود. فلزات کار شده در مناطقی که در سیکل حرارتی مورد نیاز جوشکاری قرار می گیرند آنیل می شوند. در مقابل سرد شدن سریع، باعث سخت شدن در برخی فولادها می شود. فلز جوش فولادهای پرکربن

تحقیق درمورد جوشکاری چدن

لینک دانلود و خرید پایین توضیحات

فرمت فایل word  و قابل ویرایش و پرینت

تعداد صفحات: 18

دانشگاه آزاد اسلامی

واحد کرج

عنوان پروژه:

متالورژی جوشکاری چدن خاکستری

استاد مربوطه:

دکتر ثابت

دانشجو:

سید یاسر موسوی

شماره دانشجویی:

82473435212

پاییز 86

پیشگرم کردن برای جوشکاری انواع چدن خاکستری

از آنجایی که تنش تسلیم چدن های خاکستری با افزایش محدود دما کاهش می یابد، با پیشگرم کردن چدن های خاکستری قبل از جوشکاری می توان مقادیر قابل توجهی از تنش های پسماند را در قطعه کار از میان برداشت.

مهمترین مزایای پیشگرمایی در چدن های خاکستری به قرار زیرند؛

1-کاهش تنش های پسماند در قطعه با کاهش نسبی تنش تسلیم در اثر پیشگرمایی تا حدود 450 درجه سانتیگراد.

2-ترک های ناشی ار تنش های انقباضی جوشکاری یکی از مشکلات همیشگی موجود در چدن های خاکستری است.برای برطرف کردن تنش های انقباضی باید به وسیله پیشگرم کردن، حجم قطعه چدنی را منبسط کرد. این نوع پیشگرمایی را اصطلاحاً پیشگرمایی غیر مستقیم می گویند.در این روش ابتدا سطح بیشتری از قطعه چدنی را با دمای کمتر و سپس سطح کمتری از قطعه را با دمای بیشتر پیشگرم می کنند. البته در هر حال، پیشگرمایی موضعی در محل اتصال باید با دمای بالاتری انجام شود تا این محل از انعطاف پذیری بالاتری برخوردار شده و ترد و شکننده نشوند. در زمان جوشکاری قطعات چدنی که شکل پیچیده ای دارند، دمای پیشگرمایی باید تقریباً کمتر ازدمای سرخ شدن باشد. برای چدن های خاکستری این درجه حرارت تقریباً برابر 600 درجه سانتیگراد در کوره های گاز یا زغال سوز است. هر اندازه شکل قطعه پیچیده تر باشد، به پیشگرمایی یکنواخت تری نیاز خواهد بود.

3-برای جلوگیری از وسیع شدن منطقه HAZ که خود سبب افزایش خطر ترکیدن کناره های جوش می شود، پیشگرم کردن تا دمای 500 تا 600 درجه پیشنهاد شده و مناسب خواهد بود.

4-همچنین پیشگرم کردن در حدود 500 تا 600 درجه سانتیگراد و سرد کردن آهسته از پدیده جذب کربن موجود در چدن توسط فلز جوش که در کلیه چدن های خاکستری در حین جوشکاری اتفاق می افتد، جلوگیری نموده و یا آن را تقلیل می دهد.

5- دیگر مزیت پیشگرم کردن چدن ها قبل از آغاز جوشکاری، زدودن روغن و چربی های سطحی و تبخیر روغن و چربی جذب شده و نفوذ کرده در عمق قطعه می باشد که با نگهداری قطعه برای زمان 4 تا 8 ساعت در 500 درجه سانتیگراد تحقق می یابد.

6-پیشگرم کردن قطعه چدن خاکستری مورد جوش و کنترل درجه حرارت بین پاسی، موجب کاهش شیب حرارتی و در نتیجه باعث کاهش سرعت سرد شدن جوش می گردد. در نتیجه احتمال ایجاد کاربید را در فلز جوش و مارتنزیت در ناحیه HAZ کاهش می دهد.

روش های پیشگرم کردن و کنترل درجه حرارت بین پاسی در چدن های خاکستری

الف) پیشگرم کردن موضعی توسط شعله یا المنت، برای کاهش نرخ سرد شدن جوش بسیار موثر است. برای این منظور باید قطعه کار را به گونه ای قرار داد که مسیر پیشگرم کردن باعث تمرکز تنش در موضع خاصی نشود.

ب) پیشگرمایی عمومی به علت عدم احتمال ایجاد تنش های داخلی در مواضع دیگر قطعه نسبت به پیشگرمایی موضعی ترجیح داده مشود. افزایش دمای پیشگرمایی در نواحی سه گانه جوش HAZ و فلز پایه سبب کاهش سختی می شود. جدول 1 تاثیر پیشگرمایی را بر سختی یک چدن خاکستری کلاس 20 که با الکترود ENi Fe-Cl و قطر mm 5 جوشکاری شده، نشان می دهد.

(HB)سختی

دمای پیشگرمایی

(درجه سانتیگراد)

فلز پایه

HAZ

جوش

169-165

480-426

362-342

بدون پیشگرم

169-165

426-404

362-297

110

169

404-363

340-305

230

176-169

322-255

228-185

315

جدول1- تاثیر درجه حرارت پیشگرمایی بر مقدار سختی یک چدن خاکستری GG20

همان طور که ملاحظه می شود، انتخاب صحیح دمای پیشگرمایی عمومی می تواند اطلاعات مفیدی در خصوص پیش بینی ساختار کریستالی منطقه HAZ جوش در اختیار قرار دهد.جدول 2 اطلاعاتی در این زمینه ارائه می دهد.

دمای پیشگرمایی

ساختار کریستالی منطقه HAZ چدن خاکستری

25

مارتنزیت

100

استحاله پرلیتی اتفاق می افتد

200

مقدار زیادی از مارتنزیت و کاربید توسط پرلیت جایگزین می گردد

300

تقریباً تمامی مارتنزیت توسط پرلیت جایگزین می گردد

400

مارتنزیت ایجاد نمی شود و اصلاً در ترکیب وجود ندارد

جدول2-پیش بینی ساختار کریستالی منطقه HAZ بر اساس انتخاب دمای پیشگرم چدن خاکستری

تحقیق درمورد جوشکاری نقطه ای

لینک دانلود و خرید پایین توضیحات

فرمت فایل word  و قابل ویرایش و پرینت

تعداد صفحات: 26

عوامل مؤثر درجوشکاری مقاومتی

در فصل اول گفته شد که گرمای تولید شده در فرآیند جوشکاری مقاومتی از قاون ژول (Q=RI2t) پیروی می کند. همانطور که از این فرمول مشخص است گرمای تولیدی با مربع جریان جوشکاری، زمان جوشکاری و مقاومت الکتریکی رابطه مستقیم دارد. مقدار جریان و زمان را می توان به طور مستقیم کنترل نمود. فشار اعمالی در حین جوشکاری می تواند بر روی مقاومت ( R ) تاثیر گذار باشد. این مقاومت که خود ناشی از چندین مقاومت مختلف است تحت تاثیر عوامل دیگری مانند جنس قطعات و الکترود و ضخامت آنها و نحوه خنک کردن الکترودها نیز می باشد. علاوه بر فاکتورهای فوق، نحوه انتخاب سیکل جوشکاری، انتخاب الکترود مناسب، شرایط سطحی قطعات حین جوشکاری، ترکیب شیمیایی اجزاء و نحوه طراحی نیز بر روی کیفیت جوش، نحوه انجام فرآیند و نرخ تولید تاثیرگذار خواهند بود.

در این فصل به بررسی عوامل مختلف تاثیر گذار بر جوشکاری مقاومتی خواهیم پرداخت. کنترل دقت پارامترهای مختلف می تواند فرآیند جوشکاری را به سمت فرآیندی ایده آل سوق دهد.

2-1- مقاومت الکتریکی:

مدار ثانویه یک دستگاه جوشکاری مقاومتی از یک سری مقاومت تشکیل شده اس. به عبارت دیگر R در فرمول ژول مجموع مقاومت هایی است که در سیستم داریم. بنابراین گرمای تولید شده در هر نقطه ای در مدار به طور مستقیم با مقدار مقاومت الکتریکی در آن نقطه متناسب است.

در شکل (2-1) توزیع مقاومت وحرارت در قطعه کار و الکترودها در جوشکاری مقاومتی نقطه ای، نواری و زائده ای نمایش داده شده است. حداقل هفت مقاومت بصورت سری با هم قرار گرفته اند، در مدار اثر گذار هستند که عبارتند از:

(1) 1 و 7: مقاومت الکتریکی مواد الکترود هستند که مقدار آنها بستگی به جنس الکترودها دارد.

(2) 2 و 6: که مقاومت الکتریکی بین الکترود و فلز پایه هستند. مقدار این مقاومتها بستگی به شرایط سطحی فلز پایه (قطعه کار) و الکترود، اندازه و شکل و سطح الکترود و نیروی الکترود دارد. (مقاومت به طور معکوس با نیرو رابطه دارد). در این نقاط گرمای زیاد ناخواسته ای تولید می شود . این گرما سطح فلز پایه را به دمای ذوبش نخواهند رساند زیرا الکترودها که هدایت حرارتی بالایی دارند (1 و 7) و معمولا با آب نیز خنک می شوند این گرما را منتقل خواهند نمود.

(3) 3 و 5: که مقاومت الکتریکی خود فلز پایه هستند که با ضخامت آن نسبت مستقیم و با سطح مقطع مسیر جریان نسبت عکس دارند. همچنین جنس ورقها نیز عامل بسیار تاثیرگذاری بر این مقاومتها خواهد بود.

(4) 4: مقاومت فصل مشترک فلز پایه در نقطه ای که جوش شکل می گیرد می باشد. این نقطه بالاترین مقاومت را دارد و بنابراین نقطه ای است که بالاترین حرارت در آن تولید می شود.

باید توجه نمود که گرمای تولید شده در این نقطه مورد نظر ما است و سایر گرمای تولید شده بایستی محدودتر شود. شکل (2-1) پروفیل ها را بعد از گذشت 20 درصد از زمان جوشکاری نشان می دهد. باید توجه نمود که گرمای تولید شده در 2 و 6 به سرعت از طریق الکترودهای مجاور پراکنده می شود.

در یک فرآیند جوشکاری که بصورت مناسبی کنترل می شود در ابتدا دمای نقاط بیشماری از منطقه تماس فصل مشترک به نقطه ذوب می رسد و به سرعت دکمه جوش شکل می گیرد.

فاکتورهایی که بر گرمای تولید شده در منطقه اتصال (در یک جریان و زمان ثابت) اثر گذارند عبارتند از:

(1) مقاومت الکتریکی الکترودها و فلز پایه

(2) مقاومت تماس بین الکترودها و قطعه کار و خود قطعه کار

شکل 2-1: نمودارهای مقاومت الکتریکی و دما در قسمتهای مختلف اجزاء جوشکاری مقاومتی

2-2- جریان جوشکاری:

در عامل فرمول ژول، جریان اثر بیشتری نسبت به مقاومت یا زمان در تولید حرارت دارد؛ بنابراین یک فاکتور مهم قابل کنترل می باشد. معمولاً در جوشکاری مقاومتی در 70 درصد مواقع از جریان AC و 30 درصد مواقع از جریان DC استفاده می شود. بیشترین تاثیر جریان بر روی اندازه دکمه جوش می باشد. در شکل (2-2) تاثیر مقدار جریان بر اندازه دکمه جوش نقطه ای به تصویر کشیده شده است.

شکل 2-2: تاثیر میزان جریان بر قطر دکمه جوش

دو عامل که در تغییرات جریان جوش مؤثرند عبارتند از تغییرات ولتاژ خطی مولد و تغییر در امپدانس مدار ثانویه که ناشی از تغییر در هندسه یا ورود مواد مغناطیسی به مدار ثانویه دستگاه می باشد.

علاوه بر مقدار جریان، دانسیته جریان نیز ممکن است در فصل مشترک تغییر کند که می تواند ناشی از جریانهای انحرافی باشد. افزایش سطح الکترود (سطح در تماس با قطعه کار) یا اندازه زائده در جوشکاری زائده ای دانسیته جریان را کاهش خواهد داد. بنابراین حرارت جوشکاری کم می شود. این مساله ممکن است باعث کاهش قابل توجهی در استحکام جوش بشود.

اندازه دکمه جوش و استحکام جوش با افزایش جریان به سرعت زیاد می شود. جریان بیش از حد باعث پاشش مذاب خواهد شد. که در نتیجه آن تخلخل های داخلی شکل می گیرد. و نیز باعث ترک خوردگی و کاهش خواص مکانیکی جوش می شود در شکل (2-3) اثر جریان جوشکاری بر استحکام برشی جوش نقطه ای نشان داده شده است. در جوشکاری نقطه ای و نواری، جریان اضافی باعث می شود که فلز پایه خیلی گرم شود و در هم فرو برود. همچنین باعث گرم شدن شدید الکترودها و از بین رفتن سریع تر آنها می شود.

گفته شد که دانسیته جریان ممکن است در اثر جریانهای انحرافی تغییر نماید. در حقیقت جریان انحرافی با کاهش دانسیته جریان باعث کاهش استحکام جوش می شود. ازنظر تکنیکی ممکن است بتوان در برخی موارد جریان انحرافی را مهار نمود. نحوه تاثیر این جریان ها در شکل (2-4) نمایش داده شده است. مقدار جریان انحرافی بستگی به فاصله نقطه جوش، ضخامت ورق و هدایت الکتریکی دو ورق دارد.

باید توجه نمود که مهمترین عامل در تعیین استحکام جوش مقاومتی، دانسیته جریان در طول جوشکاری است. در نتیجه سایش الکترودها در طول جوشکاری، سطح تماس الکترود افزایش یافته و لذا با کاهش دانسیته جریان، استحکام نقطه جوش کاهش می یابد. با افزایش جریان جوشکاری یا کاهش سطح تماس الکترود توسط عملیات مکانیکی و یا در نهایت تعویض الکترود می توان بر این مشکل غلبه کرد.

شکل 2-3 : اثر جریان جوشکاری بر استحکام برشی جوش نقطه ای

شکل 2-4: جریانهای انحرافی در جوش نقطه ای دو طرفه

2-3- زمان جوشکاری

سرعت تولید حرارت (یا زمان جوشکاری) بایستی طوری باشد که جوشهایی با استحکام مناسب بوجود آید بدون آنکه الکترودها خیلی گرم شوند (زیرا گرمای شدید الکترودها، عمر آنها را کاهش خواهد داد) گرمای تولید شده با زمان جوشکاری متناسب است. طبیعی است که مقداری از گرمای تولیدی از طریق هدایت به فلز پایه وا لکترود و مقدار خیلی کمی نیز از طریق تابش هدر می رود. این حرارت تلف شده با افزایش زمان جوشکری بیشتر می شود. در جوشکاری مقاومتی نقطه ای، در یک دانسیته جریان مناسب برای رسیدن به نقطه ذوب یک زمان جوشکاری می نیمی مورد نیاز است. اگر جریان بعد از این زمان نیز ادامه یابد، دمای نقطه 4 (دکمه جوش) به دمایی بسیار بالاتر با نقطه ذوب خواهد رسید و فشار داخلی ممکن است مذاب ایجاد شده را به بیرون پرتاب کند. همچنین

تحقیق درمورد جوشکاری مقاومتی

لینک دانلود و خرید پایین توضیحات

فرمت فایل word  و قابل ویرایش و پرینت

تعداد صفحات: 44

تاریخچه جوشکاری

چون احتیاجات بشر ، اتصال و جوش در همه موارد را خواستار بوده است، لذا مثلاً از رومی‌های قدیم ، فردی به نام "پلینی" از لحیم به نام آرژانتاریم وترناریم استفاده می‌کرد که دارای مقداری مساوی قلع و سرب بود و ترنایم دارای دو قسمت سرب و یک قسمت قلع بود که هنوز هم با پرکنندگی مورد استفاده قرار می‌گیرند.دقت و ترکیبات شیمیایی و دستگاههای متداول طلاسازی از قدیم‌الایام در جواهرات با چسباندن ذرات ریز طلا بر روی سطح آن با استفاده از مخلوط نمک و مس و صمغ آلی که با حرارت ، صمغ را کربونیزه نموده ، نمک مس را به مس احیاء می‌کنند و با درست کردن آلیاژ طلا ، ذرات ریز طلا را جوش می‌دهند و تاریخچه ای به شرح زیر دارند:

"برناندوز" روسی در 1886 ، قوس جوشکاری را مورد استفاده قرار داد.

"موسیان" در 1881 قوس کربنی را برای ذوب فلزات مورد استفاده قرار داد.

"اسلاویانوف" الکترودهای قابل مصرف را در جوشکاری بکار گرفت.

"ژول" در 1856 به فکر جوشکاری مقاومتی افتاد.

"لوشاتلیه در 1895 لوله اکسی‌استیلن__ را کشف و معرفی کرد.

"الیهو تامسون" آمریکائی از جوشکاری مقاومتی در سال 7-1876 استفاده کرد.br>

چون علم جوشکاری همراه با گنج تخصصی بود، یعنی هر جوشکار ماهر در طی تاریخ درآمد زیادی داشت، سبب شد که اسرار خود را از یکدیگر مخفی نمایند. مثلاً هنوز هم در مورد لحیم آلومینیوم و آلیاژ ، آن را از یکدیگر مخفی نگه می‌دارند. در جریان جنگهای جهانی اول و دوم جوشکاری پیشرفت زیادی کرد. احتیاجات بشر به اتصالات مدرن – سبک – محکم و مقاوم در سالهای اخیر و مخصوصاً بیست سال اخیر ، سبب توسعه سریع این فن گردید و سرمایه‌گذاری‌های عظیم چه از طرف دولتها و چه صنایع نظامی و تخصصی در این مورد اعمال گردید و مخصوصاً رقابت‌های انسانها در علوم هسته‌ای ( که فقط برای صلح باید باشد ) ، یکی دیگر از علل پیشرفت فوق سریع این فن در چند ده سال اخیر شد که به علم جوشکاری تبدیل گردید.

گروههای مختلف جوشکاری

لحیم کاری

جوشکاری فشاری و پرسی

جوشکاری ذوبی

جوشکاری زرد

چون مواد و فلزات تشکیل‌دهنده و جوش‌دهنده و گیرنده از لحاظ متالوژیکی بایستی دارای خصوصیات مناسب باشند، بنابراین جوشکاری از لحاظ متالوژیکی بایستی مورد توجه قرار گیرد که آیا قابلیت متالوژی و فیزیکی جوشکاری دو قطعه مشخص است؟ پس از قابلیت متالوژی ، آیا قطعه ای را که ایجاد می‌کنیم، از لحاظ مکانیکی قابل کاربرد و سالم است؟آیا می‌توانیم امکانات و وسائل برای نیازها و شرایط مخصوص این جوشکاری ، مثلاً گاز و دستگاه را ایجاد نمائیم و بر فرض ، ایجاد نیرو در درجه حرارت بالا یا ضربه زدن در درجه حرارت پایین ممکن باشد؟ زیرا استانداردهای مکانیکی و مهندسی و صنعتی جوشکاری باید در تمام این موارد رعایت شود تا جوش بدون شکستگی و تخلخل و یا نفوذ سرباره و غیره انجام گیرد.تکرار می‌شود در جوشکاری تخصصی و اصولاً تمام انواع جوش ، قابلیت جوش خوردن فلزات را باید دقیقاً دانست. در مورد مواد واسطه و الکترود و پودر جوش ، باید دقت کافی نمود. محیط لازم قبل و در حین جوشکاری و پس از جوشکاری را مثلاً در مورد چدن ، باید بوجود آورد.گازهای دستگاههای مناسب و انتخاب فلزات مناسب از لحاظ ذوب در کوره ذوب آهن و بعد در حین جوشکاری از لحاظ جلوگیری از صدمه گاز - آتش و مشعل و برق و هوای محیط و وضعیت جسمانی و زندگی جوشکار ، خود نکات اساسی دیگر هستند که مشکلات جوشکاری می‌باشند.

مشکلات و گرفتاریهای صنعت جوشکاری

جوشکاری در حقیقت ایجاد کارخانه ذوب آهن و فلزات در مساحتی حداکثر 2×2 متر و نقطه حساس جوشکاری چند سانتیمتر است، زیرا همان درجه حرارت کارخانه ذوب آهن در محل جوشکاری در یک نقطه ایجاد می‌گردد. مسلم است که چنین کار عظیمی احتیاج به ابتکار و تخصص و مواد و متخصص و وسائل مدرن دارد تا بتوان از این ذوب آهن چند سانتیمتری استفاده صحیح نمود.شاید اضافه گوئی نباشد که در هیچیک از رشته‌های فنی تا این اندازه احتیاج به سرمایه‌گذاری و رعایت جوانب فنی و غیر فنی ضروری و لازم نباشد.

عوارض و سوانح ناشی از عوامل فیزیکی مربوط به جوشکاری

در موقع جوشکاری ، از عوامل فیزیکی مورد تاثیر یا حاصل از عمل جوشکاری ممکن است خطراتی متوجه جوشکار شود که در:

دسته اول: برق گرفتگی

دسته دوم: سوختگی

دسته سوم: ورود اجسام خارجی به داخل چشم

را می‌توان نام برد.

برق گرفتگی و عوارض حاصل از تاثیرات جریان برق

مسلم است اگر نقصی در سیم‌کشی وسائل برقی که برای جوشکاری با برق بکار می‌روند، وجود داشته باشد یا جوشکار نکات ایمنی لازم مربوط به برق را مراعات ننماید، خطر برق‌گرفتگی برای او وجود خواهد داشت و چنانچه جوشکار در ارتفاع مشغول جوشکاری باشد، مخاطرات حاصله از سقوط و در نتیجه شوک - ضربه الکتریکی نیز بر ضایعات حاصل از برق‌گرفتگی افزوده خواهد شد.نشانه‌های حاد و فوری برق‌گرفتگی از مور مور شدن و یا شوک خفیف تا شوک شدید و قطع تنفس و متزلزل شدن ضربان قلب و عاقبت به مرگ منجر می‌شود. هنگامی که برق‌گرفتگی ، ایجاد شوک نماید و شخص در ارتفاع مشغول کار است، خطر سقوط و افتادن از ارتفاع روی زمین و روی وسایل و ماشین و غیره ، باعث پیدا شدن جراحات شدید شده ، وضع مصدوم را وخیم خواهد ساخت. بنابراین پیشنهاد می‌شود حتی‌المقدور جوشکاری را در سطح پایین انجام داد.شدت ضایعات و مخاطرات حاصل از برق‌گرفتگی ، بستگی به عوامل زیر دارند:

نوع جریان برق: اصولاً در هر ولتاژی ، جریان برق متناوب AC ، خطرناکتر از جریان برق DC مستقیم می‌باشد و یا به عبارت دیگر ، خطر شوک الکتریکی در جریان متناوب بیشتر است. در حالیکه خطر سوختگی در جریان مستقیم نیز بیشتر است.

تاثیر ولتاژ: شدت شوک الکتریکی حاصل از برق گرفتگی ، بستگی به میزان ولتاژ برق مربوط به آن دارد و هرچه ولتاژ بیشتر باشد، شدت شوک حاصله بیشتر خواهد بود. در هر صورت ولتاژ بین 200 تا 250 ولت که ولتاژ معمولی برق شهر است، خطرناک بوده ، اغلب ضایعات شدید بوجود آورده ، ممکن است سبب مرگ شود.

شدت جریان: شدت جریان 15 تا 20 میلی‌آمپر با فرکانس HZ 50 ولتاژ بالا ممکن است باعث چسبیدن دست مصدوم به سیم برق شده ، مانع رهائی وی گردد. این امر ممکن است تا موقع رسیدن نجات‌دهنده ادامه یابد. در این جریان ممکن است ضایعات کشنده ای ایجاد شود.

فرکانس: در تواتر بین HZ 50 تا HZ 80 هرتز شوک یا ضربه الکتریکی ممکن است بوجود آید. ولی در فرکانس‌های بالا بین 30000 تا 100000 هرتز ، خطر کمتری وجود دارد، زیرا بوسیله پرتاب ، شخص را از منبع خطر دور می‌کند.

مقاومت بدن انسان: مقاومت بدن انسان بین 500 تا 50 متغیر است ( اهم ). هر چه مقاومت در سر راه تماس منبع الکتریک با بدن ( پوست خشک – ضخامت کف پا ) بیشتر باشد، خطر شوک وارده کمتر است و یا بالعکس.

مدت تماس: تماس برق با بدن در مدت زمان بین 1 تا 3 ثانیه ممکن است توقف قلب و فوت مصدوم را همراه داشته باشد. در هر صورت چنانچه شخصی دچار برق

تحقیق درمورد جوشکاری لیزری

لینک دانلود و خرید پایین توضیحات

فرمت فایل word  و قابل ویرایش و پرینت

تعداد صفحات: 6

جوشکاری لیزری

جوشکاری و برشکاری با استفاده از اشعه لیزر از روشهای نوین جوشکاری بوده که در دههای اخیر مورد توجه صنعت قرار گرفته و امروزه به خاطر کیفیت ، سرعت و قابلیت کنترل آن به طور وسیعی در صنعت از آن استفاده می شود .به وسیله متمرکز کردن اشعه لیزر روی فلز یک حوضچه مذاب تشکیل شده و عملیات جوشکاری انجام می شود .اصول کار و انواع لیزرهای مورد استفاده در جوشکاری :به طور عمده از دو نوع لیزر در جوشکاری و برشکاری استفاده می شود : لیزرهای جامد مثل Ruby و ND:YAG و لیزرهای گاز مثل لیزر CO۲ . در زیر اصول کار لیزر Ruby که از آن بیشتر در جوشکاری استفاده می شود توضیح داده می شود . این سیستم لیزر از یک کریستال استوانه ای شکل Ruby (Ruby یک نوع اکسید آلومینیوم است که ذرات کرم در آن پخش شده اند . ) تشکیل شده است . دو سر آن کاملا صیقلی و آینه ای شده و در یک سر آن یک سوراخ ریز برای خروج اشعه لیزر وجود دارد . در اطراف این کریستال لامپ گزنون قرار دارد که لامپ فوق برای کار در سرعت حدود ۱۰۰۰ فلاش در ثانیه طراحی شده است . لامپ گزنون با استفاده از یک خازن که حدود ۱۰۰۰ بار در ثانیه شارژ و تخلیه شده فلاش می زند و هنگامی که کریستال Ruby تحت تاثیر این فلاش ها قرار بگیرد اتمهای کرم داخل شبکه کریستالی تحریک شده و در اثر این تحریک امواج نور از خود سطع می کنند و با باز تابش این اشعه ها در سطوح صیقلی و تقویت آنها اشعه لیزر شکل می گیرد . اشعه لیزر شکل گرفته از سوراخ ریز خارج شده و سپس به وسیله یک عدسی بر روی قطعه کار متمرکز شده که بر اثر برخورد انرژی بسیار زیادی در سطح کوچکی آزاد می کند که باعث ذوب و بخار شدن قطعه و انجام عمل ذوب می شود .محدودیت لیزر Ruby پیوسته نبودن اشعه آن است در حالیکه انرژی خروجی ان بیشتر از لیزر های گاز مانند لیزر CO۲ است که در آنها اشعه حاصله پیوسته است، از لیزر CO۲ بیشتر به منظور برش استفاده می شود و از لیزر ND:YAG بیشتر برای جوشکاری آلومینیوم استفاده میشود .از انجا که در این روش مقدار اعظمی از انرژی مصرف شده به گرما تبدیل می شود این سیستم باید به یک سیستم خنک کننده مجهز باشد .در جوشکاری لیزر دو روش عمده برای جوشکاری وجود دارد : یکی حرکت دادن سریع قطعه زیر اشعه است تا که یک جوش پیوسته شکل بگیرد و دیگری که مرسوم تر است جوش دادن باچند سری پرتاب اشعه است .در جوشکاری لیزر تمامی عملیات ذوب و انجماد در چند میکروثانیه انجام می گیرد و به خاطر کوتاه بودن این زمان هیچ واکنشی بین فلز مذاب و اتمسفر انجام نخواهد شد و از این رو گاز محافظ لازم ندارد .طراحی اتصال در جوشکاری لیزر : بهترین طرح اتصال برای این نوع جوشکاری طرح اتصال لب به لب می باشد و با توجه به محدودیت ضخامت در آن می توان ازطرح اتصال های T یا اتصال گوشه نیز استفاده نمود .مزایای جوشکاری لیزر :- حوضچه مذاب می تواند داخل یک محیط شفاف ایجاد شود ( باعکس روشهای معمولی که همیشه حوضچه مذاب در سطح خارجی آنها ایجاد می شود .- محدوده بسیار وسیعی از مواد را مانند آلیاژها با نقاط ذوب فوق العاده بالا ، مواد غیر همجنس و … را میتوان به یکدیگر جوش داد .- در این روش میتوان مکان های غیر قابل دسترسی را جوشکاری نمود .- از آنجا که هیچ الکترودی برای این منظور استفاده نمی شود نیازی به جریانهای بالا برای جوشکاری نیست .- اشعه لیزر نیاز به هیچگونه گاز محافظ یا محیط خلایی برای عملکرد ندارد .- به خاطر تمرکز بالای اشعه منطقه HAZ بسیار باریکی در جوش تشکیل میشود .- جوشکاری لیزر نسبت به سایر روشهای جوشکاری تمیز تر است .محدودیت ها و معایب جوشکاری لیزر :سیستم های جوشکاری لیزرنسبت به سایر دستگاههای سنتی جوشکاری بسیار گران هستند و در ضمن لیزرهایی مانند Ruby به خاطر پالسی بودن اکثر آنها از سرعت پیشروی کمی برخوردارند ( ۲۵ تا ۲۵۰ میلیمتر در دقیقه ) . همچنین این نوع جوشکاری دررای محدودیت عمق نیز می باشد .موارد استفاده اشعه لیزر :از اشعه لیزر هم به منظور برش و هم به منظور جوشکاری استفاده می شود . این نوع جوشکاری در اتصال قطعات بسیار کوچک الکترونیکی و در سایر میکرو اتصال ها کاربرد دارد . از اشعه لیزر میتوان در جوش دادن آلیاژها و سوپر الیاژها با نقطه ذوب بالا و برای جوش دادن فلزات غیر همجنس استفاده نمود . به طور کلی این روش جوشکاری برای استفاده های دقیق و حساس استفاده میشود . از این روش میتوان در صنعت اتومبیل و مونتاژآن برای جوش دادن درزهای بلند استفاده نمود.

جوشکاری توسط پرتو لیزر در تولیدات صنعتی بشکل روزافزونی در حال گسترش است و دامنهٔ استفادهٔ آن از میکرو الکترونیک تا کشتی سازی گسترده شده است. تولید انبوه خودکار در این بین از بیشترین توسعه برخوردار گشته‌اند که این پیشرفتها را می‌توان مرهون عوامل زیر دانست:

حرارت ورودی محدود منطقهٔ حرارت پذیرفتهٔ کوچک میزان ناصافی اندک سرعت بالای جوشکاری این خصوصیات جوشکاری لیزری را گزینهٔ منتخب بسیاری از قسمتهای صنعتی کرده که از جوشکاری مقاومتی در گذشته استفاده میکردند. با توجه به خصوصیات منحصر به فرد این روش می‌توان بکارگیری گستردهٔ آنرا در زمینهٔ کاربردهای مختلف انتظار داشت.

فرآیندهای ترکیبی که از ترکیب لیزر و قوس MIG استفاده می‌کنند برای قرار گرفتن بر سطحی که بایستی جوشکاری در آن انجام شود طراحی شده اند. علاوه بر این تجهیزات .یژهٔ بکار گرفته شده بشکل قابل توجهی ابزارهای مورد نیاز برای آماده سازی لبهٔ مورد نظر