کلیاتی در راستای شناسائی محصول و
ارتباط منطقی آن با زنجیره تولید
1-2 تعریف، ویژگیها و مشخصات فنی محصول از نظر شکل ظاهری، طبقهبندی، فرمول، چگونگی بستهبندی اجزاء و قطعات متشکله، حد استاندارد ملی وجهانی
الکترود جوشکاری
مادهای است که به مواد دیرگداز برای کمک به ذوب آنها اضافه میشود. عمل ثانوی گدازآور، که علت اصلی کاربرد آن نیز هست، به عنوان عامل احیاءکننده جهت اکسیژنزدائی یا تجزیه ناخالصیها و زدودن آنها به صورت سربارهها یا گازها است. گدازآور که در لحیمکاریها برای زدودن اکسیدها از سطحی که باید لحیم شود نیز ممکن است به عنوان گدازآور تلقی گردند. سنگ گدازآور، اصطلاح عمومی سنگ آهک یا دولومیت است که در ذوب آهن بکار برده میشود. حدود 400 کیلوگرم سنگ آهک برای هر تن آهن خام تولیدی در کوره بلند به کار برده میشود. هرگاه کانه آهن بدون گدازآور قلیایی احیا شود. سیلیس و آلومین با اکسیدهای اهن به هم پیوسته تشکیل سیلیکاتهای مضاعف آهن و آلومین میدهند و افت سنگین آهن به وجود میآید. با اضافه کردن سنگ آهن، سیلیس و آلومین که میل ترکیبی شدید با آهک و منیزی دارند، تشکیل ترکیباتی را میدهند که محتوی آهن بسیار کمی هستند. این ترکیبات دوباره مذاب را تشکیل و روی سطح آهن مذاب شناور که به آسانی زدوده میشوند. گدازآور، گوگرد و فسفر را نیز از آهن میزداید. بعضی کارخانههای آهن محتوی مقدار کافی کربنات آهک برای تقریباً خودگداز شدن هستند. آهک، به عنوان گدازآور مؤثرتر از سنگ آهک ولی گرانتر است. کار کوره بلند در درجه اول تبدیل سنگ آهک به آهک است. سنگ آهک با حرارت دیدنی تا °C830 به آهک تجزیه میشود، که سپس در حرارت حدود °C1430، ذوب با تشکیل سرباره شروع میگردد. سنگهای آهکی که به عنوان گدازآور بکار برده میشوند،باید نسبتاً خالص باشند، که در غیر این صورت ترکیبات اضافی غیرمطلوبی تشکیل میشود. در مورد برنج، مفرغ، یا فلزات سفید نرم (بابیت)، رزینها را میتوان بکار برد، و گدازآور پوششی ممکن است زغال چوب، نمک طعام، یا بوراکس باشد. کریوالیت (یخ سنگ) گدازآور آلومینیوم و شیشه است.
آلیاژهای گدازآور
برای برنجها و مفرغها عبارتند از:
فسفر، قلع، فسفر مس، یا سیلیسیم مس.
فلزات را در همان زمان اضافه کردن عناصر آلیاژی اکسیژنزدایی میکنند. برای قلع پوششی فولاد، روغن نخل به عنوان گدازآور بکار برده میشود، برای لحیمکاری معمولی، کلرور روی گدازآور متداول است. پیه، کلوفون، یا روغن زیتون را نیز در لحیمکاری میتوان به کار برد. استامید، برای لحیمکاری فلزات رنگ شده بکار برده میشود. لحیم نرمی با هسته هیدرازین ساخته شده که فلزات را به خوبی خیس کرده، و بر اثر حرارت لحیم کاری بخار، و هیچ چیز از خود باقی نمیگذارد. برای لحیمهای نقره، بوراکس گدازآور متداول است. برای لحیمکاری فولاد زنگ نزن، بوراکس با اسید بوریک مخلوط میشود یا خمیرهایی از کلرور روی و بوراکس ساخته میشود. برای لحیمهای نقره، بوراکس گدازآور متداول است. برای لحیمکاری فولاد زنگ نزن، بوراکس با اسید بوریک مخلوط میشود یا خمیرهایی از کلرور روی و بوراکس ساخته میشود. بوراکس به عنوان گدازآور جوشکاری نیز ممکن است بکار برده شود گدازآور سفید، مخلوطی از نیترات و نیتریت سدیم و اکسیژن قوی است که در جوشکاری بکار برده میشود.
گدازآورهای جوشکاری
برای جوشکاری گرمای زیاد، معمولاً یک الکترود روکش و محتوی اکسیژنزدا و یک سربارهساز هستند. فلوئورور لیتیم، LIF، گدازآور قوی با گدازآوری لیتیم و فلوئور هر دو است و سرباره مایعی با نقطه ذوب کم به دست میدهد. اکسیژنزداها ممکن است فرومنگنز یا سیلیکد منگنز باشند.
سربارهسازهها
عبارتند از:
دی اکسید تیتان، کربنات منیزیم، آسپست، یا سیلیس.
سیلیکات محلول، یک چسب است، در حالی که سلولز برای حفاظت قوی ممکن است بکار برده شود. یک نوع مفتول جوشکاری با یک گدازآور معدنی روکش و با آسپست پوشیده شده که گدازآور و آسپست سرباره را داده از جوش جدا میشود. مخلوطی از کربن و خاک رس برای پوشاندن روی فولاد مذاب، پس از ریختن در قالبهای شمش، بکار برده میشود. گرمازا بوده و به حفظ دوره طولانیتر مذاب کمک میکند، به طوری که مواد اکسیژنزدایی شده روی سطح مذاب بالا میآیند.
1-1-2 تعریف محصول
الکترود جوشکالی معمولاً، به صورت میلگرد، سیم (الکترود)، یا گرد هستند که برای جوشکاری برقی یا گازی، یا برای تغییر سطوح، یا سختگردانی سطوح بکار برده میشوند به صورت آلیاژهای جوشکاری با طولهای یکسره و قطرهای کم، میباشند. میلگردهای غیرآهنی که برای جوشکاری مفرغها به کار برده میشوند، معمولا میلههای زر جوشکاری (میلههای لحیمکاری سخت) نامیده میشوند. زیرا، هنگام کاربرد آنها، فلز مورد جوشکاری ذوب نمیشود.
الکترودهای جوشکاری ممکن است فلزات استاندارد یا آلیاژهای خاص باشند که با مواد گدازآور روکش شده یا اینکه روکش نشدهاند (لخت هستند) و معمولاً به قطرهای 38/2 الی 3/6 میلیمتر هستند. ترکیب الکترودهای جوشکاری از مشخصات انجمن جوشکاری تبعیت میکنند. کربن قالبی، به ابعاد 3 الی 25 میلیمتر، نیز برای جوشکاری برقی بکار برده میشود.
میلههای فولادی کم کربن، برای جوشکاری چدن و فولاد، محتوی کمتر از 18% کربن هستند. میلههای پرکن رسوبی سخت تولید میکنند که به قالبکاری نیاز دارد. ولی برای تولید پرکنندهای سخت نیز به کار برده میشود. میلههای پر کربن، با 85/0 الی 10/1 درصد کربن، رسوبهایی با سختی اولیه 575 بر نیل بدست میدهند. در حالیکه سختی رسوبهای میله پرمنگنز، کمتر از 200 بر نیل بوده ولی با کار سختی بیش از 500 بر نیل سخت میگردد. برای جوشکاری خودکار با تولید زیاد، سیم فولاد کربنی ممکن است روکش نازک از مس، به جهت تسهیل در کار و جلوگیری از پاشیدگی، داشته باشد. الکترودهای فولاد زنگ نزن، با ترکیبات مختلف دادوستد میشوند که ممکن است حاوی فولاد زنگ نزن با روکشی با تیتان یا آهک و یا عناصر دیگری نظیر مولیبدن، کربور تنگستن و کلیه آلیاژهای این خانواده باشند.
درجاتی که از الکترودهای فولادی پرمنگنز، سختی به میزان 500 الی 700 بر نیل اضافه میکنند و نوعی از آن الکترودی از فولاد تندبر، برای روکش ابزارهای تراشکاری چرخدنده مارپیچی است، رسوب جوشکاری دارای ترکیب 30 درصد گرم، 8 درصد کبالت، 8 درصد مولیبدن، 05/0 درصد بور و 02/0 درصد کربن است. انواع دیگری از الکترودهای سخت روکشی، دارای درون داشت غیرآهنی هستند. نوع دیگر این الکترودها، فولادهای کم آلیاژهای کرم، مولیبدن، برای جوشکاری فولادهای آلیاژی بدون پیش گرم کردن هستند. گروهی از آلیاژها، به ویژه با مس یا نقره و الکترودهایی برای خال جوش هستند. نه الکترودهای جوشکاری. الکترودهای تنگستنی، ممکن است تنگستن خالص، تنگستن توریادار، یا تنگستن زیرکونیم باشند. دو تای آخری برای جریان برق مستقیم هستند. تنگستن توریادار، ثبات قوسی زیادی دارد و توریا قابلیت ماشینکاری تنگستن را نیز افزایش میدهد.
زیر کونیم تنگستن بین الکترود توپر و فلز مذاب، به جهت اضافه همگنی در جوش، چسبندگی ایجاد میکند. ترمیت، مخلوطی از گرد آلومینیوم و اکسید آهن است که برای جوشکاری مقاطع بزرگ آهن یا فولاد یا برای پر کردن حفرههای بزرگ به کار برده میشود. فرایند شامل سوختن آلومینیوم و فعل و انفعال با اکسید و آزاد کردن آهن به صورت آهن مذاب است. برای آتش زدن آلومینیوم و فعل و انفعال، حرارتی حدود °C1540 مورد لزوم است و این امر به کمک مشعل گازی با آتش زدن گرما صورت میگیرد. و درجه حرارت گرمازای آن حدود °C2540 است. ترمیت چدن که برای جوشکاری چدن بکار برده میشود، ترمیتی به اضافه حدود c درصد فروسیلیسم و 20 درصد فولاد ضایعات سبرکاریها است. ترمیت قرمز، با اکسید قرمز و ترمیت سیاه با اکسید سیاه ساخته میشود. ترمیت ریل راهآهن، ترمیتی با اضافات نیکل، منگنز و فولاد است.
نوعی الکترودهای سخت روکشی عبارتند از:
آلیاژهای بر مبنای کبالت
که سختی خود را در حرارت سرخ حفظ و بسیار مقاوم خوردگی هستند. انواع آن دارای استحکامهای کششی تا حد 5/73 کیلوگرم بر میلیمتر مربع و سختی آن تا حد 52 راکول x هستند. نوعی الکترود جوشکاری که برای فولادهای زنگ نزن برای اندوهها ساخته شده است. محتوی 70 درصد نیکل، 16 درصد کرم، 8 درصد آهن، 2 درصد منگنز، 3 درصد تیتیان، و کمتر از 07/0 درصد کربن است. جوش تابکاری شده آن، دارای استحکام کششی 56 کیلوگرم به میلیمتر مربع با درازش 12 درصد است. الکترود جوشکاری نیکلی، که برای چدنها زیاد به کار برده میشود و عملیات زر جوشکاری است و فلز بنیان ذوب نمیشود. محتوی 5/46 درصد مس و 38/43 درصد روی، 10 درصد نیکل، 1% سیلیسیم و 2% فسفر است.
رسول حاصله به رنگ آهن است. گرد جوشکاری آلیاژ نیکل، برای جوشکاری چدن و پر کردن ککهای ریختگیها چدنی به کاربرد مشعل، دارای 3/2 درصد سیلیسیم 25/1 درصد بور، 1% کربن، کمتر از 5/1 درصد آهن و بقیه نیکل با نقطه ذوب °C1065 است. الکترودهای جوشکاری در ساختمانهای بزرگ که عملیات حرارتی جوشکاری امکان ندارد، باید دارای ترکیباتی متعادل بدون عناصری که ترکیبات شکننده تشکیل میدهند، باشند.
2-1-2 مشخصات و اجزاء سازنده محصول
علیرغم اختراع و پیشرفت و روشهای مختلف در جوشکاری خودکار، هنوز جوش الکتریکی به کمک دست به طور وسیعی به کار برده میشود. الکترودهای جوشکاری از دو بخش فلز اصلی (رسوب داده شده) و پوشش تشکیل میشوند. اگر ترکیبات فلز اصلی الکترودها را فولاد معمولی تشکیل میدهند اکثر ترکیبات فلز اصلی الکترودها را فولاد معمولی تشکیل میدهد و فقط تفاوت عمده در ترکیبات پوشش آنها میباشد. قطر الکترودهای فولادی معمولی که بیشتر مورد استفاده قرار میگیرند، 1:8، 5:32، 3:16، 7:32، 1:4، 16:5، 3:8، اینچ میباشد.
طول معمولی الکترودها 3 اینچ است ولی الکترودهایی با طول 18 اینچ نیز موجود است. البته بسته به عملیات و فلز مورد نظر جهت جوشکاری فلز اصلی الکترود از فلزات و آلیاژهای دیگری نیز تهیه میگردد که آنها به شرح زیر میباشد:
1- آلیاژ های ناخالص فولاد.
2- فولاد کرومدار.
3- فولاد منگنزدار.
4- فولاد نیکلی.
5- آلیاژ فولادی منگنز و نیکل.
6- آلیاژ فولادی نیکل و وانادیوم.
7- آلیاژ آلومینیوم و مس.
8- آلومینیوم.
9- آلیاژ سرب و منگنز.
10- آلیاژ فسفر و برنز.
پوشش الکترود باید دارای چندین نقش و وظیفه مهم باشد آنها عبارتند از:
الف - پایدارکننده قوس باشد.
ب- کنترل واکنش گازی
در هنگام جوشکاری و عملکرد قوس الکتریکی پوشش الکترود سوخته و از خود گاز ئیدروژن(H) با منواکسید کربن (co) متصاعد میکند. گازهای مذکور اطراف قوس الکتریکی را احاطه کرده و از نفوذ اکسیژن و ازت هوا به منطقه مذاب فلز قطعه کار جلوگیری مینماید. ضمناً پوشش نیز دارای مواد مضر نظیر گوگرد و فسفر نباشد.
ج – کنترل واکنش های سرباره - مذاب
پوششهای الکترودها باید دارای آنچنان ترکیبات شیمیایی باشد که علاوه بر کاهش نفوذ هوا به منطقه مذاب حرکت مواد مذاب را تنظیم کرده و ضمناً ناخالصیهای موجود را به سطح جوش برساند.