پروژه آماده: جوشکاری فولاد ساده کربنی به فولاد زنگ نزن آستنیتی به روش زیرپودری (108 صفحه فایل ورد - word)

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

1-1-         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 شده‌است.

1-2-       فرآیندهای 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 عبارتند از:

1-2-1-               جوشکاری با الکترود دستی یا MAW1-2-2-              جوشکاری زیر پودری SMAW

جوشکاری زیرپودری یا SAW یکی از فرآیند های جوشکاری قوسی است. در این روش نوک الکترود داخل پودری از مواد معدنی ویژه قرار می گیرد و قوس در زیر این پودر در امتداد مسیر جوشکاری تشکیل می شود. در این روش قوس قابل مشاهده نیست.درسیستم زیرپودری از سیم بدون روکش استفاده می شود:طوری که سیم به طور متوالی از قرقره مخصوص رها می گردد و ضمن تشکیل قوس نقش واسطه اتصال را نیز بر عهده دارد.

1-2-3-              جوشکاری با گاز محافظ یا GMAW یا MIG/MAG

اساس روش GMAW بر برقراری قوس الکتریکی میان الکترود (سیم‌جوش) مصرف شدنی و قطعه کار می‌باشد و قوس و حوضچه جوش توسط گاز بی اثر محافظت می‌‌گردد. این روش به دو صورت اتوماتیک و نیمه اتوماتیک قابل انجام می‌‌باشد.تمام فلزات و آلیاژهای مهم صنعتی مانند فولادهای کربنی، فولادهای کم آلیاژ، فولادهای زنگ نزن، آلیاژهای آلومینیم، مس، نیکل، در تمام وضعیتها با این روش قابل جوشکاری می‌‌باشند.

 - مزایا

سرعت جوشکاری در این روش بالاست.

نرخ رسوب بالاتر از روش زیر پودری SMAW است.

استفاده از سیم جوش امکان جوشکاری طویل و بدون توقف را فراهم می‌‌سازد.

امکان نفوذ بیشتر از روش زیرپودری فراهم است که در این صورت امکان ایجاد گرده کوچکتر با استحکام مشابه فراهم است.

احتیاج به توانایی های شخصی کمتری برای جوشکاری دارد.

به دلیل عدم وجود سرباره احتیاج به تمیزکاری کمی دارد.

فهرست مطالب

عنوان                                                                                                        صفحه

فهرست جدول‌ها ‌ج

فهرست شکل‌‌ها ‌د

فصل 1-    انواع روش های جوشکاری.. 5

1-1-    فرایندهای جوشکاری.. 5

1-2-    پیشینه  5

1-3-    فرآیندهای جوشکاری با قوس الکتریکی.. 6

1-3-1-     جوشکاری با الکترود دستی یا MAW.. 6

1-3-2-     جوشکاری زیر پودری SMAW.. 6

1-3-3-     جوشکاری با گاز محافظ یا GMAW یا MIG/MAG.. 7

1-3-4-     جوشکاری با گاز محافظ و الکترود تنگستنی یا GTAW یا TIG.. 8

1-3-5-     جوشکاری پلاسما 9

1-4-    فرآیندهای جوشکاری مقاومتی.. 9

1-5-    فرآیندهای جوشکاری حالت جامد. 10

1-6-    فرآیندهای اکسی فیول.. 14

1-7-    فرآیند جوشکاری با لیزر 14

1-8-    - مزایای جوشکاری لیزر : 16

1-9-    - محدودیت‌ها و معایب جوشکاری لیزر : 17

1-10-  فرآیند جوشکاری با باریکه الکترونی.. 17

1-11-  کنترل کیفیت و بازرسی.. 18

1-12-  ایمنی و بهداشت کار در جوشکاری.. 18

1-13-  مراکز و موسسه‌های جوشکاری.. 18

فصل 2-   جوشکاری زیرپودری.. 20

2-1-    مقدمه  20

2-2-    مزایا و محدودیت ها : 22

2-3-    اصول عملیات... 24

2-4-    منابغ تغذیه. 27

2-5-    سیستم های تغذیه سیم جوش.... 29

2-6-    سیم الکترود جوش زیر پودری.. 29

2-7-    پودرهای جوش زیر پودری.. 30

2-8-    ترکیب پودرهای جوش.... 33

2-9-    منابع عیوب در جوش زیر پودری.. 41

2-10-  فلزات مناسب جوش زیر پودری.. 44

2-11-  جنبه های متالورژیک : 46

2-12-  سیستم های تغذیه سیم جوش.... 49

2-13-  مقایسه پودر جوش زیر پـــودری با پوشش الکترود. 53

2-14-  تاثیر فلاکس بر ترکیب فلز جوش.... 55

2-15-  گرانروی و هدایت سرباره ها 56

2-16-  روابط الکتریکـی.. 57

2-17-  شرایـط جوش.... 57

2-18-  فاصله نازل.. 58

2-19-  نفـــوذ 59

2-20-  رقــت   60

2-21-  بازیسیته پــودر جــوش.... 60

2-22-  منابع عیوب در جوش زیر پودری.. 62

2-23-  ترک انقباضی.. 62

2-24-  ترک هیدروژنی.. 63

2-25-  تخلخل  64

2-26-  طبقه بندی سیم و پودرهای جوشکاری زیر پودری.. 65

2-27-  عیوب جوشکاری زیرپودری.. 68

فصل 3-   جوشکاری فولاد های زنگ نزن آستنیتی.. 72

3-1-    معرفی فولاد های زنگ نزن آستنیتی.. 72

3-2-    جوشکاری فولاد های زنگ نزن آستنیتی : 74

3-3-    راهنمای جوشکاری فولادهای زنگ نزن بر اساس استانداردEN-1011. 83

فصل 4-   پارامترهای مهم در جوشکاری فولادهای زنگ نزن آستنیتی.. 86

4-1-    پیشگفتار 86

فصل 5-   بررسی جوشکاری فولاد ساده کربنی CK45 به فولاد زنگ نزن آستنیتی AISI316. 101

5-1-    مقدمه: 101

5-2-    مواد و روش تحقیق: 102

5-3-    جمعبندی  103

فصل 6-   مراجع   105

فهرست جدول‌ها

عنوان                                                                                                        صفحه

جدول ‏2‑1: حداقل تنش تسلیم و نشانه های آن برای سیم و پودرهای طبقه بندی شده در EN756. 65

جدول ‏2‑2: مشخصات مربوط به تنش تسلیم.. 66

جدول ‏2‑3: جدول مشخصات مربوط به انرژی ضربه. 66

جدول ‏2‑4: ترکیب شیمیایی سیم جوش های مصرفی در فرایند جوشکاری زیر پودری مطابق استاندارد طبقه بندی شده ی EN 756-95. 67

جدول ‏2‑5: جدول عیب یابی جوشکاری زیر پودری. 68

جدول ‏5‑1: .ترکیب شیمیایی 2 فلز پایه و الکترود. 102

فهرست شکل‌‌ها

عنوان                                                                                                        صفحه

شکل ‏3‑1- تشکیل ترک گرم حین انجماد در جوش فولاد زنگ نزن آستنیتی.. 87

شکل ‏3‑2- نمودار فازی آهن-کرم-نیکل در مقدار آهن 72%. 89

شکل ‏3‑3- شماتیک ساختار چهار آلیاژ مشخص شده در شکل 2 حین انجماد. 90

شکل ‏3‑4- میکروساختار چهار آلیاژ مشخص شده در شکل 2 پس از سرد شدن.. 91

شکل ‏3‑5- نمودار دیلانگ و نحوه انتخاب فلز پرکننده 93

شکل ‏3‑6- نمودار WRC-92. 95

شکل ‏3‑7- رابطه بین ترکهای انجمادی و نسبت کرم معادل به نیکل معادل.. 97

شکل ‏3‑8- مرز نواحی حساس و غیر حساس به ترک گرم (خط چین) در نموار دیلانگ.... 98

شکل ‏3‑9- میکروساختار با عدد فریتی 50 از نمودار WRC-92. 99