جوشکاری ذوبی – متغیرهای فرآیند

توانایی جوش خوب واقعاً چه معنایی می دهد ؟ بحث های متعددی در میان کمیسیون های جوش متعدد مطابق با معنی دقیق آن وجود دارد . برخی افراد حتی بحث می کنند که به خاطر اینکه واقعاً تمام فلزات و آلیاژها می توانند جوش بخورند . ممکن است حتی اصطلاح حشو آمیز باشد ! با وجود این ، این دیدگاه نسبتاً فرهنگستانی است چون ، عملاً ، مواد به طور کلی حاوی توانایی جوش خوب در نظر گرفته می شوند تنها اگر می توانند به طور مطمئن در مقیاس تولید جوش بخورند . هم چنین ، اصطلاح توانایی جوش خوب باید عملکرد تعدادی از فاکتورهای برهم کنش باشد ، که شامل :

1.    نوع فرایند جوش

2.    محیط

3.    ترکیب آلیاژ

4.    طرح و اندازه اتصال

تمام این عوامل می توانند برای توانایی جوش آلیاژ سرنوشت ساز باشند و اگر یکی از آنها نامناسب است ممکن است منجر به مشکلات بزرگ شود . در واقع ، توانایی جوش اغلب صرفاً برحسب آسیب پذیری نسبت به انواع متعدد مشکلات بزرگ شناخته شده همراه با ج.ش ها تعریف می شود . بنابراین ، کاربرد معادله های تجربی که حساس پذیری آلیاژ را نسبت به نوع مشخص مشکل بزرگ برحسب ترکیب آن ، و در موارد پیچیده تر ، برحسب تعدادی از پارامترهای برهم کنش ، مثل برابری کربن ورودی گرما ، حرارت از قبل گرم کردن ، نوع اتصال ، و غیره توصیف می کند ، اغلب طرفداری می شود ؛ این روش به طور مفصل تر بعداً بررسی می شود . در این فصل توانایی جوش برحسب متغیرهای فرایند متعدد جوش ذوبی و چرخه گرمایی جوش در نظر گرفته می شود .

جوش ذوبی

تاکنون مهم ترین تکنیک به کار رفته در ساختار جوش امروزه جوش ذوبی است ، که فرایند اصلی بحث شده در اینجا است . برای توصیفات اینها و دیگر فرایندهای جوش ، به عنوان مثال ، Tylecto , Lancastar را برای جوش مرحله جامد و Cross land را برای مرور جوش انفجاری ببینید . قصد ندارد عمیقاً در متالوژی جوش ذوبی بررسی کند ، اما در عوض در مورد برخی عواملی بحث می کند که ممکن است بر ریز ساختار و ویژگی های جوش ها تاثیر بگذارند .

شکل 1-1 یکی از رایج ترین فرایندهای جوش ذوبی : جوش برقی فلز دستی ( MMA ) را شرح می دهد . منبع گرما توسط قوس الکتریکی ، جریان بالا و تخلیه ولتاژ پایین در دامنه 10 – 2000 A و 10 – 50 V آماده می شود . الکترود شامل هسته سیم پر کننده و روکش روانسار ، مرکب از سیلیکات های متفاوت و اکسیدهای فلز است . در طول جوشکاری فلزات روانسار برای تشکیل سرباره چسبند ، که لایه ی محافظتی بین اتمسفر و فلز کاملاً ذوب شده فراهم می کند . به علاوه ، سرباره محیط در حال کاهش از نظر شیمیایی ایجاد می کند که کمک به مستثنی کردن عناصر در هوا و جلوگیری رطوبت از نفوذ به استخر جوش می کند . هم چنین ممکن است گازهایی تولید کند که کمک به حفظ جریان قطرات ریز فلزی مایع از سیم پر کننده به استخر می کند . سرباره باید به قدر کافی فلز را ، حتی در جوش های عمودی بپوشاند . و بنابراین ترکیب آن حیاتی است همان طور که بر چسبندگی تاثیر می گذارد . بعد از آن ، هم چنین سرباره باید به آسانی از سطح جوش منجمد شده قابل جدا شدن باشد .

*********************

شکل 1-1 . اصول فرایند جوش برقی فلز دستی . ذوب و تبخیر روکش روانسار محافظ محافظتی از اتمسفر آماده می کند .

دیگر فرایندهای جوش ، مثل جوشکاری برقی مستغرق (SA) ، از فرایند تغذیه سرباره جداگانه استفاده می کند . ( جدول 1-1 را ببینید ) ، اما اصل برای جوش MMA مشابه است . هم چنین ممکن است اتمسفر محافظتی در شکل گاز خنثی همان طور به عنوان مثال ، در جوش گاز فلز خنثی ( MIG) تولید شود . متناوباً جوش ممکن است در خلاء همان طور در جوش پرتو الکترون انجام شود . برخی از تکنیک های رایج تر جوش ذوبی در جدول 1-1 با توضیحاتی درباره مناطق کاربرد و مشکلات ممکن نشان داده می شود .

مهم است نقش های متفاوت سرباره را ذکر کنیم زمانی که جوشکاری برقی را با جوشکاری برقی با سرباره مقایسه می کنیم ( جدول 1-1 را ببینید ) . در جوشکاری برقی با سرباره ، سرباره نقش ضرورتاً متفاوت را از جوشکاری برقی معمولی بازی می کند که در آن گرما توسط گرم کردن مقاوم سرباره تولید می شود . بنابراین روانسارها از لحاظ تاثیرشان در رسانایی الکتریکی و چسبندگی سرباره انتخاب می شوند ، برحسب ورودی گرما فرایند جوشکاری برقی با سرباره طرفیت گرمای بسیار بزرگتر دارد ، و منبع گرما به طور آهسته تر نسبت به دیگر فرایندهای جوش ذوبی حرکت می کند .

جدول 1-1 . فرایندهای جوشکاری ذوبی اصل

 

 

 

 

 

کاربردهای واقعی

 

 

 

 

 

 

 

معانی ضمنی و مشکلات متالوژی

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

انتخاب سرباره ها

*******

 

فولادهای آلیاژ پایین فولادهای ضد رنگ

آلومینیم مس

نیکل

آلیاژها ( متفاوت )

 

 

 

تخلخل یا ترک خوردگی به خاطر ، به عنوان مثال ، جذب نیتروژن از هوا ناخالصی های سرباره پسماند در جوشکاری

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

معمولاً : سیلیکا ، آلومین ، روتیل ، منیزی ، فلورسپار ، آهک ، منگنز ، اکسید ، اکسیژن زداها ( متفاوت )

*******

 

فولادهای غیر ضد زنگ فولادهای ضد زنگ ( آستنیتی و فریت )

آلومینیم

تیتانیوم

نیکل آلیاژها غیره

 

فرایند کامل از نظر متالوژی ، یعنی ، هیدروژن پایین و مقدار ناخالصی پایین در فلز جوش . تخلخل می تواند به خاطر جذب گاز ( MIG ) CO2 یا به خاطر ناخالصی ها ( TIG ) حاصل شود .

 

 

 

 

 

 

 

هیچ سرباره اما برخی اکسیژن زداها به کار رفته

*******

 

فرایندهای تولید . به عنوان مثال ، جوش انرژی بالای ساخت های فولاد بزرگ . مناسب برای فولادها ، تیتانیوم ، آلومینیم و غیره

 

سرعت های رسوب بالای ممکن تخلخل به خاطر سرعت های خنکاری بالا . مشکلات ترک خوردگی گرم زمانی که صفحات ضخیم را جوش می دهیم . ( مشکلات رشد دانه در HAZ به خاطر ورودی بالای گرم )

 

 

 

 

 

 

مشابه با جوش برقی فلز دستی

*******

 

برای اتصال ریخته گری های سنگین و آهنگری های به کار رفته ، مناسب برای فولادها ، آلومینیم ، تیتانیوم و غیره

 

ساختار ریخته گری واقعی زوایای شیب در جوش ( دانه های ستونی یزرگ ، اندریت ها ، غیره ) ترک خوردگی خط مرکز ( تفکیک ) مشکلات بریدگی کنار ، تخلخل به خاطر فقدان ذوب ، رشد دانه در منطقه تحت تاثیر گرما ( HAZ ) . فرایند هیدروژن پایین . سختی پایین ( به خاطر تفکی )

 

سرباره های انتخاب شده برای کمک به مقاومت بالا و پوشاندن هوا

 اصول تکامل مصرف شدنده

مصرف شونده ها در جوشکاری معمولاً شامل ترکیبی از سیم و روانساز هستند ، اگر چه ، به عنوان مثال ، در MIG و TIG ( گاز تنگستن بی اثر ) جوشکاری روانساز به کار نمی رود ، جدول 101 .

مصرف شونده ها باید حاوی ویژگی های زیر باشد ( به عنوان مثال به 6 4 رجوع پیدا کنید ) :

  1. فراهم کردن ویژگی های برقی خوب .
  2. حفاظت از قطرات فلز در طول رسوب .
  3. حاوی ویژگی های فیزیکی مناسب . یعنی از لحاظ چسبندگی ، حرارت ذوب ، تنش سطح و انبساط گرمایی .
  4. توانایی برای اکسید زدایی فلز جوش .
  5. توانایی تجزیه گازهای حل شده .
  6. توانایی محافظت در مقابل فلز جوش .
  7. کمک به شکل گیری رسوب جوش .
  8. توانایی برای انتقال عناصر آلیاژ کاری به فلز جوش .
  9. ساخت باید آسان و ارزان باشد .

سه نوع اصلی قابل مصرف وجود دارد ، اینها هستند :

  1. روانسار پوشیده ، همان طور که در جوشکاری MMA به کار رفت .
  2. روانسار مغزی ، به کار رفته در فرآیندهای جوشکاری متفاوت .
  3. روانسارها برای جوش برقی مستغرق .

ویژگی های این سه نوع به طور مختصر در زیر در نظر گرفته می شود .

مصرف شونده های MMA همان طور که در شکل 101 نشان داده شده می شود ، اینها شامل سیم جامد ترکیب واقعی هستند : وزن % 2/0 کربن ، % 5/0 وزن منگنز ، % 02/0 وزن سیلسیم . روکش کاری روانسار شامل انواع متفاوت پودرها ( روتیل ، سلولز ، بازی و اسیدی ) ، بستگی به ویژگی های مورد نیاز می باشد . به عنوان مثال ، کاربرد روانسارهای روتیل بالا (

/ 0 نظر / 91 بازدید