دانلود کامل پایان نامه رشته مکانیک با موضوع انواع جوشکاری

در این پست می توانید متن کامل این پایان نامه را  با فرمت ورد word دانلود نمائید:

 انواع جوشکاری

 I. جوشکاری با قوس الکتریکی :

 یکی از متداول ترین روشهای اتصال قطعات کار می باشد، ایجاد قوس الکتریکی عبارت از جریان مداوم الکترون بین دو الکترود و یا الکترود و یا الکترود و کار بوده که در نتیجه آن حرارت تولید می شود. باید توجه داشت که برای برقراری قوس الکتریک بین دو الکترود و یا کار و الکترود وجود هوا و یا یک گاز هادی ضروری است. بطوریکه در شرایط معمولی نمی توان در خلاء جوشکاری نمود.

 در قوس الکتریکی گرما و انرژی نورانی در مکانهای مختلف یکسان نبوده بطوریکه تقریباً 43% از حرارت درآند و تقریباً 36% در کاتد و 21% بقیه بصورت قوس ظاهر می شود. دمای حاصله از قوس الکتریکی بنوع الکترودهای آن نیز وابسته است بطوریکه در قوس الکتریکی با الکترودهای ذغالی تا 3200 درجه سانتیگراد در کاتد و تا 3900 در آند حرارت وجود دارد. دمای حاصله در آندو کاتد برای الکترودهای فلزی حدوداً 2400 درجه سانتیگراد تا 2600 درجه تخمین زده شده است.

 در این شرایط درجه حرارت در مرکز شعله بین 6000 تا 7000 درجه سانتیگراد می باشد از انرژی گرمائی حاصله در حالت فوق فقط 70% تا 60% در قوس الکتریک مشاهده گردیده که صرف ذوب کردن و عمل جوشکاری شده و بقیه آن یعنی 30% تا 40% بصورت تلفات گرمائی به محیط اطراف منتشر می گردد.

 طول قوس شعله Arc length بین 8/0 تا 6/0 قطر الکترود می باشد و تقریباً 90% از قطرات مذاب جدا شده از الکترود به حوضچه مذاب وارد می گردد و 10% باطراف پراکنده می گردد. برای ایجاد قوس الکتریکی با ولتاژ کم بین 40 تا 50 ولت در جریان مستقیم و 60 تا 50 ولت در جریان متناوب احتیاج می باشد ولی در هر دو حالت شدت جریان باید بالا باشد نه ولتاژ.

 انتخاب صحیح الکترود برای کار

انتخاب صحیح الکترود برای جوشکاری بستگی به نوع قطب و حالت درز جوش دارد مثلاً یک درز V شکل با زاویه کمتر از 40 درجه با ضخامت زیاد حداکثر با قطر اینچ که معادل 2 میلیمتر است برای ردیف اول گرده جوش استفاده می گردد تا کاملاً در عمق جوش نفوذ نماید. ولی چنانچه از الکترود با قطر بیشتر استفاده شود مقداری تفاله در ریشه جوش باقی خواهد ماند. که قدرت و استحکام جوش را تقلیل می دهد.

 انتخاب صحیح الکترود( از نظر قطر)

 بایستی توجه داشت که همیشه قطر الکترود از ضخامت فلز جوشکاری کمتر باشد هر چند که در بعضی از کارخانجات تولیدی عده ای از جوشکاران الکترود با ضخامت بیشتر از ضخامت فلز را به کار می برند. این عمل بدین جهت است که سرعت کار زیادتر باشد ولی انجام آن احتیاج به مهارت فوق العاده جوشکار دارد.

همچنین انتخاب صحیح قطر الکترود بستگی زیاد به نوع قطب ( + یا – ) و حالت درز جوش دارد مثلاً اگر یک درز V شکل با زاویه کمتر از 40 درجه باشد بایستی حداکثر از الکترود با قطر پنج شانزدهم اینچ برای ردیف اول گرده جوش استفاده کرد تا کاملاً بتوان عمق درز را جوش داد. چنانچه از الکترود با قطر زیادتر استفاده شود مقداری تفاله در جوش باقی خواهد ماند که قدرت و استحکام جوش را به طور قابل ملاحظه ای کاهش خواهد داد. در حین جوشکاری گاهی اوقات جرقه هائی به اطراف پخش می شود که دلایل آن چهار مورد زیر است.

 ایجاد حوزه مغناطیسی و عدم کنترل قوس الکتریکی

 ازدیاد فاصله الکترود نسبت به سطح کار

 آمپر بیش از حد یا آمپر بالای غیر ضروری

 عدم انتخاب قطب صحیح برای جوشکاری

 اطلاعات پاکت الکترود

 مطابق استاندارد پاکت ها و کارتنهای الکترود بایستی علامت ها و نوشته هائی داشته باشند که حتی المقدور مصرف کننده را در دسترسی به کیفیت مطلوب جوش راهنمائی و یاری نمایند.

در روی پاکت الکترود علاوه بر نام کارخانه سازنده , نوع جنس نیز درج می شود که برای مصرف صحیح حائز اهمیت است.

هر پاکت الکترود بایستی علاوه بر اسم تجارتی الکترود, طبقه بندی آن الکترود را حداقل طبق یکی از استانداردهای مهم بیان نماید. برای آگاهی از طول زمان ماندگی الکترود در کارخانه, بازار یا انبار و غیره . شماره ساخت یا تاریخ تولید روی پاکت نوشته یا مهر زده می شود.

قطر سیم مغزی الکترود مصرف کننده را در کاربرد صحیح آن با توجه به صخامت فلز, زاویه سیار , ترتیب پاس و غیره راهنمایی می کند.

نوع جریان برق از اینکه جریان دائم یا جریان متناوب لازم است( با موتور ژنراتور یا ترانسفورماتور می توان جوش داد) یا هر دو و در جریان دائم نوع اتصال قطبی بایستی یا به عبارت یا علامت روی پاکت درج شود.

حالت یا حالاتی از جوشکاری که این الکترود در آن حالت یا حالات مناسب است روی پاکت بیان می شود.

درج حدود شدت جریان برق ( بر حسب آمپر ) جهت انتخاب اولیه ( تنظیم دقیق شدت جریان ضمن جوشکاری با توجه به عوامل مختلف انجام می شود) ضروری است. وزن الکترودها یا تعداد الکترود داخل هر بسته روی پاکت یا بر چسب آن درج می شود. نوشتن مواردی که در بالا به آن اشاره شد, روی پاکت مطابق بیشتر استانداردها اجباری است.

همچنین خواص مکانیکی و شیمیائی , وضعیت ذوب و کیفیت قوی, نحوه نگهداری و انبار کردن, درجه حرارت خشک کردن, مواد استعمال بخصوص و پاره ای توصیه های دیگر در روی پاکت برای آگاهی مصرف کننده چاپ شده و یا مهر زده می شود.

 انواع الکترودها

 الکترودهائی که در جوش اتصال فولاد به کار برده می شوند مفتولهای مغزی با آلیاژ یا بدون آلیاژ دارند که جریان جوش را هدایت می کند. شعله برق بین قطعه کار و سرآزاد الکترود می سوزد و الکترود به عنوان یک ماده اضافی ذوب می شود.

الکترودهای نرم شده دارای علائم اختصاری بوده ( دین 1913 ) که روی بسته بندی آنها نوشته شده است. علائم اختصاری تمام نکات مهمی که در به کار بردن آن الکترود باید مراعات شوند نشان می دهند.

پایان نامه جوشکاری

فایل : word

قابل ویرایش و آماده چاپ

تعداد صفحه :205

همراه با نمودار و تصویر

­فهرست مطالب

فصل اول : مقدمه

1-1- تعریف و مفهوم عملیات سطحی.. 2

1-2- انواع روشهای عملیات سطحی.. 4

فصل دوم : مواد سخت پوشی

2-1- انتخاب آلیاژ سخت پوشی.. 7

2-2- مواد سخت پوشی.. 11

2-2-1- آلیاژهای پایه آهن  14

2-2-1-1- فولادهای پرلیتی.. 15

2-2-1-2- فولادهای آستنیتی.. 16

2-2-1-3- فولادهای مارتنزیتی.. 18

2-2-1-4- چدنهای پر کرم. 19

2-2-2- کاربیدها 26

2-2-3- آلیاژهای پایه کبالت   30

2-2-3-1- آلیاژهای پایه کبالت کاربیدی.. 31

2-2-3-2- آلیاژهای پایه کبالت حاوی فاز بین فلزی لاوه. 35

2-2-4- آلیاژهای پایه نیکل  36

2-2-4-1- آلیاژهای پایه نیکل بورایدی.. 38

2-2-4-2- آلیاژهای پایه نیکل کاربیدی.. 40

2-2-4-3- آلیاژهای پایه نیکل حاوی فاز بین فلزی لاوه. 41

2-2-4-4- آلیاژهای پایه نیکل پرسیلسیم. 41

2-2-5- فولادهای زنگ نزن پرسیلیسیم  42

2-2-6- آلیاژهای پایه مس    44

فصل سوم : عوامل موثر بر انتخاب فرآیند های سخت پوشی

3-1- خواص و کیفیت مورد نظر. 47

3-2- مشخصات فیزیکی قطعه کار. 50

3-3- مشخصات متالورژیکی فلز پایه. 52

3-4- نوع آلیاژهای سخت پوشی.. 53

3-5- مهارت اپراتور. 54

3-6- هزینه. 54

فصل چهارم : سخت پوشی توسط فرآیند های جوشکاری

4-1- جوشکاری با گاز (شعله). 57

4-2- جوشکاری قوسی با الکترود روپوش دار. 63

4-3- جوشکاری قوسی زیر پودری... 65

4-4- جوشکاری قوس باز با الکترود تو پودری... 67

4-5- جوشکاری قوسی فلزی با گاز محافظ... 68

4-6- جوشکاری قوسی الکترود تنگستن با گاز محافظ... 69

4-7- جوشکاری قوس پلاسما 70

4-8- سخت پوشی توسط لیزر. 72

فصل پنجم : سخت پوشی توسط فرآیند های پاشش دهی حرارتی

5-1- پاشش سیمی توسط شعله اکسی گاز. 81

5-2- پاششی سیمی توسط قوس الکتریکی.. 85

5-3- پاشش پودری توسط شعله اکسی گاز. 87

5-4- پاشش پودری توسط قوس پلاسما 91

5-4-1- پاشش پلاسما در خلاء 94

5-4-2- پاشش توسط قوس پلاسمای منتقل شده  95

5-5- پاشش پودری توسط شعله اکسی گاز با سرعت بالا.. 96

5-5-1- HVOF احتراق پالسی  97

5-5-2-HVOF احتراق پیوسته  98

5-6- مواد پاشش حرارتی و کاربردها 103

5-6-1- پوششهای مقاوم در برابر سایش    105

5-6-2- پوششهای مقاوم در برابر خوردگی  105

5-6-3- پوششهای محافظ در برابر اکسیداسیون  107

5-6-4- پوششهای عایق حرارتی  107

5-6-5-پوششهای مانع حرارت   108

5-6-6-پوشش هادی الکتریکی  108

5-6-7- پوششهای بازیابی ابعادی   108

5-7- ساختار و خواص پوششها 108

فصل ششم : مراجع

مراجع.........................................................................................................................................113

عملیات سطحی عبارت است از رسوب دهی یک ماده پر کننده روی سطح قطعه کار جهت به دست آوردن خواص یا ابعاد مورد نظر که به طور معمول به منظور افزایش عمر کاری قطعه یا جایگزینی فلزی به کار می‌رود که فرسوده یا خورده شده است. عملیات سطحی می‌تواند موجب افزایش مقاومت به خوردگی، مقاومت به سایش، چقرمگی، یا خواص ضد اصطکاکی در محل مورد نظر گردد. برخی از پوششها توسط فرآیندهای جوشکاری گازی یا قوسی و یا توسط فرآیندهای پاشش دهی حرارتی رسوب داده می‌شوند و روشهای دستی، نیمه اتوماتیک یا اتوماتیک را می‌توان برای هر یک از فرآیندها به کار برد. مواد پرکننده مناسب در شکلها و انواع گوناگون نظیر میله جوشکاری، الکترودهای پوششدار، خمیرها و پودرها موجود می‌باشند. چسبندگی این مواد بر روی فلزات پایه از طریق نفوذ، پیوندهای متالورژیکی یا پیوندهای مکانیکی صورت می‌گیرد.

به طور کلی خواص مهم آلیاژهایی که جهت عملیات سطحی به کار می­روند عبارتند از:

1- سختی

الف- ماکرو سختی

ب- میکرو سختی یا سختی اجزاء تشکیل دهنده یک ساختار ناهمگن

ج- سختی گرم یا مقاومت در برابر اثر تضعیف کننده دما

2- مقاومت به سایش

الف- تحت شرایط کم تنش

ب- تحت شرایط پر تنش

ج- تحت شرایطی که قطعه توسط مواد ساینده و در سرعتهای متفاوت رویه برداری می‌شود.

3- مقاومت به ضربه

الف- مقاومت به تغییر شکل تحت ضربه های متوالی (مربوط به تنش تسلیم)

ب- مقاومت به ترک خوردگی تحت ضربه (مربوط به استحکام و چکش خواری)

ج- استحکام فشاری

د- چکش خواری فشاری

4- مقاومت حرارتی

الف- مقاومت در برابر باز پخت (تمپر شدن)

ب- حفظ استحکام حرارتی در دمای بالا

ج- مقاومت به خزش

د- مقاومت در برابر اکسیداسیون یا خوردگی داغ

ه- مقاومت در برابر خستگی حرارتی

5- مقاومت در برابر خوردگی

6- خواص اصطکاکی و قابلیت جوشکاری

عملیات سطحی دارای مزایایی است که مهمترین آنها عبارتند از:

1- افزایش مقاومت به سایش و خوردگی در محل مورد نیاز

2- استفاده آسان از ترکیبات خیلی سخت و آلیاژهای مقاوم به سایش

3- سهولت کاربرد در محل

4- استفاده اقتصادی از عناصر آلیاژی گران قیمت

5- اقتصادی بودن برای کاربر به علل زیر:

عمر کارکرد بیشترکاهش هزینه نگهداری و تعویضبازیابی قطعات فرسودهاستفاده از مواد پایه ارزان قیمت ترمصرف کمتر انرژی در هنگام کارافزایش بازدهی قطعه در بیشتر موارد [1]