جوشكاري

فهرست:
تعريف جوش introduction of weld
تعريف جوش ايده‌آل
كاربرد گاز هليم در جوش پل ها
پل ها و انواع آن
نگهداری پل
نسل جديد دستگاههاي هاي جوش برق

منابع:

www.bashgah.com

www.mohandesan.com

تعريف جوش introduction of weld
اتصال دو فلز همجنس يا غير همجنس به يكديگر و يا به ط.ر كلي دو جسم به يكديگر را جوشكاري گويند، در واقع جوش پيوند متالورژيكي بين دو جسم است.

كاربرد تكنولوژي جوشكاري:
•در اتصالات
•بازسازي عيوب قطعات ريخته گري و يا ماشين كاري شده
•بازسازي در قطعات فرسوده مستهلك
•بهبود خواص موضعي در قطعات، مانند جوش دادن الماس بر سر تيغه (دنده)
اتصالات در صنعت عبارتند از:
•اتصالات موقت مانند پيچ و مهره
•اتصالات غير موقت مانند پرچ هاي سرد چسب ها
•اتصال دائم مانند جوشكاري و لحيم كاري
فرم ديگري از تقسيم بندي اتصالات مي توانند به صورت زير باشند:
•مكانيكي مانند ورقكاري پيچ و مهره كه يا به صورت موقت هستند يا نيمه موقت.
•شيميايي مانند انواع چسب هاي معدني و آلي كه يا نيمه موقت هستند يا دائمي.
•متالورژيكي مانند انواع پروسس هاي جوشكاري و لحيم كاري كه دائمي هستند.

تعريف جوش ايده‌آل
جوش ايده‌آل به جوشي گفته مي‌شود كه محل جوش با محل‌هاي ديگر هيچگونه خواص متفاوت از نظر متالورژيكي نداشته باشد، يعني محل اتصال از هيچكدام از روش هاي آناليز شيميايي، تست هاي مكانيكي و مطالعات ميكروسكوپي قابل تشخيص از قسمت هاي ديگر نباشد. در عمل دسترسي به اين تعريف امكان پذير نبوده ولي در روش هاي مختلف جوش تلاش مي شود كه به اين تعريف نزديك گردند.

به طور کلی هرروش جوشکاری با چهار نياز زير روبرو بوده و معمولا فرآيند های جوشکاری بر اساس اين چهارعامل رده بندی می شوند :
۱٫ انرژی به کار برده شده .
۲٫ روشی که آلودگی های سطح جوش را بر طرف کند .
۳٫ روشی که محل جوش را در حين جوشکاری از اتمسفر يا اثرات آن محافظت نمايد .
۴٫ کنترل متالورژيکی جوش .
در حال حاضر در انيستيتو كار پژوهش و تحقيق در زمينه هاي زير انجام مي گيرد.

– تحقيقات مختلف فيزيكي – شيميايي اتصالات دائمي در مواد سازه اي، انجام تحقيقات در زمينه تكنولوژي پيشرفته، تجهيزات كاربرد مواد در اتصالات.

– تحقيقات مختلف فيزيكي- شيميايي در عمليات سطحي ( رويه كاري، سخت كاري و غيره) و خواص مواد و تحقيق در زمينه فرآيند هاي تكنولوژيكي و توليد محصولات با عمر طولاني.

– افزايش عمر مفيد سازه هاي جوشكاري با مواد سنتي.

– بهبود ‏فرآيند هاي فني با استفاده از امكانات بيشتر منابع تغذيه و سيستم هاي كنترل جديد ، نيمه هادي هاي قدرتمند تر و مهندسي كامپيوتر.

– تحقيقات در باره روشهاي تست غير مخرب NDT كيفيت اتصالات جوش و رويه كاري و تحقيق در زمينه سازه هاي حساس.

– كامپيوتري كردن عمليات مهندسي جوشكاري.

– مكانيزه و اتوماتيك كردن محصولات توليدي جوشكاري برمبناي صرفه جويي انرژي در زمينه هاي جوشكاري و الكترومتالورژي.

بطور خلاصه اهداف اين مراكز مهندسي استفاده از تحقيقات علمي و توسعه و تكامل امكانات صنعتي موجود و سيستم هاي جوشكاري است. همچنين بكار گرفتن كامپيوتر در صنعت جوشكاري و معرفي تكنولوژي هاي جديد به صنايع كشورشان مي باشد
اين انيستيتو داراي بيش از ۶۰ دپارتمان و لابراتورهاي تحقيقاتي است. تعدادي از اين دپارتمان ها در ذيل آمده است.

– جوش فشاري Pressure Welding
– پوشش ها Coating
– سازه هاي جوشكاري شده Welded Structures
– جوش ذوبي Fusion Welding
– بخش متالورژي Metallurgy
– فولاد هاي نظامي Armoured Steels
– مهندسي هوا فضا Aero Space Engineering
– راديو الكترونيك Radio – Electronic
الف ) در بخش جوشكاري فشاري دپارتمان هاي زير وجود دارند:
جوشكاري مقاومتي سر به سر ۱) Flash Butt Welding
جوشكاري پلاستيك ها۲) Welding of Plastics
لحيم كاري نرم – سخت ۳) Brazing – Soldering
فن لحيم كاري : در اتصال انواع مختلف فلزات با يكديگر ،مواد كامپوزيت با فولاد و…… در راديو الكترونيك ، مخابرات و ماهواره ها از لحيم كاري گرم و در ساير صنايع پيشرفته مانند هواپيما سازي ، نيروگاه ها و توربين ها از لحيم كاري سخت استفاده مي شود.

جوشكاري اصطكاكي ۴) Friction Welding
جوشكاري مقاومتي ۵) Resistance Welding
جوشكاري در فاز جامد ۶) Solid – Phase Welding
جوشكاري فضايي ۷) Aero Space Welding
هر دپارتمان شامل چندين آزمايشگاه، كارگاه صنعتي مستقل و آزمايشگاه هاي كنترل كيفي است.

ب) در بخش پوشش ها سه نوع پوشش كاري اصلي انجام مي شود:
پوشش در خلأ۱)Vacuum Coating
پوشش حرارتي۲)Thermal Coating
پوشش ذوبي ۳) Hot Facing
تكنولوژي هاي پوشش كاري به شرح زير است:
۱) پوشش در خلأ: در اين روش بيشتر از پرتو الكتروني Electron Beam جهت پوشش هاي مقاوم به حرارت استفاده مي شود.از مزاياي كه براي اين نوع پوشش دهي قائل هستند اين است كه آلياژ يا ماده پوشش دادني در پلاسما بايد پودر با مشخصات خاصي باشد ، حال آنكه در اينجا قطعه اي از شمش آلياژ پوشش قابل مصرف است. بعنوان مثال بوسيله اين پوشش، ديسكي با ضخامت زير يك سانتيمتر با ۱۰ هزار لايه تيتانيم و فلز ديگري Intermetal يكي در ميان ساخته شده كه از نظر متالوگرافي بسيار جالب و با روش هاي ديگر امكان ساخت آن وجود ندارد. در اين زمينه نيز انيستيتو داراي حق ثبت بين الملليمي باشد.

۲) پوشش هاي پلاسما Ion Plasma Coating براي انجام پوشش حرارتي بخصوص لايه هاي نازك روي نيمه هادي ها، موادآلي و شيشه ها كاربرد دارد. ديگر روشهاي پوشش حرارتي عبارتند از: Thermal Spraying ، ,Gas Flame Coating ,Arc Metallizing ,Plasma Spray Detonation Coating.

در پوشش انفجاري در اثر قدرت انفجار ، پوشش فلزي با سرعت و شدت روي قطعه كار تشكيل مي شود. بدين روش تنش هاي باقيمانده در قطعات جوشكاري سده و از جمله در مخازن نفتي را از بين مي برند. اين طرح ابداع انيستيتو پاتون و داراي حق ثبت بين المللي است.

براي پوشش هاي ضد جوردگي ( مثل صنايع نساجي و موتور هواپيما و ديگ بخار) از مواد سراميكي و براي پوشش هاي ضد حرارت (مثل موتور هاي هواپيما و موتور هاي احتراق داخلي) از پوشش هاي و امثال آن استفاده ميكنند.

Hot Facing براي انجام كارهاي تعميراتي و انباشتن لايه هاي ضخيم جهت افزايش مقاومت در مقابل سايش و خوردگي و نيز Cladding (پوشش يك فلز ديگر بصورت لايه اي) و براي افزايش مقاومت قطعات نيروگاهها از روش Plasma Hot Facing استفاده مي گردد.

در اين بخش پره هاي توربين نيز پوشش داده و در اين زمينه ها در دنيا پيشقدم هستند:
۱- پوشش هاي آمورف روي مواد متبلور
۲- Spark alloying كه از انرژي زياد، مشابه عمليات ليزر Laser treatment استفاده ميشود.
پ) در بخش سازه هاي جوشكاري شده، طراحي سازه هاي زير صورت مي گيرد:
پل ها، برجها، ماشين آلات حمل و نقل، نيروگاهها، صنايع نفت، صنايع دريايي( سكو هاي حفاري نفت و گاز) پس از طراحي ، اين بخش در مراحل ساخت و تست نظارت عاليه داشته و در انتخاب مواد و روشهاي توليدو همچنين به بررسي هاي اقتصادي اقدام مي كند. واحد هاي مختلف اين بخش عبارتند از:
۱)Strength Welding Structures:
استحكام، مقاومت به خستگي سازه هاي جوشكاري شده: در اين زمينه تكنولوژي جديد عمليات ساچمه زني ما فوقْدهضعث صوتي (Ultrasonic Pinning Treatment) را براي تنش زدايي موضعي سازه هاي جوشكاري شده به دنيا معرفي كرده و حق ثبت بين المللي است.

۲)NDT department:
آزمايشگاههاي مختلف تست هاي غير مخرب موجود بوده ضمناً به طراحي و اصلاح تجهيزات مربوطه نيز مي پردازند.

۳)Optimization of Welded Structures:
براي بهينه كردن سازه هاي جوشكاري شده از روش هاي مختلف ما نند Holography استفاده مي كنند.

۴)Explosive Methods of welding, Cutting & metal Treatment:
از روش هاي انفجاري براي جوشكاري، برش كاري و تنش گيري و امثال آنها بهره مي گيرند.

۵)Unique Forms of Welded Structures:
مثل سازه هاي تيوپي و مخازن تحت فشار كه وسايل خاصي براي تست آنها دارند و ضمناً پيشنهاد دهنده روشها تستجوشكاري

فهرست:
تعريف جوش introduction of weld
تعريف جوش ايده‌آل
كاربرد گاز هليم در جوش پل ها
پل ها و انواع آن
نگهداری پل
نسل جديد دستگاههاي هاي جوش برق

منابع:

www.bashgah.com

www.mohandesan.com

تعريف جوش introduction of weld
اتصال دو فلز همجنس يا غير همجنس به يكديگر و يا به ط.ر كلي دو جسم به يكديگر را جوشكاري گويند، در واقع جوش پيوند متالورژيكي بين دو جسم است.

كاربرد تكنولوژي جوشكاري:
•در اتصالات
•بازسازي عيوب قطعات ريخته گري و يا ماشين كاري شده
•بازسازي در قطعات فرسوده مستهلك
•بهبود خواص موضعي در قطعات، مانند جوش دادن الماس بر سر تيغه (دنده)
اتصالات در صنعت عبارتند از:
•اتصالات موقت مانند پيچ و مهره
•اتصالات غير موقت مانند پرچ هاي سرد چسب ها
•اتصال دائم مانند جوشكاري و لحيم كاري
فرم ديگري از تقسيم بندي اتصالات مي توانند به صورت زير باشند:
•مكانيكي مانند ورقكاري پيچ و مهره كه يا به صورت موقت هستند يا نيمه موقت.
•شيميايي مانند انواع چسب هاي معدني و آلي كه يا نيمه موقت هستند يا دائمي.
•متالورژيكي مانند انواع پروسس هاي جوشكاري و لحيم كاري كه دائمي هستند.

تعريف جوش ايده‌آل
جوش ايده‌آل به جوشي گفته مي‌شود كه محل جوش با محل‌هاي ديگر هيچگونه خواص متفاوت از نظر متالورژيكي نداشته باشد، يعني محل اتصال از هيچكدام از روش هاي آناليز شيميايي، تست هاي مكانيكي و مطالعات ميكروسكوپي قابل تشخيص از قسمت هاي ديگر نباشد. در عمل دسترسي به اين تعريف امكان پذير نبوده ولي در روش هاي مختلف جوش تلاش مي شود كه به اين تعريف نزديك گردند.

به طور کلی هرروش جوشکاری با چهار نياز زير روبرو بوده و معمولا فرآيند های جوشکاری بر اساس اين چهارعامل رده بندی می شوند :
۱٫ انرژی به کار برده شده .
۲٫ روشی که آلودگی های سطح جوش را بر طرف کند .
۳٫ روشی که محل جوش را در حين جوشکاری از اتمسفر يا اثرات آن محافظت نمايد .
۴٫ کنترل متالورژيکی جوش .

در حال حاضر در انيستيتو كار پژوهش و تحقيق در زمينه هاي زير انجام مي گيرد.
– تحقيقات مختلف فيزيكي – شيميايي اتصالات دائمي در مواد سازه اي، انجام تحقيقات در زمينه تكنولوژي پيشرفته، تجهيزات كاربرد مواد در اتصالات.

– تحقيقات مختلف فيزيكي- شيميايي در عمليات سطحي ( رويه كاري، سخت كاري و غيره) و خواص مواد و تحقيق در زمينه فرآيند هاي تكنولوژيكي و توليد محصولات با عمر طولاني.
– افزايش عمر مفيد سازه هاي جوشكاري با مواد سنتي.

– بهبود ‏فرآيند هاي فني با استفاده از امكانات بيشتر منابع تغذيه و سيستم هاي كنترل جديد ، نيمه هادي هاي قدرتمند تر و مهندسي كامپيوتر.

– تحقيقات در باره روشهاي تست غير مخرب NDT كيفيت اتصالات جوش و رويه كاري و تحقيق در زمينه سازه هاي حساس.
– كامپيوتري كردن عمليات مهندسي جوشكاري.

– مكانيزه و اتوماتيك كردن محصولات توليدي جوشكاري برمبناي صرفه جويي انرژي در زمينه هاي جوشكاري و الكترومتالورژي.

بطور خلاصه اهداف اين مراكز مهندسي استفاده از تحقيقات علمي و توسعه و تكامل امكانات صنعتي موجود و سيستم هاي جوشكاري است. همچنين بكار گرفتن كامپيوتر در صنعت جوشكاري و معرفي تكنولوژي هاي جديد به صنايع كشورشان مي باشد
اين انيستيتو داراي بيش از ۶۰ دپارتمان و لابراتورهاي تحقيقاتي است. تعدادي از اين دپارتمان ها در ذيل آمده است.

– جوش فشاري Pressure Welding
– پوشش ها Coating
– سازه هاي جوشكاري شده Welded Structures
– جوش ذوبي Fusion Welding
– بخش متالورژي Metallurgy
– فولاد هاي نظامي Armoured Steels
– مهندسي هوا فضا Aero Space Engineering
– راديو الكترونيك Radio – Electronic
الف ) در بخش جوشكاري فشاري دپارتمان هاي زير وجود دارند:
جوشكاري مقاومتي سر به سر ۱) Flash Butt Welding
جوشكاري پلاستيك ها۲) Welding of Plastics
لحيم كاري نرم – سخت ۳) Brazing – Soldering
فن لحيم كاري : در اتصال انواع مختلف فلزات با يكديگر ،مواد كامپوزيت با فولاد و…… در راديو الكترونيك ، مخابرات و ماهواره ها از لحيم كاري گرم و در ساير صنايع پيشرفته مانند هواپيما سازي ، نيروگاه ها و توربين ها از لحيم كاري سخت استفاده مي شود.

جوشكاري اصطكاكي ۴) Friction Welding
جوشكاري مقاومتي ۵) Resistance Welding
جوشكاري در فاز جامد ۶) Solid – Phase Welding
جوشكاري فضايي ۷) Aero Space Welding
هر دپارتمان شامل چندين آزمايشگاه، كارگاه صنعتي مستقل و آزمايشگاه هاي كنترل كيفي است.
ب) در بخش پوشش ها سه نوع پوشش كاري اصلي انجام مي شود:
پوشش در خلأ۱)Vacuum Coating
پوشش حرارتي۲)Thermal Coating
پوشش ذوبي ۳) Hot Facing

تكنولوژي هاي پوشش كاري به شرح زير است:
۱) پوشش در خلأ: در اين روش بيشتر از پرتو الكتروني Electron Beam جهت پوشش هاي مقاوم به حرارت استفاده مي شود.از مزاياي كه براي اين نوع پوشش دهي قائل هستند اين است كه آلياژ يا ماده پوشش دادني در پلاسما بايد پودر با مشخصات خاصي باشد ، حال آنكه در اينجا قطعه اي از شمش آلياژ پوشش قابل مصرف است.

بعنوان مثال بوسيله اين پوشش، ديسكي با ضخامت زير يك سانتيمتر با ۱۰ هزار لايه تيتانيم و فلز ديگري Intermetal يكي در ميان ساخته شده كه از نظر متالوگرافي بسيار جالب و با روش هاي ديگر امكان ساخت آن وجود ندارد. در اين زمينه نيز انيستيتو داراي حق ثبت بين الملليمي باشد.

۲) پوشش هاي پلاسما Ion Plasma Coating براي انجام پوشش حرارتي بخصوص لايه هاي نازك روي نيمه هادي ها، موادآلي و شيشه ها كاربرد دارد. ديگر روشهاي پوشش حرارتي عبارتند از: Thermal Spraying ، ,Gas Flame Coating ,Arc Metallizing ,Plasma Spray Detonation Coating.

در پوشش انفجاري در اثر قدرت انفجار ، پوشش فلزي با سرعت و شدت روي قطعه كار تشكيل مي شود. بدين روش تنش هاي باقيمانده در قطعات جوشكاري سده و از جمله در مخازن نفتي را از بين مي برند. اين طرح ابداع انيستيتو پاتون و داراي حق ثبت بين المللي است.

براي پوشش هاي ضد جوردگي ( مثل صنايع نساجي و موتور هواپيما و ديگ بخار) از مواد سراميكي و براي پوشش هاي ضد حرارت (مثل موتور هاي هواپيما و موتور هاي احتراق داخلي) از پوشش هاي و امثال آن استفاده ميكنند.

Hot Facing براي انجام كارهاي تعميراتي و انباشتن لايه هاي ضخيم جهت افزايش مقاومت در مقابل سايش و خوردگي و نيز Cladding (پوشش يك فلز ديگر بصورت لايه اي) و براي افزايش مقاومت قطعات نيروگاهها از روش Plasma Hot Facing استفاده مي گردد. در اين بخش پره هاي توربين نيز پوشش داده و در اين زمينه ها در دنيا پيشقدم هستند:

۱- پوشش هاي آمورف روي مواد متبلور
۲- Spark alloying كه از انرژي زياد، مشابه عمليات ليزر Laser treatment استفاده ميشود.
پ) در بخش سازه هاي جوشكاري شده، طراحي سازه هاي زير صورت مي گيرد:
پل ها، برجها، ماشين آلات حمل و نقل، نيروگاهها، صنايع نفت، صنايع دريايي( سكو هاي حفاري نفت و گاز) پس از طراحي ، اين بخش در مراحل ساخت و تست نظارت عاليه داشته و در انتخاب مواد و روشهاي توليدو همچنين به بررسي هاي اقتصادي اقدام مي كند.

واحد هاي مختلف اين بخش عبارتند از:
۱)Strength Welding Structures:
استحكام، مقاومت به خستگي سازه هاي جوشكاري شده: در اين زمينه تكنولوژي جديد عمليات ساچمه زني ما فوقْدهضعث صوتي (Ultrasonic Pinning Treatment) را براي تنش زدايي موضعي سازه هاي جوشكاري شده به دنيا معرفي كرده و حق ثبت بين المللي است.

۲)NDT department:
آزمايشگاههاي مختلف تست هاي غير مخرب موجود بوده ضمناً به طراحي و اصلاح تجهيزات مربوطه نيز مي پردازند.

۳)Optimization of Welded Structures:
براي بهينه كردن سازه هاي جوشكاري شده از روش هاي مختلف ما نند Holography استفاده مي كنند.

۴)Explosive Methods of welding, Cutting & metal Treatment:
از روش هاي انفجاري براي جوشكاري، برش كاري و تنش گيري و امثال آنها بهره مي گيرند.

۵)Unique Forms of Welded Structures:
مثل سازه هاي تيوپي و مخازن تحت فشار كه وسايل خاصي براي تست آنها دارند و ضمناً پيشنهاد دهنده روشها تست