لیزر جوشکاری با لیزر و لیزیک و

لینک دانلود و خرید پایین توضیحات

فرمت فایل word  و قابل ویرایش و پرینت

تعداد صفحات: 28

لیزر

مقدمه :

لیزر این نور شگفت از نظر ماهیت هیچ تفاوتی با نور عادی ندارد و خواص فیزیکی لیزر ، آنرا از نورهای ایجاد شده از سایر منابع متمایز می‌سازد. از نخستین روزهای تکنولوژی لیزر ، به خواص مشخصه آن پی برده شد. و ما بصورتی گزینشی به این خواص از ماهیت فرآیند لیزر می‌پردازیم که خود این خواص بستری عظیم برای کاربردهای وسیع این پدیده ، در علوم مختلف بخصوص صنعت و پزشکی و ... ایجاد کرده است. به جرأت می‌توان گفت پیشرفت علوم بدون تکنولوژی لیزر امکان پذیر نیست.

پهنای باریکه

از آنجا که نشر القایی ، فوتونهایی را با راستای انتشار دقیقا یکسان تولید می‌کند، استفاده از پیکربندی آینه انتهایی به تقویت گزینشی باریکه محوری که تنها قطری در حدود 1mm دارد منجر می‌شود. بدین ترتیب لیزر ، باریکه‌ای نازک و اساس موازی از نور را که معمولا دارای توزیع گاوسی از شدت است، از آینه خروجی به بیرون منتشر می‌کند. زاویه واگرایی باریکه لیزر مقداری در حدود 1mrad است، که در فاصله یک کیلومتری ، تنها قسمتی به عرض یک متر را روشن می‌کند.

هر چند که میزان واگرایی باریکه در وهله نخست توسط حد پراش روزنه خروجی تعیین می ود، ولی به ازا اپتیکی مناسب می توان همین واگرایی اندک را به مقدار زیادی تصحیح کرد. شدت زیاد، خاصیتی است که بیش از سایر موارد همراه نور لیزر است و در حقیقت لیزرها بالاترین شدتهای روی زمین ایجاد می‌کنند. از آنجا که لیزر باریکه‌ای اصولا موازی از نور را نه در تمام جهتها بلکه در راستای مشخصی نشر می‌کند، مناسبترین معیار شدت ، تابیدگی است. توان: انرژی در واحد زمان.

سطح/توان = I تابیدگی

در این اینجا منظور از توان ، توان خروجی لیزر است، نه توان ورودی به آن. با متمرکز کردن باریکه تا رسیدن به حد پراش ناشی از ابزار اپتیکی متمرکز کننده می‌توان تابیدگی را افزایش داد. به عنوان یک اصل کلی ، حداقل شعاع باریکه متمرکز شده قابل قیاس با طول موج می‌باشد. خروجی لیزرها که دارای یک توزیع گوسی از شدت می‌باشد، ماکزیمم شدت (قله یا پیک) تنها برای زمان بسیار کوتاهی قابل حصول است. و این شدت ماکزیمم (پیک) حاصل از یک لیزر تپی بطور وارون با مدت تپ متناسب است، روشها گوناگونی برای کاستن از طول تپ وجود دارد تا شدت آن افزایش یابد.

همدوسی

همدوسی خاصیتی است که به بهترین وجه نور لیزر را از سایر انواع نور متمایز می‌کند و باز هم این خاصیت ، نتیجه ماهیت فرآیند نشر القایی است. نور حاصل از منابع معمولی که توسط نشر خود به خودی کار می‌کنند، به نور غیر همدوس آشفته موسم است. در این موارد ، هیچ همبستگی بین فاز فوتونهای گوناگون وجود ندارد و در اثر تداخلهای اساسا تصادفی بین آنها ، افت و خیز محسوسی در شدت پدید می‌آید. در مقابل در لیزر ، فوتونهایی که توسط محیط برانگیخته لیزر نشر می‌شوند، با سایر فوتونهای موجود در حفره ، همفازند.

مقیاس زمانی که طی آن همبستگی فاز برقرار می‌ماند، به عنوان زمان همدوسی شناخته می‌شود. بنابراین دو نقطه در طول باریکه لیزر به فاصله‌ای کمتر از طول همدوسی ، باید فاز مرتبطی داشته باشند. طول همدوسی برای انواع مختلف لیزر متفاوت است. مهمترین کاربرد همدوسی لیزری تمام نگاری (هولوگرافی) است، که روش برای تهیه تصاویر سه بعدی به شمار می رود.

تکفامی

مشخصه بارز نور لیزر و خاصیتی که بیشترین ارتباط را با کاربردهای شیمیایی دارد، تکفامی اساسی آن است. این خاصیت از این حقیقت منشأ می‌گیرند که تمام فوتونها در اثر گذار بین دو تراز انرژی اتمی یا مولکولی مشابه ، نشر می‌شوند و بنابراین تقریبا فرکانسهای دقیقا یکسانی دارند. تعداد کمی از فرکانسها با فواصل اندک از یکدیگر ، ممکن است در عمل لیزر حضور داشته باشند، بطورری که برای رسیدن به تکفامی بهینه باید وسیله اضافی دیگری را برای گزینش فرکانس لیزر تعبیه کرد. معمولا برای این کار از یک نسخه استفاده می‌شود که عنصری اپتیکی است که درون حفره لیزر قرار می‌گیرد و به گونه‌ای تنظیم می‌شود، که تنها یک طول موج معین بتواند بین دو آینه انتهایی ، بطور نامتناهی به جلو و عقب حرکت کند.

کاربردهای مهم پهنای کم باریکه

در صنعت سازه مثلا در حفر تونلها دریابی و فاصله‌ یابی و نظارت بر آلودگی اتمسفر (امکان نظرات بر گازهای خروج از دودکش کارخانه‌ها ، با تجزیه و تحلیل نور پراکنده از روی سطح زمین امکان پذیر است.

جوشکاری

لینک دانلود و خرید پایین توضیحات

فرمت فایل word  و قابل ویرایش و پرینت

تعداد صفحات: 6

تاریخچه جوشکاری

چون احتیاجات بشر اتصال و جوش در همه موارد را خواستار بوده لذا مثلاً از رومیهای قدیم فردی به نام پلینی از لحیم به نام آرژانتاریم وترناریم استفاده می کرد که دارای مقداری مساوی قلع و سرب بوده است و ترنایم دارای دو قسمت سرب و یک قسمت قلع می باشد. که هنوز هم با پرکنندگی مورد استفاده قرار می گیرند. دقت و ترکیبات شیمیایی و دستگاههای متداول طلاسازی از قدیم الایام 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 و نمک مس را به مس احیاء می کنند. و با آلیاژ طلا درست کردن ذرات ریز طلا را جوش می دهند 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 به کار گرفت. ژول در 1856 به فکر جوشکاری مقاومتی افتاد لوشاتلیه در 1895 لوله اکسی استیلن را کشف و معرفی کرد. الیهوتامسون آمریکائی از جوشکاری مقاومتی در سال 7-1876 استفاده کرد. چون علم جوشکاری همراه با گنج تخصصی است یعنی هر جوشکار ماهر در طی تاریخ درآمد زیادی داشته سبب شد که اسرار خود را از یکدیگر مخفی نمایند مثلاً هنوز هم در مورد لحیم آلومینیوم و آلیاژ آن از یکدیگر مخفی نگه می دارند و 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 سرمایه گذاری های عظیم چه از طرف دولت ها و چه صنایع نظامی و تخصصی در این مورد اعمال گردید و مخصوصاً رقابت های انسان ها در علوم هسته ای ( که فقط برای صلح باید باشد) یکی دیگر از علل پیشرفت فوق سریع این فن در چند دهسال اخیر شد که به علم جوشکاری تبدیل گردید.

گروههای مختلف جوشکاری

1.        لحیم کاری

2.        جوشکاری فشاری و پرسی

3.        جوشکاری ذوبی

4.        جوشکاری زرد

چون مواد و فلزات تشکیل دهنده و جوش دهنده 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 می کنیم از لحاظ مکانیکی قابل کار برد و سالم است. آیا می توانیم امکانات و وسائل برای نیازها و شرایط مخصوص این جوشکاری را مثلاً گاز و دستگاه را ایجاد نمائیم و فرضاً 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 می شود 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 به وجود 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 می باشند.

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 به طور نقطه ای ایجاد می گردد 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 رشته های فنی تا این اندازه احتیاج به سرمایه گذاری 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 حاصله از عمل جوشکاری ممکن است خطراتی متوجه جوشکار شود که در: دسته اول: برق گرفتگی دسته دوم: سوختگی و دسته سوم: ورود اجسام خارجی به داخل چشم را می توان نام برد. برق گرفتگی و عوارض حاصل از تاثیرات جریان برق مسلم است اگر نقصی در سیم کشی وسائل برقی که برای جوشکاری با برق به کار می روند وجود داشته باشد یا جوشکار نکات ایمنی لازم مربوط به برق را مراعات ننماید خطر برق گرفتگی 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 برق گرفتگی افزوده خواهد شد. نشانه های حاد و فوری برق گرفتگی از مور مور شدن و یا شوک خفیف تا شوک شدید و قطع تنفس و متزلزل شدن ضربان قلب و عاقیت به مرگ منجر می شود. هنگامی که برق گرفتگی 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 و وضع مصدوم را وخیم خواهد ساخت.بنابراین پیشنهاد می شود حتی المقدور جوشکاری را در سطح پایین انجام داد. شدت ضایعات و مخاطرات حاصل از برق گرفتگی بستگی به عوامل زیر دارند: الف) نوع جریان برق: اصولاً در هر ولتاژی در جریان برق متناوب AC خطرناکتر از جریان برق DC مستقیم می باشد و یا به عبارت دیگر خطر شوک الکتریکی در جریان متناوب بیشتر است. در حالی که خطر سوختگی در جریان مستقیم نیز بیشتر است. ب) تاثیر ولتاژ : شدت شوک الکتریکی حاصل از برق گرفتگی بستگی به میزان ولتاژ برق مربوطه 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 به وجود آورده و ممکن است سبب مرگ شود. ج) شدت جریان : شدت جریان 15 تا 20 میلی آمپر با فرکانس HZ 50 ولتاژ بالا ممکن است باعث چسبیدن دست مصدوم به سیم برق شده و مانع رهائی وی گردد. و این امر تا موقع رسیدن نجات دهنده ادامه یابد در این جریان ممکن است ضایعات کشنده ای ایجاد شود. د) فرکانس : در تواتر بین HZ 50 تا HZ 80 هرتز شوک یا ضربه الکتریکی ممکن است به وجود آید. ولی در فرکانس های بالا بین 30000 تا 100000 هرتز خطر کمتری وجود دارد زیرا به وسیله پرتاب, شخص را از منبع خطر دور می کند. هـ) 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 . ) د- 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 گرفتگی شد از ضایعات و عوارض ذکر شده در بالا جان سالم بدر برد. معمولاً بهبود کامل می یابد و عوارض دیررس نادر می باشد. مسائل مهم جوشکاری به ترتیب اولویت به شرح زیر است: تربیت متخصص و کاردان و کارشناس : جوشکاری یکی از رشته های پرهزینه در صنعت و آموزش ابتدائی و عالی است. انتخاب افراد و جوانان در هر سن و مدارج تحصیلی و کارخانه ای ، قدرت تحمل بازی کردن با آتش – قدرت تحمل در بر گیری خطرات و تخصص همزمان دادن به این جوانان بسیار مشکل است. زیرا سرمایه های عظیم آموزشی را احتیاج دارد تا یک متخصص به تمام معنی یا یک مهندس جوشکار واقعی تربیت شود. تهیه ماشین آلات مدرن و مفصل جوشکاری احتیاج به بودجه های عظیم دارد تا بتوان از انواع

جوشکاری و برش کاری با لیزر

لینک دانلود و خرید پایین توضیحات

فرمت فایل word  و قابل ویرایش و پرینت

تعداد صفحات: 16

جوشکاری و برش کاری با لیزر

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 CO2 . 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 1000 فلاش در ثانیه طراحی شده است . لامپ گزنون با استفاده از یک خازن که حدود 1000 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 CO2 است که در آنها اشعه حاصله پیوسته است، از لیزر CO2 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

جوشکاری ترمیت

لینک دانلود و خرید پایین توضیحات

فرمت فایل word  و قابل ویرایش و پرینت

تعداد صفحات: 94

فهرست مطالب

فصل اول – آشنایی با صنعت مترو

فصل دوم – معیار های جوشکاری ترمیت در AREA

فصل سوم – جوشکاری جرقه ای در مترو

فصل اول – آشنایی با صنعت مترو

شرکت راه آهن شهری تهران و حومه (مترو)

واحد آموزش و برنامه ریزی

«آشنایی با صنعت مترو»

«دوران ساخت – تجهیز و بهره برداری»

جوشکاری ترمیت ( Thermit Welding )

لینک دانلود و خرید پایین توضیحات

فرمت فایل word  و قابل ویرایش و پرینت

تعداد صفحات: 40

جوشکاری ترمیت ( Thermit Welding )

جوشکاری ترمیت به مجموعه فرآیندهایی گفته می شود که در آن جوش ازفلز مذابی که توسط یک کنش شیمیایی بشدت گرمازا بوجود آمده است ، تشکیل می شود. این نوع جوشکاری بیشتر شبیه به ریخته گری بوده و دور دو قطعه ای که باید به هم جوش داده شوند یک قالب قرار دارد که فلز مذاب ناشی از این واکنش شیمیایی به این قالب هدایت شده و  پس از سرد شدن فلز مذاب داخل قالب جوش شکل می گیرد .واکنش شیمیایی یا ترمیت معمولا بین اکسید یک فلز  ( معمولا آهن یا مس )  و فلز احیا کننده مانند آلومینیوم انجام می شود . برای انجام واکنش از یک پودر که به سرعت محترق شده به عنوان چاشنی استفاده می شود که گرمای لازم برای شروع واکنش را فراهم می آورد . دو نمونه از واکنش های مورد استفاده در این نوع جوشکاری :

Fe3O4 + 8 Al à 9 Fe + 4 Al2O3 (3088 ºC)۷۱۹KCal۳ 3 CuO + 2 Al à 3 Cu + Al2O3 (4865 ºC ) ۲۷۵.۳ Kcal

انواع ترمیت مورد استفاده در صنعت : -  ترمیت ساده :  شامل مخلوط  پودر های اکسید آهن و آلومینیوم - ترمیت فولاد کم کربن : شامل ترمیت ساده به اضافه پودر فولاد کم کربن یا حتی مقداری پودر منگنز - ترمیت چدن : شامل ترمیت ساده به اضافه مقداری پودر فولاد سیلیسیوم دار و فولاد کم کربن - ترمیت برای جوشکاری ریل ها : شامل ترکیبات ترمیت ساده به اضافه مقداری پودر کربن ، منگنز و عناصر آلیاژی دیگر به منظور افزایش سختی فلز جوش در ریل - ترمیت برای اتصال کابل های برق : شامل پودر های اکسید مس و آلومینیوم جوشکاری ترمیت معمولا به دو صورت در صنعت وجود دارد ؛ در نوع اول از فلز ذوب شده مستقیما برای اتصال دو قطعه استفاده می شود . در نوع دوم از فلز ذوب شده به منظور گرم کردن و به درجه حرارت آهنگری رساندن قطعات استفاده می شود و سپس با اعمال فشار به قطعات اتصال شکل خواهد گرفت . مراحل جوشکاری ترمیت : 1- تمیز کردن سطح قطعات ار آلودگی و اکسید 2- آماده کردن قالب ( قالب ها بصورت دستی ساخته شده یا بصورت آماده برای اشکال و قطعات خاص در بازار موجودند) 3- ایجاد فاصله مناسب بین قطعات و قرار دادن قالب دور قطعات 4- پیشگرم کردن قالب 5- ریختن مواد ترمیت در محفظه احتراق 6- قرار دادن چاشنی 7- روشن کرد چاشنی به منظور احتراق ترمیت 8- باز کردن قالب پس از سرد شدن مذاب حاصل ازواکنش 9- تمیزکردن و پرداخت کردن سطح قطعات و اتصال