مقاله بررسی طرز كار جوشكاري به روش GTAW (TIG)

دسته بندي : فنی و مهندسی » صنایع
مقاله بررسي طرز كار جوشكاري به روش GTAW (TIG) در 20 صفحه ورد قابل ويرايش

طرز كار جوشكاري به روش GTAW (TIG)



چه از جريان متناوب استفاده شود و چه طريقه DCRP بكار رود، استفاده از اين روشهاي جوشكاري اين حسن را دارد كه قطعه كار از پاكيزگي زيادي برخوردار خواهد بود و به اين لحاظ است كه اينگونه مدارهاي الكتريكي را بيشتر براي جوشكاري قطعات آلومينيوم و فولاد ضد زنگ بكار مي برند. اين عمل “اثر پاكيزگي كاتدي” (در تمام يا قسمتي از زمان جوشكاري، كار در قطب منفي است) ناميده مي‌شود. در صورتيكه پاكيزگي از اهميت بيشتري برخوردار باشد بهتر است از گاز آرگون استفاده شود.

اگرچه بايد توجه داشت كه در اين حالت بايد قبل از شروع جوشكاري كار را كاملاً تميز نمود.

براي تميز كردن آلومينيوم ابتدا سطح آن را با بررسي از جنس فولاد ضد زنگ پاك كرده و گردزدائي مي كنند و سپس با استفاده از آستون، آن را به طريق شيميايي نيز تميز مي نمايند. توجه داشته باشيد كه آستون فوق العاده قابل اشتعال است.

در اين مورد يك ساعت قبل از جوشكاري، از آستون استفاده كنيد.

براي كسب نتيجه بهتر توصيه مي شود كه قبل از جوشكاري آلياژهاي فولاد آنها را تا 60 درجه فارنهايت گرم كنيد. براي از بين بردن بخارات و ذرات مزاحم، قبل از جوشكاري آلومينيوم بايد آنرا تا 120 درجه فارنهايت گرم كرد.

اگر جوشكاري در چند مرحله صورت مي گيرد، بين هر مرحله بايد اجازه داد تا كار خنك شود. اگر جنس كار از فولاد نرسيده، مرحله بعدي را آغاز نكنيد. در مورد آلومينيوم دماي 300 درجه فارنهايت پيشنهاد مي شود.

همانطوري كه گفته شد براي محافظت حوضچه مذاب و منطقه جوش از گاز محافظ استفاده مي كنند. براي انجام يك جوشكاري مناسب، كمي قبل از روشن كردن قوس، جريان گاز را برقرار كنيد. در موقع جوشكاري مخازن و محفظه هاي سربسته، ابتدا مجرائي براي خروج گازها پيش بيني كنيد تا از ايجاد فشارهاي اضافي پيشگيري شود.

گاهي اوقات در شروع جوشكاري، كار با اشكال مواجه شده و جوش داده شده زياد جالب نخواهد بود. براي درك اين موضوع بهتر است از يك ذره بين استفاده نمائيد. پس از كشف محل ترك ها، بوسيله سنگ فنري و قلم و چكش جوش هاي ترك دار را كنده و محل مزبور را با جوش مجدد پر كنيد.

بعضي وقتها هم گرماي بيش از اندازه موجب ايجاد ترك در جوش مي شود. در اين حالت هم جوش ها را به روش گفته شده كنده و محل آنها را دوباره جوش بدهيد.

انتهاي خط جوش نيز بايد كاملاً مورد بررسي قرارگيرد. در اين حالت هم پس از بررسي اگر به ترك يا اشكال مشابهي برخورد كرديد، آنها را كنده و محل آنها را دوباره جوش بدهيد. در موقع جوشكاري لوله، حتي الامكان از مراحل كوتاه مدت استفاده كرده و بتناوب نقاط مختلف پيرامون لوله را خال جوش بگذاريد. براي مثال براي جوشكاري لوله هاي كمتر از 16 اينچ (قطر) طول هر مرحله (پاس) جوش نبايد بيش از 2 اينچ باشد.

در مورد لوله هاي با قطر 6 اينچ يا بيشتر، حداكثر طول هر پاس مي تواند تا 3 اينچ نيز باشد.

روش صحيح جوشكاري لوله درشكل 11-15 نشان داده شده است.
آماده سازي كار براي انجام جوشكاري

آماده سازي فلز جهت جوشكاري به هر يك از دو شيوه: جوشكاري با قوس الكتريكي در پناه گاز خنثي با الكترود تنگستن (TIG)، يا سيم جوش (MIG) با هم شباهتهاي زيادي دارند. در عمل براي جوشكاري قطعات با ضخامت 32/3 اينچ و بيشتر بهتر است لبه كار را با زاويه 60 درجه پخ بزنيم هر چند كه بدون اين پخ هم شكل 11-15 مراحل مختلف و صحيح جوشكاري يك لوله. نقطه شروع هر پاس با يك رقم نشان داده شده است.

نتيجه جوشكاري بسيار جالب است.

براي جلوگيري از ورود اكسيژن و ناخالصي هاي ديگر بهتر است از يك زير كاري مناسب استفاده كرد. در اين حالت فلزات قطعات كار با كيفيت بهتري ذوب و در يكديگر ممزوج مي شوند. براي جوشكاري قطعاتي از جنس منيزيم، تيتانيم يا زيركونيم و غيره بهتر است از زير كاري از جنس كربن (يا حتي فلزات ديگر) استفاده كرد.

در شروع كار، براي تمرين، بهتر است از جوشكاري قطعات ساده تر شروع كرده و بمرور تمرينات مشكل تري انتخاب شود تا كار آموز نحوه در دست گرفتن مشعل و كار كردن با آن را بخوبي فرا گيرد. پس از اين مرحله كار آموز بايد آنقدر تسلط پيدا كند كه مطابق شكل 11-16 قادر به جوشكاري انواع اتصالات بوده و در جاي لازم از سيم جوش استفاده نمايد.

در هر حالتي، نوع فلز مورد جوشكاري بايد شناخته شده باشد. ميزان جريان مورد نياز براي فلزات مختلف درشكل 11-17 نشان داده شده است.

جوش MIG را به صورت خودكار نيز مي توان انجام داد. در اين حالت مشعل يا قطعه كار مورد جوشكاري با سرعت مشخص حركت كرده و در صورت لزوم سيم جوش نيز بصورت خودكار به منطقه مذاب هدايت مي شود. در شكل 11-18 نمائي از اين طريقه جوشكاري نشان داده شده است.
نحوه انجام جوش MIG

پس از ايجاد قوس و شروع عمليات جوشكاري، حركت مشغل را در كوچكترين دايره ممكن ادامه دهيد و سعي كنيد كه در محل شروع جوشكاري يك حوضچه مذاب ايجاد نمائيد. زاويه الكترودگير با سطح كار بايد بين 60 تا 80 درجه باشد البته در اين حالت شيب مشعل از شيب آن در جوشكاري اكسي استيلن كمي بيشتر است و اين بخاطر حفظ منطقه مذاب با گاز محافظ است.

در اين جا نيز حركت حوضچه مذاب بايد بهمان طريقي باشد كه در جوشكاري با اكسي استيلن (فصل هفتم) توضيح داده شد. بهرحال بايد توجه داشت كه حركت مشغل از حركت حوضچه مذاب كمتر باشد.

در صورتيكه از سيم جوش استفاده مي كنيد، قوس الكتريكي را متوجه لبه پشتي حوضچه كرده و سيم جوش را از لبه جلوئي وارد حوضچه نمائيد و سپس قوس الكتريكي را به آرامي به طرف جلو متوجه كرده و سعي كنيد كه حوضچه را به ملايمت در امتداد خط جوش بحركت در آوريد.

زاويه سيم جوش با سطح كار بسيار كم و در حدود 20 درجه است شكل 11-19. براي متوقف كردن جوشكاري، الكترود را به سرعت عقب كشيده و يا با استفاده از پدال كنترل از راه دور، جريان را كم كنيد.
روش اسپري يا ذره پاشي

در اين روش جريان بسيار زيادي را به يك سيم جوش با قطر مشخص اعمال مي‌كنند. در يك شدت جريان مشخص، ذرات ذوب شده بصورت پودر در آمده و اجبارا در فاصله بين نوك سيم جوش تا سطح كار بحركت در مي آيند.

درشكل 11-25 شدت جريانهاي لازم براي پودر كردن سيم جوشهاي مختلف نشان داده شده است.

شدت جريان هاي پائين تر از اين مقادير را معمولاً براي روش انتقال عمقي يا قطره پاشي (اتصال كوتاه) استفاده مي كنند.

اگر گاز محافظ بي اكسيد كربن باشد، تغيير حالت از روش اسپري به انتقال عمقي ديگر مطابق اين جدول نخواهد بود. براي مثال در حالتي كه از بي اكسيد كربن استفاده شده باشد، شدت جريان لازم براي انتقال فلز بيشتر از حد داده شده خواهد بود مثلاً براي الكترودي با قطر 16/1 اينچ در حدود 500 آمپر جريان لازم است تا ذرات سيم جوش بصورت پودر به سطح كار بپاشند.

در روش اسپري يا ذره پاشي از گازهاي مختلفي استفاده مي كنند كه عبارتند از:

1- مخلوط آرگون و بي اكسيدكربن.

2- مخلوط آرگون و اكسيژن.

3- بي اكسيد كربن.

استفاده از هر يك از اين گازها در: شكل جوش، جريان مورد نياز، ترشح فلز مذاب باطراف و عوامل مشابه تاثير خواهند گذارد.

استفاده از بي اكسيد كربن باعث پخش شدن فلز مذاب در سطح كار مي شود و با وجودي كه به شدت جريان زيادي نياز دارد ولي نفوذ جوش بسيار جالب بوده و سرعت عمل زياد است.

با مصرف آرگون به جريان كمتري نياز داشته و چون فلز مذاب را بصورت باريك‌تر پخش مي كند جوش از نماي نازك و جالبي برخوردار مي شود.

براي انجام عمليات جوشكاري به روش اسپري يا ذره پاشي مي توان از ماشين‌هاي استاندارد جوشكاري (DCRP) كه حتي براي يك لحظه بسيار كوتاه هم مدار آنها اتصال كوتاه نمي شود استفاده نمود.
روش انتقال عمقي (قطره پاشي)

به طوري كه در شكل 11-26 هم نمايش داده شده، سيمي كه در اين روش جوشكاري بجاي الكترود مصرف مي شود مشابه الكترودي است كه در روش ذره پاشي بكار گرفته مي شود با اين تفاوت كه در اين حالت جريان مصرف شده بسيار كمتر است.

در اين جا هم گاز يا تركيب گازهائي كه به عنوان محافظ بكار مي روند مشابه گازهاي مصرف شده در روش ذره پاشي مي باشد.

استفاده از ماشين هاي جوشكاري معمولي براي اين روش مناسب نيست چون جريان اتصال كوتاه آنها كمتر از آن است كه پس از هر اتصال كوتاه، امكان ايجاد قوس مجدد را فراهم نمايد.

در اين روش از دستگاههاي ويژه اي استفاده مي كنند. اين ماشين ها يا ولتاژ ثابتي داشته و يا علاوه بر داشتن ولتاژ ثابت به مكانيسم كنترل شيب منحني مشخصه نيز مجهزند. بايد توجه داشت كه سرعت حركت بيشتر از سرعت مشابه در روش ذره‌پاشي است. براي مثال، اگرهدف، جوشكاري قطعه اي به ضخامت 2/0 اينچ باشد، با روش قطره پاشي در هر دقيقه قادريم 10 اينچ از طول جوش را انجام دهيم در حاليكه با طريقه اسپري، همين كار را با شدت 22 اينچ بر دقيقه مي توان انجام داد.
كارگاه جوشكاري MIG

تجهيزات كلي كه براي تاسيس يك چنين كارگاهي لازم است عبارتند از:

1- ماشين جوشكاري با قوس الكتريكي. ماشين هاي با ولتاژ ثابت ارجح ترند. بسته به نوع كاربرد، از هر دو نوع ماشين هاي AC يا DC مي توان استفاده نمود.

2- كابين جوشكاري.

3- ميزكار.

4- سيستم تهويه.

5- يك كابل مخصوص كه به ماشين و مشعل مربوط مي شود و وظيفه آن انتقال مخلوط گاز، آب و سيم جوش است.

6- سيلندر گاز محافظ.

7- رگولاتور سيلندر و جريان سنج.

8- الكترودگير مخصوص.

9- كابل و گيره زمين.

10- وسيله كنترل جريان از راه دور.

11- دستگاه مخصوص كنترل و تغذيه سيم جوش.

12- حلقه يا قرقره براي سيم جوش.

13- سيستم كنترل آب.