تحقیق مقاله جوشکاری پلاسما

نگاهی به جوشکاری

جوشکاری یکی از روشهای تولید می باشد. هدف آن اتصال دایمی مواد مهندسی (فلز، سرامیک، پلیمر، کامپوزیت) به یکدیگر است به گونه‌ای که خواص اتصال برابر خواص ماده پایه باشد.

جوش قوس

پیشینه

موسیان در ۱۸۸۱ قوس کربنی را برای ذوب فلزات مورد استفاده قرار داد.

اسلاویانوف الکترودهای قابل مصرف را در جوشکاری به کار گرفت.

ژول در ۱۸۵۶ به فکر جوشکاری مقاومتی افتاد

لوشاتلیه در ۱۸۹۵ لوله اکسی استیلن را کشف و معرفی کرد.

الیهوتامسون آمریکائی از جوشکاری مقاومتی در سال ۷-۱۸۷۶ استفاده کرد.

در جریان جنگهای جهانی اول و دوم جوشکاری پیشرفت زیادی کرد. احتیاجات بشر به اتصالات مدرن – سبک – محکم و مقاوم در سالهای اخیر و مخصوصاً بیست سال اخیر سبب توسعه سریع این فن شده است.

فرایندهای جوشکاری

فرایندهای جوشکاری با قوس الکتریکی

جریان الکتریکی از جاری شدن الکترونها در یک مسیر هادی به وجود می‌آید. هرگاه در مسیر مذکور یک شکاف هوا(گاز)ایجاد شود جریان الکترونی و در نتیجه جریان الکتریکی قطع خواهد شد. چنانچه شکاف هوا باندازه کافی باریک بوده و اختلاف پتانسیل و شدت جریان بالا، گاز میان شکاف یونیزه شده و قوس الکتریکی برقرار می‌شود. از قوس الکتریکی به عنوان منبع حرارتی در جوشکاری استفاده می‌شود.روشهای جوشکاری با قوس الکتریکی عبارت‌اند از:

جوشکاری با الکترود دستی پوشش دار SMAW

جوشکاری زیر پودریSAW

جوشکاری با گاز محافظ یا GMAW یا MIG/MAG

جوشکاری با گاز محافظ و الکترود تنگستنی یا GTAW یا TIG

جوشکاری پلاسما

برای سیم جوشهای گاز(فولاد- مس – آلومینیوم):R (گاز محافظ آرگون با الکترود تنگستن)TIG برای سیم جوشهای:ER

برای سیم لحیم سخت.  : B

الکترود های جوشکاری: 1.تعریف:الکترود مفتولی است فلزی که دور تا دور آنت با مواد شیمیایی پو شش داده شده است. 2.قطر الکترود: عبارت است از قطر مغزی آن. 3.جنس روپوش الکترود: معمولا از مقداری آهک- اکسید سدیم –سلولز- روتیل -آسپست - خاک رس و مقداری دیگر از مواد گوناگون تشکیل شده است.

تقسیم بندی الکترودها: الکترود معمولا از دو نظر تقسیم بندی می گردند :

1.تقسیم بندی الکترودها از نقطه نظر روپوش. 2.تقسیم بندی الکترودها از نقطه نظر جنس مغزی.

فرایندهای جوشکاری مقاومتی

در جوشکاری مقاومتی برای ایجاد آمیزش از فشار و گرما هردو استفاده می‌شود.گرما به دلیل مقاومت الکتریکی قطعات کار و تماس آنها در فصل مشترک به وجود می‌آید. پس از رسیدن قطعه به دمای ذوب و خمیری فشار برای آمیخته دو قطعه بکار میرود.در این روش فلز کاملاً ذوب نمی‌شود. گرمای لازم از طریق عبور جریان برق از قطعات بدست می‌آید.روشهای جوشکاری مقاومتی عبارت‌اند از:

جوش نقطه‌ای

درز جوشی

جوش تکمه‌ای

فرایندهای جوشکاری حالت جامد

دسته‌ای از فرایند‌های جوشکاری هستند که در آنها، عمل جوشکاری بدون ذوب شدن لبه‌ها انجام می‌شود. در واقع لبه‌ها تحت فشار با حرارت یا بدون حرارت در همدیگر له می‌شوند. فرایندهای این گروه عبارت‌اند از:

جوشکاری اصطکاکی

در این روش به جای استفاده از انرژی الکتریکی برای تولید گرمای مورد نیاز ذوب فلزان از انرژی مکانیکی استفاده می¬گردد. به این ترتیب که یکی از دو قطعه که با سرعت در حال دوران است به قطعه دوم که ثابت نگه داشته شده تماس داده می¬شود ، در اثر اصطکاک بین دو قطعه و تولید حرارت ، محل تماس دو قطعه ذوب شده و لبه‌ها تحت فشار با حرارت در همدیگر له می‌شوند.

جوشکاری نفوذی

جوشکاری با امواج مافوق صوت

جوش گاز

جوش گاز.

گروه فرایندهای جوشکاری است که در آن، اتصال با ذوب شدن توسط یک یا چند شعله گاز، با اعمال فشار یا بدون آن، با کاربرد فلز پر کننده یا بدون آن انجام می‌شود.

فرایند جوشکاری با لیزر

در این روش از پرتوی لیزر برای جوشکاری استفاده می‌شود.در جوشکاری لیزری دانسیته انرژی فراهم شده بسیار بیشتر از جوشکاری با قوس آرگون یا با مشعلهای اکسی اسیتیلن است.

از لیزر‌های مختلفی می‌توان برای جوشکاری استفاده کرد مانند لیزر گاز کربنیکی یا لیزر یاقوت ولی باید دقت کرد که انرژی پرتو آنقدر زیاد نباشد که باعث تبخیر فلز شود.

فرایند جوشکاری با اشعه الکترونی

کاربرد جریانی از الکترون‌ها است که با ولتاژ زیاد شتاب داده شده‌اند و به صورت باریکه‌ای متمرکز به عنوان منبع حرارتی جوشکاری به کار می‌روند. به دلیل دانسیته بالای انرژی در این پرتو منطقه تفدیده بسیار باریک می‌باشد و جوشی با کیفیت مناسب به دست می‌آید. این فرآیند به عنوان اولین فرایند جوشکاری بکار رفته برای ساخت بدنه جنگنده‌ها استفاده شد.

کنترل کیفیت و بازرسی

طبق طبقه بندی استانداردهای مدیریت کیفیت (ISO 9000)جوشکاری جز فرایندهای ویژه طبقه بندی شده است. که این نشان دهنده این است که برای کنترل کیفیت و تضمین کیفیت این فرایند ویژه می باید پیش بینی های خاصی انجام داد.

جوشکاری پلاسما چیست؟

جوشکاری پلاسما یکی از روش‌های جوشکاری است که در آن با کاربرد گازهای خنثی درجه حرارت به بالای ۲۰۰۰۰ هزار درجه سانتیگراد میرسد و و انرژی قوس بسیار متمرکز تر و پایدار تر از روش جوشکاری با گاز محافظ و الکترود تنگستنی TIG است.

پلاسما به معنی گاز یونیزه شده می‌‌باشد. به دلیل اینکه این گاز در این درجه حرارت و حالت از قانون گازها پیروی نمی‌کند، حالت چهارم وجود ماده به آن گفته می‌شود (جامد، مایع، گاز، پلاسما) چنانچه هوا یا گاز در قوس الکتریکی شرایط گذار به حالت پلاسما را بیابد قوس مربوط دارای انرژی حرارتی بسیار زیادی خواهد شد.

جوشکاری تمام اتوماتیک پلاسما در کشتی سازی هیوندای

کشتی‌سازی هیوندای به عنوان یکی از شرکتهای پیشتاز در ساخت عرصه کشتیهای LNG، طی سالهای اخیر، به ارتقای فن‌آوری طراحی و ساخت حمل کننده‌های LNG روی آورده و تنها شرکت کشتی‌سازی کره جنوبی است که مجوز ساخت کشتی‌های نوع Memberanc و مخازن کروی را دریافت نموده است.

به گزارش مانا،‌ کشتی‌سازی هیوندای دارای یک یارد ساخت کشتی های حمل LNG است و باتوجه به حساس بودن جوشکاری در مخازن LNG این شرکت سیستم جوشکاری تمام اتوماتیک پلاسما را برای نیل به اهداف خود طراحی کرده است.

سیستم مذکور مورد تأیید شرکت GTT و مؤسسه‌ رده‌بندی وریتاس قرار گرفته است. از جمله مزیت‌های این سیستم کنترل قطعات صاف و شیاردار توسط کامپیوتر و حسگرها می‌باشد. فرآیند جوشکاری پلاسما در مقایسه با روش مرسوم TIG دارای معایب کمتری است. جوشکاری سریعتر از روشهای موسوم و قابلیت جوشکاری در تمام زوایا با تطبیق دادن موقعیت مکانی مشعل پلاسما از دیگر مزایای این سیستم به شمار می‌آید. لازم به ذکر است در این فرآیند می‌توان طول قوس الکتریکی را به‌طور اتوماتیک تغییر داد.

جوشکاری پلاسما یکی از روش‌های جوشکاری است که در آن با کاربرد گازهای خنثی درجه حرارت به بالای ????? هزار درجه سانتیگراد میرسد و و انرژی قوس بسیار متمرکز تر و پایدار تر از روش جوشکاری با گاز محافظ و الکترود تنگستنی TIG است.

پلاسما به معنی گاز یونیزه شده می‌‌باشد. به دلیل اینکه این گاز در این درجه حرارت و حالت از قانون گازها پیروی نمی‌کند، حالت چهارم وجود ماده به آن گفته می‌شود (جامد، مایع، گاز، پلاسما) چنانچه هوا یا گاز در قوس الکتریکی شرایط گذار به حالت پلاسما را بیابد قوس مربوط دارای انرژی حرارتی بسیار زیادی خواهد شد.

جوشکاری پلاسما یکی از روشهای جوشکاری قوسی است که در حقیقت گرما به واسطه ایجاد قوس بین یک الکترود و قطعه کار به وجود می آید . گازهای یونیزه شده از دهانه نازل که توسط گاز محافظ (آرگون و هلیم ) احاطه شده است ، بیرون می آید . این روش شبیه روش G.T.A.W می باشد که هم به صورت دستی و هم به صورت اتوماتیک قابل اجراست و برای جوشکاری فلزاتی مانندفولادهای کربنی ، فولادهای زنگ نزن ، آلیاژهایی با پایه نیکل و کبالت و آلیاژهای تیتانیم از این روش استفاده می شود.