دلیل شکل گیری ضعیف جوش چیست؟

علاوه بر عوامل فرآیند، سایر عوامل فرآیند جوشکاری مانند اندازه شیار و اندازه شکاف، زاویه شیب الکترود و قطعه کار و موقعیت مکانی اتصال نیز می‌توانند بر شکل‌گیری جوش و اندازه جوش تأثیر بگذارند.

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. تاثیر جریان جوشکاری بر تشکیل درز جوش

تحت شرایط خاص دیگر، با افزایش جریان جوشکاری قوس الکتریکی، عمق نفوذ و ارتفاع باقیمانده جوش افزایش می یابد و عرض نفوذ کمی افزایش می یابد.دلایل به شرح زیر است:

با افزایش جریان جوشکاری قوس الکتریکی، نیروی قوس وارد بر جوش افزایش می یابد، گرمای ورودی قوس به جوش افزایش می یابد و موقعیت منبع حرارت به سمت پایین حرکت می کند، که منجر به هدایت گرما به سمت عمق حوضچه مذاب می شود و افزایش می یابد. عمق نفوذعمق نفوذ تقریباً متناسب با جریان جوش است، یعنی عمق نفوذ جوش H تقریباً برابر با Km×I است.

2) سرعت ذوب هسته جوش قوس الکتریکی یا سیم جوش متناسب با جریان جوش است.با افزایش جریان جوشکاری جوش قوس الکتریکی، سرعت ذوب سیم جوش افزایش می یابد و مقدار سیم جوش ذوب شده تقریباً متناسب افزایش می یابد، در حالی که عرض ذوب کمتر افزایش می یابد، بنابراین تقویت جوش افزایش می یابد.

3) پس از افزایش جریان جوش، قطر ستون قوس افزایش می یابد، اما عمق قوس نفوذی به قطعه کار افزایش می یابد و دامنه حرکت نقطه قوس محدود می شود، بنابراین افزایش عرض ذوب کم است.

در حین جوشکاری قوس محافظ گاز، جریان جوش افزایش می یابد و عمق نفوذ جوش افزایش می یابد.اگر جریان جوش خیلی زیاد باشد و چگالی جریان خیلی زیاد باشد، احتمال نفوذ انگشت مانندی وجود دارد، به خصوص هنگام جوشکاری آلومینیوم.

2. تأثیر ولتاژ قوس بر تشکیل درز جوش

هنگامی که شرایط دیگر مشخص باشد، افزایش ولتاژ قوس، قدرت قوس را بر این اساس افزایش می دهد و گرمای ورودی به جوش افزایش می یابد.با این حال، افزایش ولتاژ قوس با افزایش طول قوس به دست می آید.افزایش طول قوس باعث افزایش شعاع منبع حرارت قوس، افزایش اتلاف حرارت قوس و کاهش چگالی انرژی جوش ورودی می شود.بنابراین عمق نفوذ کمی کاهش می یابد در حالی که عمق نفوذ افزایش می یابد.در عین حال، از آنجایی که جریان جوش بدون تغییر باقی می‌ماند، مقدار ذوب سیم جوش اساساً بدون تغییر باقی می‌ماند و باعث کاهش تقویت‌کننده جوش می‌شود.

روش‌های مختلف جوشکاری قوس الکتریکی برای به دست آوردن شکل‌گیری مناسب درز جوشکاری، یعنی حفظ ضریب تشکیل درز جوش مناسب φ، و افزایش مناسب ولتاژ قوس الکتریکی در حین افزایش جریان جوشکاری، استفاده می‌شود.لازم است که ولتاژ قوس و جریان جوش رابطه تطبیق مناسبی داشته باشند..این بیشتر در جوشکاری قوس فلزی رایج است.

3. تاثیر سرعت جوش بر تشکیل جوش

تحت شرایط خاص دیگر، افزایش سرعت جوشکاری منجر به کاهش گرمای ورودی جوشکاری می‌شود، بنابراین هم عرض جوش و هم عمق نفوذ کاهش می‌یابد.از آنجایی که میزان رسوب فلز سیم در واحد طول جوش با سرعت جوش نسبت معکوس دارد، تقویت جوش نیز کاهش می یابد.

سرعت جوشکاری شاخص مهمی برای ارزیابی بهره وری جوش است.به منظور بهبود بهره وری جوشکاری، سرعت جوشکاری باید افزایش یابد.با این حال، به منظور اطمینان از اندازه جوش مورد نیاز در طراحی سازه، جریان جوش و ولتاژ قوس باید به طور متناظر با افزایش سرعت جوشکاری افزایش یابد.این سه کمیت به هم مرتبط هستند.ضمناً باید در نظر داشت که هنگام افزایش جریان جوشکاری، ولتاژ قوس و سرعت جوشکاری (یعنی با استفاده از جوشکاری با قدرت بالا و جوشکاری با سرعت بالا)، ممکن است در هنگام تشکیل مذاب، عیوب جوشکاری رخ دهد. استخر و فرآیند انجماد حوضچه مذاب، مانند نیش.لبه ها، ترک ها و غیره، بنابراین محدودیتی برای افزایش سرعت جوش وجود دارد.

4. تأثیر نوع جریان جوشکاری و قطبیت و اندازه الکترود بر تشکیل جوش

1. نوع و قطبیت جریان جوش

انواع جریان جوش به دو دسته DC و AC تقسیم می شوند.در میان آنها، جوشکاری قوس DC با توجه به وجود یا عدم وجود پالس های جریان به DC ثابت و DC پالسی تقسیم می شود.با توجه به قطبیت، آن را به اتصال مستقیم DC (جوش به مثبت وصل می شود) و اتصال معکوس DC (جوش به منفی وصل می شود) تقسیم می شود.جوشکاری قوس الکتریکی AC با توجه به شکل موج های مختلف جریان به AC موج سینوسی و AC موج مربعی تقسیم می شود.نوع و قطبیت جریان جوش بر میزان گرمای ورودی توسط قوس به جوش تأثیر می گذارد و در نتیجه بر شکل گیری جوش تأثیر می گذارد.همچنین می تواند بر فرآیند انتقال قطرات و حذف لایه اکسید روی سطح فلز پایه تأثیر بگذارد.

هنگامی که از جوشکاری قوس تنگستن برای جوشکاری فولاد، تیتانیوم و سایر مواد فلزی استفاده می شود، عمق نفوذ جوش تشکیل شده در هنگام اتصال جریان مستقیم، کمترین میزان نفوذ در هنگام اتصال جریان مستقیم مستقیم است، و AC بین دواز آنجایی که بیشترین نفوذ جوش در طول اتصال جریان مستقیم و تلفات سوزاندن الکترود تنگستن کمترین است، اتصال جریان مستقیم باید هنگام جوشکاری فولاد، تیتانیوم و سایر مواد فلزی با جوشکاری آرگون الکترود تنگستن استفاده شود.هنگامی که در جوشکاری آرگون تنگستن از جوشکاری DC پالسی استفاده می شود، پارامترهای پالس را می توان تنظیم کرد، بنابراین اندازه تشکیل درز جوش را می توان در صورت نیاز کنترل کرد.هنگام جوشکاری آلومینیوم، منیزیم و آلیاژهای آنها با جوش قوس تنگستن، لازم است از اثر تمیز کنندگی کاتدی قوس برای تمیز کردن فیلم اکسید روی سطح ماده پایه استفاده شود.بهتر است از AC استفاده کنید.از آنجایی که پارامترهای شکل موج موج مربعی AC قابل تنظیم هستند، اثر جوشکاری بهتر است..

در طول جوشکاری قوس فلزی، عمق و عرض جوش در اتصال معکوس DC بزرگتر از اتصال جریان مستقیم است و عمق و عرض نفوذ در جوشکاری AC بین این دو است.بنابراین، در حین جوشکاری زیر آب، از اتصال معکوس DC برای به دست آوردن نفوذ بیشتر استفاده می شود.در حالی که در طول جوشکاری با سطح قوس غوطه‌ور، از اتصال رو به جلو DC برای کاهش نفوذ استفاده می‌شود.در حین جوشکاری قوس محافظ گاز، عمق نفوذ نه تنها در طول اتصال معکوس DC بیشتر است، بلکه فرآیندهای قوس جوش و انتقال قطرات پایدارتر از فرآیندهای اتصال جریان مستقیم و AC هستند، و همچنین دارای اثر تمیز کردن کاتد است، بنابراین به طور گسترده استفاده می شود، در حالی که اتصال DC و ارتباطات به طور کلی استفاده نمی شود.

2. تأثیر شکل نوک تنگستن، قطر سیم و طول گسترش

زاویه و شکل انتهای جلویی الکترود تنگستن تأثیر زیادی بر غلظت قوس و فشار قوس دارد و باید با توجه به اندازه جریان جوشکاری و ضخامت جوش انتخاب شود.به طور کلی، هرچه قوس متمرکزتر و فشار قوس بیشتر باشد، عمق نفوذ بیشتر و کاهش متناظر در عرض نفوذ بیشتر می‌شود.

در حین جوشکاری قوس فلزی گاز، زمانی که جریان جوش ثابت باشد، هرچه سیم جوش نازکتر باشد، گرمایش قوس بیشتر متمرکز می شود، عمق نفوذ افزایش می یابد و عرض نفوذ کاهش می یابد.با این حال، هنگام انتخاب قطر سیم جوش در پروژه های جوشکاری واقعی، اندازه فعلی و شکل حوضچه مذاب نیز باید در نظر گرفته شود تا از تشکیل جوش ضعیف جلوگیری شود.

هنگامی که طول سیم جوش در جوشکاری قوس فلزی گاز افزایش می یابد، گرمای مقاومت ایجاد شده توسط جریان جوش از طریق قسمت کشیده سیم جوش افزایش می یابد که سرعت ذوب سیم جوش را افزایش می دهد، بنابراین تقویت جوش افزایش می یابد و عمق نفوذ کاهش می یابد.از آنجایی که مقاومت سیم جوش فولادی نسبتاً زیاد است، تأثیر طول امتداد سیم جوش بر روی تشکیل درز جوشکاری در جوشکاری فولاد و سیم ریز آشکارتر است.مقاومت سیم جوش آلومینیوم نسبتاً کم است و تأثیر آن قابل توجه نیست.اگرچه افزایش طول امتداد سیم جوش می تواند ضریب ذوب سیم جوش را بهبود بخشد، اما با توجه به پایداری ذوب سیم جوش و تشکیل درز جوش، دامنه تغییرات قابل قبولی در طول امتداد سیم جوش وجود دارد. سیم جوشکاری.

5. تأثیر سایر عوامل فرآیند بر عوامل تشکیل درز جوش

علاوه بر عوامل فرآیند ذکر شده در بالا، سایر عوامل فرآیند جوشکاری مانند اندازه شیار و اندازه شکاف، زاویه شیب الکترود و قطعه کار و موقعیت مکانی اتصال نیز می توانند بر شکل گیری جوش و اندازه جوش تأثیر بگذارند.

1. شیارها و شکاف ها

هنگامی که از جوش قوس الکتریکی برای جوش دادن اتصالات لب به لب استفاده می شود، اینکه آیا باید شکاف را رزرو کرد، معمولاً اندازه شکاف و شکل شیار بر اساس ضخامت صفحه جوش داده شده تعیین می شود.هنگامی که شرایط دیگر ثابت باشد، هر چه اندازه شیار یا شکاف بزرگتر باشد، تقویت درز جوش داده شده کوچکتر می شود که معادل کاهش موقعیت درز جوش است و در این زمان نسبت همجوشی کاهش می یابد.بنابراین برای کنترل اندازه آرماتورها و تنظیم نسبت همجوشی می توان از شکاف ها یا شیارهای بازکننده استفاده کرد.در مقایسه با کج کردن بدون ایجاد شکاف، شرایط اتلاف حرارت این دو تا حدودی متفاوت است.به طور کلی، شرایط کریستالیزاسیون اریب مطلوب تر است.

2. زاویه میل الکترود (سیم جوش).

در حین جوشکاری قوس الکتریکی، با توجه به رابطه بین جهت شیب الکترود و جهت جوش، به دو نوع شیب الکترود به جلو و الکترود به سمت عقب تقسیم می شود.هنگامی که سیم جوش کج می شود، محور قوس نیز بر این اساس کج می شود.هنگامی که سیم جوش به جلو متمایل می شود، اثر نیروی قوس بر تخلیه رو به عقب فلز حوض مذاب ضعیف می شود، لایه فلزی مایع در پایین حوضچه مذاب ضخیم تر می شود، عمق نفوذ کاهش می یابد، عمق نفوذ قوس کاهش می یابد. به داخل جوش کاهش می یابد، محدوده حرکت نقطه قوس افزایش می یابد، و عرض مذاب افزایش می یابد، و ارتفاع کاهش می یابد.هرچه زاویه α جلو سیم جوش کوچکتر باشد، این اثر آشکارتر است.هنگامی که سیم جوش به عقب متمایل می شود، وضعیت برعکس است.هنگام استفاده از جوشکاری قوس الکتریکی، اغلب از روش شیب به عقب الکترود استفاده می شود و زاویه شیب α بین 65 تا 80 درجه است.

3. زاویه شیب جوش

شیب جوش اغلب در تولید واقعی مشاهده می شود و می توان آن را به جوشکاری شیبدار و جوشکاری پایین شیب تقسیم کرد.در این زمان، فلز حوضچه مذاب تحت تأثیر گرانش تمایل دارد تا در امتداد شیب به سمت پایین جریان یابد.در حین جوشکاری سربالایی، گرانش به فلز حوض مذاب کمک می کند تا به سمت عقب حوضچه مذاب حرکت کند، بنابراین عمق نفوذ زیاد، عرض مذاب باریک و ارتفاع باقی مانده زیاد است.هنگامی که زاویه شیب α 6 تا 12 درجه است، تقویت بیش از حد بزرگ است و زیر برش ها در هر دو طرف مستعد ایجاد می شوند.در حین جوشکاری پایین شیب، این اثر از تخلیه فلز در حوضچه مذاب به پشت حوض مذاب جلوگیری می کند.قوس نمی تواند فلز را در کف حوضچه مذاب عمیقا گرم کند.عمق نفوذ کاهش می یابد، محدوده حرکت نقطه قوس گسترش می یابد، عرض مذاب افزایش می یابد، و ارتفاع باقیمانده کاهش می یابد.اگر زاویه شیب جوش خیلی زیاد باشد، منجر به نفوذ ناکافی و سرریز فلز مایع در حوضچه مذاب می شود.

4. مواد و ضخامت جوش

نفوذ جوش به جریان جوشکاری و همچنین رسانایی حرارتی و ظرفیت حرارتی حجمی مواد مربوط می شود.هرچه رسانایی حرارتی ماده بهتر باشد و ظرفیت حرارتی حجمی بیشتر باشد، گرمای بیشتری برای ذوب واحد حجم فلز و افزایش همان دما مورد نیاز است.بنابراین در شرایط خاصی مانند جریان جوشکاری و سایر شرایط، عمق و عرض نفوذ فقط کاهش می یابد.هرچه چگالی ماده یا ویسکوزیته مایع بیشتر باشد، جابجایی فلز حوضچه مذاب مایع برای قوس دشوارتر است و عمق نفوذ کمتر می شود.ضخامت جوش بر هدایت گرما در داخل جوش تاثیر می گذارد.هنگامی که سایر شرایط یکسان باشد، ضخامت جوش افزایش می یابد، اتلاف حرارت افزایش می یابد و عرض نفوذ و عمق نفوذ کاهش می یابد.

5. شار، پوشش الکترود و گاز محافظ

ترکیبات مختلف پوشش شار یا الکترود منجر به افت ولتاژ قطبی متفاوت و شیب پتانسیل ستون قوس قوس می شود که به طور اجتناب ناپذیری بر شکل گیری جوش تأثیر می گذارد.هنگامی که چگالی شار کوچک است، اندازه ذرات بزرگ است، یا ارتفاع انباشتگی کوچک است، فشار اطراف قوس کم است، ستون قوس منبسط می‌شود و نقطه قوسی در محدوده بزرگی حرکت می‌کند، بنابراین عمق نفوذ کوچک است. عرض ذوب بزرگ است و ارتفاع باقیمانده کوچک است.هنگام جوشکاری قطعات ضخیم با جوش قوسی با قدرت بالا، استفاده از شار پوکه مانند می تواند فشار قوس را کاهش دهد، عمق نفوذ را کاهش دهد و عرض نفوذ را افزایش دهد.علاوه بر این، سرباره جوش باید دارای ویسکوزیته و دمای ذوب مناسب باشد.اگر ویسکوزیته خیلی زیاد باشد یا دمای ذوب بالا باشد، سرباره نفوذپذیری هوا ضعیفی خواهد داشت و به راحتی می توان حفره های فشار زیادی روی سطح جوش ایجاد کرد و تغییر شکل سطح جوش ضعیف خواهد بود.

ترکیب گاز محافظ (مانند Ar، He، N2، CO2) مورد استفاده در جوشکاری قوس الکتریکی متفاوت است و خواص فیزیکی آن مانند هدایت حرارتی متفاوت است که بر افت فشار قطبی قوس، گرادیان پتانسیل تاثیر می گذارد. ستون قوس، مقطع رسانای ستون قوس و نیروی جریان پلاسما.، توزیع ویژه جریان گرما و غیره که همگی بر شکل گیری جوش تاثیر می گذارند.

به طور خلاصه، عوامل زیادی وجود دارد که بر شکل گیری جوش تأثیر می گذارد.برای به دست آوردن جوش خوب، باید بر اساس مواد و ضخامت جوش، موقعیت مکانی جوش، فرم اتصال، شرایط کار، الزامات عملکرد اتصال و اندازه جوش و غیره انتخاب کنید. روش‌های جوشکاری مناسب و برای جوشکاری از شرایط جوش استفاده می شود و مهم ترین نکته نگرش جوشکار نسبت به جوشکاری است!در غیر این صورت، شکل گیری و عملکرد درز جوش ممکن است الزامات را برآورده نکند و حتی ممکن است عیوب جوشکاری مختلف رخ دهد.