تعریف جوشکاری با گاز: 

 همانگونه که از اسم آن مشخص است منابع حرارتی لازم جهت جوشکاری با گاز با  استفاده از فعل و انفعال شیمیایی ناشی از سوختن دو گاز تامین می گردد.  در جوشکاری  با شعله گاز حرارت لازم از فعل و انفعال

شیمیایی  ناشی از سوختن گاز اکسیژن  و یک گاز دیگر که  این گاز می تواند  استیلن ‘ هیدروژن ‘  بوتان  یا پروپان باشد. اما بخاطر مزایا ومحاسنی که گاز استیلن نسبت به سایر گازها دارد بیشتر از گاز استیلن بعنوان گاز سوختنی استفاده می گردد.

 بنابر این موضوع مورد بحث ما گاز اکسیژن و گاز استیلن می باشد که ابتدا گاز اکسیژن و سپس گاز استیلن را بررسی می کنیم.

گاز اکسیژن :

 گازی است  بی رنگ و بو که نمی سوزد ولی موجب سوختن می گردد ‘ بطوریکه اگر یک کبریت  نیم افروخته را در داخل ظرف محتوی گاز اکسیژن  ببریم شعله ور می شود.

طرز تهیه اکسیژن :

 در صنعت اکسیژن را به دو طریق تهیه می کنند یکی از طریق هوا و دیگری از تجزیه آب

روش تقطیر هوا :

  در روش تقطیر هوا از هوای معمولی که برای تنفس استفاده می کنیم اکسیژن  می گیرند زیرا هوای اطراف زندگی ما حدودا متشکل از  21 درصد اکسیژن  و 75 درصد ازت و بقیه گازهای سبک  مثل  نئون  کریپتون گزنون  و گازهای سبک دیگر است و از همین هوا اکسیژن لازم را به روش تقطیر بدست می آورند .

 برای این کار نخست تصفیه هوا انجام  می گیرد تا حتی الامکان  اکسیژن خالص  بدست آید و سپس هوا را بوسیله فشرده ساختن  و سرد نمودن  تبدیل به مایع می کنند مجددا هوای مایع  را به اکسیژن و ازت  تجزیه مینمایند. بعد اکسیژن مایع را تبخیر نموده و درمخازن  گاز انبار میکنند وبالاخره گاز را بوسیله کمپرسورها متراکم ساخته و تصفیه مجدد صورت می گیرد و نتیجتا در کپسولهای فولادی پر می کنند.

گاز استیلن:                                                                                                                                   یکی دیگر از گازهای مورد استفاده در جوشکاری باید یک گاز سوختنی باشد گاز سوختنی باید دارای خواص زیر باشد.

1-در موقع سوختن حرارت زیادی تولید نماید (ارزش حرارتی آن بالا باشد).

2-                       با اکسیژن به سرعت ترکیب شود وبسوزد.

3-                      هنگام سوختن از ترکیب شدن اکسین با فلز ذوب شده (باصطلاح علمی اکسیده شدن فلز) جلوگیری نماید.

4-                      پس از سوختن پس مانده ای از خود باقی نگذارد.

5-                       تهیه آن حتی الامکان ساده وارزان باشد.

چون گاز استیلن همه خواص ذکر شده را دارا می باشد بنابراین بهترین گاز سوختنی برای جوشکاری محسوب می گردد.جهت تهیه آن از کلسیم کاربید استفاده می کنند . 

روش تهیه گاز استیلن از کلسیم کاربید :

     اکسید دو کربن + کاربید کلسیم  →   زغال کک + آهک پخته

CaO + 3C  →  C2 Ca + CO                                                                                             

                                                                              گاز استیلن +  رسوب آهک   →  آب +  کلسیم کاربید                                                                           

Ca (OH)2 + C2H2                                                                      →  O 2 H 2 + a C2 C                                                                                                                                                       

یک کیلو کاربید 250تا 300 لیتر گاز استیلن تولید می کند.

برای تهیه استیلن یا از ژنراتورهای کوچک استفاده می کنند ویا توسط ژنراتورهای بزرگ استیلن تولید نموده  و در کپسولهای فولادی پر کرده و به مصرف می رسانند .

توصیه های ایمنی لازم جهت حمل و نقل کپسولهای استیلن:

الف- کپسولهای استیلن با احتیاط کامل حمل ونقل شود زیا کوچکترین ضربه و بی احتیاطی به کپسول موجب انفجار آن می شود.

ب- کپسولها را در مجاورت کوره و یا در مقابل اشعه مستقیم آفتاب قرار ندهید.

ج- کپسولها را در حالت عادی بیش از 20 درجه نباید خم کرد . و تحت هیچ شرایطی کپسول پر شده استیلن را نبایستی به حالت افقی خوابانید.

د- در صورت داغ شدن کپسول در حین جوشکاری بلافاصله جوشکاری را قطع نموده و اقدامات ایمنی لازم جهت خنک کردن کپسول را بایستی بکار گرفت.

دستگاه جوشکاری اکسی استیلن :

مهمترین وسیله ای که در جوشکاری اکسی استیلن مورد استفا ده قرار می گیرد دستگاه جوشکاری است .     این دستگاه متشکل از دو کپسول گاز اکسیژن  و استیلن و یا یک گاز سوختنی دیگر می باشد به هر یک  از کپسولها یک وسیله تبدیل فشار یا مانیمتر اتصال می گردد که این وسیله تبدیل فشارها ‘ دارای دو فشار سنج می باشد‘  یکی برای نشان دادن  مقدار گاز داخل کپسول ها و دیگری برای تنظیم  فشار گاز ‘ دو فشار سنج مزبور بوسیله دو شیلنگ گاز جداگانه  به مشعل هدایت میشوند و درنهایت شعله جوشکاری را ایجاد نموده     و جوشکاری انجام می گیرد.

رگولاتورها و یا مانیمتر ( وسیله تبدیل فشار ):

 چون فشار داخل کپسولهای اکسیژن و استیلن زیاد است و نمی توان مستقیما از آنها استفاده کرد لذا در مسیر آنها رگولاتور قرار میدهند تا فشارآنها را تقلیل داده و تبدیل به فسار کمتری که فشارکار نامیده می شود بنماید.

وسیله تبدیل فشار سه وظیفه مهم دیگر را نیز بعهده دارد.

اولا فشار گاز داخل سیلندر را مشخص می کند ‘ ثانیا فشار قوی را به فشارکمتر که برای کار مناسب باشد

تقلیل می دهد یعنی فشار kg/cm2 150 در کپسول اکسیژن را به فشار حدودا kg/cm2  5 تبدیل می کند

در کپسولهای استیلن نیز فشار kg/cm2   15 را به فشار 3/0 تا 5/0 تبدیل میکند . ثالثا در تمام مدت کار

فشار را ثابت نگه می دارد .

 سر پیک ( مشعل جوشکاری ):

  برای تشکیل شعله های مختلف جهت جوشکاری فلزات و آلیاژهای آنها و نیز با توجه به ضخامت های مختلف آنها باید مشعل بطور صحیح و متناسب با قطعه کار انتخاب شود. امروزه مشعل های ساخته شده دارای مشخصاتی هستند که این مشخصات روی مشعل ها نوشته شده است.

مشخصات مزبور شامل مقدار مصرف گاز در ساعت ‘ ضخامت قطعات مورد نظر و نیز فشارهای لازم

برای اکسیژن و استیلن که توسط رگولاتور می بایستی تنظیم گردد .

قسمتهای مختلف مشعل جوشکاری:

هر مشعل از قسمتهای مختلف تشکیل شده که

شامل لوله های هدایت گازهای استیلن واکسیژن

و انژکتور و محفظه اختلاط و پستانک میباشد.

1- انژکتور           2- مفظه اختلاط

3- مهره              4- لوله های گاز

5- پستانک                                                                                                                    

مشعل جوشکاری:

 گازهای اکسیزن و استیلن بوسیله شیلنگ ها به مشعل هدایت می شوند که مقادیر مصرف هر یک از آنها بوسیله یک شیر کنترل می شوند. گاز اکسیزن از وسط انزکتور و گاز استیلن  از اطراف انژکتور خارج   شده و در محفظه اختلاط با یکدیگر ترکیب شده سپس از پستانک مشعل خارج می گردد.

1- دسته مشعل                2-  شیر اکسیزن            3- شیر استیلن                4-  لوله هدایت استیلن

5- لوله هدایت اکسیژن      6- قسمت خروجی گاز که به پستانک معروف است   7-  محفظه اختلاط

تنظیم شعله :

گاز اکسیزن و استیلن بر حسب خروج گاز مخلوط به سه طریق امکانپذیر است .

الف : ممکن است استیلن اضافی باشد                              ب : مخلوط دو گاز بطور مساوی خارج شود                             ج : اکسیژن بیشتر از استیلن باشد

  از سه طریق  مذکور اختلاط گاز پس از روشن شدن شعله  در نوک مشعل قابل تشخیص است  و حرارت ایجاده شده  حاصل از اشتعال هم  بستگی به نوع مخلوط گاز دارد.  حرارت کمتر در هسته مخروطی  بیانگر کربن اضافی در مخلوط (استیلن در مخلوط اضافی است ) و بالاترین درجه حرارت در هسته مخروطی نشان دهنده اکسیزن اضافی در مخلوط است.

روشن کردن مشعل :

 برای روشن کردن مشعل نخست شیر استیلن روی مشعل را باز کرده و گاز استیلن را که از نوک مشعل بیرون می آید را روشن کنید .  شعله  اکسیزن لازم وکافی را جهت  سوزاندن  بخشی از استیلن  از هوای  اطراف مشعل دریافت می کند و نهایتا  مشعل روشن می شود.

شیر سوزنی را باید تا زمانی باز نمود که انتهای شعله از مشعل قطع شود وسپس با بستن شیر شعله را به نوک مشعل متصل نمایید . این طریق روشی است جهت تشخیص و تخمین مقدار جریان استیلن صحیح از

نوک مشعل ‘ از مشخصات اصلی این شعله فراوانی کربن آزاد شده در هواست.

در مواقعی از این شعله جهت اندود کردن (کربنی کردن )  روی قالبهای ریخته گری استفاده می شود .

زیرا کربن نقش عایق بین فلز قالب و فلز ریخته شده را بازی می کند .

انواع شعله :

 عموما  سه نوع شعله  وجود دارد :

الف : شعله احیاء                               ب : شعله خنثی                                        ج : شعله اکسید کننده

شعله احیاء:

شعله ای است که دارای استیلن اضافی باشد.

  در این شعله قسمت احتراق شعله به جای دو قسمت با سه بخش مشخص شده است . بخش دوم را که احتراق اضافی  نامیده می شود.  با تنظیم  نمودن مقدار استیلن توسط شیر سوزنی  بر هسته سفید رنگ مخروطی می توان منطبق نمود . بلندی شعله وسط معمولا با مقایسه هسته مخروطی توسط چشم اندازه گیری می شود.

شعله احیاء وسط 2 x   طول دارد یعنی تقریبا 2 برابر طول هسته مخروطی

شعله احیاء همه کربن  موجود را بطور کامل مصرف  نمی کند .  بنابراین حرارت سوخت آن پا ئین  بوده  و کربن های  اضافی را وارد فلز می نماید .  این عمل ( وارد شدن کربن در فلز )  با جوششی  که در حوضچه

مذاب ظاهر می گردد مشخص می شود . بعد از آن گرده جوش که دارای کربن اضافی است  منجمد شده   و

سطح جوش محدبی حاصل می گردد. به سبب تزریق  کربن اضافی به حوضچه مذاب ‘   گرده  جوش  بسیار سخت و شکننده می شود.شعله احیاء به سبب دارا بودن  کربن اضافی برای  جوشکاری  فولادهای  پر کربن

ایده آل  است. به هر حال در هنگام جوشکاری  فولادهای پر کربن ‘ کربن اضافی شرایط ایده آلی  را بوجود

می آورد.

شعله خنثی :

 با تنظیم دقیق تر توسط شیر سوزنی مشعل می توان شعله وسطی را بر روی هسته مخروطی منطبق نمود با این عمل بهتر است اکسیژن افزایش داده شود تا گاز استیلن به اندازه حداقل جریان داشته باشد افزایش اکسیژن موجب می گردد که شعله وسطی خود را به عقب کشیده و بر هسته مخروطی منطبق  شود. منطبق شدن شعله

وسطی با هسته مخروطی ‘  بیانگر مساوی بودن نسبت  اکسیژن با استیلن است .  در نتیجه شعله خنثی حاصل می گردد. این شعله خنثی که دارای دو قسمت است می بایست هسته مخروطی متقارنی داشته باشد و معمولا صدای  هیس می دهد. این نوع شعله بیشترین کاربرد را هم در جوشکاری وهم در برشکاری دارد .                  در نوع مزبور شعله اثرات کمتری روی فلز مبنا و خط جوش می گذارد و معمولا گرده جوش ظریفی حاصل شده و در نتیجه خواص جوش حاصله با فلزمبنا تقریبا یکسان خواهد بود. حرارت هسته مخروطی شعله خنثی

برای جوشکاری اغلب فلزات کافی است و قسمت دوم احتراق حفاظ بسیار مناسبی برای فلزات آهنی است .

شعله اکسید کننده :

  با افزایش  اکسیژن  توسط شیر سوزنی روی مشعل ‘ طول هسته مخروطی تقریبا به اندازه  2/0 هسته مخروطی اصلی کاهش طول پیدا می کند . هسته مخروطی شکل تقارنی خود را از دست داده و شعله با   غرش بلندی ایجاد می شود‘ بدین طریق شعله اکسید کننده بوجود می آید .این شعله پرحرارت ترین شعله

است که می توان توسط اکسیژن و گاز سوختنی تولید نمود.  شعله اکسید کننده ‘ اکسیژن اضافی را داخل

حوضچه مذاب تزریق می کند  و موجب اکسیده شدن و یا سریع سوختن  قطعه  کار می گردد.  از علائم مشخصه این شعله  پرتاب شدن  جرقه های براق  و روشن از حوضچه مذاب می باشد.  اکسیژن اضافی

گرده جوش کف آلود  و کثیفی  نیز بوجود می آورد .  به هر حال در جوشکاری برخی از فلزات از قبیل مس و روی و بعضی از فلزات  آهنی مانند فولاد منگنزدار و چدن استفاده از شعله اکسید کننده مفید می باشد.

حرارت شعله :

 گازهای اکسیژن  و استیلن بعد از خروج از مشعل مشتعل شده و تولید حرارتهای مختلف می کند و بطور کلی حرارت شعله را می توان به سه بخش تقسیم کرد .

الف : هسته آبی مخروطی ‘ که در این قسمت نوع شعله مشخص می گردد.

 ب :  ناحیه ای که باعث ذوب فلزات می شود.

 ج :  قسمت هاله زرد رنگ اطراف شعله

I : هسته مخروطی               II : ناحیه ذوب و جوش فلزات               III  : هاله زرد رنگ

نکات مهمی که در هنگام جوشکاری با گاز بایستی در نظر گرفت :

الف: آماده کردن قطعه کار   ب : انتخاب صحیح مشعل  ج : تنظیم صحیح رگولاتور  د: تنظیم صحیح شعله

ح : سرعت مناسب دست در جوشکاری   خ : هماهنگی ذوب فلز و مفتول جوش     ز: زاویه صحیح مشعل                 

 زاویه مشعل : زاویه مشعل نسبت به قطعه کار با ضخامت قطعه کار متناسب است یعنی هر چه ضخامت فلز مورد جوشکاری کمتر باشد زاویه مشعل نیز کمتر خواهد بود و هرچه فلز ضخیم تر باشد زاویه بیشتر خواهد بود.

روشهای جوشکاری با گاز اکسی استیلن :

اصولا جوشکاری به دو روش انجام می گیرد : روش پیشدستی و روش پسدستی

اگر هنگام جوشکاری حرارت مشعل را روی مهره های جوش متمرکز نمائید جوشکاری پیشدستی نامیده

می شود و چنانچه حرارت نوک شعله بر خلاف مهره های  جوش  باشد جوشکاری  را پسدستی می نامند.

جوشکارییشدستی :

معمولا روش پیشدستی را برای جوشکاری قطعات نازک بکار می برن (کمتر از 3 میلیمتر )

در این روش نوک مشعل را در جهتی که جوشکاری انجام خواهد شد می گیرند و بدین طریق حرارت زیاد به قطعه کار نمی رسد.  نوک مشعل تحت زاویه  45  درجه نسبت به قطعه کار گرفته می شود و در نتیجه قسمتی از حرارت شعله منحرف شده و بجای جذب شدن به قطعه کار وارد فضای اطراف می شود و بدین طریق جوشکاری ورقهای  نازک میسر می شود و نمای مهره جوش حاصله بصورت موجی خواهد بود.

جوشکاری پسدستی :

برای جوشکاری قطعات ضخیم از روش پسدستی استفاده می کنند

(بیش از 3 میلیمتر ) اساسا در این روش نوک شعله متوجه جهتی                                                          می گردد که خلاف جهت جوش است و تقریبا همه حرارت مشعل

متمرکز در محل مورد جوشکاری می شود . به همین خاطر است

که قطعات ضخیم با این روش با موفقیت انجام می شود.                  

نظرات شما عزیزان:

نام :

آدرس ایمیل:

وب سایت/بلاگ :

متن پیام:

نظر خصوصی

 کد را وارد نمایید:

 

 

 

عکس شما

آپلود عکس دلخواه: