پاورپوینت جوشکاری

بخشی از پاورپوینت

اسلاید 1 :

جوشکاری

اسلاید 2 :

فهرستی از مطالب این مقاله
_تاریخچه جوشکاری
_جوشکاری قوس الکتریکی
_جوشکاری زیر آب
_جوشکاری زیر پوری

_جوشکاری مقاومتی
_انواع جوشکاری مقاومتی(نقطه ای. نواری.زائده ای.فرکانس بالا.جرقه ای.سر به سر.ضربتی. له کردنی.
نقطه ای – غلتکی. پل واره)

_جوشکاری حالت جامد
_انواع جوشکاری جامد(جوشکاری انفجاری .ضربان مغناطیسی.اصطکاکی.سرد.نفوذی.مافوق صوت)
جوشکاری با گاز
_جوشکاری با لیزر
_جوشکاری با اشعه الکترونی
_جوشکاری ترمیت
_جوشکاری پلاسما
_جوشکاری tig
_جوشکاری Mag
_جوشکاریmig
_جوش وانواع اتصلات و اصطلاحات جوش
_الکترود
_ابزار مورد نیاز کارگاه جوشکاری
_خطرات تهدید کننده سلامتی در جوشکاری و راههای پیشگیری
_اصطلاحات انگلیسی جوشکاری
_منابع

اسلاید 3 :

تاریخچه جوشکاری
آثار باقیمانده از گذشته های بسیار دور نشانگر این واقعیت است که انسان های اولیه با استفاده از اصول فیزیکـی که امـروزه اساس جوشکـاری مدرن را تشکیـل می دهد قطعـات فلزی را بـه یکدیگر متصل می کردند. تجزیه و تحلیل ابزارهای کشف شده از قرون اولیه نشان می دهد که برای اتصال دو قطعه فلزی به یکدیگر ، لبه های گداخته شده این قطعات را روی یکدیگر قرار داده و با ضربات چکش بهم متصل می کردند.

مهمترین اصول فیزیکی که سنگ زیربنای متدهای معمولی جوشکاری در قرن حاضر را تشکیل می دهد در اواخر قرن نوزدهم کشف و ابداع شده و به تدریج در صنعت مورد استفاده قرار گرفت. در سال 1887 یکی از دانشمندان روسی بنام Bernadas اختراع متدی را به ثبت رساند که به وسیله آن قادر بود تا یک قطعه فلزی را با الکترود ذغالی به صورت موضعی با ایجاد قوس الکتریکی بین قطعه و الکترود ذوب نماید.

در ایـن زمان نامبــرده دو قطعه فلزی را در فاصله معینی از یکدیگر قرار داده و با استفاده از پدیده فـوق الذکر و حرکت الکترود ذغالی در طول شکاف بین دو قطعه و وارد نمودن همزمان میله ای فلزی از جنس قطعه در داخل قوس الکتریکی ، حمام مذابی به وجود آورد که بعد از منجمد شدن شکاف موجود را پر نموده و باعث به هم پیوستن این قطعات گردید.

اسلاید 4 :

چند سال بعد یعنی در سال 1891 دانشمند دیگر روسی بنام Slavjaniv روش الکترود ذوب شونده را اختراع نمود. در این روش به جای الکترود ذغالی از یک الکترود فلزی استفاده شده که همزمان وظیفه فلز پرکننده را نیز به عهده داشت.

در روش الکترود ذوب شونده ذوب حاصل از الکترود فلزی در فاصله بین نوک الکترود و شکاف دو قطعه در معرض هوا قرار می گرفت که این امر باعث اکسیده شدن مذاب و در نتیجه در جوش ایجاد اشکال می کرد. از طرف دیگر قوس الکتریکی نیز ناپایدار بود که خود به خود غیر یکنواختی جوش را به دنبال داشت.
 
برای برطرف نمودن این عیوب در سال 1905 یک صنعتگر سوئدی بنامOscar Kjellberg الکترود فلزی پوشش دار را اختراع نمود. پوشش این الکترود را مخلوطی از مواد معدنی مختلف تشکیل می داد که قادر بود با تولید گاز و ایجاد سرباره ، مذاب حاصل از ذوب الکترود را در مقابل آثار نامطلوب تماس با هوا محافظت نماید. علاوه بر این ، پوشش الکترود باعث پایداری قوس الکتریکی و یکنواخت شدن جوش می گردید.

اسلاید 5 :

با اختراع الکترود پوشش دار ، صنعت این امکان را یافت تا جوش هایی با استحکام معادل فلز پایه بوجود آورد. اولین قایق ده متری تعمیراتی که تمام اتصالات آن توسط جوشکاری انجام شده بود در سال 1918 بـه آب انداختـه شد. از اواخر دهـه 1930 که احداث پل ها و خطوط راه آهن و نیز ساخت کشتی های اقیانوس پیما و غیره با روش جوش دادن قطعات به یکدیگر با سرعت آغاز گردید تا به امروز که انسان به ساختن فضا پیما ، آسمان خراش ، نیروگاه هسته ای و غیره مشغول است هنوز جوشکاری از روش های بسیار مهم اتصال محسوب می شود

اسلاید 6 :

برای انجام عمل جوشکاری چهار منبع اصلی انرژی وجود دارد که عبارتند از:
انرژی الکتریکی
 
انرژی شیمیایی
 
انرژی مکانیکی

انرژی تشعشعی

اسلاید 7 :

جوشکاری با قوس الکتریکی
جریان الکتریکی از جاریشدن الکترونها در یک مسیر هادی بهوجود میآید. هرگاه در مسیر مذکور یک شکاف هوا(گاز)ایجاد شود، جریان الکترونی و در نتیجه جریان الکتریکی قطع خواهد شد. چنانچه شکاف هوا به اندازهٔ کافی باریک بوده و اختلاف پتانسیل و شدت جریان بالا، گاز میان شکاف یونیزه شده و قوس الکتریکی برقرار میشود. از قوس الکتریکی بهعنوان منبع حرارتی در جوشکاری استفاده میشود.

اسلاید 8 :

جوشکاری زیر آب
جوشکاری 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.

اسلاید 9 :

انواع جوشکاری زیر آب
جوشکاری خشک
جوشکاری مرطوب
در روش جوشکاری مرطوب، عملیات
جوشکاری در زیر آب اجراشده و مستقیماً
با محیط مرطوب سرو کار دارد.
در روش جوشکاری خشک، یک اتاقک
خشک در نزدیکی محلی که می بایستی
جوشکاری شود ایجاد شده و جوشکار کار
خود را با قرار گرفتن در داخل اتاقک
انجام می دهد

اسلاید 10 :

جوشکاری مرطوب:( under Water Welding)
نام جوشکاری مرطوب حاکی از آن است که جوشکاری که در زیر آب صورت می پذیرد، مستقیماً در معرض محیط مرطوب قرار دارد. در این روش از جوشکاری از نوعی الکترود ویژه استفاده می شود و جوشکاری به صورت دستی درست مانند همان جوشکاری که در فضای بیرون آب انجام می شود، صورت می گیرد. آزادی عملی که جوشکار در حین جوش کاری از این روش دارد، جوشکاری مرطوب را موثر تر و به روشی کارا و از نقطه نظر اقتصادی مقرون به صرفه کرده است. تامین کننده نیروی جوشکاری روی سطح مستقر شده است و توسط کابل ها و شیلنگ ها به غواص یا جوشکار متصل می شود.

مزایای جوشکاری مرطوب:
1.  تنوع هزینه و هزینه کم: که سبب شده این روش بسیار مطلوب باشد.
2.  سرعت بالای جوشکاری: زمانی برای ساختن اتاقک لازم نیست وتجهیزات به راحتی قابل حمل و نقل هستند.
3.  قابلیت جوشکاری قسمتهایی که در روش های دیگر قابل دسترس نیستند.
معایب جوشکاری مرطوب:
1.  سرعت سرد شدن زیاد منطقه جوش: فلز جوش شده به وسیله آب اطراف کوئنچ شده در نتیجه سبب کاهش انعطاف پذیری و مقاومت به ضربه می شود و نیزسبب افزایش تخلخل در منطقه جوش می شود.

اسلاید 11 :

جوشکاری بیش فشار(جوشکاری خشک)Habitat
اتاقک در جوشکاری زیرآبی  در زیر آب  جوشکاری بیش فشار در اتاقک های پلمپ شده در اطراف سازه یا قطعه ای که می خواهد جوشکاری شود، استفاده می شود. این اتاقک در یک فشار معمولی پر از گاز می شود (که معمولاً از هلیوم حاوی نیم بار5 اکسیژن است). این جایگاه روی خطوط لوله قرار گرفته و با هوایی مخلوط از هلیو و اکسیژن که قابل تنفس باشد پر شده و در فشاری که جوشکاری آنجا صورت می پذیرد و یا فشاری بیشتر از آن اجرا می شود. در این روش در اتصالات جوش بسیار با کیفیتی ایجاد می شود به طوری که با اشعه ایکس و دیگر تجهیزات لازم ایجاد می شود. فرایند جوشکاری قوس گاز تنگستن در این قسمت بکار گرفته خواهد شد. محوطه زیر جایگاه در معرض آب قرار دارد. بنابراین جوشکاری در محل خشکی صورت گرفته ولی در فشار
هیدرو استاتیکی آب دریا که در محیط مجاور آن قرار دارد

اسلاید 12 :

مزایای جوشکاری خشک:

1.ایمنی غواص – جوشکاری در یک اتاقک صورت گرفته که موجب مصون ماندن جوشکار از جریانات
اقیانوسی و یا احتمالاً موجودات دریایی می شود. این جایگاه خشک و گرم از روشنایی مطلوبی برخوردار
بوده و از سیستم کنترل محیط خاصی نیز بهره می گیرد.

2کیفیت خوب جوش – این روش توانایی ایجاد جوش هایی را دارد که حتی می توان آن را با جوش های موجد در فضای باز و در مجاورت هوا مقایسه کرد. دلیل این امر اینست که دیگر آبی وجود ندارد که بخواهد جوش را خاموش و یا قطع کند. و نیز اینکه میزان هیدروژن H2) )تولیدی آن خیلی کمتر از جوشکاری های مرطوب است.

3. کنترل سطح­ – آماده سازی اتصال، همترازی لوله، بررسی آزمایش ضد مخرب (NDT)(7) و غیره به صورت عینی کنترل و تنظیم می شوند.

4. آزمون غیر مخرب (NDT)آزمون غیر مخرب برای محیط خشک جایگاه تسهیل شده است.

معایب جوشکاری خشک: 

1. اتاقک یا جایگاه جوشکاری تجهیزات پیچیده و خدمات پشتیبانی زیادی را مستلزم می داند و خود اتاقک به طرز غیر متعارفی پیچیده است.

2. هزینه و ارزش مالی این اتاقک به صورت قابل ملاحظه ای بالا بوده و بسته به عمق محل کار هزینه آن افزایش می یابد. عمق محل جوشکاری در کار تاثیر می گذارد، طوری که در اعماق بیشتر جمع کردن قوس و استفاده از ولتاژ های بالاتر و متناسب با آن لازم و ضروری می باشد. انجام یک کار جوشکاری بدین شکل هزینه ای بالغ بر 80000 دلار دارد. و نیز گاهی اوقات نمی توان از یک اتاقک برای چند کار مختلف استفاده کرد، که البته این مشکل بستگی به نوع کارها و میزان تفاوت آنها دارد.

اسلاید 13 :

الکترودهای جوشکاری زیر آب

الكترودهاي مورد مصرف در جوشكاري قوسي زير آبي از انواع اصلاح شده الكترودهاي دستي معمولي هستند. سيستم كد گذاري خاصي براي اين الكترودها وجود ندارد و اغلب آنها بر اساس نام تجاري شناخته شده و بر اساس قابليت و سهولت استفاده براي جوشكاران كاربرد يافته اند. پرمصرف ترين اين الكترودها، الكترودهاي مورد مصرف براي فولادهاي كربني/منگنزي هستند. خواص مكانيكي جوش زيرآبي به شدت به عمق جوشكاري وابسته بوده و با افزايش عمق محل جوشكاري، اين خواص كاهش مي يابند.

با افزايش عمق، فشار افزايش مي يابد. اين امر باعث ورود اكسيژن ناشي از تجزيه آب و افزايش مقدار آن و درنتيجه كاهش منگنز و سيليكون و افزايش كربن در حوضچه جوش و ايجاد تخلخل در جوش هنگام سرد شدن آن ميگردد. همچنين ممكن است مقدار هيدروژن افزايش يابد كه نتيجه آن ازدياد تخلخل و كاهش پايداري قوس است چرا كه در عمق هاي زياد بدليل پتانسيل يونيزاسيون بالاي هيدروژن، پايداري قوس كاهش ميابد. يكي ديگر از مشكلات قابل توجه در جوشكاري زيرآبي احتمال ايجاد تركهاي هيدروژني در اثر حضور آب و رطوبت ميباشد كه ريسك اين پديده نيز با افزايش عمق، افزايش مي يابد. اين موضوع در حالتي كه از الكترودهاي با روكش اسيدي استفاده ميشود از حساسيت بيشتري برخوردار است چراكه قابليت جذب رطوبت در اين نوع پوشش بيشتر بوده و هيدروژن تجزيه شده از اين رطوبت براحتي جذب فلز جوش مذاب ميگردد. به همين دليل در جوشكاري زيرآبي استفاده از الكترودهاي نوع روتيلي ترجيح داده ميشود.

اسلاید 14 :

روكش اين الكترودها حاوي مواد مختلفي براي بهبود شرايط جوشكاري و خواص جوش ميباشد. بعنوان مثال فرومنگنز به منظور جذب اكسيژن و كاهش تخلخل و تيتانيوم و بور بدليل تشكيل ساختار فريت سوزني و بهبود خواص مكانيكي، به مواد پوشش الكترود افزوده ميگردد. همچنين گاهي نيكل به منظور بهبود چقرمگي به مواد پوشش افزوده ميشود. جوشكاري زيرآبي فولادهايي با استحكام بالاتر معمولا با استفاده از الكترودهاي زنگ نزن آستنيتي انجام ميگيرد تا احتمال ايجاد ترك هيدروژني كاهش يابد. اما در اين حالت بايد احتياطهاي لازم صورت گيرد تا از ايجاد ترك در ناحيه متاثر از حرارت HAZ پيشگيري شود. در الكترودهاي دستي معمولا بدليل كمتر بودن سرعت سوخت پوشش الكترود نسبت به ذوب مغزي آن، يك چاله در سر الكترود تشكيل ميگردد كه قوس، درون آن گودي كه از اطراف توسط فلاكس پوشش احاطه شده، ايجاد ميشود.

اين پديده به حفاظت از ذرات مذاب جدا شده از الكترود و همچنين كنترل انتقال آنها كمك ميكند. چاله سر الكترود در بحث جوشكاري زيرآبي بسيار حائز اهميت است.ار آنجايي كه اين پديده باعث پايداري قوس و كنترل طول آن ميگردد، بدون حضور آن دستيابي به يك جوش زيرآبي قابل قبول و مناسب بسيار مشكل خواهد بود. بنابراين با استفاده از اين تكنيك جوشكاران ميتوانند حتي درصورت عدم وجود ديد كافي با وارد آوردن كمي فشار به الكترود، بدون نياز به كنترل طول قوس، با يك نرخ تغذيه ثابت جوشكاري را انجام دهند.

يكي از وظايف پوشش الكترود توليد اتمسفر محافظ در اطراف حوضچه جوش است. در جوشكاري زيرآبي نيز اين پديده وجود دارد و بدليل وجود آب، از اهميت بسيار بالاتري برخوردار است. يكي از تفاوتهاي قوس زير آب با قوس در هوا ايجاد حبابهاي گاز در ناحيه قوس است. رفتار اين حبابها در جوشكاري زيرآبي از اهميت بالايي برخوردار است. اين حبابها علاوه بر ناپايدار كردن قوس ميتوانند باعث تلاطم حوضچه جوش نيز شوند.

اسلاید 15 :

شكل 1- محافظت حوضچه جوش در جوشكاري زيرآبي

اسلاید 16 :

با توجه به موارد مطرح شده، بايد تدابير ويژه اي در انتخاب مواد فلاكس پوشش الكترود توسط سازندگان اتخاذ گردد تا جوش حاصل از آنها كيفيت و خواص مورد نظر را تعبيه كند. بسته به خواص مورد نياز و نيز عمق آب، ممكن است الكترود خاصي بهترين نتيجه را ايجاد نمايد. براي تاييد كيفيت دستورالعمل و همچنين تاييد الكترودهاي مورد استفاده بايد آزمونهاي خاصي انجام شود. اين آزمونها در كد AWS D3.6 تشريح شده اند. مهمترين تفاوت ظاهري الكترودهاي دستي معمولي با الكترودهاي جوشكاري زيرآبي، پوشش ضد آب الكترودهاي زيرآبي است. الكترودهاي مورد مصرف در جوشكاري قوسي زيرآبي توسط يك موم يا پلاستيك ضد آب پوشش داده ميشوند تا فلاكس روكش الكترود را تا زمان مصرف از تماس با آب محافظت كرده و يا حداقل نفوذ رطوبت را محدود سازد.

كيفيت اين پوشش بسيار مهم است. درصورتيكه پوشش ضد آب بطور يكپارچه سطح الكترود را نپوشانده باشد، آب از طريق درزهاي موجود درآن نفوذ كرده و باعث مرطوب شدن فلاكس الكترود و در نتيجه كاهش كيفيت جوش ميگردد. همچنين در جوشكاري در اعماق زياد بدليل بالا بودن فشار هيدروستاتيك، آب ميتواند از پوششهاي نامناسب عبور كرده و فلاكس الكترود را مرطوب نمايد. پوششهاي ضدآب علاوه بر موارد مطرح شده بايد بدون جاگذاشتن مواد مضر بسوزند و همچنين خللي در شرايط قوس و انتقال قطرات مذاب ايجاد ننمايند. نگهداري و محافظت از پوشش ضد آب اين الكترودها بايد به دقت صورت گيرد تا از آسيب رسيدن به آنها جلوگيري گردد.

اسلاید 17 :

همچنين بدليل اهميت اين موضوع بايد روشهاي جابجايي و نگهداري الكترودها در زير آب در دستورالعمل جوش (WPS) قيد شده باشد. اين پوششها سرتاسر الكترود را فرا گرفته اند و امكان ايجاد اتصال الكتريكي نيز در اين حالت وجود ندارد. لذا براي برقرار گردن جريان و شروع جوشكاري، جوشكار بايد با فشردن دندانه هاي انبر جوشكاري بر روي انتهاي الكترود، خراشي در پوشش ايجاد نمايد. براي ايجاد قوس نيز بايد نوك الكترود را با فشار بر روي سطح بكشد تا پوشش آن ناحيه نيز برداشته شده و قوس برقرار گردد. سازندگان الكترود پيشرفت قابل ملاحظه اي در توسعه سيستمهاي ضد آب براي الكترودهاي جوشكاري زيرآبي داشته اند.

جزئيات و اطلاعات اين سيستمها مختص سازندگان آنهاست، اما درهرحال نتيجه حاصل از مجموع تلاشهاي اين سازندگان، توليد نسل جديد از الكترودهاي جوشكاري زيرآبي با قابليت ايجاد جوش با كيفيت بالاتر بود. تعدادي از معروفترين اين الكترودها در جدول اسلاید بعد آورده شده كه براي جوشكاري در تمام وضعيتها كاربرد دارند. در صورت مناسب بودن دستورالعمل و تجهيزات، جوش حاصل از اين الكترودها داراي ظاهري خوب و خواص مكانيكي مناسب خواهد بود.

اسلاید 18 :

ليست تعدادي از معروفترين الكترودهاي جوشكاري زيرآبي

اسلاید 19 :

جريان و ولتاژ در جوشکاری زیر آب
در جوشكاري زيرآبي معمولا از جريان DCEN استفاده ميگردد كه باعث افزايش طول عمر انبر الكترود ميشود. البته اين انتخاب جنبه اقتصادي دارد و ممكن است در مواردي استفاده از جريان DCEP جوش با كيفيت بالاتري را ايجاد نمايد. درهر صورت بهترين حالت تنظيم جريان و ولتاژ استفاده از مقادير پيشنهادي سازنده ميباشد. جدول زیر جريان و ولتاژ پيشنهادي براي استفاده از الكترودهاي معرفي شده در جدول يك را تا عمق 50 پايي زير آب نشان ميدهد.
جريان و ولتاژ پيشنهادي براي جوشكاري تا عمق 50 پايي

اسلاید 20 :

در دهه ۱۹۳۰ تلاشهای زیادی جهت مکانیزه کردن فرآیند جوشکاری قوسی انجام گردید. با توجه به محدودیتهای زیر استفاده از الکترودهای پوشش دار ناممکن تشخیص داده شد.

1- با توجه به نارسانا بودن پوشش محافظ، تماس الکتریکی بین منبع تغذیه الکتریکی و الکترود غیر ممکن است.

2- رول کردن الکترود موجب جدا شدن پوشش آن میگردد.

۳- تماس پوشش الکترود با قرقرههای تغذیه کننده الکترود باعث خرد شدن پوشش میشود.

Submerged Arc Welding جوشکاری زیر پودری