مشخصات این فایل
عنوان: فرآیندهای جوشکاری مقاومتی
فرمت فایل: word( قابل ویرایش)
تعداد صفحات: 50
این مقاله درمورد فرآیندهای جوشکاری مقاومتی می باشد.
خلاصه آنچه در مقاله فرآیندهای جوشکاری مقاومتی می خوانید :
- جوشکاری جرقه ای :
یک نوع فرآیند جوشکاری مقاومتی است که در آن یک اتصال سر به سر از طریق جرقه زدن و اعمال فشار ایجاد می شود. دو عامل ذوب شدن و فورج در این فرآیند بسیار حائز اهمیت هستند. این فرآیند قادر است اتصالی با استحکام برابر با فلزات پایه ایجاد نماید. شکل (1-14) فرآیند جوشکاری جرقه ای را بصورت شماتیک نمایش می دهد.
شکل 1-14: نحوه قرارگیری قطعات در جوشکاری جرقه ای (شکل سمت راست)
دو قطعه ای که باید به هم متصل شوند، توسط گیره ای هادی (مسی و گاه با سیستم سرد کننده) در مقابل هم نگه داشته می شوند. این گیره ها در حقیقت همان الکترودهای فرآیند هستند. سپس در قطعه آنقدر به هم نزدیک می شوند تا بین آنها جرقه ای ایجاد شود. پس از چند لحظه که مذاب بر سطح قطعات ایجاد شد، گیره ها با فشارمعینی به هم فشرده می شوند که نتیجه این عمل، در هم فرو رفتن قطعات است، در این لحظه جریان الکتریکی قطع و بدین ترتیب عمل اتصال انجام می گیرد.
جوشکاری جرقه ای برای اتصال قطعات فلزی که سطح مقطع مشابه ای دارند (چه از لحاظ شکل و چه از لحاظ اندازه) مناسب است. این فرآیند برای اتصال مواد هم جنس فولادی، آلومینیمی، برنجی و مسی مناسب است. در برخی موارد می توان موارد غیرمشابه را نیز با این روش به هم متصل ساخت. موادی با سطح مقطع 1/0 تا 20 اینچ مربع را می توان از این طریق جوشکاری کرد. کیفیت جوش حاصل در این روش به عوامل مختلفی وابسته است که مهمترین
1) تلرانس قطعات قبل از جوشکاری 2) دقت ماشین آلات و فیکسچرهای جوشکاری
3) دقت در انتخاب نیروهای مناسب 4) تراشکاری و دقت ابعادی مناسب الکترودهای مورد استفاده 5) تعادل (بالانس) حرارتی مناسب : برای مواقعی که سطح مقطع دو قطعه یا هدایت حرارتی و یا دمای ذوب آنها متفاوت باشد، بسیار حائز اهمیت است. ایجاد تعادل حرارتی در قطعات نیز به اتخاذ تدابیری خاص دارد که مهمترین آنها عبارتند از: ایجاد پخ های غیرمساوی در قطعات، استفاده از پل های مسی و استفاده از فواصل غیرمساوی قطعات هنگام قرار دادن بر روی دستگاه جوش. هدف نهایی از ایجاد تعادل حرارتی این است که نوک هر وسیله یاقطعه تقریباً بطور مساوی ذوب شود تا عمل اتصال کاملتر انجام گیرد. 6) مقدار فشار.
در شکل (1-15) دو میله توپر که از طریق جوشکاری جرقه ای به هم متصل شده اند نمایش داده شده است. در این شکل دو میله قبل از جوشکاری، بعد از جوشکاری، بعد از ماشینکاری و حذف مواد جرقه و بعد از حذف مواد محل اتصال نمایش داده شده است.
شکل 1-15: جوشکاری جرقه ای دو میله به هم، از بالا به پایین قبل از جوشکاری، بعد از جوشکاری، بعد از حذف مواد جرقه و بعد از حذف مواد محل اتصال
جوشکاری جرقه ای نسبت به فرآیند جوشکاری سر به سر ، کاربرد بسیار وسیعتری دارد. در این فرآیند امکان اتصال انتها به انتهای ورقها و سایر مقاطع کشیده شده نیز وجود دارد. این فرآیند مزایای زیرا را نسبت به روش جوشکاری سر به سر داراست:
1) استحکام جوش بالاتر 2) عموماً نیازی به آماده سازی خاصی برای سطوح قبل از جوش نیست. 3) نرخ تولید بالا 4) مواد زائد محل اتصال خیلی کم است. 5) تمرکز حرارتی بالاتر 6) امکان اتصال فلزات غیر هم جنس وجود دارد. زیرا امکان برقرار نمودن جرقه تا زمانی که دو فلز به دمای ذوب شدن برسد وجود دارد. در حین حال جوشکری سر به سر نیز مزایایی نسبت به این روش دارد که در قسمت بعد به آنها اشاره خواهد شد.
1-7- جوشکاری سر به سر:
جوشکاری سر به سر (uw) یک نوع فرآیند جوشکاری مقاومتی است که از حرارت و تغییر شکل برای تشکیل جوش استفاده می کند. حرارت ایجاد شده حاصل از مقاومت در برابر فلوی جریان الکتریکی در فصل مشترک سطوحی است که درون هم فرو رفته و قرار است به هم جوش شوند. به عبارت دیگر در این روش ابتدا نیروی جوشکاری به سطوح اعمال می شود تا در اثر ان تغییر فرم داده و مقداری در هم فرو بروند، سپس جریان الکتریکی بین دو قطعه برقرار می شود؛ که باعث ایجاد یک اتصال در حالت جامد می شود (به عبارت دیگر عموماً در محل اتصال ذوبی تشکیل نمی شود). اگر ذوبی در منطقه اتصال بوجود بیاید به علت نیروی اعمالی به بیرون پرتاب می شود. دامنه وسیعی از اشکال و مواد مختلف را می توان با استفاده از این فرآیند جوشکاری نمود که برخی از آنها در شکل (1-16) نمایش داده شده اند. در این روش می توان از جریانهای تک پالس یا پیوسته برای جوشکاری استفاده نمود. مزایای این فرآیند عبارتند از:
- سرعت: این فرآیند معمولاً کمتر از یک ثانیه طول می کشد.
- سادگی کنترل: فرآیند فقط سه متغیر عمده دارد (جریان، نیرو و زمان)
- عیوب کمتر: عیوب جوشکاری ذوبی مانند تخلخل، ذوب ناقص، پاشش و ترک خوردگی در این روش مشاهده نمی شود.
- خواص جوش مناسب: خواص متالورژیکی منطقه جوش و منطقه متاثر از حرارت، در این روش مناسب تر از فرآیند های ذوب است. به عنوان مثال استحکام منطقه جوش مانند روشهای ذوبی کاهش نمی یابد. (به مقادیر آنیل شده نمی رسد)
شکل 1-16: محصولات و اشکال متصل شده در جوشکاری سر به سر
- سادگی تجهیزات: تجهیزت این روش پیچیدگی خاصی نداشته و نیازمند هزینه های نگهداری بالایی نیست.
- برخی از مشکلات مربوط به حضور عناصر آلیاژی در منطقه جوش که در فرآیندهای ذوبی وجود دارد در اینجا مشاهده نمی شود.
- امکان انتقال موادی که از نظر جوشکاری مشکلاتی دارند. آلیاژهایی که به طور معمول غیرقابل جوشکاری هستند را می توان با این فرآیند جوشکاری کرد. مثلا انواع مختلفی از فولادهای زنگ نزن A-286، سوپر آلیاژها (شامل نیکل TD)، مواد دیرگداز (مثل تنگستن)، تیتانیوم (گرید 2) و آلیاژهای آلومینیوم (گروه 2024) را می توان جوشکاری سر به سر کرد.
- اثرات شرایط جوشکاری (به جزء پارامترهای اصلی نیرو، جریان و فشار) عموماً خیلی محدود است.
محدودیت عمده این روش نیز آن است که یک روش آزمایش غیرمخرب مناسب برای تشخیص کیفیت اتصال اصلی موجود نمی باشد. مزایای خاص این روش نسبت به جوشکاری جرقه ای که آن را در برخی کاربردها مرجع می سازد، عبارت است از: 1- پاشش جوشکاری جرقه ای را ندارد. 2- بیرون آمدن مواد اضافه از منطقه جوش در این روش محدودتر است. 3- در جوشکاری سر به سر معمولا جوشی هموارتر و متقارن تر حاصل می شود.
دامنه وسیعی از مواد به شکل های متنوع (سیم، لوله، نوار و تیوپ) را می توان جوشکاری سر به سر نمود. این مواد شامل آلیاژهای آلومینیوم، مس، برنج، طلا، آلیاژهای نیکل، آلیاژهای مقاوم فولادهای کم کربن و پرکربن و فولادهای زنگ نزن هستند. محدوده قطر سیم ها و میله هایی که می توان جوشکاری سر به سر نمود از 005/0 تا 25/1 اینچ می باشد.
وسیعترین استفاده از این فرآیند در عملیات کشش سیم است گفته می شود که عملیات کشش سیم بصورت پیوسته بدون جوشکاری سر به سر غیر ممکن می باشد.
1-8- جوشکاری ضربتی :
یک نوع فرآیند جوش مقاومتی است که در آن از طریق تخلیه سریع الکتریکی بین اجزاء قوسی ایجاد می شود که حرارت مورد نیاز فرآیند را تامین میکند. بلافاصله پس از تخلیه الکتریکی نیز فشاری ضربتی به اجزاء اعمال می گردد تا اتصال شکل گیرد. در این فرایند از تجهیزات متنوعی برای ذخیره انرژی الکتریکی (معمولاً یکسری خازن ولتاژ بالا یا پایین)، ایجاد قوس و اعمال نیروی ضربتی (معمولاً سیستم های پنوماتیکی) استفاده می شود. نمایی از یک دستگاه جوشکاری ضربتی ولتاژ بالا در شکل (1-17) نمایش داده شده است.
شکل 1-17: شماتیکی از دستگاه جوشکاری ضربتی ولتاژ بالا
به دلیل زمان خیلی کوتاه جوشکاری منطقه HAZ این روش خیلی کوچک است (معمولاً کمتر از 01/0 اینچ). تمرکز حرارتی فوق العاده بالای این روش نیز باعث محدود شدن اکسیداسیون اجزاء شده و آن را برای استفاده در موادی که عملیات حرارتی شده اند، مناسب می سازد. این فرآیند برای اتصال سیم به سیم یا میله و سیم به قطعات مسطح نیز بکار می رود. موادی که قابلیت جوشکاری با این روش را دارند عبارتند از: مس، برنج، نیکل، نقره، فولاد، آلومینیم، مواد دیرگداز و فعال که می توانند به هم یا به فلزت دیگر جوش داده شوند. در مورد بعضی از فلزات نظیر آلومینیم و مس که مقاومت الکتریکی کمی دارند و دارای هدایت حرارتی زیادی نیز هستند؛ جوشکاری مقاومتی با روشهای معمولی مشکل است. در مورد این مواد باید جوشکاری مقاومتی با شدت جریان بالا و زمان کوتاه صورت گیرد. لذا روش جوشکاری ضربتی برای این نوع مواد بسیار مناسب است. استفاده از این روش در صنایعمختلف با سرعت زیادی در حال گسترش است. مهمترین استفاده از این روش در صنعت الکترونیک و برای اتصال هادی های اکسید کادمیوم – نقره به صفحات برنجی یا مسی است. همچنین این روش در صنعت هوافضا نیز کاربردهایی دارد.
محدودیت عمده این فرآیند در نوع اتصال آن است. در این روش اتصالات لب به لب – میله به میله، میله به سطح و با اتخاذ تمهیدات و طراحی خاص سطح به سطح میسر است. همچنین از آنجا که کنترل دقیق مسیر قوس مشکل است، مجموع مساحتی که می توان در یک زمان جوشکاری نمود نمی تواند فراتر از 5/0 اینچ مربع باشد. محدودیت دیگر فرآیند این است که قطعاتی که باید جوشکاری شوند بایستی جدا از هم باشند ضمن اینکه از نظر اقتصادی نیز فوق العاده پرهزینه می باشد.
1-9- لحیم کاری سخت و نرم مقاومتی:
لحیم کاری به فرآیندی گفته می شود که اتصال قطعات با کمک حرارت دان آنها تا درجه حرارت معین و ذوب فلز پر کننده ای که در فصل مشترک دو قطعه قرار دارد، صورت می گیرد. فلز پر کننده که بر اثر حرارت ذوب شده بر اساس خاصیت موئینگی فصل مشترک قطعات را خیس کرده و پس از انجماد باعث اتصال دو سطح به هم می شود.و در این فرآیند سطوح اتصال ذوب نمی شوند و صرفاً فلز پر کننده به نقطه ذوب می رسد. در لحیم کاری سخت فلز پر کننده دارای دمای ذوبی بالاتر از 450 درجه سانتیگراد است ولی در لحیم کاری نرم از مواد پر کننده با نقطه ذوبی کمتر از 450 درجه سانتیگراد استفاده می شود. در هر حال در لحیم کاری فلز پر کننده باید دمای ذوبی کمتر از فلزات پایه داشته باشد.
لحیم کاری سخت مقاومتی (RB) یک فرآیند اتصال مقاومتی است که در آن قطعه کار بصورت موضعی حرارت داده شده و فلز پر کننده ای که بین آن قرار دارد از طریق حرارت تولید شده ناشی از مقاومت در برابر فلوی جریان الکتریکی ذوب می شود. اصول فرآیند و تجهیزات مورد استفاده شبیه به فرآیند جوشکاری مقاومتی می باشد. با این تفاوت که در این فرآیند قطعه کار ذوب نمی شوند. بلکه ذوب شدن فلز پر کننده و انجماد مجدد آن باعث ایجاد اتصال می شود.
در شکل (1-18) شمائی از فرآیند لحیم کاری سخت مقاومتی نشان داده شده است.
شکل 1-18: لحیم کاری سخت مقاومتی: a) برای قطعات کوچک یا قسمتهای کوچکی از قطعات بزرگ . b) برای قطعات مسطح بزرگ به خصوص برای فلزاتی با هدایت الکتریکی بالا
در شکل (a) (1-18) الکترودهای مورد استفاده از نوع الکترودهای جوشکاری مقاومتی است که با آب خنک می شود.
بخشی از فهرست مطالب مقاله فرآیندهای جوشکاری مقاومتی
چکیده 01
تاریخچه جوشکاری 03
جوشکاری مقاومتی 11
جوشکاری مقاومتی نقطه ای 12
جوشکاری مقاومتی نواری 23
جوشکاری زائده ای 28
جوشکاری فرکانس بالا 32
1-6- جوشکاری جرقه ای 35
1-7- جوشکاری سر به سر 39
1-8- جوشکاری ضربتی 43
1-9- لحیم کاری سخت و نرم مقاومتی
دانلود مقاله فرآیندهای جوشکاری مقاومتی
