دانلود مقاله تاریخچه جوشكاری با قوس الكتریكی بوسیله اكترودهای پوشش دار در word

توضیحات

  مقاله تاریخچه جوشكاری با قوس الكتریكی بوسیله اكترودهای پوشش دار در word دارای 91 صفحه می باشد و دارای تنظیمات در microsoft word می باشد و آماده پرینت یا چاپ است

فایل ورد مقاله تاریخچه جوشكاری با قوس الكتریكی بوسیله اكترودهای پوشش دار در word  کاملا فرمت بندی و تنظیم شده در استاندارد دانشگاه  و مراکز دولتی می باشد.

توجه : در صورت  مشاهده  بهم ریختگی احتمالی در متون زیر ،دلیل ان کپی کردن این مطالب از داخل فایل ورد می باشد و در فایل اصلی مقاله تاریخچه جوشكاری با قوس الكتریكی بوسیله اكترودهای پوشش دار در word،به هیچ وجه بهم ریختگی وجود ندارد

بخشی از متن مقاله تاریخچه جوشكاری با قوس الكتریكی بوسیله اكترودهای پوشش دار در word :

مقدمه:
انقلاب الكترونیك بر زندگی در كشورهای صنعتی تاثیر شگرفی گذاشته است. نتایج این انقلاب به همه فعالیتهای ما در خانه، در اداره و در كارگاه رسوخ كرده است. تاثیر این انقلاب در متالوژی در دو عرصه مهم دیده می‌شود. اسبابهای كنترل الكترنیكی قابلیتهای منابع تغذیه جوشكاری را تغییر داده‌اند و اینك می‌توان در بسیاری از كاربردها از الگوی جریان بهینه استفاده كرد، روشهای خودكار و مبتنی بر استفاده از روبات نیز توسعه یافته اند. علاوه بر این، ساخت وسایل الكترونیكی خود سبب پیدایش نیازهای كاملا جدیدی در تكنولوژی اتصال شده است. از سویی می‌خواهیم نامحتملترین تركیبهای سرامیكی و سایر غیر فلزها را به خودشان و به قطعات فلزی دیگر متصل كنیم و از سوی دیگر برای ساخت اتصالات الكتریكی بیشمار، با سرعت زیاد و قابلیت اعتماد بسیار بالا، به ابداع روشهای لحیمكاری انبوه نیاز داریم..

در دهه های اخیر، با پیشرفت فنون فولاد سازی، و به ویژه با استفاده از كنورتر اكسیژنی قلیایی و به كارگیری روشهای نوین گوگرد زدایی و فسفر زدایی، تولید فولاد پاكیزه در مقیاس تجارتی تحقق یافته است. در عین حال، با نورد كاری كنترل شده، تولید فولادهایی با فاق نرمی بیشتر امكانپذیر شده است. در پرتو چنین پیشرفتهایی ساخت سازه های بزرگ جوشكاری شده، با قابلیت اعتماد بسیار بالا، عملی شده است.

تاریخچه جوشكاری با قوس الكتریكی بوسیله اكترودهای پوشش دار
:(Metal arc welding with covered electrode)
جوشكاری با شعله برق (قوس الكتریكی ) عبارت است از ذوب كردن و به سیلان در آوردن لبه های قطعه كار و سپس متصل كردن آنها به یكدیگر. این عمل بوسیله درجه حرارتی بسیار زیاد كه توسط قوس الكتریكی بین الكترود دو قطعه كار بوجود می‌آید، انجام می‌شود.
استفاده از قوس الكتریكی برای جوشكاری حاصل زحمات و تجربیات Henry Missan شیمی دان فرانسوی می‌باشد كه ابتدا یك كوره الكتریكی اختراع كرد و بوسیله این كوره فلز را بین دو الكترود كربنی قرار داده و ذوب می‌كرد. البته سطحی كه در مسیز جریان برق الكترود قرار داشت ذوب می‌شد. فرض مخترع این بود، حرارتی كه در این كوره بوجود می‌آید در اثر مقاومتی است كه در موقع عبور جریان برق از الكترود ایجاد می‌شود.

شكل 1- دستگاه جوشكاری قوس كربنی مطابق طرح ارائه شده در سال 1881
به هر حال وی مشاهده نمود، موقعی كه ذرات مذاب پایین می‌ریزند، قوس تندتر شده و به نظر می‌رسد كه مقدار بیشتری حرارت ایجاد می‌شود و این امر باعث تسریع در عمل ذوب می‌گردد. مدتی بعد شخصی به نام Slavianoff بجای الكترودها كربنی از الكترودهای فلزی استفاده نمود. اختراع وی به سال 1889 در ایالات متحده آمریكا به ثبت رسید كه به نام جوشكاری با قوس الكتریكی و الكترود فلزی موسوم گردید.

در مرحله نخست كه قوس جوشكاری به عنوان عامل اتصال دهنده و ذوب كننده معرفی شد، چندان مورد توجه صنعتگران قرار نگرفت زیرا خواص مكانیكی اتصالات كه بدین وسیله بوجود می‌آمد ضعیف بود تا اینكه پس از گذشت سالها جوشكاری با قوس و الكترود به اهمیت امروزی رسید.
اولین كاری كه باعث شد این نوع جوشكاری اهمیت زیادی پیدا كند مورد استفاده قرار گرفتن آن در صنعت كشتی سازی بود. احتمالا جوشكاری با قوس الكتریكی موقعی توسعه زیادی پیدا كرد كه الكترودهای پوشش دار ساخته شدند و اولین عاملی كه امكان بالا بردن خواص ناحیه جوش را موجب شد، الكترودی بود كه توسط Elelberge سوئدی تهیه و مطرح گردید.
ارزش واقعی این نوع الكترودها موقعی آشكار می‌شود كه ملاحظه كنیم چقدر در مراحل مختلف جوشكاری (جوشكاری عمودی از پایین به بالا، از بالا به پایین و نیز جوشكاری بالای سر) عمل جوشكاری را آسانتر می‌نماید.

پوشش الكترود در ابتدا فقط به عنوان حفاظت فلز مذاب مورد استفاده قرار می‌گرفت اما از سال 1914 به بعد این پوشش ها دارای تركیباتی شدند كه به برقراری قوس كمك كرده و مواد ناخالصی را نیز از فلز مذاب دور می‌سازند.
نتیجتا كشف دانشمندان سوئدی بزودی صنعت جوشكاری را به دو نمونه اساسی الكترودهای پوشش دار و بدون پوشش تقسیم كرد.
1- الكترودهای با روپوش مواد معدنی
2- سیستم محافظتی توسط گازهای محافظ

استفاده از الكترودهای پوشش دار ظرف 50 سال اخیر توسعه زیادی یافته و جای الكترودهای بدون پوشش را گرفته اند. عامل مهم دیگری كه در پیشرفت علم جوشكاری تاثیر بسزایی داشت، وقوع جنگ جهانی دوم تو در نتیجه ساختن مقادیر متنابهی كشتی ، خودرو، مخازن، موشكها، هواپیما و هزاران وسیله دیگر جنگی بود كه احتیاج به جوشكاری با دقت زیاد داشتند و تنها وسیله ای كه می‌توانست با سرعت به این اجتیاجات پاسخ دهد، جوشكاری بوسیله قوس الكتریكی بود.

شكل 2- قوس الكتریكی در جوشكاری با جریان متناوب(سمت راست) و شكل قوس الكتریكی با جریان مستقیم (سمت چپ)

الكترودها (Electrode)
چنانچه بخواهیم دو قطعه فلز را به هم جوش داده و یا شكافی را بوسیله عمل جوشكاری پر كنیم از فلز دیگری استفاده می‌شود كه آنرا الكترود یا سیم جوش می‌نامند.
الكترود در جوشكاری با قوس الكتریكی عبارت است از یك فلزی كه اطراف آنرا پوششی از تركیبات شیمیایی بخصوصی متناسب با نوع مصرف آن احاطه كرده است. انواع پوشش ها بسته به نوع فلز مورد جوشكاری و نیز مراحل مختلف جوشكاری متفاوت می‌باشند و برای جوشكاری ضروری است كه آنها را شناخته و موارد استفاده صحیح آنها را نیز از همدیگر تمیز دهد.

طبقه بندی الكترودها
طبقه بندی الكترودها از لحاظ جنس فلز:
بطور كلی الكترودها از نظر جنس فلز به 5 گروه تقسیم بندی می‌شوند
1- الكترودهای آهنی Hild steel
2- الكترودهای چدنی Cast Iron
3- الكترودهای آلیاژهای فولادی Spacial Alloy Steel
4- الكترودهای فولادهای پر كربن High Carbon Steel
5- الكتردهای غیر آهنی none ferrouse

از آنجاییكه اكثر جوشكاری روی آهن و آلیاژ های آن انجام می‌گیرد لذا الكترودهاییكه برای آهن مصرف می‌شوند نسبت به انواع دیگر زیادترند. آلیاژهای فولاد در جوشكاری فولادهای مختلف و الكترودهای غیر آهنی برای جوشكاری فلزات مختلف از قبیل: آلومینیم- مس- برنز- برنج و ; مورد مصرف دارند. برای جوشكاری دو قطعه فلز به یكدیگر معمولا از الكترودهایی استفاده می‌شود كه جنس آنها با فلز مبنا یكی باشد.

الكترودها نه تنها نسبت به فلزات مختلف متفاوتند بلكه نسبت به نوع جریان (مستقیم یا متناوب) و در حالتهای گوناگون جوشكاری و مقدار نفوذ جوش نیز انواع مختلف دارند. چنانچه الكترودها نسبت به نوع كار صحیح انتخاب نگردند ماكزیمم مقاومت و استقامت را در برابر فساد تدریجی نداشته و در بعضی موارد باعث شكنندگی فلز نیز خواهد شد. البته استثناهایی نیز وجود دارد كه برای آنها الكترودهای ویژه ای تهیه شده است. مانند اتصال قطعات برنج و چدن یا برنج و آهن به یكدیگر.

تقسیم بندی الكترودهای فلزی از نظر نوع پوشش:
بطور كلی الكترودهای فلزی به دو دسته تقسیم می‌شوند:
الكترودهای پوشش دار و الكترودهای بدون پوشش
الكترودهای پوشش دار: پوشش این نوع الكترودها از تركیبات شیمیایی متنوعی است كه مقداری از آنها معین و مقداری دیگر نامشخص می‌باشند. علت مشخص نبودن بعضی از تركیبات الكترودها به دلیل ارزش اقتصادی آنهاست كه كارخانه سازنده فرمول كامل الكترودهای خود را محرمانه نگهداری می‌كند. مهمترین تركیبات شیمیایی پوشش این نوع الكترودها عبارتند از: سولفور- فرومنگنز- دی اكسید تیتانیم- كربنات كلسیم- سیلیكات های مختلف و غیره

برای چسبندگی آنها به سیم جوش از سلیكات سدیم استفاه می‌كنند و تمام تركیبات شیمیایی پوشش الكترودها هر كدام به تنهایی نقش مهمی را در جوشكاری ایفا می‌كنند كه مهمترین آنها محافظت ناحیه جوش از اكسیداسیون، یكنواخت و پایدار كردن قوس الكتریكی و ایجاد تركیبات معین در ناحیه جوش پوشش الكترودها از نظر كلی به دو گروه اصلی تقسیم می‌شوند:

پوشش های پایدار كننده یا پوشش های نازك
پوشش های كیفی یا پوشش های ضخیم
پوشش های پایدار كننده: عناصری كه این پوشش ها را تشكیل می‌دهند فضای قوس الكتریكی را یونیزه نموده و جوشكاری با جریان متناوب را آسانتر می‌نماید. بهترین و مطمئن ترین عنصر برای این كار پتاسیم می‌باشد كه در سنگهای معدنی طبیعی (گرافیت فلدسپات) و بصورت شیمیایی (كرمات پتاسیم و دی كرومات پتاسیم، پتاس و شوره) یافت می‌شود.به دلیل نازك بودن این پوشش ها امكان نفوذ اكسیژن و ازت هوا به ناحیه مذاب جوش همیشه وجود داشته و باعث ترد شدن نسبی جوش می‌گردند لذا استفاده آنها در جوشكاری های غیر حساس بلامانع خواهد بود.

پوشش های كیفی: این پوشش ها گاز و سرباره برای محافظت فلز از نفوذ اكسیژن و ازت هوا تشكیل داده و نیز آلیاژهای مناسب را در ناحیه مذاب وارد می‌كنند در نتیجه استفاده از این نوع الكترودها خواص مكانیكی پیوند جوش معمولا بالاتر از خواص فلز مبنا می‌گردد.
این پوشش ها دارای خواص زیر هستند:
الف- هنگام ذوب، سرباره و گازهای محافظ تولید می‌كنند
ب- قوس الكتریكی پایدار و پیوسته می‌گردد.
ج- سرباره و تفاله جوش دارای خاصیت احیا كنندگی می‌باشند.

د- تفاله جوش داری خاصیت انقباضی بیشتری نسبت به فلز مبنا بوده و در نتیجه به راحتی از روی گرده جوش جدا می‌شوند.
ه- در جوشكاری های عمودی و بالای سر، تفاله به سرعت منجمد می‌شود و در نتیجه از سقوط مواد مذاب بر اثر جاذبه زمین جلوگیری می‌كنند.
تقسیم بندی الكترودهای پوششدار بر اساس تركیبات شیمیایی پوشش ها:

1- الكترودهای اسیدی یا گرم:
الكترودهای اسیدی الكترودهایی هستند كه موارد استعمالشان در درزهای بسته، مانند اتصالات سپری می‌باشند. با اینكه از زمره الكترودهای مرغوب به شمار می‌آیند لكن اكثر جوشكار ها از كاركردن با این نوع الكترودها امتناع می‌ورزند. زیرا شكل ظاهری جوش یكنواخت نبوده و در موقع كار جرقه هایی به اطراف پراكنده می‌كند. علت اینكه نمی توان از آنها در درزهای باز استفاده نمود. اولا نسبت به الكترودهای هم قطر خود احتیاج به شدت جریان زیادی داشته، ثانیا قطرات مذاب آنها ریزند و ریز بودن قطرات مذاب باعث سوزاندن لبه های قطعه كار می‌گردد. سرباره حاصل از جوشكاری این الكترودها خاصیت اسیدی دارند. مقاوت كششی جوش حاصل از این الكترودها كمتر از الكترودهای روتایلی بوده اما افزایش طول و استحكام ضربه ای آنها بیشتر است.

2- الكترودهای بازی یا قلیایی (آهكی یا سرد)
این نوع الكترودها با اینكه محاسن زیادی از نظر جوشكاری دارند، چنانچه بطور صحیح بكار برده نشوند گرده جوش معایب زیادی پیدا كرده و از جمله آنها، تمامی آن متخلخل و در انتهای آن حفره بزرگی ایجاد می‌گردد. با توجه به نفوذ خیلی خوب آنها، بیشتر در پاسهای اول جوشكاری مورد استفاده قرار می‌گیرند. در جوشكاری به حالت عمودی سرعت جوش آنها بیشتر از سایر الكترودها است. فلز جوش حاصل از این نوع الكترودها هیدورژن كمتری داشته و معمولا در درجات حرارت پائین از استحكام خوبی برخوردار است. در مقایسه با سایر الكترودها احتمال ترك خوردن گرم یا سرد با الكترودهای آهكی كمتر اسیت از این نظر در جوشكاری فولادهای ساختمانی پر منگنز، مخازن تحت فشار و امثال آنها نسبت به سایر الكترودها ارجعیت دارند.

3- الكترودهای دی اكسید تیتانیم یا روتیلی:
این نوع الكترودها كه مقدار قابل توجهی دی اكسید تیتانیم (Tio2) در تركیبات پوششی خوردارند. الكترودهایی هستند كه شروع جوش و مصرف آسانی داشته و برای حالت های مختلف جوشكاری بسیار مناسب اند. گرده جوش این الكترودها دارای خاتمه ظریف بوده و افت فلز از نظر پاشیدگی بسیار كم می‌باشد. نفوذ این الكترودها متوسط و قوس الكتریكی آنها بسیار آرام است. برخی از این الكترودها برای جوشكاری عمودی از بالا به پایین بكار برده می‌شوند.

4- الكترودهای سلولزی:
این نوع الكترودها دارای نفوذ بسیار زیاد بوده و برای جوشكاری حالات مختلف مناسب می‌باشند. سرباره آنها نازك بوده و به راحتی از روی گرده جوش كنده می‌شوند. جوش حاصل از این نوع الكترودها دارای خواص مكانیكی خوبی بوده و از نظر آزمایش رادیو گرافی نتیجه بسیار خوبی دارند. ماده اصلی تشكیل دهنده پوشش آنها سلولز است كه موقع جوشكاری تولید گاز محافظ می‌كند. این الكترودها دارای دود زیاد بوده و سطح جوش معمولا ناهموار و خشن می‌باشد.

5- الكترودهای اكسیدی:
پوشش این نوع الكترودها بیشتر از اكسید آهن و اكسید منگنز تشكیل می‌شود، تفاله جوش براحتی از روی گرده جوش كنده می‌شود. از آنجاییكه فلز جوش این الكترودها خیلی سیال است لذا بیشتر برای اتصالات گوشه ای و درزهای بسته مورد مصرف دارند.این الكترود ها در جاهاییكه ظاهر جوش بر كیفیت آن ارجعیت دارند مورد استفاده قرار می‌گیرند.
6- الكترودهای مركب:

علاوه بر پوشش های مذكور، از مخلوط كردن مواد مختلف نیز پوشش های مركبی با خواص گوناگون حاصل می‌گردد. مانند پوشش های اسیدی- روتایلی یا روتایلی – قلیایی كه برای فولادهای با مقاومت زیاد مناسبترین الكترود می‌باشند.
الكترود های روتایلی الكترودهای آهكی الكترودهای اسیدی
مقدار درصد مواد پوشش مقدار درصد مواد پوشش مقدار درصد مواد پوشش
50 اكسید تیتانیم 20 مواد آهكی 20 اكسید آهن
7 سلولز 20 مواد گوگردی 20 مواد گوگردی
10 مواد آهكی 35 پودر آهن 17 اكسید سیلیسیم
14 چسب 5 فرومنگنز 12 مواد آهكی
13 فرومنگنز 5 فروسیلیكات 25 فرومنگنز
5/1 آب 0 آب 1 آب
5/4 مجهول 5 مجهول 5 مجهول
مقدار درصد تركیبات شیمیایی بعضی از الكترود

تقسیم بندی الكترود ها از نظر ضخامت پوشش:
چنانچه قطر پوشش الكترود را با D و قطر میله الكترود را با d نمایش دهیم، تقسیم بندی های زیر از نظر پوشش معمول است:
1- پوشش نازك
2- پوشش متوسط
3- پوشش ضخیم
4- پوشش خیلی ضخیم
نقش پوشش الكترودها

پوشش الكترودها، نقش هایی اساسی برای میله الكترود، قبل و بعد از جوشكاری ایفا می‌كنند كه عبارتند از:
1 جلوگیری از زنگ زدن و آلودگی میله الكترود، در زمان انبارداری وجوشكاری،
2 محافظت و پایداری سازی قوس الكتریكی برقرار شده،
3 محافظت از جوش به وسیله گازهای منشعب شده، حاصل از سوختن پوشش الكترود در جریان جوشكاری،
4 محافظت از جوش به وسیله سرباره تشكیل شده ناشی از سوختن پوشش الكترود در جریان جوشكاری،
5 جلوگیری از اتلاف گرما و پراكندگی حرارت در محیط،

6 ایجاد یك پروفیل مناسب در سطح جوش (گرده جوش مقعر، تخت یا محدب)
7 جلوگیری از سریع سرد شدن جوش،
8 جلوگیری از رشد بی رویه دانه بندی سطحی جوش،
9 كنترل واكنش های سرباره- مذاب، گاز- مذاب و گاهی اوقات انجام عمل تصفیه فلز جوش یا اضافه نمودن بعضی عناصر آلیاژی به داخل ساختار جوش و بهبود آلیاژ سازی،
10 ایجاد امكان بیشتر برای متنوع سازی انواع الكترودهای ساخته شده از یك نوع میله الكترود،
11 سیال سازی جریان مذاب و ایجاد سهولت بیشتر در جریان جوشكاری،
12 كاهش عرض محدوده تحت تاثیر حرارت قرار گرفته (HAZ)،

13 افزایش بازدهی یا راندمان بازدهی (تولید مذاب و پركنندگی) الكترود و در نتیجه كاهش مصرف الكترود،
14 ایجاد ایمنی بیشتر برای جوشكاران به دلیل كاهش تشعشعات، انعكاس فلز ناشی از قوس الكتریكی و پاشش جرقه ها،
15 افزایش قدرت و سرعت انتقال مذاب از الكترود به حوضچه جوش و برقراری بهتر جریان مثبت و منفی،
16 كنترل عمق نفوذ جوش،
17 كاهش حرارت ورودی مورد نیاز و در عین حال افزایش شدت قوس در صورتی كه پودر آهن در پوشش الكترودهای فولادی به كار گرفته شده باشد،
18 امكان انجام جوشكاری در وضعیت های مختلف و حتی وضعیت های جوشكاری دشوار مثل بالا سری یا سر بالا،
19 كنترل طول قوس و ولتاژ، و
20 مشخصه شناسایی الكترودها در صورت استفاده از پوشش ها با رنگ های مختلف و معرفی شده.

جنس مفتول فلزی الكترود (مغزی الكتردود)
با وجود آن كه برای دستیابی به یك جوش مناسب، نزدیك بودن تركیب شیمیایی الكترود به تركیب شیمیایی فلز پایه از اهمیت ویژه ای برخوردار است، اما وجود پوشش های متنوع و فراوان سبب شده تا سازندگان الكترود فقط از تعداد معدودی مغزی الكترود (با تنوع محدود) برای تولید صدها نوع الكترود اقدام نمایند. از این رو، مفتول های مورد استفاده برای تولید الكترودهای پوشش دار به قرار زیر شناخته شده اند:
1 فولاد ساده كربنی كم كربن،
2 فولاد ساده كربنی پركربن،
3 فولاد آلیاژی كم آلیاژ نیكل دار،
4 فولاد آلیاژی كم آلیاژ كرم- نیكل دار،
5 فولاد آلیاژی كم آلیاژی كرم- مولیبدن،
6 فولاد آلیاژی كم آلیاژ نیكل- مولیبدن وانادیم دار،
7 فولاد آلیاژی كم آلیاژ و پر آلیاژ منگنزدار،
8 چدن خاكستری،
9 چدن نشكن،

10 نیكل خالص،
11 آلیاژ نیكل- كرم- آهن،
12 آلیاژ نیكل- كرم- مولیبدن،
13 آلومینیوم خالص،
14 آلیاژ آلومینیوم- سیلیسیم،
15 آلیاژ آلومینیوم- منیزیم،
16 مس خالص،
17 آلیاژ مس- قلع،
18 آلیاژ مس- روی،
19 آلیاژ مس- آلومینیوم و غیره

مواد عمومی تشكیل دهنده پوشش الكترودها
به طور كلی مواد اصلی تشكیل دهنده پوشش الكترودها به 6 دسته اصلی تقسیم می‌شوند.
مواد سرباره ساز به صورت سنگ های معدنی می‌باشند، مانند سنگ تیتان (Tio2)كه به صورت طبیعی و به نام روتیل (Rotile) در معادن یافت می‌شود، سنگ منگنز، فلوراسپار (Fluorspar)، فلورایدها، آهك (CaCo3)، خاك چینی (Kaolin)، كوارتز(Quartz)، سنگ مرمر، اكسید آهن، (FeO)، و بعضی سیلیكات ها.
مواد تشكیل دهنده گاز مثل نشاسته، خاك اره، سلولز، كتان، زغال چوب، آرد، و یا خمیر چوب (پشم آن ها (Alpha-Flock.
عوامل احیا كننده و اكسیژن زدا كه برای احیای برخی اكسیدها كاربرد دارند مثل فرومنگنز (Fe-Mn)، فروسیلیسیم (Fe-Si)، فرو كرم (Fe-Cr)، فروتیتانیوم (Fe-Ti)، فرو مولیبدن (Fe-MO) و آلومینیوم پولكی.

عوامل آلیاژ كننده كه برای رسیدن به تركیب نهایی مورد انتظار از جوش به پوشش اضافه می‌شوند.
عوامل چسباننده كه باعث خمیری شدن و چسبیدن پوشش روی مغزی می‌گردند.، مثل سیلیكات سدیم و سیلیكات پتاسیم و یا چسب نشاسته.
در بعضی الكتردوها، برای افزایش نرخ رسوب و راندمان و بازدهی، مقداری پودر فلز پایه نیز اضافه می‌شود به طور مثال در الكترودهای فولادی، مقادیری پودر آهن به پوشش اضافه می‌گردد.در هر صورت پس از انتخاب و اختلاط مواد تشكیل دهنده پوشش، كه در مخلوط كن های تر انجام می‌شود، خمیر حاصل را كه اصطلاحا (گل الكترود) نامیده می‌شود، به وسیله پرس های مخصوصی روی میله مغزی الكتردود پرس می‌كنند (الكترودExtrud). پس از آن كه خمیر در كوره خشك كن كاملا خشك شد، الكتردود آماده استفاده یا بسته بندی می‌شود.

روشهای جوشكاری با برق (Electric welding)
الف- جوشكاری با شعله برق بوسیله الكترود های پوشش دار
ب- جوشكاری با شعله برق در محیط گازهای خنثی
ج-جوشكاری با شعله برق در محیط گازهای احیا كننده
د- جوشكاری با شعله برق بوسیله الكترود های گرافیكی
ه-جوشكاری با شعله برق بوسیله فلاكس هادی جریان
و- جوشكاری با شعله برق توام با فشار
جوشكاری با شعله برق در محیط گازهای احیا كننده (atomic hydrogen welding)
در این روش كه به روش جوشكاری با هیدروژن اتمی معروف است، شعله قوس الكتریكی بین دو یا سه الكترود تنگستنی و در محیطی مملو از گاز هیدروژن برقرار می‌گردد. در این عمل هیدروژن مطابق فرمول زیر تجزیه می‌گردد:
H22H +102400 cal
در نتیجه درجه حرارت زیادی را در انتهای مخروط هیدروژن اتمی به وجود می‌آورد.

شكل3- جوشكاری با شعله برق در محیط گازهای احیا كننده

شكل4- جوشكاری قوس الكتریكی با اتم هیدروژن

جوشكاری با شعله برق بوسیله الكترود های گرافیكی (carbon arc welding):
در این روش قوس الكتریكی بین الكترودی از گرافیت و قطعه كار حاصل می‌گردد و این عمل معمولا در اتمسفراحیا كننده خواه با حضور سیم جوش و خواه بدون آن انجام می‌شود. این روش در موارد مخصوصی بكار می‌رود مانند پیوند ورقهای نازك، بدون استفاده از سیم جوش و جوشكاری بعضی از آلیاژهاییكه قابلیت جوشكاری آنها كم است، مانند برنزها.
جوشكاری با شعله برق بوسیله فلاكس هادی (electroslag arc welding):

در این روش یك الكترود با طول زیاد از فولاد كه هم نقش هادی جریان را دارد و هم وظیفه فلز پر كننده را انجام می‌دهد، بكار رفته و فلاكسی كه در روی ناحیه مذاب ریخته می‌شود كاملا نقش پوشش الكترود های دستی را ایفا می‌كند. یعنی از طرفی به عنوان پایدار كننده قوس الكتریكی و حمایت كننده آن بكار رفته واز طرف دیگر عناصر مفید و آلیاژی را به ناحیه جوش اضافه می‌نماید. علاوه بر این چون دارای حركت خوبی است در انتقال گرمای حاصل از مذاب فلز كمك می‌كند.

شكل5 – جوشكاری بوسیله فلاكس هادی
استفاده از این روش از جنگ جهانی دوم به بعد در آمریكا و كشورهای اروپایی گسترش زیادی یافته است. اختلاف این روش با جوشكاری معمولی بوسیله قوس الكتریكی الكترود های دستی است كه در این روش می‌توان شدت جریانهایی تا 3000 آمپر را بكار برد. بنابر این سرعت جوشكاری و نفوذ جوش به مقدار قابل ملاحظه ای افزایش خواهد یافت. معذالك همین سرعت زیاد جوشكاری و ذوب سریع الكترود سبب می‌شود كه از شدت جریانهای كمتری (1000 الی 1500 آمپر) برای این منظور استفاده شود.
جوشكاری با شعله برق توام با فشار (pressure arc welding):
این روش عبارت است از نصب میله یا پیچ یا قطعات شبیه آنها در روی جداره های فلزی بوسیله جوشكاری. این روش باعث می‌شود كه عمل سوراخ كردن و قلاویز زدن قطعه كار از بین رفته و صرفه جویی زیادی در وقت و قیمت تمام شده كارها حاصل گردد.

شیوه اجرایی:
شیوه اجرایی این كار به قرار زیر است:
ایجاد شعله گرم بین انتهای میله و جداره فلزی و حفظ شعله تا پایان دوره تناوب
حفظ فلز در جریان عمل انجماد با بكار بردن یك حلقه چینی
اعمال فشار برای اجرای یك عمل آهنگری در حالت گرم در موضع جوش.
بنابر این اصول جوشكاری با پیستوله (مننظور همین روش) با روش جوشكاری با شعله برق است زیرا از یك طرف بین انتهای میله و قطعه كار قوس الكتریكی با ولتاژ 25 الی 30 ولت بوجود می‌آید و از طرف دیگر در حین عمل جوشكاری از فلاكسی كه قسمتی از وظیفه آن مانند پوشش الكترود است، استفاده می‌شود و تنها اختلاف آن با روش جوشكاری برق فشاری است كه هنگام جوشكاری در زمان كوتاهی در روی قطعه كار وارد می‌شود.

وسایل مورد نیاز برای جوشكاری با پیستوله
وسایلی كه برای اجرای عمل جوشكاری با پیستوله بكار می‌روند به قرار زیراند:
یك دستگاه پیستوله كه وظیفه آن ایجاد شعله هنگام تماس میله با جدار فلزی و سپس دور كردن آن می‌باشد.
جعبه فرمان كه وظیفه آن بستن مدار جوشكاری در طول مدتی است كه شعله برق موجود باشد.

مولد جریان برق
میله جوش شونده كه انتهای آن به درجه ذوب می‌رسد فلاكس جوشكاری كه بصورت پودر می‌باشد در كپسول مخصوصی قرار داده شده است.
حلقه چینی كه نقش آن عبارت است از حفظ حرارت شعله و نیز ایجاد پیچك گرده مانندی از فلز در قاعده میله و بالاخره حمایت فلز مذاب از عوامل جوی و حفاظت چشم جوشكار از شعله.

جوشكاری بطریق مقاومت الكتریكی (Resistance welding):
برحسب نوع استعمال انرژی حرارتی و نیروی مكانیكی، جوشكاری مقاومتی به تقسیمات زیر شامل می‌گردد:

الف- نقطه جوش (spot welding):
قطعات جوش دادنی را روی یكدیگر و بین دو نوك الكترود قرار می‌دهند. در این نقطه جریان از یك الكترود به الكترود دیگر از مسیر ضخامت ورقها عبور می‌كند و نقطه جوش كه شكل عدسی دارد، در امتداد محور الكترودها بوجود می‌آید. گاهی اوقات دو الكترود را در یك روی صفحه قرار داده و در زیر صفحه دوم یك زیر سری می‌گذارند. در روش دوم كف ورق رویی را بوسیله سنبه نشان بصورت نقاط برجسته در می‌آورند و سطح نوك الكترود ها را وسیع تر انتخاب می‌كنند، پس از وصل جریان نقاط برجسته در اثر عبور جریان ذوب شده و دو قطعه به یكدیگر متصل می‌گردند.

شكل – دكمه جوش در نقطه جوش

شكل6- ماشین اهرمی نقطه جوش

ب- جوش قرقره ای:
در حقیقت یكی از روشهای فرعی جوش نقطه ای می‌باشد با این تفاوت كه در جوش قرقره ای لبه قطعات خیلی نزدیك بهم بوده و مجموعا تشكیل یك گرده پیوسته جوش را می‌دهد. در این روش الكترود های استوانه ای را با الكترود های صفحه ای یاچرخی و یا قرقره ای كه در حول محور خود گردش می‌نمایند و در مسیر جریان قرار می‌گیرند، عوض می‌كنند. قرقره ها عمل وارد آوردن فشار را نیز انجام می‌دهند.

شكل 7- جوش قرقره ای

ج- جوش سربه سر بوسیله عمل جرقه زدن (flash butt welding):
در این روش قطعات را بین دو فك گیره ای در ماشین جوشكاری سوار كرده سپس با دور و نزدیك كردنهای متوالی انتهای قطعات به یكدیگر جرقه هایی بین دو قطعه ایجاد می‌شود. این جرقه ها سبب ایجاد حرارت در انتهای قطعات گردیده و پس از آنكه به حالت خمیری و حرارت كافی رسیدند، دو انتهای قطعات را به یكدیگر نزدیك و با اعمال فشار بهم پیوند می‌دهند.
در این روش نیز مانند روش قبلی دور تا دور محیط قطعه كار را گرده های فلزی فرا می‌گیرد كه بقایای اكسید و ناخالصی ها در آن جمع شده كه پس از اتمام عمل مذكور بوسیله سنگ زدن از بین می‌روند.

شكل8 – جوش سر به سر بوسیله عمل جرقه زدن
د- جوش سربه سر بوسیله مقاومت الكتریكی (resistance butt welding):
در این روش دو قطعه جوش دادنی را طوری مقابل هم قرار می‌دهند كه دقیقا در موازات یكدیگر قرار گیرند، سپس فك دستگاه جوش را محكم و ثابت نموده و جریان برق را برقرار می‌كنند. این فكها نقش هادی جریان را ایفا می‌كنند سپس با تغییر محل فكها و حركت دادن آنها بر روی همدیگر فشار در ناحیه جوش زیاد شده و این عمل باعث می‌شود كه فلز در دو انتهای تماس به حالت خمیری در می‌آید و بدین وسیله عمل پیوند قطعات انجام می‌گیرد.
این روش برای جوش قطعاتی كه دارای اشكال هندسی متفاوتی می‌باشند و نیز برای جوش ورقهایی كه دارای ابعاد بزرگی هستند بكار می‌رود.

شكل9-جوش سربه سر بوسیله مقاومت الكتریكی

هـ . جوش مقاومتی بوسیله فلاكس هادی (electroslag resistance welding):
در این روش جوشكاری كه خودكار می‌باشد قطعات جوش دادنی را در محفظه قیفی شكل كه از مس ساخته شده و پر از فلاكس می‌باشد قرار می‌دهند سپس جریان ثانویه ترانسفورماتور را از راه فلاكسی كه هادی جریان برق است برقرار می‌نمایند. هنگامیكه فلاكس ذوب می‌شود سطح آن به سطح قطعه فوقانی رسیده و به این ترتیب جریان در دو قطعه برقرار می‌گردد و در نتیجه سطوح انتهای قطعات به سرعت به درجه حرارت لازم رسیده و عمل جوشكاری انجام می‌گیرد.

شكل10 – جوش مقاومتی بوسیله فلاكس هادی

شكل11 – نقطه جوش متوالی

شكل12- نقطه جوش

3- سایر روشهای جوشكاری ذوبی
الف- روش جوشكاری بطریق آلومینوترمیك (thermit welding):
در این روش از خاصیت حرارت زایی احیای اكسیدهای آهنی بوسیله آلومینیم در بوته و ریزش فلز مذاب در روی قطعات جوش دادنی استفاده می‌شود همچنین در اینجا باید روشهای لحیم كاری و لحیم جوش را یادآوری نمود. كه در آنها از شعله های هیدروژن یا از كوره هایی با اتمسفر احیا كننده و یا از حاصیت التراسونیك (ارتعاشات مافوق صوت) استفاده می‌شود.
اخیرا روشهای جدیدتری در جوشكاری ذوبی معمول گردیده كه در صنایع امروز دارای موارد استعمال ویژه ای می‌باشند و از آن برای جوشكاری لوله ها، بدون استفاده از سیم جوش استفاده می‌شود.

شكل13- جوشكاری ترمیت

ب- روش جوش القایی (Induction welding):
جوشكاری القایی: اساس جوشكاری القایی مدت مدیدی است كه شناخته شده است. از این روش به طور گسترده ای برای جوشكاری مواد پلاستیكی با بكار بردن قدرتهای بسیار ضعیف استفاده می‌شود. در جوشكاری فولاد از این روش بویژه در جوشكاری لوله ها استفاده می‌شود. در این روش درز لوله ها را بدون استفاده از سیم جوشكاری می‌كنند.
در این روش جریان القا شده در حدود 400 آمپر بوده كه بوسیله القا كننده ای كه از روی كنداتستاتور منشعب شده است و یا بوسیله ترانسفورماتوری كه به دو آلترناتور با فركانس زیادی وصل گردیده، حاصل می‌گردد. لوله را پس از فرم دادن از داخل القا كننده عبور می‌دهند، جریان القا شده بطور كلی از روی لبه های جوش دادنی عبور كرده و لبه های لوله را در طول معینی بطور یكنواخت گرم می‌كنند. پس از اینكه تمام ضخامت لبه های لوله را در طول معینی بطور یكنواخت گرم می‌كند. پس از اینكه تمام ضخامت لبه ها به درجه حرارت ذوب رسید با فشاری كه در حقیقت عمل آهنگری می‌باشد، لبه های ذوب شده را به هم جوش داده و بدینوسیله گرده جوش باریكی در قسمت خارج لوله تشكیل می‌شود كه پس از عبور دادن از داخل كالیبر كننده از بین می‌رود.

در این روش سرعت جوشكاری زیاد بوده و بستگی به قدرت دستگاه خواهد داشت. چنانچه قطعه جوش دادنی از هر نظر درست باشد (پاك بودن لبه ها از زنگ زدگی، نداشتن پلیسه در لبه ها، صاف و یكنواخت بودن سطوح و غیره) سرعت جوشكاری حدود 15 الی 30 متر در دقیقه خواهد بود. ضخامت قطعات جوش دادنی نیز بستگی به قدرت دستگاه دارد. در حال حاضر با این روش می‌توان لوله هائیكه تا 7 میلیمتر ضخامت دارند را جوشكاری نمود. انرژی مصرف شده در هر تن جوشكاری با ابعاد و ضخامت لوله ها به سرعت كاهش می‌یابد و برای لوله های 80 الی 90 میلیمتری انرژی لازم در حدود 50 كیلووات برای هر تن لوله است و برای لوله های 150 ای 165 میلیمتری مقدار انرژی لازم به 22 كیلووات در هر تن كاهش می‌یابد.

ج- جوشكاری با فلاكس الكتروكنداكتور (Electroslag welding):
دومین روش كه مربوط به جوشكاری با فلاكس هادی می‌باشد، روش جوشكاری با فلاكس اكتروكنداكتور هادی جریان برق است. این روش موارد استعمال زیادی برای جوشكاری قطعاتی كه دارای ضخامت زیادی می‌باشند پیدا كرده است.
روش جوشكاری با فلاكس الكتروكنداكتور كه برای جوشكاری قطعات بسیار ضخیم مورد استفاده قرار می‌گیرد اولین مرتبه در سال 1951 بوسیله انیستیتو جوشكاری كیف مطرح گردید. در این روش سیم جوش الكترود وارد ناحیه جوش شده و فلاكس جوشكاری كه بصورت پودر بوده و هادی جریان الكتریكی نیز می‌باشد نقش اساسیی را به عهده دارد. زیرا علاوه بر جوشكاری نقش یك تصفیه كننده را نیز به عهده دارد و بدین ترتیب می‌توان فولادهایی با خاصیت ویژه را تهیه نماید.

فلزی كه با این حالت تصفیه می‌شود تشكیل ناحیه مذاب را می‌دهد و ناحیه تصفیه شده كه مخلوطی با تفاله یا شیره جوشكاری است و با فلز مذاب آمیخته شده است هنگام انجماد در بالای فلز باقی می‌ماند و مجموع این دو ناحیه بوسیله ضخامتی از فلز بطور منظم پوشیده شده است. ورقهای جوش دادنی كه دارای ضخامت زیادی است ( 50 الی 100 میلیمتر) بطور لب به لب و بصورت قائم و با فاصله ای در حدود 30 سانتی متر از همدیگر قرار می‌گیرند، شدت جریان لازم برای جوشكاری بین 500 الی 550 آمپر برای الكترودی به قطر 2/3 میلیمتر است. ولتاژ مورد نیاز بین 45 الی 50 ولت خواهدبود.

حركت سیم جوش بوسیله دستگاه مخصوصی انجام می‌گیرد، این حركت بصورت حركت نوسانی E2-E¬1، E1-E2 با توقف اجباری 5 الی 7 ثانیه در انتهای هر حركت می‌باشد. دو طرف شكاف قطعات را ریجه های مسی می‌پوشانده است كه در آن جریان 1 برقرار است (ریجه ظرفی است مانند بوته كه در داخل آن فلز مذاب می‌ریزند) كل دستگاه عبارت است از الكترودها، ریجه ها، مخزن فلاكس كه دارای یك حركت قائم به سمت بالا است و سرعت مخزن فلاكس طوری است كه ضخامت آنرا روی قطعه كار بین 30 الی 50 میلیمتر نگهداری می‌كند برای ورقی كه 100 میلیمتر ضخامت دارد با الكترودی به قطر 5/3 میلیمتر و جریان 550 آمپر سرعت جوشكاری به 50 سانتیمتر در ساعت می‌رسد.

شكل14- جوشكاری با فلاكس الكتروكنداكتور

د- جوشكاری بوسیله بمباران الكترونیكی (Electron beam welding)
روش دیگری كه در صنایع اتمی از ان استفاده می‌شود روش جوشكاری فلزات بوسیله بمباران الكترونیكی است كه ذیلا آنها را بطور خلاصه مورد بررسی قرار می‌دهیم.
در این روش قطعات جوش دادنی را در محفظه ای قرار داده و هوای آنرا تخلیه می‌كنند، در این عمل جوشكاری بوسیله بمباران الكترونهایی كه از روی سطح كاتدی در همان محفظه قرار گرفته است انجام می‌شود با این روش می‌توان هم جوشهای دایره ای و هم جوشهای طولی را در حالت تخت انجام داد.
محفظه A را بوسیله پمپ مخصوصی كه در قسمت B قرار دارد از هوا تخلیه می‌كنند، سپس 2 صفحه جوش دادنی را مطابق با خط x-y روبروی كاتد c كه مجهز به فیلمان F و عدسی الكترواستاتیكی a می‌باشد قرار می‌دهند با این ترتیب انبوه الكترونها در نقطه ای روی خط x-y مجتمع شده و با برخورد آنها به نقطه مزبور حرارتی ایجاد می‌گردد كه باعث ذوب فلز در منطقه مذكور می‌گردد. پس از آنكه عمل جوش در یك نقطه آغاز شد با تغییر مكان كاتد در طول محل MN درز صفحه جوشكاری می‌شود.
كلیه عواملی كه در روی عمل جوشكاری موثر می‌باشند از قبیل شدت جریان الكترونیكی، شتاب الكترونها، سرعت تغییر مكان فشار گاز و جنس گاز استعمال شدنی را می‌توان مطابق با جوشكاری تغییر داد.

شكل15- جوشكاری بوسیله بمباران الكترونیكی

هـ جوشكاری بوسیله اشعه لیزر (Laser Welding)
استفاده از یك شعاع نورانی برای بالا بردن درجه حرارت یك جسم چیز تازه اینست.شاید همه ما در دوران كودكی برای آتش زدن یك تكه پارچه یا یك قطعه كاغذ از یك عدسی كه آنرا در برابر نور آفتاب قرار داده ایم، به عنوان یك سرگرمی استفاده كرده باشیم. می‌دانیم كه كوره های آفتابی تیربر بر اساس این تجربه ساخته شده‌اند كه می‌توان اجسام بسیار دیر گداز را بوسیله آنها ذوب نمود. امروزه در صنعت بجای استفاده از خورشید از نورهای مصنوعی مانند لامپ های احتراقی، قوسهای برق و یا لامپ های تخلیه كه در آنها دسته های اشعه بوسیله دو آئینه شلجمی كه روبروی هم قرار گرفته اتد متمركز می‌شوند. منبع حرارت را در یكی از دو كانون و جسم ذوب كردنی یا تبخیر شدنی را در كانون دیگر قرار می‌دهند. در این كوره كه به كوره تصویری موسوم است می‌توان به درجات حرارتی بیش از 10000 درجه سانتگراد نیز رسید.

شكل16 -جوشكاری لیزری

كوره های آفتابی و كوره های تصویری علاوه بر آنكه برای جوشكاری مناسب نیستند. بلكه راههای غیر كاملی نیز می‌باشند زیرا در هر یك از آنها منابع نورانی بسیار متفاوتی مورد استفاده قرار گرفته است كه پرتورهای آنها دارای تشعشعات نورانی یا امواج متفاوت است. بدین ترتیب نمی توان امواج مذكور را در نقطه ای متمركز نمود زیرا تباعد دسته های نورانی برای تمامی طول موجها یكسان نیستند و به این دلیل از اشعه لیزر (Laserكه مخفف كلمات زیر است)، استفاده می‌شود(Light amplifier stimultated emission of radiation) عنوان فرق را می‌توان بدین شرح ترجمه نمود: یكسان كردن طول موج بوسیله آرام كردن طول موج.

برای دریافت اینجا کلیک کنید