برای جوشکاری فلزات آهنی مانند چدن و فولاد معمولأ از فرآیند جوشکاری قوسی با الکترود روپوش دار استفاده می شود، زیرا فلزات آهنی در دمای بالا ذوب می شوند.
از اغلب فرآیند های جوشکاری قوسی برای متصل کردن قطعات فلزی به یکدیگر استفاده می شود. کاربرد دیگر جوشکاری قوسی روکش کاری سخت است. با استفاده از این روش لبه ها و سطوح تجهیزات فولادی، مانند جام بیلهای مکانیکی، غلتک ها و خیش های فرسوده را بازسازی می کنند.
فرآیند جوشکاری قوسی
فرآیند جوشکاری قوسی با الکترود روپوش دار، که معمولأ آن را جوشکاری قوسی یا جوشکاری برق می نامند فرآیندی است که در آن فلزات بر اثر گرمای حاصل از ایجاد قوس الکتریکی ذوب می شوند و به هم جوش می خورند. قوس الکتریکی در فاصله ی نوک یک مفتول فلزی روپوش دار، به نام الکترود، و قطعات فلزی که باید جوشکاری شوند تشکیل می شود. الکترود مفتولی فلزی به طول 35 تا 45 سانتیمتر و قطر 5/2 تا 10 میلیمتر است. در حین جوشکاری، الکترود ذوب می شود و بخشی از خط جوش را تشکیل می دهد.
الکترود ها روپوشی از جنس مواد گدازآور دارند. روپوش الکترود از مواد شیمیایی مختلفی تشکیل می شود و نقطه ی ذوب آن با نقطه ی ذوب فلزی که باید جوشکاری شود، تقریبأ برابر است. وقتی روپوش الکترود ذوب می شود، گازی تولید می کند که حوضچه ی مذاب را پوشش می دهد (حوضچه ی مذاب ترکیبی از فلز پایه ی مذاب و الکترود مذاب است) و مانع از ورود اکسیژن و نیتروژن به فلز مذاب می شود. در صورتی که این گازها وارد فلز مذاب شوند، خط جوش حاصل از آن را تضعیف می کنند. ناخالصی های موجود در حوضچه ی مذاب روی سطح آن شناور می شوند و سرباره ای تشکیل می دهند که روی خط جوش رسوب خواهد کرد. این رسوب را گِل جوش می نامند.
روش های جوشکاری عبارتند از : اتصال های جوشی
الف)آشنایی با طراحی و کاربرد
ب) اتصال های جوشی
الف) آشنایی با طراحی و کاربرد اتصال های جوشی
با نحوه ی ایجاد خط جوش و پس و پیش بردن الکترود آشنا شدید و جوشکاری ترمیمی و خال جوش زدن را نیز تمرین کردید. حال برای جوش دادن قطعات فلزی به یکدیگر آمادگی دارید. کار را با اتصال های ساده ی جوشی در وضعیت تخت آغاز خواهید کرد. نخستین اتصالی که جوشکاری آن را خواهید آموخت اتصال لب به لب ساده است. به تدریج اتصال ها پیچیده تر می شوند و وضعیت جوشکاری دشوارتر می شود. پس از تکمیل این بخش می توانید اتصال های جوشی را شناسایی و آنها را برای جوشکاری آماده کنید.
آماده سازی اتصال برای جوشکاری خوب ضرورت دارد. پیش از آنکه بتوان دو قطعه فلز را به هم جوش داد، باید لبه های آنها را سنگ زد، برید و تمیز کرد. سه روش متداول آماده سازی فلز برای اتصال عبارتند از سنگ زنی، برشکاری با مشعل و ماشینکاری.
سنگ زنی یا برشکاری با مشعل برای آماده سازی اتصال متداولترند. به عنوان جوشکار مبتدی بهتر است از ورقی با لبه های ماشینکاری شده یا آماده استفاده کنید.
در عملیات ساخت و کارهای تعمیراتی لبه ی اتصال را به پنج صورت آماده می کنند.
انواع اتصالات در جوشکاری
پنج نوع اتصال مورد استفاده در جوشکاری عبارتند از :
اتصال های لب به لب
اتصال سپری
اتصال های لب بر لب
اتصال های گوشه ای
اتصال های فلنجی یا لبه ای
1. اتصال های لب به لب
پنج تا از متداولترین اتصال های لب به لب را تحت عناوین زیر شرح می دهیم :
الف. اتصال لب به لب ساده
ب. اتصال لب به لب جناغی یک طرفه
ج. اتصال لب به لب جناغی دو طرفه
د. اتصال لب به لب لاله ای یک طرفه
ه. اتصال لب به لب لاله ای دو طرفه
الف. اتصال لب به لب ساده
ازاتصال لب به لب ساده بیشتر برای جوشکاری ورق های تا ضخامت 10 میلیمتر استفاده می شود. این اتصال برای اغلب شرایط بارگذاری عادی مناسب است و معمولأ از دو طرف جوش داده می شود.
ب. اتصال لب به لب جناغی یک طرفه
اتصال لب به لب جناغی یک طرفه برای جوشکاری ورق های به ضخامت 10 میلیمتر و بیشتر مناسب است. این اتصال در برابر همه ی شرایط بارگذاری معمول مقاوم است اتصال لب به لب ساده بیشتر اما هزینه ی بالایی دارد و بیشتر از اتصال لب به لب ساده به فلز جوش نیاز دارد.
ج. اتصال لب به لب جناغی دو طرفه
این اتصال را از دو طرف جوشکاری می کنند و برای جوش دادن ورق های به ضخامت 12 میلیمتر و بیشتر به کار می رود. این نوع اتصال، در مقایسه با اتصال جناغی یک طرفه، به فلز جوش کمتری نیاز دارد، اما هزینه و زمان لازم برای آماده سازی آن بیشتر است. این نوع اتصال می تواند همه ی شرایط بارگذاری معمول را به خوبی تحمل کند و در برابر تابیدگی مقاوم است.
د. اتصال لب به لب لاله ای یک طرفه
وقتی به جوشکاری با کیفیت بالا، روی ورق های به ضخامت 12 میلیمتر و بیشتر، نیاز باشد، استفاده از این اتصال توصیه می شود. هزینه ی ماشینکاری این نوع اتصال از هزینه ماشینکاری اتصال جناغی یک طرفه بیشتر است. این اتصال همه ی شرایط بارگذاری متداول را تحمل می کند.
ه . اتصال لب به لب لاله ای دو طرفه
از این اتصال برای جوشکاری ورق های ضخیم تر از 12 میلیمتر استفاده می شود تا بتوان جوشکاری را از دو طرف انجام داد. از این نوع اتصال هنگامی استفاده می شود که صرفه جویی در مصرف الکترود هزینه ی اضافی ماشینکاری را جبران می کند.
2. اتصال سپری
اتصال سپری ساده یکی از انواع اتصال سپری است که، وقتی ماشینکاری مطلوب نباشد، روی انواع ورق با ضخامت های مختلف انجام می شود.
3. اتصال های لب بر لب
دو نوع اتصال لب بر لب عبارتند از :
الف. اتصال لب بر لب گلویی یک طرفه
ب. اتصال لب بر لب گلویی دو طرفه
الف. اتصال لب بر لب گلویی یک طرفه
از این نوع اتصال برای جوشکاری ورق با هر ضخامتی می توان استفاده کرد، مشروط بر اینکه در معرض کاربرد مکرر یا بارگذاری ضربه ای قرار نگیرد.
ب. اتصال لب بر لب گلویی دو طرفه
این اتصال از اتصال لب بر لب گلویی یک طرفه محکمتر است. از این اتصال می توان برای جوشکاری ورق هایی استفاده کرد که تحت شرایط بارگذاری سنگینتر قرار می گیرند.
4. اتصال های گوشه ای
اتصال های گوشه ای به سه دسته تقسیم می شوند :
الف. اتصال گوشه ای هم سطح
ب. اتصال گوشه ای نیمه باز
ج. اتصال گوشه ای کاملأ باز