تحقیق جوشكاري با اكسي استيلن
تعريف جوشكاري
جوشكاري يكي از فرآيندهاي فلزكاري است كه بوسيله آن فلزات را بهم جوش مي دهند. فلزات را تا نقطه ذوب حرارت مي دهند تا قسمتهاي ذوب شده بهم متصل شوند.
لحيم كاري
دو روش ديگر جوش فلزات كه اغلب با جوشكاري اشتباه ميشود يكي لحيم معمولي و ديگري لحيم سخت است. لحيم وقتي است كه دو فلز را بدون اينكه ذوب كنيم بوسيله فلز ديگري كه نقطه ذوب آن پايين تر از 800 درجه فارنهايت است، بهم جوش دهيم. يك مثال ساده آن جوش آهن به مس با استفاده از لحيم قلع و سرب است.
در نوع ديگر لحيم، دو فلز را بدون آنكه ذوب شوند، بوسيله فلز ديگري كه نقطه ذوب آن بالاتر از 800 درجه فارنهايت است، بهم جوش مي دهند. يك نمونه آن لحيم كردن دو قطعه فولادي به توسط لحيمي از جنس آلياژ نقره است.
جوشكاري با دست ، نوعي هنر است. پس از مطالعه زياد در روشها و تمرينهاي دقيق و صحيح مي توان مهارت لازم را براي جوشكاري و لحيم كاري فلزات پيدا كرد. پس اگر جوشكاري را هنر بدانيم باين مفهوم است كه بعضي افراد بعلت استعداد ذاتي بهتر از ديگران ميتوانند جوشكار خوبي باشند، در صورتيكه هر شخص عادي با تعليم خوب و تمرين صحيح مي تواند جوشكار قابلي بشود. بنابراين تمرين و كار مداوم لازم است تا جوشكار مهارت لازم در سطح بالا را بدست آورد.
پس توصيه مي كنيم در تعليم جوشكاري فقط از وسائل مخصوص استفاده شود و در تمرين ، فلزات خاصي بكار رود و از روش اساسي و كاملي استفاده شود و در ضمن جلسات اوليه تمرين،استاد كاملا مواظب كار كارآموز باشد تا خطاهاي اوليه بزودي تصحيح شوند.
روشهاي مختلف جوشكاري و برشكاري
معمول ترين انواع جوشكاري : جوشكاري با گاز ، جوشكاري با برق، جوشكاري با برق و گاز و جوشكاري مقاومتي است. اقسام ديگر آن جوشكاري با هيدروژن اتمي ، جوشكاري با ترميت، جوشكاري سرد، جوشكاري با ماوراء صوت، جوشكاري با اشعه الكترون ، جوشكاري با ليزر و جوشكاري با پلاسما است.
دو نوع معمول برش، برش با گاز و برش با برق است. جوشكاري با برق را در فصول اول توضيح داده ايم و اينك جوشكاري با استيلن را شرح مي دهيم زيرا:
1- اصول جوشكاري با استيلن كه شامل اصول مهم انواع ديگر جوشكاري نيز هست.
2- جوشكاري با استيلن معمولترين جوشكاري دستي است،آهسته تر انجام مي شود و تنظيم آن ساده از اقسام ديگر است.
جوشكاري با گاز
يكي از معمولترين اقسام جوشكاري استفاده از گاز براي توليد حرارت است. در اينجا از احتراق گاز در مجاورت اكسيژن هوا استفاده ميشود. در مورد استفاده از اكسيژن حرارت باندازه سوراخ سرمشعل بستگي خواهد داشت.
در صنعت چند نوع جوشكاري و برشكاري با گاز معمول است:
1- استيلن – اكسيژن 2- هيدروژن – اكسيژن 3- گاز طبيعي يا صنعتي – اكسيژن 4- گاز مايع – اكسيژن
شعله اكسي استيلن
شعله ممكن است داراي اكسيژن زياد يا كم باشد كه خوب نيست و در آن صورت نسبتهاي مخلوط دو گاز اكسيژن و استيلن مناسب است. اگر اكسيژن خيلي زياد باشد، شعله اكسيدكننده و اگر استيلن زياد مصرف شود، شعله احياء كننده خواهد شد. شعله‌هاي مختلف را نشان مي دهد.
شعله‌ي صحيحي را كه به فلز حرارت مي دهد و آنرا اكسيده يا احياء نكند شعله خنثي مي نامند. شعله خنثي وقتي حاصل مي شود كه نسبت گاز استيلن و اكسيژن متناسب باشد. در شعله خنثي دو گاز با هم تركيب شده، اكسيژن با كربن و هيدروژن گاز استيلن ممزوج و حرارت لازم توليد ميشود. لازم به يادآوري است كه گازهاي حاصل بي ضرر هستند.
ميتوان به زبان شيمي چنين نوشت: استيلن + اكسيژن = گاز كربنيك + آب + حرارت
دو گاز توليد شده يعني گاز كربنيك و بخار آب سمي نيستند.
اكسيژن موجود در هواي اطراف شعله براي تكميل احتراق مصرف ميشود و اين بدان معني است كه وقتي در شكاف يا گوشه ها بخواهيم جوشكاري كنيم، بطوريكه هوا نتواند به شعله برسد، اكسيژن بيشتري از كپسول را بايد بشعله برسانيم. اگر نسبت مخلوط دو گاز مناسب نباشد فرم ظاهري شعله اين اشكال را روشن خواهد كرد. آخر سر نيز، شعله خنثي را از وضع فلز ذوب شده ميتوان امتحان كرد.
مواد زائد از دو راه وارد شعله جوشكاري ميشوند:
الف – ممكن است گازها مواد اضافي داشته باشند.
ب – دستگاه تميز نباشد.
گاز بايد هميشه از كيفيتي خوبي برخوردار باشد. خلوص گاز را كارخانه سازنده مشخص كرده و بايد در نظر داشت كه گرماي شعله استيلن – اكسيژن خنثي به 5600 درجه فارنهايت مي رسد. اگر اكسيژن زيادتر باشد درجه حرارت به كمي بالاتر هم ممكن است برسد. چنانكه در اين جدول ملاحظه مي كنيم درجه حرارت شعله استيلن اكسيژن براي ذوب فلزات معمولي كافي است.
دستگاه جوشكاري اكسي استيلن
قبل از بحث در طرز كار جوشكاري، بهتر است اطلاعاتي درباره دستگاههاي جوشكاري پيدا كنيم تا امكانات و حدود اين كار دستگاهها مشخص شود.
در اصل، دستگاه جوشكاري اكسي استيلن شامل وسايل زيراست:
يكي منبع تأمين دو گاز اكسيژن و استيلن و دستگاهي كه در آن ، دو گاز بدون خطر با هم مخلوط شده و به مشعل مي رسند. در آنجا گازهاي مزبور مشتعل شده و درجه حرارت زيادي ايجاد ميشود. در اينجا دستگاهي را كه بيشتر بكار مي رود توضيح مي‌دهيم:
الف – كپسولهاي گاز: يكي كپسول اكسيژن و ديگري كپسول استيلن
ب – تنظيم هاي فشار و فشار سنج ها: تنظيم فشار اكسيژن و تنظيم فشار استيلن
ج – لوله اكسيژن و لوله استيلن
د – مشعل جوشكاري
معمولا دو نوع مشعل جوشكاري استيلن و اكسيژن به كار مي رود:
1- مشعل از نوع فشار مساوي 2- مشعل از نوع تزريقي در نوع اول همانطور كه از اسم آن پيداست گازهاي اكسيژن و استيلن هر دو فشاري مساوي يا تقريبا نزديك به هم دارند. اين نوع مشعل ها خيلي بيشتر بكار مي روند. در مشعل نوع تزريقي، فشار گاز استيلن نسبتاً كم و فشار اكسيژن خيلي بالاتر است.
سوار كردن دستگاه جوشكاري اكسي استيلن
در صورت استفاده صحيح از دستگاه جوشكاري، خطر عمده اي پيش نمي آيد و نتيجه جوشكاري خوب و عمر دستگاه تا اندازه اي زياد ميشود.
كپسول هاي اكسيژن و استيلن معمولا در تملك شركتهاي فروشنده گاز است. تا مدت معيني از كپسولها اجازه نمي گيرند ولي پس از آن اجازه جزئي دريافت مي كنند. بقيه قسمتهاي دستگاه متعلق به جوشكار است.
چون فشار گاز اكسيژن در كپسول زياد است و قابليت اشتعال استيلن زياد مي‌باشد، لازم است در جابجا كردن كپسولها دقت زياد معمول شود.
در موقع جوشكاري هميشه عينك مناسب بچشم بزنيد. در فصل بعد، خصوصيات عينك جوشكاري توضيح داده شده است.
نحوه عملياتي كه در شروع و خاتمه كار با دستگاه بايد اعمال شود،تقريباً يكسان است. رعايت دستورهاي حفاظتي هميشه بايد مورد توجه قرار گيرد.
قبل از استفاده از دستگاه بايد مطمئن شويم كه دستگاه بطور صحيح نصب شده زيرا اين مطلب خيلي مهم است. ببينيد كپسولهاي گاز در شرايط مناسب قرار دارند؟ اين كپسولها بايد بطور محكم در محلي ثابت باشند بطوريكه امكان افتادن و برگشتن آنها وجود نداشته باشد.
اگر دستگاه قابل انتقال است بايستي كپسولها را با نوار فولادي يا زنجير بطور محكم بوسيله نقليه متصل كنيد و وسيله نقليه طوري باشد كه امكان وارونه شدن كپسولها به هيچ وجه موجود نباشد.
در محل هاي ثابت كپسولها را به ديوار محكم ببنديد يا در كف محل كار ،ستونهائي نصب كرده كپسولها را بوسيله تسمه يا زنجيرهاي فولادي بآنها متصل كنيد.
محكم كردن كپسولها بايد طوري باشد كه تعويض آنها بطور سريع صورت گيرد.
قبل از اينكه دستگاه تنظيم فشار را روي مخزن وصل كنيم،با كمي باز كردن شير كپسول، سرپوش روي كپسول بيرون مي برد. بايد بگذاريم كمي گاز با فشار زياد خارج شود تا ذرات زائد را بيرون براند. سطوح مهر و موم و زانو و پيچها را بررسي كنيد. از اجزا و قسمتهاي خراب استفاده نكنيد. سپس فشارسنج ها را روي كپسول ببنديد. فقط از آچارهائي استفاده كنيد كه انتهاي آنها ثابت و داراي گيره هاي وسيع بوده و براي اين منظور ساخته شده اند. مطمئن شويد كه مهره تنظيم فشار درست با شير كپسول متناسب است. شير كپسول سوخت،معمولا پيچ هاي چپ گرد دارد، در صورتيكه شير كپسول اكسيژن داراي پيچ هاي راست گرد است. قطر پيچ شير دوكپسول با هم اختلاف دارند. بدين دليل كه نتوانيم تنظيم فشار را عوضي ببنديم و به اين ترتيب گازها مخلوط نگرديده و احتياط حفاظتي رعايت شود.
معمولا انواع مختلفي از وسائل تنظيم فشار و كپسول بكار ميرود.
لوله هائي كه از تنظيم فشار به مشعل وصل شده اند بايد محكم به آنها مربوط شده باشند. اتصال آنها بايد طوري صورت گيرد كه وقتي مشعل را در محل جوشكاري بدست مي گيريم در محل جوشكاري نبايد وضع طوري باشد كه بدست ما فشار وارد شود يا لازم باشد مشعل را بچرخانيم تا در جاي خود قرار گيرد. قبل از اينكه لوله را به مشعل وصل كنيم و در حالتيكه تنظيم فشار وصل شده باشد، شيرهاي كپسول ها را باز مي كنيم. شيرهاي تنظيم فشار گاز استيلن و بعدا تنظيم فشار گاز استيلن را باز و بسته كرده تا گاز از لوله خارج شود. با اين عمل لوله ها تميز ميشوند،در جائيكه از لوله فلزي استفاده ميشود، در بستن پيچها از خمير مخصوص (منجمله مخلوط گليسيرين و سرنج) استفاده كنيد.
پس از پاك كردن لوله ها ، مشعل را به آن وصل مي كنيم. در نظر داشته باشيد، در مورد دستگاه جوشكاري اكسي استيلن ، مهره هاي لوله استيلن پيچ چپ گرد و مهره هاي لوله اكسيژن پيچ راست گرد دارند. فقط از آچار با دهانه باز و مناسب استفاده كنيد. پس از سوار شدن دستگاه جوشكاري، امتحان كنيد كه از نقطه اي گاز خارج نشود.
امتحان نشت گاز يكي از كارهاي اساسي است. هر دستگاهي را كه بخواهيم مجددا سوار كنيم بايستي از اين لحاظ امتحان كنيم. همينطور اگر قسمتي از دستگاه را بخواهيم تعويض كنيم بايد اين عمل را انجام دهيم.
امتحان نشت گاز بدين ترتيب توصيه ميشود كه مقداري آب صابون در نقطه مورد نظر مي ماليم از روغن و شعله به هيچ وجه نبايد استفاده كنيم. پيچ تنظيم را كاملا گشوده ، شير كپسول را باز كنيد، فشار سنج تنظيم بايد 5 تا 15 پاوند نشان دهد. اين عمل را با باز كردن پيچ تنظيم (كه در جهت گردش عقربه ساعت مي چرخانيد) انجام دهيد. بعد آب صابون به محل اتصال بماليد. اگر گاز نشت شود در آنجا حباب توليد خواهد شد.
در صورتيكه براي اولين بار از دستگاه جوشكاري استفاده مي كنيد، به ترتيب زير عمل كنيد:
1- بايد ياد بگيريد چگونه محل كار را آماده كنيد.
2- روش مخصوص روشن كردن مشعل را ياد بگيريد.
3- تنظيم خروج گاز براي شعله مناسب را ياد بگيريد.
4- ياد بگيريد چگونه دستگاه را خاموش كنيد.
جوشكاري فلز مورد نظر و ضخامت آن، شكل و وضع محل آن، اندازه و سرمشعل و طرز كار آن متفاوت است.
جابجا كردن كپسول گاز استيلن و اكسيژن
اگر كپسولهاي گاز را بطور صحيح جابجا كنيم خطري پيش نمي آيد. در غير اينصورت ممكن است فوق العاده خطرناك باشد. كپسول ها را نبايد پائين انداخت. سرپوش كپسول و شير محافظ آنرا وقتي كپسول در انبار است يا آنرا ميخواهيم جابجا بكنيم بايد روي كپسول قرار دهيم.
كپسول مورد استفاده بايد طوري محكم در وضع قائم قرار گيرد كه وارونه نشود. كپسول وقتي در انبار است، در محل خيلي گرم نباشد. به توصيه هاي اداره آتش نشاني و شهرداري محل اقامت توجه و آنها را رعايت كنيد.