انواع روش های جوشکاری

انواع روش های جوشکاری

اسلاید 1: انواع روشهاي جوشكاريگردآورنده: محمدرضا خسرویبهار 1390کاردانش رهبری فارسان

اسلاید 2: جوشكاري با قوس الكتريكيجوشكاري اصطكاكيجوشكاري با ليزرجوشكاري با پرتو الكترونيجوشكاري انفجاريجوشكاري زير آبجوشكاري مقاومتيجوشکاری با شعله گازجوشکاری فراصوتیفهرست مطالب

اسلاید 3: جوشکاری با قوس الکتریکیمقدمه :این روش یکی از متداول ترین روشهای اتصال قطعات کار می باشد . ایجاد قوس الکتریکی عبارت است از جریان مداوم الکترون بین دو الکترود و یا الکترود و قطعه کار که در نتیجه آن حرارت تولید می شود . باید توجه داشت که برای برقراری قوس الکتریکی بین دو الکترود و یا قطعه کار و الکترود وجود هوا و یا یک گاز هادی ضروری است ، بطوری که در شرایط معمولی نمی توان در خلاء جوش کاری کرد .دمای حاصل از قوس الکتریکی به نوع الکترود های آن وابسته است . دمای حاصله در آند و کاتد برای الکترود های فلزی حدوداً 2400 تا 2600 درجه سلسیوس تخمین زده شده است .طول قوس شعله بین 0.6 تا 0.8 قطر الکترود می باشد و تقریباً 90 درصد از قطرات مذاب جدا شده از الکترود به حوضچه مذاب وارد و 10 درصد به اطراف پراکنده می گردد .بازگشت به فهرست

اسلاید 4: متداول ترین فرایندهای جوشکاری با قوس الکتریکی عبارتند از :1- جوشکاری با الکترود روپوشدار پیوسته SMAW 2- جوشکاری با الکترود تنگستنی و گاز محافظ ( جوش آرگون TIG)3- جوشکاری با الکترود مصرفی ( سیم جوش ) و گاز محافظ MIG4- جوشکاری پلاسما PAW5- جوشکاری زیر پودری SAW6- جوشكاري توپودري FCAW بازگشت به فهرست

اسلاید 5: جوشکاری با الکترود روکش دار پیوسته SMAW گر سیم الکترود به طور متوالی از فلاکس پوشیده شود ، راهی باید یافت تا جریان الکتریکی از میان پوشش عبور کند و به سیم یا همان هسته برسد . یکی از راهکارها مطابق شکل زیر استفاده از سیم هایی است که در دو جهت راست و چپ فنر وار اطراف سیم مرکزی پیچیده شده است . جریان الکتریکی توسط کفشک مسی و سیم پیچها به هسته مرکزی منتقل می شود . نقش دیگر سیم پیچ در این الکترود ها بالا بردن استحکامپوشش الکترود می باشد تا بتوان آنها را بصورت کلاف حمل و نقل نمود .بازگشت به فهرست

اسلاید 6: پوشش این الکترود ها از نوع فلاکس های بازی و کم هیروژن می باشد . در جوشکاری با این الکترود ها شدت جریان 200 تا 1000 آمپر متناسب با قطر و مشخصات هسته و سیم پیچ قابل کاربرد است . ذوب شدن سیم پیچها در اثر حرارت زیاد در آمپرهای بالا ، کنترل شدت جریان و طول قوس الکتریکی از مشکلات مهم این روش می باشد . مشکل کنترل طول قوس الکتریکی توسط ماشینی کردن این فرایند حل می گردد .یک مورد از کاربرد های این فرآیند در اتصالهای سپری یا تی شکل می باشد . بازگشت به فهرست

اسلاید 7: معرفي جوش آرگون در چند جملهTIGدر جوش آرگون یا تیگ براي ايجاد قوس جوشکاري از الکترود تنگستن استفاده مي شود که اين الکترود برخلاف ديگر فرآيندهاي جوشکاري حين عمليات جوشکاري مصرف نمي شود.حين جوشکاري گاز خنثي هوا را از ناحيه جوشکاري بيرون رانده و از اکسيده شدن الکترود جلوگيري مي کند. در جوشکاري تيگ الکترود فقط براي ايجاد قوس بکار برده مي شود و خود الکترود در جوش مصرف نمي شود در حاليکه در جوش قوس فلزي الکترود در جوش مصرف مي شود. بازگشت به فهرست

اسلاید 8: در اين نوع جوشکاري از سيم جوش (Filler metal) بعنوان فلز پرکننده استفاده مي شود.و سيم جوش شبيه جوشکاري با اشعه اکسي استيلن (MIG/MAG) در جوش تغذيه مي شود. در بين صنعتکاران ايراني اين جوش با نام جوش آلومينيوم شناخته مي شود. نامهاي تجارتي هلي آرک يا هلي ولد نيز به دليل معروفيت نام اين سازندگان در خصوص ماشينهاي جوش تيگ باعث شده بعضا اين نوع جوشکاري با نام  سازندگان هم شناخته شود. نام جديد اين فرايند  G.T.A.W و نام آلماني آن WIGمي باشد.همانطور که از نام اين فرايند پيداست گاز محافظ آرگون ميباشد که ترکيب اين گاز با هليم بيشتر کاربرد دارد.علت استفاده از هليم اين است که هليم باعث افزيش توان قوس مي شود و به همين دليل سرعت جوشکاري را مي توان بالا برد و همينطور باعث خروج بهتر گازها از محدوده جوش ميشود .بازگشت به فهرست

اسلاید 9: همانطور که از نام اين فرآيند پيداست گاز محافظ آرگون ميباشد که ترکيب اين گاز با هليم بيشتر کاربرد دارد.علت استفاده از هليم اين است که هليم باعث افزيش توان قوس مي شود و به همين دليل سرعت جوشکاري را ميتوان بالا برد و همينطور باعث خروج بهتر گازها از محدوده جوش ميشود.کاربرد اين جوش عموما در جوشکاري موارد زير است :1- فلزات رنگين از قبيل آلومينيوم... نيکل... مس و برنج(مس و روي) است. 2- جوشکاري پاس ريشه در لوله ها و مخازن3- ورقهاي نازک(زير1mm)بازگشت به فهرست

اسلاید 10: مزاياي TIG1-  بعلت اينکه تزريق فلز پرکننده از خارج قوس صورت ميگيرد.اغتشاش در جريان قوس پديد نمي آيد.در نتيجه کيفيت فلز جوش بالاتر است.2-  بدليل عدم وجود سرباره و دود و جرقه ,منطقه قوس و حوضچه مذاب بوضوح قابل رويت است.3- امکان جوشکاري فلزات رنگين و ورقهاي نازک با دقت بسيار زياد.انواع الکترودها در TIG1- الکترود تنگستن خالص (سبز رنگ) براي جوش آلومينيوم استفاده مي شود و حين جوشکاري پت پت مي کند.2- الکترود تنگستن توريم دار که دو نوع دارد الف-1% توريوم دار که قرمز رنگ است ب-2% توريم دار که زرد رنگ مي باشد.3-الکترود تنگستن زيرکونيم دار که علامت مشخصه آن رنگ سفيد است.4- الکترود تنگستن لانتان دار که مشکي رنگ است.5- الکترود تنگستن سزيم دار که طلايي رنگ است.بازگشت به فهرست

اسلاید 11: چند نکته در مورد مزاياي تنگستن1- افزيش عمر الکترود2- سهولت در خروج الکترونها در جريان DC3- ثبات و پايداري قوس را بيشتر مي کند4-  شروع قوس راحت تر است.نوع قطبيت مناسب در جوشکاري TIGجريان DC براي جوشکاري چدن-مس-برنج-تيتانيوم-انواع فولادها وAC براي جوشکاري آلومينيوم و منيزيوم و ترکيبات آن جريانبازگشت به فهرست

اسلاید 12: فرآیند جوشکاری با الکترود مصرفی و گاز محافظ MAG/MIG در سال 1948 برای رفع بعضی محدودیتهای روش جوشکاری الکترود تنگستن ، این فرایند اختراع شد که در آن از الکترود فولادی یا آلومینیومی و اصولاً آلیاژ مصرفی استفاده می شد .این الکترود در ضمن جوشکاری همراه با ایجاد قوس به طور مداوم ذوب و به محل جوش اضافه می شود . نیز شناخته می شود . CO2 و یا جوش MAG/MIGاین فرآیند گاهی تحت عنوان جوش اگر فلز قطعه کار و سیم مصرفی از فلزات فعال در برابر اکسیژن باشد ، باید از یک گاز خنثی مثل آرگون ، هلیوم یا مخلوطی از آنها به عنوان گاز محافظ استفاده شود . میگویند . MIG به این فرایند جوشکاری با الکترود مصرفی و گاز خنثیبازگشت به فهرست

اسلاید 13: تجهیزات لازم برای این فرایند عبارتند از :1 – مولد نیرو2 – سیستم کنترل کننده3 – سیستم تامین گاز محافظ4 – سیستم خنک کننده5 – مشعلاگر قطعه کار از جنس فولاد کربنی باشد گاز دی اکسید کربن میتواند عمل محافظت را انجام دهد .به این فرایند جوش با گاز های خنثی رقیق تر شود و اکتیویته اکسیژن پایین تر آورده شود ،CO2 می گویند . اگر CO2می توان از آن به عنوان یک گاز محافظ که اقتصادی تر از گاز خنثی است استفاده نمود که به روش MAG یا جوشکاری با الکترود مصرفی و مخلوط گاز شناخته می شود بازگشت به فهرست

اسلاید 14: عدم محدودیت طول الکترود واحتیاج به تعویض ، امکان جوش کاری در تمام وضعیتها و سرعت جوشکاری بالا ( وجود سیم الکترود پیوسته ) از نقاط قوت این فرایند و گرانی ، پیچیدگی ، حمل نقل مشکل تجهیزات و احتیاج به محیط سربسته به دلیل برهنه بودن سطح مذاب از محدودیتهای این روش می باشد .بازگشت به فهرست

اسلاید 15: فرآیند جوشکاری قوس پلاسما paw قوس پلاسما به قوس الکتریکی فشرده گفته می شود ، که از عبور قوس از یک شیپوره همگرای مسی آبگرد بوجود می آید و برای افزایش تمرکز قوس به کار می رود . در این فرآیند قوس الکتریکی فشرده شده بین الکترود غیر مصرفی و قطعه ( قوس مستقیم ) و یا بین الکترون و نازل متمرکز کننده ( غیر مستقیم ) به وجود می آید .بازگشت به فهرست

اسلاید 16: این فرآیند را فرایند تکمیل شده قوس الکترود تنگستن می دانند که دارای قوس با چگالی انرژی بسیار بالاتر و گاز پلاسما با سرعت و فشار بیشتر نسبت به فرایند قوس الکترود تنگستن می باشد .این فرآیند در جوشکاری ، برشکاری ، عملیات سطحی و مواد پاشی کاربرد دارد .بازگشت به فهرست

اسلاید 17: جوش زير پودری يک فرايند جوش قوس الکتريکی است که در آن گرمای لازم برای جوشکاری توسط يک يا چند قوس بين يک فلز پوشش نشده، يک يا چند الکترود مصرفی و يک قطعه کار تامين می شود. قوس توسط لايه ای از فــلاکس پودری قابل ذوب شدن که فلز جوش مذاب و فلز پايه نزديک اتصال را پوشانده، و فلز جوش مذاب را از آلودگی های اتمسفر حفاظت می کند پوشيده می شود. جوش زير پودري sawاصول عمليات::درجوش زير پودری جريان الکتريکی از قوس و حوضچه مذاب جوش که ترکيبی از فلاکس مذاب و فلزجوش مذاب است می گذرد . جريان الکتريکی از يک ژنراتور (ترانسفورماتور يا رکتی فاير) تامين شده، از اتصالات عبور می کند تا قوسی را بين الکترود و فلز پايه بر قرار کند را ذوب می کند که حوضچه مذاب را برای پرکردن اتصال تشکيل دهند. . . سيم الکترود در منطقه جوش ذوب شده و در طول اتصال رسوب می کند... اين روش برای سخت کردن سطحی نيز مناسب است.بازگشت به فهرست

اسلاید 18: *پودر جوش ممکن است به آلودگی هايی آغشته شود که باعث تخلخل جوش شوند.*برای دستيابی به يک جوش خوب فلز پايه بايد، يکنواخت بدون پوسته اکسيدی, زنگ, غبار و روغن و ساير آلودگی ها باشد.*جداشدن سرباره از جوش در برخی موارد به سختی صورت می گيرد. در جوش های چند پاس پس از هر عبور بايد سرباره جوش برداشته شود تا از باقی ماندنش درون فلز جوش جلوگيری شود.* فـــلاکس به عنوان اکسيدزدا و آخال زدا برای خارج کردن ترکيبات ناخواسته از حوضچه جوش عمل می کند تا جوش سالم و باخواص مکانيکی مناسب ايجاد کند.**سيم هـــای الکترود ارزان برای جوش فولادهای غيرآلياژی و کم کربن استفاده می شوند. (معمولا" سيم های فولادی کم کربن بدون پوشش يا با پوشش نازک مسی برای هدايت بهتر و جلوگيری از خوردگی می باشند). **جوش زير پودری را می توان در زير وزش بادهای نسبتا" شديد جوشکاری نمود. ذرات فلاکس حفاظت بهتری انجام می دهند تا پوشش الکترود در روش جوشکاری الکترود دستی. محدوديتهای جوش زير پودری که برخی در روش های ديگر جوشکاری نيز وجود دارند به شرح زير است:*پودرجوش : تجهيزات حمل فلاکس و سازه نگهدارنده مخزن پودر، اتصالات ديگر و همچنين صفحه نوار يا حلقه پشتبند نيز مورد نياز می باشد.بازگشت به فهرست

اسلاید 19: جوش زير پودری برای ايجاد پوشش های مقاوم به سايش برای موقعيـت هايی که تحت سايش هستند بکار می رود. چدن را معمولا" نمی توان به روش جوش زير پودری جوش داد, زيرا نمی تواند تنش های حرارتی ناشی از گرمای ورودی را تحمل کند. آلياژهای آلومينيوم و آلياژهای منيزيوم را نمی توان به روش زير پودری جوش داد زيرا فلاکس مناسب برای آن پيدا نمی شود.سرب و روی بخاطر نقطه ذوب پايين مناسب جوشزير پودری نيستند. پـودرهای جوش زير پودری :پودرهای جوش زير پودری به سه شکل وجود دارند.*پودرهای ترکيب شده *پودرهای چسبيده شده *پودرهای آگلومره عيوبی که بعضا" در جوش زيرپودری رخ می دهند عبارتند از: ذوب ناقص ، سرباره باقيمانده درون جوش ترک انقباضی ترک هيدروژنی و تخلخل. بازگشت به فهرست

اسلاید 20: جوشكاري تو پودري FCAWاين فرآيند يك فرآيند ذوبي بوده كه هم شبيه SMAW و هم شبيه GMAW مي باشد.اين فرآيند به دو نوع تقسيم مي شود :1- جوشكاري با گاز محافظ 2- جوشكاري بدون گاز محافظشباهت اين روش با GMAW در دستگاه مولد استفاده شده در آنها مي باشد كه در هر دو از ركتيفاير استفاده مي شود كه قطب مثبت آن به الكترود و قطب منفي آن به قطعه وصل مي شود.بازگشت به فهرستتجهيزات مورد نياز در جوشكاري توپودري

اسلاید 21: فرق اساسي اين روش با GMAW در الكترود مصرفي آنها مي باشد.الكترودي كه در اين روش استفاده مي شود روي آن روكش نداشته بلكه داخل الكترود تو خالي بوده و از پودري كه از جنس همان روكش روي الكترودها مي باشد پر مي شود. وقتي قوس زده مي شود هم پودر و هم قلاف فلزي آن ذوب شده و پودر ذوب شده گازهايي توليد مي كند كه از ورود هوا به داخل جوش جلوگيري مي كند. ضمنا تركيب پودر نيز بايد به گونه اي باشد كه دود وگاز را به اندازه اي توليد كند كه بتواند جلوي ورود هوا را بگيرد.از مزاياي اين روش مي توان به استفاده آن به صورت اتومات و نيمه اتومات، نفوذ بيشتر آن نسبت به GMAW، نرخ جوشكاري بيشتر به خاطر تو خالي بودن الكترود اشاره كرد. بازگشت به فهرست

اسلاید 22: جوشکاری با شعله یا گازجوشکاری با شعله گاز یکی از اولین 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 یا تنه کار برای برطرف کردن لایه اکسیدی بکار میرود .بازگشت به فهرست

اسلاید 23: حرارت 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 تغییر 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 با درجه 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.بازگشت به فهرست

اسلاید 24: تجهیزات و وسایل اولیه این روش شامل سیلندر گاز اکسیژن و سیلندر گاز استیلن یا مولدگاز استیلن و رگولاتور تنظیم فشار برای گاز و لوله لاستیکی انتقال دهنده گاز به مشعل و مشعل جوشکاری است .بازگشت به فهرست

اسلاید 25: رگولاتورها (تنظیم کننده های فشار) هم دارای انواع گوناگونی هستند و برای فشارهای مختلف ورودی و خروجی مختلف طراحی شده اند . رگولاتورها دارای دو فشارسنج هستند که یکی فشار داخل مخزن و دیگری فشار گاز خروجی را نشان میدهند . رگولاتورها در دو نوع کلی یک مرحله ای و دومرحله ای تقسیم میشوند که این تقسیم بندی همان مکانیزم تقلیل فشار است .کار مشعل آوردن حجم مناسبی از گاز سوختنی و اکسیژن سپس مخلوط کردن آنها و هدایتشان به سوی نازل است تا شعله مورد نظر را ایجاد کند . بازگشت به فهرست

اسلاید 26: جوشكاري با ليزر جوشكاري و برشكاري با استفاده از اشعه ليزر از روشهاي نوين جوشكاري بوده كه در دههاي اخير مورد توجه صنعت قرار گرفته و امروزه به خاطر كيفيت ، سرعت و قابليت كنترل آن به طور وسيعي در صنعت از آن استفاده مي شود . به وسيله متمركز كردن اشعه ليزر روي فلز يك حوضچه مذاب تشكيل شده و عمليات جوشكاري انجام مي شود . در جوشكاري به طور عمده از دو نوع ليزر در جوشكاري و برشكاري استفاده مي شود : ليزرهاي جامد مثل Ruby و ND:YAG ليزرهاي گاز مثل ليزر CO2بازگشت به فهرست

اسلاید 27: محدوديت ليزر Ruby پيوسته نبودن اشعه آن است در حاليكه انرژي خروجي آن بيشتر از ليزرهاي گازی مانند ليزر CO2 است كه در آنها اشعه حاصله پيوسته است . از ليزر CO2 بيشتر به منظور برش استفاده مي شود و از ليزر ND:YAG بيشتر براي جوشكاري آلومينيوم استفاده ميشود . در جوشكاري ليزر دو روش عمده براي جوشكاري وجود دارد : يكي حركت دادن سريع قطعه زير اشعه است تا كه يك جوش پيوسته شكل بگيرد و ديگري كه مرسوم تر است جوش دادن باچند سري پرتاب اشعه است . بازگشت به فهرست

اسلاید 28: در جوشكاري ليزر تمامي عمليات ذوب و انجماد در چند ميكروثانيه انجام مي گيرد و به خاطر كوتاه بودن اين زمان هيچ واكنشي بين فلز مذاب و اتمسفر انجام نخواهد شد و از اين رو گاز محافظ لازم ندارد . بهترين طرح اتصال براي اين نوع جوشكاري طرح اتصال لب به لب مي باشد و با توجه به محدوديت ضخامت در آن مي توان ازطرح اتصال هاي T يا اتصال گوشه نيز استفاده نمود .بازگشت به فهرست

اسلاید 29: بلعكس روشهاي معمولي كه هميشه حوضچه مذاب در سطح خارجي آنها ايجاد مي شود ، حوضچه مذاب مي تواند داخل يك محيط شفاف ايجاد شود . در اين روش ميتوان محدوده بسيار وسيعي از مواد مانند آلياژها با نقاط ذوب فوق العاده بالا ، مواد غير همجنس و ... را ميتوان به يكديگر جوش داد ، مكان هاي غير قابل دسترسي را جوشكاري نمود و از آنجا كه هيچ الكترودي براي اين منظور استفاده نمي شود نيازي به جريانهاي بالا براي جوشكاري نيست . سيستم هاي جوشكاري ليزر نسبت به ساير دستگاههاي سنتي جوشكاري بسيار گران هستند و در ضمن ليزرهايي مانند Ruby به خاطر پالسي بودن اكثرا از سرعت پيشروي كمي برخوردارند ( 25 تا 250 ميليمتر در دقيقه ) همچنين اين نوع جوشكاري داراي محدوديت عمق نيز مي باشد . بازگشت به فهرست

اسلاید 30: از اشعه ليزر هم به منظور برش و هم به منظور جوشكاري استفاده مي شود . اشعه ليزر نياز به هيچگونه گاز محافظ يا محيط خلايي براي عملكرد ندارد . جوشكاري ليزر نسبت به ساير روشهاي جوشكاري تميز تر است . اين نوع جوشكاري در اتصال قطعات بسيار كوچك الكترونيكي و در ساير ميكرو اتصال ها كاربرد دارد . از اشعه ليزر ميتوان در جوش دادن آلياژها و سوپر الياژها با نقطه ذوب بالا و براي جوش دادن فلزات غير همجنس استفاده نمود . به طور كلي اين روش جوشكاري براي استفاده هاي دقيق و حساس استفاده ميشود . از اين روش ميتوان در صنعت اتومبيل و مونتاژآن براي جوش دادن درزهاي بلند استفاده نمود.بازگشت به فهرست

اسلاید 31: جوشکاری با پرتو الکترونیفرایند جوشکاری با پرتو الکترونی یک فرایند اتصال ذوبی است که درطی آن قطعه کار توسط جریانی متراکم از الکترون های دارای سرعت بالا بمباران شده و کل انرژی جنبشی الکترون ها در اثر برخورد با قطعه کار به حرارت تبدیل می شود . این حرارت موجب ذوب لبه های قطعات و اتصال دو قطعه پس از انجماد می شود . بازگشت به فهرست

اسلاید 32: تفنگ الکترونی قلب این فرایند جوشکاری است . در تفنگ الکترونی ، الکترون های نشر داده شده از کاتد به سمت قطعه کار شتاب داده می شوند . شتاب دهی به الکترون ها توسط میدان الکتریکی ناشی از ولتاژ اعمال شده و به کمک یک الکترود با بار مثبت انجام می شود. پرتو حاصل با سرعت 30 تا 70 درصد سرعت نور از سوراخ کوچکی میان آند عبور کرده به قطعه کار می رسد.در تجهیزات قدیمی تر از خود قطعه کار به عنوان آند شتاب دهنده استفاده می شد که دارای عیوبی بود. بنابراین تصمیم گرفته شد که آند شتاب دهنده در تفنگ الکترونی قرار گیرد و سیستم تولید پرتو کاملا از قطعه کار مستقل باشد.بازگشت به فهرست

اسلاید 33: در این فرایند معمولا از فلز پر کننده استفاده نمی شود ولی در شرایطی که ایجاد خواص متالورژیکی و فیزیکی معینی در فلز جوش مد نظر باشد ممکن است از فلز پرکننده استفاده شود .بارزترین مشخصه جوشکاری با پرتو الکترونی ، توانایی آن در جوشهای بسیار باریک و کاملا عمیق است.حرارت ورودی کمتر به جوش در مقایسه با روشهای ذوبی دیگر (برای ایجاد حجم جوش ثابت) ، نسبت عمق به عرض بالای جوش، تمیزی فلز جوش بدست آمده، سرعت جوشکاری بالا، بازدهی انرژی بالا و عدم نیاز عملیات حرارتی جدی قبل و بعد از فرایند از مزایای این روش به حساب می آید.قیمت بالای تجهیزات ، تولید پرتو ایکس و نبود آزمون های غیر مخرب تدوین شده از محدودیت های این روش به حساب می آید.این روش در صنایع هوا و فضا، هسته ای ، خودروسازی، الکترونیک و پزشکی کاربرد دارد . بازگشت به فهرست

اسلاید 34: جوشكاري اصطکاکی این روش بر اساس تبديل انرژي مكانيكي به انرژي گرمايي استوار است . در این روش دو قسمت مورد اتصال را به هم نزديك كرده و با ايجاد حركت دوراني سريع يكي از آنها بر روي ديگري و مالش و اصطكاك دو قطعه، گرماي زيادي توليد شده که موجب حالت پلاستيسيته در لبه هاي اتصال مي شود . با فشار اعمال شده نهايي قطعات در هم فرو مي روند و اتصال ايجاد مي شود .بازگشت به فهرست

اسلاید 35: سطوح در مقياس ميكروسكوپي داراي برآمدگي ها و فرورفتگي هايي هستند و علاوه بر آن لايه اكسيدي نازك و يا ناخالصي هاي ديگر بر روي سطح پوشيده شده است . هرگاه سطوح به طور كامل در كنار هم قرار نگيرند نيروي چسبندگي بين مولكولي بين آنها برقرار نشده و در نتيجه اتصال انجام نمي گيرد هدف اصلي در جوشكاري اصطكاكي برطرف نمودن اين ناهمواري ها و ناخالصي ها و اعمال فشار براي اتصال دو سطح است.بازگشت به فهرست

اسلاید 36: هنگامي كه دو سطح با فشار معين بر روي هم ماليده مي شوند نقاط بلند بهم برخورد كرده و از بين مي روند، همزمان لايه اكسيدي برداشته شده و دو سطح فلز در تماس با يكديگر قرار مي‌گيرند و بدين ترتيب يك باند يا چسبندگي موقت Seizures) ) به وجود مي آيد با ادامه حركت ،اين چسبندگي بريده شده و يك باند تازه تر به وجود مي آيد بدين ترتيب انرژي مكانيكي به حرارتي تبديل شده و به تدريج درجه حرارت سطح افزايش مي يابد .بنابراين استحكام فشاري كاهش يافته و تغيير فرم پذيري راحت تر انجام مي گيرد، نقاط برآمده به سرعت محو شده و سطوح در حالت چسبندگي كامل قرار مي گيرند با فرض اين كه نرخ حرارت توليدي بيشتر از حرارت فروكشي باشد درجه حرارت بالاتر رفته و حالت پلاستيكي نيز بيشتر مي شود ، تا جايي كه استحكام فشاري قادر به تحمل نيروي فشاري نيست و سطح زير فشار گسترده تر شده و لبه ها در هم فرو مي روند و حتي كمي به بيرون بر مي گردند.به خاطر حركت چرخشي دسته كم يكي از دو قطعه در محل اتصال مي بايست سطح مقطع دايره اي داشته باشد . بازگشت به فهرست

اسلاید 37: جوشكاري اصطكاكي به طور كلي به دو دسته تقسيم مي شود:الف) جوشكاري اصطكاكي لحظه اي Inertia frictionب) جوشكاري اصطكاكي مداوم Continuous drive frictionالبته امروز روش هاي پيشرفته كه تركيبي از دو تكنيك بالاست به كار مي رود هر دو نوع جوشكاري مي تواندبدون توقف و به طور كامل به صورت ماشيني انجام شود و مي توان پارامترهاي عملياتي را از قبل برنامه ريزي نمود. FRW براي قطعاتي كه بتوان آنها را از نظر اندازه و شكل با ماشين جوش اصطكاكي تطبيق داد پروسه اي جالب مي باشد زيرا هيچ ماده filler يا پر كننده لازم ندارد و مثلاً براي جوشكاري فولاد كربني ساده و آلياژي حفاظت با گاز لازم نمي باشد.جوش بدست آمده از اين روش كيفيت بالايي دارد و براي توليدات انبوه مقرون به صرفه است.با پيشرفت هاي انجام شده مي توان جوشكاري اصطكاكي را به جاي چرخش با حركت انجام داد كه باعث گسترش اين پروسه و تطبيق قطعات متنوع با اين پروسه شده است .بازگشت به فهرست

اسلاید 38: براي توليد يك جوش قابل قبول پارامترهاي عملياتي از قبيل نيروي اعمالي، سرعت چرخش و زمان مي تواند در رنج گسترده اي تغيير كند . نيروي اعمالي بايد به مقدار كافي بزرگ باشد تا سطوح را در تماس با يكديگر نگه دارد . زمان عمليات هم بايد به گونه اي باشد كه اكسيداسيون سطوح به حداقل برسد . نيروي ناكافي حرارت كمتري ايجاد مي كند كه منجر به عدم اتصال مناسب سطوح مي گردد از طرف ديگر نيروي بيش از اندازه حرارت زيادي توليد مي كند كه منجر به ذوب شدن دو فلز مي شود. زمان بايد به اندازه كافي باشد تا اجازه رسانش گرمايي به بخش هاي مركزي سطوح كه داراي حركت نسبي كمتري براي توليد حرارت مي باشند را بدهد از طرف ديگر افزايش زمان گرمادهي منجر به افزايش سطح مقطع اتصال و گسترش منطقه HAZ در دو طرف جوش به طور غيرعادي مي شود.بازگشت به فهرست

اسلاید 39: عدم نياز به فلاكس ( روانساز ) ، ماده پر كننده و گاز محافظ ، مصرف انرژي الكتريكي كمتر و به طور كلي انرژي مورد نياز ، عمليات جوشكاري نسبتا تميز و بدون قوس الكتريكي ، منطقه Haz باريك و داراي دانه هاي ريز تر حتي نسبت به فلز اصلي از مزایای این روش محسوب می شود .گرد بودن یکی از قطعات و هزينهاي مصرفي نسبتا بالا از محدودیتهای این روش است .بازگشت به فهرست

اسلاید 40:  جوشکاری انفجاریاین فرایند یک فرایند جوشکاری حالت جامد است که از نیروی انفجار برای ایجاد یک پیوند متالورژیکی بین دو قطعه متصل شونده استفاده می کنند . گرچه انفجار مواد منفجره گرمای زیادی تولید می کند ، ولی زمان کافی برای انتقال حرارت وجود ندارد . بنابراین افزایش قابل توجهی در دمای قطعه صورت نمی گیرد. در این فرایند یک ضربه مایل با سرعت بسیار بالا به فصل مشترک دو قطعه اعمال می شود ، که موجب شده فلز جامد مشابه یک سیال عمل کند . در اثر این ضربه حتی قشر سطحی قطعات نیز به صورت یک جت سیال به بیرون می جهد و سطوح تمیز شده دو فلز در تماس با یکدیگر قرار می گیرند. سطوح عاری از اکسید در هم فشرده شده وعمل اتصال صورت می گیرد . بازگشت به فهرست

اسلاید 41: شکل بالا نحوه قرار گرفتن قطعات و مواد منفجره را نشان می دهد . در این فرایند صفحه بالایی تحت یک زاویه نسبت به صفحه زیرین قرار می گیرد . سطح خارجی صفحه بالایی به وسیله یک لایه ضربه گیر محافظت می گردد . یک لایه از مواد منفجره به صورت ورقه یا پودر بر روی قشر ضربه گیر قرار می گیرد و چاشنی در انتهای پایینی ماده منفجره عمل می کند . سرعت صفحه بالایی به نوع و مقدار ماده منفجره بستگی دارد. بازگشت به فهرست

اسلاید 42: عدم ایجاد ساختار ریختگی یا آنیل ، نفوذ ناچیز عناصر شیمیایی در فصول مشترک و امکان جوش قطعات پهن و بزرگ و غیر هم جنس به یکدیگر از نقاط قوت و نیاز به فضای باز و بزرگ ، عدم دسترسی به مواد منفجره در بعضی کشورها و خطرات ناشی از کار با مواد منفجره از محدودیت های این فرایند می باشد .این فرایند روشی مفید در اتصال مواد هم جنس و غیر هم جنس محسوب شده و تنها شرط انجام فرایند داشتن انعطاف پذیری و چقرمگی قابل قبول است. ورق ها و لوله های دو لایه از جمله مهمترین قطعاتی می باشند که با این روش ساخته می شوند .بازگشت به فهرست

اسلاید 43: جوشکاری فراصوتیفرایند جوشکاری فراصوتی به طور موثری برای جوشکاری فلزات هم جنس و غیر هم جنس و همچنین غیر فلزات با طرح اتصال لبه روی هم استفاده می شود. در این روش نوسانهای فرکانس بالا سبب متلاشی شدن اتمهای فلزی و یا مولکولها در محل اتصال شده و قفل شدگی داخلی ناشی از این اتمها یا مولکولها سبب دستیابی به یک اتصال مکانیکی مطلوب خواهد شد.بازگشت به فهرست

اسلاید 44: انرژی فراصوتی از طریق یک مبدل که کار تبدیل کردن نوسانهای الکتریکی فرکانس بالا به نوسانهای مکانیکی را انجام می دهد تولید می شود . فرکانس معمولا بیش از 15 کیلو هرتز (فراتر از محدوده شنوایی) است. نوسانهای مکانیکی از طریق یک سیم جفت کننده به نوک جوشکاری کننده و سپس به قطعه کار منتقل می شود. نوک جوشکاری کننده به صورت عرضی نوسان می کند ( به موازات فصل مشترک جوش ) و در همان حال نیروی ایستایی عمود بر فصل مشترک اعمال می شود.بازگشت به فهرست

اسلاید 45: قبل از جوشکاری یک تمیزکاری ساده ضروری است ولی بعد از جوشکاری یا عملیات حرارتی تمیزکاری مورد نیاز نمی باشد . در این روش از روان ساز یا فلز پر کننده استفاده نمی شود.روش فراصوتی تنها محدود به اتصالهای روی هم است و در اتصالهای سر به سر به علت عدم امکان حمایت و نگهداری اتصال انجام جوشکاری با مشکلات زیادی همراه است.عدم نیاز به ذوب و انجماد ، جوشکاری ورق های بسیار نازک ، ضریب ایمنی و سرعت جوشکاری بالا ، و عدم تغییر رنگ در منطقه جوش از مزایای این روش و هزینه بالا ، عمر کم قطعات دستگاه و عدم توانایی جوش دادن قطعات ضخیم از محدودیت های این روش به حساب می آید .این روش در ساخت تجهیزات الکترونیکی، سیستم های انرژی خورشیدی ، صنایع بسته بندی ، اتومبیل سازی و هوا و فضا کاربرد دارد.بازگشت به فهرست

اسلاید 46: در این فرایند هیچ گونه حرارت قابل ملاحظه ای ایجاد نمی شود و درجه حرارت تنها در موضع فصل مشترک حداکثر در محدوده 35 تا 50 درصد نقطه ذوب قطعه بر حسب کلوین تغییر می کند . بنابراین چون عمل ذوب در فلز پایه رخ نمی دهد ساختار ریختگی ترد تشکیل نخواهد شد . در خلال فرایند جوشکاری فشار متوسطی برای در تماس قرار دادن قطعات اعمال می شود که تغییر شکل قابل ملاحظه ای را ایجاد نمی کند.بازگشت به فهرست

اسلاید 47: جوشکاری مقاومتیResistant Welding مقدمه:در فرآیندهای جوشکاری مقاومتی، اتصال دو سطح توسط حرارت و فشار تواماً انجام می گیرد. فلزات به دلیل مقاومت الکتریکی در اثر عبور جریان الکتریکی گرم شده و حتی به حالت ذوب نیز می رسند. اعمال جریان الکتریکی با چگالی زیاد در زمانهای کوتاه باعث به حالت خمیری درآمدن (قبل از ذوب) قطعه مورد جوشکاری می گردد. و اعمال نیروی فشار در زمانهای قبل و حین عبور جریان وجود یک مدار الکتریکی پیوسته را تضمین نموده و در زمان گرم شدن قطعه باعث فورج شدن محل جوشکاری می شود این فشار بعد از قطع جریان برق هم ادامه داشته و به فورج شدن وسپس خنک شدن محل جوشکاری کمک می کندبازگشت به فهرست

اسلاید 48: جوشکاری نواریجوشکاری نقطه ایانواع جوشکاری مقاومتی عبارتند از:بازگشت به فهرست

اسلاید 49: الكترودالكترودسطح تماس الكترود دكمه جوشجوشکاری مقاومتی نقطه ای:جوشکاری مقاومتی نقطه ای فرآیندی است که در آن سطوحی که بر روی هم قرار گرفته اند از طریق حرارت تولید شده در یک یا چند نقطه به هم متصل می شوند. گرمای تولید شده در این نقاط، حاصل از فلوی جریان الکتریکی است که بین الکترودها برقرار می شود و از میان قطعات نیز عبور می کند. ضمن اینکه الکترودها در این وضعیت با اعمال فشاری خاص، سطوح را به هم نزدیک می کنند. شکل زیر شمای کلی از این فرآیند را نشان می دهد.بازگشت به فهرست

اسلاید 50: دستگاه های جوشکاری مقاومتی شامل دو واحد کلی می باشند: واحد الکتریکی (حرارتی)، واحد فشاری (مکانیکی).و اولی برای بالا بردن درجه حرارت موضع مورد جوش؛ دومی به منظور ایجاد فشار لازم برای اتصال دو قطعه در محل جوش است. نیروهای اعمالی می توانند بصورت دستی، هیدرولیک، پنوماتیک و هیدروپنوماتیک ایجاد شوند. اعمال فشار تا مرحله انجماد ادامه پیدا خواهد کرد. این فشار باعث می شود که لبه ها رویهم قرار گرفته و هوا وارد حوضچه مذاب نشود یا ذوب بیرون نریزد. در مورد دلخواه اعمال فشار و تاثیر آن بر روی کیفیت جوشکاری در فصل بعد مطالبی آورده شده است.الکترودها در این فرآیندها باید جریان الکتریکی را به موضع اتصال هدایت کرده در ضمن وظیفه نگهداری ورق ها به روی هم و ایجاد فشار مورد نظر وتمرکز سریع حرارت در موضع اتصال را دارند.در هر حال فرآیند جوشکاری نقطه ای، فرآیندی با بالاترین تمرکز حرارتی (حدود 95 %) و کمترین اتلاف انرژی در بین فرآیندهای مختلف جوشکاری می باشد. همچنین مشکل پیچیدگی قطعه بر اثر حرارت و منطقه متاثر از حرارت (HAZ) در این فرآیند کمتر به چشم می خورد. همچنین محدودیت موقعیت جوشکاری وجود ندارد و می توان در موقعیتهای مختلف با دستگاهی متناسب با آن وضعیت عمل جوشکاری را انجام داد.عدم نیاز به مواد مصرفی، گاز محافظ و فلز پر کننده از جمله مزایای این فرآیند می باشند. همچنین از نظر محیط زیستی نیز این فرآیند کاملا سالم می باشد. محدودیتهایی نیز در این روش جوشکاری وجود دارد که عبارتند از: برای فلزاتی که هدایت حرارتی و الکتریکی بالایی دارند مشکل است و نیاز به دستگاه های مخصوصی با تمهیداتی خاص است. فلزاتی که در برابر سریع سرد شدن و گرم شدن حساس هستند؛ نیاز به دستگاه مخصوص خواهند داشت و نیز از لحاظ ماکزیمم ضخامت محدودیت وجود دارد (ضخامت 3 تا 4 میلیمتر). بازگشت به فهرست

اسلاید 51: جوشکاری مقاومتی نواریseam resistance welding جوشکاری مقاومتی نواری فرایندی است که در آن مقاومت الکتریکی قطعه کار در برابر عبور جریان الکتریکی باعث ایجاد حرارته شده که این حرارت با فشار اعمالی ترکیب شده تا یک مسیر جوش را ایجاد کند. در حقیقت درز جوش شامل مجموعه ای از نقطه جوش ها می باشددر این فرآیند اغلب دو الکترود دایره ای شکل غلطکی برای اعمال جریان، نیرو و خنک کردن فلزکار مورد استفاده قرار می گیرد. اشکال گوناگون قطعه کار / غلطک موجود هستند. اشکال گوناگونی از اتصالات حاصل از جوشکاری مقاومتی درزیبازگشت به فهرست

اسلاید 52: هنگامیکه از دو الکترود غلطکی استفاده می شود، یک یا هر دو غلطک ها از طریق اعمال نیروی مستقیم به محور یا از طریق اعمال نیرو به سطح خارجی آنها به حرکت درمی آیند.در جوشکاری نواری، بدون اینکه نیروی اعمالی الکترودها بر قطعه کار برداشته شود، مجموعه ای از نقطه جوش ها شکل می گیرد. الکترود غلطکی ممکن است در حین فرآیند جوش چرخشی مداوم یا متناوب داشته باشد. سرعت جوشکاری، مقدار جریان، شکل موج جریان، نحوه خنک کردن، و مشخصات الکترود (نیرو، شکل و قطر) باید به دقت انتخاب شوند تا بهترین و بالاترین کیفیت جوش حاصل شود.اصول کلی که در مورد جوشکاری مقاومتی نقطه ای گفته شد، در مورد جوشکاری نواری نیز صادق است. - جوشکاری مقاومتی نواری با استفاده از یک الکترود غلطکی و یک الکترود میله ایبازگشت به فهرست

اسلاید 53: فرآیند جوشکاری مقاومتی نورای در صنایع خودروسازی (مثلا ساخت مخزن سوخت، لوله اگزوز، اتصالات سقف) ساخت ظروف استوانه ای شکل و بطریهای فلزی رادیاتور شوفاژ فولادی و ... کاربرد دارد. مزایای این فرآیند در مقایسه با جوشکاری مقاومتی نقطه ای، جوشکاری زائده ای و جوشکاری لیزر عبارتند از:- امکان دستیابی به یک اتصال نشت ناپذیر در برابر مایع یا گاز- عرض درز ممکن است کمتر از قطر جوش نقطه ای شود زیرا امکان تراشیدن پیوسته الکترودها وجود دارد. - سرعت بالای جوشکاری و توجیه اقتصادی آن- در این روش نسبت به روش جوشکاری نقطه ای، فولادهای پوشش دار قابلیت جوشکاری بالاتری دارند، زیرا با اتخاذ تمهیداتی می توان باقیمانده پوششی را که بر روی الکترودها قرار می گیرند حذف نمود.- نسبت به روش جوشکاری لیزر، در این روش فولادهای پوشش دار قابلیت جوشکاری بالاتری دارند زیرا امکان فرار مواد پوشش به دلیل اعمال فشار بالا در منطقه جوش، حداقل است.- سختی جوش مقاومتی نواری که با هوا خنک می شود کمتر از سختی جوش حاصل از روش لیزر است.جوشکاری مقاومتی نواری با استفاده از الکترود سیمیبازگشت به فهرست

اسلاید 54: جوشکاری زیر آباز زمان جنگ جهانی دوم هنگامی که کشتی‌های خسارت دیده باید سریعاً در آب تعمیر می‌‌شدند ، جوشکاری زیر آب به وجود آمد . بیرون آوردن کشتی برای تعمیر کردن آن ، هم اکنون هم بسیار هزینه بر است و صرفه اقتصادی ندارد . برای جوشکاری در خشکی، هوا یونیده می‌شود و در آب ، بخار آب یونیزه می‌شود . بازگشت به فهرست

اسلاید 55: جوشکاری زیر آب به دو صورت انجام می‌شود : جوشکاری خشک و مرطوب . آثار منفی جوشکاری مرطوب عبارت ‌اند : ترک خوردگی هیدروژنی ، افت شدید دما که باعث تغییرات ساختاری و متالورژیکی می‌شود و همچنین اکسیژن با عناصر آلیاژی ترکیب می‌شود و اکسید این آلیاژها در آب حل می‌‌شوند. جوشکاری خشک در یک اتاقک در داخل آب انجام می‌‌گیرد و داخل اتاقک هوای فشرده وجود دارد که فشار داخل و خارج اتاقک را بالانس می‌‌کند. اتاقک‌ها را دو تکه می‌‌سازند و داخل آب، و روی قطعه مورد نظر دو تکه را به هم وصل می‌‌کنند. این روش برای اولین بار در آمریکا انجام گرفت اما چون بسیار پرهزینه و وقت گیر است دانشمندان سعی می‌کنند مشکلات جوشکاری مرطوب را حل کنند چون سریعتر و ارزانتر است. وسایل ایمنی همان وسایل ایمنی جوشکاری روی خشکی است بعلاوه تجهیزات غواصی . جوشکاری زیر آب با صنعت نفت و گاز گره خورده است .بازگشت به فهرست