مقاله جوشکاری

این مقاله با فرمت word و آماده پرینت می باشد

فهرست:

تعريف جوشintroduction of weld

تعريف جوش ايده‌آل

كاربرد گاز هليم در جوش پل ها

پل ها و انواع آن

نگهداری پل

نسل جديد دستگاههاي هاي جوش برق

تعريف جوشintroduction of weld

اتصال دو فلز همجنس يا غيرهمجنس به يكديگر و يا به ط.ر كلي دو جسم به يكديگر را جوشكاري گويند، در واقع جوشپيوند متالورژيكي بين دو جسم است.

كاربرد تكنولوژي جوشكاري:

· در اتصالات

· بازسازي عيوب قطعات ريخته گري و يا ماشين كاريشده

· بازسازي درقطعات فرسوده مستهلك

· بهبود خواص موضعي در قطعات، مانند جوش دادن الماس بر سر تيغه(دنده)

اتصالات در صنعت عبارتنداز:

· اتصالاتموقت مانند پيچ و مهره

· اتصالات غير موقت مانند پرچ هاي سرد چسب ها

· اتصال دائم مانند جوشكاري و لحيمكاري

فرم ديگري از تقسيم بندي اتصالات ميتوانند به صورت زير باشند:

· مكانيكي مانند ورقكاري پيچ و مهره كه يا به صورت موقت هستند يانيمه موقت.

· شيمياييمانند انواع چسب هاي معدني و آلي كه يا نيمه موقت هستند يا دائمي.

· متالورژيكي مانند انواع پروسس هايجوشكاري و لحيم كاري كه دائمي هستند.

تعريف جوش ايده‌آل

جوشايده‌آل به جوشي گفته مي‌شود كه محل جوش با محل‌هاي ديگر هيچگونه خواص متفاوت ازنظر متالورژيكي نداشته باشد، يعني محل اتصال از هيچكدام از روش هاي آناليز شيميايي،تست هاي مكانيكي و مطالعات ميكروسكوپي قابل تشخيص از قسمت هاي ديگر نباشد. در عملدسترسي به اين تعريف امكان پذير نبوده ولي در روش هاي مختلف جوش تلاش مي شود كه بهاين تعريف نزديك گردند.

به طور کلی هرروش جوشکاری باچهار نياز زير روبرو بوده و معمولا فرآيند های جوشکاری بر اساس اينچهارعامل رده بندی می شوند:

1.انرژی به کار برده شده.

2.روشی که آلودگی های سطح جوش را بر طرف کند.

3.روشی که محل جوش را در حين جوشکاری ازاتمسفر يا اثرات آن محافظت نمايد.

4.کنترلمتالورژيکی جوش.

در حال حاضر در انيستيتو كار پژوهش و تحقيق در زمينه هاي زير انجام مي گيرد.
- تحقيقات مختلف فيزيكي –شيميايي اتصالات دائمي در مواد سازه اي، انجام تحقيقات در زمينه تكنولوژي پيشرفته، تجهيزات كاربرد مواد در اتصالات.

- تحقيقات مختلف فيزيكي- شيميايي در عمليات سطحي ( رويه كاري، سخت كاري و غيره) و خواص مواد و تحقيق در زمينه فرآيند هاي تكنولوژيكي و توليد محصولات با عمر طولاني.

- افزايش عمر مفيد سازه هاي جوشكاري با مواد سنتي.

- بهبود ‏فرآيند هاي فني با استفاده از امكانات بيشتر منابع تغذيه و سيستم هاي كنترل جديد ، نيمه هادي هاي قدرتمند تر و مهندسي كامپيوتر.

- تحقيقات در باره روشهاي تست غير مخرب NDTكيفيت اتصالات جوش و رويه كاري و تحقيق در زمينه سازه هاي حساس.

- كامپيوتري كردن عمليات مهندسي جوشكاري.

- مكانيزه و اتوماتيك كردن محصولات توليدي جوشكاري برمبناي صرفه جويي انرژي در زمينه هاي جوشكاري و الكترومتالورژي.

بطور خلاصه اهداف اين مراكز مهندسي استفاده از تحقيقات علمي و توسعه و تكامل امكانات صنعتي موجود و سيستم هاي جوشكاري است. همچنين بكار گرفتن كامپيوتر در صنعت جوشكاري و معرفي تكنولوژي هاي جديد به صنايع كشورشان مي باشد
اين انيستيتو داراي بيش از 60 دپارتمان و لابراتورهاي تحقيقاتي است. تعدادي از اين دپارتمان ها در ذيل آمده است.

- جوش فشاري Pressure Welding

- پوشش ها Coating

- سازه هاي جوشكاري شده Welded Structures

 - جوش ذوبي FusionWelding

- بخش متالورژي Metallurgy

- فولاد هاي نظامي Armoured Steels

- مهندسي هوا فضا Aero Space Engineering

- راديو الكترونيك Radio- Electronic

الف ) در بخش جوشكاري فشاري دپارتمان هاي زير وجود دارند:

جوشكاري مقاومتي سر به سر 1) Flash Butt Welding

جوشكاري پلاستيك ها2) Welding of Plastics

لحيم كاري نرم –سخت 3) Brazing – Soldering

فن لحيم كاري : در اتصال انواع مختلف فلزات با يكديگر ،مواد كامپوزيت با فولاد و……در راديو الكترونيك ، مخابرات و ماهواره ها از لحيم كاري گرم و در ساير صنايع پيشرفته مانند هواپيما سازي ، نيروگاه ها و توربين ها از لحيم كاري سخت استفاده مي شود.

جوشكاري اصطكاكي 4) Friction Welding

جوشكاري مقاومتي 5) ResistanceWelding

جوشكاري در فاز جامد 6) Solid – Phase Welding

جوشكاري فضايي 7) Aero Space Welding

هر دپارتمان شامل چندين آزمايشگاه، كارگاه صنعتي مستقل و آزمايشگاه هاي كنترل كيفي است.

ب) در بخش پوشش ها سه نوع پوشش كاري اصلي انجام مي شود:
پوشش در خلأ1)Vacuum Coating

پوشش حرارتي2)Thermal Coating

پوشش ذوبي 3) Hot Facing

تكنولوژي هاي پوشش كاري به شرح زير است:

1) پوشش در خلأ: در اين روش بيشتر از پرتو الكتروني Electron Beamجهت پوشش هاي مقاوم به حرارت استفاده مي شود.از مزاياي كه براي اين نوع پوشش دهي قائل هستند اين است كه آلياژ يا ماده پوشش دادني در پلاسما بايد پودر با مشخصات خاصي باشد ، حال آنكه در اينجا قطعه اي از شمش آلياژ پوشش قابل مصرف است. بعنوان مثال بوسيله اين پوشش، ديسكي با ضخامت زير يك سانتيمتر با 10 هزار لايه تيتانيم و فلز ديگري Intermetalيكي در ميان ساخته شده كه از نظر متالوگرافي بسيار جالب و با روش هاي ديگر امكان ساخت آن وجود ندارد. در اين زمينه نيز انيستيتو داراي حق ثبت بين الملليمي باشد.

2) پوشش هاي پلاسما Ion Plasma Coatingبراي انجام پوشش حرارتي بخصوص لايه هاي نازك روي نيمه هادي ها، موادآلي و شيشه ها كاربرد دارد. ديگر روشهاي پوشش حرارتي عبارتند از: Thermal Spraying ، ,Gas Flame Coating ,Arc Metallizing ,Plasma SprayDetonation Coating.
در پوشش انفجاري در اثر قدرت انفجار ، پوشش فلزي با سرعت و شدت روي قطعه كار تشكيل مي شود. بدين روش تنش هاي باقيمانده در قطعات جوشكاري سده و از جمله در مخازن نفتي را از بين مي برند. اين طرح ابداع انيستيتو پاتون و داراي حق ثبت بين المللي است.

براي پوشش هاي ضد جوردگي ( مثل صنايع نساجي و موتور هواپيما و ديگ بخار) از مواد سراميكي و براي پوشش هاي ضد حرارت (مثل موتور هاي هواپيما و موتور هاي احتراق داخلي) از پوشش هاي و امثال آن استفاده ميكنند.

HotFacingبراي انجام كارهاي تعميراتي و انباشتن لايه هاي ضخيم جهت افزايش مقاومت در مقابل سايش و خوردگي و نيز Cladding(پوشش يك فلز ديگر بصورت لايه اي) و براي افزايش مقاومت قطعات نيروگاهها از روش Plasma Hot Facingاستفاده مي گردد. در اين بخش پره هاي توربين نيز پوشش داده و در اين زمينه ها در دنيا پيشقدم هستند:

1- پوشش هاي آمورف روي مواد متبلور

2- Spark alloyingكه از انرژي زياد، مشابه عمليات ليزر Laser treatmentاستفاده ميشود.

پ) در بخش سازه هاي جوشكاري شده، طراحي سازه هاي زير صورت مي گيرد:

پل ها، برجها، ماشين آلات حمل و نقل، نيروگاهها، صنايع نفت، صنايع دريايي( سكو هاي حفاري نفت و گاز) پس از طراحي ، اين بخش در مراحل ساخت و تست نظارت عاليه داشته و در انتخاب مواد و روشهاي توليدو همچنين به بررسي هاي اقتصادي اقدام مي كند. واحد هاي مختلف اين بخش عبارتند از:

1)Strength Welding Structures:

استحكام، مقاومت به خستگي سازه هاي جوشكاري شده: در اين زمينه تكنولوژي جديد عمليات ساچمه زني ما فوقْدهضعث صوتي (UltrasonicPinning Treatment) را براي تنش زدايي موضعي سازه هاي جوشكاري شده به دنيا معرفي كرده و حق ثبت بين المللي است.

2)NDT department:

آزمايشگاههاي مختلف تست هاي غير مخرب موجود بوده ضمناً به طراحي و اصلاح تجهيزات مربوطه نيز مي پردازند.

3)Optimization of Welded Structures:

براي بهينه كردن سازه هاي جوشكاري شده از روش هاي مختلف ما نند Holographyاستفاده مي كنند.

4)Explosive Methodsof welding, Cutting& metal Treatment:
از روش هاي انفجاري براي جوشكاري، برش كاري و تنش گيري و امثال آنها بهره مي گيرند.

5)Unique Forms of WeldedStructures:

مثل سازه هاي تيوپي و مخازن تحت فشار كه وسايل خاصي براي تست آنها دارند و ضمناً پيشنهاد دهنده روشها تست سازه هاي مخصوص مي باشد.

6)TechnicalDiagnostics of Welded Structures:

از روش Acoustic Emission Technologyبراي براي كنترل و تشخيص كارآرايي سازه ها در طول عمرشان و پيدا كردن محل غيب استفاده مي كنند. اين روش نسبتاً گرانقيمت است و بيشتر براي هواپيما ها و فضا پيما ها بكار مي رود و با استفاده از آن شروع و رشد ترك را پيش بيني مي كنند.

(dيخش جوش ذوبي، اين روش كه قديمي ترين روش جوشكاري در انيستيتوي پاتون است كه داراي واحد هاي زير است:

1-كارخانه ساخت مواد مصرفي الكترود و سيم جوش‍Pilot plant of WeldingConsumable
2-كارخانه ساخت تجهيزات جوشكاري‍Pilot Plant of Welding& Thermal Equipment
اين كارخانه به ساخت و توليد انبوه بيش از يكصد و هشتاد نوع دستگاه و تجهيزات مختلف جوشكاري اقدام مي كند.

3- كارخانه تكنولوژي هاي جديدNewTechnology Plant
در اين قسمت با استفاده از تكنولوژي پيشرفته ، مشكلات ارائه شده به انيستيتو، بررسي و برطرف مي گردد و شامل بخشهاي زير مي باشد:

1)ElectronBeam Shop

2)Electron Beam Evaporation Coating Shop

3)Electron SlagTechnology Shop Traditional / Modernized

4)Turbine Shop

بطوركلي در بخش جوش ذوبي فرآيندهاي زير انجام مي شود:

1)Arc Welding

به ساخت نيمه صنعتي الكترود هاي پوشش دار، مغز دار و بدون پوشش مي پردازد.همچنين الكترود هاي جوش ذوبي، الكترودهاي روان ساز دار(يك ويا دو لايه)، آلياژهاي لحيم كاري نقره، الكترود هاي جوشكاري فولاد كم كربن ، فولاد زنگ نزن، چدن، الكترودهايي با كاربرد ويژه و غيره.

2)Welding of Al& its Alloys:

در اين بخش روش هاي متعددي براي جوشكاري اين فلز سخت جوش ابداع شده است.
3)Welding of Ti& its Alloys:

در اين مركز با استفاده از تيتانيم اسفنجي شمش ها، پروفيل ها و ساير مقاطع ، آلياژهاي تيتان و تيتانيم خالص توليد مي شود. روش ذوب با استفاده از يرتو الكتروني كه در دنيا بي نظير است . توليد مي شود.

4) Wet Underwater Weldingجوشكاري زير آب

اين روش جوشكاري كه ارزانتر از روش معمولي ( خشك) مي باشد براي مقاصد تعميراتي و اورژانسي كاربرد دارد.

5)Welding of Armored Steelsجوشكاري فولاد هاي زره ( بعلت ماهيت نظامي و محرمانه بودن ، اطلاعات زيادي در دست رس نيست)

6)Electro Slag Weldingجوشكاري سرباره الكتريكي

به دو روش سنتي و مدرن تقسيم شده و راندو مان جوشكاري بسيار بالايي دارد.
7)Computerized WeldingProcessesروش هاي مدل سازي جوشكاري
كه مي تواند از طريق مدل سازي، نتايج جوشكاري را توسط كامپيوتر پيش بيني مي كنند. نرم افزار هاي كارآمد و مفيدي در موضوعات مختلف صنعت جوشكاري ابداع كردهاند كه مي توان روي قابليت جوش پذيري فلزات و غير فلزات و ساير مشخصات آنها اطلاعات مفيدي فراهم آورند.از جمله آنها اطلاعات مفيدي فراهم آورند. از جمله آنها فقط به ذكر چند نمونه ذيل اكتفا گرديده است:

1- نرم افزار جوشكاري حرارتي((TWS، مجموعه برنامه هايي براي محاسبات فرآيند هاي حرارتي در جوشكاري و سختي سازي سطحي ( بسته نرم افزاري Thermo – A)

2- نرم افزار جوشكاري ((TWSمجموعه برنامه هايي براي محاسبات فرآيندهاي حرارتي در جوشكاري و سطح سختي ( بسته نرم افزاري Thermo-n)

3- اطلاعات نرم افزاري در مورد تنشها و كرنشهاي باقيمانده در ساختار جوش
4- نرم افزار قابل تطابق براي كنترل سيستم هاي جوشكاري روباتيك
5- برنامه كامپيوتري و طراحي اتصالات جوشكاري شده با جوشهاي نقطه اي
6- نرم افزار جوشكاري TIGبراي تكنيك هاي جوشكاري TIGفولاد پر آلياژي
7- محاسبات تنش –كرنش جوشكاري قطعات دوار با يك صفحه
8- تجهيزات روبا تهاي جوشكاري , 467 AПبوسيله جوشكاري TIG
9- توليد شمش هاي تو خالي براي اتصالات بزرگ جوش نبشي Tشكل بوسيله ريخته گري گريز از مركز سر باره الكتريكي

10- تجهيزات كوچك تشخيص تنش هاي باقيمانده بو سيله هولوگرافي MK-1001
11-تشخيص علل و عيوب هولوگرافي تنش- كرنش و كنترل كيفيت اتصالات و ساختار هاي جوشكاري شده

12- تكنولوژي و تجهيزات براي بهبود مقاومت خستگي در اتصالات جوش بوسيله ضربات ( شوك هاي ) اولتراسونيك

13- قطعات بزرگ تك كريستال هاي تنگستن و موليبدن براي صنايع الكترونيك X-rayمهندسي ليزر نيروگاههاي هسته اي –فضايي

14- ورق دو لايه جهت محيط هاي كاربردي ساينده

15- دانش فن با بهره وري بالا و صرفه جويي در انرژي براي جوشكاري الكتريكي و يا با سرباره الكتريكي خهت ماشين آلات مختلف ( محصول با اين روش نيازي به عمليات حرارتي بعدي در دماي بالا ندارد)

16- اتصالات دائم بدون درز بين لوله هاي فولادي و پلي اتيلن كه با پوشش هاي گرما سخت شونده و عيق بندي در برابر مايعات ( همزمان جوشكاري مي شوند) هستند.