روش های جوشکاری فلزات غیر آهنی

روش های جوشکاری فلزات غیر آهنی

اسلاید 1: آشنایی با روشهای جوشکاری فلزات غیر آهنیاستاد مربوطه: جناب آقای مهندس شیرعلیزادهدانشگاه علمی کاربردی تصمیم یار توس

اسلاید 2: سر فصلروشهای جوشکاری آلومینیومروشهای جوشکاری مسروشهای جوشکاری منیزیمروشهای جوشکاری نیکل

اسلاید 3: فرآیندهای جوشکاری آلومینیوم

اسلاید 4: روشهای جوشکاری آلومینیومTIG 2. MIG1. 3. مقاومتی 4. پلاسما (PAW) (FCAW)

اسلاید 5: مشکلات اصلی در جوشکاری آلومینیوم 1. نقطه ذوب آلومینیوم2. انتقال و توزیع حرارت در زمان جوشکاری3. حلالیت هیدروژن4. ایجاد ترک در منطقه مجاور جوش 5. لایه اکسیدی Al2O3 6. بروز ترک های گرم

اسلاید 6: MIG .1در این روش عامل تولید حرارت قوس الکتریکی است که توسط منبع تولید نیرو یعنی یک رکتیفایر ایجاد می شود. فلز پر کننده به صورت مفتول های آلومینیومی به دور قرقره پیچیده شده که توسط یک منبع تغذیه به درون یک انبر هل داده می شود.

اسلاید 7: MIGمزایای روش 1375 mm/min 1. سرعت بسیار بالا 2. قابلیت تغییر اجرا3. کاهش تغییر خواص مکانیکی4. مشاهده چشمی حوضچه جوش5. راندمان بالا6. جوشکاری راحت

اسلاید 8: MIGمعایب جوشکاری 1. گران بودن تجهیزات2. انتقال قطرات مذاب3. بی ثباتی استحکام آلیاژ در دماهای مختلف4. عدم استفاده برای ورق های نازک

اسلاید 9: روشهای انتقال مذاب (Spray transfer)1. اسپری 2. اسپری ضربانی(pulsed arc transfer) (globular transfer) 3. گلوله ای

اسلاید 10: MIGعیب های جوش در جوشکاری 1. تخلخل2. ترک های عرضی جوش3. ترک های طولی فلز جوش 4. عدم نفوذ کافی6. عدم ذوب کافی7. سوختگی یا بریدگی کناره جوش 8. پس ذوب9. نوسانات طول قوس

اسلاید 11: TIG .2در اين روش گرماي موردنياز جهت توليد مذاب در منطقه جوش بوسيله الكترود مصرف نشدنی از جنس تنگستن ايجاد شده و يك گاز خنثي كه معمولاً آرگـون يا هليـوم مي‌باشد جهت حفاظت منطقه مذاب در محل دميده مي‌شود. همچنين فلز پركننده موردنياز در منطقه جوش همزمان با ایجاد قوس الکتریکی بايستي به اين منطقه وارد گردد تا قطعات موردنظر به يكديگر متصل گردند.

اسلاید 12:

اسلاید 13: TIGمزایای روش 1. کیفیت بسیار خوب و تمیزDC و AC2. امکان استفاده با هر دو روش پلاریتی کوچکترHAZ3. منطقه 4. قابلیت تغییر اجرا5. عدم نیاز به جوشکاران متخصص با مهارتهای خاص6. نياز بسيار كم به تميزكاري پس از اتمام عملیات جوشكاري7. قابليت استفاده در قطعات با ضخامت های مختلف

اسلاید 14: TIGمعایب جوشکاری 1. مشکل شروع قوس2. نا کافی بودن قدرت پاک کنندگی قوس 3. کثیف بودن خط جوش4. آلودگی فلز جوش به وسیله الکترود تنگستن5. عدم نفوذ کافی جوش6. بیش از حد پهن شدن گرده جوش7. آلودگی الکترود تنگستن به وسیله آلومینیوم

اسلاید 15: ا

اسلاید 16: TIG و MIGمقایسه بین فرآیندهای جوشکاری 1. نرخ بالای جوشکاری2. پایین بودن هزینه جوشکاری به روش میگ3. پیچیدگی تاب برداشتن در روش میگ4. کیفیت بالای جوش5. نرخ بالای رسوب جوش6. عاری بودن از امواج رادیویی و اشعه های خطرناک

اسلاید 17: TIG و MIGمقایسه بین فرآیندهای جوشکاری 1. پایین بودن هزینه جوشکاری به روش تیگ2. امکان جوشکاری ورق ها و قطعات بسیار نازک3. امکان جوشکاری لب به لب قطعات بسیار ظریف4. امکان جوشکاری قطعات مختلف بدون استفاده از مفتول5. کیفیت فوق العاده بالای جوش

اسلاید 18: مقاومتی.3اين نوع جوشکاري، ترکيبي از گرما، فشار و زمان است مقاومت ماده در مقابل عبور جريان موجبايجاد گرماي موضعي در ماده شده و در نهايت باعث جوشکاري مي‌‌شود. زماني که جريان ايجاد مي‌‌شود،فشار نيز به‌‌ وسيله نگاه‌‌دارنده الکترود و نوک‌‌ الکترود به قطعات وارد شده و قطعات را براي جوشکاري روي يکديگر نگاه مي‌‌دارد.

اسلاید 19: فاکتورهای موثر در جوشکاری مقاومتی1. هدایت الکتریکی بالا 2. هدایت حرارتی بالا3. نقطه ذوب پایین 4. استحکام مکانیکی پایین در درجه حرارتهای بالا5. محدوده پلاستیکی محدود6. انقباض بالا در طول مسیر انجماد7. وجود یک پوشش یا روکش طبیعی اکسید آلومینیوم روی سطح ورق

اسلاید 20: فاکتورهای موثر در جوشکاری مقاومتینیروی کمتر از حد الکترود:عیوب داخلی جوش – سوختگی سطحی – جذب بیش از حد الکترود – استحکام بسیار پایین جوش – خوردگی در محل جوش.نیروی بیش از حد الکترود:ناهمواری و کنگره ای شدن – جدا شدن دو یا چند ورق از روی همدیگر – پیچیدگی قطعه کار

اسلاید 21: پلاسما.4در واقع نوع خاصی از گاز یونیزه شده است که به صورت گاز متمرکز شده به محفظه قوس دمیده می شود.در این روش توسط یک نازل جوشکاری مخصوص که می توان آنرا به یک عدسی تشبیه کرد،گازهای یونیزه شده را از داخل یک سوراخ و یا نازل به نحوی عبور داده که تمرکز انرژی بسیار بالا رود،همانطور که یک عدسی نورهای پراکنده را در کانون خود متراکم میسازد.

اسلاید 22: مقایسه جوشکاری پلاسما با تیگامتیازات پلاسما نسبت به تیگ :1. نفوذ جوش بیشتر 2. نیاز به آماده سازی کمتر 3. تمرکز حرارت بیشتر4. تعداد پاس کمتر

اسلاید 23: مهمترین پارامترها در جوشکاری پلاسماجریان جوشکارینرخ جریان گاز پلاسماسرعت جوشکاری

اسلاید 24: جوشکاری مس و آلیاژهای آنجوش پذیزی مس و آلیاژهای آن به شدت تحت تاثیر خواص هدایت حرارتی آنها دارد.تقریباً همه آلیاژهای مس،برنجهای دریایی و ورشو را می توان با تمامی روشهای جوشکاری به هم متصل کرد. بهترین روش جوشکاری برای آلیاژهای مس، روشهای تیگ و میگ است.آلیاژهای مس جوشکاری شده نیازی به پس گرمایی ندارند.در فرآیند جوشکاری قوس الکتریکی با گاز محافظ از گاز آرگون استفاده می شود.

اسلاید 25: طرح اتصالبه دلیل ضریب انبساط حرارتی مس تقریباً 1.5 برابر آهن است، پس احتمال پیچیدگی و تاب برداشتن آن در اثر جوشکاری به مراتب بیشتر از آهن است،پس در هنگام جوشکاری مس و آلیاژهای آن ،استفاده از نگه دارنده و فیکسچر توصیه میشود.وسعت محدوده خمیری در استحاله مایع به جامد حرارتی مذکور به ویژه آلیاژهای مس – قلع و مس – نیکل را در هنگام انجماد نسبت به ترک های گرم حساس نموده است.ضخامت های بسیار نازک تا 6 میلیمتر را میتوان به راحتی با روش تیگ و ضخامت های بیشتر با روش میگ اتصال داده می شود.

اسلاید 26: جوشکاری الکترونی مس و آلیاژهای آناغلب پارامترهایی که در فرآیندهای قوس الکترونی مس و آلیاژهای آن موثر است.ولی هدایت حرارتی مس باعث می شود تا مشکلاتی که در فرآیندهای قوس الکتریکی وجو دارد در این روش به حداقل برسد.اغلب آلیاژهای برنجی مس،با این فرآیند و بدون کمترین مشکلی قابل جوشکاری هستند اما در مس خالص و مس بدون اکسیژن ،به دلیل ایجاد جرقه های زیاد این عمل با مشکلاتی مواجه می شود.ضمن آنکه،کنترل مذاب تولید شده در این حالت کمی مشکل ساز است.

اسلاید 27: جوشکاری آلیاژهای برنججوش پذیری آلیاژهای برنج با روی کم،به ویژه با فرآیندهای تیگ و میگنسبت به سایر آلیاژهای برنج به مراتب بهتر است، زیرا افزایش مقدار روی در ترکیب با سایر عناصر آلیاژی، تشکسل اکسیدهای سطحی مزاحم،فازهای بین فلزی سبب کاهش جوش پذیری برنج ها می گردند.هم انجام می شود ، به شرطی که MIGجوشکاری برنج با روش از مذاب با سیالیت زیاد و جریان جوشکاری پایین استفاده کرد.

اسلاید 28: جوشکاری آلیاژهای ورشوآلیاژهای مس (65%)، روی (17-27%) و نیکل (10-18%) را ورشو می نامند.جوشکاری آلیاژهای ورشو به جوشکاری آلیاژهای برنج بسیار شبیه است. چون آلیاژهای ورشو اغلب در ساخت اشیا تزیینی و ظروف استفاده می شود، بنابراین جوشکاری قوس الکتریکی با الکتردو دستی اصلاً و تیگ و میگ نیز به ندرت به کار می رود.

اسلاید 29: جوشکاری آلیاژهای آلومینیوم - برنزآلیاژهای سه گانه آلومینیوم دار خصوصاً با برنز از قابلیت جوشکاری خوب و حتی عالی برخوردارند.موارد مهم در جوشکاری این آلیاژ :1. فرآیند تیگ برای این آلیاژ تا ضخامت 10 میلیمتر مناسب است.2. قابلیت هدایت حرارتی3. تشکیل فیلم اکسیدی4. فرآیند میگ

اسلاید 30: جوشکاری آلیاژهای برنز سیلیسیم داراین آلیاژ در بین کلیه آلیاژ های مس از قابلیت جوش پذیری بیشتری برخوردارند، زیرا کمترین قابلیت هدایت حرارتی را داشته و به دلیل وجود سیلیسیم در ساختارشان عمل اکسیژن زدایی را به خوبی انجام میدهند.نکات مهم در جوشکاری این آلیاژ:1. جوشکاری با سرعت بالا2. عدم نیاز به پیش گرم کردن

اسلاید 31: جوشکاری آلیاژهای مس- نیکلنیکل کاملاً در می محلول می شود. افزودن نیکل به آلیاژ باعث افزایش سختی و انبساط حرارتی آلیاژ را قابل کنترل می کند.نکات مهم در جوشکاری این آلیاژ:1. استفاده از روش تیگ2. عدم نیاز به جریان جوشکاری زیاد3. استفاده از گاز آرگون به عنوان گاز خنثی

اسلاید 32: جوشکاری منیزیم و آلیاژهای آنجوش پذیری آلیاژهای منیزیم را می توان بر حسب فاکتورها ی گوناگون بررسی کرد. مهمترین فاکتوری که جوش پذیری آلیاژهای منیزیم را بر آن اساس میسنجند، میزان حساسیت آلیاژ جوشکاری شده در برابر ترک هاست، هر چند پارامترهای مهم دیگری نیز در این مورد قابل بررسی هستند که مقدار سوختن و تبخیر منیزیم در اثر جوشکاری،سیالیت مذاب و مسایل اقتصادی و ایمنی از این جمله اند.

اسلاید 33: جوشکاری منیزیم و آلیاژهای آنعموماً از روشهای تیگ و میگ برای جوشکاری این آلیاژ استفاده میشود که مهمترین پارامتر برای انتخاب فلز پر کننده ،هماهنگی ترکیب شیمیایی فلز پر کننده با فلز پایه است.در فرآیند تیگ نوع جریان تاثیر بسزایی در امکان جوشکاری آلیاژهای منیزیم در ضخامتهای مختلف دارد در حالی که در فرآیند میگ روش جابجایی مذاب، جوش پذیری آلیاژ منیزیم را در ضخامت های مختلف تحت تاثیر قرار میدهد.مشکل این جریان در روش تیگ قدرت بسیار ناچیز آن در پاک کنندگی اکسیدهای سطحی این آلیاژ است.

اسلاید 34: جوشکاری نیکل و آلیاژهای آنبه طور کلی انواع آلیاژهای نیکل را میتوان با فرآیند های کوناکون قوس الکتریکی جوشکاری کرد اما روش تیگ همواره بهترین در بین سایر فرآیندهای جوشکاری است.آلیاژهای نیکل معمولاً در حالت عملیات محلولی شده جوشکاری میشوند. همچنین آلیاژهای نیکل را قبل از جوشکاری باید آنیل کرد تا از بروز تنشهای باقیمانده و ترک جلوگیری گردد.

اسلاید 35: نکات مهم در جوشکاری آلیاژهای نیکل کار پذیر و ریختگی:1. عدم وجود رطوبت 2. آلیاژهای نیکل قابل رسوب سخت شدن در جوشکاری به تمهیدات خاصی نیاز دارد چون در برابر بروز ترک بسیار حساس اند به هر حال تنش های جمع شده در قطعه باید با یک سری عملیات حرارتی انحلال و پیر سختی مجدد آزاد شوند.در شرایطی که به هر دلیل امکان تنش زدایی بعد از جوشکاری روی آلیاژ سختی پذیر نیکل وجود نداشته باشند بهترین راه Overagingحل این است که قبل از جوشکاری قطعه به دمای برسد.

اسلاید 36: عیوب احتمالی در جوشکاری نیکل1. حفرات 2. سرخ شکنندگی 3. ترک ها 4. آخال ها و ناخالصی های ناشی از سرباره

اسلاید 37: منابع1. کتاب کلید جوشکاری مهندس مهرداد معینیان2. کتاب جوشکاری صنعتی محمد رضا علی همتی3. مقاله های اینترنتی