عنوان :
پایان نامه جوشکاری
تعداد صفحات :۸۱
نوع فایل : ورد و قابل ویرایش
چکیده
در دنیای امروزه ، صنعت جوشکاری از نظر وسعت کار و تنوع بالاترین مرتبه را در علم اتصال و بریدن و جدا سازی قطعات فلزی و سایر مواد صنعتی دار است و طراحان و مهندسان خطوط تولید مصنوعات فلزی با بهرگیری از فرایند های مختلف و متنوع جوشکاری به بالاترین سرعت و کیفیت دست یافته اند .
جوشکاری با قوس الکتریکی و الکترود روپوش دار در ردیف جوشکاریهای ذوبی است که امروزه به طور گسترده در صنایع مختلف به کار گرفته می شود . در زمان حاضر ، جوشکاری قوس دستی (SMAW) یکی از متداولترین روشهای جوشکاری است که به طور گسترده در صنایع فلزی ایران کاربرد دارد و به عنوان پدیده ای ارزشمند در امر تولید و تعمیر در کارخانه ها و کارگاههای مختلف صنعتی ایفای نقش می نماید . به دلیل وابستگی این فن به علوم و فنون و گستردگی دامنه علمی آن متخصصان و کارشناسان ورزیده همواره در حال پژوهش هستند و دستاورد های خود را به صورت استانداردهای جوشکاری انتشار می دهند .
واژه های کلیدی: جوشکاری، قوس الکتریکی، الکترود، ترانس ها، آهنگری
فهرست مطالب
مقدمه ۱
تاریخچه : ۲
تعریف جوشکاری ۴
جوشکاری فشاری ۴
جوشکاری آهنگری ۴
جوشکاری مقاومتی ۵
جوشکاری ذوبی ۵
قوس الکتریکی و چگونگی تشکیل آن ۶
روشهای مختلف ایجاد قوس الکتریکی ۶
جریان الکتریسیته مناسب در روش (SMAW) ۷
شدت جریان در جوشکاری ۸
اختلاف پتانسیل در جوشکاری ۸
مقاومت الکتریکی قوس ۱۰
قطب الکترود ۱۱
محاسن و معایب جوشکاری با روشهای AC,DC ۱۳
محاسن جوشکاری با جریان متناوب AC ۱۳
معایب جریان متناوب AC ۱۳
محاسن جریان مستقیم DC ۱۳
معایب جوشکاری با جریان مستقیم DC ۱۳
وزش قوس ۱۴
راههای جلوگیری از وزش قوس و کاهش آن ۱۴
انواع ترانسها ۱۵
مزایا و معایب کار با ترانس ها ۱۵
تجهیزات جوشکاری قوس دستی ۱۷
الکترودها ۲۰
انواع الکترود های جوش قوس دستی ۲۱
روش ساخت الکترود ۲۴
نقش فلاکسها (پوشش الکترود) ۲۶
حفاظت و ایمنی ۲۹
ایمنی و حفاظت در جوشکاری با قوس الکتریکی ۳۰
آلودگیهای گازی ۳۴
اتصالات در جوشکاری ۳۷
فاصله روت (ROOT ) ۳۷
پاشنه جوش یاLand ۳۸
انواع پخ ۳۸
اندازه پروفیل جوش ۳۸
محاسن جوش نسبت به سایر اتصالات مکانیکی ۳۹
جوشکاری با گاز اکسی – استیلن- حالت سطحی ۴۰
اصول آماده سازی قطعات برای جوشکاری ۴۱
روش هدایت مشعل و مفتول ۴۳
تجهیزات جوشکاری اکسی- استیلن ۴۶
مشعلهای جوشکاری ۴۷
قدرت مشعلهای جوشکاری ۴۸
بک های جوشکاری ۴۸
رگولاتورهای فشار ۴۹
رنگ مشخصه و اتصالات کپسولها ۵۱
نحوه تشکیل شدن شعله (روشن کردن مشعل ) ۵۲
ابزارها و وسایل دستی جوشکاری گازی ۵۷
آهنگری (تغییر فرم آزاد ) ۵۸
روشهای مختلفی که نرم هستند عبارتند از : ۵۸
مراحل آهنگری فولاد ۵۹
آهنگری میله ۶۰
پهن کردن الکتریکی ۶۲
سوراخ کردن ۶۳
مثالهایی از اهنگری فولادهای بزرگ ۶۴
محور گردنده توربین ۶۵
آهنگری لوله ۶۶
آهنگری میل لنگ ۶۷
تغییر شکل دادن اجسام با کمک قالب گرم ۶۹
تکنیک قالب تغییر شکل دهنده ۶۹
ابزار مخصوص قالب تغییر شکل دهنده ۷۰
دستگاه و لوازمات آهنگری ۷۲
کوره های اهنگری ۷۲
شکل دادن فلزات ۷۲
دستگاهها و ابزار آلات تغییر شکل دادن آزاد آهنگری ۷۳
۳-ماشینهای تغییر شکل دهنده بوسیله قالب ۷۴
چکشهای قالب دار آهنگری ۷۴
مـنابـع ۷۵
نمودار سازمانی ۷۶
مـنابـع
کتاب اصول نوین جوشکاری ، محمد سلطان بیگی – اردشیر هنر بخش.
کتاب حساب فنی دوم صنایع فلزی ، عبدالحسین گلسری .
کتاب در فنی سال دوم مکانیک عمومی ، صمد خادمی اقدام – بهروز نصیری زنوزی .
کتاب تکنولوژی جوشکاری برق (قوسی مقاومتی ) ، سال دوم صنایع فلزی
مقدمه
از ابتدای خلقت بشر مساله اتصال و به هم بستن و ضرورت دستیابی به شیوه های آسانتر برای ایجاد اتصالات مطرح بوده است . ایجاد اتصال در شکلهای پیشین خود از به هم بستن شاخه های درختان و تکه های چوب و دوختن تکه های پوست حیوانات برای مصارف گوناگون آغاز شد و متناسب با تکامل نیاز های انسان ،هنر اتصال و به هم پیوستن اجسام نیز رو به تکامل نهاد .
پیدایش فلزات و آلیاژ های فلزی وتلاش مستمر در یافتن راههای اتصال آنها به هم موجب ابداع روشهای مختلف اتصال شد که اتصال پیچ و مهره ای ، اتصالات پرچی و اتصالات جوشکاری شده از آن جمله اند .
در دنیای امروزه ، صنعت جوشکاری از نظر وسعت کار و تنوع بالاترین مرتبه را در علم اتصال و بریدن و جدا سازی قطعات فلزی و سایر مواد صنعتی دار است و طراحان و مهندسان خطوط تولید مصنوعات فلزی با بهرگیری از فرایند های مختلف و متنوع جوشکاری به بالاترین سرعت و کیفیت دست یافته اند . در عین حال ، وزن سبک مصنوعات و صرف هزینه هرچه کمتر ، از دیگر دستاوردهای آنان بوده است .
تاریخچه :
جوشکاری کوره ای یا آهنگری و جوشکاری با شعله ، نخستین روشهای شناخته شده جوشکاری به شمار می روند .
مصریها ، یونانیها و روسها برای جوشکاری و لحیمکاری فلزات قیمتی یا زود ذوب از نوعی مشعل ابتدایی استفاده می کردند که در آنها الکل یا مایع مشابه به عنوان سوخت به کار می رفته است .
از قرن نوزدهم که کار اختراعات و اکتشافات رونق گرفت ، نوآوری و خلاقیت در میدان تکنولوژی جوشکاری نیز ظهور کرد و روشهای مختلف جوشکاری یکی پس از دیگری ابداع گردید .
جوشکاری با قوس الکتریکی و استفاده از خاصیت حرارتی جریان برق در امر اتصالات فلزی ، با وجود اینکه چندین دهه قبل شناخته شده بود ، کاربردی نداشت .
سرانجام مردی روسی به نام( برنادوس) این پدیده را کشف کرد و در سال ۱۸۸۷ توانست جوشکاری با قوس الکتریکی و الکترود زغالی را اختراع کرد . در سال ۱۸۹۱ یک امریکایی به نام (کوفین) توانست به جای الکترود زغالی از الکترود فلزی استفاده کند و این روش به نام خود به ثبت برساند .
در آن زمان ، جوشکاری با الکترود لخت فلزی بسیار دشوار بود زیرا قوس بین الکترود فلزی و قطعه کار بی ثبات بود و کنترل انتقال قطره مذاب از الکترود به قطعه بسختی انجام می گرفت .
کشف الکترود روپوش دار به وسیله یک مخترع سوئدی به نام اسکار کیلیرگ در سال ۱۹۰۵ باعث ثبات قوس و بهبود کیفیت جوش شد .
پژوهشهای مختلف برای افزایش مرغوبیت و کیفیت این روش ادامه یافت و همچنان ادمه دارد . جوشکاری با قوس الکتریکی و الکترود روپوش دار در ردیف جوشکاریهای ذوبی است که امروزه به طور گسترده در صنایع مختلف به کار گرفته می شود . در زمان حاضر ، جوشکاری قوس دستی (SMAW) یکی از متداولترین روشهای جوشکاری است که به طور گسترده در صنایع فلزی ایران کاربرد دارد و به عنوان پدیده ای ارزشمند در امر تولید و تعمیر در کارخانه ها و کارگاههای مختلف صنعتی ایفای نقش می نماید . به دلیل وابستگی این فن به علوم و فنون و گستردگی دامنه علمی آن متخصصان و کارشناسان ورزیده همواره در حال پژوهش هستند و دستاورد های خود را به صورت استانداردهای جوشکاری انتشار می دهند .
در عملیات اجرائی نیز کاردانان با تجربه همکاری دارند و با تلاش و پشتوانه غنی علمی چرخهای عظیم و پیچیده صنعت را به طور اصولی و اقتصادی به حرکت در می آورند .
تعریف جوشکاری
تاکنون تعاریف زیادی برای جوشکاری بیان شده است ، ولی بطور کلی حذف فاصله و ایجاد جاذبه مولکولی یا کریستالی بین قطعات گوناگون را جوشکاری گویند . برای تحقق این امر روششهای زیادی به ذهن می رسد که اکثرا عملی شده است و نتایج کارائی آنها در ارتباط با وسایل و تجهیزات مورد لزوم به لحاظ سادگی و پیچیدگی مورد مطالعه قرار گرفته است .
عملیات جوشکاری که امروزه در صنایع به کار گرفته میشوندعبارتند از :
۱- جوشکاری فشاری ۲- جوشکاری ذوبی
هر کدام تقسیم بندیهای گوناگون و گسترده ای دارد که تاکنون بیش از ۸۵ روش در جوشکاری و برشکاری ابداع شده است و اجرا می شود بعضی از روشها نیز منسوج شده ، جای خود را به روشهای نوین جوشکاری داده اند .
جوشکاری فشاری
تعریف : جوشکاری فشاری فرآیندی که در آن لبه های مورد اتصال ، تحت فشار ، و با استفاده از حرارت یا بدون آن در هم ادغام می شوند و قطعات به هم اتصال می یابند .
جوشکاری آهنگری یا پتکه ای ، جوشکاری مقاومتی ، جوشکاری اصطکاکی ، جوشکاری مافوق صوت (اولتراسونیک) و جوشکاری سرد از آن جمله اند .
جوشکاری آهنگری
یکی از فرایند های قدیمی جوشکاری است و روش کار چنین است که قطعات مورد جوشکاری را در کوره ای تا مرحله خمیری شدن گرم می کنند . سپس آنها را از کوره خارج و اکسید ها را از سطح مورد اتصال پاک می کنند . آنگاه آنها را رویهم روی سندان قرار می دهند و ضربات پتک دستی یا برقی میکوبند تا دو قطعه در هم ادغام شوند و جوش بخورند .
جوشکاری مقاومتی
جوشکاری مقاومتی یکی از روشهای جوشکاری فشاری است که در شاخه های مختلف صنعت خصوصاً در صنایعی که با ورقها و مفتول فلزی سر و کار دارند کاربرد فراوان دارد . در این روش سطوح اتصال با اعمال حرارت و فشار بهم جوش می خورند .
فلزات به دلیل داشتن مقاومت الکتریکی ، دراثر عبور جریان برق از آنها ، گرم می شوند و به حالت خمیری و حتی به دمای ذوب می رسند . حرارت حاصل در این روش با مجذور شدت جریان و مقاومت در زمان عبور جریان رابطه مستقیم دارد . شدت زمان عبوری و زمان از طریق دستگاه قابل کنترل و تنظیم است ، اما مقاومت الکتریکی به عوامل مختلف از جمله جنس و ضخامت قطعات کار ، اندازه سطح الکترود ها ، چگونگی سطح تماس و فشار اعمال شده به کار مربوط می شود .
جوشکاری مقاومتی در صنعت به صورتهای گوناگون مورد استفاده است که مهمترین و متداولترین آنها به ترتیب زیر است : ۱- جوش نقطه ای یا نقطه جوش ۲- جوش قرقره ای یا درز جوش ۳- جوش واژگون یا سر به سر ۴- فلاش جوش یا جوش جرقه ای
جوشکاری ذوبی
تعریف : جوشکاری ذوبی روشی است که در آن لبه های مورد اتصال پس از ذوب شدن به کمک فلز پر کننده یا بدون آن در هم آمیخته و منجمد میگردند به این ترتیب قطعات به یکدیگر متصل می شوند .
برای ذوب کردن لبه های مورد اتصال از انرژیهای مختلف استفاده می شود : انرژی شمیایی : جوشکاری با شعله گاز ، جوشکاری ترمیت
انرژی الکتریکی : جوشکاری با قوس الکتریکی
انرژی نورانی : جوشکاری با اشعه لیزر
در جوشکاری با قوس الکتریکی حرارت لازم برای ذوب لبه های مورد اتصال و مفتول پر کننده درز از طریق ایجاد و برقراری قوس الکتریکی بین الکترود و فلز مورد جوشکاری تامین می شود .
قوس الکتریکی و چگونگی تشکیل آن
چنانچه قطبهای مثبت و منفی یک منبع انرژی الکتریکی را با هم تماس داده و سپس در فاصله کمی از یکدیگر قرار دهند ، در اثر اختلاف پتانسیل الکتریکی موجود میان آنها جرقه های ایجاد می شود . این جرقه ها موجب یونیزه شدن اتمسفر بین دو قطب و عبور الکترونها از فاصله هوایی میان دو قطب می شود .
ادامه جرقه ها و به هم پیوستن آنها در فضایی یونیزه شده ، موجب تشکیل قوس الکتریکی می شود . با وجود یونیزه شدن فضای بین الکترود وکار ، باز هم مقاومت الکتریکی زیادی در این منطقه وجود دارد و همین مقاومت سبب تبدیل انرژی الکتریکی به انرژی حرارتی می شود و حرارت در حدود ۶۰۰۰-۵۰۰۰ درجه سانتیگراد ایجاد می گردد که می تواند در زمان کوتاهی فلزات را به دمای ذوب برساند .
روشهای مختلف ایجاد قوس الکتریکی
یکی از روشهای ایجاد قوس الکتریکی استفاده از اختلاف پتانسیل زیاد یا ولتاژ بالا است . جرقه هایی که در شمع اتومبیل زده می شود تا مخلوط هوا و سوخت در سیلندر اتومبیل محترق شوند ، با استفاده از ولتاژ بالا تحقق می یابد .
در این روش ، بدون اینکه تماس میان دو قطب جریان برقرار شود ، جرقه زده می شود ولی گرمای ایجاد شده به وسیله قوس حاصل ، بسیار کم است .
همچنین در بعضی از انواع جوشکاری مثل جوشکاری با گاز محافظ ، جرقه های اولیه با استفاده ولتاژ بالا ایجاد می شوند ، بدین صورت ، که با نزدیک شدن الکترود به کار قبل از برقراری تماس بین آن دو و حتی از فاصله ۲۰ تا ۳۰ میلیمتری ، در اثرولتاژ ذخیره شده در خازن دستگاه جرقه زده می شود ، گاز محافظ یونیزه می گردد و زمینه ایجاد قوس پایدار برای جوشکاری فراهم می شود . در روش جوشکاری قوسی با الکترود روپوش دار ، قوس الکتریکی با آمپر زیاد ایجاد می گردد و به منظور ایجاد قوس میان دو قطب جریان ، تماس برقرار می شود تا جرقه حاصل گردد ودرصدی از اتمسفر موجود بین دو قطب یونیزه شود سپس قوس پایدار به وجود آید .
عوامل موثر در برقراری و تشکیل قوس الکتریکی و ایجاد حرارت عبارتند از : اختلاف پتانسیل دو سر قطب ، شدت جریان و مقاومت دو قطب .
جریان الکتریسیته مناسب در روش (SMAW)
جریان الکتریکی عبارت است از حرکت الکترونها در یک هادی و برای حرکت الکترون درون هادی فشار الکتریکی لازم است و در صورتی که اختلاف پتانسیل موجود داشته باشد جریان نیز وجود دارد .
چنانچه قطبهای تغییر نکنند و به عبارت دیگر ، جهت جریان همیشه ثابت باشد و الکترونها فقط در یک جهت حرکت کنند ، جریان را جریان مستقیم یا DC نامند . چنانچه جهت جریان ثابت نباشد و به عبارت دیگر ، الکترونها نخست در یک جهت جریان یابند و بعد جهت خود را عوض کرده و عکس جهت قبلی سیر کنند ، آن را جریان متناوب AC نامند.
در جوشکاری با قوس الکتریکی از هر دو نوع جریان استفاده می شود . جریان AC به وسیله ترانس جوشکاری یا مبدل و جریان DC به وسیله دینام جوشکاری یا رکتی فایر تامین می گردد .
شدت جریان در جوشکاری
به تعداد الکترونهایی که از یک نقطه ازمدار در زمان واحد می گذرد شدت جریان عبوری گویند . اگر در یک ثانیه به اندازه یک کولن یا تعداد ۱۰×۸۲/۶ الکترون از یک نقطه از مدار بگذرد ، جریان عبوری یک آمپر است که آن را با حرف I نشان می دهند . جریان جوشکاری به وسیله آمپر اندازه گیری می شود . استفاده از ولتاژ بالا در قوس خطر شوک الکتریکی دارد . بنابراین با توجه به روابط زیر در جوشکاری از شدت جریان زیاد و ولتاژ کم استفاده می شود تا حرارت کافی برای ذوب موضعی فراهم شود .
محدوده شدت جریان جوشکاری باقوس الکتریکی : در جوشکاری با الکترود دستی معمولا ۳۵۰ میلیمتر طول و قطری بین ۵/۲ تا۳/۶ میلیمتر دارند . تمام شدت جریان جوشکاری از هسته فلزی الکترود عبور می کند و چون دارای مقاومت الکتریکی است ، در آن گرما ایجاد می شود و اگر خیلی گرم شود ، خطر ذوب زودرس الکترود وجود دارد و زودتر از آن پوشش الکترود لطمه خواهد دید . با توجه به این نکات ، سازندگان الکترودها حداکثر جریان را برای هر نوع الکترود مشخص می کنند .
اختلاف پتانسیل در جوشکاری
عامل عبور الکترونها در یک هادی ، فشار الکتریکی یا اختلاف پتانسیل است به عبارت دیگر فشاری است که موجب راندن الکترونها را از مقاومت الکتریکی عبور می دهد .
واحد فشار الکتریکی ولت است و آن اختلاف پتانسیلی است که موجب شود یک کولن ، کاری معادل یک ژول انجام دهد .
جریان الکتریکی در مدار به جریان آب در سیستم لوله کشی شباهت دارد.
در این سیستم یک تلمبه موجود است که آب از یک سو فشار قرار می دهد و باعث عبور جریان آب از سوپاپ تنظیم می شود .
در مدار الکتریکی ، مولد جریان (باتری-ژنراتور-دینام جوش) همچون پمپ در سیستم لوله کشی یاد شده عمل میکند و فشار الکتریکی به وجود می آورد تا الکترونها حرکت کنند و بتواند از مقاومت بگذرند به عبارت دیگر ، عبور الکترونها از قوس الکتریکی است که از طریق ترانس یا دینام جوشکاری تامین می گردد .
ولتاژ مدار باز و ولتاژ قوس الکتریکی : برای انجام جوشکاری و برقراری جریان الکتریکی در مدار نیروی محرکه یا ولتاژ لازم توسط دستگاه جوشکاری تامین می شود و بسته به نوع دستگاه جریان DC یا ACولتاژی معادل ۸۰-۵۰ ولت خواهیم داشت . همزمان با تشکیل قوس الکتریکی ولتاژ افت می کند و تقریبا به نصف یا کمتر می رسد .
محدوده ولتاژ در جوشکاری با قوس الکتریکی : ماکزیمم ولتاژ قوس ۴۰ ولت است زیرا کار با ولتاژ بیشتر احتمال خطر شوک الکتریکی دارد از سوی دیگر ، برقراری و پایداری قوس الکتریکی با ولتاژهای کم دشوار است .
ولتاژ مدار باز دستگاههای جوشکاری در محدوده ۵۰ تا ۸۰ ولت است ولی در بعضی از دستگاههای جوشکاری پیشرفته ، به منظور افزایش ایمنی پس از قطع عمل جوشکاری ولتاژ دو سرکابل به طور اتوماتیک تنزل می یابد و در حد بسیار پایینی قرار می گیرد تا هنگام تعویض الکترود برای جوشکاری کمترین احتمال شوک الکتریکی وجود نداشته باشد . در این دستگاهها با اولین تماس الکترود به کار و عبور جریان ضعیف از مدار جوشکاری ، کنتاکتور تعبیه شده در دستگاه به طور خودکار ولتاژ اصلی را وارد مدار می کند تا قوس تشکیل شود .
بلافاصله پس از برقراری قوس ، ولتاژ افت می کند و به حدود نصف می رسد که به آن ولتاژ قوس می گویند . در بعضی از دستگاههای جوشکاری ، کلیدی برای تغییرات جزئی در ولتاژ قوس وجود دارد زیرا افزایش نفوذ جوش می شود . افزایش ولتاژ طول قوس را نیز افزایش می دهد و کار کردن با طول قوس بلند موجب کاهش حفاظت منطقه مذاب و ستون قوس از اثرات زیان بخش اتمسفر نیز خواهد شد .
مقاومت الکتریکی قوس
جهت دریافت و خرید متن کامل مقاله و تحقیق و پایان نامه مربوطه بر روی گزینه خرید انتهای هر تحقیق و پروژه کلیک نمائید و پس از وارد نمودن مشخصات خود به درگاه بانک متصل شده که از طریق کلیه کارت های عضو شتاب قادر به پرداخت می باشید و بلافاصله بعد از پرداخت آنلاین به صورت خودکار لینک دنلود مقاله و پایان نامه مربوطه فعال گردیده که قادر به دنلود فایل کامل آن می باشد .
