بخشی از مقاله
جوشکاری خال، شکاف و طرح
فرآیندهای اساسی
توصیف مهم و عمومی :
جوشکاری خال، شکاف و طرح سه فرآیند جوشکاری تمام در حوزه فلزات است که محصولی با استفاده از تولید حرارت در سطح فلز با استفاده از مقاومت نیروی جریان برق الکتریکی ایجاد می شود که این مهارت در قبل، در طول و بعد از ایجاد جریان برق برای جوش دادن نواحی مرتبط به هم سطوح فراهم م شود. شکل 17.1 این سه فرآیند را نشان می دهد : در جوشکاری خال یک قطعه فلز جوش خورده در مکان الکترود تولید می شود. اما دو یا چند قطعه ممکن است با استفاده کردن مجموعه ای از الکترودها ساخته شود
.
جوش طرح مشابه جوش خال است به جز اینکه مکان قطعه به وسیلة یک طرح یا نقش برجسته ای که روی یک سطح نصب شده است یا بوسیلة بخش میانی قسمتهایی در جعبه سیم ها یا میله ها قاطع شده است.
دو یا چند طرح جوش داده شده می توانند با مجموعه ای از الکترودها ساخته شوند.
جوش شکاف یک نوع از جوش خال است به طوری که مجموعه ای متداخل از قطعه فلزات تولید شده بدست می آیند. یک خط جوش می تواند بوسیله تجهیزات خال جوش ایجاد شود ولی با عملیاتی آهسته تر. مجموعه ای از خال جوش های متفاوت ممکن است با استفاده از ماشین خط جوش تولید شود. حرکت دادن الکترودها باید به نحوی مناسب باشد تا سرعت و زمان حرکت کردن بین جوشکاری ها تنظیم شود.
حرکت اثر می تواند در طول چرخه خال جوش متوقف شود.
اصول عملیات :
عملیات جوش کاری خال و شکاف و طرح شامل یک درخواست جریان برق الکتریکی و فشار مکانیکی مغناطیس های واقعی و مناسب می باشد. جریان برق جوشکاری باید توسط الکترودها از وسط اثر عبور کند. که این بوسیلة فشارهای تولید شده بر الکترودها یا بوسیلة طرح های ساخته شده که فشار و جریان برق فشرده و متراکم را تولید می کنند ایجاد می شود.
ترتیب عملیات باید به این صورت باشد که اول به اندازه کافی برای بالا بردن دمای فلز افزایش یابد. این فلز سپس تحت فشاری که قدرت کافی برای نگه داشتن قسمتهای آن به یکدیگر را داشته باشد سرد می شود.
جریان برق و فشار باید آنقدر باشد که قطعه فلز شکل بگیرد ولی نباید آنقدر زیاد باشد که قطعه فلز از ناحیه جوشکاری بیرون رود. در طول جوشکاری جریان برق نباید آنقدر کم باشد که از گرم شدن کافی الکترودها جلوگیری کند. گرم شدن زیادی ممکن است باعث چسبیدن الکترودها با قطعه کار شود که این کار باعث کاهش طول زندگی الکترود می شود.
حرارت لازم برای این فرآیندهای جوش کاری مقاوم بوسیله ایستادگی قطعه کارهایی که یک جریان برق الکتریکی از وسط ماده می گذرد تولید می شود. زیرا مسیر جریان برق الکتریکی در قطعه خارج کار را کوتاه می کند و زمان جوشکاری نسبتاً زیاد را کم می کند. جریان های برق جوشکاری نیازمند این هستند که حرارت جوشکاری لازم ایجاد شود.
تولید حرارت
در یک اتصال دهنده میزان حرارت ایجاد شده به سه فاکتور بستگی دارد :
1- آمپراژ 2- مقاومت اتصال دهنده 3- میزان مدت زمان جریان
این سه فاکتور بر طبق فرمول زیر بر حرارت تولید شده اثر می گذارند:
Q=I2Rt که در آن :
گرمای تولید شده بر حسب ژول = Q
جریان بر حسب آمپر = I
مقاومت اثر بر حسب اهم = R
مدت زمان طول کشیدن جریان بر حسب ثانیه = t
گرمای تولید شده نسبتی از میدان جریان برق جوشکاری و نسبتی از مقاومت و زمان است قسمتی از گرمای تولید شده بر ایجاد جوش استفاده می شود و قسمتی از آن در اطراف فلز هدر می رود. جریان برق جوشکاری به زمان بستگی دارد بنابراین اگر زمان خیلی کوتاه باشد جریان برق الکتریکی به خیلی بیشتر از آن احتیاج خواهد داشت. ترکیبی از جریان برق بالا و زمان کوتاه ممکن است یک توزیع ناخواسته حرارت در منطقه جوشکاری ایجاد کند که ممکن است منجر به ذوب شدن سطح شود و الکترود به سرعت تحلیل رود.
چرخه یک مقاومت ماشین جوشکاری و اثری که جوش داده شده است اساساً یک مجموعه ای از مقاومتها است. همه مقاومتهای مسیر جریان برق الکتریکی به جریان مغناطیسی اثر می گذارند. جریان برق در همه قسمتهای چرخه، مانند مقاومت لحظه ای در یک مکان از چرخه است اما گرمای تولید شده در یک مکان از چرخه نسبتی از مقاومت در آن نقطه است.
قسمت مهمی از مقاومت جوشکاری می تواند سریعاً با گرمای جوشکاری تولید شود. توزیع درجه حرارت در اثر الکترودها در جوشکاری خال و شکاف و طرح در شکل 2/17 به تصویر کشیده شده است. آنها هفت مقاومت در مجموعه ای از یک جوشکاری هستند که برای شرح توزیع حرارت نشان داده شده اند که در موارد زیر آمده است :
1) 1 و 7 مقاومت الکتریکی الکترود
2) 2 و 6 مقاومت مرتبط بین الکترود دو فلز اصلی. این مقاومت به حالت فلز اصلی و سایر الکترود و اتصال دهنده الکترود و فشار الکترود بستگی دارد. این نقطه حرارت تولید شده بالایی دارد اما سطح فلز اصلی درجه حرارت آن را در طول جریان برق بدست نمی آورد.
3) 3 و 5 ، مقاومت فلز اصلی است که دقیقاً نسبتی از مقاومت و قطر خودش است.
4) 4 فلز اصلی با مقاومتی در محلی که جوش در حال شکل یافتن است مواجه می شد.
این نقطه بالاترین مقاومت و در نتیجه بیشترین حرارت تولید شده را دارد. گرما همیشه در نقطه های 2 و 6 تولید می شود، اما گرمای تولید شده در سطح 4 الکترودها را از بین نمی برد. گرما در همه این مکان ها تولید می شد و تنها در سطح فلز اصلی نیست.
سطح فلز اصلی با درجه حرارتی ایجاد می شود که با مقاومت اجزای مختلف چرخه آغاز می شود. گرما در هر هفت مکان شکل 17.2 در قسمت مقاومتها تولید خواهد شد.
گرمای جوشکاری فقط در سطح فلز اصلی مورد نیاز است بنابراین گرمای تولید شده در دیگر مکان ها باید کم شود.
فرآیندهای ریخته گری و قالب گیری
ریخته گری یکی از قدیمی ترین فرآیندهای شناخته شده فلز کاری می باشد. فلزات بیش از 5000 سال است که ریخته گری می شود اگر چه توانایی ریخته گری آهن و فولاد محدود بوده قدیمی ترین ریخته گری: یک شی آهنی مربوط به یک شیر تزئینی در چین حدود سال 500 میلادی بوده است.
ریخته گری عبارت است از فرایند شکل دهی یک شی با وارد کردن ماده مایع شده داخل یک محفظه یا سوراخ شکل دار به نام قالب و اجازه دادن به مایع تا جامد گردد.
همانطور که مواد در محفظه ی شکل دار جامد می گردد شکل مورد نظر حفظ میشود.
سپس قالب برداشته می شود تا شی شکل داده شده خارج می گردد.
قالب گیری شبیه ریخته گری می باشد یک قالب فرم دار برای ایجاد شکل استفاده می شود. اگر چه مواد به صورت مایع نمی باشد. بلکه فقط در یک حالت نرم کننده یا پلاستیکی می باشد مواد تحت فشار درون یک قالب رانده می شود و جامد می گردد . سپس قالب برداشته می شود تا شیء شکل داده شده خارج گردد. تقریباً در تمام خانه ها یا اداره جات اشیاء متعددی که توسط ریخته گری یا قالب گیری ساخته شده وجود دارد. یک اتومبیل توسط قطعات متنوعی از مواد مختلف
که توسط فرآیندها گوناگون ریخته گری ساخته شده به کار رفته خیلی از مواد ممکن است ریخته گری شوند و فرآیندهای ریخته گری خیلی از شکل ها و اندازه های متفاوت را در بر می گیرند.
به عنوان مثال از ماشین آلات صنعتی سخت یا خشن که از آهن یا فولاد ریخته گری شده تا اسباب بازی های کوچک ساخته شده از پلاستیکهای قالب گیری شده.
در بین این مرزها مثالهای نظیر ظروف سرامیکی بطریهای شیشه ای قطعات الکترونیکی و یک سری قطعات فلزی از حلقه های طلا و ظروف نقره ای قطعات اتومبیل در ی
ک تنوع نامحدود از آلیاژهای فلزی، سرامیکی ، پلاستیک، شیشه ، بتن و دیگر مواد می باشد.
برای توصیف تنوع پیچیده فرآیندها بعضی از توصیفات ضروری می باشد. بعضی از فرآیندها برای انواع مواد گوناگون قابل استفاده هستند در حالیکه بسیاری از فرآیندهای مختلف ممکن است برای تولید یک شیء مورد استفاده قرار می گیرند. برای احیا کردن پایه ی درک فرآیندهای مختلف دانش طبقه بندی فرآیندهای ریخته گری ضروری می باشد.
فرآیندهای ریخته گری ابتدا بر اساس روشی که مواد به داخل محفظه ی قالب رانده می شود طبقه بندی می شوند دو نیروی اساسی عبارتند از سیستمهای جاذبه ای و فشار دومین طبقه بندی ریخته گری بر اساس مواد قالب می باشد.
قالب را می توان از ماسه و پس از خارج کردن قطعه آن را خراب کرد. این روش ریخته گری ماسه ای نامیده می شود و معمولاً فقط برای فلزات به کار می رود.
