از آنجائی‌که قطعات مختلف شرایط مختلفی از قبیل جنس، شکل و ابعاد دارند روش‌های جوشکاری نیز متنوع است تا بتواند نیازهای مختلفی را فراهم نماید. برای ایجاد اتصال جوشکاری نیاز است تا انرژی لازم به محل اتصال برسد. انرژی می‌تواند با تحریک ماده امکان اتصال جوش را فراهم نماید. یکی از تقسیم بندی‌های مرسوم روش‌های مختلف جوشکاری، تقسیم بندی بر اساس منبع تامین انرژی است. برای انجام عمل جوشکاری چهار منبع اصلی انرژی وجود دارد.

  • انرژی الکتریکی
  • انرژی شیمیایی
  • انرژی مکانیکی
  • انرژی تشعشعی

جوشکاری با قوس الکتریکی

جوشکاری قوسی یک فرآیند جوشکاری است که در آن حرارت به وسیله یک قوس الکتریکی بین یک الکترود و قطعه کار به وجود می‌آید. قوس الکتریکی یک تخلیه الکتریکی بین دو الکترود از میان گازهای یونیزه شده است. جوشکاری قوسی (arc welding) یک روش جوشکاری است که از یک منبع تغذیه جوشکاری (welding power supply) برای ایجاد قوس الکتریکی بین الکترود (electrode) و ماده پایه و ذوب کردن فلزات در محل جوش استفاده می‌کند. جریان می‌تواند مستقیم (DC) و یا متناوب (AC) و الکترودها و مصرفی و یا غیر مصرفی باشند. منطقه جوش معمولاً توسط برخی از انواع گاز محافظ (shielding gas)، بخار یا سرباره (slag) محافظت می‌شود. فرآیندهای جوشکاری قوس الکتریکی می‌توانند دستی، نیمه اتوماتیک و یا اتوماتیک کامل باشند.

روش‌های جوشکاری با قوس الکتریکی شامل موارد زیر است.

  • جوشکاری با الکترود دستی پوشش دار یا SMAW
  • جوشکاری زیر پودری یا SAW
  • جوشکاری با گاز محافظ یا GMAW یا MIG/MAG
  • جوشکاری با گاز محافظ و الکترود تنگستنی یا GTAW یا TIG

نحوه انجام جوشکاری با قوس الکتریکی

یکی از متداول‌ترین روش‌های اتصال قطعات کار است. ایجاد قوس الکتریکی عبارت از جریان مداوم الکترون بین دو الکترود که در نتیجه آن حرارت تولید می‌شود. باید توجه داشت که برای برقراری قوس الکتریکی بین دو الکترود، ‌‌وجود هوا‌ یا‌ گاز هادی ضروری است. بطوریکه در شرایط معمولی نمی‌توان در خلاء جوشکاری نمود.

در قوس الکتریکی گرما و انرژی نورانی در مکان‌های مختلف یکسان نبوده بطوری که تقریباً ۴۳% از حرارت در آند و تقریباً ۳۶% در کاتد و ۲۱% بقیه بصورت قوس ظاهر می‌شود. دمای حاصله از قوس الکتریکی به نوع الکترودهای آن نیز وابسته است بطوری که در قوس الکتریکی با الکترودهای ذغالی تا ۳۲۰۰ درجه سانتیگراد در کاتد و تا ۳۹۰۰ در آند حرارت وجود دارد. دمای حاصله در آند و کاتد برای الکترودهای فلزی حدود‌ ۲۴۰۰ درجه سانتیگراد تا ۲۶۰۰ درجه تخمین زده شده است.

در این شرایط درجه حرارت در مرکز شعله بین ۶۰۰۰ تا ۷۰۰۰ درجه سانتیگراد است. از انرژی گرمائی حاصله در حالت فوق فقط ۷۰% تا ۶۰% در قوس الکتریک مشاهده شده که صرف ذوب کردن و عمل جوشکاری شده و بقیه آن یعنی ۳۰% تا ۴۰% بصورت تلفات گرمائی به محیط اطراف منتشر می‌شود.

انتخاب صحیح الکترود برای کار

انتخاب صحیح الکترود برای جوشکاری بستگی به نوع قطب و حالت درز جوش دارد مثلاً یک درز V شکل با زاویه کمتر از ۴۰ درجه با ضخامت زیاد حداکثر با قطر اینچ که معادل ۲ میلیمتر است برای ردیف اول گرده جوش استفاده میشود، تا کاملاً در عمق جوش نفوذ نماید. ولی چنانچه از الکترود با قطر بیشتر استفاده شود مقداری تفاله در ریشه جوش باقی خواهد ماند. که قدرت و استحکام جوش را تقلیل می‌دهد.

انتخاب صحیح الکترود (‌از نظر قطر)

بایستی توجه داشت که همیشه قطر الکترود از ضخامت فلز جوشکاری کمتر باشد هر چند که در بعضی از کارخانجات تولیدی، عده‌ای از جوشکاران الکترود با ضخامت بیشتر از ضخامت فلز را به کار می‌برند. این عمل بدین جهت است که سرعت کار زیادتر باشد ولی انجام آن احتیاج به مهارت فوق‌العاده جوشکار دارد.

همچنین انتخاب صحیح قطر الکترود بستگی زیاد به نوع قطب (‌+ یا -‌) و حالت درز جوش دارد مثلاً اگر یک درز V شکل با زاویه کمتر از ۴۰ درجه باشد بایستی حداکثر از الکترود با قطر پنج شانزدهم اینچ برای ردیف اول گرده جوش استفاده کرد تا کاملاً بتوان عمق درز را جوش داد. چنانچه از الکترود با قطر زیادتر استفاده شود مقداری تفاله در جوش باقی خواهد ماند که قدرت و استحکام جوش را به طور قابل ملاحظه‌ای کاهش خواهد داد. در حین جوشکاری، گاهی اوقات، جرقه‌هائی به اطراف پخش می‌شود که دلایل آن موارد زیر است.

  • جوشكاری قوسی روش اتصال دائم دو قطعه است كه در نتيجه تركيب مناسبی از فشار و درجه حرارت بالا به وجود می‌آيد‌.
  • ممكن است در محل اتصال فقط درجه‌ حرارت زياد بدون فشار تا فشار زياد بدون ازدياد درجه حرارت اعمال شود.
  • به خاطر وجود حرارت و فشار در محل جوش، دو ماده به هم مخلوط شده و يک‌ ساختمان متالوژی را به وجود می‌آورند.
  • بنابراين برای آن كه كيفيت جوش خوب باشد بايستی حرارت و فشار به اندازه كافی وجود داشته و سطوح قطعه تميز شده و در طول عمل جوشكاری حفاظت شده باشد.
  • هر ماشين از تعداد زيادی قطعه ساخته شده است اين قطعات به نحوی به يكديگر متصل شده‌اند كه بعضی از اتصالات متحرك بوده (Link)، اتصال شاتون به ميل لنگ و تعداد زيادی اتصالات ثابت وجود دارد. این اتصال به اين دليل است كه بتوان ماشين را از واحد‌های كوچكتر ساخته تا هم ساخت و حمل و نقل آنها آسان‌تر باشد و سپس به يكديگر در قسمت مونتاژ متصل می‌كنند.
  • بنابراين جوشكاری مهمترين روش توليدی است كه اهميت زيادی دارد به طوری كه امروزه قسمت اعظم توليداتی فلزی بيشتر از يک يا چند جوش وجود دارد.
  • اتصالات دائم امكان جدا كردن قطعات را يكديگر نمی‌دهند مگر آنكه آن قطعاتی را خراب كنيد. بنابراين اين نوع اتصالات در جايی به كار می‌رود كه احتياج به جدا كردن قطعات نبوده ‌و احتمالاً از نظر راحتی يا اتصالی بودن در توليد به كار گرفته شود.
  • فاكتور مهمی كه در جوشكاری بايستی در نظر داشت اثرات متالورژی است كه در حين حرارت دادن و سرد كردن در منطقه جوش به وجود می‌آيد.
  • طبقه بندی انواع روش‌های جوشكاری مشكل است، يك نوع طبقه بندی بر اساس منبع حرارتی با نوع روش پوشش و محافظ به كار برده شده و يا مثلاً استفاده از روش دستی، نيمه اتوماتيك و غيره… انجام شده است.

منبع: عمران سافت

از انتشار مطالب و فایلهای این سایت با ذکر منبع استقبال میکنیم