| جزوه
جوشکاری فولادهای ابزار
جوشکاری فولادهای ابزار
|
|
دانلود تحقیق جوشکاری چدن.DOC
| دانلود تحقیق
جوشکاری چدن.DOC
دانلود جوشکاری چدنDOC تحقیق جوشکاری چدنDOC مقاله جوشکاری چدنDOC جوشکاری چدنDOC
|
|
| دسته بندی | مکانیک |
| فرمت فایل | zip |
| حجم فایل | 25 کیلو بایت |
| تعداد صفحات فایل | 18 |
فرمت فایل : ورد
قسمتی از محتوی فایل
تعداد صفحات : 18 صفحه
عنوان پروژه: متالورژی جوشکاری چدن خاکستری استاد مربوطه: پاییز 86 پیشگرم
کردن برای جوشکاری انواع چدن خاکستری از آنجایی که تنش تسلیم چدن های خاکستری با
افزایش محدود دما کاهش می یابد، با پیشگرم کردن چدن های خاکستری قبل از جوشکاری می
توان مقادیر قابل توجهی از تنش های پسماند را در قطعه کار از میان
برداشت.
مهمترین مزایای پیشگرمایی در چدن های خاکستری به قرار زیرند؛ 1-کاهش تنش
های پسماند در قطعه با کاهش نسبی تنش تسلیم در اثر پیشگرمایی تا حدود 450 درجه
سانتیگراد.
2-ترک های ناشی ار تنش های انقباضی جوشکاری یکی از مشکلات همیشگی
موجود در چدن های خاکستری است.
برای برطرف کردن تنش های انقباضی باید به وسیله
پیشگرم کردن، حجم قطعه چدنی را منبسط کرد.
این نوع پیشگرمایی را اصطلاحاً
پیشگرمایی غیر مستقیم می گویند.
در این روش ابتدا سطح بیشتری از قطعه چدنی را با
دمای کمتر و سپس سطح کمتری از قطعه را با دمای بیشتر پیشگرم می کنند.
البته در
هر حال، پیشگرمایی موضعی در محل اتصال باید با دمای بالاتری انجام شود تا این محل
از انعطاف پذیری بالاتری برخوردار شده و ترد و شکننده نشوند.
در زمان جوشکاری
قطعات چدنی که شکل پیچیده ای دارند، دمای پیشگرمایی باید تقریباً کمتر ازدمای سرخ
شدن باشد.
برای چدن های خاکستری این درجه حرارت تقریباً برابر 600 درجه
سانتیگراد در کوره های گاز یا زغال سوز است.
هر اندازه شکل قطعه پیچیده تر باشد،
به پیشگرمایی یکنواخت تری نیاز خواهد بود.
3-برای جلوگیری از وسیع شدن منطقه HAZ
که خود سبب افزایش خطر ترکیدن کناره های جوش می شود، پیشگرم کردن تا دمای 500 تا
600 درجه پیشنهاد شده و مناسب خواهد بود.
4-همچنین پیشگرم کردن در حدود 500 تا
600 درجه سانتیگراد و سرد کردن آهسته از پدیده جذب کربن موجود در چدن توسط فلز جوش
که در کلیه چدن های خاکستری در حین جوشکاری اتفاق می افتد، جلوگیری نموده و یا آن
را تقلیل می دهد.
5- دیگر مزیت پیشگرم کردن چدن ها قبل از آغاز جوشکاری، زدودن
روغن و چربی های سطحی و تبخیر روغن و چربی جذب شده و نفوذ کرده در عمق قطعه می باشد
که با نگهداری قطعه برای زمان 4 تا 8 ساعت در 500 درجه سانتیگراد تحقق می
یابد.
6-پیشگرم کردن قطعه چدن خاکستری مورد جوش و کنترل درجه حرارت بین پاسی،
موجب کاهش شیب حرارتی و در نتیجه باعث کاهش سرعت سرد شدن جوش می گردد.
در نتیجه
احتمال ایجاد کاربید را در فلز جوش و مارتنزیت در ناحیه HAZ کاهش می دهد.
روش
های پیشگرم کردن و کنترل درجه حرارت بین پاسی در چدن های خاکستری الف) پیشگرم کردن
موضعی توسط شعله یا المنت، برای کاهش نرخ سرد شدن جوش بسیار موثر است.
برای این
منظور باید قطعه کار را به گونه ای قرار داد که مسیر پیشگرم کردن باعث تمرکز تنش در
موضع خاصی نشود.
ب) پیشگرمایی عمومی به علت عدم احتمال ایجاد تنش های داخلی در
مواضع دیگر قطعه نسبت به پیشگرمایی موضعی ترجیح داده مشود.
افزایش دمای
پیشگرمایی در نواحی سه گانه جوش HAZ و فلز پایه سبب کاهش سختی می شود.
جدول 1
تاثیر پیشگرمایی را بر سختی یک چدن خاکستری کلاس 20 که با الکترو
دانلود جوشکاری خال، شکاف و طرح
| دانلود جوشکاری
خال، شکاف و طرح 10 ص
دانلود جوشکاری خال، شکاف و طرح 10 ص تحقیق جوشکاری خال، شکاف و طرح 10 ص مقاله جوشکاری خال، شکاف و طرح 10 ص جوشکاری خال، شکاف و طرح 10 ص
|
|
| دسته بندی | فنی و مهندسی |
| فرمت فایل | zip |
| حجم فایل | 9 کیلو بایت |
| تعداد صفحات فایل | 10 |
فرمت فایل : ورد
قسمتی از محتوی فایل
تعداد صفحات : 10 صفحه
جوشکاری خال، شکاف و طرح فرآیندهای اساسی توصیف مهم و عمومی : جوشکاری خال، شکاف
و طرح سه فرآیند جوشکاری تمام در حوزه فلزات است که محصولی با استفاده از تولید
حرارت در سطح فلز با استفاده از مقاومت نیروی جریان برق الکتریکی ایجاد می شود که
این مهارت در قبل، در طول و بعد از ایجاد جریان برق برای جوش دادن نواحی مرتبط به
هم سطوح فراهم م شود.
شکل 17.
1 این سه فرآیند را نشان می دهد : در جوشکاری
خال یک قطعه فلز جوش خورده در مکان الکترود تولید می شود.
اما دو یا چند قطعه
ممکن است با استفاده کردن مجموعه ای از الکترودها ساخته شود.
جوش طرح مشابه جوش
خال است به جز اینکه مکان قطعه به وسیلة یک طرح یا نقش برجسته ای که روی یک سطح نصب
شده است یا بوسیلة بخش میانی قسمتهایی در جعبه سیم ها یا میله ها قاطع شده
است.
دو یا چند طرح جوش داده شده می توانند با مجموعه ای از الکترودها ساخته
شوند.
جوش شکاف یک نوع از جوش خال است به طوری که مجموعه ای متداخل از قطعه
فلزات تولید شده بدست می آیند.
یک خط جوش می تواند بوسیله تجهیزات خال جوش ایجاد
شود ولی با عملیاتی آهسته تر.
مجموعه ای از خال جوش های متفاوت ممکن است با
استفاده از ماشین خط جوش تولید شود.
حرکت دادن الکترودها باید به نحوی مناسب
باشد تا سرعت و زمان حرکت کردن بین جوشکاری ها تنظیم شود.
حرکت اثر می تواند در
طول چرخه خال جوش متوقف شود.
اصول عملیات : عملیات جوش کاری خال و شکاف و طرح
شامل یک درخواست جریان برق الکتریکی و فشار مکانیکی مغناطیس های واقعی و مناسب می
باشد.
جریان برق جوشکاری باید توسط الکترودها از وسط اثر عبور کند.
که این
بوسیلة فشارهای تولید شده بر الکترودها یا بوسیلة طرح های ساخته شده که فشار و
جریان برق فشرده و متراکم را تولید می کنند ایجاد می شود.
ترتیب عملیات باید به
این صورت باشد که اول به اندازه کافی برای بالا بردن دمای فلز افزایش یابد.
این
فلز سپس تحت فشاری که قدرت کافی برای نگه داشتن قسمتهای آن به یکدیگر را داشته باشد
سرد می شود.
جریان برق و فشار باید آنقدر باشد که قطعه فلز شکل بگیرد ولی نباید
آنقدر زیاد باشد که قطعه فلز از ناحیه جوشکاری بیرون رود.
در طول جوشکاری جریان
برق نباید آنقدر کم باشد که از گرم شدن کافی الکترودها جلوگیری کند.
گرم شدن
زیادی ممکن است باعث چسبیدن الکترودها با قطعه کار شود که این کار باعث کاهش طول
زندگی الکترود می شود.
حرارت لازم برای این فرآیندهای جوش کاری مقاوم بوسیله
ایستادگی قطعه کارهایی که یک جریان برق الکتریکی از وسط ماده می گذرد تولید می
شود.
زیرا مسیر جریان برق الکتریکی در قطعه خارج کار را کوتاه می کند و زمان
جوشکاری نسبتاً زیاد را کم می کند.
جریان های برق جوشکاری نیازمند این هستند که
حرارت جوشکاری لازم ایجاد شود.
تولید حرارت در یک اتصال دهنده میزان حرارت ایجاد
شده به سه فاکتور بستگی دارد : 1- آمپراژ 2- مقاومت اتصال دهنده 3- میزان مدت زمان
جریان این سه فاکتور بر طبق فرمول زیر بر حرارت تولید شده اثر می گذارند: Q=I2Rt که
در آن : گرمای تولید شده بر حسب ژول = Q جریان بر حسب آمپر = I مقاومت اثر بر حسب
اهم = R مدت زمان طول کشیدن جریان بر حسب ثانیه =
جوشکاری لیزری در صنایع خودرو سازی
| جوشکاری
لیزری در صنایع خودرو سازی
فرآیندهای جوشکاری با انرژی تشعشعی گروهی از فرآیندهای جوشکاری هستند که در آنها حرارت مورد نیاز برای انجام جوشکاری به کمک تابش یک پرتو حاوی انرژی بر روی موضع اتصال تامین می شود این پرتوها ممکن است مانند پرتو الکترونی حاوی ذرات پر انرژی باشند و یا این که یک تشعشع الکترومغناطیسی باشند در این روشها نیاز به تماس نزدیک قطعه با منبع حرارت (که می تواند قوس
|
|
| دسته بندی | فنی و مهندسی |
| فرمت فایل | doc |
| حجم فایل | 4837 کیلو بایت |
| تعداد صفحات فایل | 103 |
پیشگفتار
فرآیندهای جوشکاری با انرژی تشعشعی گروهی از فرآیندهای جوشکاری هستند که در آنها حرارت مورد نیاز برای انجام جوشکاری به کمک تابش یک پرتو حاوی انرژی بر روی موضع اتصال تامین می شود. این پرتوها ممکن است مانند پرتو الکترونی حاوی ذرات پر انرژی باشند و یا این که یک تشعشع الکترومغناطیسی باشند. در این روشها نیاز به تماس نزدیک قطعه با منبع حرارت (که می تواند قوس، پلاسما یا شعله باشد) نیست و با تمرکز پرتو بر روی هر نقطه می توان حوضچه جوش را در آن نقطه به وجود آورد. فرآیندهای جوشکاری با پرتو الکترونی، جوشکاری با پرتو لیزر و جوشکاری با ریز موج ها مهمترین فرآیندهای جوشکاری هستند که در این گروه جای می گیرند.
فهرست مطالب
عنوان صفحه
فصل اول لیزر..........................................................................................(25-11)
1-1 مقدمه 12
1-2 تاریخچه لیزر 13
1-3 همدوسی لیزر 15
1-4 تولید اشعه لیزر 17
1-5 اصول فرایند جوشکاری با لیزر 21
1-6 موارد کاربرد جوش لیزر 23
فصل دوم تقسیم لیزرها........................................................................ (36-26)
2-1 لیزر حالت جامد 27
2-2 لیزرهای گازی 32
2-3 دیود لیزرها 36
فصل سوم متغیر های فرایند جوشکاری با لیزر................................. .(44-37)
3-1 توان پرتو لیزر 38
3-2 قطر پرتو لیزر 39
3-3 قابلیت جذب پرتو 41
3-4 سرعت عبور پرتو 43
3-5 گاز محافظ 44
فصل چهارم انتخاب لیزرجهت جوشکاری......................................... (51-45)
4-1 عوامل موثر در انتخاب لیزر مناسب 46
4-2 جوشکاری فولادها 49
4-3 جوشکاری آ لومینیم و آلیاژهای آن 50
4-4 جوشکاری تیتانیم و آلیاژهای آن 51
فصل پنجم لیزرهای توان پایین.......................................................... (55-52)
5-1 عوامل موثر در انتخاب لیزرهای توان پایین 53
5-2 نکات مهم دراستفاده از لیزرهای توان پایین 54
فصل ششم جوشکاری ورق ST14 مورد استفاده در ساخت
بدنه خودرو با استفاده از لیزر Nd:YAG پالسی.................................... (66-56)
6-1 چکیده 57
6-2 چیدمان آزمایش 57
6-3 بررسی نتایج آزمایش 59
فصل هفتم بررسی بیناب نشری پر پلاسما در جوشکاری ورق
فلز st14 بوسیله لیزر Nd:YAG پالسی............................................(77-67)
7-1 چکیده . 68
7-2 مقدمه 68
7-3 مواد و وسایل و روش های آزمایش 69
7-4 نتایج و بحث 71
فصل هشتم مزایا و محدودیت جوشکاری لیزری در مقایسه با
سایر روشها............................................................................................(82-78)
8-1 مزایای فرایند جوشکاری با اشعه لیزر 79
8-2 معایب فرایند جوشکاری با اشعه لیزر 81
8-3 مسائل ایمنی استفاده از لیزر 82
فصل نهم تحلیل المان محدود..............................................................(99-83)
9-1 تعیین المان و خواص مواد 84
9-2 مدل سازی هندسی 84
9-3 مش زنی ( ساختن مدل اجزا محدود) 86
9-4 اعمال شرایط مرزی و نیروها 88
9-5 تنظیمات حل و گرفتن نتایج مورد نیاز 89
نتیجه گیری و پیشنهادات.....................................................................(102-100)
پ
فهرست شکل ها
شکل صفحه
1 - نور همدوس و ناهمدوس 15
2 - اجزای اصلی لیزر ساده 19
3 - تابش تحریک شده فوتونها که با یک اتم تحریک شده برخورد
می کند و منجر به آزادی فوتون قبل از تابش خود به خودی می شود 20
4 - بازتاب فوتونها توسط آینه ها به منظور افزایش طول مسیر برای تابش
تحریک شده و در نتیجه افزایش توان پرتو لیزر 20
5 - مقطع مدهای اصلی پرتوی لیزری 21
6- یاتاقان هیدرولیکی قسمت جلو برنده موشک که با اشعه لیزرجوش
کاری میشود. . 25
7- وقتی که نور در دستگاه لیزر توسط کوانتومها تولید شد با رفت و برگشت
بین آینه ها متمرکز می شود. 28
8- طرح شماتیک لیزر Nd:YAG 32
9- طرح شماتیک یک لیزر CO2 با جریان محوری 34
10- طرح شماتیک یک لیزر CO2 با جریان متقاطع 35
11- تصویر چیدمان آزمایشگاهی مورد استفاده در جوشکاری لیزری 58
12- تغییرات عمق نفوذ جوش بر حسب پهنای پالس لیزر 60
13- عمق نفوذ جوش در پهنای پالس لیزر 61
14- تصویر همپوشانی پالسهای لیزر 64
15- نتایج آزمایشهای تنش – کرنش 65
16- تصویر نمونه ای قطعه ای که تحت آزمایش تنش-کرنش قرار گرفته است. 66
17- تصویری از چیدمان استفاده شده در آزمایش های جوش لیزری 71
18- نمونه ای از بیناب نشری پر پلاسمای ناشی از جوش لیزری 72
19- تغییرات دما و انحراف معیار دما بر حسب تغییرات پهنای پالس 74
20- تغییرات دما و انحراف معیار دما بر حسب تغییرات گاز محافظ 74
21- تغییرات دما و انحراف معیار دما بر حسب تغییرات شارش گاز 76
22-مدل سازی هندسی 85
23-مش زنی 86
24- اعمال شرایط مرزی و نیروها 89
25- حالت های مختلف کرنش در اثر اعمال شرایط مرزی و نیروها 90
26- حالت های مختلف تنش در اثر اعمال شرایط مرزی و نیروها 95
پ
فهرست جداول
جدول صفحه
1- تاثیر توان پرتو برعمق نفوذ با سرعتهای مختلف جوشکاری در فولاد 304 39
2- ترکیب شیمیایی نمونه ورق فلز ST14 59
3- شرایط و مقادیر پارامترهای آزمایش 60
4- عناصر تشکیل دهنده ST14 بر حسب درصد وزنی 69
5-شرایط کاری استفاده شده در آزمایش های جوش لیزری 70
6- مشخصات خطوط تابشی انتخابی برای محاسبه دمای الکترون اتم آهن خنثی 73
1-1 : مقدمه
لیزر یک دسته اشعه موازی شده و پیوسته از جنس نور می باشد که تمام این اشعه دارای طول موج واحدی می باشد. البته این اشعه با اشعه نوری ناپیوسته ای که از خورشید تشعشع می کند بسیار متفاوت است. نور خورشید دارای طول موج های بسیار متفاوت و متنوع می باشد که در تمام جهات منتشر می شود. نور با طول موج های متفاوت می تواند روی یک نقطه مادی متمرکز شود و انرژی خود را به صورت انرژی حرارتی آزاد کند. اشعه لیزر یک اشعه به شدت موازی شده و کوهرنت می باشد که هر چه موازی تر و پیوسته تر باشد در نقطه کوچک تری می تواند متمرکز شود و انرژی حرارتی بیشتری را نیز تولید می کند.
این ویژگی اشعه لیزر باعث تقویت ایده استفاده از آن در جوشکاری به عنوان یک منبع منحصر به فرد انرژی شد. جوشکاری با اشعه لیزر یکی از جدیدترین تکنیک های جوشکاری است که در صنعت مورد استفاده قرار می گیرد. این فرآیند برای ساخت و تولید برخی قطعات صنعتی شرایطی را فراهم آورده است که تا قبل از آن، ساخت این قطعات غیر ممکن و یا بسیار مشکل بوده است. این فرآیند یک فرآیند جوشکاری ذوبی می باشد هر چند از نظر نوع تجهیزات و نوع فرآیند با فرآیند های جوشکاری ذوبی معمولی بسیار متفاوت است. با یک سری تغییرات و تجهیزات اضافی، می توان از لیزر برای برشکاری نیز با دقت و سرعت بسیار بالا استفاده نمود.
اولین دستگاه های جوش لیزر که ساخته شدند به ندرت مورد استفاده قرار می گرفتند و تنها در جاهایی از آنها استفاده می شد که چاره ای جز استفاده از آن نداشتند. علت این امر مشکل بودن استفاده از دستگاه، بالا بودن هزینه، عدم وجود امکانات ایمنی و عدم دسترسی به اپراتور ماهر و کارآمد بود. اما به مرور زمان علم و تکنولوژی لیزر پیشرفت کرد و دستگاه های بسیار پیشرفته ای ساخته شدند و دامنه استفاده از لیزر به طور چشم گیری افزایش یافت.
1-2: تاریخچه لیزر
کلمه لیزر مخفف عبارت Light Amplification Stimulated by Emission of Radiation
به معنی تقویت نور تحریک شده با انتشار پرتوافکنی می باشد و بر روش تولید این نور
دلالت دارد. مفهوم این لغت در زبان انگلیسی گسترش یافته و از لیزر به عنوان اسم و
به معنی دستگاهی که لیزر تولید می کند استفاده می شود پیشنهاد استفاده از گسیل القایی از یک سیستم با جمعیت معکوس
برای تقویت امواج میکروویو بطور
مستقل بوسیله وبر (Weber) ، جوردون (Gordon) ، زیگر (Zeiger) ، تاونز (Townes) ،
باسو (Basov) و پروخورو (Prokhorov) داده شد. اولین استفاده عملی از چنین تقویت
کننده‌هایی توسط گروه جوردون ، زیگر و تاونز در دانشگاه کالیفرنیا انجام شد. این
گروه نام میزر (MASER) را که از ابتدای حروف "Microwave Amplification by
Stimulated Emission of Radiation" تشکیل شده بود برای آن برگزیدند.
اولین میزر
با استفاده از گذار میکروویو در مولکولهای آمونیاک (3NH) ساخته
شد. در سال 1958 اولین بار پیشنهاد فعالیت میزر در فرکانسهای نوری در مقاله‌ای توسط
اسکاولو (Schawlow) و تاونز داده شد. در سال 1960 یعنی کمتر از دو سال دیگر ، میلمن
(Mailman) موفق به ساخت لیزر پالسی یاقوت شد. این لیزر پیوسته کار (CW) که لیزر گازی هلیوم نئون بود، در سال 1961
توسط علی جوان ایرانی ساخته شد. در سال 1962 نیز پیشنهاد لیزرهای نیمه هادی مطرح گردید.
سیر تحولی و رشد
اختراع لیزر به سال 1958 با نشر مقالات علمی در رابطه با میزر اشعه مادون قرمز و نوری بر می‌گردد. نشر مقالات مذکور سبب افزایش تحقیقات علمی توسط دانشمندان در سر تا سر جهان گردید. در بخش ارتباطات نیز کارشناسان توانایی لیزر را که جایگزین ارسال یا مخابره الکتریکی شود، تأیید نمودند. اما اینکه چگونه پالسها را مخابره نمایند، مشکلات زیادی را بوجود آورد. در سال 1960 دانشمندان پالس نور را مخابره نمودند، سپس از لیزر استفاده کردند. لیزر ، نور خیلی زیادی را تولید نمود که بیش از میلیونها بار روشنتر از نور خورشید بود. متأسفانه پرتو لیزر میتواند خیلی تحت تأثیر شرایط جوی مثل بارندگی ، مه ، ابرهای کم ارتفاع ، چیزهای موجود در آزمایشهای مربوط به هوا از قبیل پرندگان قرار گیرد.دانشمندان نیز طرحهای جدیدی را جهت حمایت نور از برخورد با موانع را پیشنهاد نمودند. قبل از اینکه لیزر بتواند سیگنالهای تلفن را ارسال دارد. اختراع مهم دیگر موجبر فیبر نوری بود که شرکتهای مخابراتی برای ارسال صدا ، اطلاعات و تصویر از آن استفاده میکنند. امروزه ارتباطات الکترونیکی بر پایه فوتونها استوار میباشد. تکنولوژی تسهیم طول موج یا رنگهای مختلف نوری برای ارسال تریلیون بیت فیبر نوری استفاده میکند. بعد از اینکه لیزر دی اکسید کربن در سال 1964 اختراع شد کاربرد لیزر در زمینه‌های پزشکی خیلی توسعه یافت و برای جراحان این امکان را فراهم نمود تا بجای استفاده از چاقوهای جراحی از فوتون استفاده نمایند. امروزه لیزر میتواند وارد بدن گردد، اعمال جراحی را انجام دهد، در صنایع و در کارهای ساختمانی ، در وسایل نظامی و غیره کاربردهای فراوان آنرا میتوان مشاهده نمود.
1-3: همدوسی لیزر
. لیزرها یک رشته متمرکز شده و همدوس (امواجی با طول موج یکسان و هم فاز) از نور تولید می کنند. این نور با نور خورشید که در تمام جهات انتشار می یابد متفاوت است (شکل 1).
شکل 1: نور همدوس و غیر همدوس : a ) نورهای رندم خوورشید ناهمدوس هستندچون
نمی توانندتقارن دمایی و فضایی یابند b ) امواج نوری همدوس از یک لیزر
این امواج نوری چگالی توانی بسیار بالاتری نسبت به امواج نوری خورشید دارند و می توانند در یک نقطه بسیار کوچک متمرکز شوند.
همدوسی زمانی فوتونهای نور لیزر به معنی هماهنگی بین آنها از لحاظ وضعیت ارتعاشی (فاز) آنهاست. همدوسی مکانی نور لیزر به معنی هماهنگی بین فوتونهای تشکیل دهنده نور لیزر از لحاظ راستای انتشار آنهاست. به لحاظ همدوسی زمانی که در نور لیزر وجود دارد، قدرت تأثیر گذاری فوتونهای آن در نقطه هدف بسیار بالاتر از نورهای معمولی است؛ زیرا طبق اصل برهمنهی امواج ، به دلیل همفاز بودن این فوتونها ، میدانهای الکتریکی‌شان مستقیما باهم جمع شده و میدانی قوی را بوجود می‌آورند.
همدوسی مکانی لیزر
همچنین به لحاظ همدوسی مکانی نور لیزر ، نور خروجی بصورت باریکه‌ای جهتمند از آن خارج شده و میتواند تا مسافتهای طولانی‌تری بدون افت چشمگیر توانش طی کند و نیز بوسیله کانونی کردن آن در نقطه کوچکی میتوان به شدتهای بسیار بالایی دست یافت. نور لیزر نوری تقریبا تکرنگ است. مشخصه رنگ در نور به فرکانس آن وابسته است، بنابراین نور فوتونهای لیزر در محدوده کوچک فرکانسی گسیل میشوند، در حالیکه منابع نور معمولی گستره فرکانسی بسیار بالایی را دارند.معیار تکرنگی یا خلوص نور لیزر ، پهنای فرکانسی آن است که طبق تعریف ، فاصله دو فرکانسی است که منحنی توزیع فرکانسی نورهای گسیلی در نصف ماکزیمم آن دارند. این فاصله در لیزرها فوق‌العاده کمتر از منابع نور معمولی یا منابع نور گازی است. این به معنای آن است که اکثر انرژی تابشی لیزرها حول فرکانس مرکزی آن میباشد. در منابع معمولی ، برعکس لیزرها منحنی توزیع فرکانسی بسیار وسیع است و پهنای فرکانسی آن نیز نتیجتا بسیار زیاد است. بنابراین اگر بخواهیم که نور این منابع را با استفاده از مثلا فیلتر و یا یک تجزیه‌گر بصورت تقریبا تکرنگ در بیاوریم، از شدت آن به مقدار زیادی کاسته خواهد شد.
1-4: تولید اشعه لیزر :
برای درک بهتر لوله ای را در نظر بگیرید که گازی داخل آن قرار دارد و این گاز دارای اتمهای آزاد می باشد. هر اتم این گاز دارای چندین سطح انرژی است که حداقل یکی از این سطوح انرژی یک سطح نیمه پایدار است. با تابانیدن نور سفید به این گاز تعداد بسیاری از الکترون ها جهش می کنند و تعدادی از اتمها به صورت برانگیخته در خواهند آمد. به محض این که الکترون ها به لایه قبلی بر می گردند، تعدادی از آنها در حین برگشت در این سطوح نیمه پایدار انرژی به دام می افتند. اگر نور تابیده شده به اندازه کافی شدید باشد احتمال این که یک معکوس جمعیت (Population inverse) ایجاد شود افزایش می یابد یعنی تعداد اتم های نیمه پایدار از تعداد اتم های پایدار بیشتر می شود.
اگر در یکی از این اتم های نیمه پایدار، الکترون از سطح نیمه پایدار به سطح اولیه خود باز گردد، یک فوتون آزاد خواهد شد. وقتی این فوتون از داخل اتم مجاور که آن هم در حالت نیمه پایدار است عبور می کند، با توجه به اصل تشدید، آن اتم را تحریک کرده و باعث می شود اتم مزبور نیز فوتونی با همان سرعت و فاز و جهت فوتون اولیه تشعشع کند. این دو فوتون یک موج اولیه را می سازند که با عبور از داخل اتم های دیگر آنها را نیز تحریک کرده و بدین ترتیب شدت اشعه به مرور افزایش می یابد. چون ممکن است این موج توسط یک اتم پایدار جذب شود و خود اتم به حالت برانگیخته جهش کند، ایجاد حالت معکوس جمعیت ضروری و واجب است. اگر شرایطی برای گاز مهیا شود یک تشعشع پیوسته با شدت بسیار بالا ایجاد خواهد شد. همه لیزرها (دستگاه های تولید کننده پرتوهای لیزر)، تقویت کننده هایی هستند که با تحریک کردن یک محیط فعال که بین دو آینه که یکی از آنها اندکی شفاف است کار می کنند. محیط فعال، مجموعه ای از اتم ها، ملکول ها و یا یون هایی که مخصوصا انتخاب گردیده اند و می توانند به حالت جامد، مایع یا گاز باشند که وقتی تحریک می شوند، پرتوهایی از جنس نور منتشر می کنند (فوتون ها). تحریک مایعات و جامدات به کمک نور یک لامپ فلاش حاصل می شود و گازها به کمک تخلیه الکتریکی تحریک می شوند.
برای تولید اشعه لیزر ضروری است که اشعه های خارج شده در اثر تحریک به کمک طراحی و تعبیه یک اتاقک تشدید کننده کاملا به صورت موازی درآیند. اگر در دو طرف یک لوله حاوی گاز دو آینه با قابلیت انعکاس بسیار بالا قرار گیرند، اولین موج خروجی که به آینه برخورد می کند تمام فوتون های آن به صورت موازی برگشت می کنند و دوباره از داخل گاز عبور داده می شوند و اتم های بیشتری را تحریک می کنند. بنابراین یک سیستم خود نوسان کننده به وجود خواهد آمد که می تواند بدین صورت اشعه لیزر تولید کند. بنابراین می توان گفت که هر دستگاه لیزر شامل سه قسمت اساسی است:
- ماده لیزر: منظور ماده ای است که در اثر تحریک و تشعشع، اشعه لیزر تولید
می کند.
- قسمت تولید و حفظ معکوس جمعیت (شامل فلاش لامپها، لامپهای قوسی و -- سیستم موازی کننده اشعه
شکل 2 اجزای اصلی یک لیزر ساده را نشان می دهد. محیط فعال از هر چه تشکیل شده باشد شامل میلیون ها اتم، ملکول و یا یون می باشد که وقتی تحریک شوند جذب انرژی می کنند و بعد از یک مدت زمان بسیار کوتاه، انرژی خود را به صورت فوتون آزاد کرده و به وضعیت قبلی خود باز می گردند. این ذرات به همین شکل باقی می مانند تا وقتی که دوباره تحریک شوند. فوتون های آزاد شده، بسته به محور اپتیکی دستگاه لیزر در تمام جهات حرکت می کنند. اگر یک فوتون به اتم پر انرژی دیگری برخورد کند باعث آزاد شدن زودتر از موعد فوتون از آن اتم شده و هر دو فوتون به صورت هم فاز تا برخورد بعدی حرکت می کنند و به این ترتیب جریانی از فوتون ها با چگالی فزاینده ایجاد می شود (شکل 3). فوتون هایی که موازی با محور اپتیکی حرکت نمی کنند، به سرعت از سیستم حذف شده و بقیه، در مسیری که به طور قابل ملاحظه ای از طریق بازگشت اپتیکی توسط آینه ها گسترش می یابند حرکت می کنند تا این که از درون آینه ای که به طور جزیی شفاف است خارج شوند (شکل 4). این عمل نه تنها باعث تولید فوتون های بیشتری برای به دست آوردن توان لازم محسوب می شود، بلکه یک پرتو نوری همدوس با تمرکز بالا که نقطه مهم لیزر نیز محسوب می شود، به وجود می آورد.
شکل 2 : اجزای اصلی یک لیزر ساده
شکل-3
شکل-4
چگالی توان، در امتداد قطری پرتو خروجی لیزر یکنواخت نیست و به ماده فعال لیزر، ابعاد داخلی آن، طرح بازگشت اپتیکی و سیستم تحریک به کار رفته بستگی دارد. برش های عرضی یک پرتو لیزر که نشان دهنده توزیع توان است مد عرضی الکترومغناطیس (Transverse Electromagnetic Mode - TEM) نامیده می شود. انواع مختلفی از TEM می تواند تولید شود که هر یک توسط یک عدد مشخص می شود. به طور کلی هر چه این عدد بزرگتر باشد، متمرکز کردن لیزر بر روی یک نقطه کوچک برای به دست آوردن چگالی توان بالا مشکل تر است و چون این مورد در چوش لیزر حایز اهمیت فراوان است معمولا از و ترکیباتی از آنها استفاده می شود. شکل 5 مقطع های اصلی پرتوی لیزر را نشان می شدهد. بعضی دستگاه های لیزر انواع مختلفی از این ها را می توانند پدید آورند که به آنها دستگاه هایی با عملیات چند مده (Multi-mode operation ) اطلاق می شود.
شکل-5: مقطع مدهای اصلی پرتوی لیزری
1-5: اصول فرآیند جوشکاری با اشعه لیزر
جوشکاری با فرآیند لیزر فرآیندی است که در آن به کمک حرارت به دست از آمده از برخورد اشعه نوری به یک سطح، یک منطقه مذاب و یک به هم آمیختگی از مواد ایجاد می شود که پس از انجماد، یک اتصال بین مواد ایجاد می کند. این اشعه به شدت کوهرنت و متمرکز شده و به سمت سطح قطعه شلیک می شود. هنگامی که اشعه لیزر روی نقطه مورد نظر متمرکز می شود، فلز را ذوب کرده و به سرعت یک منطقه جوش کوچک و باریک با راندمان اتصال بسیار بالا ایجاد می کند در حالی که کمترین خسارت را نیز بر قطعه وارد می کند. برای این که ذوب موضعی باشد و به اطراف پراکنده نشود کنترل دقیق اشعه ضروری است.
دو نوع فرآیند جوشکاری با لیزر صنعتی وجود دارد: با هدایت محدود (Limited Conduction) و با نفوذ عمیق. این دو تکنیک به فلز پر کننده نیازی ندارند و از ماده اصلی به عنوان فلز پر کننده استفاده می کنند. در فرآیند جوشکاری لیزر با هدایت محدود، فلز در سطح خود، پرتو لیزر را جذب می کند. قسمت زیرین سطح کاملا توسط هدایت حرارتی گرم می شود و در معرض تابش مستقیم اشعه لیزر قرار نمی گیرد. فرآیند جوشکاری لیزر با هدایت محدود از لیزرهای با توان متوسط (کمتر از 1kw) بهره می برد.
فرآیند جوشکاری لیزر با نفوذ عمیق، که کاربرد عمده جوشکاری لیزر با این روش است به لیزر با انرژی بالا نیاز دارد. این روش اصولا یک تکنیک جوشکاری ذوبی سوراخ کلیدی است که از چگالی توان بسیار بالا (که با متمرکز کردن پرتو لیزر بر روی یک نقطه خیلی کوچک به دست می آید) استفاده می کند. برای انجام یک جوش لیزر سوراخ کلیدی، پرتو بر روی سطح قطعه ای که باید جوش بخورد متمرکز می شود. پس از برخورد پرتو به سطح قطعه، مقدار زیادی از آن به دلیل خاصیت بازتاب دهندگی فلز، انعکاس می یابد، اما همان میزان جذب شده سطح ماده را گرم می کند و موجب می شود که بخار یونیزه شده فلزی با خاصیت جذب انرژی پدید آید. این امر باعث می شود بیشتر انرژی بازتاب یافته دوباره جذب شود.
در چگالی توان بالا در حد ، تبخیر سریع فلز، یک سوراخ کلید (یک لوله استوانه ای با قطر کم) پدید می آورد. با عمیق شدن این سوراخ نور متناوبا درون آن پخش می شود و باعث افزایش جذب انرژی لیزر توسط ماده می شود. فشار بخار درون سوراخ از فرو ریختن دیواره آن که متشکل از فلز مذاب است جلوگیری می کند. در جوش ضربانی در هنگام تکمیل شدن ضربان، فلز مذاب به مرکز سوراخ کلید ریخته و منجمد می شود و به این ترتیب یک جوش با عیب بریدگی لبه جوش به وجود می آید. علت بروز این عیب تبخیر اولیه ماده به هنگام شکل گیری سوراخ کلید است. در جوش با جریان پیوسته با پیشروی منبع حرارت، فلز مذاب در قسمت پشتی سوراخ فرو ریخته و منجمد می شود و این عمل منجر به تشکیل برآمدگی هایی روی سطح ناحیه جوش با شکل V می شود که نوک این V متوجه نقطه شروع جوشکاری است. سطح جوش بسیار تمیز است و در مقایسه با تکنیک های معمول جوش قوسی، ظاهر زیبایی دارد.
سوراخ کلید در فولاد در چگالی توانی حدود به وجود می آید. در این سطح توان، ناحیه جوش تمایل دارد که عمیق و پهن باشد. در این حالت شبیه جوش های سوراخ کلیدی پلاسما نیاز به یک پرتو بلند با زمان طولانی تداخل با قطعه برای تشکیل سوراخ کلید می باشد (مرز بین جوشکاری با هدایت محدود و جوشکاری با نفوذ عمیق). در مقابل، در چگالی توان هایی در حد ، جوش ها عمیق و باریک بوده و به زمان کوتاهی برای تداخل نیاز دارند و همین امر باعث کوتاه شده زمان جوشکاری می شود. در چگالی توان هایی که بزرگتر از می باشند، شرایط برشکاری و سوراخ کاری فراهم می گردد.
1-6: موارد کاربرد جوشکاری با لیزر
در ابتدا متخصصان بر این باور بودند که لیزر قابلیت نفوذ در تمام مواد را دارد تا این که به کمک روش های مخرب و غیر مخرب، تعیین خواص مکانیکی و همچنین بررسی ساختار میکروسکوپی جوش های مختلف، مشخص شد که بعضی از مواد قابلیت پذیرش جوشکاری با لیزر را به خوبی دارا هستند در حالی که بعضی از مواد نیز به دلایل مخلتف قابلیت کمتری دارند. به طور کلی فلزات و آلیاژهایی که قابلیت جوشکاری به کمک این فرآیند را دارا هستند عبارتند از : سرب، مس، فلزات نجیب، آلومینیم، تیتانیم و آلیاژهای این فلزات، فلزات دیرگداز نظیر مولیبدن، فولادهای گرم کار کم کربن و کربنی، فولادهای استحکام بالای کم آلیاژی، فولاد های زنگ نزن و آلیاژهای نسوز پایه نیکل و پایه آهن.
از این فرآیند در صنایع اتومبیل سازی (که مورد بحث ما می باشد)، هواپیماسازی و صنایع فضایی و همچنین صنایع الکترونیک در سطح بسیار وسیعی استفاده می شود. تعدادی از قطعات که با این روش جوشکاری می شوند عبارتند از :
- بدنه اتومبیل های سواری و دیفرانسیل و کوپلینگ های اتومبیل
- شیرهای هیدرولیکی
- تفنگ الکترونی تلویزیون
- تیغه های گیوتین و تیغ اره ها
- مبدل های حرارتی و لوله از جنس فولاد زنگ نزن
- همزن دستگاه های مخلوط کننده که در صنایع غذایی کاربرد دارند.
- انتقال دهنده های الکترونی-اپتیکی نظیر انتقال دهنده های پیام در کشتی ها
شاید در ابتدا چنین تصور شود که از جوشکاری لیزر فقط در مواردی استفاده می شود که قطعات کوچک و ظریف هستند اما از این فرآیند در جوشکاری قطعات بسیار حجیم و بزرگ که یک جوش با کیفیت و دقت بسیار بالا مورد نیاز است نیز استفاده می شود. به عنوان مثال در شکل 6 یک یاتاقان هیدرولیکی قسمت جلو برنده موشک نشان داده شده است که با اشعه لیزر جوشکاری می شود.
این یاتاقان از جنس فولاد زنگ نزن 321 می باشد که ضخامت، قطر و ارتفاع دارند.
گزارش کاراموزی جوشکاری دستی قوس برقی (S.M.A.W)
| گزارش
کاراموزی جوشکاری دستی قوس برقی (S.M.A.W)
قوس برقی در سال 1807توسط سرهمفری دیوی کشف شد ولی استفاده از آن در جوشکاری فلزات به یکدیگر هشتاد سال بعد از این کشف ، یعنی در سال 1881 اتفاق افتاد فردی به نام آگوست دیمری تنز در این سال توانست با استفاده از قوس برقی و الکترود ذغالی صفحات نگهدارنده انباره باطری را به هم متصل نمایدبعد از آن یک روسی به نام نیکولاس دی بارنادوس با یک میله کربنی که دسته
|
|
| دسته بندی | گزارش کارآموزی و کارورزی |
| فرمت فایل | doc |
| حجم فایل | 218 کیلو بایت |
| تعداد صفحات فایل | 43 |
جوشکاری دستی قوس برقی(S.M.A.W):
قوس برقی در سال 1807توسط سرهمفری دیوی کشف شد ولی استفاده از آن در جوشکاری فلزات به یکدیگر هشتاد سال بعد از این کشف ، یعنی در سال 1881 اتفاق افتاد. فردی به نام آگوست دیمری تنز در این سال توانست با استفاده از قوس برقی و الکترود ذغالی صفحات نگهدارنده انباره باطری را به هم متصل نماید.بعد از آن یک روسی به نام نیکولاس دی بارنادوس با یک میله کربنی که دسته ای عایق داشت توانست قطعاتی را به هم جوش دهد. وی در سال 1887 اختراع خود را در انگلستان به ثبت رساند.این قدیمی ترین اختراع به ثبت رسیده در عرصه جوشکاری دستی قوسی برقی می باشد.فرایند جوشکاری با الکترود کربنی در سالهای 1880و1890در اروپا و آمریکا رواج داشت ولی استفاده از ولت زیاد (100 تا 300ولت)و آمپر زیاد (600تا 1000آمپر)در این فرایند و فلز جوش حاصله که به علت ناخالصیهای کربنی شکننده بود همه باعث می شد این فرایند با اقبال صنعت مواجه نشود.
جهش از این مرحله به مرحله فرایند جوشکاری با الکترود فلزی در سال 1889 صورت گرفت.در این سال یک محقق روس به نام اسلاویانوف و یک آمریکایی به نام چارلز کافین(بنیانگذار شرکت جنرال الکتریک)هرکدام جداگانه توانستند روش استفاده از الکترود فلزی در جوشکاری با قوس برقی را ابداع نمایند.
در آغاز قرن بیستم جوشکاری دستی با قوس برقی مورد قبول صنعت واقع شد. علیرغم ایرادهای فراوان(استفاده از مفتول لخت و بدون روکش)مورد استفاده قرار گرفت.در آمریکااز مفتول لخت که دارای روکش نازکی از اکسید آهن که ماحصل زنگ خوردگی طبیعی و یا بخاطر پاشیدن عمدی آب بر روی کلافهای مفتول قبل از کشیده شدن نهایی بود استفاده می شد و گاهی این مفتول لخت با آب آهک آغشته می شد تا در هر دو وضعیت بتواند ثبات قوس برقی را بهتر فراهم آورد.آقای اسکار کجل برگ سوئدی را باید پدر الکترودهی روکش دار مدرن شناخت وی نخستین شخصی بود که مخلوطی از مواد معدنی و آلی را به منظور کنترل قوس برقی و خصوصیات مورد نظر از فلز جوش حاصله با موفقیت به کار برد.وی اختراع خود را در سال 1907 به ثبت رساند.ماشینهای جوشکاری با فعالیت های فوق الذکر به روند تکاملی خود ادامه می دادند.در سالهای 1880 مجموعه ای از باطری پر شده به عنوان منبع نیرو در ماشین های جوشکاری به کار گرفته شد.تا اینکه در سال 1907 نخستین دستگاه Generator جوشکاری به بازار آمریکا عرضه شد.
◄ جوشکاری با گاز یا شعله:
جوشکاری با گاز یا شعله یکی ازاولین روشهای جوشکاری معمول در قطعات آلومینیومی بوده و هنوز هم در کارگاههای کوچک در صنایع ظروف آشپزخانه و دکوراسیون و تعمیرات بکارمیرود. در این روش فلاکس یا روانساز یا تنه کار برای برطرف کردن لیه اکسیدی بکار میرود.
مزایا:سادگی فرایند و ارزانی و قابل حمل و نقل بودن وسایل
محدوده کاربرد:ورقهای نازک 8/0تا 5/1میلیمتر
محدودیتها:باقی ماندن روانساز لابلای درزها و تسریع خوردگی - سرعت کم – منطقه H.A.Zوسیع است.
قطعات بالاتر از 5/2میلیمتر را به دلیل عدم تمرکز شعله و افت حرارت بین روش جوش نمیدهند.
حرارت لازم در این روش از واکنش شیمیایی گاز با اکسیژن بوجود می اید.
حرارت
توسط جابجایی و تشعشع به کار منتقل می شود. قدرت جابجایی به فشار گاز و قدرت تشعشع
به توان چهارم درجه حرارت شعله بستگی دارد. لذا تغییر اندکی در درجه حرارت شعله می
تواند میزان حرارت تشعشعی و شدت آنرا بمقدار زیادی تغییر دهد.درجه حرارت شعله به
حرارت ناشی از احتراق و حجم اکسیژن لازم برای احتراق و گرمای ویژه و حجم محصول
احتراق(گازهای تولید شده) بستگی دارد. اگر از هوا برای احتراق استفاده شود مقدار
ازتی که وارد واکنش سوختن نمی شود قسمتی از حرارت احتراق راجذب کرده و باعث کاهش
درجه حرارت شعله می شود.بنابرین تنظیم کامل گاز سوختنی و اکسیژن لازمه ایجاد شعله
بادرجه حرارت بالاست. گازهای سوختنی نظیر استیلن یا پروپان یا هیدروژن و گاز طبیعی
نیز قابل استفاده است که مقدار حرارت احتراق و در نتیجه درجه حرارت شعله نیز متفاوت
خواهد بود. در عین حال معمولترین گاز سوختنی گاز استیلن است.
تجهیزات و وسایل اولیه این روش شامل سیلندر گاز اکسیژن و سیلندر گاز استیلن یا مولد گاز استیلن و رگولاتور تنظیم فشار برای گاز و لوله لاستیکی انتقال دهنده گاز به مشعل و مشعل جوشکاری است.
استیلن با فرمول C2H2 و بوی بد در فشار بالا ناپیدار و قابل انفجار است و
نگهداری و حمل و نقل آن نیازبه رعایت و مراقبت بالا دارد.فشار گاز در سیلندر حدود
psi 2200است و رگولاتورها این فشار را تا زیر psi 15 پایین می آورند.و به سمت مشعل
هدایت می شود.(در فشارهای بالا ایمنی کافی وجود ندارد).توجه به این نکته نیز ضروری
است که اگر بیش از 5 مترمکعب در ساعت ازاستیلن استفاده شود از سیلندر استن بیرون
خواند زد که خطرناک است.
بعضی اوقات از مولدهای استیلن برای تولید گاز استفاده
می شود. بر اساس ترکیب سنگ کاربید با آب گاز استیلن تولید میشود.
CaC2 + 2 H2O = C2H2 + Ca(OH)2
روش تولید گاز با سنگ کاربید به دو نوع کلی تفسیم میشود.
1-روشی که آب بر روی کاربید ریخته میشود.
2-روشی که کاربید با سطح آب تماس حاصل میکند و باکم و زیاد شده فشار گاز سطح آب
در مخزن تغییرمی کند.
رگولاتورها(تنظیم کننده های فشار) هم دارای انواع گوناگونی هستند و برای فشارهای مختلف ورودی و خروجی مختلف طراحی شده اند.رگولاتورها دارای دو فشارسنج هستند که یکی فشار داخل مخزن و دیگری فشار گاز خروجی را نشان میدهند. رگولاتورها در دو نوع کلی یک مرحله ای و دو مرحله ای تقسیم میشوند که این تقسیم بندی همان مکانیزم تقلیل فشار است. ذکر جزییات دقیق رگولاتورها در اینجا میسر نیست اما اطلاع از فرایند تنظیم فشار برای هر مهندسی لازم است.
کار مشعل آوردن حجم مناسبی از گاز سوختنی و اکسیژن سپس مخلوط کردن آنها و هدایتشان به سوی نازل است تا شعله مورد نظر را یجاد کند.
◄ اجزا مشعل:
الف-شیرهای تنظیم گاز سوختنی و اکسیژن
ب-دسته مشعل
ج-لوله اختلاط
د-نازل
قابل ذکر اینکه طرحهای مختلفی درقسمت ورودی گاز به لوله اختلاط مشعل وجود دارد تا ماکزیمم حرکت اغتشاشی به مخلوط گازها داده شود و سپس حرکت گاز در ادامه مسیر در ادامه مشعل کندتر شده تا شعله ای آرام بوجود اید.
در انتها یادآور می شود مطالب بسیار زیادی در این خصوص وجود داشت که بدلیل عدم امکان نمایش تصاویر که عمدتا اسکن هم نشده اند بیش از این به شرح و توضیح آنها نپرداختم.از جمله ین مطالب شناسایی نوع شعله(از لحاظ قدرت و کاربرد) بود. یا نشان دادن چند نوع رگولاتور از نمای شماتیک و ... .
◄ پیچیدگی (Distortion) :
پیچیدگی و تغییر ابعاد یکی ازمشکلاتی است که در اثر اشتباه طراحی و تکنیک عملیات جوشکاری ناشی میشود. با فرض اجتناب از ورود به مباحث تئوریک تنها به این مورد اشاره میکنیم که حین عملیات جوشکاری به دلیل عدم فرصت کافی برای توزیع یکنواخت بار حرارتی داده شده به موضع جوش و سرد شدن سریع محل جوش انقباضی که میبایست در تمام قطعه پخش میشد به ناچار در همان محدوده خلاصه میشود و این انقباض اگر در محلی باشد که از نظر هندسی قطعه زاویه دار باشد منجر به اعوجاج زاویه ای(Angular distortion) میشود.در نظر بگیرید تغییر زاویه ای هرچند کوچک در قطعات بزرگ و طویل چه ایراد اساسی در قطعه نهایی ایجاد می کند.
حال اگر خط جوش در راستی طولی و یا عرضی قطعه باشد اعوجاج طولی و عرضی(Longitudinal shrinkage or Transverse shrinkage) نمایان میشود. اعوجاج طولی و عرضی همان کاهش طول قطعه نهایی میباشد. این موارد هم بسیار حساس و مهم هستند.
نوع دیگری از اعوجاج تاول زدن یا طبله کردن و یا قپه (Bowing) میباشد.
ذکر
یکی از تجربیات در این زمینه شاید مفید باشد. قطعه ای به طول 20 متر آماده ارسال
برای نصب بود که بنا به خواسته ناظرمیبایست چند پاس دیگر در تمام طول قطعه جوش داده
میشد.تا ساق جوش 2-3میلیمتر بیشتر شود.بعد از انجام اینکارکاهش 27میلیمتری در قطعه
بوجود آمد. و این یعنی فاجعه .چون اصلاح کاهش طول معمولا امکان پذیر نیست و اگر هم
با روشهای کارگاهی کلکی سوار کنیم تنها هندسه شکل رااصلاح کرده ایم و چه بسا حین
استفاده از قطعه آن وصله کاری توان تحمل بارهای وارده را نداشته باشد و ایرادات
بعدی نمیان شود.
بهترین راه برای رفع این ایراد جلوگیری ازبروز Distortion است.
و(طراح یا سرپرست جوشکاری خوب) کسی که بتواند پیچیدگی قطعه را قبل ازجوش حدس بزند و
راه جلوگیری از آن راهم پیشنهاد بدهد.
◄ بعضی راهکارهای مقابله با اعوجاج:
1- اندازه ابعاد را کمی بزرگتر انتخاب کرده ...بگذاریم هر چقدر که میخواهد در ضمن عملیات تغییر ابعاد و پیچیدگی در آن ایجاد شود.پس از خاتمه جوشکاری عملیات خاص نظیر ماشین کاری...حرارت دادن موضعی و یا پرسکاری برای برطرف کردن تاب برداشتن و تصحیح ابعاد انجام میگیرد.
2- حین طراحی و ساخت قطعه با تدابیر خاصی اعوجاج را خنثی کنیم.
3- از تعداد
جوش کمتر با اندازه کوچکتر برای بدست آوردن استحکام مورد نیاز استفاده شود.
4-تشدید حرارت و تمرکز آن بر حوزه جوش در اینصورت نفوذ بهتری داریم و نیازی به جوش اضافه نیست.
5- ازدیاد سرعت جوشکاری که باعث کمتر حرارت دیدن قطعه میشود.
6- در صورت
امکان بالا بردن ضخامت چراکه در قطعات با ضخامت کم اعوجاج بیشتر نمود دارد.
7-
تا حد امکان انجام جوش در دوطرف کار حول محور خنثی
8- طرح مناسب لبه مورد اتصال
که اگر صحیح طراحی شده باشد میتواند فرضاً مصالح جوش را در اطراف محور خنثی پخش کند
و تاحد زیادی از میزان اعوجاج بکاهد.
9- بکار بردن گیره و بست و نگهدارنده باری
مهار کردن انبساط و انقباض ناخواسته درقطعه
◄ عوامل مهم بوجود آمدن اعوجاج :
1- حرارت داده شده موضعی , طبیعت و شدت منبع حرارتی و روشی که این حرارت به کار رفته و همچنین نحوه سرد شدن
2- درجه آزادی یا ممانعت بکار رفته برای جلوگیری از تغییرات انبساطی و انقباظی. این ممانعت ممکن است در طرح قطعه وجود داشته باشد و یا از طریق مکانیکی (گیره یا بست یا نگهدارنده و خالجوش)اعمال شود.
3- تنش های پسماند قبلی در قطعات و اجزا مورد جوش گاهی اوقات موجب تشدید تنش های
ناشی از جوشکاری شده و در مواردی مقداری از این تنش ها را خنثی میکند.
4- خواص
فلز قطعه کار واضح است که در شرایط مساوی طرح اتصال(هندسه جوش) و جوشکاری مواردی
مانند میزان حرارت جذب شده در منطقه جوش و چگونگی نرخ انتقال حرارت و ضرایب انبساط
حرارتی و قابلیت تغییر فرم پذیری و استحکام و بعضی خواص دیگر فلز مورد جوش تاثیر
قابل توجهی در میزان تاب برداشتن دارد. مثلا در قطعات فولاد آستنیتی زنگ نزن مشکل
پیچیدگی به مراتب بیشتر از فولاد کم کربن معمولی میباشد
انواع کنترل ماشینهای ابزار
منظور از کنترل ماشینهای ابزار روشن یا خاموش کردن سیستم محرکه آن و کار اندازی کلاچ و تجهیزات گیرنده ی قطعه کار و ایجاد حرکت پیشروی و بطور خلاصه تنظیم مقادیر خاص جهت ایجاد حرکات ماشین ابزار میباشد. بسته به اجزایی که در کنترل بکار میروند میتوان کنترل را به :
کنترل مکانیکی ؛ کنترل هیدرولیکی یا نیوماتیکی ؛ و کنترل الکتریکی
تقسیم
بندی کرد.
۱-کنترل مکانیکی :
کنترلهایی که در انها فرماندهی به کمک اجزا مکانیکی مثل بادامک یا پیرو انجام
میشود.بادامکهای بکار برده شده از نوع قرصی و استوانه ای
میباشند.
۲-کنترل هیدرولیکی :
دارای دو نوع : کنترل یک لبه ای و کنترل چند لبه ای
میباشند.
۳ـکنترل الکتریکی :
الف) کنترل بادامکی : به کمک سوییچ های کمکی کار میکنند کا این سوییچها میتوانند دکمه ؛ کلید؛ شستی های مکانیکی یا سنسورهای غیر تماسی الکتریکی که بطور القایی ؛خازنی یا فوتو الکتریکی کار میکنند باشند.
کاربرد مشخص این کنترل ها در روشن کردن ؛ خاموش کردن و تغییر جهت حرکت و کنترل سیستم محرکه ی میزها میباشد.
ب)کنترل برنامه ای :
در یک کنترل برنامه ای بایستی :
تمام حرکات ساپورتها با طول مشخص ؛ سرعت پیشروی ومقدار دور بطور خودکار کنترل شوند.
توسعه روز افزون ساخت قطعات الکتریکی باعث شده این کنترلها جای خودشان را به کنترلهای عددی بدهند.