جوشکاری با قوس الکتریکی:در صنعت موارد بسیار زیادی پیش می اید که مجبوریم که دو یا چند قطعه فلز را به یکدیگر متصل کنیم.این اتصالات به طرق گوناگون امکان پذیر است ولی هرکدام از انها در یک نوع و یا حالت بخصوص کار باید مصرف گردند و هر نوع اتصال به نوبه خود در صنعت دارای اهمیت فراوانی است.به طور کلی اتصالات را به دو دسته تقسیم می کنند که عبارتند از:
1-اتصالات مکانیکی یا موقت مانند پیچ و مهره کردن و یا گوه و پین
2-اتصالات حرارتی یا اتصالات دائمی مانند لحیم سخت و یا جوشکاری
در حرفه جوشکاری تنها عمل جوشکاری ملاک و قیاس یک جوش عالی و خوب نیست،بلکه برای جوشکاران لازم و ضروری است که قبل از هر چیز بتوانند به فلزات مختلف و الیاژهای انها اشنایی پیدا کنند و تا حدی به خواص انها و عملیات حرارتی که روی انها انجام می شود اشنایی پیدا نمایند.
چون تشخیص نوع فلز و انتخاب الکترود برای انها یکی از مهمترین اصول جوشکاری است و در اینجا به طور مختصر در این مورد توضیح داده خواهد شد.
جوشکاری با قوس الکتریکی
اهن و فولاد
فقط چند فلز در طبیعت مانند طلا به صورت خالص وجود دارند ولی سایر فلزات یا به صورت ترکیب با اکسیژن و یا ترکیب با سایر عناصر و یا به شکل مخلوطی از اکسید فلزی با غیر فلزات می باشند که انها را مواد کانی و یا معدنی می نامند مانند اهن که نیز به همین صورت است.
اهن فلزی است که از زمان قدیم شناخته شده است و برای اولین بار در حدود 1500 سال قبل از میلاد مسیح مصریان به این فلز دست یافتند که انرا فلز بهشتی نامیدند.ولی چون دارای وسایل کافی نبودند اهنی را بدست اوردند که نا خالصی ان زیاد و متخلخل بود و از ان سلاح و گاو اهن و وسایل زندگی درست می کردند.در طبیعت اهن همراه با سایر مواد مانند اکسید الومینیم،اکسید سیلسیم ،فسفر و گوگرد یافت می شود و وزن اهن (جرم اتمی)56 و تعداد پرو تن های ان 26 والکترون های ان در حالت عادی بر روی چهار اربیتال(تراز انرژی)قرار گرفته اند.
جوشکاری با قوس الکتریکی
مواد کانی اهن
مواد کانی اهن عبارتند از:
1-هماتیت یا سنگ اهن سرخ که همیشه به صورت ترکیب با اب در طبیعت می باشد و هر چه میزان ترکیب اب ان بیشتر باشد رتگ ان از سرخی به قهوه ای بیشتر گرایش پیدا می کند.هماتیت دارای 70 درصد سنگ اهن بوده و سنگهای قهوه ای انرا لیمونیت می نامند.
2-اکسید مغناطیسی اهن که معادن ان بیشتر در شمال اروپا بخصوص در سوئد می باشند.این نوع مواد کانی در حدود 68 درصد سنگ اهن می باشند و رنگ ان سیاه می باشد.
3-سنگ اهن سیدیت یا اسپا تیک که همیشه بصورت ترکیب با عناصری از قبیل اکسید الومینیم ،سولفور،سیلیکون،فسفر و اهک می باشد که این ترکیبات همیشه مسئله و مشکلی را از لحاظ تصفیه برای کارخانجات بوجود می اورند.
علاوه بر مواد کانی بالا،اهن به اشکال شیمیایی دیگر نیز در طبیعت وجود دارد و چون از لحاظ استخراج مقرون به صرفه نمی باشند دارای اهمیت فوق العاده ای نیستند.
جوشکاری با قوس الکتریکی
طریقه استخراج اهن
اولین مرحله اینکه در کاخانجات ذوب اهن برای بدست اوردن اهن انجام می شود بوجود اوردن اهن خام است.برای این عمل از کوره بلند یا کوره مرتفعه استفاده می کنند.در این کوره به کمک کک بصورت زغال کک استفاده می شود.و با حرارت و اکسیژن از اهن جدا می شود.کوره بلند که مخزن تقریبا مخروطی شکل است به بلندی 30 متر و قطر قسمت تحتانی ان که خزینه یا بوته نامیده می شود 3یا 5 یا 7 متر می باشد،کوره را از بالا بوسیله مواد معدنی،کک و سنگ اهن بطور متناوب پر می کنند.سوختن کک،اکسیژن را از سنگ اهن جدا می نماید و یا به عبارت دیگر انرا احیاء می کند و با این عمل درجه حرارت احتراق را تا1700 درجه سانتیگراد بالا می رود.
بنا براین محصولی که از این کوره ها بدست می اید اهن خام و چدن است که کربن ان حد اقل 4.1 درصد است و هرچه نسبت کربن در ان افزایش یابد سختی نیز بیشتر می شود و در صنعت مقادیر زیادی از ان مورد استفاده قرار می گیرد.
الکترودی که برای جوشکاری این نوع فولاد ها مصرف می گردد باید از لحاظ مقدار کربن و یا عناصر دیگر مشابه فلز جوش دادنی باشد و در غیر اینصورت جوش انها کم دوام است و یا احتمالا شکننده خواهد شد. به همین دلیل یکی از اصول مهم جوشکاری تشخیص دادن نوع فلز جوش دادنی است که بتوان الکترود مناسب با وضع و شرایط حرارتی و ساختمان داخلی انها برای جوشکاری تعیین نمود و برای شناسایی انها بخصوص الکترود ها جداول و استاندارد ویژه ای وجود دارد.
فولاد و طبقه بندی ان:
فولادها نسبت به مقدار کربن و درصدی که دارند طبقه بندی می شوند و مقدار کربن در سختی و نرمی فولاد تاثیر فوق العاده ای دارد.به طور کلی حد اقل کربن در فولا 0.5 درصد و حد اکثر ان 1.7 درصد می باشد و بیش از این مقدار کربن را چدن می گویند. طبقه بندی فولاد ها عبارتند از:
فولاد کم کربن
فولاد با کربن متوسط
فولاد پر کربن
فولاد الیاژی
جوشکاری با قوس الکتریکی
فولاد کم کربن:
مقدار کربن در این فولاد بین 0.30تا 0.05درصد می باشد. فولادی که در این طبقه بندی قرار دارد نرم و به سهولت قابل تراشکاری و جوشکاری است و چنانچه قطعهای از انرا به سنگ بزنیم رنگ جرقه های ان روشن و طولش زیاد می باشد.
فولاد با کربن متوسط:
مقدار کربن در این فولاد بین 0.45 تا 0.30 درصد بوده و برای تراش ان احتیاج به قلمهای مخصوص می باشد و جوشکاری ان نیز نسبت به فولاد کم کربن کمی مشکلتر است و اگر بعضی از اصول را برای جوشکاری رعایت نکنیم در ناحیه جوش خورده،ترکهای ریزی بوجود خواهد امد.در موقع سنگ زدن تعداد جرقه های ان زیاد بوده و در نزدیک سنگ سمباده جرقه ها محو می گردد.
فولاد پر کربن:
فولاد پر کربن خود به دو دسته تقسیم می گردد
1-فولادهایی که مقدار کربن انها بین 0.75تا0.45 درصد است.
2-فولادهایی که مقدار کربن انها تا 1.7 درصد می رسد.
جوشکاری فولادهای پر کربن بسیار سخت بوده و علت بالا بودن کربن موجود در انها ،جوش مورد نظر از خواص ویژه ای برخوردار می باشد مانند سختی،شکنندگی،استحکام،
فولاد الیاژی:
برای مصارف مختلف در صنعت ،فولاد را با عناصری از قبیل منگنز،نیکل،کرم،تنگستن ترکیب می کنند.این الیاژهای فولاد را با قوس الکتریکی می توان به هم جوش داد ولی جوشکاری انها به مراتب سخت تر از اهن است. زیرا در بعضی موارد و اوقات الیاژ اصلی فولاد در نتیجه حرارت زیاد تجزیه یا تبخیر می شود یا باعث سخت شدن قسمت گرم شده گشته و در سطح جوشکاری شده ترکهایی ایجاد می شود.ضمنا شلاکه و گاز حاصل از سوختن پوسته الکترود در گرده جوشکاری باقی می ماند و باعث کم شدن استحکام جوش می شود.
جوشکاری با قوس الکتریکی
