جوشکاری الومینیم

  جوشکاری الومینیم

مقدمه:الومینیم فلزی است سبک وبعضی از الیاژهای ان در مقایسه وزنی استحکامی قابل رقابت با فولاد را دارند.قابلیت شکل پذیری خوب ان در درجات زیر صفر محفوظ مانده ‘ ومقاومت بالایی در برابر خوردگی دارد.الومینیم هدایت حرارتی وهدایت الکتریکی خوبی نیز دارا بوده و غیر مغناطیس وغیر جرقه زا است.

الومینیم  خالص در درجه حرارت660 درجه ساتی گراد والیاژهای ان بین 660-480درجه سانتی گراد ذوب می شوند وتغییر رنگی در دامنه گرم وذوب شدن ان دیده نمی شود.همانند اکثر فلزات بیشتر به صورت الیاژها در صنعت مصرف واستفاده میشود وبه سهولت با بسیاری از عناصر وفلزات دیگر نظیرسیلیسیم مس منیزیم روی نیکل الیاژهای دوگانه وچند گانه تشکیل میدهند _.

اساس کلی تقسیم بندی الیاژهای الومینیم درجوشکاری ونحوه بالا رفتن استحکام در اثر عناصر الیاژی وتغییرات ساختاری در جریان گرم وسرد شدن میباشد که در دو دسته زیر طبقه بندی می شوند

-گروه اول:الیاژهای الومینیم که قابل عملیات حرارتی هستند(عملیات حرارتی پذیر)

-گروه دوم:الیاژهای الومینیم که قابل عملیات حرارتی نیستند(عملیات حرارتی ناپذیر)

مشکلات جوشکاری الومینیم

1-خواص حرارتی: نقطه ی ذوب نسبتا پایین الومینیم وعدم تغییر رنگ در حین افزایش درجه حرارت وحتی در حالت ذوب مشکلاتی را از نظر قضاوت ظاهری بروی درجه حرارت موضع جوشکاری به وجود می اورد که جوشکار کم تجربه ممکن است در اثرنگداشتن زیاد قوس الکتریکی یا شعله بروی یک منطقه باعث فوق گداز مذاب شده وقابلیت جذب گازها سیالیت را افزایش داده که در این حال کنترل فلزجوش مقدور نخواهدبود وهمچنین احتمال محبوس شدن حبابهای گازی در مذاب پس از انجماد افزایش می یابد.

2-اثرهای ناشی از سیکل های حرارتی بروی خواص موضع اتصال:حرارت موضعی که برای جوشکاری لازم است منجر به بعضی تغییرات در خواص مناطق مجاور جوش می شود گاهی این تغییرات علاوه بر فلز جوش در منطقه مجاور ان وفلز اصلی کاملا مشهود می باشد. به عنوان مثال الیاژهای الومینیم که در اثر عملیات حرارتی یا کار سختی سخت ومستحکم شده انددر اثر حرارت ناشی از جوشکاری در مناطق مجاور خط جوش غالبا نرم می شوند.میزان نرمی ووسعت ان به عوامل زیر بستگی دارد

الف-خصوصیات حرارتی فرایند جوشکاری

ب-سرعت پیشرفت جوشکاری

ج-اندازه قطعه وطرح اتصال

د-ترکیبات ونوع الیاژ

ه-درجه حرارت قطعه کار

3- ترک برداشتن یا ترکیدگی:در جوشکاری بعضی از الیاژهای الومینیم وقوع ترکهایی در جوش یامنطقه مجاور ان مشاهده می شود که خود مشکل مهمی در جوشکاری این دسته از الیاژهای الومینیم می باشد که حتی بعضی از متخصصین جوشکاری ذوبی را برای بعضی از الیاژهای الومینیم مجاز نمی دانند

وقوع ترک در جوش الومینیم دقیقا به همان دلیلی است که در ریخته گری بعضی از الیاژهای الومینیم به وجود می اید به عنوان مثال در مورد الیاژهای الومینیم AL-Si رابطه ی بین طول ترک گرم وترکیب شیمیایی وجود داردکه ابتدا در الومینیوم خالص حساسیت در برابر ترکیدگی نسبت کمتر است وسپس با افزودن درصدی سیلیسیم این حساسیت افزایش یافته و با افزایش درصد سیلیسم این حساسیت کاهش می یابد .از این جهت  برای کمتر کردن حساسیت جوش در برابر ترکیدگی برای الیاژهای AL-Si  باید از الکترودهای یا مفتول های AL-Si بادرصد بالایSi استفاده شود تا با در نظر گرفتن میزان رقت و ترکیب فلز جوش در حدی تنظیم شود که در برابر ترکیدگی مقاوم باشد.

4-لایه اکسیدی: تمایل زیاد الومینیوم به اکسیده شدن یکی از مشکلات جوشکاری الومینیم والیاژهایش را ایجاد می کند.لایه نازک اکسید الومینیم همیشه بروی سطح فلز وجود دارد و اگر از طرق مکانیکی یا شیمیایی برداشته شود مجددا در زمان کوتاه که سطح فلز در معرض تماس باهوا قرار گیرد این لایه تشکیل می گردد.این قشر پیوسته ومداوم می باشد وهمزمان با بالا رفتن درجه حرارت ضخامت ان بیشتر می شود.نقطه ذوب اکسید الومینیم2050درجه سانتی گراد بوده ودر الومینیم جامد ومایع حل نمی شود پوسته اکسیدی نسوز از امیخته شدن لبه ی جوش وفلز ذوب شده از مفتول یا الکترود جلوگیری نموده ودر نتیجه قطره مذاب به صورت گلوله بروی این لایه قرار می گیرد.در فرایند جوشکارباشعله یا گاز این اکسید توسط روان ساز یا تنه کارهای مخصوص برطرف میشود.در فرایند جوش قوس الکتریکی برای از بین بردن اکسید از جریان برق مستقیم والکترود + ویا جریان برق متناوب در هر نیم سیکلی که الکترود مثبت است استفاده می برند ودیگر نیازی به تنه کار نیست که به این روش arc cleaning(قدرت پاک کنندگی قوس) میگویند.در فرایند جوش مقاومتی پوسته های اکسیدی را با استفاده از محلول های خاص را از بین می برند وسطح را تمیز می کنند

5-جذب گازها:الومینیم والیاژهایش به سهولت قابلیت جذب هیدروژن را دارند ویکی از مشکلات مهم در جوشکاری ذوبی الومینیم ایجاد خلل وفرج  در جوش است که ناشی از جذب پس دادن ومحبوس شدن حبابهای هیدروژنی است .حساسیت الومینیم نسبت به خلل وفرج هیدروژنی به دو دلیل است

الف-نسبت بین حجم هیدروژن جذب شده وهیدروژن حل شده در نقطه ی ذوب خیلی بالا

ب-حضور هیدروژن در گازهای ستونی قوس وشعله وعدم واکنش های گازی دیگر درمذاب با ان(به علت میل ترکیبی زیاد الومینیم با اکسیژن وازت)غیر از پس دادن هیدروژن

فرایند های مختلف جوشکاری الومینیم

1-قوس – فلز با گاز محافظ(خنثی)mig :مفتول الومینیمی یا الیاژهای ان از روی کلاف به طرف محل جوش هدایت شده  وتوسط قوس الکتریکی ایجاد شده بین نوک ان وسطح کار عمل ذوب انجام می گیرد وحبابی از گاز خنثی حوضچه مذاب ونوک مفتول را می پوشاند. جریان گاز باید اوتا ارام و غیر اغتششاشی باشد تا از دخول هوا به حباب جلوگیری نماید.ثانیا سرعت کافی داشته باشد تا منطقه ذوب وقسمتی از فلز رسوب داده شده ومناطق مجاور انرا بپوشاند. استفاده از این روش دارای یکسری معایب ومزایا می باشد که به طور مختصر به انها اشاره میکنیم

مزایا:

الف- روانساز یا تنه کار برای برطرف کردن لایه اکسیدی نیازی نیست بنابراین خطر خوردگی منطقه جوش ناشی از بقایای تنه کار وجود ندارد

ب- کنترل کاملی بررسوب فلز جوش وجود دارد چون بدون توجه به جهت الکترود امتداد قوس پلاسما وانتقال قطرات در راستای الکترود می باشد

ج-جوشکاری به دلیل خودکار بودن روش تغذیه مفتول وتثبیت طول قوس وسرعت مفتول به مهارت زیادی احتیاج ندارد

ه- راندمان رسوب جوش معمولا بالای 95% است چون جرقه واکسیداسیون یا تلفات دیگر کمتر اتفاق می افتد.

از محدودیت های این فرایند گران بودن تجهیزات در مقایسه با جوشکاری با کاربید والکترود دستی می باشد.گازمحافظ ارگون نیز نسبتا گران بوده وگاهی فلز جوش با مقداری خلل وفرج نیز همراه است.

2- جوشکاری الومینیم با فرایند TIG یا الکترود تنگستنی

این فرایند بروی الومینیم والیاژهایش بسیار متداول است .قوس الکتریکی بین الکترود غیرمصرفی تنگستن وسطح کار ایجاد می شود.نوک الکترود وحوضچه مذاب ومنطقه گرم اطراف ان توسط گاز خنثی که از اطراف الکترود خارج شده محافظت می شود.فلز جوش عموما از فلز قطعه کار ودر بعضی از موارد امیخته ای از فلز ومفتول پرکننده است. این فرایند نیز شبیهMIG غالبا به روان ساز یا تنه کار برای برطرف کردن لایه اکسیدی احتیاج نیست وعمل تمیز کردن قوس به هنگام مثبت بودن الکترود انجام می شود.این فرایند بهترین روش برای جوشکاری الومینیم است به علت بالا بودن تمرکز حرارتی ودقیق بودن ودر مواردی که طرح اتصال مناسب باشد مفتول پرکننده نیازی نیست وذوب وانجماد لبه ها باعث اتصال می گردد

3-جوشکاری با گاز یا شعله: جوشکاری با شعله یکی از متداولترین روشهای جوشکاری در قطعات الومینیمی بوده وهنوز هم در صنایع ظروف اشپزخانه دکوراسیون وکارگاههای کوچک به کار میرود . روان ساز یا تنه کار برای برطرف کردن لایه اکسیدی به کار می رود.از مزیت های مهم ان سادگی ارزانی وقابل حمل ونقل بودن تجهیزات جوشکاری است این فرایند بیشتر برای جوشکاری ورق های نازک 6/1-8/0میلیمتر مناسب است از محدودیت های این روش تمایل به خوردگی فلز بوسیله بقایای تنه کار در لابلای درز جوش وهمچنین وسعت منطقه متاثراز جوش واهستگی سرعت عملیات می باشد

پارامترهای مهم این فرایند عبارتند از اندازه نوک نازل یا افشانک_‘فشارگازها وقطرمفتول .

شعله مناسب برای جوش AL: شعله خنثی یا کمی متمایل به احیایی بهترین است.

4- جوشکاری با الکترود دستی :

الکترود پوششدار برای الومینیم عموما از هسته یا میله الومینیم1100 (5/99درصد AL) ویا AL4043(6-4درصدSi) تولید می شود که با جریان الکتریکی یکنواخت یا دائم یا اتصال معکوس (DCRP)استفاده میشوند. فلاکس یا پوشش الکترود که از ترکیبات فلورید وکلرید وبی سولفیت فلزات قلیایی بوده ودارای دو نقش مهم می باشد

الف-تولید گازها برای ایجاد هاله ای اطراف قوس وحوضچه مذاب برای حفاظت

ب-به طور شیمیایی با اکسید الومینیم در سطح ترکیب شده واین لایه را حل کرده وبه صورت سرباره ای درروی مذاب پس از انجماد تشکیل میشود

کاربرد این فرایند به علت عدم سهولت تمیز کردن کامل سرباره_‘ جرقه قوس وشدت حرارت زیاد محدود می باشد ودر قطعات تعمیراتی وضخیم بیش از 3میلیمتر کاربرد مختصر دارد.

5-جوشکاری مقاومتی:

روش جوشکاری مقاومتی در ساختن قطعات AL وبه ویژه در مورد الیاژهای استحکام بالا وعملیات حرارتی پذیر متداول است زیرا در روشهای ذوبی دیگر مقدار زیادی از استحکام محل اتصال ومناطق مجاور کاهش می یابد.

در این فرایند لایه اکسیدی الومینیم  از نظر هدایت الکتریکی در سطح مشترک نیز مشکل ساز بوده وقشر ان باید قبل از جوشکاری برطرف یا نازک شود. به طور کلی قابلیت جوشکاری مقاومت الیاژهای مختلف الومینیم متفاوت است.هر چند دستگاهای معمولی جوش مقاومتی برای قطعات الومینیم کمتر استفاده می شوند اما بهترین نتیجه با دستگاهایی بدست می اید که دارای قابلیت های زیر باشند

الف- قابلیت دستیابی به شدت جریان بالا در زمان کوتاه جوش_‘ شدت جریان لازم برای الومینیوم تقریبا 4برابر شدت جریان در قطعه مشابه فولادی است

ب-دارای سیستم الکترونی دقیق کنترل شدت جریان وزمان باشد

ج-سیستم حرکت سریع وبدون اصطکاک برای فک های الکترود

د- شدت جریان برای پس گرم وکنترل سرعت سرد شدن ارامتر برای دکمه جوش

ه-سیستم سرد کننده قوی برای الکترودها یا فک ها

ر-سیکل کنترل نیروی فشار_‘فشار زیاد اولیه برای تماس الکتریکی خوب وسپس فشار کم در مرحله ذوب ومجداا فشار زیاد برای له کردن یا پرس کردن دکمه جوش وکاهش عیوب نیاز است

 

 

جوشکاری با پرتوی لیزر

جوشکاری با پرتو لیزر

در فر ایند جوشکاری لیزر حرارت لازم جهت ذوب قطعات از طریق هدایت یک دسته پرتوی نوری تک انرژی ومتمرکز شده به محل اتصال تامین می گردد.انرژی زیاد پرتوهای لیزری باعث بخار شدن قسمتی از فلز در محل اتصال وایجاد یک سوراخ کلیدkey hole در مرکز حوضچه مذاب می شود.با حرکت لیزر در مسیر اتصال یا حرکت قطعات زیر دسته پرتوی لیزری سوراخ کلیدی در راستای اتصال حرکت کرده وپس از انجماد اتصال جوشی تکمیل می گردد.

نور مرئی از چند تشعشع با طول موجهای مختلف تشکیل شده است.موجها در جهات مختلف واتفاقی حرکت کرده وهم فاز نیستند.به منظور دستیابی به چگالی انرزی بالا که برای ذوب فلز به ان نیاز داریم.باید تشعشات با به کارگیری یک لیزر تبدیل به یک طول موج شده وهم فاز شوند

واژه لیزر از کلمات(emission of radiation light amplification by stimulated) به معنی تقویت نور به وسیله تحریک پرتوهای تشعشعی تشکیل شده است.در یک لیزر ساده جرقه ها یا پالسهای نور سفید به داخل یک کریستالYAG هدایت می شوند.YAG انرژی را جذب نموده وانرا به یک پرتو تک انرژی از نور مادون قرمز با قطر چند میلیمتر تبدیل می نماید.نوان خروجی یک لیزرYAG در محدودهی 1تا10 کیلو وات بوده وبا این لیزرها عمق نفوذ جوش در حدود 1میلیمتر می باشد.

جهت دستیابی به نفوذ جوش عمیق تر می باید از لیزرهای گازی استفاده نمود که توان خروجی انها تا 25کیلو وات می باشد.در این لیزرها به جای کریستالYAG از یک لوله که به وسیله مخلوطی از گازهای دی اکسید کربن ازت وهلیوم پر شده استفاده می شود.

یک ولتاژ بالا بین الکترودهایی که داخل لوله قرار دارند برقرار شده وسبب می شود که گازها فلوئورسان شوند.اشعه مادون قرمز تقویت شده در خروجی به وسیله اینه هایی که در انتهای لوله قرار دارند منعکس می شود وپرتو لیزر خروجی در نقطه ای روی قطعه کار متمرکز می گردد.با لیزرهای گازی امکان جوشکاری قطعات تا ضخامت 32میلیمتر با یک پاس وبدون نیاز به پخ سازی میسر می باشد.در روش جوشکاری لیزر بر خلاف فرایندEBW نیاز به محفظه خلاء نیست زیرا پرتو لیزری به راحتی از هوا عبور می کند.هر چند این یک ویژگی مطلوب است اما در عین حال به معنی ان است که جوش در معرض الودگی محیط می باشد.بنابراین حوضچه مذاب باید توسط یک گاز خنثی مثل ارگون یا هلیم محافظت شود

مزایای اصلی روش جوشکاری LBWعبارتند از:

- حرارت ورودی کم می باشد بنابراین اندازه دانه ها در ناحیه HAZدرشت نشده وپیچیدگی در قطعات به حداقل می رسد.

- نسبت عمق به پهنای جوش مخصوصا هنگام جوشکاری با تکنیک سوراخ کلیدی زیاد می باشد(تقریبا10به1)

- امکان جوشکاری قطعات تا ضخامت32میلیمتر با یک پاس بدون نیازبه پخ سازی وجود دارد.

- دسته پرتوهای لیزر بسیار باریک بوده ومی توانند در روی منطقه کوچکی متمرکز شوند.بنابراین امکان جوشکاری قطعات نازک وکوچک وفضاهای با دسترسی کم میسر می باشد

- با این فرایند امکان جوشکاری قطعات با جنسهای متنوع میسر می باشد

- پرتوهای لیزر بر خلاف قوس الکتریکی وپرتوهای الکترونی تحت تاثیر میدان های مغناطیسی قرار نمی گیرند.

محدودیت های این فرایند عبارتند از:

- محل اتصال باید دقیقا زیر دسته پرتوی لیزر قرار بگیرد.

- اجرای جوشکاری فقط برای اتصالات سر به سر بدون پخ سازی لبه ها امکان پذیر می باشد

- در حین جوشکاری باید قطعات نسبت به هم تحت فشار قرار گیرند

- قابلیت انعکاس زیاد پرتوی لیزر از سطح بعضی فلزات هم چنین قابلیت هدایت حرارتی بالا در انها مانند الیاژهای الومینیم ومس عملیات جوشکاری را با مشکلاتی همراه می سازد.

- سرعت سرد شدن زیاد با عث ترد شدن وایجاد ترک در ناحیه HAZ شده هم چنین ممکن است سبب حبس شدن حفرات گازی در فلز جوش گردد

- تجهیزات این فرایند گران قیمت هستند(حدودا در رنج 100.000.000دلار)

لغات پر کاربرد درجوشکاری

لغات پرکاربرد در جوشکاری

ALLOY:ترکیبی از دو یا چند عنصر که حداقل یکی از انها فلز باشد.

AC:جریان متناوب که در هر ثانبه 50 ویا 60مرتبه قطبیت ان تعویض می گردد.

AMPER:واحد اندازگیری شدت جریان الکتریکی

ARC BLOW:وزش قوس ‘ انحراف قوس الکتریکی از مسیر اصلی به دلیل نیروهای مغناطیسی

ARC LENGTH:طول قوس’ فاصله میان نوک الکترود تا سطح حوضچه مذاب

CARBON STEEL:ترکیبی از اهن با مقدار کمی کربن

DC:جریان مستقیم قطبیت در این جریان عوض نمی شود

DCEN:جریان مستقیم به طوریکه الکترود به قطب منفی وصل شود

DCEP:جریان مستقیم به طوریکه الکترود به قطبت مثبت وصل شود.

DISCONTINUITY:هرگونه عدم پیوستگی در ساختار مواد.هر عدم پیوستگی الزاما یک عیب نمی باشد.

FERROUS:به الیاژهایی گفته می شود که پایه انها عنصر اهن می باشد مانند فولادها

INCOMPLET FUSION:یکی از عیوب جوش که ذوب کافی بین لایه های جوش یا بین فلز جوش ودیوارهای اتصال رخ نمی دهد.

INCOMPLETE JOINT PENETRATION:عدم نفوذ مذاب به ناحیه ریشه اتصال.

INERT GAS:گازی که از نظر شیمیایی با فلز وارد واکنش نمی شود مانند هلیم وارگون.

KE HOLE WELDING:تکنیکی در فرایندهای جوشکار ی پلاسما والکترون بیم که طی ان یک سوراخ سرتا سری شبیه سوراخ کلید در محل اتصال ایجاد می شود که مذاب را به پشت اتصال هدایت می کند.

PLASMA:گاز یونیزه شده داغ.

POROSITY:حفرات گازی حبس شده در داخل فلز.

POSITION:وضعیت جوشکاری.نحوه قرار گیری قطعات وحوضچه مذاب نسبت به الکترود درحین جوشکاری.

PROGREESSION:این واژه جهت حرکت در وضعیت عمودی به سمت بالا یا پایین رادر جوشکاری به کار می برند

REACTIVE GAS:گازی که از نظر شیمیایی با فلز وارد واکنش می شود.

SHIELDING:محافظت قوس حوضچه مذاب در برابر الودگی های اتمسفر.

SLAG:سرباره

SPATTER:ترشحات مذاب وجرقه ویا پاشش.

UNDERCUT:سوختگی یا بریدگی کنار جوش.شیاری که در ناحیه TOE در اثر زیاد بودن امپر یا استفاده از تکنیک نامناسب جوشکاری رخ میدهد.

WELD:پیوند موضعی فلزات یا غیر فلزات در اثر اعمال حرارت یا فشار ویاهر دو یا بدون استفاده از فلز پرکننده.

ACTUAL TROAT:گلویی واقعی.حداقل فاصله بین ریشه تا سطح یک جوش نبشی

BACK WELD:جوش پشتی.جوشی است که پشت یک جوش شیاری یکطرفه وپس از تکمیل ان اجرا می شود.

BACKING:پشتبند.قطعه یا وسیله ای که پشت اتصال ویا در طرفین اتصال قرار گرفته واز حوضچه مذاب نگهداری می کند.

BACKING WELD:جوش پشتبند. این جوش قبل از جوش اصلی شیار اجرا می گردد

BACKSTEP SEQUENCE:تکنیک یک گام به عقب.در این تکنیک پاس های جوش در جهتی مخالف پیشرفت کلی جوشکاری اجرا می شوند.

BEVEL:پخ’ لبه زوایه دار

BEVEL ANGLE:زاویه پخ.زاویه بین راستای پخ یکی از اعضای اتصال با خط عمود برسطح ان عضو در صورتیکه هردو عضو اتصال با یک زاویه پخ سازی شده باشند.

BEVEL GROOVE WELD: جوش شیاری نیم جناقی’ نوعی جوش شیاری است که یکی از اعضای اتصال به صورت لبه گونیایی اماده سازی میشود ودیگری به صورت یکطرفه ویا دو طرفه پخ سازی می گردد.

BLOCK SEQUENCE:تکنیک پله ای’ترکیبی از جوشکاری طولی وپله ای درجوشهای چند پاسه مداوم می باشد.به طوریکه در ان قسمت های جداگانه به طور کامل یا ناقص به شکل پله ای در مقطع قبل از پرکردن فواصل میان انها جوشکاری می شوند.در تکنیک پله ای هر لایه از جوش کوتاه تراز لایه قبلی می باشد به طوریکه انتهای لایه ها به صورت پله ای با یک شیب یکنواخت خواهد بود.

BOXING:ادامه عملیات جوشکاری نبشی در قسمتهای گوشه به منظور تقویت واستحکام جوش.

BUILDUP:ترمیم ’عملیات جوشکاری سطحی روی قطعات به منظور تامین ابعاد مد نظر.

BUTTERING:استرکاری عملیات جوشکاری سطحی روی یک یا چند سطح جهت نزدیک شدن خواص متالورژیکی قطعات غیر هم جنس.

CASCADE SEQUENSE:تکنیک ابشاری ترکیبی از جوشکاری طولی ومقطعی می باشد. به طوریکه هر پاس جوش بلند تر پاس قبلی بوده و هر لایه لایه قبلی را زیر خود مدفون می کند.

CHAIN INTERMITTENT FILLET WELD:جوش نبشی منقطع روبه رویهم.

CLAddING:روکش کاری.تغییر سطوح با عملیات جوشکاری سطحی یا روکش کاری سطوح از طریق فرایندهای دیگر نظیر عملیات نورد به منظور ایجاد مقاومت به حرارت یا خوردگی

CONCAVE FILLET WELD:جوش نبشی با سطح مقعر

CONCAVITY:تقعر.حداکثر فاصله از سطح یک جوش نبشی مقعر.

CONVEXITY:تحدب

EDGE SHAPE:شکل لبه اتصال

FACE REINFORCEMENT:فلز جوش اضافی در طرفی از اتصال که جوشکاری از ان سمت انجام شده است

FAYING SURFACE:سطح تماس قطعات در محل جوشکاری شده.

SCARF WELD:نوعی جوش شیاری با لبه های اریب که اغلب در اتصالات لحیم کاری استفاده می شود.

STRINGER BEAD:جوشی است که بدون حرکات نوسانی به طرفین انجام می شود..

WEAVE BEAD:جوشی است که با حرکات نوسانی به طرفین صورت می گیرد

BAR CODE:تعدادی از خطوط کوتاه عمودی که حاوی مجموعه ازاطلاعات میباشد.

IN HOUSE SPECIFICATION:مشخصاتی که توسط یک شرکت جهت استفاده داخلی نوشته وتهیه می گردد.

ISO:سازمان استاندارد جهانی

MTC:گواهی ازمایش مواد

MTR:گزارش ازمایش مواد

NACE:انجمن مهندسین خوردگی امریکا

PQR:ثبت تایید دستورالعمل جوشکاری

SPECIFICATION:مشخصات وتوضیحات در قالب جزئیات در مورد سایز کیفیت ودستورالعمل وغیره

WPS:دستور العمل جوشکاری

WQTیا WPQR:ثبت تایید صلاحیت جوشکار

ARC STRIKE:لکه قوس های که در اثر کشیدن الکترود روی سطح قطعه کار یا نامناسب بودن اتصال بدنه ایجاد می گردد.

ATOMIC HEYDROGEN:هیدروژن اتمی

COLLET:الکترود گیر. در فرایند GTAW به منظور ثابت نگه داشتن الکترود تنگستن در داخل تورچ  وانتقال جریان برق به ان از COLLECT استفاده می شود.

CRACK: ترک. گسیختگی پیوندهای بین اتمی یک جسم و جدایی محدود بین دو سطح می باشد.ترک با هر شکلی خطرناکترین ناپیوستگی محسوب می شود.

DEFECT:یک ناپیوستگی که از محدوده معین شده در کد تجاوز نماید .یک ناپیوستگی مردود که نیاز به تعمیر یا جایگزین نمودن قطعه دارد.

DELAMINATION:باز شدن تورق در اثر اعمال تنش

DENSITY:جرم حجمی.نسبت جرم یک ماده به حجم ان .واحد ان معمولا گرم بر سانتی متر مکعب است یا پوند بر فوت مکعب.در بحث رادیو گرافی منظور از دانسیته میزان سیاهی فیلم می باشد.

IN CLUTION:ناخالصی های حبس شده

LAMINATION:تورق. یکی از نا پیوستگی های عملیات نورد می باشد.

OVER LAP:سر رفتگی  فلز جوش روی فلز پایه بدون ذوب نمودن ان.

PROPAGATE:گسترش .رشد

HAZ:منطقه متاثر از حرارت.منطقه ای است از فلز پایه که ذوب نشده ولی به دلیل اعمال حرارت ناشی از جوشکاری دستخوش تغییرات متالورژیکی شده.

POST HEATING:پس گرم گرم نمودن جوش ومناطق اطراف ان پس از انجام جوشکاری

 :PRE HEATINGپیشگرم

QUENCHING:کوئنچینگ.سرد کردن سریع از دمای بالا.روشی است برای بالا بردن سختی فولاد های عملیات حرارتی پذیر

STERSS RELIEF:تنش زدایی.نوعی از عملیات حرارتی به منظور کاهش سطح تنش های پس ماند

TEMPERING:عملیات حرارتی تمپرینگ نوعی عملیات حرارتی می باشد که معمولا برای فولادهای کوئنچ تمپر شده انجام می شود.این عملیات حرارتی سختی را کاهش وچقرمگی را افزایش می دهد

ازمایش ضربه

ازمایش ضربه

در ابتدا باید به مفهوم چقرمگی اشاره کنم که چقرمگی به معنی قابلیت فلز جهت جذب انرژی می باشد همچنین در هنگام ازمایش کشش سطح زیر نمودار تنش وکرنش بیانگر میزان چقرمگی است. این میزان مقدار انرژی جذب شده توسط یک فلز در شرایط اعمال تدریجی نیرو می باشد.اگرچه استحکام ضربه ای اغلب از طریق اعمال ناگهانی بار اندازه گیری می شود

در انواع تست های ضربه از نمونه مخصوصی که یک شیار روی سطح ان ماشین کاری شده استفاده میشود ونیرو به صورت ناگهانی اعمال میشود

باید به خاطر داشت که دمای قطعه تاثیر به سزایی بر نتیجه ازمایش دارد بنابراین ازمایش باید در دمایی از پیش تعیین شده انجام می گیرد

ازمایشات ضربه متنوعی وجود دارد ولی معمولترین ان تست چارپی با شیار V شکل می باشد قطعه استانداردی که در این ازمایش استفاده می شود شمشی با 55 میلیمتر طول وسطح مقطعی به ابعاد 10×10 میلیمتر می باشد روی یکی از سطوح بلند نمونه شیاری V شکل با عمق2میلیمتر با دقت ماشین کاری می شود.به طوریکه در قسمت انتهایی این شیار قوسی به شعاع25/0 میلیمتر ایجاد شود.

ماشین کاری دقیق شعاع قوس مذکور از اهمیت فوق العاده ی برخوردار می باشد.زیرا کوچکترین خطایی  در ایجاد این شعاع سبب خطای زیادی در نتایج تست می گردد.

پس از اماده سازی نمونه انرا تا دمای مشخص شده سرد میکنیم(در صورتیکه دمای ازمایش کمتر از درجه حرارت اتاق باشد)برای این منظور از مخلوط یخ واب برای دماهای نسبتا پایین واز مخلوط یخ خشک واستن برای دماهای بسیار پایین استفاده می شود.بعد از اینکه نمونه به دمای مورد نظر رسید از محفظه مبرد برداشته شده وسریعا بروی سندان ماشین ازمایش ضربه قرار میگیرد

دستگاه ازمایش ضربه چارپی از یک پاندول با سر ضربه زننده_‘ یک سندان _‘ یک اهرم رها کننده _‘ یک نشانگر ویک صحفه مدرج تشکیل شده است.

تعیین مقدار انرژی جذب شده در حین شکست یک نمونه استاندارد بدین صورت میباشد که ابتدا مقداری انرژی پتانسیل از طریق قرار دادن پاندول در یک ارتفاع معین تامین می گردد.سپس از طریق یک اهرم مخصوص پاندول رها شده وپایین می اید ودر راستای مسیر خود حرکت می کند تا جائیکه حداکثر ارتفاع در طرف مقابل برسد.اگر از مقاومت هوا در حرکت پاندول صرف نظر شود پاندول تا ارتفاعی بالا میرود که به عنوان جذب انرژی صفر مشخص گردیده است.حال هنگامیکه پاندول به نمونه تست برخورد می کند مسلما مقداری از انرژی جنبشی ان صرف ایجاد وگسترش شکست در نمونه می گردد.این موضوع سبب می شود که پاندول تا ارتفاعی کمتر از حد جذب انرژی صفر بالا رود.بیشترین ارتفاع پاندول توسط نشانگری روی صحفه مدرج مشخص می شود.از انجایی که این صحفه مدرج از پیش کالیبره شده است می توانیم مقدار انرژي لازم جهت شکست نمونه را مستقیما از روی ان بخوانیم.این مقدار به عنوان انرژی جذب شده جهت شکست نمونه_‘ اطلاعات اولیه بدست امده از ازمایش چارپی می باشد. این انرژی اغلب بر مبنای فوت-پوند مطرح می گردد.در ازمایش ضربه چارپی با بررسی شکل ظاهری نمونه در محل شکست اطلاعات دیگری از جمله تغییر فرم جانبی ودرصد برش بدست می اید. تغییر فرم جانبی مقدار تغییر ابعاد جانبی تولید شده در حین شکست نمونه می باشد که اغلب برحسب هزارم اینچ مطرح می گردد.درصد برش درصد شکست ترد ونرم رادر سطح شکست بیان می نماید.با انجام ازمایش بروی تعدادی از قطعات نمونه در دماهای مختلف می توان تاثیردما بروی تعدادی نتایج ازمایش را بررسی نمود.اگر دیاگرام مقادیر بدست امده بر حسب درجه حرارت رسم شود یک منحنی با دوقسمت فوقانی وتحتانی افقی ویک ناحیه تقریبا عمودی در وسط بدست می اید

به غیر از ازمایش ضربه چارپی از روش های دیگری نیز جهت سنجش چقرمگی شیاری فلزات استفاده می کردد که عبارتند از:

drop weight-ductility

explosion bulge

dynamic tear  

اشنایی با گازهای محافظ

گازهاي محافظ

گازهاي محافظي كه در كپسول های ذخيره ميشوند ميتوانند گاز خالص ( تك گاز)، مخلوطي از دوگاز ( مخلوطهاي دوتايي معروف)، يا مخلوطي از سه گاز ( مخلوطهاي سه تايي معروف) باشند.

براي جوشكاري تيگ معمولا گازهاي خنثي مانند آرگون يا هليوم يا مخلوط آن دو براي حفاظت بكار ميروند، كه اغلب در فرآيند تيگ از گازهاي مخلوط خنثي استفاده ميشود، در بعضي موارد هم از مخلوطي كه كمي گاز فعال دارد استفاده ميشود (مانند مخلوط آرگون اكسيژن و… ).   

هنگام جوشكاري با پروسه ميگ MIG گازهاي خنثي خالص در جوشكاري فولاد، قوس با مشخصات خوب فراهم نميكنند، در حاليكه گاز دي اكسيد كربنCO2  خالص كه گازي فعال است، قوسي با مشخصات خوب فراهم ميكند. همچنين در فرآيند ميگ MIG آرگون با مقدار كمي اكسيژن خصوصيات نفوذ را بهبود بخشيده و مهره جوش را كنترل ميكند ( ظاهر جوش خوبي ميدهد). و همچنين سوختگي كناره جوش، ناشي از عمل خيس شدگي را رفع ميكند.

مخلوط گازهاي آرگون و دي اكسيد كربن CO2)) مخلوط خوبي براي جوشكاري فولاد است. مخلوط سه تايي گازهاي آرگون، دي اكسيد كربن و اكسيژن يا مخلوطهاي سه تايي آرگون، دي اكسيد كربن وهليوم تركيبات ويژه أي هستند كه در فرآيندهاي تيگ و ميگ براي جوشكاريهاي خاص فلزاتي با فلزپايه پيچيده بكار ميروند.     

گاز آرگون:

آرگون گازي است بي رنگ، بي بو، بي مزه و بطور نسبي در مقايسه با گازهاي بي اثر ديگر فراوانتراست. گازآرگون گاز فرعي كه درهوا وجود دارد ( هر يك ميليون فوت مكعب هوا شامل 93 هزار فوت مكعب گاز آرگون است و همچنين گاز آرگون 1.4 برابراز هوا و 10 برابراز هليوم سنگينتر است).

يكي از روشهاي توليد گاز آرگون اين است كه ابتدا هوا را در زير فشار ودر دماي پايين به مايع تبديل ميكنند، سپس با بالا بردن (گرم كردن) دما مايع اجازه مي دهند تا مايع تبخير شود. آرگون در دماي 184 – درجه سانتيگراد ( 302 – درجه فارانهايت ) به مايع تبديل ميشود. درصد خلوص آرگون بايد تقريبا 99.99% درصد باشد. آرگون از هوا سنگين تر( چگالتر، چگالي KG/M3  1.784 كيلوگرم بر متر مكعب است و 23%از هوا سنگين تر است)، و براي همين آرگون براي حفاظت جوش در عمق شيار مناسب است و بايد در نظر داشته باشيم كه هنگاميكه ما جوش بالا سر مي دهيم نبايد از آرگون بعنوان گاز محافظ استفاده كنيم. 

آرگون در جوشكاري فلزات غير آهني ( مانند آلومينيم، منيزيم، برليم و مس) در فرآيندهاي ميگ و تيگ مانند يك محيط محافظ عمل ميكند. آرگون بخاطر اينكه ولتاژ يونيزاسيون پاييني دارد( ولتاژيونيزاسيون اوليه 15.45 ولت ) و به آساني و سريع يونيزه ميشود، اين امكان را فراهم مي سازد كه قوس به راحتي برقرار شده و پايدار بماند و بنابراين مناسب است براي كار با جريان AC ، و همچنين گاز آرگون  شروع قوس را در جريان AC آسانتر ميكند.

گاز آرگون يك ستون قوس جمع شده ومتمركز توليد ميكند و نسبت به گازهاي ديگر قابليت هدايت حرارتش كمتر است. بدليل اينكه گاز آرگون باعث تثبيت ( ثابت نگه داشتن قوس) ميشود، در بيشتر مخلوط گازهاي محافظ از آن استفاده ميشود.            

با اينكه گاز آرگون سمي نيست اما در مكانهايي كه جريان هوا وجود ندارد يا محدود است ( مثلا تانكر ها وجاهاي بسته) باعث خفگي ميشود. همچنين كارهاي تجربي روي مقاطع نازك آلياژهاي مقاوم به حرارت نشان داده است كه آرگون براي جوشكاريهاي دستي از هليوم بهتر است.

مخلوط آرگون با 1% يا 2% اكسيژن:

افزودن مقدار كمي اكسيژن به آرگون دماي قوس را بالا مي برد و اكسيژن مانند يك عامل خيس كننده در حوضچه مذاب عمل ميكند، همچنين اكسيژن سياليت مذاب را بيشتر كرده و قوس را تثبيت ميكند. اكسيژن سبب كاهش كشش سطحي ميشود و نفوذ و ذوب خوبي توليد ميكند.

در فرآيند تيگ افزايش خيلي كم اكسيژن ( كمتر از1% ) به تقويت قوس كمك ميكند. اكسيژني كه معمولا اضافه ميشود مقدارش 1% تا 2 %  يا  3% تا 5% است. اكسيژن باعث ميشود كه انتقال مذاب بصورت اسپري انجام شود.

مخلوط غني از قبيل آرگون و تا حدود 25% دي اكسيد كربن CO2 با افزايش اكسيژن، انتقال فلز را بصورت گلوله اي براي جوشكاري ورقه هاي نازك و فولاد ميسازد، مخلوط آرگون +1.2% اكسيژن بكار ميرود براي فولاد زنگ نزن ( استيل ) و مخلوط آرگون + 1% اكسيژن براي جوشكاري فولاد زنگ نزن (استيل) به روش پالس و اسپري بكار ميرود و همچنين مخلوط آرگون + 2% اكسيژن براي جوشكاري با روش گلوله أي بكار ميرود.

نكته قابل توجه در مورد اكسيژن اين است كه اكسيژن، از افزايش ضرر و زيانهاي ناشي از منگنز و سيليسيم جلوگيري ميكند.         

آرگون + هيدروژن:

با افزودن مقدار كمي هيدروژن به آرگون، ولتاژ و حرارت قوس افزايش مي يابد. مخلوطهاي آرگون كه شامل تقريبا 5% هيدروژن هستند براي جوشكاري نيكل و آلياژهاي نيكل و براي جوشكاري مقاطع بزرگ فولادهاي زنگ نزن آوستنيتي ( استيل ) بكار ميروند.

مخلوط آرگون با 25% هيدروژن براي جوشكاري فلزات ضخيم كه ضريب حرارتي بالايي دارند، ازقبيل مس بكار ميرود. اين مخروط يك مزيت در جوشكاري اتوماتيك با سرعت بالا، محسوب ميشود. افزايش هيدروژن نمي تواند براي جوشكاري فولادهاي كم آلياژي و ميان آلياژي و فولادهاي ساده كربني و سختي پذير بكار رود واين بخاطر خطر بروز نقص هيدروژن تردي و مشكلات ناشي از افزايش هيدروژن است. همچنين هيدروژن نبايد براي جوشكاري آلومينيم و منيزيم بكار رود.

آرگون + نيتروژن (ازت):

در بعضي كشورها از نيتروژن براي جوشكاري (ميگ) مس استفاده ميشود. كيفيت جوش حاصل به آن خوبي كه مي خواهيم نيست، افزودن 50% تا 75% آرگون به نيتروژن جوشي با كيفيت بالا توليد ميكند.

آرگون +دي اكسيد كربن CO2 :

مخلوط گازهاي آرگون با دي اكسيد كربن براي جوشكاري تيگ بكار نمي رود. اما اين تركيب براي فرآيند ميگ يكي از بهترين مخلوطها، مخلوط 75% آرگون و25% دي اكسيد كربن CO2 است، در حاليكه خارج از آمريكا مخلوط بهتر 80% آرگون و 20% دي اكسيد كربن است.

اين مخلوط در فولادهاي كم كربن، ميان كربن و داراي درصدي منگنز بصورت نامحدود بكارميرود، اين مخروط همچنين درجوشكاري فولادهاي با ضخامت كم (نازك ) نيز مناسب است . در ضمن جايكه عمق نفوذ و عرض جوش ضروري نيست و ظاهر جوش مهم است از اين تركيب استفاده ميشود.

اين تركيب همچنين باعث ميشود جرقه (پاشش) شديدا كاهش يابد. و در جوشكاري توپودري اين تركيب بطور موفق بكار ميرود.

آرگون + هليوم:   

در فرآيند تيگ براي جوشكاري فلزات غيرآهني ( مس، آلومينيم و…) زمانيكه نفوذ زياد وقوس آرام هر دو مورد نظر باشد، استفاده ميشود. افزايش 75% تا50% هليوم ولتاژ و حرارت قوس را بالا مي برد.

اين تركيب همچنين براي جوشكاري ضخامتهاي بالا در فلزات غيرآهني و براي جوشكاري بالاسر با درصد هليوم بيشتر مفيد است و باعث بهبود سرعت و كيفيت جوش در جوشكاري AC آلومينيم ميشود. مخلوط 25% آرگون + 75% هليوم براي فرآيند تيگ با سيم پركننده گرم بكار ميرود. همچنين مخلوط آرگون +هليوم براي جوشكاري فلزات غير آهني در فرآيند ميگ بكار ميرود.    

دي اكسيد كربن CO2 :

اين محصول فرعي بوسيله فرآيندهاي صنعتي از قبيل آمونياك ( تبديل به آهك در اجاق آهك ) از سوختن سوختها، ( نفت يا كك ) در اكسيژن هوا، يا از تخمير مداوم و تدريجي الكل ساخته ميشود. CO2 دي اكسيد كربن گازي است غير سمي، غير قابل اشتعال و سودمند براي كاهش مشكلات جرقه، همچنين گاز دي اكسيد كربن قبل از بسته بندي تميز، تصفيه و خشك ميشود و سپس در سيلندرهاي استيل كه محتوي تقريبا 35 كيلو گرم مايع دي اكسيد كربن هستند، ذخيره ميشود ويك نوع المنت گرم كننده الكتريكي مستقيما در راه خروج گاز دي اكسيد كربن قرار مي دهند. همچنين گاز دي اكسيد كربن تركيبي است از 27% كربن و 73% اكسيژن كه از پيوند دو اتم اكسيژن ويك اتم كربن بوجود آمده است.

گازدي اكسيد كربن در دما وفشار معمولي هوا، گازي بيرنگ، غير سمي و نميسوزد. همچنين CO2 كمي بوي زننده و اندكي هم ترش مزه است. آن در حدود 1.5 برابر سنگين تر از هوا است و در فضاي محدود مانند مخازن جاي هوا را مي گيرد و باعث خفگي جوشكار ميشود. در دماي بالا گاز دي اكسيد كربن به اكسيژن و كربن تجزيه ميشود. در جوشكاريهاي قوسي 20% تا 30% از اين گاز به اكسيژن و كربن تجزيه ميشود.

بايد توجه داشت كه گاز دي اكسيد كربن خالص از گازهاي محافظ ديگر ارزانتر است، و ميتواند مانند گاز محافظ براي جوشكاري فولادهاي تا 4% كربن و فولادهاي كم آلياژي بكار رود. در جوشكاري با گاز محافظ دي اكسيد كربن، دي اكسيد كربن بطور اختصاصي با اكسيژن تركيب ميشود. همانطور كه دي اكسيد كربن سطح قوس را ترك ميكند، آن دوباره به سرعت با اكسيژن تركيب ميشود.

خلوص دي اكسيد كربن ميتواند نسبت به فرآيند ساخت، تغييرات قابل توجهي داشته باشد. در دي اكسيد كربن نرخ قطرات نسبت به آرگون خالص كمتر است، ولتاژ قوس بالاست و مقدار اوليه ولتاژ براي انتقال اسپري نسبت به آرگون خيلي بالاتر است. نيروي انتقال قطرات كه در سراسر قوس منتقل ميشوند، نسبت به آرگون +اكسيژن كمتر است و بنابر اين قوس آرام نيست و كمي جرقه ( پاشش ) دارد وحالت قوس نيز نسبت به آرگون + اكسيژن خيلي بحراني است.

هنگام استفاده از دي اكسيد كربن در انتقال اسپري، يك نرخ بالا از رسوب فلز و خواص هيدروژني پايين بدست مي آيد.استفاده از دي اكسيد كربن روشي است كه بيشتر براي جوشكاريهاي تكراري پيشنهاد ميشود. همچنين اين روش در بعضي زمينه ها با فرآيند قوس دستي الكترود كه پودر آهن درآن بكاررفته رقابت ميكند. در اين روش فولادهاي تا ضخامت 75 م م  ميتواند با عملكرد كاملا اتوماتيك جوشكاري شود.

در قوس دي اكسيد كربن مقداري كربن بطور تصادفي بوجود مي آيد، همچنين در بعضي رسوبها به سبب وجود كاربيد كرم در طول مرز دانه ها و افزايش مقدار كربن در جوش، مقاومت به خوردگي كاهش مي يابد. در جوشكاري با گاز دي اكسيد كربن، نتيجه جوشهاي چند پاسه كاهش مقاومت به خوردگي است، اما با سيم پركننده تثبيت شده و انتقال گلوله أي در مقاطع نازكتر جوشهاي يك پاسه رضايتبخش و خيلي با صرفه ميتوان توليد كرد.

آرگون + دي اكسيد كربن20% يا 5%:

افزايش دي اكسيد كربن به آرگون براي جوشكاري فولاد عمل خيس كنندگي را بهبود مي بخشد، كشش سطح را كاهش ميدهد، و سياليت حوضچه مذاب را بيشتر ميكند. هر دو مخلوط بالا با روش اسپري و غوطه أي ميتوان با آنها جوشكاري كرد.

هليوم :

هليوم محصول فرعي از گاز خنثي صنعتي است. وزن آن 7/1 وزن هوا است ( هليوم داراي چگالي 0.178 كيلوگرم برمتر مكعب و ولتاژ24.58 ). هليوم گازي بيرنگ، بي بو، بي مزه و غير سمي و داراي ضريب هدايت حرارتي بالا مي باشد.