مواد مصرفی جوشکاری: تعریف، مشخصات، ساخت، ذخیره سازی. مواد اصلی جوش

2024 نویسنده: Howard Calhoun | [email protected]. آخرین اصلاح شده: 2023-12-17 10:25

اتصال سازه های فلزی با جوش رایج ترین روش در ساخت و ساز، ابزارسازی، تولید ماشین آلات و مکانیزم ها می باشد. در فرآیند جوشکاری، پس از ذوب شدن فلز پایه در اثر حرارت، دو سطح به هم متصل می شوند. از یک عنصر رسوبی اضافی استفاده می شود که پس از سرد شدن و تبلور، جوش یا سطحی را تشکیل می دهد. مواد جوشکاری توسط یک الکترود قابل مصرف، حامل جریان، غیر مصرفی یا جوش گاز وارد فضای کار می شود. در فرآیند کار، مواد جوشکاری کار را انجام می دهند:

• هنگام ذوب، حرکت در قوس، قرار گرفتن در حمام، جامد شدن از فلز مذاب محافظت می کند؛
• آلیاژ و فلز زدایی با تنظیم ترکیب شیمیایی فولادها؛
• اکسیدها، سرباره ها، فسفر و گوگرد را از پر کردن درز حذف کنید؛
• جرم مفصل را از نیتروژن و هیدروژن آزاد کنید.

طبقه بندی مواد برای جوشکاری

تعداد زیاد مواد مورد نیاز برای اتصال فلزات از طریق جوشکاری، طبقه بندی دقیق را دشوار می کند، اما مواد اصلی جوشکاری به شرح زیر طبقه بندی می شوند:

• سیم پرکنندهبرای جوشکاری و سطح کاری؛
• برای الکترودهای چوب جوشکاری قوس الکتریکی؛
• الکترودهای سیم و صفحه برای جوشکاری سرباره؛
• افزودنی های پرکننده از بخش غیر پیوسته، جامد، لوله ای؛
• پرکننده کشیده شده، نورد شده، میله ها و سیم های ریخته گری کشیده شده، نوارهای جوشکاری با پوشش پودری؛
• گاز یا اکسیژن قابل اشتعال؛
• تجهیزات جوشکاری، کمپرسور؛
• سیلندرهای محفظه گاز؛
• ژنراتور برای تولید استیلن کاربید کلسیم یا بطری استیلن تحت فشار؛
• کاهنده برای کاهش فشار گاز جوشکاری؛
• مشعل برای جوشکاری، سخت شدن، روکش کردن با مجموعه ای از انواع نوک های ضروری با قطرهای مختلف؛
• شلنگ لاستیکی برای حرکت اکسیژن؛
• شار و پودر برای جوشکاری.

سیم ها، صفحات و میله های قابل ذوب

این نوع الکترود برای جوشکاری در گازهای محافظ، قوس مستغرق، الکتروسرباره استفاده می شود. مفتول فولادی به عنوان ماده جوشکاری به دو دسته پرآلیاژ، کم کربن و آلیاژی تقسیم می شود. در مجموع 77 نوع محصول مشابه بر اساس دسته بندی تعیین می شود. با انتخاب گریدهای مورد نیاز، ترکیب شیمیایی درز را تغییر دهید. به طور معمول، یک ترکیب سیم مشابه فلزی که در حال جوشکاری است استفاده می شود. ویژگی مواد جوشکاری باید مطابق با GOST باشد و روی بسته بندی نشان داده شده است.

فولادهای آلیاژی و کم کربن برای تولید سیم به دو دسته مسی و غیر مسی تقسیم می شوند. برای جوشکاری دستی از سیم به قطعاتی با طول 360 تا 400 میلی متر خرد شده استفاده می شود. به مصرف کننده عرضه می شودکلاف هایی با وزن 20 تا 85 کیلوگرم. همه کویل ها مجهز به برچسب هایی هستند که سازنده و پارامترهای فنی سیم را نشان می دهد.

صفحاتبرای جوشکاری الکتروسرباره استفاده می شود. جوشکاری دستی قوس الکتریکی با استفاده از یک میله الکترود فلزی با روکش مخصوص به نام الکترود انجام می شود. الکترودها بسته به ضخامت و ترکیب لایه رسوب شده و کیفیت کار تقسیم می شوند. با توجه به ضخامت، یک پوشش به خصوص ضخیم، متوسط و نازک متمایز می شود. سه گروه در GOST برای تقسیم الکترودها بسته به دقت ساخت و محتوای گوگرد و فسفر در ترکیب پوشش استفاده می کنند. نوع مواد جوشکاری پوشش داده شده با اجزای تثبیت کننده، اتصال، اکسید زدایی و آلیاژی با حروف نشان داده می شود:

• پوشش اسیدی - A;
• کلاسیک پایه - B;
• پوشش سلولزی – C;
• مواد مخلوط در لایه سطحی - P.

میله ها و الکترودهای جوش غیر مصرفی برای جوشکاری ماشینی

برای اتصال سطوح در گازهای محافظ از مواد جوشکاری مخصوص استفاده می شود. تعریف چنین جوشکاری به عنوان فرآیندی با استفاده از قوس الکتریکی بین الکترود و سطح به عنوان منبع گرما ارائه شده است. الکترودهای تنگستن گرد با قطر 5-10 میلی متر جریان الکتریکی را به ناحیه قوس می دهند. تنگستن خالص به عنوان ماده استفاده می شود یا افزودنی هایی از اکسیدهای لانتانیم، ایتریم، دی اکسید سدیم اضافه می شود. خود تنگستن را نمی‌توان با فلز ارزان‌تری جایگزین کرد، زیرا بیشترین مقدار را داردنسوز، با نقطه جوش بالا (5900 º C) و برای جوشکاری با جریان مستقیم و متناوب استفاده می شود.

استفاده از اکسیژن

اکسیژن از هوا سنگین‌تر است، در احتراق گازها و بخارات با سرعت بالا کمک می‌کند، در حالی که گرما آزاد می‌شود و نقطه ذوب بالایی می‌رسد. تعامل اکسیژن فشرده با روغن های چرب و روان کننده ها منجر به اشتعال و انفجار خود به خود می شود، بنابراین کار با سیلندرهای اکسیژن در شرایط تمیز و بدون خطر چنین آلودگی انجام می شود. ذخیره سازی مواد مصرفی جوشکاری نوع اکسیژن با رعایت استانداردهای ایمنی آتش نشانی انجام می شود.

اکسیژن برای جوشکاری فنی است که از جو به دست می آید. هوا در دستگاه جداسازی ویژه تصفیه می شود، ناخالصی های دی اکسید کربن حذف می شود و محصول نهایی خشک می شود. اکسیژن مایع برای حمل و نقل و ذخیره سازی به ظروف خاصی با عایق حرارتی افزایش یافته نیاز دارد.

استفاده از استیلن

استیلن ترکیبی از اکسیژن و هیدروژن است. این گاز قابل احتراق در دمای معمولی در حالت گازی است. گاز بی رنگ حاوی ناخالصی هایی از آمونیاک و سولفید هیدروژن است. جزء قابل اشتعال مواد خطرناک است. فشار جوش بیش از 1.5 kgf/cm2 یا حرارت دادن تسریع شده تا 400 ºC برای انفجار کافی است. گاز توسط تخلیه قوس الکتریکی تولید می شود که باعث جدا شدن اجزای مایع قابل احتراق یا تجزیه کاربید کلسیم تحت تأثیر رطوبت می شود.

جانشین گاز برای استیلن

نیازهابه مواد جوشکاری اجازه می دهد تا از بخار مایعات و سایر گازها برای عملیات استفاده شود. اگر دمای حرارت دو برابر نرخ ذوب فلز باشد از آنها استفاده می شود. برای احتراق انواع مختلف گازها، یک یا مقدار دیگری از اکسیژن وارد مشعل می شود. از مواد قابل احتراق به جای استیلن به دلیل قیمت پایین و امکان تولید گسترده استفاده می شود. آنها در طیف گسترده ای از صنایع استفاده می شوند، اما استفاده از جایگزین ها به دلیل محدودیت حرارتی نسبتا کم آنها محدود شده است.

شار سیم و جوش

سیم ناشناس با نام تجاری ناشناس برای جوشکاری استفاده نمی شود. سطح سیم پرکننده صاف، عاری از زنگ زدگی، رسوب، چربی است. با توجه به شاخص ذوب، که کمتر از این مشخصه برای فولادهای در حال جوشکاری است، انتخاب می شود. یکی از خواص کیفی مفتول، ذوب تدریجی آن بدون پاشش شدید است. به عنوان یک استثنا، اگر سیم مورد نیاز در دسترس نباشد، برای جوشکاری برنج، سرب، مس، فولاد ضد زنگ، نوارهای فلز برش خورده از همان موادی که به هم وصل شده اند استفاده می شود.

هنگام جوشکاری فلزاتی مانند آلومینیوم، منیزیم، مس، برنج، چدن، برهمکنش فعال ریخته‌گری غیرآهنی با اکسیژن اتمسفر یا شعله اکسیدکننده وجود دارد. این واکنش منجر به تشکیل اکسیدهایی با نقطه ذوب بالا می شود که یک لایه مضر ایجاد می کند و باعث می شود ماده روی سطح به مایع تبدیل شود. ماده جوشکاری به نام فلاکس، متشکل از خمیر یا پودر با ترکیب مناسب،برای محافظت از سطح توده مذاب استفاده می شود. این ماده اسید بوریک، بوراکس کلسینه شده است. برای جوشکاری فولادهای آلیاژی از شار استفاده نمی شود.

قفل آب ایمنی

دستگاه هایی برای محافظت از خط لوله لاستیکی و ژنراتور گاز در برابر برگشت آتش معکوس از مشعل، شاتر نامیده می شوند. الزامات مواد مصرفی جوشکاری مشخص می کند که آب بند آب به گونه ای طراحی شده است که توده اکسیژن یا استیلن موجود در مشعل یا سوراخ مشعل را مشتعل نکند. قفل آب الزاماً در دستگاه وجود دارد، این یک الزام ایمنی در برابر آتش است که باید رعایت شود.

کرکره در شکاف بین کاتر و مشعل قرار می گیرد، طبق دستورالعمل در شرایط خوبی قرار دارد و به صورت دوره ای تا حد لازم با آب پر می شود. این پیوست اصلی در زنجیره تجهیزات جوشکاری است.

سیلندر برای ذخیره گازهای فشرده

سیلندرها به شکل ظروف استوانه ای فولادی ساخته می شوند. دهانه مخروطی در ناحیه گردن با یک دریچه قطع کننده رزوه ای بسته می شود. اتصال دیواره های سیلندر به صورت بدون درز انجام می شود، جنس آن آلیاژی و فولاد کربنی است. رنگ آمیزی خارجی تشخیص نوع گاز قرار گرفته در داخل را ممکن می سازد. اکسیژن در ظروف آبی منتقل می شود، سیلندرهای استیلن سفید رنگ می شوند، رنگ زرد مایل به سبز نشان دهنده محتوای هیدروژن است، بقیه گازهای قابل احتراق در ظروف قرمز قرار می گیرند.

حروف پاسپورت در بالای بادکنک نوشته شده استداده های گاز لازمه نگهداری مواد مصرفی جوشکاری مستلزم این است که سیلندرها به صورت عمودی نصب شده و با گیره به دیوار محکم شوند. شیرهای سیلندرهای ذخیره اکسیژن از جنس برنج هستند، استفاده از فولاد به دلیل خوردگی مواد در محیط گاز ممنوع است. شیرهای سیلندر گاز استیلن از فولاد ساخته شده است، استفاده از مس و آلیاژ با محتوای مس بیش از 70٪ ممنوع است. استیلن با مس واکنش می دهد و مخلوط انفجاری ایجاد می کند.

کاهنده گاز

چنین ماده جوشکاری به عنوان کاهنده برای کاهش فشار گاز از سیلندر و حفظ نشانگر در سطح ثابت در طول کل عملیات، صرف نظر از کاهش فشار ماده در سیلندر، عمل می کند. کاهنده ها دو محفظه و تک محفظه تولید می کنند. اولی مولدتر عمل می کند، فشار ثابتی را حفظ می کند و در طول استفاده طولانی مدت از مخلوط های گازی یخ نمی زند. برای گازرسانی به مشعل، از شیلنگ های لاستیکی با واشرهای فابریک استفاده می شود که با توجه به مدارک خاصی که وجود دارد، آزمایش اولیه برای استحکام و تحمل فشار انجام می شود. شیلنگ به طور جداگانه برای اکسیژن و استیلن استفاده می شود. برای تامین نفت سفید و بنزین از شیلنگ های ساخته شده از مواد مقاوم در برابر بنزین استفاده می شود.

نیازهای مواد جوشکاری

برای هر نوع جوشکاری، مواد مطابق با استانداردهای سختگیرانه استفاده می شود، جایی که الزامات پذیرش و کنترل به وضوح نشان داده شده است. کلیه دسته هایی که برای تولید مواد مصرفی جوشکاری در کارخانه استفاده می شوند دارای گواهینامه ای هستند که نشان می دهدشاخص های فنی:

• علامت تجاری سازنده؛
• نمادهای متشکل از حروف و اعداد نشان دهنده مارک و نوع؛
• تعداد کارخانه ذوب و تغییر دسته؛
• نشانگر وضعیت سطح الکترود یا سیم؛
• ترکیب شیمیایی آلیاژ، نشان دهنده درصد؛
• ویژگی های مکانیکی جوش حاصل؛
• وزن خالص.

الزامات رایج برای همه الکترودها یک قوس پایدار، یک جوش خوب است. فلز سطح به دست آمده مربوط به یک ترکیب شیمیایی از پیش تعیین شده است، ذوب میله در طول عملیات به طور یکنواخت، بدون پاشش و انتشار مواد سمی انجام می شود. سیم به تولید جوش با کیفیت بالا کمک می کند، سرباره به راحتی از سطح جوش حذف می شود و پوشش جوش بادوام است. الکترودها پارامترهای فنی را برای مدت طولانی نگه می دارند.

هر جزئیات در فرآیند جوشکاری اهمیت دارد. استفاده از مواد مرغوب در کار نقش مهمی در فرآیند اتصال پایدار و بادوام فلزات دارد.