جوشکاری(مقالات جوشکاری)

با سلام
ابتدا بگم که این مطلب اصلا" خوندنی نیست چون باید به عنوان مقاله بهش نکاه کرد و البته برای کسانی مناسبه که کارگاه جوشکاری دارن و میخوان یه مطلب واسه پروژه جوشکاریشون تهیه کنند. ولی اگه خیلی مشتاق هستین بخونید.
یادتون نره که قبلا" هم یه پست در مورد تئوری جوشکاری گذاشتم>> مباحث تئوری از کارگاه جوشکاری

خب، در اینجا سه نوع بحث رو مطرح میکنیم:

۱) تاریخچه جوشکاری و رابطه آن با فیزیک هسته ای
۲) جوشکاری چندلایه(چند پاسی) و دمای بین پاسی
۳) از انواع جوشکاری: اصول فرآیند جوشكاری با پرتو الكترونی

۱) تاریخچه جوشکاری و رابطه آن با فیزیک هسته ای:

آثار باقیمانده از گذشته های بسیار دور نشانگر این واقعیت است که انسان های اولیه با استفاده از اصول فیزیکـی که امـروزه اساس جوشکـاری مدرن را تشکیـل می دهد قطعـات فلزی را بـه یکدیگر متصل می کردند. تجزیه و تحلیل ابزارهای کشف شده از قرون اولیه نشان می دهد که برای اتصال دو قطعه فلزی به یکدیگر ، لبه های گداخته شده این قطعات را روی یکدیگر قرار داده و با ضربات چکش بهم متصل می کردند.

مهمترین اصول فیزیکی که سنگ زیربنای متدهای معمولی جوشکاری در قرن حاضر را تشکیل می دهد در اواخر قرن نوزدهم کشف و ابداع شده و به تدریج در صنعت مورد استفاده قرار گرفت. در سال 1887 یکی از دانشمندان روسی بنام Bernadas اختراع متدی را به ثبت رساند که به وسیله آن قادر بود تا یک قطعه فلزی را با الکترود ذغالی به صورت موضعی با ایجاد قوس الکتریکی بین قطعه و الکترود ذوب نماید.

در ایـن زمان نامبــرده دو قطعه فلزی را در فاصله معینی از یکدیگر قرار داده و با استفاده از پدیده فـوق الذکر و حرکت الکترود ذغالی در طول شکاف بین دو قطعه و وارد نمودن همزمان میله ای فلزی از جنس قطعه در داخل قوس الکتریکی ، حمام مذابی به وجود آورد که بعد از منجمد شدن شکاف موجود را پر نموده و باعث به هم پیوستن این قطعات گردید.

چند سال بعد یعنی در سال 1891 دانشمند دیگر روسی بنام Slavjaniv روش الکترود ذوب شونده را اختراع نمود. در این روش به جای الکترود ذغالی از یک الکترود فلزی استفاده شده که همزمان وظیفه فلز پرکننده را نیز به عهده داشت.

در روش الکترود ذوب شونده ذوب حاصل از الکترود فلزی در فاصله بین نوک الکترود و شکاف دو قطعه در معرض هوا قرار می گرفت که این امر باعث اکسیده شدن مذاب و در نتیجه در جوش ایجاد اشکال می کرد. از طرف دیگر قوس الکتریکی نیز ناپایدار بود که خود به خود غیر یکنواختی جوش را به دنبال داشت.

برای برطرف نمودن این عیوب در سال 1905 یک صنعتگر سوئدی بنامOscar Kjellberg الکترود فلزی پوشش دار را اختراع نمود. پوشش این الکترود را مخلوطی از مواد معدنی مختلف تشکیل می داد که قادر بود با تولید گاز و ایجاد سرباره ، مذاب حاصل از ذوب الکترود را در مقابل آثار نامطلوب تماس با هوا محافظت نماید. علاوه بر این ، پوشش الکترود باعث پایداری قوس الکتریکی و یکنواخت شدن جوش می گردید.

با اختراع الکترود پوشش دار ، صنعت این امکان را یافت تا جوش هایی با استحکام معادل فلز پایه بوجود آورد. اولین قایق ده متری تعمیراتی که تمام اتصالات آن توسط جوشکاری انجام شده بود در سال 1918 بـه آب انداختـه شد. از اواخر دهـه 1930 که احداث پل ها و خطوط راه آهن و نیز ساخت کشتی های اقیانوس پیما و غیره با روش جوش دادن قطعات به یکدیگر با سرعت آغاز گردید تا بهامروز که انسان به ساختن فضا پیما ، آسمان خراش ، نیروگاه هسته ای ، میکروپروسسور و غیره مشغولاست هنوز جوشکاری از روش های بسیار مهم اتصال محسوب می شود. فرآیندهای جوشکاری نه تنهابرای اتصال فلزات همجنس بلکه در موارد خاص با رعایت نکات تکنیکی و متالورژیکی ویژه برای اتصالفلزات غیر همجنس (مس-آلومینیوم) ، فلز به غیر فلز (سرامیک به فلز) و حتی غیر فلز به غیر فلز (سرامیک به سرامیک) نیز استفاده می شود. علاوه بر کاربرد جوشکاری در اتصالات دائم کاربردهای دیگری نیز در صنعت معمول است (نظیر بازسازی عیوب قطعات ریختگی یا ماشین کاری شده ، بازسازی قطعات فرسوده و مستهلک شده و ایجاد موضوع جوش با خواص ویژه در فرآیند ساخت بعضی از قطعات صنعتی) که هر کدام جایگاه ویژه ای داشته و ضمن اینکه اهمیت آنها کمتر از کاربرد اصلی اتصال آن نیست.

تاکنون فرایندهای مختلف جوشکاری در دنیا ابداع شده که هر کدام کاربرد ویژه و نقاط ضعف و قوت خود را دارند. بعنوان مثال فرایند جوشکاری پتکی یا آهنگری (Forge Welding ) هنگامی که انسان اولیه با آتش و فلز آشنا شد متوجه شد که می توان دو قطعه فلزی بصورت سرد یا گداخته روی هم قرار داده و در اثر کوبیدن موجب اتصال آنها شود یا فرایند جوشکاری اصطکاکی تلاطمی ( Stir Friction Welding) که عمر کوتاهی دارد و هنوز مراحل ابتدایی کاربردی آن مطرح است و یا فرایندهای پیشرفته دیگری که مراحل آزمایشگاهی را طی می کند و نیز فرایند جوشکاری ابداع شده که ورق به ضخامت 600 میلیمتر را با یک پاس بدون پخ سازی جوش می دهد و در مقابل فرایندی که عملیات جوشکاری را باید در زیر میکروسکوپ انجام داد و محل جوش را نمی توان با چشم غیر مسلح دید. یکی از تلاشهای متخصصین ابداع فرایندهای جوشکاری با کمترین هزینه و بیشترین سرعت و خواص کاملا" مشابه قطعه اصلی است.

بطور خلاصه می توان روشهای جوشکاری را به شرح زیر تقسیم بندی نمود:

انواع جوشکاری:

جوشکاری فشاری

جوشکاری اصطکاکی

جوشکاری نواری

جوشکاری ذوبی

جوشکاری با اشعه لیزر

جوشکاری با اشعه الکترونی

جوشکاری با اکسی استیلن

جوشکاری قوس الکتریکی

جوشکاری قوسی زیر پودری

جوشکاری قوسی الکتریکی باگاز محافظ

جوشکاری قوسی با الکترود دستی

جوشکاری قوسی الکتریکی با گاز محافظ

جوشکاری پلاسما

TIG

MIG/MAG

مفتول مغزی الکترود اکثرا" از فولاد ساده کم کربن و با کمترین ناخالصیها و در بعضی موارد از فولادهای آلیاژی و یا فلزات و آلیاژهای غیر آهنی نظیر آلومینیوم، مس و نیکل ساخته می شود. ترکیب شیمیایی مفتول مغزی و خواص مکانیکی آن در قابلیت تولید الکترود و خواص جوش بطور مستقیم و غیر مستقیم موثر است.

پوشش الکترود علاوه بر محافظت نوک الکترود گداخته و قطرات ناشی از ذوب مفتول مغزی و حوضچه مذاب از اکسید شدن، وظایف دیگری نظیر کمک به پایداری قوس، تصفیه یا جذب ناخالصیهای مذاب، کنترل ترکیبات شیمیایی جوش، شکل دادن به گرده جوش و راحت جدا شدن سرباره پس از انجماد را نیز بعهده دارد. مواد مختلفی در فرمولاسیون پوشش الکترودها بکار می رود تا این وظایف بخوبی انجام شود. ترکیبات این مواد در انواع الکترودها متفاوت بوده و در نتیجه الکترود با کاربردهای مختلف تولید می شود. بخش عمده مواد تشکیل دهنده پوشش الکترود از مواد معدنی هستند که کیفیت آنها تاثیر زیادی در کیفیت عملی و خواص جوش دارد. بطور مثال ناخالصی در حد 01/0 درصد از یک عنصر خاص در یک ماده معدنی که برای خیلی از کاربردها قابل صرف نظر کردن است، در پوشش الکتـرود می تواند در خواص مهندسی جوش تاثیر سو، بجا گذارد.

با توجه به نکات بسیار مختصر اشاره شده در فوق اهمیت و حساسیت تولید الکترود با کیفیت مناسب برای کاربردهای خاص روشن می شود. کیفیت جوش تنها به کیفیت الکترود مصرفی بستگی ندارد بلکه علاوه بر انتخاب صحیح الکترود باید نکات ظریف و تکمیلی خاصی را در نظر گرفت. اکثرا" تصور می شود اگر جنس قطعه جوشکاری مشخص باشد انتخاب الکترود آسان بوده و الکترودی که با ترکیب شیمیایی قطعه نزدیک می باشد بهترین انتخاب است. یا الکترودی که صرفا" بتواند کمترین پاشش را داشته و سرباره آن راحت تر جدا شود و جوش خوبی نیز داشته باشد انتخاب مناسب است. در هر حال انتخاب صحیح الکترود نیاز به جمع آوری اطلاعات بیشتر، از شرایط کاری جوش و امکانات موجود در واحد صنعتی دارد که فعلا" از حوصله این بحث خارج است.

متاسفانه موارد زیادی از عدم رعایت دستورالعمل های سازنده الکترود در خصوص چگونگی نگهداری و مصرف صحیح الکترود در صنعت مشاهده می شود. در این رابطه می توان به نگهداری طولانی الکترود در انبار، شرایط نامناسب حمل و نقل، انبارداری در شرایط مرطوب و در نتیجه فاسد شدن و صدمه دیدن روکش الکترود اشاره کرد که جملگی تاثیرات نامطلوب در کیفیت جوش بجا می گذارد. در مورد مواد مصرفی در فرایندهای دیگر جوشکاری مانند جوشکاری زیر پودری و غیره، بنوعی کلیه مسائل اشاره شده در فوق، می بایستی رعایت گردد.

معمولا"سازنده های معتبر مواد مصرفی جوشکاری بخش تحقیق و توسعه و کنترل کیفیت فعال در کنار کارخانه خود دارند که علاوه بر کنترل مواد مصرفی ورودی به کارخانه نظیر مفتول،مواد آلیاژی، انواع مواد معدنی، چسب و غیره بر فرایند تولید نیز نظارت و کنترل دقیق دارند و معیارهای تعریف شده و قابل پذیرش برای هر نوع مواد مصرفی جوشکاری را مطابق استانداردهای معتبر جهانی رعایت می کنند. ضمن اینکه در نوآوری ها، بهبود کیفیت مواد مصرفی و خواص جوش و نیز پایین آوردن قیمت و بالا بردن راندمان تولید فعال هستند.

۲) جوشکاری چندلایه(چند پاسی) و دمای بین پاسی:

پيشگرمي كنترل شرايط لايه اول جوش را مي تواند بخوبي انجام دهد ، در عين حال براي جوشكاري لايه هاي بعدي دماي اتصال و نواحي مجاور جوش اهميت زيادي دارد . بنابراين حد مجاز دماي ميان جوش بايد بررسي و مشخص شود .

معمولا اين حداقل با حداقل پيشگرمي برابر است مگر اينكه با جوشكاري لايه اول تغييراتي در شرايط ايجاد شده باشد . بعنوان مثال ، اتصال فولادهاي آلياژ فقط 200f پيشگرم مي شود چون لايه اول جوش به روش ( gas tungsten arc welding ) GTAW انجام مي گيرد و لايه هاي ديگر با استفاده از الكترود پوشش دار E 7010 كامل مي شود . با در نظر گرفتن اينكه ميزان مهار كردن اتصال در ضمن جوشكاري لايه هاي بعدي به حداكثر مي رسد و از طرفي جوشكاري با الكترود كم هيدروژن انجام نمي شود . دماي ميان جوشي در حدود 300 – 600 F مناسب خواهد بود . البته بررسي هاي نوع فولاد آلياژ ، قابليت جوش پذيري و طراحي اتصال ممكن است حداقل دماي ميان جوش را تغيير بدهد .

دماي ميان جوش علاوه بر تأثير بر روي آمادگي ايجاد ترك در فولادهاي سخت شونده ، بر تنش هاي باقيمانده و انقباض نيز تأثير مي گذارد . همچنين اندازه دانه بندي ها را متأثر مي سازد . اين تأثير در اجسامي كه از فولاد كربني ساخته مي شوند اهميت زيادي دارد.

الف – لايه اول تا دماي محيط سرد شده و سپس لايه دوم نشانده شده است . فقط قسمت كمي از دانه بندي هاي لايه اول در اثر حرارت لايه دوم ريزتر مي شود .

ب – لايه دوم در دماي 1000F بود كه لايه دوم بر روي آن نشانده شده ، قسمت بزرگي از لايه اول در اثر گرماي لايه دوم متأثر شده و دانه بندي آن ريزتر مي شود .

ج – پس از آنكه لايه باريك اول به دماي زير حد بحراني رسيد ، لايه سنگين دوم آنرا مجددا تا بالاي حد بحراني رسانده و تمام لايه اول را متأثر ساخته و دانه بندي ها را ريزتر مي كند .

د – قبل از اينكه لايه اول از دماي بحراني سرد شود لايه دوم بر روي آن نشانده مي شود . بنابراين دانه بنديهاي لايه اول بدون تغيير مي ماند .

ديده مي شود كه فاصله زماني بين نشاندن لايه هاي جوش بر روي ميزان دانه بندي ريز شده تأثير مي گذارد . اگر لايه هاي جوش بلافاصله بعد از لايه قبلي نشانده شوند دانه بندي هاي جوش ريز نخواهند شد .

اگر لايه جوش بعد از اينكه لايه قبلي تا دماي محيط سرد شود . نشانده شود ، نسبت به حالتي كه لايه جوش قبلي هنوز گرم بوده ولي پايين تر از دماي بحراني است و سپس لايه بعدي بر روي آن مي نشيند ، دانه بندي ها را كمتر ريز مي كند .

اهميت ريزتر شدن دانه بندي هاي لايه هاي متوالي جوش در مقدار ضربه شيار مشخص مي شود . مقادير كشش از پديده ريز شدن دانه بندي لايه ها كمتر متأثر مي گردد . ريز شدن دانه بندي ها معمولا براي مقادير زياد ضربه شيار فلز جوش خصوصا در دماي پايين مناسب است .

موقعي كه الكترودهاي بدون پوشش را با الكترودهاي پوشش دار ، در زمينه تأثيري كه بر روي ريز شدن دانه بندي فلز جوش مي گذارند مقايسه كنيم ، به اين نتيجه مي رسيم كه الكترودهاي بدون پوشش نسبت به الكترودهاي پوشش دار در انرژي كمي جوشكاري مي شوند ( آمپر*ولت: ولتاژ قوس براي الكترودهاي بدون پوشش در حدود 18 و براي الكترودهاي پوشش دار 23 – 25 مي باشد ) ؛ در نتيجه الكترودهاي پوشش دار ناحيه گرما ديده پهن تري ايجاد مي كنند ( ناحيه اي كه حداقل تا دماي بحراني مي رسند ) ، بعلاوه درباره پوشش الكترودها ، سرعت سرد شدن جوش را كاهش مي دهد بطوري كه دماي ميان جوش لايه ها موقع نشستن لايه بعدي بيشتر از الكترودهاي بدون پوشش مي باشد .

اين يك قانون كلي است كه هر چه اندازه اوليه دانه بندي كوچك باشد بعد از گرم كردن مجدد آن تا بالاي دماي بحراني و سرد كردن تا پايين آن دما ، اندازه دانه بندي ها كوچكتر خواهد شد .

لايه هاي كوچك جوش عموما دندريت هاي كوچكتري نسبت به لايه هاي بزرگ از خود نشان مي دهند ، چون دندريت ها در لايه كوچك نمي تواند باندازه لايه بزرگ رشد كنند . همچنين يك لايه كوچك خيلي سريع تر سرد مي شود . چون لايه كوچك قبل از ادامه جوشكاري دانه بندي كوچكي دارد پس از گرم شدن مجدد تا بالاي دماي بحراني نسبت به لايه بزرگ ، دانه بندي ريزتري خواهد داشت . بعلاوه ، ناحيه گرما ديده اي كه در اثر جوشكاري لايه دوم ايجاد مي شود در لايه كوچك بيشتر از لايه بزرگ گسترش عمقي خواهد داشت .

بهر حال ، لايه كوچك خيلي سريع تر از لايه بزرگ سرد شده و موقع جوشكاري لايه بعدي دماي ميان جوش آن ممكن است زياد نباشد . اغلب در جوشكاري چند لايه اي سعي مي شود تا ساختارهاي با دانه بندي درشت در فلز پايه گرم شده حذف شوند . پس از آنكه شش لايه جوش در اتصال نشانده مي شود با فرض اينكه لايه هاي متوالي با دانه بندي درشت را كه بوسيله لايه ماقبل خود ايجاد شده اند تا بالاي دماي بحراني مي رساند ، ممكن است فقط در فلز مجاور لايه هاي پنج و شش دانه بندي درشت وجود داشته باشد .

اگر اندازه آخرين لايه جوش و دماي كل اتصال طوري باشد كه محدوده ناحيه اي كه توسط لايه هفتم تا بالاي دماي بحراني مي رسد AA باشد ، دانه بندي هاي درشت فلز پايه كه حاصل جوشكاري لايه هاي 5 و 6 هستند ريز نخواهند شد و مقدار ضربه شيار جوش حداكثر ميزان خود را از دست خواهد داد . در شياري كه بوسيله پاشنه جوش عرضه مي شود ساختاري با دانه بندي درشت خواهيم داشت .

آخرين لايه بايد با انرژي كافي نشانده شود ( با در نظر گرفتن پيشگرمي فاصله زماني بين لايه هاي پنج ، شش و هفت و اندازه لايه هفت ) تا بتواند ناحيه بحراني را تا BB گسترش دهد . خاصيت عمده فلزات جوش با كربن كم آن است كه دانه بندي درست حاصل نشده و ساختار ويدمن اشتيت توليد مي شود . در اثر جوشكاري لايه هفت دانه بندي لايه هاي پنج و شش چندان درشت نخواهند شد .

گاهي اتفاق مي افتد كه كار جوشكاري يك جوش چند لايه اي به علت نبودن جوشكار ماهر متوقف مي شود . اگر فولاد با دماي ميان جوش كه از حداقل تعيين شده بيشتر باشد جوشكاري شود در مورد تأثير قطع شدن كار طبيعتا سؤالاتي مطرح مي شود .

براي مثال آيا مي توان جوش را تا دماي محيط سرد كرد يا آيا دماي ميان جوش بايد رعايت شود ؟

جواب دادن به اين سؤال در مورد فولادي كه بعد از اتمام جوشكاري بايد بلافاصله مورد عمليات حرارتي قرار مي گيرد مشكل است .

چندي پيش موضوع قطع كردن عمليات جوشكاري و حرارتي در مورد لوله هاي فولادي كرم موليبدن توسط كميته pipingand tubing انجمن جوشكاران آمريكا ( AWS ) مورد مطالعه قرار گرفت و نتيجه مطالعات و پيشنهادات آنها در گزارش كميته فوق تحت شماره AWS – Dio.8 و با عنوان (( جوشكاري لوله هاي فولادي كرم موليبدن )) درج گرديده اين گزارش عوامل مهمي را كه بايد در سيكل حرارتي و موقع ساخت لوله هاي با آلياژ مخصوص و فولاد سخت شونده رعايت گردند بررسي كرده و پيشنهادات زير را ارائه نموده است :

1 – سيكل حرارتي را براي فولادهاي كرم موليبدن با كرم كمتر از 5/2 % كه با الكترودهاي كم هيدروژن جوشكاري و نصب مي شوند مي توان قطع كرد.

2 – سيكل حرارتي را در فولادهاي كرم موليبدن با كرم كمتر و يا بيشتر از 5/2 % و با ضخامت كمتر از يك اينچ مي توان قطع نمود بشرط آنكه جوشكاري با الكترودهاي كم هيدروژن و روش كنترل شده انجام بگيرد .

در ضخامت هاي يك اينچ و بيشتر، پيشنهادي مي شود كه جوشكاري و عمليات حرارتي بطور متوالي و بدون فاصله زماني صورت پذيرد و يا قبل از قطع عمليات، جوش اتصال مدت كوتاهي در دماي 1200-1300 f تابانيده شود .

3 – براي ضخامت كمتر از يك اينچ در صورتيكه قطع سيكل حرارتي مورد نظر باشد، ضخامت جوش نشانده شده قبل از قطع عمليات نبايد از دو لايه يا از يك سوم ضخامت ( هر كدام كه بيشتر باشد ) كمتر باشد . براي لوله هاي خيلي ضخيم حداقل ضخامت جوش ( قبل از قطع سيكل حرارتي ) ممكن است ¾ اينچ انتخاب شود.

هنگام برش فولادهاي با كربن متوسط گاهي لازم است كه از ايجاد ترك در آن جلوگيري به عمل آيد . به جاي پيشگرم كردن تمام ورق بهتر است كه پيشاپيش مشعل برش و فقط در امتداد خط برش يك شعله تعبيه شود تا خط برش را تا دماي دلخواه برساند .

اگر پسگرمي مورد نظر باشد يك مشعل چند شاخه پشت مشعل برش تعبيه مي گردد . مشعل پسگرمي بر روي سرعت گرم شدن قطعه در مقابل مشعل برش تأثير نمي گذارد . مشعل پسگرمي با نگاه داشتن برش در دماي بالا براي مدت معين از سرد شدن سريع قطعه جلوگيري مي كند .

پسگرمي با افزايش گرماي ورودي برش ، سرعت سرد شدن قطعه را كاهش داده و اگر مقدار آن كافي باشد از ايجاد ناحيه هاي سخت مارتنزيت جلوگيري مي كند .

تأثيرات ديگر پسگرمي بي اهميت است البته فرق عمده اي بين پسگرمي و پيشگرمي وجود ندارد به شرطي كه پسگرمي قبل از سرد شدن قطعه تا دماي محيط انجام گيرد . اگر قطعه سرد شده باشد ممكن است مارتنزيت ايجاد شده و با ترك همراه باشد كه در آنحال پسگرمي نيز بي فايده بوده و عيب را از بين نخواهد برد .

۳) از انواع جوشکاری: اصول فرآیند جوشكاری با پرتو الكترونی:

فرآیند جوشكاری با پرتو الكترونی یك فرآیند اتصال ذوبی است كه در طی آن قطعه كار توسط جریانی متراكم از الكترون های دارای سرعت بالا بمباران شده و كل انرژی جنبشی الكترون ها،در اثر برخورد با قطعه كار به حرارت تبدیل میشود. این حرارت موجب ذوب لبه های قطعات واتصال دو قطعه پس از انجماد می شود.
این جوشكاری معمولا در یك محفظه خلا با استفاده از یك سیستم تولید و تمركز پرتو الكترونی انجام میشود.

متغیرهای فرآیند:

انرژی ورودی به قطعه كار
ولتاژ شتاب دهنده
چگالی توان
جریان پرتو
فاصله بین كاتد و آند
سرعت جوشكاری
فلز پر كننده
انرژی ورودی به قطعه كار
Energy input(H.I.P)[j/in] E.I/s P/s
ولتاژ شتاب دادن پرتو
جریان پرتو
قدرت پرتو
سرعت جوشكاری
ولتاژ شتاب دهنده
با افزایش ولتاژ شتاب دهنده نفوذ جوش افزایش می یابد.

چگالی توان:

با افزایش ولتاژ وكاهش قطر پرتو ،چگالی توان افزایش می یابد.
مقدار حرارت تولید شده در نقطه جوشكاری تابع چگالی توان است.
افزایش بیش از حد چگالی توان سبب بخار شدن فلزات می شود.

جریان پرتو:

با افزایش جریان پرتو نفوذ جوش افزایش می یابد.
شدت جریان با توجه به ولتاژ ورودی كه با شدت پرتو ارتباط دارد تغییر می كند.

فاصله بین آند وكاتد:

توان وشدت جریان پرتو در سطح قطعه كار می تواند با تغییر فاصله كاتد وآند تغییر یابد.

سرعت جوشكاری:

چنانچه سرعت جوشكاری افزایش یابد،پهنای گرده و همچنین نفوذ جوش كاهش می یابد.
فلز پر كننده
محیط جوشكاری
جوشكاری در خلا بالا
جوشكاری در خلا متوسط
جوشكاری بدون استفاده از خلا
تجهیزات فرآیند
ولتا‍ژ بالا
ولتاژ پایین
تجهیزات افزودن سیم جوش

اجزا ماشین جوشكاری پرتو الكترونی:

یك تفنگ الكترونی كه پرتو كنترل شده الكترونی تولید میكند
یك محفظه خلا با تجهیزات و پمپ های مربوطه
یك دستگاه كه پرتو را در امتداد خط اتصالحركت می دهد یا قطعه كار رازیر تفنگ الكترونی جابه جا مینماید
تجهیزات ولتاژ بالا
ستون دید الكترون
ستون دید الكترون شامل تفنگ الكترونی ،چشمی الكترون و سیستم دید میباشد. تفنگ الكترونی خود شتاب دهنده است.
الكترونها از فیلمان تنگستن حرارتی یا كاتد تابش می یابند وبه صورت الكتروستاتیك توسط یك شبكه انحراف دهنده،به پرتو تبدیل میشود و توسط آند شتاب می یابند.
آند و دیگر اجزای زیر آن شامل قطعه كاردر پتانسیل زمین هستند.ولتاژ كاتد تا 150000ولت قابل تغییر است.بنابراین یك ولتاژ شتاب دهنده مثبت برای الكترون ها تولید می كند.جریان پرتو وابسته به ولتاژشتاب دهنده با كنترل خروجی ولتاژمورد نیاز برای شبكه شتاب دهنده كنترل می شود.

منبع قدرت:

منبع قدرت با ولتاژ بالا در یك كابین جدا قرار دارد،اما كنترل ها در ایستگاه اپراتور قرار دارند.
ولتاژ خطی در حالت عادی 440 ولت،سه فاز و 60 سیكل است،اما ولتاژ متناوب 220 ولت نیز می تواند استفاده گردد.

محفظه كار:

جداره محفظه كار معمولا به منظور تمیز بودن و حداقل بودن عبور گاز از جداره آن از فولادهای زنگ نزن ساخته می شود ودر قسمت های از آن از سرب استفاده می شود تا از عبور پرتو ایكس جلوگیری شود.
یك پنجره با شیشه سربی در جلوی محفظه در منطقه دید اپراتورویك لامپ فلورسنت درونی برای روشن كردن قرار داده میشود.
ستون تفنگ الكترونی معمولا در مركز محفظه قرار می گیرد ولی می تواند در یك انتها قرار گیرد.در ماشین می توان یك میز كار قرار داد كه به صورت دستی یا اتوماتیك در جهت های x&y حركت نماید.

تجهیزات ولتاژ پایین:

واژه ولتاژ پایین یك واژه نسبی است و معمولا برای تجهیزاتی كه در ولتاژ كمتر از60000ولت كار می كنند،به كار میرود.
تفنگ الكترونی در داخل محفظه قرار داده میشود و می تواند در طول محورها حركت كند ودیواره فولادی محفظه برای ممانعت از تابش پرتوكافی است.

تجهیزات افزودن سیم جوش:

تجهیزات اضافه كردن سیم جوش یا شبیه فرایند سیستم تغذیه سیم جوش در فرایند جوشكاری قوس تنگستن ساخته می‌شود یا اینكه به طور خاص جهت محفظه خلا طراحی می‌گردد. قطر سیم جوش عموما كوچك و 0.02 اینچ یا كمتر است. سیستم تغذیه سیم باید قابلیت تغذیه یكنواخت سیمهای با قطر كوچك را داشته باشد تا سیم را به طرف لبه‌ها وحوضچه مذاب كوچك هدایت نماید.

نكات تكنیكی فرآیند جوشكاری با پرتو الكترونی:

الكترون دارای بار منفی است و بر اثر برخورد به قطعه ، بار منفی به نمونه انتقال می‌یابد. این بار منفی در قسمتهای مختلف دستگاه و نمونه می‌تواند باعث اثر دافعه بر پرتو شود.برای جلوگیری از این مشكل، نمونه و دستگاهها به اتصال زمین وصل می‌شوند.مسئله دیگر اثرات مغناطیسی است كه باید كنترل شوند و قطعه از مغناطیس خالی شود تا موجب انحراف پرتو نگردد.

روش های آماده سازی در فرآیند جوشكاری با پرتو الكترونی:

آماده‌سازی و سرهم كردن قطعه كار و قید و بندهای جوشكاری كه شامل تمیزكازی و احتمالا مغناطیس‌زدایی ،پیشگرم كردن و خال جوش زدن می‌باشد.
قرار دادن قطعه به همراه قید و بند درون محفظه خلا
شروع تخلیه محفظه و سپس متمركز شدن روی قطعه و تنظیم متغیرهای فرایند
هم‌خط كردن راستای اتصال با راستای حركت پرتو و انجام فرایند
دادن فرصت كافی جهت سرد شدن قطعه و سپس وارد كردن هوا به محفظه و خارج كردن مجموع

مزایای جوشكاری با پرتو الكترونی:

1-ایجاد جوشهای عمیق‌تر و باریك‌تر نسبت به روشهای قوسی
2-حرارت ورودی كمتر به جوش در مقایسه با روشهای ذوبی دیگر(برای ایجاد حجم جوش ثابت)
3-نسبت عمق به عرذض بالای جوش و عدم نیاز به جوشهای چند پاسه
4- ناحیه متاثر از حرارت جوش باریك به علت تمركز حرارتی بالای فرایند
5-تمیزی فلز جوش به دست آمده به علت استفاده از خلا در فرایند
6-امكان دست یابی به سرعت جوشكاری بالا ودر نتیجه سرعت تولید بالاتر
7-بازدهی انرژی بالا(تا حدود 95درصد)
8-پیچیدگی كم قطعه جوشكاری شده به علت تمركز حرارتی بالای فرآیند
9-عدم نیاز به عملیات حرارتی جدی قبل و بعد از فرآیند
10-.امكان اتصال قطعات وآلیاژهای حساس به حرارت
11-امكان جوشكاری فلزات دیر گداز
.امكان آب بندی با كیفیت بسیار بالا در اتصالات
سهولت كنترل فرآیند به صورت رایانه ای
.امكان انجام فرآیند در طرح اتصال های گوناگون
عدم نیاز به سیم جوش(در اغلب موارد)و عدم نیاز به برطرف كردن سرباره واضافه های جوش
امكان جوشكاری قطعات بسیار ظریف مورد استفاده در صنایع الكترونیك و تجهیزات پزشكی وآزمایشگاهی
محدودیت های جوشكاری با پرتو الكترونی

قرار دادن قطعه در خلا:

در اثر برخورد پرتو الكترونی با سطح فلز پرتو ایكس تولید می شود و لذا نیاز به حفاظت در برابر این پرتو وجود دارد.
به علت آنكه پرتو الكترونی شامل اجزای با بار منفی میباشد،وجود میدان های الكتریكی و مغناطیسی سر گردان باعث انحراف پرتو از مسیر اصلی طراحی شده می شود.

عدم پایداری طولانی مدت پرتو:

تعمیر عیوب ایجاد شده در عمق قطعه در اتصال قطعات ضخیم مشكل است.
قیمت بالای تجهیزات وكاربرد محدودتر نسبت به روش های قوسی
محدودیت های جوشكاری با پرتو الكترونی
7.نیاز به تمیز كاری قطعات به شكلی بسیار خوب برای آنكه از شكل گیری عیوبی مثل تخلخل در جوش جلوگیری شود.
8.تركیدگی فلز جوش
9.وجود درز جوش و گرده جوش بسیار نازك در این فرآیند موجب حساسیت زیاد در برابر عیب ذوب ناقص می شود كه ناشی از خطا در دنبال كردن صحیح درز اتصال توسط پرتو است.
10.چقرمگی كم در اغلب فولادها
11.نبود آزمون های غیر مخرب تدوین شده
12.حفره انتهای محل جوش
13.حساسیت شدید فرآیند به تغییرات جزیی متغییر های فرآیند
كاربرد های فرآیند جوشكاری با پرتو الكترونی

مهمترین فلزات وآلیاژهایی كه با این روش جوشكاری می شوند عبارتند از:

برلیم
تیتانیم
زیر كونیم
مولیبدن

مهمترین صنایعی كه از این فرآیند استفاده میكنند عبارتند از:

صنایع هوا فضا
صنایع هسته ای
صنایع الكترونیك و پزشكی
صنایع خودرو سازی
جوشکاری پلاسما
به تناسب کاربرد دستی واتوماتیک، پلاسماپیشنهادات سودمند زیادی در،تولید درمقیاس کوچک ودقت جوش، حجم زیاد فلز و درمجموع تجهیزات دارد. از سال 1964 که مقدمه ای برای صنعت جوشکاری بود، جوشکاری پلاسما براساس مزایای اصلی، کنترل ودقت باتولید جوشهایی با کیفیت بالا با استفاده از الکترودهای بادوام در کارهایی با حجم زیاد توسعه یافت. اکنون از پلاسما برای جوشکاری هر چیزی استفاده می شود : ازوسایل جراحی وآشپزخانه ازطریق صنایع غذایی گرفته تا تعمیر پره های موتور جت. درواقع پلاسما گازی است که در دمای خیلی زیاد، گرم و یونیزه شده بطوریکه هادی جریان الکتریکی می شود . فرایند جوشکاری قوسی پلاسما شبیه GTAW (جوشکاری باالکترود تنگستنی به همراه گازمحافظ ) است که ازپلاسما برای انتقال جریان الکتریکی لازم برای ایجاد قوس به قطعه کار استفاده می شود . قطعه کار براثر گرمای شدید قوس ،گداخته و ذوب می شود. انواع فلزاتی که می توانند توسط پلاسما جوش داده شوند عبارتند از : فولاد ضدزنگ فلزات دیرگداز ودیگرفولاها: تیتانیم، تانتالیم ،مس، برنج ،طلا، نقره، الیاژی از آهن ونیکل وکبالت (kovar )و Inconel, وzircallقوس جوشکاری TIG / GTAW ( چپ) و پلاسما ( راست )در مشعل جوشکاری پلاسما الکترود تنگستنی دریک نازل مسی که در نوک آن دریچه ی کوچکی وجود دارد قرار می گیرد . شعله قوس ابتدا میان مشعل الکترود و نوک نازل بوجود می آید وسپس قوس ایجاد شده به قطعه کار منتقل می شود. گاز پلاسما و قوس دریک مسیر با یک منفذ محدود شده باهم برخورد می کنند و مشعل یک گرمای فشرده ومتمرکز با دمای بالا به قسمت کوچکی اعمال می کند . با این فرایند تجهیزات جوش پلاسما کارایی بالایی دارد که قادر است جوشهایی باکیفیت خیلی خوبی تولید کند . در جوشکاری موادی که درزمانی که گرم می شوند تمایل به خروج گاز دارند، الکترودهایی که محافظت می شوند کمتر در معرض آلودگی و فساد قرار می گیرند . این امر باعث طولانی تر شدن عمر الکترود و افزایش زمان نگهداری الکترود می گردد. (معمولاً 1/8 ساعت ) گاز پلاسما معمولا از گاز آرگون است و مشعل نیز از گاز دومی ( آرگون، آرگون/ هیدروژن ویا هلیم ) برای کمک در محافظت حوضچه جوش استفاده می کند تا اکسیداسیون را کاهش دهد . سوراخ نازل با در نظر گرفتن اندازه مهره جوش انتخاب می شود تا قطر و ضخامت قوس بر اساس آن کنترل شود . تجهیزات اضافی لازم برای جوشکاری پلاسما شامل : 1- منبع قدرت 2 – consol پلاسما ( درونی یا بیرونی) 3- دستگاه گردش آب ( درونی یا بیرونی) -4 مجموعه مشعل فرعی جوش پلاسما ( نوک ها، سرامیک ها، گیره ودستگاه اندازه گیری نصب الکترود ) شروع و انتقال قوس پلاسما آرام و پیوسته ویکنواخت است که این امر در جوش صفحات نازک وسیم های باریک و اجزای کوچک مناسب است . شکل وطول قوس وتوزیع حرارت پلاسما، فاصله بحرانی گریز جوش را نسبت به حالت GTAW کمتر می کند . تقریباً در تمام کاربردها به کنترل اتوماتیک ولتاژ ( AVC ) نیازی نیست . پایداری بالای قوس در طی جوشکاری از وزش و انحراف قوس می کاهد واپراتور را قادر می سازد از وسایل شروع کننده قوس در نزدیکی ومجاورت محل اتصال جوش برای نفوذ بهتر حرارت استفاده نماید . چگالی انرژی قوس در پلاسما در حدود 3 برابر انرژی قوس GTAW است که از شکستگی و تغییر شکل جوش واز H .A .Z) ) می کاهد که این امر باعث ریزدانه شدن جوش وافزایش سرعت جوشکاری می شود. (این جوش در کمتراز 0.005 ثانیه کامل می شود) جریان اولیه کمتر از 1 آمپر می تواند دقت جوشکاری اجزای کوچک وکنترل بهتر جوش را در جوشکاری لبه ای شیب دار را در بر داشته باشد . در هنگام شروع قوس منبع قدرت پلاسما، کمترین صدا را تولید می کند و پلاسما می تواند از تجهیزات کنترل عددی (NC ) بدون دخالت الکتریکی استفاده کند .این امر همچنین در درز گیری با جوش اجزای الکترونیکی بر خلاف فرایند GTAW که با دخالت الکتریکی ممکن است آسیب هایی به اجزای حساس الکترونیکی درونی وارد کند، استفاده می شود . منبع پلاسما دامنه وسیعی از فرکانس برای کاربردهای پالسی در اختیار ما قرار می دهد که گاهی اوقات این فرکانسها به بالاتر از 10 Khz می رسد. جوشکاری پلاسما کاربردهای فراوان و گوناگونی دارد. بطور کلی برش و تعمیر قالب ها در صنعت با استفاده از پلاسما در حال رشد است . منبع قدرت میکروقوس این توانایی را دارد که قوسی با جریان پایین ایجاد کند و راهی موثر برای تعمیر و شکافهای کم و جزیی و گودی های ناشی از استفاده نادرست و فرسودگی و تعمیر اصولی و عملیات حرارتی داشته باشد. برای جوش لبه های بیرونی فرایند پلاسما به استفاده از طول قوسی بلندتر و پایدار که به مهارت زیادی در کنترل حوضچه ندارد نیاز توصیه می کند. در مواجه با گوشه های درونی شکاف ها، الکترود تنگستنی GTAW/TIG می تواند انجام فرایند جوش را بهتر کند. در جوشکاری تسمه ها توسط پلاسما انتقال قوس به قطعه کار با کار کردن بر روی لبه های اتصال بطور پیوسته صورت می گیرد . در کاربرد های اتوماتیک در جوشهای طویل و بلند نیازی به کنترل فاصله نیست و این فرآیند نیازکمتری به تعمیر اجزای مشعل دارد . تیوب و لوله از نورد تیوب و بوسیله رولهای فرم دهنده مواد و جوشکاری لبه ای در محل جوش تولید می شوند . کارایی و بازده نورد تیوب به سرعت جوشکاری و مجموع زمان های صرف شده در جوشکاری بستگی دارد. جوشکاری پلاسما ویژگی های مهم و سودمندی دارد برای مثال : افزایش سرعت جوشکاری تیوب ، جوشهایی با کیفیت مناسب بخاطر پایداری و ثبات قوس و افزایش عمر نوک الکترود را می توان نام برد.

لیست تجهیزات مورد نیاز :

1- منبع قدرت 2- plasma consol (گاهی بصورت درونی یا بیرونی) -3 دستگاه گردش آب (بصورت درونی یا بیرونی ) -4مشعل جوشکاری پلاسما -5مجموعه لوازم فرعی مشعل ( نوک ها، سرامیک ها، گیره، دستگاه اندازه نصب الکترود)
ویژگی ها ، مزایا ، کاربردها : ویژگی ها:
-1 حفاظت الکترود که زمان استفاده از آن را طولانی تر می کند. -2 قابلیت جوشکاری با آمپراژ پایین ( پایین تر از (0.05 A -3 پایداری و یکنواختی قوس وشروع آرام آن جوشهای مستحکمی تولید می کند. -4 پایداری قوس در هنگام شروع و آمپراژ پایین جوشکاری -5 حداقل صدای منتشره ، صدای زیاد فقط در هنگام شعله اولیه قوس ونه در تمام جوشها -6 امکان بالا بردن سرعت جوشکاری و اینکه چگالی انرژی قوس به 3 برابر چگالی انرژی فرایند GTAW می رسد. -7 زمان جوشکاری به کمتر از 0.005 ثانیه می رسد . -8 چگالی انرژی از H .A .Z می کاهد و کیفیت جوش را افزایش می دهد. -9 طول قوس ، شکل و حتی توزیع حرارت آن از ویژگی های مهم آن است. -10 قطر وضخامت قوس از طریق سوراخ نازل انتخاب می شود.
مزایا : دلایل زیادی برای استفاده از جوشکاری پلاسما وجود دارد . اما می توان تمام آن را در سه قسمت اصلی خلاصه کرد : -1 دقت : معمولاً دقت جوش پلاسما نسبت به جوشهای معمولی TIG بیشتر است . ( بخاطر داشته باشید که افزایش منبع قدرت می تواند قوسی متفاوت با قوس TIG بوجود آورد). پلاسما مزایای زیر را نسبت به جوشهای TIG متداول ارائه میدهد : ← پایداری وتمرکز قوس ← دامنه وسیع تغییر طول قوس ( TIG ± 5% ، plasma ± 15% ) -2 جوشکاری قطعات کوچک : ← قابلیت استفاده از آمپراژ پایین ( در بسیاری از منابع قدرت شدت جریان تا 0.1 A پایین آورده می شود . ← پایداری قوس در شدت جریان های پایین ← انتقال آرام وآهسته ( شروع قوس ) بدون ایجاد صدای زیاد ← امکان کاهش زمان جوشکاری (برای خال جوشها ، تیوب ها ،guid wire وغیره .) -3 تولید بالای جوشکاری : ←در این فرایند از الکترود های با دوام می توان مدت زمان بیشتری نسبت به TIG وقبل از اینکه فاسد شوند از آنها استفاده کرد . درکل فرایند جوشکاری تمام مزایای منحصر بفرد پلاسما قابل مشاهده است .
کاربرد ها : -1 جوشکاری قطعات کوچک : در فرایند پلاسما ، قوس می تواند آهسته و آرام و در عین حال ثابت وپیوسته در نوک سیم ها یا دیگر اجزای کوچک شروع شود و دوره زمانی دوباره کاری جوش را بسیار کوتاه کند . این خصوصیت در زمان جوشکاری اجزایی مانند : سوزنها ، سیم ها ، فیلامان های لامپها ، ترموکوپلها ، میله و ستون ها وحتی ابزارهای جراحی سودمند است . -2 اتصال محکم قطعات : ابزارهای طبی و الکترونیکی اغلب بطور محکمی از طریق جوشکاری متصل می شوند . فرایند پلاسما این توانایی را دارد که : ←Heat in put را کاهش می دهد . ← قطعات حساس وظریف ونزدیک بهم را جوش دهد . ←قوس را بدون ایجاد صدای الکتریکی ایجاد کند ( صدای زیاد میتواند باعث آسیب های درونی الکتریکی شود) پلاسما در سنسورهای فشاری و الکتریکی ، اجزای الکترونیکی ، موتورها، باتریها، تیوب های کوچک در اتصالات / لبه دار کردن ، سوپاپها ،تجهیزات لبنیاتی ، میکروسوئیچ ها و غیره کاربرد دارد . -3 ابزار برش و تعمیر قالب ها : در حالی که صنعت تعمیر در تلاش است که به شرکتهایی که می خواهند از اجزایی که دارای شکافها ی باریک و فرورفتگی های ناشی ازاستفاده نادرست و فرسودگی ، دوباره استفاده کند کمک نماید ، منبع قدرت میکروقوس جدید این توانایی را دارد که قوسی آرام با جریان پایین ایجاد کند وراهی موثر برای تعمیرات اصولی وعملیات حرارتی داشته باشد . از فرایند میکروTIG و هم از میکرو پلاسما بعنوان ابزارهای برشی و تعمیر قالب ها استفاده می شود . برای لبه های بیرونی، قوس در فرایند پلاسما پایداری بیشتری دارد و مستلزم داشتن مهارت زیادی در کنترل حوضچه مذاب نیست . در هنگام مواجه شدن با گوشه های درونی و شکافها ، الکترود تنگستنی فرایند GTAW / TIG می تواند دسترسی به آنها را راحت تر کند . -4جوشکاری تسمه های فلزی : فرایند پلاسما این امکان را فراهم می کند که انتقال قوس بین قطعه کار و با کار کردن در لبه های اتصال جوش ثابت و پایدار باشد. در کاربرد های اتوماتیک ، کنترل طول قوس در جوشهای بلند ضروری نیست و نیاز کمتری به تعمیر و نگهداری اجزای مشعل دارد. این فرایند مخصوصاً در کارهایی با حجم بالا و در جایی که مواد گازهایی به هوا منتشر می کنند ودارای سطوح آلوده هستند مناسب است . -5جوشکاری نورد تیوب : تیوبها و لوله ها از نورد تیوب وبا گرفتن تسمه های پیوسته و نزدیک کردن لبه های آن تا در محل جوش به هم برخورد کنند تولید می شوند . در این نقطه فرایند جوشکاری ذوبی و گداختن لبه های تیوب انجام می شود . بازده و کارایی نورد تیوب به سرعت و مجموع زمانهای صرف شده در جوشکاری بستگی دارد . در زمان ساخت نوردها همیشه میزان خاصی از آهن قراضه تولید می شود . بنابراین از مهمترین موضوعات برای کاربران نورد تیوب اینها هستند : ←حداکثر سرعت قابل حصول در جوشکاری نورد تیوب ←کیفیت واستحکام مناسب جوش بخاطر پایداری قوس ←حداکثر زمان عمر نوک الکترود جوشکاری تعدادی از نوردهای تیوب در جوشکاری پلاسما به منظور بدست آوردن توأماً افزایش سرعت جوشکاری و بهتر کردن نفوذ جوش و افزایش عمر الکترود بکار گرفته می شوند .

جوشکاری پلاسما چیست ؟

جوشکاری قوسی پلاسما ( PAW ) نوع پیشرفته ای از فرایند جوشکاری با الکترود تنگستنی با گاز محافظ ( TIG) است . جوشکاری TIG یک قوسی با سوختن آزاد که ناپایدار است و منجر به انحراف در جریانهای پایین می گردد. با افزایش جریان ، قدرت و قطر قوس نیز افزایش می یابد. این امر منجر به کاهش تمرکز قدرت در قطعه کار می گردد که باعث بزرگتر شدن درز و افزایش H.A.Z می شود . برخلاف مشعل های جوش TIG در فرایند PAW از نازل های باریک ودو گاز مجزا استفاده می شود که این امر باعث می شود شکل قوس بصورت یک ستون باریک در می آید و تمرکزبالای قوس را را ناشی می شود. ستون پلاسما اکنون در طول الکترود پایدار شده است و نسبت به قوس TIG متراکم تر است . دمای باریکه قوس پلاسما بین 10000-24000 K است درحالیکه دمای قوس TIG بین 8000-18000 K است.
توانایی عملی ماشینهای جوش پلاسما با تراکم قوسی 400 PW و 200 PW : وضعیت قوس در جوشکاری پلاسما -1جوشکاری دستی پلاسما معمولاً با جوشکاری که بدون نوع ذوبی جوش key hole باشد سازگار شده است -2 تقاضاهایی مثل ساخت جوشهایی از نوع key hole و یا پاسهای پر کننده نیازمند جوشکاری پلاسمای مکانیزه می باشد . -3 پودرهای surfacing (PTA ) برای پوشاندن سطح کار و مقاومت در برابر خورندگی استفاده می شود . در کارهای وسیع و متنوع از کبالت ، نیکل،کاربید تنگستن، آلیاژهای سخت و آلیاژهای آهن بصورت پودر استفاده می شود
آماده سازی محل اتصال برای فرایندهای مختلف جوشکاری:
سرعت جوشکاری :(cm/min) نمونه ای ازفولاد کربنی (5 mm ) سنگ زنی +سرباره زدایی 2+پاس با سرعت (15-20 cm/min ) +آماده سازی MMAW:
2 پاس با سرعت 10cm/min + آماده سازی : TIG دستی 1 پاس با سرعت 40 cm/min : پلاسما (سوراخ کلیدی) پلاسما cm/min ضخامت50
3) 35-40
4 ) 25-30
6 ) 15-20
مقدار تقریبی Heat in put در فرایند های مختلف جوشکاری :
بیشترین ضخامت صفحاتی را که بااستفاده از فرایندپلاسما در یک پاس و بدون آماده سازی می توان جوشداد :فولاد کربنی و ضد زنگ وآستنیتی بیشتر از 8mm تیتانیم بیشتر از 10mm هزینه جوشکاری با TIG / Plasma جوشکاری پلاسما (پایین دستی یا عمودی – افقی )در ضخامت هایی بین 2.5 – 10 mm در جهت بهبود جوش مزایای زیر را دارد : ←کاهش زمان آماده سازی (جوشکاری بدون آماده سازی ، لب به لب گونیایی بدون شکاف ) ←کاهش زمان جوشکاری ( تک پاس ) ←کاهش پرداخت کاری و زمان تمییز کردن ←حذف مرحله دوباره کاری بخاطر نداشتن عیب کاربرد در صنایع : در صنایع هوایی و هوا فضا ، در صنایع غذایی و شیمیایی ، در ساختمان ماشین ها ، اتومبیل ، راه آهن در ساختن کشتی ها، تانک و تجهیزات ساختمانی و خطوط لوله و...
خصوصیات آرگون وهلیم:( Characteristics of Argon and helium)
عمده ترین فاکتور تاثیرگذار روی کارایی گاز محافظ چگالی (دانسیته )گاز است. آرگون تقریبا3/1 برابر از هواو10 برابر از هلیم سنگین تراست .آرگون ،پس ازاینکه ازنازل تورچ خارج شد، پوششی روی منطقه جوشکاری ایجاد می کند، درحالی که هلیم،به این خاطر که ازآرگون سبک تراست ،تمایل به افزایش منطقه محافظت نازل دارد.تجریه اکیدانشان می دهد که برای ایجاد اثرات حفاظتی معادل،جریان هلیم باید 2تا3 برابر جریان آرگون باشد. این رابطه درترکیبات آرگون – هلیم که میزان هلیم بیشراز میزان آرگون است نیزصادق است.خصوصیات مهم این گازها رابطه ولتاژ – جریان قوس تنگستن درهلیم وآرگون می باشد.درهمه سطوح جریان،برای قوس های معادل ،ولتاژ قوس حاصله ازهلیم،به میزان قابل توجهی بیشتراز آرگون است .ازآنجا که گرمای قوس تقریباتوسط میزلن جریان وولتاژ تولیدی (نیروی قوس ) اندازه گیری می شود،هلیم گرمانی بیشتری نسبت به آرگون ایجاد می کند.مزیت این گرما،آنجایی مورد توجه قرارمی گیرد که موادضخیم جوشکاری می شود وفلزات دارای رسانای گرمایی بالا یادرجه ذوب نسبتابالاهستند،لیکن باید اشاره شود درجریان های ضعیف تر،منحنی های ولت – آمپر ازمیان ولتاژ مینیم درسطح جریانی حدود 90 آمپر،بعدازآنکه باکاهش جریان،ولتاژ افزایش پیدامی کند ،عبور می نمایند.درهلیم،این افزایش ولتاژ دررنج 50 تا 150 آمپرهنگامیکه بیشترعملیات جوشکاری موادنازک انجام شده است ،صورت می پذیرد.ازآنجاکه افزایش ولتاژ درآرگون ،زیرجریان 50 آمپر صورت می گیرد،بااستفاده از آرگون دررنج جریان 50 تا150 آمپر،اپراتور هنگام جوشکاری کنترل بیشتری روی طول قوس دارد.واضح است که هنگام کارباآرگون ،برای ایجاد ولتاژ مساوی ،باید ازجریان بسیاربالاتری نسبت به هلیم استفاده شود .ازآنجا که درجریان های مساوی سوختگی کناره جوش درهردونوع گازروی می دهد،لذا هلیم درسرعت های بالاتر،باعث ایجاد جوشهایی بهترمی ش

جوشکاری(مقالات جوشکاری)

مطالب مشابه :

تجهیزات مورد نیاز در جوشکاری TIG

توضيحاتي پيرامون WPS & PQR

طرح توجیهی الکترود جوشکاری

دانلود رایگان فايل پاورپوينت درمورد انواع الكترود جوشكاري

كاهش قيمت الكترود جوشكاري و لیست قيمت الكترود جوشكاري

انواع روشهای جوشکاری و استانداردهای آن

جوشکاری(مقالات جوشکاری)