جوشکاری قوس الکتریکی با گاز تنگستن دستی ورق های فولادی ضد زنگ

 

【چکیده】 جوشکاری با گاز بی اثر تنگستن یک روش جوشکاری بسیار مهم در تولید صنعتی مدرن است. این مقاله تنش استخر جوشکاری ورق فولادی ضد زنگ و تغییر شکل جوش صفحه نازک را تجزیه و تحلیل می‌کند و ملزومات فرآیند جوشکاری و کاربرد عملی جوشکاری گاز خنثی تنگستن دستی صفحات نازک فولاد ضد زنگ را معرفی می‌کند.

مقدمه

با توسعه مداوم صنعت ساخت مدرن، صفحات نازک فولاد ضد زنگ به طور گسترده ای در صنایع دفاع، هوانوردی، صنایع شیمیایی، الکترونیک و سایر صنایع استفاده می شود و جوشکاری صفحات نازک فولاد ضد زنگ 1-3 میلی متر نیز در حال افزایش است. بنابراین، تسلط بر الزامات فرآیند جوشکاری صفحه نازک فولاد ضد زنگ بسیار ضروری است.

جوشکاری گاز بی اثر تنگستن (TIG) از قوس پالسی استفاده می کند که دارای ویژگی های ورودی گرمای کم، گرمای متمرکز، ناحیه تحت تاثیر حرارت کوچک، تغییر شکل جوش کوچک، ورودی گرمای یکنواخت و کنترل بهتر انرژی خط است. جریان هوای محافظ در حین جوشکاری اثر خنک کننده دارد که می تواند دمای سطح حوضچه مذاب را کاهش داده و کشش سطحی حوضچه مذاب را افزایش دهد. کارکرد TIG آسان است، مشاهده وضعیت حوضچه مذاب، جوش های متراکم، خواص مکانیکی خوب، و شکل دهی زیبا به سطح آسان است. در حال حاضر TIG به طور گسترده در صنایع مختلف به ویژه در جوشکاری صفحات نازک فولاد ضد زنگ استفاده می شود.

1. ملزومات فنی جوشکاری با گاز بی اثر تنگستن

1.1 انتخاب دستگاه جوشکاری گاز بی اثر تنگستن و قطبیت قدرت

TIG را می توان به پالس های DC و AC تقسیم کرد. DC pulse TIG عمدتا برای جوشکاری فولاد، فولاد نرم، فولاد مقاوم در برابر حرارت و غیره استفاده می شود و پالس AC TIG عمدتا برای جوشکاری فلزات سبک مانند آلومینیوم، منیزیم، مس و آلیاژهای آن استفاده می شود. هر دو پالس AC و DC از منبع تغذیه مشخصه افت شدید استفاده می کنند. جوشکاری TIG صفحات نازک فولاد ضد زنگ معمولاً از اتصال DC مثبت استفاده می کند.

1.2 الزامات فنی جوشکاری دستی با گاز بی اثر تنگستن

1.2.1 شروع قوس

راه اندازی قوس به دو صورت راه اندازی قوس بدون تماس و اتصال کوتاه تماسی می باشد. اولی هیچ تماسی بین الکترود و قطعه کار ندارد، که برای هر دو جوش DC و AC مناسب است، در حالی که دومی فقط برای جوشکاری DC مناسب است. اگر از روش اتصال کوتاه برای شروع قوس استفاده شود، قوس نباید مستقیماً روی جوش راه اندازی شود، زیرا ایجاد گیره تنگستن یا چسبندگی با قطعه کار آسان است، قوس نمی تواند بلافاصله پایدار باشد و قوس به راحتی انجام می شود. برای شکستن مطالب اصلی بنابراین باید از صفحه شروع قوس الکتریکی استفاده شود. یک صفحه مسی باید در کنار نقطه شروع قوس قرار گیرد. ابتدا باید قوس روی آن شروع شود و سپس سر الکترود تنگستن قبل از انتقال به قسمتی که قرار است جوش داده شود تا دمای خاصی گرم شود. در تولید واقعی، TIG اغلب از یک استارت قوس برای شروع قوس استفاده می کند. تحت تأثیر جریان فرکانس بالا یا جریان پالس ولتاژ بالا، گاز آرگون یونیزه می شود و قوس شروع می شود.

1.2.2 جوشکاری موقعیت

در طول جوشکاری موقعیتی، سیم جوش باید نازکتر از سیم جوش معمولی باشد. از آنجایی که در حین جوشکاری نقطه ای دما پایین است و خنک شدن سریع است، قوس برای مدت طولانی باقی می ماند، بنابراین به راحتی می سوزد. هنگام انجام جوشکاری با موقعیت ثابت نقطه ای، سیم جوش باید در قسمت جوش نقطه ای قرار گیرد و قوس پس از پایداری به سیم جوش منتقل شود. پس از ذوب شدن سیم جوش و فیوز شدن با مواد اصلی در دو طرف، قوس به سرعت متوقف می شود.

تجهیزات جوش شینفا دارای ویژگی های کیفیت بالا و قیمت پایین می باشد. برای جزئیات لطفاً به آدرس زیر مراجعه کنید:Welding & Cutting Manufacturers - China Welding & Cutting Factory & Suppliers (xinfatools.com)

1.2.3 جوشکاری معمولی

هنگامی که از TIG معمولی برای جوشکاری ورق فولاد ضد زنگ استفاده می شود، جریان به عنوان مقدار کمی در نظر گرفته می شود. با این حال، زمانی که جریان کمتر از 20A باشد، رانش قوس به راحتی رخ می دهد و دمای نقطه کاتد بسیار بالا است، که باعث گرم شدن و سوختن در ناحیه جوشکاری و بدتر شدن شرایط انتشار الکترون می شود و باعث می شود نقطه کاتد به طور مداوم پرش کند. ، حفظ جوشکاری معمولی را دشوار می کند. هنگامی که از پالس TIG استفاده می شود، جریان اوج می تواند قوس را پایدار کند و جهت دهی خوبی داشته باشد، ذوب شدن ماده اصلی و تشکیل آن را آسان می کند و به طور چرخه ای متناوب برای اطمینان از پیشرفت صاف فرآیند جوشکاری، به طوری که یک جوش به دست می آید. با عملکرد خوب، ظاهر زیبا و استخرهای مذاب روی هم قرار گرفته اند.

2. تجزیه و تحلیل جوش پذیری ورق فولاد ضد زنگ

خواص فیزیکی و شکل صفحه ورق فولاد ضد زنگ مستقیماً بر کیفیت جوش تأثیر می گذارد. ورق فولادی ضد زنگ دارای هدایت حرارتی کوچک و ضریب انبساط خطی بزرگ است. هنگامی که دمای جوش به سرعت تغییر می کند، تنش حرارتی ایجاد شده زیاد است و سوزاندن، زیر برش و تغییر شکل موج آسان است. جوشکاری ورق فولاد ضد زنگ بیشتر از جوش لب به لب تخت استفاده می کند. حوضچه مذاب عمدتاً تحت تأثیر نیروی قوس، گرانش فلز حوض مذاب و کشش سطحی فلز حوض مذاب قرار می گیرد. هنگامی که حجم، جرم و عرض مذاب فلز حوض مذاب ثابت است، عمق حوضچه مذاب به اندازه قوس بستگی دارد. عمق مذاب و نیروی قوس به جریان جوشکاری مربوط می شود و عرض مذاب با ولتاژ قوس تعیین می شود.

هرچه حجم حوضچه مذاب بزرگتر باشد، کشش سطحی بیشتر است. هنگامی که کشش سطحی نتواند نیروی قوس و گرانش فلز حوض مذاب را متعادل کند، باعث سوختن حوضچه مذاب می شود. علاوه بر این، جوش در طول فرآیند جوشکاری به صورت موضعی گرم و سرد می شود و باعث ایجاد تنش و کرنش ناهموار می شود. هنگامی که کوتاه شدن طولی جوش باعث ایجاد تنش در لبه صفحه نازک می شود که از مقدار معینی فراتر می رود، تغییر شکل موج جدی تری ایجاد می کند که بر کیفیت ظاهر قطعه کار تأثیر می گذارد. تحت روش جوشکاری و پارامترهای فرآیند مشابه، استفاده از الکترودهای تنگستن با اشکال مختلف برای کاهش گرمای ورودی در اتصال جوشکاری می‌تواند مشکلاتی مانند سوختگی جوش و تغییر شکل قطعه کار را حل کند.

3. کاربرد جوشکاری گاز بی اثر تنگستن دستی در جوشکاری ورق فولادی ضد زنگ

3.1 اصل جوشکاری

جوشکاری گاز بی اثر تنگستن یک جوش قوس باز با قوس پایدار و حرارت متمرکز است. تحت حفاظت گاز بی اثر (آرگون)، حوضچه جوش خالص است و کیفیت جوش خوب است. با این حال، هنگام جوشکاری فولاد ضد زنگ، به ویژه فولاد ضد زنگ آستنیتی، پشت جوش نیز باید محافظت شود، در غیر این صورت باعث اکسیداسیون جدی می شود و بر شکل گیری جوش و عملکرد جوش تأثیر می گذارد.

3.2 ویژگی های جوش

جوشکاری ورق فولادی ضد زنگ دارای ویژگی های زیر است:

1) هدایت حرارتی ورق فولادی ضد زنگ ضعیف است و به راحتی می توان مستقیماً سوزانده شود.

2) در حین جوشکاری نیازی به سیم جوش نیست و ماده اصلی مستقیماً ذوب می شود.

بنابراین کیفیت جوش ورق فولادی زنگ نزن با عواملی مانند اپراتورها، تجهیزات، مواد، روش های ساخت، محیط خارجی در حین جوشکاری و تشخیص ارتباط تنگاتنگی دارد.

در فرآیند جوشکاری ورق استنلس استیل، نیازی به مواد جوشکاری نیست، اما مواد زیر باید نسبتاً زیاد باشند: اول، خلوص، سرعت جریان و زمان جریان آرگون گاز آرگون، و دوم، الکترود تنگستن.

1) آرگون

آرگون یک گاز بی اثر است و به راحتی با سایر مواد و گازهای فلزی واکنش نمی دهد. از آنجایی که جریان گاز آن اثر خنک کنندگی دارد، ناحیه متاثر از حرارت جوش کوچک است و تغییر شکل جوش کوچک است. این ایده آل ترین گاز محافظ برای جوشکاری قوسی با گاز بی اثر تنگستن است. خلوص آرگون باید بیشتر از 99.99٪ باشد. آرگون عمدتاً برای محافظت مؤثر از حوضچه مذاب، جلوگیری از فرسایش هوای حوضچه مذاب و ایجاد اکسیداسیون در حین جوشکاری استفاده می شود و به طور موثر ناحیه جوش را از هوا جدا می کند، به طوری که ناحیه جوش محافظت می شود و عملکرد جوش بهبود می یابد.

2) الکترود تنگستن

سطح الکترود تنگستن باید صاف باشد، انتهای آن باید تیز شود، و تمرکز خوب است. به این ترتیب، قوس با فرکانس بالا خوب است، ثبات قوس خوب است، عمق ذوب عمیق است، حوضچه مذاب می تواند پایدار بماند، جوش به خوبی شکل می گیرد و کیفیت جوش خوب است. اگر سطح الکترود تنگستن سوخته باشد یا نقص هایی مانند آلاینده ها، ترک ها، سوراخ های انقباض و غیره بر روی سطح وجود داشته باشد، قوس فرکانس بالا در حین جوشکاری به سختی شروع می شود، قوس ناپایدار است، قوس دارای رانش است، حوضچه مذاب پراکنده است، سطح منبسط شده است، عمق ذوب کم است، جوش ضعیف است و کیفیت جوش ضعیف است.

4. نتیجه گیری

1) جوشکاری قوس گازی بی اثر تنگستن دارای ثبات خوبی است و اشکال مختلف الکترود تنگستن تأثیر زیادی بر کیفیت جوش صفحات نازک فولاد ضد زنگ دارد.

2) جوشکاری الکترود بی اثر تنگستن با انتهای مخروطی سطح صاف می تواند سرعت شکل دهی دو طرفه جوشکاری یک طرفه را بهبود بخشد، ناحیه تحت تاثیر حرارت جوشکاری را کاهش دهد، جوش را زیبا کند و خواص مکانیکی جامع خوبی داشته باشد.

3) استفاده از روش صحیح جوشکاری می تواند به طور موثر از عیوب جوش جلوگیری کند.