علم و هنر جوشکاری

موضوع : علم و هنر جوشکاری

توضیح : این فایل به صورت ورد و آماده چاپ می باشد

فصل اول
مقدمه:
   در صنعت عصر حاضر ، جوشکاری یک فرایند پیشرفته محسوب می شود . امروزه علم و هنر جوشکاری حوزه وسیعی از تحولات و فرآیندهای مورد استفاده بشر را در بر می گیرد.
استفاده از این متد در قطعات بسیار ظریف الکترونیکی تا به سازه های عظیم فلزی رایج می باشد و همین امر سبب گشوده شدن راههای جدیدی به صنعت نوین و اتوماسیون سیستم ها رایج گردیده است . استفاده از تجهیزات مکانیزه و نیمه مکانیزه جوشکاری سبب آزادی قشر وسیعی از نیروی انسانی و نیز صرفه جویی اقتصادی شده و موجبات ترقی ممالک صنعتی فراهم نموده است.
انواع جدید سازه ها و طرحهای مدرن مشتمل بر استفاده ی وسیعی از فلزات کمیاب و نسوز یا دیرگداز نظیر مولیبدن، تنگستن ، تانتال و زیرکونیم می باشد .
در عین حال با تمام صفات بارز این فلزات ، وقتی به شرایط بحرانی فشار و حرارت بالا بر می خوریم ، این فلزات دیگر جوابگوی نیاز ما نخواهندبود.
در این هنگام ، علم آلیاژ بهه کمک می آید. در این میان متخصصان جوشکاری با مسایل فراوانی روبرو هستند که خلق انواع جدید فرآیندهای مورد استفاده در جوش آلیاژ و نیز طراحی تجهیزات مورد نیاز از آن جمله است.
جدا از این مساله که نقطه جوش فلزات آلیاژهای بالاست، میل شدید ترکیب آنها در دماهای بالا از مسائل جدی در امر جوشکاری به شمار می آید . لذا بسیاری از متدهای جوشکاری نظیر جوشکاری قوس الکتریکی با الکترود دستی ، و ایجاد حوضچه ی مذاب ، دیگر جوابگو نخواهندبود.
اصولاً در این موارد از متدهای مخصوص استفاده می شود و یا برای یک زمان کوتاه تا درجه ی حرارت بسیار بالا بطور نقطه ای تحریم و در یک حفاظ ( برای عدم دسترسی به هوای اتمسفر ) با سرعت فراوان عمل جوشکاری انجام می شود .
 عمل حفاظت معمولاً توسط محفظه های هوای پرشده توسط گاز بی اثر صورت می گیرد . اما دستیابی به این گازها بسیار گران و مشکل است و وجهه ی اقتصادی ندارد.
در سالهای اخیر ، متدهائی برای غلبه بر مشکلات جوش الکترودی ابداع شده که اهم آنها عبارتند از:
    استفاده از پرتو الکترونی       ((electron Beam ))
    استفاده از پرتوهاي همسان نورانی     ((Conerent light Bean ))
    جوش نفوذی          ((Diffusion Welding ))
    جوشکاری سرد فلزات   ((Cold Welding of metals ))
    جوشکاری مافوق صوت، جوش اصطکاکی ، انفجاری ، حالت جامد و ...
    پرتوهای الکترونی با دربرداشتن مقادیر متنابهی انرژی ، نفوذ و امتزاج خوبی را برای قطعات سنگین و بزرگ فراهم می کند و بدین وسیله یک جوش مقاوم و در عین حال ظریف و متمرکز ایجاد می نماید . البته میزان انرژی صرف شده در این متد ، تا 10 برابر قوس الکتریکی می باشد ، و به این وسیله ، به طور موفقیت آمیزی می تواند فولادهای آلیاژی تا ضخامتmm 100 را اتصال و دهد و نیز برای جوشکاری غیر فلزی هم بکار رود.
    پرتوهای همسان نوران یا طیفالیرز، با دربرداشتن مقادیر انبوهی از انرژی ، قابلیت اتصال مواد مختلف را افزایش داده اند.
تا عصر حاضر ، عمل جوش از طریق گرم کردن فلز تا حد جوش ( جوش ذوبی ) و ذوب شدن آن و و امتزاج در فلز درهم صورت می گرفته است . امروزه دانش پیوندهای بین اتمی فلزات امکان استفاده از فرآیندهای مولکولی و اتمی را بجای متدهای پیشین فراهم آورده است.
اتصال سرد ، جوش مافوق صورت ، جوش اصطکاکی ، انفجاری و جوش نفوذی از این جمله اند . وجه مشترک تمام این متدها در شکل فیزیکی ، تشکیل نوعی پیوند فلزی سیاه دو سطحی است که بایستی به هم متصل شوند ؛ در نتیجه ی تغییر شکل پلاستیک ، در عین جامد بودن فلز ، اتصال انجام می گیرد .
    مهمترین خصوصیت این متدهای جوش در مقایسه با جوش ذوبی ، امکان فرآیند اتصال در فلزات غیر همجنس بفرم جامد می باشد که در جوش ذوبی ، کاملاً محال می نماید.
این فرایندها بخصوص در قطعات دقیق با تلرانس خیلی کم ، ارزشمند محسوب شده و همان پرداخت نهائی در حین جوشکاری ، حفظ می شود .
قطعه جوش داده شده در روشهای مذکور ، عاری از هرگونه تنش های داخلی بوده و نیاز به عملیات حرارتی و کار مکانیکی ( پرداخت ، فرم دهی و ... ) نخواهد داشت .
همچنین در شرایطی که استفاده از پلیمرها بجای فلزات ، بسیار مورد توجه است ، می توان بوسیله ی این روشها ( گازهای داغ ، اشعه ماوراء بنفش ، امواج مافوق صوت و ...) پلیمرها را جوش داد.
    1-1  تعریف وطبقه بندی جوشکاری:
   جوشکاری فرایندی است که در آن ، اتصالی از نوع دائم ، بواسطه ی پیوندهای پایدار بین اتمی ، میان دو یا چند سطح مختلف انجام می شود و زمینه ی این عمل ، گرم شدن موضعی یا کلی و در نتیجه ی آن تغییر شکل دائم یا جزئی می باشد .
 پیوند اتمی میان دو سطح وقتی برقرار می شود که یک انرژی خارجی اتمها را برای غلبه بر اتصال بین اتمی ، تحریک کند . این انرژی پیوندی ((Energy barriet of banding )) می گویند .
با فعال شدن اتمها ، آنها در شبکه ی کریسالی جدید جای می گیرند و در پی این فعل و انفعالات ، یک حالت تعادل بین نیروی جاذبه و دافعه بوجود می آید . میزان انرژی که بایستی اتمها بگیرند تا به مرز فعالیت برسند [ از طریق حرارت یا تغییر شکل دائم] ، انرژی فعالیت ((Activation Energy )) نام دارد . با توجه به نحوه ایجاد انرژی فوق ، عمل جوش به دو گروه عمده ی جوش ذوبـی ( نفـوذی ) یا ((Fusion Welding )) و جــوش فــشاری ((Pressur Welding )) تقسیم می شود.
فهرست مطالب
فصل اول    1
مقدمه:    1
1-1  تعریف وطبقه بندی جوشکاری:    4
2-1  عوامل مؤثر در قابلیت جوشکاری :    6
    1-2-1  تماس فلزات    6
    2-2-1 تمیزکاری و آماده سازی سطح    6
    ج) پلیسه گیری :    8
    3-2-1  فشار پیوند خوردن :    8
    4-2-1 دمای پیوند زنی :    9
    5-2-1استحکام پیوند فلزی :    10
فصل دوم    10
1-2  جوشکاری حالت جامد :    10
1-2-2 جوشکاری اصطکاکی مداوم    14
2-2-2 جوشکاری اصطکاکی لحظه ای    14
3-2 جوشکاری فراصوت :    19
4-2 جوشکاری نفوذی روی فلزات و سرامیک ها :    25
1-4-2 متغیرهای کلیدی فرایند  DFW    26
2-4-2 روشهای جوشکاری که از فرایند نفوذ استفاده می کنند    29
3-4-2 موادی که با روش نفوذی قابل جوشکاری هستند    30
4-4-2 کاربردهای جوشکاری نفوذی    31
5-4-2 بحث و نتیجه گیری    32
فصل سوم    33
1-3 جوشکاری القائی بوسیله ی فرکانس رادیوئی :    33
2-3  جوشکاری با پرتو نورانی (لیزر )    34
1-2-3  تفاوت لیزر با دسته نور متمرکز غیر تکفام :    37
2-2-3 مزایای جوشکاری با لیزر :    41
3-3 جوشکاری با پرتو الکترونی :    41
1-3-3 اصول جوشکاری پرتو الکترونی در خلأ    45