فایل مارکت

تحقیق جوشكاري با قوس الكتريكي در پناه گاز محافظ

تجربه نشان داده كه درصورتيكه بتوانيم از ورود هوا به منطقه جوش پيشگيري كنيم جوش از خواص شيميائي و فيزيكي بهتري برخوردار خواهد بود. در اين جا كلمه هوا به مخلوطي از گازهاي اكسيژن هيدروژن نتيتروژن و بخار آب كه همگي باعث كاهش كيفيت جوش مي شوند اطلاق مي گردد. بايد اضافه كرد كه اكسيدهاي فلزي و گرد و غبار و ذرات پراكنده در هوا نيز باعث كاهش كيفيت جوش مي گردند.

در بسياري از مراحل جوشكاري با قوس الكتريكي و همچنين لحيم كاري و لحيم كاري سخت گازهاي حاصل از سوختن پوشش الكترودها و همچنين گازهائي كه مخصوص اين كار پيش بيني شده اند از ورود و تماس هوا و ديگر عناصر مضر به منطقه جوش جلوگيري مي كنند.

اصول اساسي جوشكاري با قوس الكتريكي در پناه گاز محافظ

اصول كار اين طريقه جوشكاري بسيار ساده است. الكترودگير كه در اينجا به آن تفنگ يا مشعل هم گفته مي شود طوري طراحي شده كه علاوه برالكترود جرياني از يك گاز خنثي مانند بي اكسيدكربن هليوم يا آرگون را نيز از خود عبور مي دهد.

غرض اصلي از استفاده از يك گاز محافظ درخلال جوشكاري درامان نگهداشتن فلز مذاب از ورود و تماس اكسيژن هوا و ساير گازهاي مزاحم موجود در آن به منطقه جوش مي باشد. در اين طريقه با حذف اكسيداسيون وسيار ناخالصي هاي موجود جوشكاري بر روي فلزاتي كه با ساير طرق جوشكاري غيرممكن و يا بسيار دشوار است ممكن مي گردد. اين طريقه جوشكاري با روش دستي خودكار و نيمه خودكار مرسوم و متداول است. در اين قسمت روشهاي دستي و نيمه خودكار مورد بررسي قرارگرفته و بحث درباره طريقه اتوماتيك به بخش ديگري موكول مي شود.

درموقع كار با اين روش جوشكاري گازي كه از داخل الكترودگير عبور مي كند و اطراف الكترود را در برمي گيرد به محض خروج از الكترودگير آتمسفر محيط را با فشار پس زده و الكترود قوس و منطقه مذاب را از ورود هواي اطراف در امان نگهميدارد.

جوشكاري يا قوس الكتريكي در پناه گاز خنثي سه مزيت اساسي نسبت به جوشكاري ساده با قوس الكتريكي دارد. اين مزايا عبارتند از:

• سرعت عمل بسيار زياد است.

2. جوش خيلي تميزتر است.

• جوشكاري فلزاتي كه با ساير روشها غيرممكن يا دشوار است ممكن مي گردد.

يكي از مزايا سرعت مل كاهش تلفات و صرفه جوئي در وقت است. درصد تقريبي هزين ها بشرح زيرمي باشد:

الكترود تنگستن (اگر مصرف شود)        3%

انرژي الكتريكي                   5%

گاز محافظ                     92%

باين تريتب ملاحظه مي شود كه عمل كرد اين روش بمراتب سريع تر از جوشكاري معمولي باقوس الكتريكي مي باشد و البته بديهي است كه صرفه جوئي درتعداد وساعت كار كارگر نيز قابل توجه بوده و توليد بسيار زياد خواهد بود همچنين در اين روش چون نيازي به تميز كردن تفاله جوش نيست. در زمان و مزدكارگر باز هم صرفه جوئي خواهد شد.

انواع روشهاي جوشكاري با گاز خنثي

انواع روشهاي جوشكاري مورد استفاه و مرسوم بشرح زير مي باشند:

الف. جوشكاري با قوس الكتريكي با الكترود از جنس تنگستن (TIG يا GTAW) كه اصطلاحا آن را تيك خواهيم ناميد.

ب. جوشكاري با قوس الكتريكي با الكترود فلزي (MIG يا GMAW) كه آنرا ميگ مي ناميم.

ج. حوشكاري با قوس الكتريكي و بوسيله الكترود زغالي (CIG يا GCAW) كه آنرا سيگ مي ناميم.

د. جوشكاري با قوس الكتريكي به طريقه نقطه جوش GASW بهرحال درمجموع براي عبور جريان الكتريسيته سه روش پيشنهاد شده است:

• جريان مستقيم با پلاريته مستقيم (DCSP)

2. جريان مستقيم با پلاريتهن معكوس (DCRP)
3. جريان متناوب (AC)

يونها ملكول هاي يك گاز مي باشند كه بصورت ذرات باردار (الكتريكي) در مي آيند.

اين عمليات قسمتي از تئوري الكتروني مي باشند. در روش DCSP نفوذ بسيار عالي است چون جريان حركت الكترون ها بطرف قطعه كار بوده و درنتيجه گرما را بر روي آنت متمركز مي كند.

اگر از روش DCSP استفاده كنيم كار بسيار تميز خواهد بود ولي نفوذ خيلي زيادنمي باشد زيرا بيشتر گرما در روي الكترود تنگستن (آند) يا سيم جوش ايجاد خواهد شد. بلافاصله ملاحظه مي شود كه استفاده از اين طريقه براي جوشكاري بر روي قطعات آلومينيومي منيزيمي و ساير موادي كه جوشكاري آنها مشكل است بسيار مفيد مي باشد (در اين حالت بايد از الكترودي از جنس تنگستن استفاده نمود). اگر از جريان متناوب با فركانس بالا (ACHF) استفاده شود هم نفوذ خوب بوده و هم كار تميز خواهد ماند.

درموقع استفاده از روش (MIG) GMAW جريان گرمائي قوس متغير است زيرا الكترود فلزي ذوب شده و قطرات مذاب از قوس عبور كرده و به منطقه جوش سقوط مي كنند. اين روش جوشكاري اغلب با طريقه DCRP صورت مي گيرد. در اين حالت قوس بسيار تميز بوده و فلز جوش با سرعت بر روي قطعه كار ته نشين مي شود. البته در اين حالت جريان الكتريكي نسبتا زياد لازم است تا فلزمذاب را به صورت پودر در آورده و آنرا بر روي قطعه كار ته نشين نمايد. به اين ترتيب ميزان انتقال* زياد شده و كنترل و دقت قوس افزايش مي يابد. عين همين عمل را مي توان درباره فلزات نازك انجام داد. در اين حالت فقط كافي است شدت جريان را كاهش دهيم.

بحث بيشتر در اين مورد را به صفحات بعد موكول مي كنيم.

جوشكاري با قوس الكتريكي درپناه گاز خنثي و با الكترودي از جنس تنگستن GTAW (TIG)

دراين حالت از يك الكترود مصرف شدني از جنس تنگستن استفاده مي كنند. اين الكترود در داخل يك الكترودگير مخصوص كه ضمنا از ميان خود جرياني از يك گاز خنثي را نيز عبور مي دهد قرارمي گيرد. درحقيقت اصول كار به اين ترتيب است كه قوس الكتريكي بين كارو تنگستن در محيطي كه از يك گاز خنثي (از قبيل هليوم آرگون دي اكسيدكربن يا مخلوطي از گاز محافظ) آكنده است صورت مي گيرد.

درحقيقت اصول كار به اين ترتيب است كه قوس الكتريكي بين كار و تنگستن درمحيطي كه از يك گاز خنثي (از قبيل هليوم آرگون دي اكسيدكربن يا مخلوطي از گاز محافظ) آكنده است صورت مي گيرد.

در فصل بعدي انواع گازهاي محافظ وموارد استفاده هريك توضيح داده خواهد شد و تشريح خواص فيزيكي و شيميائي آنها به فصول بعدي موكول مي گردد. اگر لازم باشد فلز پركننده را مي توان به منطقه جوش اضافه نمود.

مرتب كردن يك كارگاه جوشكاري TIG

يك كارگاه كامل TIG شامل لوازم و تجهيزات نيز خواهد بود:

كابين جوشكاري – سيستم تهويه – ميزكار – دستگاه قوس الكتريكي – سيلندرگازمحافظ – رگولاتورسيلندر و جريان سنج – لوله گازمحافظ – كابل الكترود – كابل زمين – مشعل مخصوص براي نگهداري تنگستن (با سيستم خنك شونده بوسيله هوا) و شير قطع و وصل گاز.

البته تمام اين تجهيزات فقط براي سيستمي كه به توسط هوا خنك شود مناسب مي باشند.

درصورتي كه مشعل به وسيله آب خنك شود دستگاه هاي اضافي زير نيزلازم مي باشند:

شيرآب – لول براي انتقال آب – لوله اي براي تخليه و انتقال آب خروجي به فاضلاب – و الكترودگير مخصوص تنگستن كه بوسيله آب خنك مي شود.

بيشتر اوقات لوله آب و گاز و كابل جوشكاري دريك لوله واحد ديگر جاسازي مي شوند.

معمولا جريان آب خروجي را از ميان كابل الكترود عبور مي دهند. خنك كنندگي آب اين امكان را مي دهد كه از كابل هاي نازكتري استفاده كنيم تا وزن مشعل سبك تر شده و قابليت انعطاف آن افزايش يابد.به سيستم كنترل پائي شدت جريان (كه درفصل دوم توضيح داده شده) و همچنين جريان عبور گاز (رگولاتور گاز و گازسنج) كه نسبت به شرايط جوشكاري قابل تنظيم مي باشد توجه داشته باشيد.

كابين جوشكاري و طريقه تهويه آن نيز در فصل دوم توضيح داده شده و دراين جا نيازي به تكرار آن نيست.

بايد توجه داشت كه چون قوس الكتريكي براي چشم و ساير اعضاي بدن مضر است، حتماَ بايد كارگر را به تجهيزات حفاظتي مناسب،مجهز نمود.

ميز كار جوشكاري نيز مي‌تواند متناسب با نوع كار از نوع موتور- ژنراتور يا يكسوكننده باشد. اغلب ماشين‌هاي جوشكاري به سيستمي مجهزند كه بخصوص در شروع قوس، مدار از جريان بسيار زيادي كه فركانس بالائي هم دارد برخوردار گردد.

سيلندرگازي  كه در اين‌جا مصرف مي‌شود بسيار شبيه سيلندر اكسيژني است. طرز استفاده و مراقبت‌هاي يادآوري شده درمورد دستگاههاي مربوط به قوس‌الكتريكي را در اينجا نيز بايد رعايت نمود.

يادآوري مي‌شود كه در اين جا مصرف گاز به طريق ديگري سنجيده ميشود. برخلاف مقياسات psig در اين جا مصرف رابرحسب فوت مكعب در ساعت ( ميزان كمي جريان) برآورد مي‌كنند.

مقياسي كه بر روي لوله مدرج ثبت شده ميزان عبور جريان گاز برحسب فوت مكعب در ساعت را نمايش مي‌دهد.

كابل برحسب فوت مكعب در ساعت را نمايش مي دهد.

كابل ولوله‌ها و نحوه اتصال آنها با چيزي كه در فصل چهارم در مورد ساير دستگاه‌هاي جوشكاري گفته شده تفاوتي ندارد.

قبل از روشن كردن ماشين بايد مطمئين شدكه تمام اتصالات الكتريكي، آب و گاز محكم و تميز هستند.

تنها تفاوتي كه در اين‌جا ملاحظه مي‌شود مشعل يا الكترودگير است.

راه‌اندازي يك كارگاه جوشكاري TIG

قبل از شروع به كار، كارگاه بايد كاملا مورد بازرسي قرار گيرد. اتصالات كليه مدارهاي الكتريكي بايد محكم و پاكيزه باشند. سيلندر گاز بايد بطور مطمئني در جاي خود تثبيت شده باشد تا خطري متوجه كاركنان كارگاه و خود سيلندر نشود.

تنظيم آمپراژ براي الكترود تنگستن در مورد جوشكاري فولاد معمولي و فولاد ضدرنگ داده شده است. جريان متناوب براي جوشكاري الومينيوم را مشخص مي‌كند.

براي اين كار اغلب از روشDCRP استفاده ميكنند. در صورتيكه از روش DCRP استفاده شود شدرت جريان بايد بين   تا   مقدار استفاده شده در روش DCSP باشد.

تنظيم وتناسب شدت جريان با ضخامت قطعه كار، شبيه دستورات داده شده در مورد جوشكاري معمولي با قوس الكتريكي است.

سوراخ الكترودگير بايد متناسب با اندازه الكترود تنظيم و انتخاب شود و به همين ترتيب

* Rate of transfer