جوشکاری

جوشکاری

اسلاید 1: به نام خدا پروژه درس روش های تولید جوشکاری welding

اسلاید 2:

اسلاید 3: بخش اولمعرفی جوشکاری

اسلاید 4: جوشکاری جوشکاری یکی از روشهای تولید می باشد. هدف آن اتصال دایمی مواد مهندسی (فلز، سرامیک، پلیمر، کامپوزیت) به یکدیگر است به گونه‌ای که خواص اتصال برابر خواص مواد پایه باشد.

اسلاید 5: تاریخچه جوشکاری چون نیاز های بشر ، اتصال و جوش در همه موارد را شامل می شده است، لذا مثلاً از رومی‌های قدیم ، فردی به نام پلینی از لحیمی به نام آرژانتاریم که دارای مقداری مساوی قلع و سرب بود وترناریم که دارای دو قسمت سرب و یک قسمت قلع بود استفاده می‌کرد که هنوز هم به ندرت مورد استفاده قرار می‌گیرند.

اسلاید 6: از قدیم‌الایام در صنعت جواهرسازی برای چسباندن ذرات ریز طلا بر روی سطح آن از مخلوط نمک و مس و صمغ آلی استفاده می کردند که با حرارت ، صمغ را کربونیزه نموده ، نمک مس را به مس احیاء می‌کنند و با درست کردن آلیاژ طلا ، ذرات ریز طلا را جوش می‌دادند و تاریخچه ای به شرح زیر دارند:

اسلاید 7: تاریخچهژول در 1856 به فکر جوشکاری مقاومتی را ابداع کرد. موسیان در 1881 قوس کربنی را برای ذوب فلزات مورد استفاده قرار داد. برناندوز روسی در 1886 ، قوس جوشکاری را مورد استفاده قرار داد. اسلاویانوف” 1890 الکترودهای قابل مصرف را در جوشکاری بکار گرفت. لوشاتلیه در 1895 لوله اکسی‌استیلن__ را کشف و معرفی کرد.

اسلاید 8: تاریخچهچون علم جوشکاری همراه با گنج تخصصی بود، یعنی هر جوشکار ماهر در طی تاریخ درآمد زیادی داشت، سبب شد که اسرار خود را از یکدیگر مخفی نمایند. مثلاً هنوز هم در مورد لحیم آلومینیوم ، آن را از یکدیگر مخفی نگه می‌دارند.

اسلاید 9: در جریان جنگهای جهانی اول و دوم جوشکاری پیشرفت زیادی کرد. احتیاجات بشر به اتصالات مدرن – سبک – محکم و مقاوم در سالهای اخیر و مخصوصاً بیست سال اخیر ، سبب توسعه سریع این فن گردید و سرمایه‌گذاری‌های عظیم چه از طرف دولتها و چه صنایع نظامی و تخصصی در این مورد اعمال گردید و مخصوصاً رقابت‌های انسانها در علوم هسته‌ای یکی دیگر از علل پیشرفت فوق سریع این فن در چند ده سال اخیر شد که به علم جوشکاری تبدیل گردید.

اسلاید 10: خواص مکانیکی و متالوژی جوشچون مواد و فلزات جوش‌دهنده و گیرنده از لحاظ متالوژیکی باید دارای خصوصیات مناسب باشند، بنابراین جوشکاری از لحاظ متالوژیکی باید مورد توجه قرار گیرد که آیا قابلیت متالوژی و فیزیکی دو قطعه برای انجام جوشکاری مناسب است یا خیر؟ پس از مطالعه قابلیت متالوژیکی ،باید دانست که آیا قطعه ای را که ایجاد می‌کنیم، از لحاظ مکانیکی قابل کاربرد و سالم است یا خیر؟در جوشکاری تخصصی و اصولاً تمام انواع جوش ، قابلیت جوش خوردن فلزات را باید دقیقاً دانست. در مورد مواد واسطه و الکترود و پودر جوش ، باید دقت کافی نمود. محیط لازم قبل و در حین جوشکاری و پس از جوشکاری را (مثلاً در مورد چدن) ، باید بوجود آورد.

اسلاید 11: جوشکاری در حقیقت ایجاد کارخانه ذوب آهن و فلزات در مساحتی حداکثر 2×2 متر و نقطه حساس جوشکاری چند سانتیمتر است، زیرا همان درجه حرارت کارخانه ذوب آهن در محل جوشکاری در یک نقطه ایجاد می‌گردد. مسلم است که چنین کار عظیمی احتیاج به ابتکار و تخصص و مواد و وسائل مدرن دارد تا بتوان از این ذوب آهن چند سانتیمتری استفاده صحیح نمود.

اسلاید 12: عوارض و سوانح ناشی از عوامل فیزیکی مربوط به جوشکاری برق گرفتگی سوختگی ورود اجسام خارجی به داخل چشم

اسلاید 13: ضایعات و مخاطرات حاصل از برق‌گرفتگی نوع جریان برق: اصولاً در هر ولتاژی ، جریان برق متناوب AC ، خطرناکتر از جریان برق DC مستقیم می‌باشد و یا به عبارت دیگر ، خطر شوک الکتریکی در جریان متناوب بیشتر است. در حالیکه خطر سوختگی در جریان مستقیم نیز بیشتر است.تاثیر ولتاژ: شدت شوک الکتریکی حاصل از برق گرفتگی ، بستگی به میزان ولتاژ برق مربوط به آن دارد و هرچه ولتاژ بیشتر باشد، شدت شوک حاصله بیشتر خواهد بود. در هر صورت ولتاژ بین 200 تا 250 ولت که ولتاژ معمولی برق شهر است، خطرناک بوده ، اغلب ضایعات شدید بوجود آورده ، ممکن است سبب مرگ شود.شدت جریان: شدت جریان 15 تا 20 میلی‌آمپر با فرکانس HZ 50 ولتاژ بالا ممکن است باعث چسبیدن دست مصدوم به سیم برق شده ، مانع رهائی وی گردد. این امر ممکن است تا موقع رسیدن نجات‌دهنده ادامه یابد. در این جریان ممکن است ضایعات کشنده ای ایجاد شود.

اسلاید 14: ضایعات و مخاطرات حاصل از برق‌گرفتگی فرکانس: در بازه بین HZ 50 تا HZ 80 هرتز شوک یا ضربه الکتریکی ممکن است بوجود آید. ولی در فرکانس‌های بالا بین 30000 تا 100000 هرتز ، خطر کمتری وجود دارد، زیرا به علت پرتاب ، شخص از منبع خطر دور می شود.مقاومت بدن انسان: مقاومت بدن انسان بین 50 تا500متغیر است ( اهم ). هر چه مقاومت در سر راه تماس منبع الکتریک با بدن ( پوست خشک – ضخامت کف پا ) بیشتر باشد، خطر شوک وارده کمتر است و یا بالعکس.مدت تماس: تماس برق با بدن در مدت زمان بین 1 تا 3 ثانیه ممکن است توقف قلب و فوت مصدوم را همراه داشته باشد. در هر صورت چنانچه شخصی دچار برق گرفتگی شود، از ضایعات و عوارض ذکر شده در بالا جان سالم بدر برد. معمولاً بهبود کامل می‌یابد و عوارض ، نادر می‌باشد.

اسلاید 15: بخش دومفرایندهای جوشکاری

اسلاید 16: 1-فرایند جوشکاری با قوس الکتریکی جریان الکتریکی از جاری شدن الکترونها در یک مسیر هادی به وجود می‌آید. هرگاه در مسیر مذکور یک شکاف هوا(گاز)ایجاد شود جریان الکترونی و در نتیجه جریان الکتریکی قطع خواهد شد. چنانچه شکاف هوا باندازه کافی باریک بوده و اختلاف پتانسیل و شدت جریان بالا، گاز میان شکاف یونیزه شده و قوس الکتریکی برقرار می‌شود. از قوس الکتریکی به عنوان منبع حرارتی در جوشکاری استفاده می‌شود.

اسلاید 17: روشهای جوشکاری با قوس الکتریکی جوش قوس الکتريکی با الکترود روکشدار (SMAW)جوش قوس الکتريکی تحت حفاظت گاز ((GMAWجوش قوس الکتريکی با الکترود توپودری ((FCAWجوش قوس الکتريکی زير پودری ((SAW

اسلاید 18: الكترودهای جوشكاريتعریف:الکترود مفتولی است فلزی که دور تا دور آن با مواد شیمیایی پو شش داده شده است.قطر الكترود: عبارت است از قطر مغزی آن.جنس روپوش الكترود: معمولا از مقداری آهک- اکسید سدیم –سلولز- روتیل -آزبست - خاک رس و مقداري دیگر از مواد گوناگون تشكيل شده است

اسلاید 19: تقسیم بندی الكترودها بر اساس نوع پوشش الکترودبر اساس جنس مفتول الکترودبر اساس ضخامت پوشش

اسلاید 20: 2-فرایند جوشکاری مقاومتی در جوشکاری مقاومتی برای ایجاد آمیزش از فشار و گرما استفاده می‌شود.گرما به دلیل مقاومت الکتریکی قطعات کار و تماس آنها در فصل مشترک به وجود می‌آید. پس از رسیدن قطعه به دمای ذوب و خمیری شدن، برای آمیخته کردن دو قطعه از اعمال فشار استفاده می شود.در این روش فلز کاملاً ذوب نمی‌شود. گرمای لازم از طریق عبور جریان برق از قطعات بدست می‌آید.روشهای جوشکاری مقاومتی عبارت‌اند از:جوش نقطه‌ای درز جوشی جوش تکمه‌ای

اسلاید 21:

اسلاید 22: 3-فرایند جوشکاری حالت جامددسته‌ای از فرایند‌های جوشکاری هستند که در آنها، عمل جوشکاری بدون ذوب شدن لبه‌ها انجام می‌شود. در واقع لبه‌ها تحت فشار با حرارت یا بدون حرارت در همدیگر له می‌شوند. فرایندهای این گروه عبارت‌اند از:جوشکاری اصطکاکیجوشکاری نفوذی جوشکاری با امواج مافوق صوت

اسلاید 23: 3-1جوشکاری اصطکاکی در این روش به جای استفاده از انرژی الکتریکی برای تولید گرمای مورد نیاز ذوب فلزات، از انرژی مکانیکی استفاده میگردد. به این ترتیب که یکی از دو قطعه که با سرعت در حال دوران است به قطعه دوم که ثابت نگه داشته شده تماس داده می¬شود ، در اثر اصطکاک بین دو قطعه و تولید حرارت ، محل تماس دو قطعه گرم شده و لبه‌ها تحت فشار با حرارت در همدیگر له می‌شوند.

اسلاید 24:

اسلاید 25: 3-2جوشکاری با امواج مافوق صوتجوشكاري اولتراسونيك شامل استفاده از انرژي صوت با فركانس بالا براي نرم كردن و ذوب كردن ترموپلاستيك ها در منطقه جوش است. قسمت هايي كه بايد به يكديگر جوش داده شوند تحت فشار روي هم نگه داشته شده و تحت ارتعاشات اولتراسونيك با فركانس ۲۰ تا ۴۰ كيلو هرتز قرار می‌‌گيرند. موفقيت جوش به طراحي مناسب اجزا و مناسب بودن موادي كه جوش داده می‌‌شوند بستگي دارد.

اسلاید 26: از آنجا كه جوشكاري اولتراسونيك بسيار سريع است ( كمتر از ۱ ثانيه ) و قابليت اتوماسيون دارد به طور وسيع از آن در صنعت استفاده می‌شود. براي تضمين سلامت جوش، طراحي مناسب اجزا بخصوص فيكسچرها لازم است. با یک طراحي مناسب، از اين روش می‌‌توان در توليد انبوه استفاده كرد.

اسلاید 27: مزایا و محدودیتها جوشکاری با امواج مافوق صوتمزاياي اين روش عبارت‌اند از : - راندمان بالا - توليد بالا با قيمت پايين - سهولت در اتوماسيون - سرعت جوش بالا - تميز بودن آنمهم‌ترين محدوديت اين روش محدوديت در انرژي اعمالي و كوچك بودن عرض شيپوره ( كمتر از ۲۵۰ ميلي متر ) است و در نتيجه طول جوشي كه به وجود ميآيد كوچك است

اسلاید 28: کاربردموارد استفاده از جوش التراسونيك ترموپلاستيك ها : جوشكاري ساده يك اتصال - جاسازي يك قطعه در قطعه اي ديگر همرا با اتصال بين آن دو - جوش نقطه اي ورق ها و صفحات پلاستيكي استفاده در صنعت بسته بندي - استفاده در صنعت اتومبيل سازي - استفاده در صنعت پزشكي - استفاده در صنعت اسباب بازي - صنايع مرتبط ديگر

اسلاید 29: 4-جوش گاز نوعی ازجوشکاری است که در آن، اتصال با ذوب شدن توسط یک یا چند شعله گاز، با اعمال فشار یا بدون آن، با کاربرد فلز پر کننده یا بدون آن انجام می‌شود.جوشکاری با گاز شعله یکی ازاولین روشهای جوشکاری معمول در قطعات آلومینیومی بوده و هنوز هم در کارگاههای کوچک در صنایع ظروف آشپزخانه و دکوراسیون و تعمیرات بکارمیرود.در این روش فلاکس یا روانساز برای برطرف کردن لایه اکسیدی بکار میرود.محدوده کاربرد:ورقهای نازک 0.8تا 5.1میلیمتر

اسلاید 30: مزایاسادگی فرایند ارزانیقابل حمل و نقل بودن وسایل

اسلاید 31: معایبباقی ماندن روانساز لابلای درزهاتسریع خوردگیسرعت کمقطعات بالاتر از 5.2میلیمتر را به دلیل عدم تمرکز شعله و افت حرارت بااین روش جوش نمیدهند.

اسلاید 32: تامین حرارت در این فرایندحرارت لازم در این روش از واکنش شیمیایی گاز با اکسیژن بوجود می آید.حرارت توسط جابجایی و تشعشع به كار منتقل مي شود.قدرت جابجایی به فشار گاز و قدرت تشعشع به توان چهارم درجه حرارت شعله بستگی دارد. لذا تغببر اندکی در درجه حرارت شعله می تواند میزان حرارت تشعشعی و شدت آنرا بمقدار زیادی تغییر دهد.درجه حرارت شعله به حرارت ناشی از احتراق و حجم اکسیژن لازم برای احتراق و گرمای ویژه و حجم محصول احتراق(گازهای تولید شده) بستگی دارد. اگر از هوا برای احتراق استفاده شود مقدار ازتی که وارد واکنش سوختن نمی شود قسمتی از حرارت احتراق راجذب کرده و باعث کاهش درجه حرارت شعله می شود.بنابراین تنظیم کامل گاز سوختنی و اکسیژن لازمه ایجاد شعله بادرجه حرارت بالاست. گازهای سوختنی نظیر استیلن یا پروپان یا هیدروژن و گاز طبیعی نیز قابل استفاده است که مقدار حرارت احتراق و در نتیجه درجه حرارت شعله نیز متفاوت خواهد بود. در عین حال معمولترین گاز سوختنی گاز استیلن است.

اسلاید 33: تجهیزاتتجهیزات و وسایل اولیه این روش شامل سیلندر گاز اکسیژن و سیلندر گاز استیلن یا مولد گاز استیلن و رگولاتور تنظیم فشار برای گاز و لوله لاستیکی انتقال دهنده گاز به مشعل و مشعل جوشکاری است.

اسلاید 34:

اسلاید 35: 5-فرایند جوشکاری با لیزر در این روش از پرتوی لیزر برای جوشکاری استفاده می‌شود.در جوشکاری لیزری دانسیته انرژی فراهم شده بسیار بیشتر از جوشکاری با قوس آرگون یا با مشعلهای اکسی اسیتیلن است.از لیزر‌های مختلفی می‌توان برای جوشکاری استفاده کرد. ولی باید دقت کرد که انرژی پرتو آنقدر زیاد نباشد که باعث تبخیر فلز شود.جوشکاری و برشکاری با استفاده از اشعه لیزر از روشهای نوین جوشکاری بوده که در دههای اخیر مورد توجه صنعت قرار گرفته و امروزه به خاطر کیفیت ، سرعت و قابلیت کنترل آن به طور وسیعی در صنعت از آن استفاده می شود .به وسیله متمرکز کردن اشعه لیزر روی فلز یک حوضچه مذاب تشکیل شده و عملیات جوشکاری انجام می شود .

اسلاید 36: اصول کار و انواع لیزرهای مورد استفاده در جوشکاری به طور عمده از دو نوع لیزر در جوشکاری و برشکاری استفاده می شود : لیزرهای جامد مثل Ruby و ND:YAG و لیزرهای گاز مثل لیزر CO2. در جوشکاری از لیزر Ruby بیشتر استفاده می شود. این سیستم لیزر از یک کریستال استوانه ای شکل Ruby )Ruby یک نوع اکسید آلومینیوم است که ذرات کورم در آن پخش شده اند . ) تشکیل شده است . دو سر آن کاملا صیقلی و آینه ای شده و در یک سر آن یک سوراخ ریز برای خروج اشعه لیزر وجود دارد .

اسلاید 37: اصول کار و انواع لیزرهای مورد استفاده در جوشکاریدر اطراف این کریستال لامپ گزنون قرار دارد که لامپ فوق برای کار در سرعت حدود ۱۰۰۰ فلاش در ثانیه طراحی شده است . لامپ گزنون با استفاده از یک خازن که حدود ۱۰۰۰ بار در ثانیه شارژ و تخلیه شده فلاش می زند و هنگامی که کریستال Ruby تحت تاثیر این فلاش ها قرار بگیرد اتمهای کورم داخل شبکه کریستالی تحریک شده و در اثر این تحریک امواج نور از خود ساطع می کنند و با باز تابش این اشعه ها در سطوح صیقلی و تقویت آنها اشعه لیزر شکل می گردد .

اسلاید 38: اصول کار و انواع لیزرهای مورد استفاده در جوشکاریاشعه لیزر شکل گرفته از سوراخ ریز خارج شده و سپس به وسیله یک عدسی بر روی قطعه کار متمرکز شده که بر اثر برخورد، انرژی بسیار زیادی در سطح کوچکی آزاد می کند که باعث ذوب و بخار شدن قطعه و انجام عمل ذوب می شود . محدودیت لیزر Ruby پیوسته نبودن اشعه آن است در حالیکه انرژی خروجی ان بیشتر از لیزر های گاز مانند لیزر CO2 است که در آنها اشعه حاصله پیوسته است، از لیزر CO2 بیشتر به منظور برش استفاده می شود و از لیزر ND:YAG بیشتر برای جوشکاری آلومینیوم استفاده میشود

اسلاید 39: مزایای جوشکاری لیزرحوضچه مذاب می تواند داخل یک محیط شفاف ایجاد شود ( بعکس روشهای معمولی که همیشه حوضچه مذاب در سطح خارجی آنها ایجاد می شود ) .محدوده بسیار وسیعی از مواد را مانند آلیاژها با نقاط ذوب فوق العاده بالا ، مواد غیر همجنس و … میتوان به یکدیگر جوش داد .در این روش میتوان مکان های غیر قابل دسترسی را جوشکاری نمود .از آنجا که هیچ الکترودی برای این منظور استفاده نمی شود نیازی به جریانهای بالا برای جوشکاری نیست .اشعه لیزر نیاز به هیچگونه گاز محافظ یا محیط خلایی برای عملکرد ندارد به خاطر تمرکز بالای اشعه منطقه HAZ بسیار باریکی در جوش تشکیل میشود .

اسلاید 40: محدودیت ها و معایب جوشکاری لیزر سیستم های جوشکاری لیزرنسبت به سایر دستگاههای سنتی جوشکاری بسیار گران هستند.به خاطر پالسی بودن اکثر آنها از سرعت پیشروی کمی برخوردارند ( ۲۵ تا ۲۵۰ میلیمتر در دقیقه ) . همچنین این نوع جوشکاری دارای عمق نیز می باشد.

اسلاید 41: موارد استفاده اشعه لیزر در صنعتاین نوع جوشکاری در اتصال قطعات بسیار کوچک الکترونیکی و در سایر میکرو اتصال ها کاربرد دارد . از اشعه لیزر میتوان در جوش دادن آلیاژها و سوپر الیاژها با نقطه ذوب بالا و برای جوش دادن فلزات غیر همجنس استفاده نمود .به طور کلی این روش جوشکاری برای استفاده های دقیق و حساس استفاده میشود . از این روش میتوان در صنعت اتومبیل و مونتاژآن برای جوش دادن درزهای بلند استفاده نمود.

اسلاید 42:

اسلاید 43: 6-فرایند جوشکاری با اشعه الکترونی این روش شامل جریانی از الکترون‌ها است که با ولتاژ زیاد شتاب داده شده‌اند و به صورت باریکه‌ای متمرکز به عنوان منبع حرارتی جوشکاری به کار می‌روند. به دلیل دانسیته بالای انرژی در این پرتو منطقه تفدیده بسیار باریک می‌باشد و جوشی با کیفیت مناسب به دست می‌آید. این فرآیند به عنوان اولین فرایند جوشکاری بکار رفته برای ساخت بدنه جنگنده‌ها استفاده شد.

اسلاید 44: 7-جوشکاری انفجاری جوشکاری انفجاری (Explosion welding) فرایندی است که در آن ماده منفجره روی یک یا دو قطعه کار گذاشته شده و نیروی فشاری لازم جهت جوشکاری را تأمین می کند. موج ضربه ای که در اثر انفجار به وجود می آید، کلیه اکسیدها و آلودگی های سطحی را از بین می برد. این روش کاربرد گسترده ای در جوشکاری فلزات غیر همجنس و جوشکاری های زیر آب دارد.

اسلاید 45:

اسلاید 46: 8-جوشکاری زیر آبجوشکاری زیر آب از زمان جنگ جهانی دوم هنگامی که کشتی‌های خسارت دیده باید سریعاً در آب تعمیر می‌شدند به وجود آمد. بیرون آوردن کشتی برای تعمیر کردن آن، هم اکنون هم بسیار هزینه بر است و صرفه اقتصادی ندارد.بسیاری از مردم جوشکاری زیر آب را بسیار عجیب می‌دانند، چون ماهیت جوشکاری را از آتش می‌دانند.ولی جوشکاری ماهیت قوس الکتریکی دارد و روشن شدن آن زیر آب کار عجیبی نیست. برای جوشکاری در خشکی، هوا یونیده می‌شود و در آب، بخار آب یونیزه می‌شود.

اسلاید 47: انواع جوشکاری زیر آبجوشکاری زیر آب به دو صورت انجام می‌شود:جوشکاری خشک جوشکاری مرطوب

اسلاید 48: 8-1جوشکاری خشکدر يک اتاقک در داخل آب انجام مي گيرد و داخل اتاقک هواي فشرده وجود دارد که فشار داخل و خارج اتاقک را بالانس مي کند. اتاقک ها را دو تکه مي سازند و داخل آب، و روي قطعه مورد نظر دو تکه را به هم وصل مي کنند. يک لوله رابط بين کشتي و اتاقک است و وسايل مورد نياز را به وسيله اين لوله به اتاقک مي فرستند. اين روش براي اولين بار در آمريکا انجام گرفت اما چون بسيار پرهزينه و وقت گير است دانشمندان سعي مي کنند مشکلات جوشکاري مرطوب را حل کنند چون سريعتر و ارزانتر است. وسایل ایمنی همان وسایل ایمنی جوشکاری روی خشکی است بعلاوه تجهیزات غواصی.

اسلاید 49: 8-2جوشکاری مرطوبعمليات جوشكاري در زير آب اجرا شده و مستقيماً با محيط مرطوب سرو كار دارد. اثرات منفي جوشکاري مرطوب عبارتنداز ترک خوردگي هيدروژني، افت شديد دما که باعث تغييرات ساختاري و متالورژيکي مي شود و همچنين اکسيژن با عناصر آلياژي ترکيب مي شود و اکسيد اين آلياژها در آب حل مي شوند

اسلاید 50:

اسلاید 51: 9-جوشکاری آرگون در جوش آرگون یا (TIG) برای ایجاد قوس جوشکاری از الکترود تنگستن استفاده می شود که این الکترود برخلاف دیگر فرایندهای جوشکاری حین عملیات جوشکاری مصرف نمی شود. حین جوشکاری گاز خنثی هوا  را  از ناحیه جوشکاری بیرون  رانده  و  از  اکسیده  شدن الکترود جلوگیری می کند.در این جوشکاری الکترود فقط برای ایجاد قوس بکار برده می شود و خود الکترود در جوش مصرف نمی شود در حالیکه در جوش  قوس فلزی الکترود  در جوش مصرف می شود.  در این نوع جوشکاری از سیم جوش(Filler metal)بعنوان فلز پرکننده استفاده می شود.

اسلاید 52: جوشکاری آرگوندر بین صنعتکاران ایرانی این جوش بانام جوش آلومینیوم شناخته می شود.نامهای تجارتی هلی آرک یا هلی ولد نیز به دلیل معروفیت نام این سازندگان در خصوص ماشینهای جوش تیگ باعث شده بعضا این نوع جوشکاری با نام سازندگان هم شناخته شود. نام جدید این فرایند G.T.A.W  و نام آلمانی آن WIG می باشد. همانطور که از نام این فرایند پیداست گاز محافظ  آرگون میباشد که ترکیب این گاز با هلیم بیشتر کاربرد دارد. علت استفاده از هلیم این است که هلیم باعث افزایش توان قوس می شود و به همین دلیل سرعت جوشکاری را میتوان بالا برد و همینطور باعث خروج بهتر گازها از محدوده جوش میشود.

اسلاید 53: مزایای جوشکاری آرگونبعلت اینکه تزریق فلز پرکننده از خارج قوس صورت میگیرد،اغتشاش در جریان قوس پدید نمی آید.در نتیجه کیفیت فلز جوش بالاتر است. بدلیل عدم وجود سرباره و دود و جرقه ,منطقه قوس و حوضچه مذاب بوضوح قابل رویت استامکان جوشکاری فلزات رنگین و ورقهای نازک با دقت بسیار زیاد .

اسلاید 54: کاربرد در صنعتدر جوشکاری فلزات رنگین از قبیل آلومینیوم...نیکل...مس و برنج(مس و روی) است. جوشکاری در لوله ها و مخازن ورقهای نازک(زیر1mm)

اسلاید 55: انواع الکترودها در جوش آرگونالکترود تنگستن خالص (سبز رنگ)برای جوش آلومینیوم استفاده می شود .الکترود تنگستن توریم دار که دو نوع دارد الف-1% توریوم دار که قرمز رنگ است ب-2% توریم دار که زرد رنگ می باشد.الکترود تنگستن زیرکونیم دار که علامت مشخصه آن رنگ سفید است. الکترود تنگستن لانتان دار که مشکی رنگ است. الکترود تنگستن سزیم دار که طلایی رنگ است.

اسلاید 56: بخش سومجوشکاری قوس الکتریکی

اسلاید 57: انواع جوش قوس الکتریکیجوش قوس الکتريکی با الکترود روکشدار (SMAW)جوش قوس الکتريکی تحت حفاظت گاز ((GMAWجوش قوس الکتريکی با الکترود توپودری ((FCAWجوش قوس الکتريکی زير پودری ((SAW

اسلاید 58: جوش قوس الکتريکی با الکترود روکشدار Shielded Metal Arc Welding ( SMAW )

اسلاید 59: دستگاههای جوش ترانسفورماتوررکتيفاير ( يکسوکننده)دينامموتورجوش:موتور جوش ديزلیموتور جوش بنزينی

اسلاید 60: مزايای دستگاه جوشکاری جريان مستقيمخطر کار با جريان مستقيم کمتر است.انتخاب قطب آزاد بوده و ميتوان الکترود را به قطب مثبت يامنفی وصل کرده وبا جريان مستقيم امکان تقسيم حرارت بصورت مفيدتری وجود دارد.پايداری و ثبات قوس بيشتر است .

اسلاید 61: مزايای دستگاه جوشکاری جريان متناوبهزينه نگهداری دستگاه کمتراست .سرمايه اوليه تهيه وسايل ودستگاههای آن کمتراست .هزينه مصرف برق کمتراست .انحراف قوس درجوشکاری وجود ندارد.

اسلاید 62: الکترودها ی جـــوشکاری بــــا قوس الـــــکتريکی از دو قسمت تشکيل شده اند:مفتول روکش

اسلاید 63: وظايف مفتول هدايت جريان الکتريکی تامين فلزپرکننده درزجوش

اسلاید 64: وظايف روکشتامين بعضی ازعناصرآلياژی درجوش تامين و ايجاد پايداری قوس ايجاد يک محيط عايق در اطراف حوضچه مذابتامين يک سرباره پوششی برای حفاظت ازگرده جوش ايجاد گاز محافظ هنگام جوشکاری

اسلاید 65: تقسيم بندی الکترودهابر اساس نوع پوشش الکترودبر اساس جنس مفتول الکترودبر اساس ضخامت پوشش

اسلاید 66: پوشش الکترودهای باپوشش بازی يا قليايیالکترودهای با پوشش روتيلی الکترودهای با پوشش سلولزی

اسلاید 67: جنس مفتولالکترودهای با مفتول فولاد نرم ( معمولی ) الکترودهای با مفتول فولادهای زنگ نزن الکترودهای با مفتول نيکلی الکترودها ی با مفتول آلومينيمی

اسلاید 68: ضخامت پوشش الکترودها با پوشش نازک الکترودها با پوشش متوسطالکترودها باپوشش ضخيم الکترودها با پوشش خيلی ضخيم

اسلاید 69: مفاهيم مربوط به خواص مکانيکی جوش استحکام کششی برحسب PSI يا (N/mm2)نقطه تسليم برحسب PSI يا (N/mm2)درصد ازدياد طول نسبی مقاومت به ضربه (ميزان چقرمگی ) ( Toughness)

اسلاید 70: طبقه بندی( نام گذاری ) الکترودها بر اساس استاندارد AWS

اسلاید 71: طبقه بندی ( نام گذاری ) الکترودها براساس استاندارد AWS مثال : E7018E : Electrode70 : حد اقل استحکام کششی نهايي جوش برحسب KSI 1 : حالات جوشکاری1 : تمام حالات جوشکاری ( تخت ، افقی ، عمودی، سقفی ) * در الکترودهای قليايي 1 حالت عمودی سرازير را شامل نمی شود . 2 : تخت و افقی 3 : تخت 4 : تمام حالات بجز عمودی سربالا 8 : پودر آهن – کم هيدروژن – جريان DCEP يا AC

اسلاید 72:

اسلاید 73: مشخصات الکترودهای عمومی(پرکاربرد) الکترود E6013الکترود E6010الکترود E7024الکترود E7018

اسلاید 74: خواص و کاربرد الکترودها ی مصرفی در جوشکاری ساختمان(عمومی)روتيلیاستحکام معمولیتافنس خوباستحکام معمولی تافنس پاييندر فولادهای معمولی St 37جوشکاری در همه حالات E 6010سلولزیدر مواردي که نفوذ مطرح است ( پاس اول )جوشکاری در همه حالات E 7018 قليايي ( کم هيدروژن )استحکام بالاتر تافنس بالاافولاد با استحکام بالاتر ، قطعه ضخيمSt 52در همه حالات بجز سرازيرE 7024روتيلياستحکام بالاتر تافنس پايينداراي درصد پرکنندگي بالافقط در حالت افقي و تختE 6013

اسلاید 75: جوش قوس الکتريکی تحت حفاظت گاز Gas Metal Arc Welding ( GMAW ) MIG : Metal Inert Gas Arc Welding MAG : Metal Active Gas Arc Welding

اسلاید 76: مزايای روش جوشکاری با گاز محافظ ( GMAW )راندمان جوشکاری بالاتر است .جوشکاری بصورت اتوماتيک قابل انجام است .به علت عدم وجود گل جوش ، عيب حبس سرباره را نخواهيم داشت . برای جوشکاری ورقهای نازک مناسب است .جوشکاری ميتواند بصورت ممتد صورت گيرد ، لذا کيفيت جوش بالاتر خواهد بود .

اسلاید 77: معايب روش جوشکاری با گاز محافظ ( GMAW )جوشکاری اغلب در محيط های بسته قابل انجام است .امکان جوشکاری در فواصل دور از دستگاه جوش وجود ندارد . هزينه تجهيزات بالاتر است .برای ورق های خيلی ضخيم مناسب نمی باشد .

اسلاید 78: جوش الکتريکی با الکترود توپودری Flux Cored Arc Welding (FCAW )

اسلاید 79: مزايای روش جوشکاری توپودری نسبت به GMAWنفوذ جوش بالاتر است .سطح جوش منظم تر و صافتر است .به علت وجود گل جوش ، سرد شدن جوش آرامتر صورت می گيرد . برای ورقهای ضخيمتر مناسب است .

اسلاید 80: جوش قوس الکتريکی زيرپودری Submerged Arc Welding (SAW )

اسلاید 81: مزايای روش جوشکاری زير پودری :راندمان جوشکاری بسيار بالاست .جوش از کيفيت يکنواختر و بالاتری برخوردار است . چون جوشکاری بصورت اتوماتيک انجام می شود لذا کيفيت جوش بالاتر خواهد بود ( به دليل حذف خطای جوشکار ) ميزان نفوذ جوش بالاست .

اسلاید 82: معايب روش جوشکاری زير پودری :برای ورق های نازک مناسب نمی باشد .جوشکاری فقط در حالت تخت و افقی (گوشه) قابل انجام است .هزينه تجهيزات بالاتر است .محل درز اتصال در حين جوشکاری قابل کنترل نيست.

اسلاید 83: عوامل موثر در انتخاب الکترود و روش جوشکاری :جنس و استحکام فلز مبناخواص مکانيکی و شيميايی مورد انتظار از جوش ضخامت قطعهوضعيت جوشکاری وجود محيط خورنده ( بويژه خوردگی اتمسفری )نوع درز يا شيار( بويژه نفوذی بودن جوش )راندمان جوشکاریدمای کاری هزينه

اسلاید 84: ايمنی در جوشکاریماسک جوشکاری با لنز تيرهدستکش ساق بلند نسوزتن پوش چرمیعينک دور دارپاپوش چرمیانبردست

اسلاید 85: ماسک جوشکاری

اسلاید 86: عيوب در جوش

اسلاید 87: عيوب اصلیروی هم افتادگی Overlap سوختگی يا بريدگی کناره جوشUndercut حبس سربارهSlag Inclusion ذوب ناقص(L.O.F) Lack of fusion تخلخل Porosity همراستا نبودن اتصالJoint Misalignment نفوذ ناقص(L.O.P) Lack of penetration ترک جوشWeld Cracking

اسلاید 88: روی هم افتادگی ( انباشتگی جوش در کناره ها) ( Over Lap )علت :سرعت حرکت کمتر از حالت نرمال يا طبيعیزاويه نادرست الکتروداستفاده از الکترود با قطر بالاآمپراژ خيلی کم

اسلاید 89: برِيدگی کناره ( Under Cut )علت :آمپر زيادطول قوسی زيادحرکت موجی زياد الکترودسرعت بسيار زياد حرکت جوشکاریزاويه الکترود خيلی به سطح اتصال متمايل بوده است سرباره با ويسکوزيته زياد

اسلاید 90: حبس سرباره ( Slag Inclusion )علت :پاک نشدن درست سرباره از پاسهای قبلیآمپراژ ناکافیزاويه يا اندازه الکترود نادرست

اسلاید 91: ذوب ناقص ( Lack of Fusion = L.O.F )علت : استفاده از الکترودهای کوچک برای فولاد ضخيم و سردآمپراژهای ناکافیسرعت حرکت بسيار زيادسطح کثيف ( پوسته نورد، لکه، روغن و ...)

اسلاید 92: تخلخل ( Porosity )علت :آلودگی سطح فلز پايه مثل آلودگيهای روغن، غبار، لکه يا زنگارمرطوب بودن روکش الکترودمحافظت گازی ناکافی قوسفلزات پايه با مقادير بالای گوگرد و فسفر

اسلاید 93: نفوذ ناقص ( Lack of Penetration = L.O.P )علت :آمپر بسيار پاييناستفاده از الکترود با قطر بالاسرعت حرکت زياد

اسلاید 94: همراستا نبودن اتصال جوشعلت :مونتاژ نادرست قطعاتی که بايد جوش شوند .خال جوشهای ناکافی که می شکند يا بست نزدن ناکافی که موجب حرکت ميشود.

اسلاید 95: ترکهای جوش ( Weld Cracks ) منظور از ترک، پديده ای است که در اثر عواملی مانند تشکيل ساختار های متالورژيکی ترد ، انجماد و سرد شدن سريع جوش و تنشهای داخلی (که به علت انقباض جوش ميبــاشد) ايجاد ميشود .انواع ترکها :ترک گرم : ترکی که در حين انجماد جوش و يا بلا فاصله پس از قطع قوس صورت ميگيرد .ترک سرد : ترکی که پس از گذشت مدت زمانی از جوشکاری صورت ميگيرد .

اسلاید 96: عوامل ترک گرموجود عناصر ناخالصی نظير گوگرد ، فسفر و قلع در فلز پايه يا جوشقطع سريع عمليات جوشکاریکم بودن سطح مقطع جوشبالا بودن نسبت ارتفاع به عرض جوش تقعر بيش از حد در جوش

اسلاید 97: راه های جلوگيری از ترک گرماستفاده از فلز پايه يا الکترودی که عناصر ناخالصی کمتری داشته باشند . پيشگرم کردن به منظور کاهش تنشهای انقباضیافزايش سطح مقطع جوشاستفاده از گاز محافظ پاکيزه و غير آلوده در جوشکاری با گازتغيير طرح و شکل گرده جوش

اسلاید 98: عوامل ترک سردوجود هيدروژن زیاد ايجاد ساختارهای مستعد به ترکوجود تنش های پسماند

اسلاید 99: راه های جلوگيری از ترک سرداستفاده از الکترود مناسب و کم هيدروژنپيشگرم کردن و پسگرم کردن و کنترل دمای بين پاسی به منظور جلوگيری از تشکيل ساختارهای مستعد به ترکتميز کردن سطح مورد جوشکاری از آلودگی ها

اسلاید 100:

اسلاید 101: ترک به صورت خط مرکزیدلايل :ترکی که ناشی از جدايش و تفکيک باشد .ترکی که مربوط به شکل گرده جوش می باشد .

اسلاید 102: ترک مرکزی ناشی از جدايش

اسلاید 103: ترک مرکزی ناشی از شرايط سطحی جوش

اسلاید 104: ترک منطقه متاثر از حرارت( منطقه تفتيده ) Heat Affected Zone ( HAZ )برای اينکه ترک HAZ رخ دهد بايد : هيدروژن به مقدار کافی وجود داشته باشد .عناصری مانند کربن که باعث تشکيل ساختارهای مستعد به ترک ميشوند به مقدار کافی موجود باشد .بايد به حد کافی تنشهای داخلی يا پسماند وجود داشته باشد .وسيع شدن ناحيه HAZ و رشد دانه ها در اين ناحيه

اسلاید 105: سرعت سرد شدن تعيين کننده خواص منطقه متاثر از جوش ميباشد. عواملی که درگسترش ترکهای اين منطقه موثرند بصورت زيرمِيباشند:سرعت انجماد بالاسختی پذيری بالای فولادسرعتهای بالای انجماد بوسيله عوامل زير تقويت می شوند :گرمای ورودی پايين فرايند جوشکاریضخامتهای بالای فلز پايه دمای پايين فلز پايهمقادير سختی پذيری بالا از عوامل زير ناشی می شوند :مقادير کربن بالاعناصر آلياژی

اسلاید 106: ترک عرضی

اسلاید 107: مواردی که بايد به آنها توجه شود :ترتيب جوشکاریپيشگرمدمای بين پاسیعمليات حرارتی پس از جوشطراحی اتصالروشهای جوشکاریمواد پرکننده

اسلاید 108:

اسلاید 109: پيچيدگی ( Distortion)علل اعوجاج هنگامی که فلز تحت بار، کرنش ميکند و تغيير شکل ميدهد :تحت بارگذارهای ضعيف فلزات بصورت الاستيک باقی ميمانند .تحت بار خيلی زياد، فلزات تا حدی تحــت تنش قرار ميگيرند که ديگر به شکل اول خود باز نميگردند يا شکل نميگيرند و اين نقطه , نقطه تسليم ناميده ميشود .فلزات با حرارت ديدن انبساط می يابند و وقتی سرد می شوند منقبض ميــــشوند . فلزات درحين جوشکاری گرم و سرد می شوند که موجب تنشهای بالای ناگــهانی و اعوجاج می شود.

اسلاید 110: انواع پيچيدگی زاويه ای طولی عرضی

اسلاید 111:

اسلاید 112: کنترل پيچيدگی ميتواند در سه مرحله انجام شود:قبل از جوشکاریحين جوشکاریبعد از جوشکاری

اسلاید 113: کنترل پيچيدگی قبل از جوشکاری توسط روشهای زير انجام می شود :خال جوش زدنگيره، بست و نگهدارندهپِيشگرم کامل و سرتاسریمونتاژ اوليه مناسب

اسلاید 114:

اسلاید 115: کنترل پيچيدگی حين جوشکاریجوشکاری گام به عقبجوشکاری زنجيری منقطع جوشکاری متقارناستفاده از حداقل حجم جوش

اسلاید 116: کنترل اعواج پس از جوشکاری :سرد کردن آرام صافکاری شعله ای ( حرارت دهی معکوس)تنش زدايیصافکاری مکانيکی

اسلاید 117: اصول طراحی و عملی ذيل می تواند در کنترل پيچيدگی مؤثر باشد :استفاده از جوشکاری منقطع به جای جوشکاری پيوستهانجام جوشکاری حتی الامکان نزديک به محور خنثیUاستقاده از جوشکاری متقارنکم کردن تعداد پاسها ( برای پيچيدگی زاويه ای)استفاده از جوشکاری گام به عقبپيش خمش و ايجاد زاويه معکوس در اتصال برای جلوگيری از انقباضاستفاده از گيره ، نگهدارنده و بست کم کردن حرارت ورودیچکش کاری