انواع جوشكاري

اصول فرآيند جوشكاري با پرتو الكتروني

فرآيند جوشكاري با پرتو الكتروني يك فرآيند اتصال ذوبي است كه در طي آن قطعه كار توسط جرياني متراكم از الكترون هاي داراي سرعت بالا بمباران شده و كل انرژي جنبشي الكترون ها،در اثر برخورد با قطعه كار به حرارت تبديل ميشود. اين حرارت موجب ذوب لبه هاي قطعات واتصال دو قطعه پس از انجماد مي شود.
اين جوشكاري معمولا در يك محفظه خلا با استفاده از يك سيستم توليد و تمركز پرتو الكتروني انجام ميشود.

متغيرهاي فرآيند

انرژي ورودي به قطعه كار
ولتاژ شتاب دهنده
چگالي توان
جريان پرتو
فاصله بين كاتد و آند
سرعت جوشكاري
فلز پر كننده
انرژي ورودي به قطعه كار
Energy input(H.I.P)[j/in] E.I/s P/s
ولتاژ شتاب دادن پرتو
جريان پرتو
قدرت پرتو
سرعت جوشكاري
ولتاژ شتاب دهنده
با افزايش ولتاژ شتاب دهنده نفوذ جوش افزايش مي يابد.

چگالي توان

با افزايش ولتاژ وكاهش قطر پرتو ،چگالي توان افزايش مي يابد.
مقدار حرارت توليد شده در نقطه جوشكاري تابع چگالي توان است.
افزايش بيش از حد چگالي توان سبب بخار شدن فلزات مي شود.

جريان پرتو

با افزايش جريان پرتو نفوذ جوش افزايش مي يابد.
شدت جريان با توجه به ولتاژ ورودي كه با شدت پرتو ارتباط دارد تغيير مي كند.

فاصله بين آند وكاتد

توان وشدت جريان پرتو در سطح قطعه كار مي تواند با تغيير فاصله كاتد وآند تغيير يابد

سرعت جوشكاري

چنانچه سرعت جوشكاري افزايش يابد،پهناي گرده و همچنين نفوذ جوش كاهش مي يابد.
فلز پر كننده
محيط جوشكاري
جوشكاري در خلا بالا
جوشكاري در خلا متوسط
جوشكاري بدون استفاده از خلا
تجهيزات فرآيند
ولتا‍ژ بالا
ولتاژ پايين
تجهيزات افزودن سيم جوش

اجزا ماشين جوشكاري پرتو الكتروني

يك تفنگ الكتروني كه پرتو كنترل شده الكتروني توليد ميكند
يك محفظه خلا با تجهيزات و پمپ هاي مربوطه
يك دستگاه كه پرتو را در امتداد خط اتصالحركت مي دهد يا قطعه كار رازير تفنگ الكتروني جابه جا مينمايد
تجهيزات ولتاژ بالا
ستون ديد الكترون
ستون ديد الكترون شامل تفنگ الكتروني ،چشمي الكترون و سيستم ديد ميباشد. تفنگ الكتروني خود شتاب دهنده است.
الكترونها از فيلمان تنگستن حرارتي يا كاتد تابش مي يابند وبه صورت الكتروستاتيك توسط يك شبكه انحراف دهنده،به پرتو تبديل ميشود و توسط آند شتاب مي يابند.
آند و ديگر اجزاي زير آن شامل قطعه كاردر پتانسيل زمين هستند.ولتاژ كاتد تا 150000ولت قابل تغيير است.بنابراين يك ولتاژ شتاب دهنده مثبت براي الكترون ها توليد مي كند.جريان پرتو وابسته به ولتاژشتاب دهنده با كنترل خروجي ولتاژمورد نياز براي شبكه شتاب دهنده كنترل مي شود.

منبع قدرت

منبع قدرت با ولتاژ بالا در يك كابين جدا قرار دارد،اما كنترل ها در ايستگاه اپراتور قرار دارند.
ولتاژ خطي در حالت عادي 440 ولت،سه فاز و 60 سيكل است،اما ولتاژ متناوب 220 ولت نيز مي تواند استفاده گردد.

محفظه كار

جداره محفظه كار معمولا به منظور تميز بودن و حداقل بودن عبور گاز از جداره آن از فولادهاي زنگ نزن ساخته مي شود ودر قسمت هاي از آن از سرب استفاده مي شود تا از عبور پرتو ايكس جلوگيري شود.
يك پنجره با شيشه سربي در جلوي محفظه در منطقه ديد اپراتورويك لامپ فلورسنت دروني براي روشن كردن قرار داده ميشود.
ستون تفنگ الكتروني معمولا در مركز محفظه قرار مي گيرد ولي مي تواند در يك انتها قرار گيرد.در ماشين مي توان يك ميز كار قرار داد كه به صورت دستي يا اتوماتيك در جهت هاي x&y حركت نمايد.

تجهيزات ولتاژ پايين

واژه ولتاژ پايين يك واژه نسبي است و معمولا براي تجهيزاتي كه در ولتاژ كمتر از60000ولت كار مي كنند،به كار ميرود.
تفنگ الكتروني در داخل محفظه قرار داده ميشود و مي تواند در طول محورها حركت كند وديواره فولادي محفظه براي ممانعت از تابش پرتوكافي است.

تجهيزات افزودن سيم جوش

تجهيزات اضافه كردن سيم جوش يا شبيه فرايند سيستم تغذيه سيم جوش در فرايند جوشكاري قوس تنگستن ساخته مي‌شود يا اينكه به طور خاص جهت محفظه خلا طراحي مي‌گردد. قطر سيم جوش عموما كوچك و 0.02 اينچ يا كمتر است. سيستم تغذيه سيم بايد قابليت تغذيه يكنواخت سيمهاي با قطر كوچك را داشته باشد تا سيم را به طرف لبه‌ها وحوضچه مذاب كوچك هدايت نمايد.

نكات تكنيكي فرآيند جوشكاري با پرتو الكتروني

الكترون داراي بار منفي است و بر اثر برخورد به قطعه ، بار منفي به نمونه انتقال مي‌يابد. اين بار منفي در قسمتهاي مختلف دستگاه و نمونه مي‌تواند باعث اثر دافعه بر پرتو شود.براي جلوگيري از اين مشكل، نمونه و دستگاهها به اتصال زمين وصل مي‌شوند.مسئله ديگر اثرات مغناطيسي است كه بايد كنترل شوند و قطعه از مغناطيس خالي شود تا موجب انحراف پرتو نگردد.

روش هاي آماده سازي در فرآيند جوشكاري با پرتو الكتروني

آماده‌سازي و سرهم كردن قطعه كار و قيد و بندهاي جوشكاري كه شامل تميزكازي و احتمالا مغناطيس‌زدايي ،پيشگرم كردن و خال جوش زدن مي‌باشد.
قرار دادن قطعه به همراه قيد و بند درون محفظه خلا
شروع تخليه محفظه و سپس متمركز شدن روي قطعه و تنظيم متغيرهاي فرايند
هم‌خط كردن راستاي اتصال با راستاي حركت پرتو و انجام فرايند
دادن فرصت كافي جهت سرد شدن قطعه و سپس وارد كردن هوا به محفظه و خارج كردن مجموع

مزاياي جوشكاري با پرتو الكتروني

1-ايجاد جوشهاي عميق‌تر و باريك‌تر نسبت به روشهاي قوسي
2-حرارت ورودي كمتر به جوش در مقايسه با روشهاي ذوبي ديگر(براي ايجاد حجم جوش ثابت)
3-نسبت عمق به عرذض بالاي جوش و عدم نياز به جوشهاي چند پاسه
4- ناحيه متاثر از حرارت جوش باريك به علت تمركز حرارتي بالاي فرايند
5-تميزي فلز جوش به دست آمده به علت استفاده از خلا در فرايند
6-امكان دست يابي به سرعت جوشكاري بالا ودر نتيجه سرعت توليد بالاتر
7-بازدهي انرژي بالا(تا حدود 95درصد)
8-پيچيدگي كم قطعه جوشكاري شده به علت تمركز حرارتي بالاي فرآيند
9-عدم نياز به عمليات حرارتي جدي قبل و بعد از فرآيند
10-.امكان اتصال قطعات وآلياژهاي حساس به حرارت
11-امكان جوشكاري فلزات دير گداز
.امكان آب بندي با كيفيت بسيار بالا در اتصالات
سهولت كنترل فرآيند به صورت رايانه اي
.امكان انجام فرآيند در طرح اتصال هاي گوناگون
عدم نياز به سيم جوش(در اغلب موارد)و عدم نياز به برطرف كردن سرباره واضافه هاي جوش
امكان جوشكاري قطعات بسيار ظريف مورد استفاده در صنايع الكترونيك و تجهيزات پزشكي وآزمايشگاهي
محدوديت هاي جوشكاري با پرتو الكتروني

قرار دادن قطعه در خلا

در اثر برخورد پرتو الكتروني با سطح فلز پرتو ايكس توليد مي شود و لذا نياز به حفاظت در برابر اين پرتو وجود دارد.
به علت آنكه پرتو الكتروني شامل اجزاي با بار منفي ميباشد،وجود ميدان هاي الكتريكي و مغناطيسي سر گردان باعث انحراف پرتو از مسير اصلي طراحي شده مي شود.

عدم پايداري طولاني مدت پرتو

تعمير عيوب ايجاد شده در عمق قطعه در اتصال قطعات ضخيم مشكل است.
قيمت بالاي تجهيزات وكاربرد محدودتر نسبت به روش هاي قوسي
محدوديت هاي جوشكاري با پرتو الكتروني
7.نياز به تميز كاري قطعات به شكلي بسيار خوب براي آنكه از شكل گيري عيوبي مثل تخلخل در جوش جلوگيري شود.
8.تركيدگي فلز جوش
9.وجود درز جوش و گرده جوش بسيار نازك در اين فرآيند موجب حساسيت زياد در برابر عيب ذوب ناقص مي شود كه ناشي از خطا در دنبال كردن صحيح درز اتصال توسط پرتو است.
10.چقرمگي كم در اغلب فولادها
11.نبود آزمون هاي غير مخرب تدوين شده
12.حفره انتهاي محل جوش
13.حساسيت شديد فرآيند به تغييرات جزيي متغيير هاي فرآيند
كاربرد هاي فرآيند جوشكاري با پرتو الكتروني

مهمترين فلزات وآلياژهايي كه با اين روش جوشكاري مي شوند عبارتند از:

برليم
تيتانيم
زير كونيم
موليبدن

مهمترين صنايعي كه از اين فرآيند استفاده ميكنند عبارتند از:

صنايع هوا فضا
صنايع هسته اي
صنايع الكترونيك و پزشكي
صنايع خودرو سازي
جوشکاری پلاسما
به تناسب کاربرد دستی واتوماتیک، پلاسماپیشنهادات سودمند زیادی در،تولید درمقیاس کوچک ودقت جوش، حجم زیاد فلز و درمجموع تجهیزات دارد. از سال 1964 که مقدمه ای برای صنعت جوشکاری بود، جوشکاری پلاسما براساس مزایای اصلی، کنترل ودقت باتولید جوشهایی با کیفیت بالا با استفاده از الکترودهای بادوام در کارهایی با حجم زیاد توسعه یافت. اکنون از پلاسما برای جوشکاری هر چیزی استفاده می شود : ازوسایل جراحی وآشپزخانه ازطریق صنایع غذایی گرفته تا تعمیر پره های موتور جت. درواقع پلاسما گازی است که در دمای خیلی زیاد، گرم و یونیزه شده بطوریکه هادی جریان الکتریکی می شود . فرایند جوشکاری قوسی پلاسما شبیه GTAW (جوشکاری باالکترود تنگستنی به همراه گازمحافظ ) است که ازپلاسما برای انتقال جریان الکتریکی لازم برای ایجاد قوس به قطعه کار استفاده می شود . قطعه کار براثر گرمای شدید قوس ،گداخته و ذوب می شود. انواع فلزاتی که می توانند توسط پلاسما جوش داده شوند عبارتند از : فولاد ضدزنگ فلزات دیرگداز ودیگرفولاها: تیتانیم، تانتالیم ،مس، برنج ،طلا، نقره، الیاژی از آهن ونیکل وکبالت (kovar )و Inconel, وzircallقوس جوشکاری TIG / GTAW ( چپ) و پلاسما ( راست )در مشعل جوشکاری پلاسما الکترود تنگستنی دریک نازل مسی که در نوک آن دریچه ی کوچکی وجود دارد قرار می گیرد . شعله قوس ابتدا میان مشعل الکترود و نوک نازل بوجود می آید وسپس قوس ایجاد شده به قطعه کار منتقل می شود. گاز پلاسما و قوس دریک مسیر با یک منفذ محدود شده باهم برخورد می کنند و مشعل یک گرمای فشرده ومتمرکز با دمای بالا به قسمت کوچکی اعمال می کند . با این فرایند تجهیزات جوش پلاسما کارایی بالایی دارد که قادر است جوشهایی باکیفیت خیلی خوبی تولید کند . در جوشکاری موادی که درزمانی که گرم می شوند تمایل به خروج گاز دارند، الکترودهایی که محافظت می شوند کمتر در معرض آلودگی و فساد قرار می گیرند . این امر باعث طولانی تر شدن عمر الکترود و افزایش زمان نگهداری الکترود می گردد. (معمولاً 1/8 ساعت ) گاز پلاسما معمولا از گاز آرگون است و مشعل نیز از گاز دومی ( آرگون، آرگون/ هیدروژن ویا هلیم ) برای کمک در محافظت حوضچه جوش استفاده می کند تا اکسیداسیون را کاهش دهد . سوراخ نازل با در نظر گرفتن اندازه مهره جوش انتخاب می شود تا قطر و ضخامت قوس بر اساس آن کنترل شود . تجهیزات اضافی لازم برای جوشکاری پلاسما شامل : 1- منبع قدرت 2 – consol پلاسما ( درونی یا بیرونی) 3- دستگاه گردش آب ( درونی یا بیرونی) -4 مجموعه مشعل فرعی جوش پلاسما ( نوک ها، سرامیک ها، گیره ودستگاه اندازه گیری نصب الکترود ) شروع و انتقال قوس پلاسما آرام و پیوسته ویکنواخت است که این امر در جوش صفحات نازک وسیم های باریک و اجزای کوچک مناسب است . شکل وطول قوس وتوزیع حرارت پلاسما، فاصله بحرانی گریز جوش را نسبت به حالت GTAW کمتر می کند . تقریباً در تمام کاربردها به کنترل اتوماتیک ولتاژ ( AVC ) نیازی نیست . پایداری بالای قوس در طی جوشکاری از وزش و انحراف قوس می کاهد واپراتور را قادر می سازد از وسایل شروع کننده قوس در نزدیکی ومجاورت محل اتصال جوش برای نفوذ بهتر حرارت استفاده نماید . چگالی انرژی قوس در پلاسما در حدود 3 برابر انرژی قوس GTAW است که از شکستگی و تغییر شکل جوش واز H .A .Z) ) می کاهد که این امر باعث ریزدانه شدن جوش وافزایش سرعت جوشکاری می شود. (این جوش در کمتراز 0.005 ثانیه کامل می شود) جریان اولیه کمتر از 1 آمپر می تواند دقت جوشکاری اجزای کوچک وکنترل بهتر جوش را در جوشکاری لبه ای شیب دار را در بر داشته باشد . در هنگام شروع قوس منبع قدرت پلاسما، کمترین صدا را تولید می کند و پلاسما می تواند از تجهیزات کنترل عددی (NC ) بدون دخالت الکتریکی استفاده کند .این امر همچنین در درز گیری با جوش اجزای الکترونیکی بر خلاف فرایند GTAW که با دخالت الکتریکی ممکن است آسیب هایی به اجزای حساس الکترونیکی درونی وارد کند، استفاده می شود . منبع پلاسما دامنه وسیعی از فرکانس برای کاربردهای پالسی در اختیار ما قرار می دهد که گاهی اوقات این فرکانسها به بالاتر از 10 Khz می رسد. جوشکاری پلاسما کاربردهای فراوان و گوناگونی دارد. بطور کلی برش و تعمیر قالب ها در صنعت با استفاده از پلاسما در حال رشد است . منبع قدرت میکروقوس این توانایی را دارد که قوسی با جریان پایین ایجاد کند و راهی موثر برای تعمیر و شکافهای کم و جزیی و گودی های ناشی از استفاده نادرست و فرسودگی و تعمیر اصولی و عملیات حرارتی داشته باشد. برای جوش لبه های بیرونی فرایند پلاسما به استفاده از طول قوسی بلندتر و پایدار که به مهارت زیادی در کنترل حوضچه ندارد نیاز توصیه می کند. در مواجه با گوشه های درونی شکاف ها، الکترود تنگستنی GTAW/TIG می تواند انجام فرایند جوش را بهتر کند. در جوشکاری تسمه ها توسط پلاسما انتقال قوس به قطعه کار با کار کردن بر روی لبه های اتصال بطور پیوسته صورت می گیرد . در کاربرد های اتوماتیک در جوشهای طویل و بلند نیازی به کنترل فاصله نیست و این فرآیند نیازکمتری به تعمیر اجزای مشعل دارد . تیوب و لوله از نورد تیوب و بوسیله رولهای فرم دهنده مواد و جوشکاری لبه ای در محل جوش تولید می شوند . کارایی و بازده نورد تیوب به سرعت جوشکاری و مجموع زمان های صرف شده در جوشکاری بستگی دارد. جوشکاری پلاسما ویژگی های مهم و سودمندی دارد برای مثال : افزایش سرعت جوشکاری تیوب ، جوشهایی با کیفیت مناسب بخاطر پایداری و ثبات قوس و افزایش عمر نوک الکترود را می توان نام برد.

لیست تجهیزات مورد نیاز :

1- منبع قدرت 2- plasma consol (گاهی بصورت درونی یا بیرونی) -3 دستگاه گردش آب (بصورت درونی یا بیرونی ) -4مشعل جوشکاری پلاسما -5مجموعه لوازم فرعی مشعل ( نوک ها، سرامیک ها، گیره، دستگاه اندازه نصب الکترود)
ویژگی ها ، مزایا ، کاربردها : ویژگی ها:
-1 حفاظت الکترود که زمان استفاده از آن را طولانی تر می کند. -2 قابلیت جوشکاری با آمپراژ پایین ( پایین تر از (0.05 A -3 پایداری و یکنواختی قوس وشروع آرام آن جوشهای مستحکمی تولید می کند. -4 پایداری قوس در هنگام شروع و آمپراژ پایین جوشکاری -5 حداقل صدای منتشره ، صدای زیاد فقط در هنگام شعله اولیه قوس ونه در تمام جوشها -6 امکان بالا بردن سرعت جوشکاری و اینکه چگالی انرژی قوس به 3 برابر چگالی انرژی فرایند GTAW می رسد. -7 زمان جوشکاری به کمتر از 0.005 ثانیه می رسد . -8 چگالی انرژی از H .A .Z می کاهد و کیفیت جوش را افزایش می دهد. -9 طول قوس ، شکل و حتی توزیع حرارت آن از ویژگی های مهم آن است. -10 قطر وضخامت قوس از طریق سوراخ نازل انتخاب می شود.
مزایا : دلایل زیادی برای استفاده از جوشکاری پلاسما وجود دارد . اما می توان تمام آن را در سه قسمت اصلی خلاصه کرد : -1 دقت : معمولاً دقت جوش پلاسما نسبت به جوشهای معمولی TIG بیشتر است . ( بخاطر داشته باشید که افزایش منبع قدرت می تواند قوسی متفاوت با قوس TIG بوجود آورد). پلاسما مزایای زیر را نسبت به جوشهای TIG متداول ارائه میدهد : ← پایداری وتمرکز قوس ← دامنه وسیع تغییر طول قوس ( TIG ± 5% ، plasma ± 15% ) -2 جوشکاری قطعات کوچک : ← قابلیت استفاده از آمپراژ پایین ( در بسیاری از منابع قدرت شدت جریان تا 0.1 A پایین آورده می شود . ← پایداری قوس در شدت جریان های پایین ← انتقال آرام وآهسته ( شروع قوس ) بدون ایجاد صدای زیاد ← امکان کاهش زمان جوشکاری (برای خال جوشها ، تیوب ها ،guid wire وغیره .) -3 تولید بالای جوشکاری : ←در این فرایند از الکترود های با دوام می توان مدت زمان بیشتری نسبت به TIG وقبل از اینکه فاسد شوند از آنها استفاده کرد . درکل فرایند جوشکاری تمام مزایای منحصر بفرد پلاسما قابل مشاهده است .
کاربرد ها : -1 جوشکاری قطعات کوچک : در فرایند پلاسما ، قوس می تواند آهسته و آرام و در عین حال ثابت وپیوسته در نوک سیم ها یا دیگر اجزای کوچک شروع شود و دوره زمانی دوباره کاری جوش را بسیار کوتاه کند . این خصوصیت در زمان جوشکاری اجزایی مانند : سوزنها ، سیم ها ، فیلامان های لامپها ، ترموکوپلها ، میله و ستون ها وحتی ابزارهای جراحی سودمند است . -2 اتصال محکم قطعات : ابزارهای طبی و الکترونیکی اغلب بطور محکمی از طریق جوشکاری متصل می شوند . فرایند پلاسما این توانایی را دارد که : ←Heat in put را کاهش می دهد . ← قطعات حساس وظریف ونزدیک بهم را جوش دهد . ←قوس را بدون ایجاد صدای الکتریکی ایجاد کند ( صدای زیاد میتواند باعث آسیب های درونی الکتریکی شود) پلاسما در سنسورهای فشاری و الکتریکی ، اجزای الکترونیکی ، موتورها، باتریها، تیوب های کوچک در اتصالات / لبه دار کردن ، سوپاپها ،تجهیزات لبنیاتی ، میکروسوئیچ ها و غیره کاربرد دارد . -3 ابزار برش و تعمیر قالب ها : در حالی که صنعت تعمیر در تلاش است که به شرکتهایی که می خواهند از اجزایی که دارای شکافها ی باریک و فرورفتگی های ناشی ازاستفاده نادرست و فرسودگی ، دوباره استفاده کند کمک نماید ، منبع قدرت میکروقوس جدید این توانایی را دارد که قوسی آرام با جریان پایین ایجاد کند وراهی موثر برای تعمیرات اصولی وعملیات حرارتی داشته باشد . از فرایند میکروTIG و هم از میکرو پلاسما بعنوان ابزارهای برشی و تعمیر قالب ها استفاده می شود . برای لبه های بیرونی، قوس در فرایند پلاسما پایداری بیشتری دارد و مستلزم داشتن مهارت زیادی در کنترل حوضچه مذاب نیست . در هنگام مواجه شدن با گوشه های درونی و شکافها ، الکترود تنگستنی فرایند GTAW / TIG می تواند دسترسی به آنها را راحت تر کند . -4جوشکاری تسمه های فلزی : فرایند پلاسما این امکان را فراهم می کند که انتقال قوس بین قطعه کار و با کار کردن در لبه های اتصال جوش ثابت و پایدار باشد. در کاربرد های اتوماتیک ، کنترل طول قوس در جوشهای بلند ضروری نیست و نیاز کمتری به تعمیر و نگهداری اجزای مشعل دارد. این فرایند مخصوصاً در کارهایی با حجم بالا و در جایی که مواد گازهایی به هوا منتشر می کنند ودارای سطوح آلوده هستند مناسب است . -5جوشکاری نورد تیوب : تیوبها و لوله ها از نورد تیوب وبا گرفتن تسمه های پیوسته و نزدیک کردن لبه های آن تا در محل جوش به هم برخورد کنند تولید می شوند . در این نقطه فرایند جوشکاری ذوبی و گداختن لبه های تیوب انجام می شود . بازده و کارایی نورد تیوب به سرعت و مجموع زمانهای صرف شده در جوشکاری بستگی دارد . در زمان ساخت نوردها همیشه میزان خاصی از آهن قراضه تولید می شود . بنابراین از مهمترین موضوعات برای کاربران نورد تیوب اینها هستند : ←حداکثر سرعت قابل حصول در جوشکاری نورد تیوب ←کیفیت واستحکام مناسب جوش بخاطر پایداری قوس ←حداکثر زمان عمر نوک الکترود جوشکاری تعدادی از نوردهای تیوب در جوشکاری پلاسما به منظور بدست آوردن توأماً افزایش سرعت جوشکاری و بهتر کردن نفوذ جوش و افزایش عمر الکترود بکار گرفته می شوند .

جوشکاری پلاسما چیست ؟

جوشکاری قوسی پلاسما ( PAW ) نوع پیشرفته ای از فرایند جوشکاری با الکترود تنگستنی با گاز محافظ ( TIG) است . جوشکاری TIG یک قوسی با سوختن آزاد که ناپایدار است و منجر به انحراف در جریانهای پایین می گردد. با افزایش جریان ، قدرت و قطر قوس نیز افزایش می یابد. این امر منجر به کاهش تمرکز قدرت در قطعه کار می گردد که باعث بزرگتر شدن درز و افزایش H.A.Z می شود . برخلاف مشعل های جوش TIG در فرایند PAW از نازل های باریک ودو گاز مجزا استفاده می شود که این امر باعث می شود شکل قوس بصورت یک ستون باریک در می آید و تمرکزبالای قوس را را ناشی می شود. ستون پلاسما اکنون در طول الکترود پایدار شده است و نسبت به قوس TIG متراکم تر است . دمای باریکه قوس پلاسما بین 10000-24000 K است درحالیکه دمای قوس TIG بین 8000-18000 K است.
توانایی عملی ماشینهای جوش پلاسما با تراکم قوسی 400 PW و 200 PW : وضعیت قوس در جوشکاری پلاسما -1جوشکاری دستی پلاسما معمولاً با جوشکاری که بدون نوع ذوبی جوش key hole باشد سازگار شده است -2 تقاضاهایی مثل ساخت جوشهایی از نوع key hole و یا پاسهای پر کننده نیازمند جوشکاری پلاسمای مکانیزه می باشد . -3 پودرهای surfacing (PTA ) برای پوشاندن سطح کار و مقاومت در برابر خورندگی استفاده می شود . در کارهای وسیع و متنوع از کبالت ، نیکل،کاربید تنگستن، آلیاژهای سخت و آلیاژهای آهن بصورت پودر استفاده می شود
آماده سازی محل اتصال برای فرایندهای مختلف جوشکاری:
سرعت جوشکاری :(cm/min) نمونه ای ازفولاد کربنی (5 mm ) سنگ زنی +سرباره زدایی 2+پاس با سرعت (15-20 cm/min ) +آماده سازی MMAW:
2 پاس با سرعت 10cm/min + آماده سازی : TIG دستی 1 پاس با سرعت 40 cm/min : پلاسما (سوراخ کلیدی) پلاسما cm/min ضخامت50
3) 35-40
4 ) 25-30
6 ) 15-20
مقدار تقریبی Heat in put در فرایند های مختلف جوشکاری :
بیشترین ضخامت صفحاتی را که بااستفاده از فرایندپلاسما در یک پاس و بدون آماده سازی می توان جوشداد :فولاد کربنی و ضد زنگ وآستنیتی بیشتر از 8mm تیتانیم بیشتر از 10mm هزینه جوشکاری با TIG / Plasma جوشکاری پلاسما (پایین دستی یا عمودی – افقی )در ضخامت هایی بین 2.5 – 10 mm در جهت بهبود جوش مزایای زیر را دارد : ←کاهش زمان آماده سازی (جوشکاری بدون آماده سازی ، لب به لب گونیایی بدون شکاف ) ←کاهش زمان جوشکاری ( تک پاس ) ←کاهش پرداخت کاری و زمان تمییز کردن ←حذف مرحله دوباره کاری بخاطر نداشتن عیب کاربرد در صنایع : در صنایع هوایی و هوا فضا ، در صنایع غذایی و شیمیایی ، در ساختمان ماشین ها ، اتومبیل ، راه آهن در ساختن کشتی ها، تانک و تجهیزات ساختمانی و خطوط لوله و...
خصوصیات آرگون وهلیم:( Characteristics of Argon and helium)
عمده ترین فاکتور تاثیرگذار روی کارایی گاز محافظ چگالی (دانسیته )گاز است. آرگون تقریبا3/1 برابر از هواو10 برابر از هلیم سنگین تراست .آرگون ،پس ازاینکه ازنازل تورچ خارج شد، پوششی روی منطقه جوشکاری ایجاد می کند، درحالی که هلیم،به این خاطر که ازآرگون سبک تراست ،تمایل به افزایش منطقه محافظت نازل دارد.تجریه اکیدانشان می دهد که برای ایجاد اثرات حفاظتی معادل،جریان هلیم باید 2تا3 برابر جریان آرگون باشد. این رابطه درترکیبات آرگون – هلیم که میزان هلیم بیشراز میزان آرگون است نیزصادق است.خصوصیات مهم این گازها رابطه ولتاژ – جریان قوس تنگستن درهلیم وآرگون می باشد.درهمه سطوح جریان،برای قوس های معادل ،ولتاژ قوس حاصله ازهلیم،به میزان قابل توجهی بیشتراز آرگون است .ازآنجا که گرمای قوس تقریباتوسط میزلن جریان وولتاژ تولیدی (نیروی قوس ) اندازه گیری می شود،هلیم گرمانی بیشتری نسبت به آرگون ایجاد می کند.مزیت این گرما،آنجایی مورد توجه قرارمی گیرد که موادضخیم جوشکاری می شود وفلزات دارای رسانای گرمایی بالا یادرجه ذوب نسبتابالاهستند،لیکن باید اشاره شود درجریان های ضعیف تر،منحنی های ولت – آمپر ازمیان ولتاژ مینیم درسطح جریانی حدود 90 آمپر،بعدازآنکه باکاهش جریان،ولتاژ افزایش پیدامی کند ،عبور می نمایند.درهلیم،این افزایش ولتاژ دررنج 50 تا 150 آمپرهنگامیکه بیشترعملیات جوشکاری موادنازک انجام شده است ،صورت می پذیرد.ازآنجاکه افزایش ولتاژ درآرگون ،زیرجریان 50 آمپر صورت می گیرد،بااستفاده از آرگون دررنج جریان 50 تا150 آمپر،اپراتور هنگام جوشکاری کنترل بیشتری روی طول قوس دارد.واضح است که هنگام کارباآرگون ،برای ایجاد ولتاژ مساوی ،باید ازجریان بسیاربالاتری نسبت به هلیم استفاده شود .ازآنجا که درجریان های مساوی سوختگی کناره جوش درهردونوع گازروی می دهد،لذا هلیم درسرعت های بالاتر،باعث ایجاد جوشهایی بهترمی شود .دیگر شاخه تاثیرگذر،پایداری قوس است.هردوگاز باجریان مستقیم قوس پایدار ایجادمی کنند.هنگام کار باجریان متناوب که درجوشکاری آلومینیوم ومنیزیم کاربرد وسیعی دارد،آرگون باعث ایجاد قوس پایدارتر وعملیات تمیزکنندگی بهتری می شود که دراین مورد برتری آرگون نسبت به هلیم کاملا مشهوراست.
منابع:
1- http://www.iran-eng.com
2- http://www.iranwelding.blogfa.com
3- كتاب تكنولو‍ژي جوشكاري ، مولف دكتر كوكبي ، انتشارات دانشگاه صنعتي شريف
/الف