پایان نامه ریخته گری فولاد

برای دریافت پروژه اینجا کلیک کنید

 پایان نامه ریخته گری فولاد دارای 221 صفحه می باشد و دارای تنظیمات و فهرست کامل در microsoft word می باشد و آماده پرینت یا چاپ است

فایل ورد پایان نامه ریخته گری فولاد  کاملا فرمت بندی و تنظیم شده در استاندارد دانشگاه  و مراکز دولتی می باشد.

توجه : توضیحات زیر بخشی از متن اصلی می باشد که بدون قالب و فرمت بندی کپی شده است

بخشی از فهرست مطالب پروژه پایان نامه ریخته گری فولاد

پیش گفتار  
بخش اول  
مقدمه  
عناصر آلیاژی فولادها  
کربن  
منگنز  
سیلیسیم  
کرم  
نیکل  
آلومینیوم  
گوگرد  
فسفر  
2-1- طرز تهیه فولاد  
کنورتر  
کوره قوس الکتریکی  
3-1- انواع فولاد  
تقسیم بندی مارک های فولاد  
4-1- روش های ریخته گری فولاد  
ریخته گری در قالب – از بالا  
ریخته گری در قالب – سیفونی  
2-4-1- ریخته گری مداوم  
انواع ایستگاه های ریخته گری مداوم  
نمای تکنولوژیکی ایستگاه های ریخته گری ا تا 6  
درجه ی حرارت ذوب  
5- مشخصات گاز، اکسیژن و هوای فشرده مصرفی  
1-5- گاز  
2-5-  اکسیژن  
3-5- هوای فشرده  
6- کریستالیزاتور  
افت حرارت فولاد مذاب در کریستالیزاتور  
1-6- ساختمان کریستالیزاتور در ایستگاه های 1تا 6  
آب گردشی درون کریستالیزاتور  
2-6 – اختلالات شمش در کریستالیزاتور  
تلاطم فولاد مذاب در کریستالیزاتور  
3-6 شبکه آب رسانی کریستالیزاتور ها  
7- روغنکاری کریستالیزاتور و جلوگیری از اکسیده شدن فولاد مذاب  
در ریخته گری سطح باز  
7-2 جلوگیری از اکسیده شدن فولاد مذاب و روغنکاری کریستالیزاتور در ریخته گری زیر سطح  
سردکننده ثانویه  
1-9 ساختمان سردکننده ثانویه در ایستگاه 1و2  
2-9 ساختمان سرد کننده ثانویه در ایستگاه 3  
3-9 ساختمان سردکننده ثانویه در ایستگاه 4و5 و6  
هدایت رولیکهای همرکز کننده سردکننده ثانویه  
4-9 شبکه آب رسانی سردکننده ثانویه  
10- سرعت ریخته گری  
سرعت ماشین در شروع ریخته گری  
سرعت پس از توقف ماشین صنعت ریخته گری  
سرعت ماشین پس از پایان ریخته گری  
11- مکانیزم گیرنده – کشاننده شمش  
1-1-11- سیستم محرکه هیدرولیکی گیرنده  
2-1-11- سیستم محرکه الکتریکی کشاننده  
هدایت سیستم کشاننده  
2-11- مکانیزم گیرنده – کشاننده بالایی ایستگاههای 4 و 5 و 6  
2 -11 سیستم محرکه هیدرولیکی گیرنده  
هدایت سیستم گیرنده  
طرز کار سیستم گیرنده  
2-2-11- سیستم محرکه الکتریکی کشاننده بالایی  
هدایت سیستم کشاننده بالایی  
3-11-روغنکاری جعبه دنده مکانیزم گیرنده-کشاننده شمش  
4-11- تکنولوژی کار محرکه های الکتریکی  
مکانیزم ترمز محرکه های الکتریکی  
12-سردکنندگی تجهیزات ماشین های ریخته گری  
فهرست منابع  

بخشی از فهرست مطالب پروژه پایان نامه ریخته گری فولاد

1-Was ist der stahe.Springer.Vereag

Berein/Gottingen/Heidee Berg.1961.g

2-Metoeeographie/Leipzig,VEB Deutscher

Vereag fur Grundstofindustrie,1967g

3-Warme Behandeung von stahe.VEB.Deutscher

Vereag fur Grundstoffindustrie,

4-Teopus Hempe618Hou pa

7- ذوب آهن،جلد دوم(تولید و نورد فولاد)،پرویز فرهنگ،تهران-1349

8-متالورژی مهندسی، محمدمشکوه نفیسی، پلی تکنیک تهران-1356

9-مقدمه ای از ریخته گری،راوم فولاد،مرتضی آزیدهاک،ذوب آهن اصفهان

10-فرآیند انجماد در ریخته گری مداوم فولاد،مرتضی آزیدهاک،ذوب آهن اصفهان1364

11- دستورالعمل بهره برداری ماشین های6 شاخه ریخته گری مداوم تیپ قائم-خمیده،حسین ساعی،ذوب اهن اصفهان1360

12-دستورالعمل بهره داری از پاتیل های دریچه کشوئی،میرستار حجازیفر،حسین ساعی،حسین ضیاء،احد فرید،ذوب آهن اصفهان

13-دستورالعمل بهره برداری از آب های سرد کنندگی ثانویه و ماشین ها و پمپ خانه سیکل کثیف،حسین معدیان،ذوب آهن اصفهان1365

14- اهم مسائل تکنولوژیکی مربوط به کارکنان تکنوثر قسمت ریخته گری مداوم،مرتضی آزیدهاک،ذوب آهن اصفهان1359

15-نقشه ها و مدارک فنی کارخانه ذوب آهن اصفهان

پیش گفتار

   نیاز به بالا رفتن سطح آگاهی صنعت کاران نسبت به فرایند های تکنولوژیکی جاری در رشته صنعتی مربوطه و شناخت هر چه بیشتر امکانات، محدودیت ها و طرز بهره برداری صحیح تجهیزات مورد استفاده به اندازه ی کافی روشن می باشد. در پی این هدف، قبلا اقدام به تهیه ی جزواتی برای کارکنان تکنولوژ قسمت ریخته گری مداوم تحت عناوین « اهم مسائل تکنولوژیکی مربوط به ;.» گردیده بود

  به علت لزوم تکمیل این جزوات، رفع ایرادات آن ها در حد امکان و اظهار علاقه ی همکاران به در اختیار چنین مطالبی، جزوه ی حاضر با تغییرات اساسی و یکپارچه شدن مطالب جزوات قبلی در دست تهیه قرار گرفت. فعلا بخش اول آن تقدیم می گردد و امید است که با توفیقات الهی بتوان بخش دوم آن را در آینده تهیه و در اختیار علاقه مندان گذاشت

   مجموعه مطالب تهیه شده خطاب به همکاران اپراتور و ریخته گران دست اندرکار قسمت ریخته گری مداوم فولاد بوده و می تواند مورد استفاده ی دیگر کارکنان فولاد سازی قرار گیرد

    در این جزوه سعی شده است که ضمن شناساندن فرایند های جاری در حیطه ی ریخته گری مداوم فولاد و همچنین بررسی  تکنولوژیکی کلیه ی تجهیزات مربوطه و بیان روش های صحیح بهره برداری و سرویس دهی  تکنولوژیکی با اهتراز از طولانی شدن کلام در محدوده ی گسترده تری به معرفی تکنولوژی ریخته گری مداوم فولاد پرداخته شود. البته باید توجه داشت که همیشه با گذشت زمان تغییراتی جزئی یا عمده در تجهیزات و تکنولوژی به کار گرفته شده در قسمت ریخته گری مداوم فولاد به منظور بهبود بخشیدن به شرایط کار صورت می گیرد. بنابراین برای حفظ صحت مطالب فنی این نوع جزوه ها باید هر از گاهی چک و اصلاحاتی در آن ها به عمل آید


بخش اول

مقدمه

فولاد ها که از نظر ترکیب شیمیایی، خواص فیزیکی- مکانیکی و ساختار کریستالی بی اندازه متنوع هستند، عموما آلیاژهایی براساس عنصر آهن به عنوان عنصر پایه و عناصر آلیاژی می با شند. عمده ترین عناصر آلیاژی در فولاد ها عبارتند از کربن، سیلیسیم، کرم، نیکل و غیره. دو عنصر گوگرد و فسفر به طور ناخواسته معمولا در آلیاژهای آهن حضور داشته و اثرات منفی بر روی خواص مکانیکی به جای می گذارند. آهن خالص با وزن اتمی 56 گرم بسیار نرم بوده ( سختی برنیل برابر kg 60 /2mm) و دارای مرز روانی ( حدود 10 ) و مرز گسیختگی (2mm / kg 20) پایینی می باشد، به طوری که این خواص مکانیکی مثلا برای فولاد 3 آرام که فولادی غیر آلیاژی کم کربنی است، به ترتیب بعدی می باشد: سختی برنیل حدود 2mm / kg 137، مرز روانی حدود 2mm /  kg 21 ، مرز گسیختگی حدود 2mm /  kg

 

عناصر آلیاژی فولادها

نقطه ی ذوب آهن خالص oc1536 ( نقطه ی A روی منحنی تصویر 1 ) است. هنگام سرد کردن آهن خالص مذاب، ضمن تدریجی درجه ی حرارت با رسیدن به درجه ی حرارت فوق الذکر، حتی با سرد کردن مذاب، درجه ی حرارت ثابت مانده و تا پایان انجماد تمامی آهن مذاب، درجه ی حرارت ثابت است. در ادامه با سرد کردن فلز، درجه حرارت آن مجددا شروع به پایین آمدن می نماید

  با افزودن عناصر آلیاژی به آهن، نوع ساختار کریستالی و خواص فیزیکی- مکانیکی از جمله نقطه ی ذوب آن شدیدا تغییر می یابند

اصولا با افزودن عنصر یا عناصری دیگر به هر عنصر پایه، آلیاژ حاصله دیگر دارای یک نقطه ذوب یا انجماد ثابت نخواهد بود. مثلا آهن مذاب حاوی فقط 15/0% کربن در درجه ی حرارتoc1525  اولین ذرات جامد را تشکیل می دهد. اگر به سرد کردن فلز ادامه داده شود، ضمن پایین آمدن درجه حرارت آن، نسبت ذرات جامد به مذاب باقیمانده بیشتر می شود. نهایتا درجه حرارت oc 1493 فلز مذاب قبلی به انجماد کامل دست می یابد

آهن مذاب حاوی 40/0% کربن نیز در درجه حرارت حدودoc 1500شروع به انجمادنموده و در درجه حرارت حدود oc 1450به انجماد کامل دست می یابد. با افزایش مقدار کربن، درجه حرارت های شروع و پایان انجمادی به ترتیب برابر oc 1390و oc1147 می باشد. آهن مذاب حاوی حدود 2/4%  ( نقطه ی C روی منحنی تصویر 1) دارای کمترین نقطه ی شروع انجماد ( oc1147 ) بوده، که درجه حرارت پایان انجماد چنین آلیاژی، همین درجه حرارت است. با زیادتر شدن مقدار کربن در آهن درجه حرارت های شروع و پایان انجماد دوباره افزایش یافته و از یکدیگر فاصله می گیرند

همانطور که ذکر شد نوع و مقدار عناصر آلیاژی تغییرات بسیار زیادی در خواص آلیاژهای حاصله پدید می آورند. منتها باید توجه داشت که اگر مذاب آلیاژهای مزبور را از درجه حرارت های بالا تا درجه حرارت های محیط کاملا آرام و تدریجی ( در شرایط آزمایشگاهی ) سرد نمود، خواص استانداردی برای آلیاژها به دست می آید که خواص تعادلی می باشند. حال اگر سرعت سرد کردن، توقف درجه حرارت آلیاژ در درجه حرارت های معین و مدت زمان توقف در این درجه حرارت ها را تغییر دهند، با وجود ترکیب شیمیایی معین معهذا خواص بسیار متفاوتی برای همین آلیاژ پدید می آیند. این عمل ( روش سرد کردن آلیاژ گداخته تا درجه حرارت محیط ) را عملیات حرارتی می نامند

کربن

کربن مهم ترین عنصر آلیاژهای آهن می باشد. با تغییر بسیار کم مقدار کربن، خصوصیات و مشخصات فولادها در حد بسیار زیادی تغییر می نمایند. فولادهایی که بدون عملیات حرارتی بعدی چکش خوار باشند، دارای مقدار کربنی برابر06/2 – 0/0 هستند. فولادهای حاوی مقدار کربنی تا 35/0% عملا قابل سخت شدن نبوده، در حالی که فولاد حاوی کربن زیاد با آبدان به سختی شیشه می رسد

آلیاژهای آهن با کربن به مقدار بیش از 06/2% قابل چکش خواری نبوده و بسیار ترد و شکننده هستند. به این گونه آلیاژها چدن می گویند

اثر کربن بر خواص اهن طوری است که به ازاء افزایش هر1/0% کربن، مرز گسیختگی فولاد حدود 2mm / kg 9 و مرز روانی آن حدود2mm / kg 5- 4 افزایش می یابند. در صورتی که در مقایسه با آن همین افزایش مرز گسیختگی به ازاء افزایش هر0/1% از منگنز، سلیسیم یا کرم به دست می آید. به عبارت دیگر می توان گفت که کربن 10 بار بیش از این عناصر بر خواص مکانیکی فولاد حاصله تاثیر می گذارد

منگنز

همه ی فولادها دارای منگنز هستند. فولادهای غیر آلیاژی کربنی تا 80/0% منگنز داشته، که این منگنز جهت اکسیژن زدایی ( آرام کردن فولاد مذاب ) و مهم تر از آن جهت بی اثر کردن گوگرد موجود در فولاد مذاب ( با تشکیل ترکیب MmS  با نقطه ی ذوب بالا ) به کار می رود

فولادهای حاوی بیش از 80/0%  منگنز را فولادهای منگنزی می نامند

منگنز اصولا قابلیت انعطاف و مقاومت ضربه ای فولاد را بالا می برد

مرز گسیختگی آهن خالص با افزودن منگنز به مقدار 5/0% حدود 1/1 برابر، به مقدار –حدود 1/25 برابر و به مقدار0/1% حدود1/25 برابر می شود

سیلیسیم

همه ی فولادها دارای سیلیسیم هستند. فولادهای غیر آلیاژی کربنی تا 40/0% سیلیسیم داشته، که این سیلیسیم بیشتر جهت اکسیژن زدایی ( آرام کردن فولاد مذاب ) به کار می رود

فولادهای حاوی بیش از 40/0%  سیلیسیم را فولادهای سیلیسیمی می نامند

سیلیسیم اصولا مرز گسیختگی و مرز روانی فولادها را افزایش داده، اما ازدیاد طول نسبی آن ها را کاهش می دهد. در صنعت برای بهبود فولادهای ساختمانی و یا برای تهیه فولادهای فنر ( Si2 -1% وC 40/0 تا 70/0 ) از این عنصر استفاده می نمایند. فولادهای حاوی Si 14/0 در مقابل تاثیرات شیمیایی مقاوم بوده ولی چکش خوار نیستند. فولاد دینام و ترانسفورماتور دارای حدود 4% سیلیسیم و حداکثر 10/0% کربن می باشند

مرز گسیختگی آهن خالص با افزودن سیلیسیم به مقدار5/0% حدود 1/1برابر، به مقدار0/1%حدود 10/1 برابر و به مقدار 0/2% حدود4/1 برابر می شود

کرم

فولادهای کرم دار حاوی 3/0 – 30% کرم هستند. با افزایش مقدار عنصر کرم در فولاد، هر دو درجه ی حرارت شروع و پایان انجماد ( که بسیار به یکدیگر نزدیک هستند ) پایین می آیند. به طوری که به ازاء 15% کرم در درجه حرارت فوق الذکر بر یکدیگر منطبق و برابر oc1400 می شوند. یعنی فولاد کرم دار با چنین را با چنین درصد کرم در درجه حرارت1400 شروع به انجماد نموده و تا پایان انجماد درجه حرارت فولاد ثابت می ماند

عنصر کرم مرز گسیختگی، سختی و مرز روانی فولادها را به طور قابل ملاحظه ای بالا برده و لیکن قابلیت انعطاف آن ها را کم می کند. وجود کرم0/1% فولاد را خیلی سخت کرده و برای بلبرینگ به کار رفته و تا 13% ( کربن کمتر از 5/0%) به عنوان فولاد ضد زنگ مورد استفاده قرار می گیرد

مرز گسیختگی آهن خالص با افزودن کرم به مقدار 5/0% حدود 05/1 برابر، به مقدار0/1%حدود 1/1 برابر و به مقدار 0/2% حدود 35/1 برابر می شود

نیکل

فولادهای نیکلی می توانند با حدود35% نیکل داشته باشند. این عنصر استحکام و چغرمگی فولاد را بالا برده و فولاد را ضد زنگ می کند

فولادهای حاوی حداکثر تا 5% نیکل به عنوان فولادهای ساختمانی به کار می روند. فولادهای حاوی 25%  نیکل به عنوان فولاد غیر مغناطیسی مثلا برای تهیه جعبه قطب نما و فولادهای حاوی 35% نیکل به عنوان فولاد با ثبات و بدون تغییر ( به علت انبساط طولی خیلی کم ) برای تهیه ابزار اندازه گیری مورد استفاده قرار می گیرند. فولادهای نیکلی بیشتر به عنوان سیم های مقاوم اهمیت بسزایی دارا هستند

آلومینیوم

این فلز به عنوان یک عنصر آلیاژی به سبب پایداری فولادها در برابر اکسیده شدن و همچنین سبب دیر گدازی آن ها می شود

آلومینیوم به علت میل ترکیبی آن نسبت به اکسیژن ( بیشتر از Si و Mm  ) به عنوان مهم ترین عنصر اکسیژن زدا ( آرام کننده ) در فولاد مذاب به کار می رود. البته آلومینیوم میل ترکیبی زیادی نیز نسبت به ازت داشته و مشکل وارد شدن ازت به فولادها را تا حدودی دفع می نماید

زیاد شدن مقدار آلومینیوم در فولاد مذاب ( به ویژه بیش از  550/0% )، به علت تشکیل مقدار زیاد AL2O3 سوزنی شکل (با نقطه ی ذوب oc2040 ) درون فولاد مذاب، سبب غلیظ شدن  ذوب ضمن ریخته گری می شود

گوگرد

این عنصر فولاد را شکننده کرده و دچار گسیختگی سرخ می نماید. علت گسیختگی سرخ تشکیل ترکیب SFe ( با نقطه ی ذوبoc985 ) است که در مرز دانه ها پدید آمده و هنگام شکل فلز در درجه حرارت های oc1000-800 باعث بروز ترک سرخ در مرزدانه ها می شود

به این جهت عنصر گوگرد در محدوده ی 00030%- 025/0 مجاز شمرده می شود. البته فولادهای اتومات تا 3/0%  می توانند گوگرد داشته باشند. این گوگرد به منظور سهولت کار اتومات روی قطعات فولادی در ماشین های ابزار استفاده می شود. زیرا گوگرد سبب زود شکستن و دور ریخته شدن براده های فنری شکل حاصله از تراشکاری قطعات فولادی می گردد

برای جلوگیری از زیان های گوگرد، به فولاد عنصر منگنز ( حدود 20 برابر مقدار گوگرد ) می افزایند تا با تشکیل پیوند MmS ( نقطه ی ذوب oc1610 ) عنصر گوگرد را بی اثر نماید

فسفر

فسفر نیز عنصری مضر برای خواص مکانیکی فولادها بوده و به همین جهت معمولا حداکثر مقدار مجاز فسفر در فولادها را در محدوده ی 03/0- 05/0%  تعیین می کرده اند. ( فقط در فولادهای ویژه مقدار فسفر تا 3/0% می رسد.)

اثر زیان بار فسفر به علت میل زیاد آن به جدا شدن از فولاد به صورت ترکیبات فسفری و تجمع یافتن این ترکیبات در مرزدانه ها می باشد. هنگام جدایش ترکیبات فسفری این خطر وجود دارد که در مرزدانه های اولیه کریستالی، مناطق موضعی غنی شده از فسفر پدید آمده که سبب تغییرات بدون کنترل خواص فولاد در این محل ها به دنبال اثرات مضر فسفر، گردد

2-1- طرز تهیه فولاد

متداول ترین کوره ها برای تهیه ی فولاد عبارتند از کنورتر، کوره قوس الکتریکی و در مراحل بعدی کوره زیمنس مارتین. آهن خام مورد نیاز این کوره ها را با روش های متفاوتی تهیه می کنند

روش سنتی تهیه آهن خام برای کنورتر و کوره زیمنس مارتین بدین ترتیب است که ابتدا سنگ معدن آهن را که عموما شامل اکسیدهای  Fe3O4 و Fe2O3 می باشد در کوره بلند به چدن مذاب تبدیل می نمایند

عمل کوره بلند احیا کردن سنگ معدن و تولید آهن خام و ذوب آن می باشد. کک شارژ شده در کوره بلند هر دو نقش را ایفا می نماید. یعنی به طور مستقیم و غیر مستقیم سنگ معدن آهن را احیا نموده و حرارت لازم را برای انجام این واکنش و همچنین ذوب آهن را ایجاد می کند. آهک شارژ شده در کوره بلند عمل تصفیه چدن را انجام می دهد. یعنی با ناخالصی که که اغلب دیر ذوب هستند ترکیب شده و آن ها را به روی سطح فلز مذاب برده و سر باره را تشکیل می دهد. ضمنا نقطه ی ذوب ناخالصی ها را پایین آورده و سبب ذوب شدن آن ها می شود

کک در مجاورت لوله های دمش هوا به علت مجاورت با هوای داغ ورودی کوره به طور ناقص و کامل CO2 و CO می کند و درجه ی حرارت را در اطراف خود تا  oc2000 بالا می برد

 عامل اصلی احیا سنگ معدن آهن در کوره بلند، گاز CO بوده که به علت خاصیت احیا کنندگی زیاد سبب احیا غیر مستقیم سنگ معدن می شود

3Fe2O3 +  CO

 Fe3O4 +  CO

 FeO +  CO

 کک نیز می تواند مستقیما نیز سنگ معدن را احیا کند. ولی این عمل خیلی کمتر از احیا توسط گاز CO انجام می گیرد. احیا مستقیم بیشتر در قسمت های بالایی کوره بلند رخ می دهد

 چدن مذاب حاصله از کوره بلند دارای ترکیب شیمیایی تقریبی زیر است

C= 3/2 – 4/5%  Si= 0/7- 3/0 %  Mm= 0/5- 2/0%  P= 04/0%- 1/6%

کوره زیمنس مارتین

این کوره شامل یک اطاقک ثابت برای مکعب مستطیلی به عنوان کوره ذوب و دو اطاقک حرارت گازهای خروجی و پیش گرم کن هوای ورودی به کوره می باشد. عمل ذوب و تصفیه چون مذاب و آهن قراضه شارژی با دمیدن مستقیم هوا و گاز پیش گرم شده قبلی از طریق مشعل هایی در و دیواره جانبی اطاقک کوره بر روی سطح مذاب انجام می یابد

در این کوره ابتدا SiوMm سوخته تا سپس سوختن کربن شروع می شود. گاز  CO حاصله سبب غلیان فلز مذاب و یک نواختی بسیار مفید آن می گردد. با رسیدن حرارت فلز مذاب به oc1600، فسفر و گوگرد تصفیه شده با کمک آهک تشکیل ترکیبات پایدار داده و در سرباره جذب می شوند

واکنش های انجام شده در کوره زیمنس مارتین را می توان به ترتیب زیر بیان نمود

ابتدا هوا و گازهای موجود در کوره، آهن را اکسید می کنند

2Fe+O2

 Fe+CO2

 در ادامه کار، اکسیژن جذب شده توسط آهن، ناخالصی ها را اکسیده می کند

 Si+2FeO O2+2Fe

Mm + FeO         MmO+Fe

2Fe3P+5Fe              P2O5+11Fe

Fe3C+FeO               CO+3Fe

این واکنش ها همگی گرما زا بوده وم بالا رفتن درجه حرارت فلز مذاب را به همراه می آورند. اکسیدهای Mm،Si،P با آهک ترکیبات پایدار تشکیل داده که جذب سرباره می شوند. در مورد فسفر واکنش ها به این ترتیب هستند

3FeO+ P2O5  3FeO + P2O5

3FeO+ P2O5+CaO               CaO + P2O5+3Fe

مقداری از گوگرد نیز به ترتیب زیر تصفیه خواهد شد

SFe+ CaO   SCa+FeO

در این کوره عمل ذوب بسیار به کندی انجام می یابد ( حدود 10-8 ساعت ). سرباره بین شعله و مواد مذاب قرار داشته و مانع از انتقال کامل حرارت شعله به فلز مذاب می شود. ورود گوگرد و ازت به فولاد تهیه شده از گاز و هوای ورودی کوره زیاد است. بدین ترتیب به توجه به نارسایی های موجود در این نوع کوره ها، در حال حاضر کاربرد زیادی نداشته و ممکن است در آینده ای نه چندان دور منسوخ گردند

کنورتر

کنورتر عبارت است از کوره ای دوار که هنگام دمیدن اکسیژن به صورت عمودی قرار گرفته و از طریق دهانه بالای کنورتر  جهت دمیدن اکسیژن خالص به درون آن رانده می شود. فاصله ی انتهای لوله ی دمش اکسیژن را تا سطح مواد مذاب که شامل چدن مذاب و آهن قراضه بوده است، ضمن دمش در حدود یک متر حفظ می نماید

با دمیدن اکسیژن درون کنورتر ابتدا Si  و منگنز سوخته و عمل کاهش کربن تا پایان دمش ادامه پیدا می کند. واکنش های انجام یافته بین اکسیژن دمیده شده و فلز مذاب به ترتیب زیر است

 Fe+ O2  FeO

2FeO+Si          SiO2+Fe

FeO+Mm           MmO+ Fe

FeO +C             CO+Fe

2C+O2                CO2

فسفر و گوگرد به ترتیب زیر تصفیه شده و به سرباره می روند

5FeO+2FeO3P          P2O5+ 11Fe

P2O5+4CaO                        P2O5 . 4CaO

SFe+CaO                    CaS+FeO

SFe+MmO                   MmS+FeO

 سطح تولید و تنوع فولاد در واحد زمان در کنورتر در حد بالایی قرار دارد. منتها با توجه به اینکه در کنورتر منبع حرارتی فقط سوختن عناصر چدن و آهن قراضه می با شد، در نتیجه مقدار آهن قراضه در کنورتر بسیار محدود است

روش دیگر تهیه آهن خام برای تولید فولاد، روش احیا مستقیم سنگ معدن آهن است، که آهن خام به دست آمده فقط به صورت کلوخه های جامد می باشد. در این روش ابتدا سنگ معدن را ریز کرده و سپس به دانه های گردویی شکل کلوخه می کنند

گاز طبیعی و بخار آب را در شرایطی خاص به گازهای احیا کننده COو 2Hتبدیل می نمایند

Cn Hm + n H2O  Nco+ (n+     )H2

H2O+CO     CO2+ H2

گازهای احیا کننده تحت حرارت حدود — – در برج احیا مستقیم با کلوخه های سنگ معدن آهن تماس پیدا کرده و واکنش های زیر را به صورت خشک صورت می گیرند

3Fe2O3+CO    2Fe3O4+CO2

3Fe2O4+2CO          6FeO+2CO2

6FeO+6CO             6Fe+6 CO2

 Fe2 O3+3CO             2Fe+3CO2

3 Fe2 O3+ H2           2Fe3O4+ H2O

2Fe3O4+2 H2                 6FeO+2 H2O

6FeO+6 H2                      6Fe+ 6   H2O

Fe2 O3+3H2              2Fe + 3H2OType equation here

 ترکیب شیمیایی آهن خام اسفنجی حاصله با روش احیا مستقیم تقریبا به ترتیب زیر است

Fe= 88/5%    C= 1/5-2/0%    Si=3/3%   P=053/0%   AL2O3= 1/37%

 CaO+ MgO= 2/8%

کوره قوس الکتریکی

برای تبدیل آهن اسفنجی جامد به فولاد مذاب نمی توان از کوره های قبلی تهیه فولاد استفاده نمود، زیرا منبع تولید حرارت جهت فلز شارژی اولیه بسیار محدود است.  کوره قوس الکتریکی که دارای حرکت دورانی محدود برای تخلیه ذوب است، با کوره های قبلی تفاوت زیادی دارد. در این کوره منبع حرارتی از قوس الکتریکی ما بین سه الکترود ( تغذیه شده از برق سه فاز ) و فلز شارژی در کوره تشکیل می شود و در حد مورد نیاز حرارت تولید می کند. محیط درون کوره که در مورد کوره های قبلی شدیدا اکسیدی بود، درین مورد به طور نسبی احیایی است

در مرحله ذوب ابتدا لایه های سطحی آهن به صورت زیر اکسیده می شوند

Fe  FeO       Fe3O4           Fe2O3

با تشکیل حمام مذاب و عبور اکسیژن از سرباره مذاب به فلز مذاب، ابتدا هنگامی که هنوز درجه حرارت پایین است، —– فلز اکسیده و سرباره می رود

Si +2FeO            2Fe+SiO2

SiO2+ 2CaO         SiO2  . 2CaO

 همزمان و پس از Si ، منگنز موجود در فلز مذاب نیز به سرباره می رود

Mm+FeO             Mm+Fe

هنگامی که قلیایی بودن سرباره مذاب به اندازه ی کافی بالا رفت، فسفر و گوگرد نیز به سرباره می روند

2P+5FeO+4Cao             P2O5  .  4CaO +5Fe

FeS+ CaO                      SCa+FeO

در پایان برای تسریع در سوختن C موجود در فلز مذاب از دمش اکسیژن خالص تحت فشار به درون کوره قوس الکتریکی استفاده می کنند

FeO+C               CO+Fe

 دراثر خروج CO، مذاب به غلیان آمده، که باعث جدا شدن و متصاعد شدن گازهای N2و H2 از فلز مذاب شده و ناخالصی ها را به سرباره می برد. مدت زمان مورد نیاز برای تهیه مرذوب در کوره قوس الکتریکی تقریبا چهار برابر مورد مشابه در کوره های کنورتر و ثلث مورد مشابه در کوره های زیمنس مارتین می باشد

به علت بالا بردن حرارت در کوره های الکتریکی می توان اقدام به تهیه ی فولادهای آلیاژی با عناصری که نقطه ی ذوب بالا دارند، نمود. به علت کاهش اکسیژن آزاد در این کوره ها، مقدار سوختن آهن و عناصر آلیاژی کمتر می باشد. عیوب این کوره ها عبارتند از مصرف نیروی الکتریکی بسیار زیاد و همچنین غلیان کمتر فلز مذاب در مقایسه با کنورتر

3-1- انواع فولاد

 

دریافت این فایل

برای دریافت پروژه اینجا کلیک کنید

مقاله جوشکاری

برای دریافت پروژه اینجا کلیک کنید

 مقاله جوشکاری دارای 81 صفحه می باشد و دارای تنظیمات و فهرست کامل در microsoft word می باشد و آماده پرینت یا چاپ است

فایل ورد مقاله جوشکاری  کاملا فرمت بندی و تنظیم شده در استاندارد دانشگاه  و مراکز دولتی می باشد.

توجه : توضیحات زیر بخشی از متن اصلی می باشد که بدون قالب و فرمت بندی کپی شده است

بخشی از فهرست مطالب پروژه مقاله جوشکاری

مقدمه  
تاریخچه :  
تعریف جوشکاری  
جوشکاری فشاری  
جوشکاری آهنگری  
جوشکاری مقاومتی  
جوشکاری ذوبی  
قوس الکتریکی و چگونگی تشکیل آن  
روشهای مختلف ایجاد قوس الکتریکی  
جریان الکتریسیته مناسب در روش (SMAW)  
شدت جریان در جوشکاری  
اختلاف پتانسیل در جوشکاری  
مقاومت الکتریکی قوس  
قطب الکترود  
محاسن و معایب جوشکاری با روشهای AC,DC  
محاسن جوشکاری با جریان متناوب  AC  
معایب جریان متناوب AC  
محاسن جریان مستقیم DC  
معایب جوشکاری با جریان مستقیم DC  
وزش قوس  
راههای جلوگیری از وزش قوس و کاهش آن  
انواع ترانسها  
مزایا و معایب کار با ترانس ها  
تجهیزات جوشکاری قوس دستی  
الکترودها  
انواع الکترود های جوش قوس دستی  
روش ساخت الکترود  
نقش فلاکسها (پوشش الکترود)  
حفاظت و ایمنی  
ایمنی و حفاظت در جوشکاری با قوس الکتریکی  
آلودگیهای گازی  
اتصالات در جوشکاری  
فاصله روت (ROOT )  
پاشنه جوش یاLand  
انواع پخ  
اندازه پروفیل جوش  
محاسن جوش نسبت به سایر اتصالات مکانیکی  
جوشکاری با گاز اکسی – استیلن- حالت سطحی  
اصول آماده سازی قطعات برای جوشکاری  
روش هدایت مشعل و مفتول  
تجهیزات جوشکاری اکسی- استیلن  
مشعلهای جوشکاری  
قدرت مشعلهای جوشکاری  
بک های جوشکاری  
رگولاتورهای فشار  
رنگ مشخصه و اتصالات کپسولها  
نحوه تشکیل شدن شعله (روشن کردن مشعل )  
ابزارها و وسایل دستی جوشکاری گازی  
آهنگری (تغییر فرم آزاد )  
روشهای مختلفی که نرم هستند عبارتند از :  
مراحل آهنگری فولاد  
آهنگری میله  
پهن کردن الکتریکی  
سوراخ کردن  
مثالهایی از اهنگری فولادهای بزرگ  
محور گردنده توربین  
آهنگری لوله  
آهنگری میل لنگ  
تغییر شکل دادن اجسام با کمک قالب گرم  
تکنیک قالب تغییر شکل دهنده  
ابزار مخصوص قالب تغییر شکل دهنده  
دستگاه و لوازمات آهنگری  
کوره های اهنگری  
شکل دادن فلزات  
دستگاهها و ابزار آلات تغییر شکل دادن آزاد آهنگری  
3-ماشینهای تغییر شکل دهنده بوسیله قالب  
چکشهای قالب دار آهنگری  
مـنابـع  
نمودار سازمانی  

بخشی از منابع و مراجع پروژه مقاله جوشکاری

کتاب اصول نوین جوشکاری ، محمد سلطان بیگی – اردشیر هنر بخش

کتاب حساب فنی دوم صنایع فلزی ، عبدالحسین گلسری

کتاب در فنی سال دوم مکانیک عمومی ، صمد خادمی اقدام – بهروز نصیری زنوزی

کتاب تکنولوژی جوشکاری برق (قوسی مقاومتی ) ، سال دوم صنایع فلزی

مقدمه

از ابتدای خلقت بشر مساله اتصال و به هم بستن و ضرورت دستیابی به شیوه های آسانتر برای ایجاد اتصالات مطرح بوده است . ایجاد اتصال در شکلهای پیشین خود از به هم بستن شاخه های درختان و تکه های چوب و دوختن تکه های پوست حیوانات برای مصارف گوناگون آغاز شد و متناسب با تکامل نیاز های انسان ،هنر اتصال و به هم پیوستن اجسام نیز رو به تکامل نهاد

پیدایش فلزات و آلیاژ های فلزی وتلاش مستمر در یافتن راههای اتصال آنها به هم موجب ابداع روشهای مختلف اتصال شد که اتصال پیچ و مهره ای ، اتصالات پرچی و اتصالات جوشکاری شده از آن جمله اند

در دنیای امروزه ، صنعت جوشکاری از نظر وسعت کار و تنوع بالاترین مرتبه را در علم اتصال و بریدن و جدا سازی قطعات فلزی و سایر مواد صنعتی دار است و طراحان و مهندسان خطوط تولید مصنوعات فلزی با بهرگیری از فرایند های مختلف و متنوع جوشکاری به بالاترین سرعت و کیفیت دست یافته اند . در عین حال ، وزن سبک مصنوعات و صرف هزینه هرچه کمتر ، از دیگر دستاوردهای آنان بوده است

تاریخچه

جوشکاری کوره ای یا آهنگری و جوشکاری با شعله ، نخستین روشهای شناخته شده جوشکاری به شمار می روند

مصریها ، یونانیها و روسها برای جوشکاری و لحیمکاری فلزات قیمتی یا زود ذوب از نوعی مشعل ابتدایی استفاده می کردند که در آنها الکل یا مایع مشابه به عنوان سوخت به کار می رفته است

از قرن نوزدهم که کار اختراعات و اکتشافات رونق گرفت ، نوآوری و خلاقیت در میدان تکنولوژی جوشکاری نیز ظهور کرد و روشهای مختلف جوشکاری یکی پس از دیگری ابداع گردید

جوشکاری با قوس الکتریکی و استفاده از خاصیت حرارتی جریان برق در امر اتصالات فلزی ، با وجود اینکه چندین دهه قبل شناخته شده بود ، کاربردی نداشت

سرانجام مردی روسی به نام( برنادوس) این پدیده را کشف کرد و در سال 1887 توانست جوشکاری با قوس الکتریکی و الکترود زغالی را اختراع کرد . در سال 1891 یک امریکایی به نام (کوفین) توانست به جای الکترود زغالی از الکترود فلزی استفاده کند و این روش به نام خود به ثبت برساند

در آن زمان ، جوشکاری با الکترود لخت فلزی بسیار دشوار بود زیرا قوس بین الکترود فلزی و قطعه کار بی ثبات بود و کنترل انتقال قطره مذاب از الکترود به قطعه بسختی انجام می گرفت

کشف الکترود روپوش دار به وسیله یک مخترع سوئدی به نام اسکار کیلیرگ در سال 1905 باعث ثبات قوس و بهبود کیفیت جوش شد

پژوهشهای مختلف برای افزایش مرغوبیت و کیفیت این روش ادامه یافت و همچنان ادمه دارد . جوشکاری با قوس الکتریکی و الکترود روپوش دار در ردیف جوشکاریهای ذوبی است که امروزه به طور گسترده در صنایع مختلف به کار گرفته می شود . در زمان حاضر ، جوشکاری قوس دستی (SMAW) یکی از متداولترین روشهای جوشکاری است که به طور گسترده در صنایع فلزی ایران کاربرد دارد و به عنوان پدیده ای ارزشمند در امر تولید و تعمیر در کارخانه ها و کارگاههای مختلف صنعتی ایفای نقش می نماید . به دلیل وابستگی این فن به علوم و فنون و گستردگی دامنه علمی آن متخصصان و کارشناسان ورزیده همواره در حال پژوهش هستند و دستاورد های خود را به صورت استانداردهای جوشکاری انتشار می دهند

در عملیات اجرائی نیز کاردانان با تجربه همکاری دارند و با تلاش و پشتوانه غنی علمی چرخهای عظیم و پیچیده صنعت را به طور اصولی و اقتصادی به حرکت در می آورند

تعریف جوشکاری

تاکنون تعاریف زیادی برای جوشکاری بیان شده است ، ولی بطور کلی حذف فاصله و ایجاد جاذبه مولکولی یا کریستالی بین قطعات گوناگون را جوشکاری گویند . برای تحقق این امر روششهای زیادی به ذهن می رسد که اکثرا عملی شده است و نتایج کارائی آنها در ارتباط با وسایل و تجهیزات مورد لزوم به لحاظ سادگی و پیچیدگی مورد مطالعه قرار گرفته است

عملیات جوشکاری که امروزه در صنایع به کار گرفته میشوندعبارتند از

1- جوشکاری فشاری 2- جوشکاری ذوبی

هر کدام تقسیم بندیهای  گوناگون و گسترده ای دارد که تاکنون بیش از 85 روش در جوشکاری و برشکاری ابداع شده است و اجرا می شود بعضی از روشها نیز منسوج شده ، جای خود را به روشهای نوین جوشکاری داده اند

جوشکاری فشاری

تعریف : جوشکاری فشاری فرآیندی که در آن لبه های مورد اتصال ، تحت فشار ، و با استفاده از حرارت یا بدون آن در هم ادغام می شوند و قطعات به هم اتصال می یابند

جوشکاری آهنگری یا پتکه ای ، جوشکاری مقاومتی ، جوشکاری اصطکاکی ، جوشکاری مافوق صوت (اولتراسونیک) و جوشکاری سرد از آن جمله اند

جوشکاری آهنگری

یکی از فرایند های قدیمی جوشکاری است و روش کار چنین است که قطعات مورد جوشکاری را در کوره ای تا مرحله خمیری شدن گرم می کنند . سپس آنها را از کوره خارج و اکسید ها را از سطح مورد اتصال پاک می کنند . آنگاه آنها را رویهم روی سندان قرار می دهند و ضربات پتک دستی یا برقی میکوبند تا دو قطعه در هم ادغام شوند و جوش بخورند

جوشکاری مقاومتی

جوشکاری مقاومتی یکی از روشهای جوشکاری فشاری است که در شاخه های مختلف صنعت خصوصاً در صنایعی که با ورقها و مفتول فلزی سر و کار دارند کاربرد فراوان دارد . در این روش سطوح اتصال با اعمال حرارت و فشار بهم جوش می خورند

فلزات به دلیل داشتن مقاومت الکتریکی ، دراثر عبور جریان برق از آنها ، گرم می شوند و به حالت خمیری و حتی به دمای ذوب می رسند . حرارت حاصل در این روش با مجذور شدت جریان و مقاومت در زمان عبور جریان رابطه مستقیم دارد . شدت زمان عبوری و زمان از طریق دستگاه قابل کنترل و تنظیم است ، اما مقاومت الکتریکی به عوامل مختلف از جمله جنس و ضخامت قطعات کار ، اندازه سطح الکترود ها ، چگونگی سطح تماس و فشار اعمال شده به کار مربوط می شود

جوشکاری مقاومتی در صنعت به صورتهای گوناگون مورد استفاده است که مهمترین و متداولترین آنها به ترتیب زیر است : 1- جوش نقطه ای یا نقطه جوش 2- جوش قرقره ای یا درز جوش 3- جوش واژگون یا سر به سر 4- فلاش جوش یا جوش جرقه ای

جوشکاری ذوبی

تعریف : جوشکاری ذوبی روشی است که در آن لبه های مورد اتصال پس از ذوب شدن به کمک فلز پر کننده یا بدون آن در هم آمیخته و منجمد میگردند به این ترتیب قطعات به یکدیگر متصل می شوند

برای ذوب کردن لبه های مورد اتصال از انرژیهای مختلف استفاده می شود : انرژی شمیایی : جوشکاری با شعله گاز ، جوشکاری ترمیت

انرژی الکتریکی : جوشکاری با قوس الکتریکی

انرژی نورانی : جوشکاری با اشعه لیزر

در جوشکاری با قوس الکتریکی حرارت لازم برای ذوب لبه های مورد اتصال و مفتول پر کننده درز از طریق ایجاد و برقراری قوس الکتریکی بین الکترود و فلز مورد جوشکاری تامین می شود

قوس الکتریکی و چگونگی تشکیل آن

چنانچه قطبهای مثبت و منفی یک منبع انرژی الکتریکی را با هم تماس داده و سپس در فاصله کمی از یکدیگر قرار دهند ، در اثر اختلاف پتانسیل الکتریکی موجود میان آنها جرقه های ایجاد می شود . این جرقه ها موجب یونیزه شدن اتمسفر بین دو قطب و عبور الکترونها از فاصله هوایی میان دو قطب می شود

ادامه جرقه ها و به هم پیوستن آنها در فضایی یونیزه شده ، موجب تشکیل قوس الکتریکی می شود . با وجود یونیزه شدن فضای بین الکترود وکار ، باز هم مقاومت الکتریکی زیادی در این منطقه وجود دارد و همین مقاومت سبب تبدیل انرژی الکتریکی به انرژی حرارتی می شود و حرارت در حدود 6000-5000 درجه سانتیگراد ایجاد می گردد که می تواند در زمان کوتاهی فلزات را به دمای ذوب برساند

روشهای مختلف ایجاد قوس الکتریکی

یکی از روشهای ایجاد قوس الکتریکی استفاده از اختلاف پتانسیل زیاد یا ولتاژ بالا است . جرقه هایی که در شمع اتومبیل زده می شود تا مخلوط هوا و سوخت در سیلندر اتومبیل محترق شوند ، با استفاده از ولتاژ بالا تحقق می یابد

در این روش ، بدون اینکه تماس میان دو قطب جریان برقرار شود ، جرقه زده می شود ولی گرمای ایجاد شده به وسیله قوس حاصل ، بسیار کم است

همچنین در بعضی از انواع جوشکاری مثل جوشکاری با گاز محافظ ، جرقه های اولیه با استفاده ولتاژ بالا ایجاد می شوند ، بدین صورت ، که با نزدیک شدن الکترود به کار قبل از برقراری تماس بین آن دو و حتی از فاصله 20 تا 30 میلیمتری ، در اثرولتاژ ذخیره شده در خازن دستگاه جرقه زده می شود ، گاز محافظ یونیزه می گردد و زمینه ایجاد قوس پایدار برای جوشکاری فراهم می شود . در روش جوشکاری قوسی با الکترود روپوش دار ، قوس الکتریکی با آمپر زیاد ایجاد می گردد و به منظور ایجاد قوس میان دو قطب جریان ، تماس برقرار می شود تا جرقه حاصل گردد ودرصدی از اتمسفر موجود بین دو قطب یونیزه شود سپس قوس پایدار به وجود آید

عوامل موثر در برقراری و تشکیل قوس الکتریکی و ایجاد حرارت عبارتند از : اختلاف پتانسیل دو سر قطب ، شدت جریان و مقاومت دو قطب

جریان الکتریسیته مناسب در روش (SMAW)

جریان الکتریکی عبارت است از حرکت الکترونها در یک هادی و برای حرکت الکترون درون هادی فشار الکتریکی لازم است و در صورتی که اختلاف پتانسیل موجود داشته باشد جریان نیز وجود دارد

چنانچه قطبهای تغییر نکنند و به عبارت دیگر ، جهت جریان همیشه ثابت باشد و الکترونها فقط در یک جهت حرکت کنند ، جریان را جریان مستقیم یا DC نامند . چنانچه جهت جریان ثابت نباشد و به عبارت دیگر ، الکترونها نخست در یک جهت جریان یابند و بعد جهت خود را عوض کرده و عکس جهت قبلی سیر کنند ، آن را جریان متناوب AC نامند

در جوشکاری با قوس الکتریکی از هر دو نوع جریان استفاده می شود . جریان AC به وسیله ترانس جوشکاری یا مبدل و جریان DC به وسیله دینام جوشکاری یا رکتی فایر تامین می گردد

شدت جریان در جوشکاری

به تعداد الکترونهایی که از یک نقطه ازمدار در زمان واحد می گذرد شدت جریان عبوری گویند . اگر در یک ثانیه به اندازه یک کولن یا تعداد 10×82/6 الکترون از یک نقطه از مدار بگذرد ، جریان عبوری یک آمپر است که آن را با حرف I نشان می دهند . جریان جوشکاری به وسیله آمپر اندازه گیری می شود . استفاده از ولتاژ بالا در قوس خطر شوک الکتریکی دارد . بنابراین با توجه به روابط زیر در جوشکاری از شدت جریان زیاد و ولتاژ کم استفاده می شود تا حرارت کافی برای ذوب موضعی فراهم شود

محدوده شدت جریان جوشکاری باقوس الکتریکی : در جوشکاری با الکترود دستی معمولا 350 میلیمتر طول و قطری بین 5/2 تا3/6 میلیمتر دارند . تمام شدت جریان جوشکاری از هسته فلزی الکترود عبور می کند و چون دارای مقاومت الکتریکی است ، در آن گرما ایجاد می شود و اگر خیلی گرم شود ، خطر ذوب زودرس الکترود وجود دارد و زودتر از آن پوشش الکترود لطمه خواهد دید . با توجه به این نکات ، سازندگان الکترودها حداکثر جریان را برای هر نوع الکترود مشخص می کنند

اختلاف پتانسیل در جوشکاری

عامل عبور الکترونها در یک هادی ، فشار الکتریکی یا اختلاف پتانسیل است به عبارت دیگر فشاری است که موجب راندن الکترونها را از مقاومت الکتریکی عبور می دهد

واحد فشار الکتریکی ولت است و آن اختلاف پتانسیلی است که موجب شود یک کولن ، کاری معادل یک ژول انجام دهد

جریان الکتریکی در مدار به جریان آب در سیستم لوله کشی شباهت دارد

در این سیستم یک تلمبه موجود است که آب از یک سو فشار قرار می دهد و باعث عبور جریان آب از سوپاپ تنظیم می شود

در مدار الکتریکی ، مولد جریان (باتری-ژنراتور-دینام جوش) همچون پمپ در سیستم لوله کشی یاد شده عمل میکند و فشار الکتریکی به وجود می آورد تا الکترونها حرکت کنند و بتواند از مقاومت بگذرند به عبارت دیگر ، عبور الکترونها از قوس الکتریکی است که از طریق ترانس یا دینام جوشکاری تامین می گردد

ولتاژ مدار باز و ولتاژ قوس الکتریکی : برای انجام جوشکاری و برقراری جریان الکتریکی در مدار نیروی محرکه یا ولتاژ لازم توسط دستگاه جوشکاری تامین می شود و بسته به نوع دستگاه جریان DC یا ACولتاژی معادل 80-50 ولت خواهیم داشت . همزمان با تشکیل قوس الکتریکی ولتاژ افت می کند و تقریبا به نصف یا کمتر می رسد

محدوده ولتاژ در جوشکاری با قوس الکتریکی : ماکزیمم ولتاژ قوس 40 ولت است زیرا کار با ولتاژ بیشتر احتمال خطر شوک الکتریکی دارد از سوی دیگر ، برقراری و پایداری قوس الکتریکی با ولتاژهای کم دشوار است

ولتاژ مدار باز دستگاههای جوشکاری در محدوده 50 تا 80 ولت است ولی در بعضی از دستگاههای جوشکاری پیشرفته ، به منظور افزایش ایمنی پس از قطع عمل جوشکاری ولتاژ دو سرکابل به طور اتوماتیک تنزل می یابد و در حد بسیار پایینی قرار می گیرد تا هنگام تعویض الکترود برای جوشکاری کمترین احتمال شوک الکتریکی وجود نداشته باشد . در این دستگاهها با اولین تماس الکترود به کار و عبور جریان ضعیف از مدار جوشکاری ، کنتاکتور تعبیه شده در دستگاه به طور خودکار ولتاژ اصلی را وارد مدار می کند تا قوس تشکیل شود

بلافاصله پس از برقراری قوس ، ولتاژ افت می کند و به حدود نصف می رسد که به آن ولتاژ قوس می گویند . در بعضی از دستگاههای جوشکاری ، کلیدی برای تغییرات جزئی در ولتاژ قوس وجود دارد زیرا افزایش نفوذ جوش می شود . افزایش ولتاژ طول قوس را نیز افزایش می دهد و کار کردن با طول قوس بلند موجب کاهش حفاظت منطقه مذاب و ستون قوس از اثرات زیان بخش اتمسفر نیز خواهد شد

مقاومت الکتریکی قوس

همه اجسام جریان الکتریکی را به یک اندازه هدایت نمی کنند . هادیها اجسامی هستند که جریان را به راحتی از خود عبور می دهند و عایقها برعکس از عبور جریان جلوگیری می کنند

علت این است که هادیها مقدار زیادی الکترون آزاد دارند . بیشتر فلزات هادیهای خوبی هستند یعنی دارای قابلیت هدایت الکتریکی هستند

دسته دیگری از اجسام در برابر عبور جریان و حرکت الکترونها مخالفت می کنند و بنابراین دارای مقاومت الکتریکی هستند . واحد مقاومت الکتریکی اهم است

در یک مدار جوشکاری ، کابلهای انبر و اتصال هادیهای خوبی هستند . انبر جوشکاری نیز براحتی جریان رااز خود عبور می دهد . مغز فلزی الکترود هم مقاومت زیادی ندارد ولی فاصله بین الکترود و کار دارای مقاومت زیادی است هر قدر فاصله الکترود با کار زیادتر شود ، مقاومت این قسمت از مدار افزایش می یابد و با کم شدن الکترود با کار از مقاومت هم کاسته شود

گرمای زیاد قوس موجب میشود که اتمسفر بین الکترود وکار و همچنین گازهای تولید به وسیله روپوش الکترود ، یونیزه شود و مقاومت الکتریکی قوس کاهش یابد . فاصله بین الکترود و کار مورد جوشکاری را طول قوس گویند . پس می توان گفت طول قوسهای کوتاه مقاومت کمتری دارند و طول قوسها بلند دارای مقاومت بیشتری هستند

مقامت قوس باعث تبدیل انرژی الکتریکی به حرارتی می شود ولی مقاومت سایر قسمتها مدار باید درحد مینیمم باشد . چنانچه محل اتصال کابل جوشکاری به دستگاه و انبر جوشکاری و غیره محکم نباشد یا طول کابل جوشکاری زیاد باشد یا از کابلهای کم قطر استفاده شود ، به علت وجود مقاومت در مدار ، افت ولتاژ پیش می آید که موجب بروز اختلال در کار جوشکاری خواهد شد

قطب الکترود

در جوشکاری با قوس الکتریکی ، می توان از جریان متناوب AC یا جریان یکنواخت DC با الکترود منفی یا مثبت استفاده کرد . انتخاب نوع جریان به روش جوشکاری ، نوع الکترود و همچنین نوع فلزی که جوشکاری می شود  بستگی دارد. در فرایند جوشکاری با قوس الکتریکی ، برق مستقیم و الکترود فلزی می توانیم به دو صورت با قطب مستقیم و معکوس کار کنیم

اگر الکترود منفی و کار مثبت باشد جوشکاری با قطب مستقیم نامیده می شود

همان طور که در شکل1 مشخص است ، الکترونها از الکترود به سوی کار پرتاب می شوند و با سرعت زیاد به آن برخورد می کنند به علت بمباران شدن سطح کار به وسیله الکترونها شدت گرما در محل ذوب بیشتر است . در این حالت 3/2 گرما در محل ذوب و 3/1 در الکترود توزیع می شود و به همین علت ، نفوذ جوش بیشتر است

اگر الکترود مثبت و کار منفی می باشد ، جوشکاری با قطب معکوس نامیده

 می شود

همان طور که در شکل2 مشخص است ، الکترونها از کار به الکترود می روند . و باعث می شود گرما در الکترود توزیع شود لذا سرعت ذوب الکترود بیشتر و نفوذ جوش کمتر می شود و جوش پهنتر از حالت قبل خواهد بود. جوشکاریهایی که برای سرعت جوشکاری در الویت است وهمچنین الکترودهایی که داری روپوش دیر ذوب تر هستند ، از قطب معکوس استفاده می کنیم

در این حالت فلز مغز الکترود و نیز گازهای محافظ کاملا گرم هستند لذا سرعت انتقال مذاب از الکترود به کار یکنواخت تر و بهتر انجام می شود

یکی دیگر از ویژگیهای قطب معکوس عمل تمیز کاری است . به دلیل حرکت الکترونها از کار و بر خورد یونهای مثبت از الکترود به قطعه کار ، در محل تشکیل قوس شکستن لایه های اکسید صورت می گیرد از این ویژگی در جوشکاری فلزاتی که لایه اکسیدی دارند ، به نحو مطلوب استفاده می شود

در جوشکاری با برق متناوب به علت تغییر جهت جریان الکترود ، به تناوب نیم سیکل منفی و نیم سیکل بعد مثبت است . پس می توان گفت 2/1 حرارت در کار و 2/1 حرارت در الکترود توزیع شده و عمل تمیز کاری قوس در نیم سیکلی که الکترود مثبت است ، صورت می گیرد

محاسن جوشکاری با جریان متناوب  AC

از جریان متناوب در جوشکاری به طور گسترده استفاده می شود و دارای مزایا و معایبی به شرح زیر است

–       هزینه نگهداری و تعمیر ترانسفورماتور جوشکاری کمتر است

–       ترانسفورماتور جوشکاریAC  بمراتب از دینامهای جوشکاری و رکتی فایرها DC ارزانتر است .

–       وزش قوس وجود ندارد

–       حرارت در کار و الکترود به طور مساوی توزیع می شود

معایب جریان متناوب AC

–       امکان تغییر قطب وجود ندارد

–       بعضی از انواع الکترودها را نمی توان با این جریان جوشکاری کرد

–       جریان متناوب برای جوشکاری بعضی از فلزات مناسب نیست

محاسن جریان مستقیم DC

–       خطر شوک الکتریکی کمتر است

–       قوس راحت تر تشکیل می شود و پایدارتر است

–       قوس آرامتر بوده و پاشش ذرات کم است

–       استفاده از انواع الکترود ها امکان پذیر است

–       جوشکاری با حداقل آمپر امکان پذیر است

–       امکان تغییر قطب وجود دارد

معایب جوشکاری با جریان مستقیم DC 

گاهی در جوشکاری با جریان مستقیم پدیده ای به نام وزش قوس (دمش قوس ) و به عبارت دیگر ، انحراف قوس وجود دارد

وزش قوس

عبور جریان الکتریکی در الکترود و قطعه کار و کابل اتصال حوزهای مغناطیسی به وجود می آورد که به صورت دایره های متوالی عمود بر مسیر عبور جریان برق است

هنگامی که این حوزه مغناطیسی نا متعادل باشد ، قوس به طرفی که تمرکز حوزه بیشتر است ، منحرف می شود . این انحراف را وزش قوس گویند . در جوشکاری با جریان مستقیم که حوزه مغناطیس تشکیل شده جهت ثباتی دارد، وزش قوس بیشتر اتفاق می افتد . معمولا انحراف قوس در جهت حرکت پیشروی به طرف جلو یا عقب اتفاق می افتد و هنگام جوشکاری گوشه ها و نزدیک محل اتصال کابل به قطعه کار ، انحراف قوس زیادخواهد بود . در مواقعی که وزش قوس زیاد باشد کنترل مذاب مشکل می شود . و جوش به وجود آمده ناموزن نامتعادل است

راههای جلوگیری از وزش قوس و کاهش آن 

 

دریافت این فایل

برای دریافت پروژه اینجا کلیک کنید

مقاله مباحثی در جوشکاری

برای دریافت پروژه اینجا کلیک کنید

 مقاله مباحثی در جوشکاری دارای 63 صفحه می باشد و دارای تنظیمات و فهرست کامل در microsoft word می باشد و آماده پرینت یا چاپ است

فایل ورد مقاله مباحثی در جوشکاری  کاملا فرمت بندی و تنظیم شده در استاندارد دانشگاه  و مراکز دولتی می باشد.

توجه : توضیحات زیر بخشی از متن اصلی می باشد که بدون قالب و فرمت بندی کپی شده است

بخشی از فهرست مطالب پروژه مقاله مباحثی در جوشکاری

1- فصل اول: تاریخچه جوشکاری
2- فصل دوم: فرآیندهای جوشکاری
1-2 فرآیندهای جوشکاری با قوس الکتریکی
1-1-2 جوشکاری با الکترود دستی پوشش دار  SMAW …
2-1-2 جوشکاری زیر پودری SAW ..  
3-1-2 جوشکاری با گاز محافظ یا GMAW 
4-1-2 جوشکاری با گاز محافظ و الکترود تنگستنی . 
5-1-2 جوشکاری پلاسما (PLASMA WELDING) 
2-2 فرآیندهای جوشکاری مقاومتی
1-2-2 جوش نقطه ای
3-2 فرآیند های جوشکاری حالت جامد
1-3-2 جوشکاری اصطکاکی 
4-2 جوش گاز
5-2 فرآیند های جوشکاری با لیزر
شمای کلی از چند نوع فرآیند جوشکاری 
3- فصل سوم- الکترودها 
1-3 الکترود
2-3 طبقه بندی پوشش های الکترودها 
3-3 انتخاب نوع الکترود 
4-3 شناسایی الکترود بر اساس کد بندی
5-3 عوامل فساد الکترود
4- فصل چهارم- عیوب اصلی جوش
1-4 مقدمه
2-4 انباشتگی جوش در کناره‌ها
3-4 سوختگی یا بریدگی کناره جوش
4-4 آخالهای سرباره
5-4 ذوب ناقص 
6-4 تخلخل Porosity
7-4. همراستا نبودن اتصال جوش
8-4 نفوذ ناقص 
9-4 ترک جوش Weld cracking
10-4. پیچیدگی 
تصویر چند عیب در جوشکاری قوس الکتریکی
5- فصل پنجم- جوشکاری ترمیمی 
مقدمه
1-5 جوشکاری تکمیلی در حین تولید
2-5 اصلاح جوشکاریهای غیر قابل قبول 
3-5 جوش تعمیری حین کارکرد قطعه
1-3-5 تعیین ریشه و علل ایجاد عیب
2-3-5 فلز پایه و مواد مصرفی جوش 
3-3-5 استاندارد مورد استفاده و قرارداد
4-3-5 برنامه ترمیم
4-5 مراحل اجرای جوشکاری ترمیمی
1-4-5 آماده سازی برای جوشکاری
2-4-5 اجرای جوش ترمیمی
3-4-5 عملیات پس از جوشکاری 
منابع

تاریخچه ی جوشکاری

آثار باقیمانده از گذشته های بسیار دور نشانگر این واقعیت است که انسان های اولیه با استفاده از اصول فیزیکـی که امـروزه اساس جوشکـاری مدرن را تشکیـل می دهد قطعـات فلزی را بـه یکدیگر متصل می کردند. تجزیه و تحلیل ابزارهای کشف شده از قرون اولیه نشان می دهد که برای اتصال دو قطعه فلزی به یکدیگر ، لبه های گداخته شده این قطعات را روی یکدیگر قرار داده و با ضربات چکش بهم متصل می کردند

مهمترین اصول فیزیکی که سنگ زیربنای متدهای معمولی جوشکاری در قرن حاضر را تشکیل می دهد در اواخر قرن نوزدهم کشف و ابداع شده و به تدریج در صنعت مورد استفاده قرار گرفت. در سال 1887 یکی از دانشمندان روسی بنام Bernadas  اختراع متدی را به ثبت رساند که به وسیله آن قادر بود تا یک قطعه فلزی را با الکترود ذغالی به صورت موضعی با ایجاد قوس الکتریکی بین قطعه و الکترود ذوب نماید

در ایـن زمان نامبــرده دو قطعه فلزی را در فاصله معینی از یکدیگر قرار داده و با استفاده از پدیده فـوق الذکر و حرکت الکترود ذغالی در طول شکاف بین دو قطعه و وارد نمودن همزمان میله ای فلزی از جنس قطعه در داخل قوس الکتریکی ، حمام مذابی به وجود آورد که بعد از منجمد شدن شکاف موجود را پر نموده و باعث به هم پیوستن این قطعات گردید

چند سال بعد یعنی در سال 1891 دانشمند دیگر روسی بنام Slavjaniv  روش الکترود ذوب شونده را اختراع نمود. در این روش به جای الکترود ذغالی از یک الکترود فلزی استفاده شده که همزمان وظیفه فلز پرکننده را نیز به عهده داشت

در روش الکترود ذوب شونده ذوب حاصل از الکترود فلزی در فاصله بین نوک الکترود و شکاف دو قطعه در معرض هوا قرار می گرفت که این امر باعث اکسیده شدن مذاب و در نتیجه در جوش ایجاد اشکال می کرد. از طرف دیگر قوس الکتریکی نیز ناپایدار بود که خود به خود غیر یکنواختی جوش را به دنبال داشت

برای برطرف نمودن این عیوب در سال 1905 یک صنعتگر سوئدی بنامOscar  Kjellberg   الکترود فلزی پوشش دار را اختراع نمود. پوشش این الکترود را مخلوطی از مواد معدنی مختلف تشکیل می داد که قادر بود با تولید گاز و ایجاد سرباره ، مذاب حاصل از ذوب الکترود را در مقابل آثار نامطلوب تماس با هوا محافظت نماید. علاوه بر این ، پوشش الکترود باعث پایداری قوس الکتریکی و یکنواخت شدن جوش می گردید

با اختراع الکترود پوشش دار ، صنعت این امکان را یافت تا جوش هایی با استحکام معادل فلز پایه بوجود آورد. اولین قایق ده متری تعمیراتی که تمام اتصالات آن توسط جوشکاری انجام شده بود در سال 1918 بـه آب انداختـه شد. از اواخر دهـه 1930 که احداث پل ها و خطوط راه آهن و نیز ساخت کشتی های اقیانوس پیما و غیره با روش جوش دادن قطعات به یکدیگر با سرعت آغاز گردید تا بهامروز که انسان به ساختن فضا پیما ، آسمان خراش ، نیروگاه هسته ای ، میکروپروسسور و غیره مشغولاست هنوز جوشکاری از روش های بسیار مهم اتصال محسوب می شود. فرآیندهای جوشکاری نه تنهابرای اتصال فلزات همجنس بلکه در موارد خاص با رعایت نکات تکنیکی و متالورژیکی ویژه برای اتصالفلزات غیر همجنس (مس-آلومینیوم) ، فلز به غیر فلز (سرامیک به فلز) و حتی غیر فلز به غیر فلز  (سرامیک به سرامیک) نیز استفاده می شود. علاوه بر کاربرد جوشکاری در اتصالات دائم کاربردهای دیگری نیز در صنعت معمول است (نظیر بازسازی عیوب قطعات ریختگی یا ماشین کاری شده ، بازسازی قطعات فرسوده و مستهلک شده و ایجاد موضوع جوش با خواص ویژه در فرآیند ساخت بعضی از قطعات صنعتی) که هر کدام جایگاه ویژه ای داشته و ضمن اینکه اهمیت آنها کمتر از کاربرد اصلی اتصال آن نیست

تاکنون فرایندهای مختلف جوشکاری در دنیا ابداع شده که هر کدام کاربرد ویژه و نقاط ضعف و قوت خود را دارند. بعنوان مثال فرایند جوشکاری پتکی یا آهنگری (Forge Welding ) هنگامی که انسان اولیه با آتش و فلز آشنا شد متوجه شد که می توان دو قطعه فلزی بصورت سرد یا گداخته روی هم قرار داده و در اثر کوبیدن موجب اتصال آنها شود یا فرایند جوشکاری اصطکاکی تلاطمی ( Stir Friction Welding) که عمر کوتاهی دارد و هنوز مراحل ابتدایی کاربردی آن مطرح است و یا فرایندهای پیشرفته دیگری که مراحل آزمایشگاهی را طی می کند و نیز فرایند جوشکاری ابداع شده که ورق به ضخامت 600 میلیمتر را با یک پاس بدون پخ سازی جوش می دهد و در مقابل فرایندی که عملیات جوشکاری را باید در زیر میکروسکوپ انجام داد و محل جوش را نمی توان با چشم غیر مسلح دید. یکی از تلاشهای متخصصین ابداع فرایندهای جوشکاری با کمترین هزینه و بیشترین سرعت و خواص کاملا” مشابه قطعه اصلی است

فرآیندهای جوشکاری 

1-2 فرآیندهای جوشکاری با قوس الکتریکی

یکی از متداول ترین روشهای اتصال قطعات کار می باشد، ایجاد قوس الکتریکی عبارت از جریان مداوم الکترون بین دو الکترود و یا الکترود و یا الکترود و کار بوده که در نتیجه آن حرارت تولید می شود. باید توجه داشت که برای برقراری قوس الکتریک بین دو الکترود و یا کار و الکترود وجود هوا و یا یک گاز هادی ضروری است. بطوریکه در شرایط معمولی نمی توان در خلاء جوشکاری نمود

چنانچه شکاف هوا به اندازه ی کافی باریک بوده و اختلاف پتانسیل و شدت جریان بالا گاز میان شکاف یونیزه شده و قوس الکتریکی برقرار می شود

این نوع جوشکاری از انرژی الکتریکی استفاده می نماید. در جوش برق، از یک مفتول که همجنس با قطعات است برای اتصال و پر کردن فضای میان قطعات استفاده می شود این مفتول الکترود نامیده می شود. میان الکترود و قطعاتی که قرار است به یکدیگر متصل شوند اختلاف پتانسیل و جریان الکتریکی مناسب ایجاد می گردد. این اختلاف پتانسیل معمولا از دو طریق فراهم می گردد. یکی از این روش ها بکار گیری ترانسفورماتور است که می تواند با استفاده از برق شهر و یا برق صنعتی اختلاف پتانسیل و جریان الکتریکی مورد نیاز جوشکاری را تامین نماید. روش دیگر تامین اختلاف پتانسیل و جریان الکتریکی مورد نیاز استفاده از ژنراتورها است. ژنراتور با استفاده از انرژی سوختی انرژی الکتریکی لازم را فراهم می کند

برای انجام عمل جوشکاری یکی از قطب های الکتریکی به قطعات و قطب دیگر به الکترود وصل می شود. با نزدیک کردن الکترود به قطعات، هوای میان الکترود و قطعات یونیزه شده و پدیده قوس الکتریکی (جهش الکترون ها میان دو قطب) صورت می گیرد. از آنجاییکه این پدیده به شدت گرما زا است، دمای قطعات و الکترود بسیار بالا می رود. این گرما دمای قطعات و الکترود را تا نقطه ذوب بالا می برد و موجب ذوب شدن محل اتصال قطعات و الکترود می شود. در حالت مذاب امکان امتزاج میان مذاب های قطعات به وجود می آید و الکترود ذوب شده نیز به امتزاج و پر شدن فضای میان قطعات کمک می کند. پس از سرد شدن مذاب، محل اتصال یکپارچه و محکم شده و جوش شکل می گیرد

در قوس الکتریکی گرما و انرژی نورانی در مکانهای مختلف یکسان نبوده بطوریکه تقریباً 43% از حرارت درآند و تقریباً 36% در کاتد و 21% بقیه بصورت قوس ظاهر می شود. دمای حاصله از قوس الکتریکی بنوع الکترودهای آن نیز وابسته است بطوریکه در قوس الکتریکی با الکترودهای ذغالی تا 3200 درجه سانتیگراد در کاتد و تا 3900 در آند حرارت وجود دارد. دمای حاصله در آندو کاتد برای الکترودهای فلزی حدوداً 2400 درجه سانتیگراد تا 2600 درجه تخمین زده شده است
در این شرایط درجه حرارت در مرکز شعله بین 6000 تا 7000 درجه سانتیگراد می باشد از انرژی گرمائی حاصله در حالت فوق فقط 70% تا 60% در قوس الکتریک مشاهده گردیده که صرف ذوب کردن و عمل جوشکاری شده و بقیه آن یعنی 30% تا 40% بصورت تلفات گرمائی به محیط اطراف منتشرمی گردد
طول قوس شعله Arc length بین 8/0 تا 6/0 قطر الکترود می باشد و تقریباً 90% از قطرات مذاب جدا شده از الکترود به حوضچه مذاب وارد می گردد و 10% باطراف پراکنده می گردد. برای ایجاد قوس الکتریکی با ولتاژ کم بین 40 تا 50 ولت در جریان مستقیم و 60 تا 50 ولت در جریان متناوب احتیاج می باشد ولی در هر دو حالت شدت جریان باید بالا باشد نه ولتاژ

از قوس الکتریکی به عنوان منبع حرارتی در جوشکاری استفاده می‌شود. روشهای جوشکاری با قوس الکتریکی عبارت‌اند از

1-1-2 جوشکاری با الکترود دستی پوشش دار  SMAW

2-1-2. جوشکاری زیر پودری SAW

در دهه 1930 تلاشهای زیادی جهت مکانیزه کردن فرآیند جوشکاری قوسی انجام گردید. با توجه به محدودیتهای زیر استفاده از الکترود های پوشش دار نا ممکن تشخیص داده شد

–        با توجه به نارسانا بودن پوشش محافظ، تماس الکتریکی بین منبع تغذیه الکتریکی و الکترود غیر ممکن است

–        رول کردن الکترود موجب جدا شدن پوشش آن میگردد

–        تماس پوشش الکترود با قرقره های تغذیه کننده الکترود باعث خرد شدن پوشش می شود

در سال 1932 در ایالات متحده آمریکا با مدفون ساختن قوس الکتریکی و الکترود کربنی در زیر پوششی ضخیم از پودر محافظ روش جوشکاری زیر پودری اختراع گردید. و در میانه دهه 1930 به روشی اقتصادی جهت جوشکاری بدل گردید

در روش امروزین جوشکاری زیر پودری، اتصال فلزات توسط گرمای حاصل از قوس الکتریکی بین الکترود فلزی بدون روکش و قطعه کار انجام می گیرد

اتصال دو فلز به یکدیگر بدون اعمال فشار بوده وماده پرکننده از ذوب الکترود، سیم جوش ویا پودر فلزی تامین می شود

  روش های جوشکاری زیر پودری

جوشکاری زیرپودری می تواند به 3 روش نیمه خودکار، خودکار و ماشینی انجام گیرد

روش نیمه خودکار : در این روش جوشکاری با استفاده از تفنگ جوشکاری دستی که وظیفه انتقال الکترود و پودر محافظ را دارد، انجام میشود. تغذیه سیم جوش به صورت خودکار بوده و پودر محافظ تحت اثر نیروی گرانش از مخزن با ته مخروطی و یا تحت فشار هوا توسط شیلنگ به محل اتصال، انتقال می یابد

کاربرد این روش در سرعتهای متوسط و برای الکترودهای با قطر کم می باشد

روش خودکار: جوشکاری به روش خودکار توسط دستگاه و کنترل کننده های خودکار، بدون دخالت کاربر انجام میگیرد

روش ماشینی : جوشکاری توسط ماشین انجام گرفته ولی شروع، پایان، نظارت بر جوشکاری، کنترل سرعت و تنظیم متغیرهای جوشکاری توسط کاربر انجام می گیرد

مزایای این نوع جوشکاری عبارتست از: جوشکاری بدون دود و تشعشع کیفیت بالای جوش جوش با سطح هموار و بدون پاشش قطرات مذاب رسوب الکترود با بازدهی بالا جوشکاری با سرعت بالا و بی نیازی از جوشکار ماهر;

کاربرد های جوشکاری زیر پودری: جوشکاری مخازن تحت فشار خطوط لوله سازه های سنگین کشتی سازی ساخت واگن های راه آهن و ;

3-1-2 جوشکاری با گاز محافظ یا GMAW یا MIG/MAG

اساس روش جوشکاری قوسی با گاز محافظ)   Gas metal arc welding به اختصار         (GMAW بر برقراری قوس الکتریکی میان الکترود) سیم جوش( مصرف شدنی و قطعه کار می‌باشد و قوس و حوضچه جوش توسط گاز بی اثر محافظت می‌‌گردد. این روش به دو صورت اتوماتیک و نیمه اتوماتیک قابل انجام می‌‌باشد.تمام فلزات و آلیاژهای مهم صنعتی مانند فولادهای کربنی، فولادهای کم آلیاژ، فولادهای زنگ نزن، آلیاژهای آلومینیم، مس، نیکل، در تمام وضعیتها با ازاین روش قابل جوشکاری می‌‌باشند

تجهیزات: منبع نیرو مشعل جوشکاری و سیستم تغذیه کننده (wire-feed system)

فن آوری فرآیند GMAW: اصول اجرایی در فرآیند فرآیند GMAW ، فرآیندی است قوسی، به این معنا که یک قوس الکتریکی، فلز کار و مواد پرکننده را ذوب می‌کند تا جوش نهایی ایجاد شود

اجزای فرآیند GMAW: قوس  بین قطعه کار و سیم‌جوش  ایجاد می‌شود. سیم‌جوش فلزی نقش الکترود و مواد پرکننده را برعهده دارد که روی قرقره یا درام  قرار دارد و توسط غلتک‌های متحرک  در مشعل تغذیه می‌شود. این غلتک‌ها از طریق یک مجرای سیم قابل انعطاف  سیم‌جوش را از درون مجموعه شیلنگ خاصی  به سمت مشعل هدایت می‌کنند. انرژی الکتریکی قوس، توسط منبع تغذیه  تهیه می‌شود. جریان الکتریکی از طریق مجرای اتصال  در مشعل، به الکترود می‌رسد. معمولاً مجرای اتصال به قطب مثبت منبع تغذیه و قطعه کار به قطب منفی آن متصل می‌شود. با ایجاد قوس، مدار کامل می شود. گاز محافظ  که وظیفه اولیه آن حفاظت از الکترود ، و حوضچه جوش  در مقابل هوای اطراف است، از طریق نازل گاز محافظ  که مجرای اتصال را در برگرفته است، جاری می‌شود. این گاز محافظ ممکن است گاز خنثی یا فعال باشد. جوشکاری MAG/MIG  نیز نام خود را از نوع گاز مصرفی اقتباس کرده است: فرآیند جوشکاری قوسی با گاز خنثی فرآیند جوشکاری قوسی با گاز فعال

مزایای این نوع جوشکاری عبارتند از

– سرعت جوشکاری در این روش بالاست

– نرخ رسوب بالاتر از روش زیر پودری SMAW است

– امکان نفوذ بیشتر از روش زیرپودری فراهم است که در این صورت امکان ایجاد گرده کوچک‌تر با استحکام مشابه فراهم است

– استفاده از سیم جوش امکان جوشکاری طویل و بدون توقف را فراهم می‌‌سازد

این روش محدودیت های زیر را دارد

– تجهیزات این روش به نسبت گران و حمل و نفل آن مشکل تر از SMAW است

– استفاده ار این روش برای مقاطعی که دسترسی به آنها مشکل است با محدودیت در زمینه محافظت گاز مواجه است

– استفاده از این روش در فضای باز به دلیل امکان وزش باد و اخلال در محافظت گاز با محدودیت مواجه است

– به دلیل عدم وجود گل جوش وبه تبع آن عدم کاهش نرخ انجماد در فولادهای سختی‌پذیر امکان ترک خوردن در فلز جوش وجود دارد

4-1-2 جوشکاری با گاز محافظ و الکترود تنگستنی یا GTAW یا TIG

 

دریافت این فایل

برای دریافت پروژه اینجا کلیک کنید

پاورپوینت جوشکاری پلاستیک ها

برای دریافت پروژه اینجا کلیک کنید

توجه : این پروژه به صورت فایل power point (پاور پوینت) ارائه میگردد

 پاورپوینت جوشکاری پلاستیک ها دارای 34 صفحه می باشد و دارای تنظیمات کامل در Power Point می باشد و آماده پرینت یا چاپ است

فایل پاور پوینت پاورپوینت جوشکاری پلاستیک ها  کاملا فرمت بندی و تنظیم شده در استاندارد دانشگاه  و مراکز دولتی می باشد.

توجه : توضیحات زیر بخشی از متن اصلی می باشد که بدون قالب و فرمت بندی کپی شده است

بخشی از فهرست مطالب پروژه پاورپوینت جوشکاری پلاستیک ها

مقدمه
تاریخچه
انواع جوش در پلاستیکها
فرایندهای جوشکاری وکاربرد
مزایا ومعایب
منابع

بخشی از منابع و مراجع پروژه پاورپوینت جوشکاری پلاستیک ها

کتاب جوشکاری پلاستیک مهندس افسانه ربیعی

مجلات و مقالات مربوط به جوشکاری پلا ستیک

جوشکاری القایی

حرارت لازم برای رسیدن به دمای ذوب بطور الکتریکی تامین می شود این جریان از میان یک مغزی جاری شده وتا پایان عملیات  در جوش باقی می مانداین جوشها به محکمی سایر جوشها نیستند  ناخالصیهای فلزی ناشی ازمغزی باعث تضعیف جوش می شوند این روش سریعترین روش برای اتصال قطعات پلاستیکی است اما بسیار گران قیمت است

جوشکاری با فرکانس بالا

ورق پلاستیکی بین دو فک که یکی ثابت ودیگری متحرک است نگه داشته می شود

انرژی با فرکانس زیاد به هر دو فک اعمال می شود

همزمان با اعمال انرژی فشار نیز اعمال می شودوتا سرد شدن جوش ادامه می یابد

 

مزایای جوشکاری با فرکانس بالا

جوشکاری اشکال پیچیده و سطوح بسیار وسیع با استفاده از دستگاههای پرس طی یک عملیات و یک مرحله

عدم نیاز به کارگر ماهربه علت قا بل تنظیم بودن دستگاه

ظاهر جوش بسیار خوب و امکان اتصال مجدد –سادگی-سرعت وسهولت

جوشکاری لیزری

این روش در سال 1970 ابداع شد دراین روش از لیزر برای ذوب کردن پلاستیکها درمنطقه اتصال استفاده می کنند لیزر با ایجاد یک اشعه با قدرت بالا (در محدوده مادون قرمز) بر روی موادی که می باید اتصال بین انها ایجاد شودواین اشعه باعث تحریک و رزونانس در ملکول می شود و باعث گرم شدن مواد در ان ناحیه می شود

دریافت این فایل

برای دریافت پروژه اینجا کلیک کنید

مقاله برشکاری قوسی پلاسما

برای دریافت پروژه اینجا کلیک کنید

 مقاله برشکاری قوسی پلاسما دارای 21 صفحه می باشد و دارای تنظیمات و فهرست کامل در microsoft word می باشد و آماده پرینت یا چاپ است

فایل ورد مقاله برشکاری قوسی پلاسما  کاملا فرمت بندی و تنظیم شده در استاندارد دانشگاه  و مراکز دولتی می باشد.

توجه : توضیحات زیر بخشی از متن اصلی می باشد که بدون قالب و فرمت بندی کپی شده است

بخشی از فهرست مطالب پروژه مقاله برشکاری قوسی پلاسما

برشکاری قوسی پلاسما
دلایل استفاده از PAC
سرعت های برشکاری
تجهیزات قوسی پلاسما
مشعل پلاسما
کنترل کننده های برشکاری پلاسما
منابع قدرت برشکاری پلاسما
عملیات قوس پلاسما
تغییرات یا اصلاحات فرایند پلاسما
برشکاری پلاسما با دوبله جریان گاز
برشکاری پلاسما با محافظ آب
برشکاری پلاسما با تزریق آب
گازهای تشکیل دهنده پلاسما
ایمنی
روشهای بهره برداری
کیفیت برش

برشکاری قوسی پلاسما

برشکاری قوسی پلاسما (PAC) برای برش هر نوع فلزی استفاده می شود ، برشکاری قوس پلاسما غالباً برای برشکاری فولاد کربنی ، آلومینیوم و فولادهای ضد زنگ بکار می رود ، این فلزات از پر مصرف ترین و متداول ترین فلزاتی هستند که در کارگاه جوشکاری استفاده می شوند علاوه بر این فرایند جوشکاری استفاده می شوند علاوه بر این فرایند PAC بر روی هر فلز هادی مانند مس برنج ، و برنز ، نیکل و آلیاژهای آن فلز ، زیرکونیم بنحو دقیقی موثر واقع می گردد ، و حتی برشکاری PAC ،برای برش اورانیم نیز بکار می رود

دلایل استفاده از PAC

فرایند برشکاری PAC برای برش ورقهای روی هم انباشته ، پخ زدن ورق ، برشکاری شکل گیری (الگو بری) و سوراخ کاری استفاده می شود . در حقیقت مشاهده خواهید کرد که برشکاری های PAC نسبت به شعله اکسی سوخت با ورود حرارت کمتری (با توجه به اینکه پلاسما بسیار داغ تر است ) انجام خواهد گرفت ،چون مشعل پلاسما تا اندازه ای سریع تر از شعله اکسی استیلن کار می کند وسوختی یا اکسید شدگی در مسیر برشکاری و داخل فلز بوجود نمی آید ولی عوض ذوب خواهد شد و بعضی مواقع ، فلز داخل شکاف به طور یکنواخت تبخیر می گردد . نتیجتاً مسایل به طور و مشکلات کاری همراه با تغییر شکل و پیچیدگی فلز اصلی وجود دارد . غالباً مشعل های PAC در برشکاری شکلی (الگوبری) و در ماشین های شیار زنی و در آوردن شیارهای چهار گوش با سرعت زیاد بکار می رود . برشکاری قطعات نسبتاً کوچک به علت وجود جریان برق و OCV زیاد کمی پیچیده و قابل بحث می باشد . سطح صدای جریان شدید گاز پلاسما با سرعت زیاد بسیار است و در حین عمل ، بر اثر سوختن و تبخیر ذرات فلزی ، مقدار کمی دوده فلزی تولید می گردد

صدا و دودهای حاصل از مشعل دستی با اشکال زیاد کنترل می شود ولی کنترل صدا و دودهای حاصل از مشعل اتوماتیکی که بر روی ماشین برشکاری شعله ای مناسب نصب گردیده هیچ مشکلی ندارد .چرا که دودها و حرارت و صدای حاصل از مشعل پلاسما که بر روی ماشین برشکاری بزرگ نصب گردیده با گذاشتن ورق  برشکاری بر رویمیز پر از آب به راحتی قابل کنترل هستند چون آب درست به ته ورق تماس پیدا می کند . باعث می شود دودها و سرباره همانطور که از ته شکاف بیرون آید ،/ در همان جا غوطه ور گردد و صدای جریان شدید پلاسما که در نازل (گلکی)مشعل بوجود آمده با آب خفه شود

در صورت لزوم می توانید از لباسهای مقاوم صنعتی همانند خفه کن های گوش استفاده نمائید

سرعت های برشکاری

با استفاده از ماشین برشکاری مناسب (ماشینی که برای فرایند پلاسما ،‌سرعت های زیاد بدون اتلاف وقت برش و تلرانس بوجود می آورد) می توان فلزاتی که با استفاده از مشعل اکسی سوخت نیاز به سرعت های 25 IN.MIN تا 20 دارند با سرعت های 150 IN. min تا 100 برش داد . برشکاری تعدادی از فلزات نازک از سرعت های تا حدود 300 in/min استفاده می گردد . برای کارگر برشکاری دستی امکان ادامه برشکری با مشعل برشکاری پلاسما با سرعت موثر وجود نخواهد داشت

چنانچه ضخامت فلز در حدود 3in و از جنس ورق فولاد کربنی باشد چنین فلزی با فرایند اکسی استیلن سریعتر از فرایند PAC بریده می شود ،به هر حال در برشکاری فلزات با ضخامت زیر 1in PAC تا پنچ برابر سریعتر از فرایند برشکاری اکسی استیلن موثر می باشد . تصیمیم گیری درباره استفاده از PAC برای فولادهای کربنی که        می توان با اکسی استیلن برید ، بر اساس سودمندی با کارآئی PAC در مقابل هزینه بالای تجهیزات انجام می گیرد

دریافت این فایل

برای دریافت پروژه اینجا کلیک کنید

مقاله جوشکاری با اکسی استیلن

برای دریافت پروژه اینجا کلیک کنید

 مقاله جوشکاری با اکسی استیلن دارای 55 صفحه می باشد و دارای تنظیمات و فهرست کامل در microsoft word می باشد و آماده پرینت یا چاپ است

فایل ورد مقاله جوشکاری با اکسی استیلن  کاملا فرمت بندی و تنظیم شده در استاندارد دانشگاه  و مراکز دولتی می باشد.

توجه : توضیحات زیر بخشی از متن اصلی می باشد که بدون قالب و فرمت بندی کپی شده است

بخشی از فهرست مطالب پروژه مقاله جوشکاری با اکسی استیلن

تعریف جوشکاری
لحیم کاری
روشهای مختلف جوشکاری و برشکاری
جوشکاری با گاز
شعله اکسی استیلن
دستگاه جوشکاری اکسی استیلن
سوار کردن دستگاه جوشکاری اکسی استیلن
انتخاب اندازه سوراخ سرمشعل
روشن کردن مشعل از نوع فشار مساوی
روشن کردن مشعل جوشکاری از نوع تزریقی
تنظیم مشعل
خاموش کردن مشعل
وضع مشعل و حرکت دادن آن
تهیه حوضچه
انواع جوشکاری بدون استفاده از سیم‌جوشکاری
انوع جوشکاری اکسی استیلن با سیم جوش
استفاده از سیم‌جوشکاری و انتخاب قطر سیم
جوشکاری اتصال لب به لب
جوشکاری روی هم
جوشکاری اتصال خارج گوشه‌ای
جوشکاری داخلی اتصال آگوشه
اوضاع مختلف جوشکاری
جوشکاری اکسی استیلن در وضع افقی
جوشکاری اکسی استیلن در وضع قائم
جوشکاری اکسی استیلن در حالت سر بالا
تهیه اتصال برای جوشکاری ورقه
جوشکاری چپ به راست
جوشکاری چند لایه
شکل ظاهری یک جوش خوب
خطر دود و بخار فلزات
1-لباس و حفاظ های مناسب
1-1-جوشکاری یا برش مخازن و تانک ها
2-1طرز استفاده از کپسول اکسیژن دستگاه جوشکاری
2-استفاده از کارگاه جوشکاری اکسی استیلن

تعریف جوشکاری

جوشکاری یکی از فرآیندهای فلزکاری است که بوسیله آن فلزات را بهم جوش می دهند. فلزات را تا نقطه ذوب حرارت می دهند تا قسمتهای ذوب شده بهم متصل شوند

لحیم کاری

دو روش دیگر جوش فلزات که اغلب با جوشکاری اشتباه میشود یکی لحیم معمولی و دیگری لحیم سخت است. لحیم وقتی است که دو فلز را بدون اینکه ذوب کنیم بوسیله فلز دیگری که نقطه ذوب آن پایین تر از 800 درجه فارنهایت است، بهم جوش دهیم. یک مثال ساده آن جوش آهن به مس با استفاده از لحیم قلع و سرب است

در نوع دیگر لحیم، دو فلز را بدون آنکه ذوب شوند، بوسیله فلز دیگری که نقطه ذوب آن بالاتر از 800 درجه فارنهایت است، بهم جوش می دهند. یک نمونه آن لحیم کردن دو قطعه فولادی به توسط لحیمی از جنس آلیاژ نقره است

جوشکاری با دست ، نوعی هنر است. پس از مطالعه زیاد در روشها و تمرینهای دقیق و صحیح می توان مهارت لازم را برای جوشکاری و لحیم کاری فلزات پیدا کرد. پس اگر جوشکاری را هنر بدانیم باین مفهوم است که بعضی افراد بعلت استعداد ذاتی بهتر از دیگران میتوانند جوشکار خوبی باشند، در صورتیکه هر شخص عادی با تعلیم خوب و تمرین صحیح می تواند جوشکار قابلی بشود. بنابراین تمرین و کار مداوم لازم است تا جوشکار مهارت لازم در سطح بالا را بدست آورد

پس توصیه می کنیم در تعلیم جوشکاری فقط از وسائل مخصوص استفاده شود و در تمرین ، فلزات خاصی بکار رود و از روش اساسی و کاملی استفاده شود و در ضمن جلسات اولیه تمرین،‌استاد کاملا مواظب کار کارآموز باشد تا خطاهای اولیه بزودی تصحیح شوند

روشهای مختلف جوشکاری و برشکاری

معمول ترین انواع جوشکاری :‌ جوشکاری با گاز ، جوشکاری با برق، جوشکاری با برق و گاز و جوشکاری مقاومتی است. اقسام دیگر آن جوشکاری با هیدروژن اتمی ، جوشکاری با ترمیت، جوشکاری سرد، جوشکاری با ماوراء صوت، جوشکاری با اشعه الکترون ، جوشکاری با لیزر و جوشکاری با پلاسما است

دو نوع معمول برش، برش با گاز و برش با برق است. جوشکاری با برق را در فصول اول توضیح داده ایم و اینک جوشکاری با استیلن را شرح می دهیم زیرا

1- اصول جوشکاری با استیلن که شامل اصول مهم انواع دیگر جوشکاری نیز هست

2- جوشکاری با استیلن معمولترین جوشکاری دستی است،‌آهسته تر انجام می شود و تنظیم آن ساده از اقسام دیگر است

جوشکاری با گاز

یکی از معمولترین اقسام جوشکاری استفاده از گاز برای تولید حرارت است. در اینجا از احتراق گاز در مجاورت اکسیژن هوا استفاده میشود. در مورد استفاده از اکسیژن حرارت باندازه سوراخ سرمشعل بستگی خواهد داشت

در صنعت چند نوع جوشکاری و برشکاری با گاز معمول است

1- استیلن – اکسیژن 2- هیدروژن – اکسیژن 3- گاز طبیعی یا صنعتی – اکسیژن 4- گاز مایع – اکسیژن

شعله اکسی استیلن

شعله ممکن است دارای اکسیژن زیاد یا کم باشد که خوب نیست و در آن صورت نسبتهای مخلوط دو گاز اکسیژن و استیلن مناسب است. اگر اکسیژن خیلی زیاد باشد، شعله اکسیدکننده و اگر استیلن زیاد مصرف شود، شعله احیاء کننده خواهد شد. شعله‌های مختلف را نشان می دهد

شعله‌ی صحیحی را که به فلز حرارت می دهد و آنرا اکسیده یا احیاء نکند شعله خنثی می نامند. شعله خنثی وقتی حاصل می شود که نسبت گاز استیلن و اکسیژن متناسب باشد. در شعله خنثی دو گاز با هم ترکیب شده، اکسیژن با کربن و هیدروژن گاز استیلن ممزوج و حرارت لازم تولید میشود. لازم به یادآوری است که گازهای حاصل بی ضرر هستند

میتوان به زبان شیمی چنین نوشت: استیلن + اکسیژن = گاز کربنیک + آب + حرارت

دو گاز تولید شده یعنی گاز کربنیک و بخار آب سمی نیستند

اکسیژن موجود در هوای اطراف شعله برای تکمیل احتراق مصرف میشود و این بدان معنی است که وقتی در شکاف یا گوشه ها بخواهیم جوشکاری کنیم، بطوریکه هوا نتواند به شعله برسد، اکسیژن بیشتری از کپسول را باید بشعله برسانیم. اگر نسبت مخلوط دو گاز مناسب نباشد فرم ظاهری شعله این اشکال را روشن خواهد کرد. آخر سر نیز، شعله خنثی را از وضع فلز ذوب شده میتوان امتحان کرد

مواد زائد از دو راه وارد شعله جوشکاری میشوند

الف – ممکن است گازها مواد اضافی داشته باشند

ب – دستگاه تمیز نباشد

گاز باید همیشه از کیفیتی خوبی برخوردار باشد. خلوص گاز را کارخانه سازنده مشخص کرده و باید در نظر داشت که گرمای شعله استیلن – اکسیژن خنثی به 5600 درجه فارنهایت می رسد. اگر اکسیژن زیادتر باشد درجه حرارت به کمی بالاتر هم ممکن است برسد. چنانکه در این جدول ملاحظه می کنیم درجه حرارت شعله استیلن اکسیژن برای ذوب فلزات معمولی کافی است

دریافت این فایل

برای دریافت پروژه اینجا کلیک کنید