دانلود تحقیق جوشکاری

1 مقدمه:

جوشکاری عبارت است از اتصال و یکپارچه کردم مصالح به یکدیگر به کمک حرارت  با و یا بدون استفاده از فشار و یا مواد پر کننده اضافی.

برای ذوب فلز مبنا و ماده جوش حرارت به کار می رود، تا مواد سیال شده و تداخل آنها عملی گردد.

 ممول ترین روش های جوشکاری، خصوصاً برای جوش فولاد ساختمانی، از انرژی برق به عنوان منبع حرارتی است. بدین منظور اغلب از قوس الکتریکی استفاده می شود. قوس الکتریکی عبارت است از یک تخلیه جریان نسبتاً بزرگ بین الکترود و فلز مبنا که از میان ستونی و مواد گازی یونیزه به نام پلاسما انجام می پذیرد.

در جوش قوس الکتریکی عمل ذوب و اتصال یا جریان مواد در طول قوس، و بدون اعمال فشار صورت می گیرد.

جوشکاری با استفاده از قوس الکتریکی

جوش های قوس الکتریکی با الکترودروکشدار یکی از مهمترین، ساده ترین و شاید کارآمد ترین جوشی است که برای فولاد ساختمانی به کار می رود. در محاورات فنی، این روش به نام جوش دستی با الکترود خوانده می شود.

حرارت با برقرار نمودن قوس الکتریکی بین یک الکترود روکش دار و اجزایی که باید متصل شوند، ایجاد می گردد. مدار جوشکاری در شکل ال- به نمایش درآمده است.

در جریان جوشکاری با ذوب الکترود و انتقال به فلز مبنا، الکترود روکشدار مصرف می شود. فلز الکترود تبدیل به ماده پر کننده شده و قسمتی از روکش به گاز حافظ وقسمت دیگر آن به گل جوشکاری تبدیل می شود. روکش، مخلوطی گل مانند مانند از سیلیکات های سخت کننده و مواد گردی مانند فلوراید ها، کربنات ها، آلیاژهای فلزی و سلولز است. این مخلوط پخته و فشرده شده تا روکشی سخت و خشک و متراکم را به وجودآورد.

روکش الکترود م یتواند وظایف زیر را نیز به عهده داشته باشد:

با ایجاد سپر گازی، هوا را جدا ساخته و قوس را تثبیت کند.

مواد دیگری مانند احیا کننده ها را وارد جوش نماید تا بافت ساختمانی آن را بهبود بخشد.

با ایجاد یک روکش از گل جوشکاری روی حوضچه مذاب و جوش سخت شده آنها را در مقابل اکسیژن و نیتروژن هوا محافظت کرده و در ضمن مانع سرد شدن سریع جوش گردد.

در استانداردهای مختلف برای نشان دادن انواع الکترود از علائم گوناگون استفاده می شود، به عنوان مثال استاندارد انجمن جوشکاری آمریکا، علامت ها را با حروف E شروع می کنند، که با یک عدد چهار یا پنج رقمی دنبال می گردند. دو رقم اول سمت چپ معرف مقاومت کششی فلز الکترود برحسب هزار پوند بر اینچ مربع می باشد. به طور مثال الکترودهای نشان داده شده به صورت E60 XX دارای مقاومت کششی psi60000 (4200 کیلوگرم بر سانتی متر مربع) در فلز جوش است. اعداد بعدی که با XX نمایش داده شده اند نمایشگر عوامل موثر دیگر مانند وضعیت جوشکاری، منبع توصیه شده برای تامین الکتریسیته ، جنس روکش و مشخصات قوس الکتریکی می باشند. این استاندارد تا حدود زیادی در ایران متداول شده است و در این بحث نیز از علائم آن استفاده شده است.

جدول   انواع الکترودهای روکشدار سازگار با انواع مختلف فولاد ساختمانی را مشخص می سازد. در جوشکاری فولادهای پر کربن و یا کم آلیژ به روش قوس الکتریکی با الکترود روکش دار، برای همه فولادهای ساختمانی استفاده از الکترود های کم هیدروژن توصیه می گردد. این الکترود مفتولی با پوشش سود یا آهک می باشد. مشخصات مکانیکی جوش های به دست آمده از جوشکاری با این الکترود کیفیتی بالاتر از انواع دیگر جوش اتس.

روش های دیگر جوشکاری با قوس الکتریکی اغلب به صورت اتوماتیک انجام می شوند، عبارتند از جوشکاری تحت حفاظت گاز، و جوشکاری با فلوس مغزی که برای تشریح آنها باید به کتب تخصصی مراجعه نمود. در این روش الکترودها به صورت مفتول پیوسته عاری از روکش بوده و عمل پوشش را پودر و یا گاز CO2 انجام می دهد.

جوش پذیری فولادهای ساختمانی

اغلب فولادهای ساختمانی استاندارد را می توان بدون تدابیرخاص و استفاده از روش های معین جوش نمود. جوش پذیری فولاد، مشخصه درجه سهولت ایجاد یک اتصال ساختمانی سالم و بدون ترک است. بعضی از انواع فولادهای ساختمانی برای جوشکاری از انواع دیگر مناسب تر است. جدول     ترکیب شیمیایی ایده آل فولادهای کربن دار را به نمایش می گذارد. اغلب فولادهای نرمه در این رده جای می گیرند، در حالی که مقادیر مطلوب برای فولادهای پر مقاومت ممکن است از حدود تحلیلی ایده آل نمایش داده شده در جدول    تجاوز کند.

انواع اتصال های جوشی

اگرچه در عمل انواع و ترکیبات مختلفی از انواع اتصال یافت می شود، ولی پنج نوع اتصال جوش اصلی وجود دارد که عبارتند از لب به لب، رویهم، سپری، گونیا و پیشانی.

اتصالات لب به لب

   اتصال لب به لب اغلب برای متصل ساختن انتهای ورق های مسطح با ضخامت های نسبتاً مساوی مورد استفاده قرار می گیرند. امتیاز این نوع اتصال اجتناب از خروج از مرکزیتی است که در اتصال های رویهم یک طرف مانند شکل     به وجود می آید. وقتی که در اتصال لب به لب از جوش شیاری با نفوذ کامل استفاده شود، اندازه اتصال به حداقل خود رسیده و ظاهر آن بسیار خوشایندتر از انواع دیگر اتصال می گردد.

اتصال پوشش (رویهم)

اتصال پوششی که انواع آن در شکل    نمایش داده شده، معمول ترین نوع اتصال است. این اتصال دو مزیت عمده دارد:

سادگی جفت و جور کردن: ساخت قطعات این نوع اتصال احتیاج به وقت زیاد، به میزانی که د رانواع دیگر اتصالات جوشی مورد نیاز است. قطعات می توانند بر روی هم کمی جابجا گردند تا خطاهای کوچک ساخت را پوشانده یا تنظیم طول را عملی سازند.

سادگی اتصال دادن: لبه های قطعات متصل شونده احتیاج به آمادگی خاصی ندارند و اغلب برش عادی خورده یا با شعله بریده می شوند. در اتصال پوششی اغلب از جوش گوشه استفاده می گردد.

اتصال گونیا

اتصال گونیا عمدتاً در ساخت مقاطع جعبه ای مستطیلی شکلی که تیرها و ستون های مقاوم در برابر پیچش را تشکیل می دهند مورد استفاده قرار می گیرد.

اتصال پیشانی

اتصال پیشانی اغلب نقش سازه ای به عهده ندارند، مورد استفاده آن معمولا در نگهداری دو یا چند صفحه در یک سطح و یا نگهداری امتداد اولیه است.

انواع جوش

چهار نوع از جوش ها که در شکل    نشان داده شده اند عبارتند از: جوش شیاری، جوش گوشه، جوش کام و جوش انگشتانه. هر نوع جوشی مزیت هایی مخصوص به خود دارد ه دامنه کاربرد آن را تعیین می نماید. نسبت تقربی استفاده از این چهار نوع جوش در ساخت اتصالات ساختمانی به این ترتیب است: جوش شیاری 15 درصد، جوش گوشه 80 درصد، و در 5 درصد بقیه موارد جوش های کام و انگشتانه و انواع دیگر جوش های مخصوص به کار می روند.

جوش های شیاری

مورد استفاده اصلی جوش شیاری متصل ساختن قطعات سازه ای است که در روی یک سطح و در امتداد هم قرار گرفته اند. از آنجا که جوش های شیاری اغلب به منظور انتقال کل نیروی قطعاتی به وسیله ای جوش متصل می شوند مورد استفاده قرار می گیرند. لذا باید جوش از مقاومتی هم اندازه با مقاومت قطعات متصل شونده، برخوردار باشد. چنین جوش شیاری به عنوان جوش شیاری با نفوذ کامل شناخته می شود.

وقتی که درز جوش چنان طراحی شود که جوش شیاری در تمامعمق قطعات متصل شونده گسترش نیابد به چنین جوشی جوش شیاری با نفوذ نسبی اطلاق می شود. در طراحی این جوش ها الزامات خاصی را باید در نظر داشت.

لبه درز جوش در غلب جوش ها شیاری باید به طرز مخصوصی آماده گردد. نام گذاری انواع جوش شیاری نیز با توجه به این امر انجام شده است. شکل    انواع معمول جوش شیاری را به نمایش گذاشته و نحوه ساختن شیار جوش را در هر یک مشخص می سازد. انتخاب جوش شیاری مناسب به روند جوشکاری مورد استفاده هزینه آماده کردن لبه درزهای جوش، و هزینه خود جوش بستگی دارد. از جوش شیاری همچنین می توان در ساخت اتصالات سپری استفاده نمود.