مقدمه
اساس روش GMAW بر برقراری قوس الکتریکی میان الکترود (سیم‌جوش) مصرف شدنی و قطعه کار میباشد و قوس و حوضچه جوش توسط گاز بی اثر محافظت میگردد. این روش به دو صورت اتوماتیک و نیمه اتوماتیک قابل انجام میباشد.تمام فلزات و آلیاژهای مهم صنعتی مانند فولادهای کربنی، فولادهای کم آلیاژ، فولادهای زنگ نزن، آلیاژهای آلومینیم، مس، نیکل، در تمام وضعیتها با ازاین روش قابل جوشکاری میباشند.
تاریخچه فرایند
[ویرایش] تجهیزات و مواد
[ویرایش] منبع نیرو POWER SOURCE
جریان متناوب به ندرت در روش GMAW بکار میرود. بیشترین استفاده از جریان مستقیم با وضعیت REVERSE-POLARITY میباشد. البته گاهی اوقات که که ضرورت ایجاب کند که نفوذ کم باشد از وضعیت STRAIGHT-POLARITY استفاده میگردد. انتخاب بین ژنراتور و ترانس رکتیفایر بستگی به قابلیت دسترسی به برق دارد. اگر در زمینه دسترسی به خطوط نیرو مشگلی وجود نداشته باشد. ترانس رکتیفایر ترجیح داده می‌شود زیرا هم ارزانتر است هم تعمیر نگهداری آن آسانتر میباشد.در GMAW هم از منابع قدرت ولتاژ ثابت استفاده میگردد هم از جریان ثابت.
[ویرایش] مشعل جوشکاری welding gun
[ویرایش] سیستم تغذیه کننده WIRE-FEED SYSTEM
این سیستم تشکیل گردیده است از یک موتور الکتریکی، غلتکهای متغییر، و تجهیزات نگهدارنده و هدایت کننده سیم جوش. انواع مختلقی از سیستم‌های تغذیه کننده سیم وجود دارد، که با توجه به ضخامت الکترود و جنس آن و هم چنین شرایط کار قابل استفاده هستند. این سیستم میتواند به صورت جدا از واحد کنترل کننده سرعت باشد یا میتواند با آن یکپارجه باشد. برای بعضی از کاربردهای خاص میتوان سیستم تغذیه کننده را بر روی مشعل نیز تعبیه نمود.در هنگامی که از سیم جوش با آلیاژ نرم استفاده می‌شود، مناسب است از تغذیه کننده أی با حالت PUSH-PULL استفاده گردد. در تغزیه کننده ها با توجه به سختی سیم جوش از غلتکهایی با اشکال مختلف مانند V,U یا مســــطح استفاده میگردد.
[ویرایش] فناوری فرایند
2- اصول اجرایی در فرآیند فرآیند GMAW ، فرآیندی است قوسی، به این معنا که یک قوس الکتریکی، فلز کار و مواد پرکننده را ذوب می‌کند تا جوش نهایی ایجاد شود. در شکل 3، اجزای فرآیند GMAW نشان داده شده است. قوس (1) بین قطعه کار و سیم‌جوش (2) ایجاد می‌شود. سیم‌جوش فلزی نقش الکترود و مواد پرکننده را برعهده دارد که روی قرقره یا درام (3) قرار دارد و توسط غلتکهای متحرک (4) در مشعل تغذیه می‌شود. این غلتک‌ها از طریق یک مجرای سیم قابل انعطاف (5) سیم‌جوش را از درون مجموعه شیلنگ خاصی (6) به سمت مشعل (7) هدایت میکنند. انرژی الکتریکی قوس، توسط منبع تغذیه (8) تهیه می‌شود. جریان الکتریکی از طریق مجرای اتصال (9) در مشعل، به الکترود می‌رسد. معمولاً مجرای اتصال به قطب مثبت منبع تغذیه و قطعه کار به قطب منفی آن متصل می‌شود. با ایجاد قوس، مدار کامل می شود. گاز محافظ (10) که وظیفه اولیه آن حفاظت از الکترود (2)، و حوضچة جوش (12) در مقابل هوای اطراف است، از طریق نازل گاز محافظ (11) که مجرای اتصال را در برگرفته است، جاری می‌شود. این گاز محافظ ممکن است گاز خنثی یا فعال باشد. جوشکاری MAG/MIG نیز نام خود را از نوع گاز مصرفی اقتباس کرده است: فرآیند جوشکاری قوسی با گاز خنثی فرآیند جوشکاری قوسی با گاز فعال ] 2[ .
شکل 3 : اجزای جوشکاری GMAW ] 2 [ . 3- انتقال فلز در فرآیند GMAW نحوه انتقال فلز پرکننده مذاب به حوضچه جوش، یکی از ارکان مهم فرآیند GMAW میباشد. شکل، اندازه، جهت و همچنین شیوه انتقال قطرات به فاکتورهای متفاوتی از جمله نوع گاز محافظ، مشخصات منبع تغذیه، مقدار و نوع جریان جوشکاری، ولتاژ قوس، مواد پرکننده و قطر سیم جوش بستگی دارد. انتقال اسپری محوری، قطره‌ای ، اتصال کوتاه و پالسی حالات اصلی انتقال فلز میباشند که خصوصیات GMAW را میتوان توسط این چهار حالت به خوبی توضیح داد. فیزیک انتقال فلز به خوبی مشخص نیست اما چندین نظریه در مورد نیروهای عامل انتقال وجود دارد. در تمام احتمالات، ترکیبی از چند نیرو، عامل جدایی فلز از الکترود و به جلو بردن آن در طول میباشند که توجیه مناسبی برای چهار حالت اصلی و مکانیزم انتقال‌ها هستند ] 1 [ . 3-1- نیروهای مؤثر بر انتقال فلز مطابق شکل 4 نحوه انتقال فلزات مذاب، نتیجه تعادل نیروهایی است که بر قطرة فلز مذاب عمل میکنند.
شکل 4 : نیروهای مؤثر بر قطره مذاب در هنگام انتقال فلز ] 3 [ .
این نیروها عبارت‌اند از : 1-ویسکوزیته و کشش سطحی این دو خاصیت فیزیکی با یکدیگر ارتباط مستقیم دارند بدین صورت که با افزایش ویسکوزیته، کشش سطحی نیز افزایش پیدا می‌کند. ویسکوزیته و کشش سطحی کمتر، موجب انتقال فلز با قطرات کوچکتر می‌شود. فاکتورهای مهمی بر این دو عامل در فلزات آهنی تأثیر دارند عبارت‌اند از : دما و میزان اکسیژن که با افزایش هر یک از آنها کشش سطحی و ویسکوزیته کاهش پیدا می‌کند. این اثر در مورد الکترودهای پوشش‌دار هم دیده می‌شود. به عنوان مثال در الکترودهای نوع روتیلی که دارای پوششی با مقدار زیاد اکسیژن میباشند نسبت به الکترودهای با پوشش بازی که حاوی اکسیژن کمتری هستند، انتقال با قطرات ریزتری صورت می‌گیرد. 2-نیروی جاذبه هنگام جوشکاری نیروی جاذبه عاملی است که باعث می‌شود قطرات به سمت پائین کشیده شوند. اگر جرم قطره افزایش پیدا کند، نیروی جاذبه نیز زیاد می‌شود. زمانی که نیروی جاذبه بزرگ‌تر از نیروهایی باشد که قطره را روی الکترود نگه می‌دارند (مانند کشش سطحی و نیروی اینرسی)، انتقال قطره به صورت اتوماتیک اتفاق می‌افتد. در برخی از فرآیندهای جوشکاری، اثر نیروی جاذبه قابل توجه میباشد. این فرآیندها با انتقال فلز به صورت قطره‌ای یا با قطرات درشت از یکدیگر تشخیص داده می‌شوند (مانند فرآیند جوشکاری با گاز CO2) . 3- جت پلاسما مستقل از موقعیت قطب‌های مثبت و منفی، اندازه قوس در نزدیکی الکترود نسبت به اندازه آن در نزدیکی سطح فلز همیشه کوچکتر است که علت آن دانسیته‌های جریان متفاوت میباشد. به دلیل آنکه مساحت نوک الکترود نسبت به مساحت قطب مخالف کوچکتر است دانسیته جریان نزدیک الکترود نسبت به نزدیکی سطح قطعه کار همیشه بیشتر است. این پدیده باعث می‌شود که فشردگی میدان مغناطیسی در نزدیکی الکترود زیادتر باشد و یک گرادیان فشاری داخل قوس به وجود آید. گرادیان فشاری موجب ایجاد نیرویی محوری و دور شدن قوس از الکترود می‌شود. این اثر باعث ایجاد جریان سریعی از پلاسمای داغ می‌شود برخی از گازهایی که به مرکز قوس وارد می‌شوند به سرعت تا دماهایی در حدود k 10000 گرم شده و منبسط می‌شوند و به همین دلیل سرعت جریان پلاسما در داخل ستون بسیار زیاد (تقریباً به اندازه سرعت صوت) می‌شود. این جریان پلاسما موجب ایجاد جت پلاسما داخل قوس می‌شود که برای جداسازی قطره مفید بوده و نقش مهمی در انتقال فلز بر خلاق جهت نیروی جاذبه در جوشکاری بالای سر دارد. 4-اثر پینچ اگر جریانی از یک هادی فلزی عبور کند، میدان مغناطیسی در اطراف آن ایجاد می‌شود که شدت این میدان بستگی به دانسیته جریان دارد. (شکل 5) . در جوشکاری، الکترود نقش هادی فلزی را دارد.
شامل 61 صفحه word
دانلود تحقیق جوشکاری قوسی با گاز محافظ
