جوشکاری پلاسما

نگاهی به جوشکاری
جوشکاری یکی از روشهای تولید می باشد. هدف آن اتصال دایمی مواد مهندسی (فلز، سرامیک، پلیمر، کامپوزیت) به یکدیگر است به گونه‌ای که خواص اتصال برابر خواص ماده پایه باشد.

جوش قوس
پیشینه
موسیان در ۱۸۸۱ قوس کربنی را برای ذوب فلزات مورد استفاده قرار داد.
اسلاویانوف الکترودهای قابل مصرف را در جوشکاری به کار گرفت.
ژول در ۱۸۵۶ به فکر جوشکاری مقاومتی افتاد
لوشاتلیه در ۱۸۹۵ لوله اکسی استیلن را کشف و معرفی کرد.

الیهوتامسون آمریکائی از جوشکاری مقاومتی در سال ۷-۱۸۷۶ استفاده کرد.
در جریان جنگهای جهانی اول و دوم جوشکاری پیشرفت زیادی کرد. احتیاجات بشر به اتصالات مدرن – سبک – محکم و مقاوم در سالهای اخیر و مخصوصاً بیست سال اخیر سبب توسعه سریع این فن شده است.
فرایندهای جوشکاری
فرایندهای جوشکاری با قوس الکتریکی
جریان الکتریکی از جاری شدن الکترونها در یک مسیر هادی به وجود می‌آید. هرگاه در مسیر مذکور یک شکاف هوا(گاز)ایجاد شود جریان الکترونی و در نتیجه جریان الکتریکی قطع خواهد شد. چنانچه شکاف هوا باندازه کافی باریک بوده و اختلاف پتانسیل و شدت جریان بالا، گاز میان شکاف یونیزه شده و قوس الکتریکی برقرار می‌شود. از قوس الکتریکی به عنوان منبع حرارتی در جوشکاری استفاده می‌شود.روشهای جوشکاری با قوس الکتریکی عبارت‌اند از:
• جوشکاری با الکترود دستی پوشش دار SMAW

• جوشکاری زیر پودریSAW
• جوشکاری با گاز محافظ یا GMAW یا MIG/MAG
• جوشکاری با گاز محافظ و الکترود تنگستنی یا GTAW یا TIG
• جوشکاری پلاسما
برای سیم جوشهای گاز(فولاد- مس – آلومینیوم):R (گاز محافظ آرگون با الكترود تنگستن)TIG برای سیم جوشهای:ER
برای سیم لحیم سخت. : B
الكترود های جوشكاري: ۱٫تعریف:الکترود مفتولی است فلزی که دور تا دور آنت با مواد شیمیایی پو شش داده شده است. ۲٫قطر الكترود: عبارت است از قطر مغزی آن. ۳٫جنس روپوش الكترود: معمولا از مقداری آهک- اکسید سدیم –سلولز- روتیل -آسپست – خاک رس و مقداري دیگر از مواد گوناگون تشكيل شده است.
تقسیم بندی الكترودها: الكترود معمولا از دو نظر تقسیم بندی می گردند :

۱٫تقسیم بندی الكترودها از نقطه نظر روپوش. ۲٫تقسیم بندی الكترودها از نقطه نظر جنس مغزی.
فرایندهای جوشکاری مقاومتی
در جوشکاری مقاومتی برای ایجاد آمیزش از فشار و گرما هردو استفاده می‌شود.گرما به دلیل مقاومت الکتریکی قطعات کار و تماس آنها در فصل مشترک به وجود می‌آید. پس از رسیدن قطعه به دمای ذوب و خمیری فشار برای آمیخته دو قطعه بکار میرود.در این روش فلز کاملاً ذوب نمی‌شود. گرمای لازم از طریق عبور جریان برق از قطعات بدست می‌آید.روشهای جوشکاری مقاومتی عبارت‌اند از:
• جوش نقطه‌ای

• درز جوشی
• جوش تکمه‌ای
فرایندهای جوشکاری حالت جامد
دسته‌ای از فرایند‌های جوشکاری هستند که در آنها، عمل جوشکاری بدون ذوب شدن لبه‌ها انجام می‌شود. در واقع لبه‌ها تحت فشار با حرارت یا بدون حرارت در همدیگر له می‌شوند. فرایندهای این گروه عبارت‌اند از:
• جوشکاری اصطکاکی
در این روش به جای استفاده از انرژی الکتریکی برای تولید گرمای مورد نیاز ذوب فلزان از انرژی مکانیکی استفاده می¬گردد. به این ترتیب که یکی از دو قطعه که با سرعت در حال دوران است به قطعه دوم که ثابت نگه داشته شده تماس داده می¬شود ، در اثر اصطکاک بین دو قطعه و تولید حرارت ، محل تماس دو قطعه ذوب شده و لبه‌ها تحت فشار با حرارت در همدیگر له می‌شوند.
• جوشکاری نفوذی
• جوشکاری با امواج مافوق صوت
جوش گاز

جوش گاز.
گروه فرایندهای جوشکاری است که در آن، اتصال با ذوب شدن توسط یک یا چند شعله گاز، با اعمال فشار یا بدون آن، با کاربرد فلز پر کننده یا بدون آن انجام می‌شود.
فرایند جوشکاری با لیزر
در این روش از پرتوی لیزر برای جوشکاری استفاده می‌شود.در جوشکاری لیزری دانسیته انرژی فراهم شده بسیار بیشتر از جوشکاری با قوس آرگون یا با مشعلهای اکسی اسیتیلن است.
از لیزر‌های مختلفی می‌توان برای جوشکاری استفاده کرد مانند لیزر گاز کربنیکی یا لیزر یاقوت ولی باید دقت کرد که انرژی پرتو آنقدر زیاد نباشد که باعث تبخیر فلز شود.
فرایند جوشکاری با اشعه الکترونی
کاربرد جریانی از الکترون‌ها است که با ولتاژ زیاد شتاب داده شده‌اند و به صورت باریکه‌ای متمرکز به عنوان منبع حرارتی جوشکاری به کار می‌روند. به دلیل دانسیته بالای انرژی در این پرتو منطقه تفدیده بسیار باریک می‌باشد و جوشی با کیفیت مناسب به دست می‌آید. این فرآیند به عنوان اولین فرایند جوشکاری بکار رفته برای ساخت بدنه جنگنده‌ها استفاده شد.

کنترل کیفیت و بازرسی
طبق طبقه بندی استانداردهای مدیریت کیفیت (ISO 9000)جوشکاری جز فرایندهای ویژه طبقه بندی شده است. که این نشان دهنده این است که برای کنترل کیفیت و تضمین کیفیت این فرایند ویژه می باید پیش بینی های خاصی انجام داد.
جوشکاری پلاسما چیست؟
جوشکاری پلاسما یکی از روش‌های جوشکاری است که در آن با کاربرد گازهای خنثی درجه حرارت به بالای ۲۰۰۰۰ هزار درجه سانتیگراد میرسد و و انرژی قوس بسیار متمرکز تر و پایدار تر از روش جوشکاری با گاز محافظ و الکترود تنگستنی TIG است.
پلاسما به معنی گاز یونیزه شده می‌‌باشد. به دلیل اینکه این گاز در این درجه حرارت و حالت از قانون گازها پیروی نمی‌کند، حالت چهارم وجود ماده به آن گفته می‌شود (جامد، مایع، گاز، پلاسما) چنانچه هوا یا گاز در قوس الکتریکی شرایط گذار به حالت پلاسما را بیابد قوس مربوط دارای انرژی حرارتی بسیار زیادی خواهد شد.
جوشکاري تمام اتوماتيک پلاسما در کشتي سازي هيونداي
كشتي‌سازي هيونداي به عنوان يكي از شركتهاي پيشتاز در ساخت عرصه كشتيهاي LNG، طي سالهاي اخير، به ارتقاي فن‌آوري طراحي و ساخت حمل كننده‌هاي LNG روي آورده و تنها شركت كشتي‌سازي كره جنوبي است كه مجوز ساخت كشتي‌هاي نوع Memberanc و مخازن كروي را دريافت نموده است.
به گزارش مانا،‌ كشتي‌سازي هيونداي داراي يك يارد ساخت كشتي هاي حمل LNG است و باتوجه به حساس بودن جوشكاري در مخازن LNG اين شركت سيستم جوشكاري تمام اتوماتيك پلاسما را براي نيل به اهداف خود طراحي كرده است.
سيستم مذكور مورد تأييد شركت GTT و مؤسسه‌ رده‌بندي وريتاس قرار گرفته است. از جمله مزيت‌هاي اين سيستم كنترل قطعات صاف و شياردار توسط كامپيوتر و حسگرها مي‌باشد. فرآيند جوشكاري پلاسما در مقايسه با روش مرسوم TIG داراي معايب كمتري است. جوشكاري سريعتر از روشهاي موسوم و قابليت جوشكاري در تمام زوايا با تطبيق دادن موقعيت مكاني مشعل پلاسما از ديگر مزاياي اين سيستم به شمار مي‌آيد. لازم به ذكر است در اين فرآيند مي‌توان طول قوس الكتريكي را به‌طور اتوماتيك تغيير داد.
جوشکاري پلاسما يکي از روش‌هاي جوشکاري است که در آن با کاربرد گازهاي خنثي درجه حرارت به بالاي ????? هزار درجه سانتيگراد ميرسد و و انرژي قوس بسيار متمرکز تر و پايدار تر از روش جوشکاري با گاز محافظ و الکترود تنگستني TIG است.

پلاسما به معني گاز يونيزه شده مي‌‌باشد. به دليل اينکه اين گاز در اين درجه حرارت و حالت از قانون گازها پيروي نمي‌کند، حالت چهارم وجود ماده به آن گفته مي‌شود (جامد، مايع، گاز، پلاسما) چنانچه هوا يا گاز در قوس الکتريکي شرايط گذار به حالت پلاسما را بيابد قوس مربوط داراي انرژي حرارتي بسيار زيادي خواهد شد.