لینک پرداخت و دانلود *پایین مطلب*
فرمت فایل: Word (قابل ویرایش و آماده پرینت)
تعداد صفحه :31
بخشی از متن مقاله
فرآیندهای جوشکاری «مقاومتی»
مقدمه و کلیات :
فرآیندهای جوشکاری مقاومتی با فرآیندهای قبلی تفاوت کلی دارد .اتصال دو سطح توسط حرارت و فشار توأماً انجام می گیرد .فلزات به دلیل مقاومت الکتریکی در اثر عبور جریان الکتریکی گرم شده و حتی به حالت مذاب نیز می رسند که طبق قانون ژول حرارت حاصل با رابطه زیر تعیین می شود .Q=KRI2t
=I شدت جریان( آمپر) ، R مقاومت( اهم)، t زمان( ثانیه) وQ ،حرارت (ژول ).
فرآیندهای قوس الکتریکی حرارت در روی کار بوسیله هدایت و تشعشع توزیع می شود اما در فرآیندهای جوشکاری مقاومتی حرارت در عرض داخلی و سطح مشترک دو ورق در موضع اتصال در اثر عبور جریان الکتریکی تولید و منتشر می شود . جریان الکتریکی مذکور از طریق الکترودها و تماس آنها به سطح کار منتقل و یا از طریق ایجاد حوزه مغناطیسی احاطه شده در اطراف کا به قطعه القاء می شود . هر چند هر دو روش بر اساس حرارت مقاومتی پایه گذاری شده است اما معمولاً نوع اول فرآیند جوشکاری مقاومتی و دومی به فرآیند جوشکاری القائی نیز مرسوم شده است .
فاکتورهای شدت جریان و زمان از طریق دستگاه جوش قابل کنترل هستند ، اما مقاومت الکتریکی به عوامل مختلف بستگی دارد از جمله : جنس و ضخامت قطعه کار ، فشار بین الکترودها ، اندازه و فرم و جنس الکترودها و چگونگی سطح کار یعنی صافی و تمیزی آن .
.مقاومت 3 مقاومت تماس بین دو ورق مهمترین قسمت است. فلزات دارای مقاومت الکتریکی کم بوده بالنتیجه مقاومتهای 1و3و5 اهمیت بیشتری پیدا می کنند . مقاومتهای 2و4 بستگی به ضریب مقاومت الکتریکی و درجه حرارت قطعه کار دارد .مقاومتهای 1 و 5 ناخواسته بوده و باید حتی المقدور آنرا کاهش داد . تمیزی سطح کار و الکترود و نیروی فشاری وارد بر الکترود عوامل تقلیل دهنده این مقاومتها (1و5) می باشند .
از نظر اقتصادی لازم است که فاکتور زمان حتی المقدور کاهش یابد . که در نتیجه جریان الکتریکی لحظه ای بالا در حدود 10000 – 3000 آمپر با ولتاژ 10 – 5/0 ولت مورد نیاز است . انواع مختلف روش های جوشکاری مقاومتی به روش ایجاد مقاومت موضعی بالا و تمرکز حرارت در نقطه مورد نظر ارتباط دارد ، ولی به هر حال تماس فیزیکی بین الکترودهای ناقل جریان الکتریکی و قسمت هایی که باید متصل شوند نیز مورد نیاز است . بطور کلی فرآیندهای جوشکاری مقاومتی یکی از بهترین روش ها برای اتصالات سری است .
دستگاههای جوشکاری مقاومتی شامل دو واحد کلی است : واحد الکتریکی (حرارتی) واحد فشاری(مکانیکی) . اولی باعث بالا بردن درجه حرارت موضع مورد جوش و دومی سبب ایجاد فشار لازم برای اتصال دو قطعه لب رویهم در محل جوش است .
منبع معمولی تأمین انرژی الکتریکی ، جریان متناوب 220 یا250 ولت است که برای پائین آوردن ولتاژ و افزایش شدت جریان (به مقدار مورد لزوم برای جوشکاری مقاومتی) از ترانسفورماتور استفاده می شود .که سیم پیچ اولیه با سیم نازکتر و دور بیشتر و ثانویه با سیم کلفتر و دور کمتر (اغلب یک دور ) به الکترودها متصل است.
جریان الکتریکی از طریق دو الکترود (فک ها) به قطعه کار و موضع جوش هدایت می شود که معمولاً الکترود پائین ثابت و بالایی متحرک است .الکترود همانند گیره یا فک ها دو قطعه را دروضعیت لازم گرفته و جریان الکتریکی برای لحظه معین عبور می کند که سبب ایجاد حرارت موضعی زیر دو الکترود در سطح مشترک دو ورق می شود. جریان الکتریکی در سطح تماس باعث ذوب منطقه کوچکی از دو سطح شده و پس از قطع جریان و اعمال فشار معین و انجماد آن ، دو قطعه به یکدیگر متصل می شوند .
الکترود در فرآیند های مختلف مقاومتی می تواند به اشکال گوناگونی باشد که دارای چندین نقش است از جمله : هدایت جریان الکتریکی به موضع اتصال ، نگهداری ورقها بر رویهم و ایجاد فشار لازم در موضع مورد نظر و تمرکز سریع حرارت در موضع اتصال الکترود باید دارای قابلیت هدایت الکتریکی و حرارتی بالا و مقاومت «اتصالی» یا تماسی (contact resistance) کم و استحکام و سختی خوب باشد ،علاوه بر آن این خواص را تحت فشار و درجه حرارت نسبتاً بالا ضمن کار نیز حفظ کند .ازاین جهت الکترود ها را از مواد آلیاژی مخصوص تهیه می کنند که تحت مشخصه یا کد RWMA به دو گروه A آلیاژهای مس و B فلزات دیر گدار تقسیم بندی می شوند ، در جدول (1001) و (1101) مشخصات این دو گروه درج شده است .
مهمترین آلیاژهای الکترود مس ـکرم ، مس ـ کادمیم ، و یا برلیم ـکبالت ـ مس می باشد .این آلیاژها دارای سختی بالا و نقطه انیل شدن بالائی هستند تا در درجه حرارت بالا پس از مدتی نرم نشوند ، چون تغییر فرم آنها سبب تغییر سطح مشترک الکترود با کار می شود که ایجاد اشکالاتی می کند که در دنباله این بخش اشاره خواهد شد .
همانطور که قبلاً اشاره شد قسمت هائی که قرار است بیکدیگر متصل شوند باید کاملاً برروی یکدیگر قرار داشته و در تماس با الکترود باشند تا مقاومتهای الکتریکی «تماسی» R1 وR5 کاهش یابد . مقاومت الکتریکی بالا بین نوک یا لبه الکترود و سطح کار سبب بالا رفتن درجه حرارت در محل تماس می شود که اولاً مرغوبیت جوش را کاهش می دهد (جوش مقاومتی ایدآل جوشی است که علاوه بر استحکام کافی علامتی در سطح آن ملاحظه نشود ) .
ثانیاً مقداری از انرژی تلف می شود .
روشهای مختلفی برای اعمال فشار پیش بینی شده است که دو سیستم آن معمول تر است :
الف : سیستم مکانیکی همراه با پدال ، فنر و چند اهرم
ب : سیستم هوای فشرده با دریچه های اتوماتیک مخصوص که در زمان های معینی هوای فشرده وارد سیستم می شود . این فشار و زمان قابل تنظیم و کنترل است .
در سیستم اول به علت استفاده از نیروی کارگر ممکن است فشار وارده غیر یکنواخت و در بعضی موارد که دقت زیادی لازم است مناسب نباشد، اما در مقابل ارزان و ساده است .در سیستم هوای فشرده همانطور که اشاره شد دقت و کنترل میزان فشار و زمان اعمال فشار بمراتب بیشتر است .
جوشکاری مقاومتی “ غلطکی ” یا نواری Seam welding :
این فرآیند نیز تقریباً نوع تکمیل شده فرآیند جوشکاری مقاومتی نقطه ای می باشد و برای جوشکاری اشکال استوانه ای و بشکه ای و لبه های بر روی هم مناسب است . برای اتصال کافی است که لبه های بر روی هم ورق ها در زیر غلطک های دستگاه گذاشته شود تا عملیات جوش انجام گیرد . دو غلطک ورق کار را در میان خوفشار داده و جریان از داخل غلطکها عبور کرده و بطور متناوب قطع و وصل می شود که زمان قطع و وصل قابل تنظیم است و می تواند تا 50/1 ثانیه یا یک سیکل جریان متناوب HZ 50 تقلیل یابد . با قطع و وصل جریان الکتریکی و حرکت متناوب یا دائم قطعه کار بین غلطک ها دکمه های جوش به طور متوالی بین سطح مشترک دو ورق بوجود می آید . همانطور که در جوش “ کوک” اشاره شد دکمه های جوش در اینجا نیز می توانند از همدیگر فاصله داشته و یا بر روی یکدیگر سوار شوند.
اصول دستگاه از نظر ترانسفورماتور ، سیستم فشار دهنده و غیر شبیه بقیه دستگاههای جوش مقاومتی است . همچنین نکاتی که درمورد جنس الکترودها و مشخصات آنها قبلاً توضیح داده شده است در این مورد نیز صادق می باشد ، بویژه اینکه چگالی جریان بالا لبه تماس غلطک با سطح کار کم (حدود 4 ـ 3 میلیمتر ) می باشد .چسبیدن اکسیدها و ناخالصی ها بر روی لبه غلطک و یا گرم شدن زیاد و احیاناً تغییر شکل آن شرایط عملیات جوش “نواری ” را تغییر می دهد .برای این منظور معمولاً تدابیر خاصی برای پاک کردن و سرد نمودن غلطک ها در ضمن کار پیش بینی می شود. کنترل شدت جریان و نحوه قطع و وصل آن نکته تکنیکی و قابل توجه دیگری است که در طرح دستگاههای جوش نواری یا باندی در نظر گرفته می شود.
غلطکها معمولاً به چندین روش بر وری دستگاه قرار می گیرند که دو نوع مهم آن که دیسکها در نوع اول عمود و در دومی موازی سطح جلو دستگاه هستند . البته حالت قائم نیز طرح شده است .
شکل و اندازه الکترودها برحسب میزان شدت جریان و زمان گرم و سرد شدن و طرح اتصال قطعه متفاوت است . قطر دیسکها از 60-5 سانتی متر و ضخامت آنها معمولاً 18-9 میلیمتر می باشد .لبه های الکترودها چهار نوع مسطح ، یکطرفه پخ ، دو طرفه پخ و قوسی می باشد که علاوه بر قطر ، ضخامت و شکل لبه غلطک ، شکل کلی غلطک و زاویه محور غلطک آن و همچنین انتخاب مناسب غلطک های کوچک و بزرگ نکات تکنیکی دیگری است که متناسب با طرح قطعه کار انتخاب می شود .
یکی از مزایای این فرآیند امکان ایجاد اتصال درزهایی بدون نفوذ گاز است که در این صورت باید فاصله دکمه ها به اندازه ای می باشد که این خواسته بر آورد شود. جدول (1501) تعداد دکمه لازم در هر اینچ را برای ضخامت های مختلف ورق آورده است.
پارامترهایی که باید قبل از شروع عملیات جوشکاری بر روی قطعات اصلی تنظیم و در نظر گرفته شوند عبارتند از : سزعت جوشکاری ، نیروی فشاری لازم بر روی دیسکها ، انتخاب زمان گرم و سرد شدن یا سیکل قطع و وصل جریان الکتریکی ، انتخاب شدت جریان لازم و رعایت طرح و وضعیت اتصال .
این پارامتر ها بر روی عمق نفوذ دکمه های جوش (معمولاً 50 ـ 45 در صد ضخامت ورق) و میزان سوار شدن دکمه ها بر رویهم و خواص مکانیکی دکمه جوش تأثیر دارند که باید به آنها توجه نمود . جدول (1601) نمونه ای از این پارامترها را نسبت به ضخامت ورق نشان می دهد .
تمیزی سطوح مشترک ورق ها و پهنایی که ورقها بر رویهم قرار می گیرند عوامل مهم دیگری هستند که بر روی کیفت جوش و همچنین میزان پیچیدگی ورق کا رتأثیر می گذارند .
در این فرآیند نیز بنابه شرایط کار ، اصلاحات و بهسازی هایی انجام گرفته و فرآیند هایی از آن منشعب شده است که مهمترین آنها عبارتند از :
الف : جوشکاری لب به لب لوله ها Resistance Butt Seam Welding :
در این فرآیند جریان الکتریکی با آمپر بالا و لتاژ پائین وارد دو غلطک مجاور می شود و دو غلطک دیگر لبه های لوله را بهم می فشارد .
نحوه انتقال شدت جریان بالا به غلطکها ی دورانی از نظر تکنیکی مهم است .ماکزیمم سرعت با فرکانس جریان الکتریکی محدود می شود ، با بالا بردن فرکانس جریان تا HZ 350 و استفاده از آمپر بالاتر سرعت عملیات جوشکاری افزایش می یابد .
ب : روش جوشکاری مقاومتی با فرکانس بالا High-frequency resistance welding :
فرآیند دیگری که برای اتصال لبه لوله های درز دار می باشد تقریباً شبیه فرآیند قبلی است با این تفاوت که جریان الکتریکی با فرکانس بالا (KHZ 450 ) توسط دو کفشک به سطح ورقها (که به صورت لوله در آمده است ) نزدیک محل تماس دو لبه وارد شده و مدار بسته ای از جریان الکتریکی ایجاد می شود . حرارت حاصل مذاب لازم در محل تماس دو لبه را بوجود می آورد ، در نتیجه نیاز به فشار خیلی زیاد در دو غلطک بعدی نیست . عمق منطقه متأثر از حرارت جوش کم و لایه مذاب بسیار نازک می باشد .
این فرآیند برای اتصالات لوله های غیر آهنی درزدار نیز مناسب است . در مورد فلزاتی که تولید لایه اکسیدی دیر گداز می کنند روش قبل مناسب نیست چون اغلب عمل ذوب انجام نمی شود و برای شکستن لایه اکسیدی در لبه های مذاب با فشار کم شکسته شده و مانع عمل اتصال نخواهد شد .
*** متن کامل را می توانید بعد از پرداخت آنلاین ، آنی دانلود نمائید، چون فقط تکه هایی از متن به صورت نمونه در این صفحه درج شده است ***
دانلود مقاله کامل درباره جوشکاری مقاومتی و نقطه ای
