تبلیغات
انجمن علمی مهندسی جوش دانشگاه علامه نایینی - جوش نقطه ای
انجمن علمی مهندسی جوش دانشگاه علامه نایینی
منوی اصلی
مطالب پیشین
موضوعات وبلاگ
پیوندهای روزانه
نویسندگان
نظرسنجی
امتیاز شما نسبت به این وبلاگ چطوریه؟








آمار وبلاگ
  • بازدید امروز :
  • بازدید دیروز :
  • بازدید این ماه :
  • بازدید ماه قبل :
  • کل بازدیدها :
  • آخرین بازدید :
  • آخرین به روز رسانی :
  • تعداد نویسندگان :
  • تعداد کل مطالب :
درباره

جستجو


وصیت شهدا
وصیت شهدا
آرشیو مطالب
صفحات مجزا
لوگوی دوستان
ابزار و قالب وبلاگ
کاربردی
فرج پرش ابزار پرش به بالا روز شمار
ابزار های نایت اسکین دیكشنری آپلود
آی پی
ابر برچسب ها
ارسال شده در پنجشنبه 30 آبان 1392 ساعت 03:56 ب.ظ توسط مهندس مصطفی بیرانوند
فرآیند جوش نقطه‌ای RESISTANCE SPOT WELDING:

جوش نقطه‌ای یكی از پركاربردترین نوع جوش مقاومتی می‌باشد كه در ایران خودرو نیز برای اتصال قسمت‌های مختلف بدنه اتومبیل به یكدیگر بیشتر از جوش نقطه‌ای استفاده می‌شود. این فرآیند برای اتصال ورق‌های لب روی هم، یا سیم به ورق و یا سیم بر روی سیم بكار برده می شود و در آن قطعه كار بین الكترودها تحت فشار قرار گرفته و جریان توسط تراسفورماتور و بازوها از الكترودها و سپس قطعه كار عبور می كند، این فرآیند كاربرد زیادی در صنایع لوازم خانگی و اتومبیل سازی دارد. در این جوش اتصال دو سطح توسط حرارت و فشار تواماً انجام می گیرد كه وقتی جریان الكتریكی از میان دو قطعه فلزی كه بهم چسبیده اند عبورمی كند، مقاومت زیاد موضعی موجب تولید گرمای فوق العاده زیادی می شود. در صورتی كه جریان كافی بكار رود، فلزات مورد استفاده ابتدا در حالت خمیری قرار گرفته و سپس ذوب می شوند. اگر هنگامی كه دو فلز در حالت خمیری یا مذاب قرار دارند به یكدیگر فشار داده شوند و تا كمی بعد از قطع جریان و خنك شدن در همان وضعیت باقی بمانند، دو قطعه در هم آمیخته شده و به صورت یك قطعه واحد در می آیند، كه در این حالت جوش بصورت دكمه یا دیسك هایی بین دو لایه ورق بوجود می آید كه با توجه به سرعت انجام این عمل، بسیاری از خواص فیزیكی آنها دست نخورده باقی خواهند ماند.

عوامل موثر بر جوش نقطه‌ای :

تولید گرما در یك تماس الكتریكی به سه فاكتور بستگی دارد كه با این فرمول نشان می‌دهیم Q = RTI2

I = شدت جریان بر حسب آمپر

R = مقاومت بر حسب اهم

T = زمان بر حسب ثانیه

Q = حرارت بر حسب ژول

فاكتورهای شدت جریان و زمان از طریق دستگاه جوش قابل كنترل هستند، اما مقاومت الكتریكی به عوامل مختلف بستگی دارد از جمله:

جنس و مقاومت قطعه كار

فشار بین الكترودها

اندازه و فرم و جنس الكترودها

چگونگی سطح كار (صافی و تمیزی آن)

كاربرد صحیح جوش نقطه ای به عملكرد مناسب و كنترل متغیرهای زیر بستگی دارد:

جریان (current)

فشار (pressure)

زمان (time)

مساحت نوك الكترود (contact area electrode)

تعادل حرارتی

">اثر جریان:


به دلیل توان دو، جریان الكتریكی بیشترین اثر را در ایجاد گرما دارد كه افزایش آن باعث افزایش جنبش مولكولی و افزایش مقاومت جوش می شود، ولی اگر جریان بیش از اندازه گردد حرارت در ناحیه جوش بسیار بالا رفته و ذوب فلز تا سطح آن گسترش می یابد و فضای خارج از الكترود ذوب شده و در نتیجه باعث پاشیدن فلز مذاب می گردد. پس در این جوش، به جریان كافی برای گرم كردن فلزات و رساندن آنها به حد خمیری نیاز است. مقدار جریان برای جوش را با توجه به ضخامت ورق و كلاس جوش می توان با استفاده از قسمت كنترل جریان كه بر روی دستگاه پیش بینی شده است، تنظیم كرد.

اثر حرارت:

مجموع حرارت تولید شده متناسب با زمان جوش است بالاجبار مقداری از حرارت به وسیله انتقال به فلز پایه الكترودها تلف خواهد شد، مقدار كمی از تلفات نیز به وسیله تشعشع است. طولانی شدن بیش از اندازه زمان جوش همان اثر شدت جریان بیش از اندازه را بر روی فلز اصلی و الكترودها می گذارد از این گذشته اثری كه در فلز پایه در ناحیه جوش به وجود می آید بیش از اندازه خواهد شد. كم بودن زمان جوش باعث می گردد ناحیه ذوب به دمای مناسب نرسد و در نتیجه عدسی جوش تشكیل نشده یا عدسی تشكیل شده در حد مطلوب نباشد

اثر فشار:

الف) فشار چكشی ب) فشار جوش


فشار جوش:


تأثیر مقاومت R در فرمول حرارت به صورت فشار جوشكاری نمایان می شود كه آن نیز متأثر از مقاومت سطح تماس بین قطعات كار است. قطعات كار در عملیات نقطه جوش، درز جوش و پرس جوش بایستی محكم به یكدیگر در محل جوش بچسبند تا جریان الكتریكی قادر باشد از آنها عبور كند. با افزایش فشار، مقاومت تماس و حرارت تولید شده در فصل مشترك كاهش می یابد. با كاهش حرارت در سطح، شدت جریان و زمان جوش بایستی افزایش یابد تا كاهش مقاومت جبران شود. با افزایش فشار، نسبت بین سطح تماس حقیقی به سطح تماس اسمی افزایش یافته و لذا مقاومت كم می گردد. كاهش فشار بیش از اندازه باعث می شود سطح تماس واقعی دو فلز كم شده و در نتیجه دانسیته جریان بالا رفته و حرارت بیش از اندازه تولید می گردد از سوی دیگر فشار مذاب بین دو قطعه باعث پرتاب شدن مذاب به خارج از ناحیه جوش شده و در جوش جرقه ایجاد می كند.

فشار چكشی:

فشاری است كه بعد از قطع جریان جوشكاری، قطعات مورد نظر به هم وارد می كنند.

سیكل جوشكاری:

در حین جوش نقطه ای چهار فاصله زمانی وجود دارد:

زمان فشار قبل از جوش: فاصله زمانی ما بین وارد آمدن نیرو تا بكار گرفتن جریان. این زمان برای اطمینان از اتصال كامل الكترودها به قطعه كار و كامل شدن نیروی الكترود قبل از برقراری جریان جوش است.

زمان جوش: زمانی كه جریان برای ایجاد یك جوش داخل قطعه برقرار می گردد

زمان نگه داشتن بعد از جوش: زمانی كه بعد از قطع جریان الكترودها هنوز بر روی قطعه كار قرار دارند. در خلال این زمان عدسی جوش جامد و سرد شده و مقاومت آن به حد كفایت می رسد.

زمان خاموش: فاصله زمانی بین آزاد شدن الكترودها پس از خنك شدن جوش و آغاز سیكل بعدی را می گویند.

برای اصلاح خواص مكانیكی و فیزیكی جوش می توان یكی یا بیش از یكی از حالت های زیر را در سیكل جوش ایجاد نمود.

نیروی پیش فشار برای قرار گرفتن الكترودها و قطعات كار با هم

عملیات پیش گرم برای كاهش دادن گرادیان دما در زمان شروع جوشكاری

زمان سرد كردن و عملیات حرارتی برای بدست آوردن خواص مقاومتی جوش آلیاژهای فولاد سخت شونده

عملیات پس گرم برای تنظیم كردن اندازه دانه جوش در فولادها

جریان آرام برای سرد شدن (به ویژه در آلیاژهای آلومینیم)

از نظر اقتصادی لازم است كه فاكتور زمان حتی المقدور كاهش یابد.

مساحت نوك الكترود:

اندازه جوش بوسیله مساحتی كه در تماس با نوك الكترودها است كنترل می شود و این مساحت را می توان متناسب با نیازهای هر كار و با استفاده از زوج الكترودهای گوناگون به دلخواه تغییر داد.

چگالی جریان فشار:

از حاصل تقسیم مقدار جریان عبوری بر سطح مقطع چگالی جریان الكتریكی بر حسب A/mm2 و از تقسیم مقدار نیرو به سطح مقطع چگالی نیرو بر حسب Kg/mm2 بدست می آید. چگالی جریان در واقع بیانگر دو پارامتر مقدار جریان و سطح الكترود در جوشكاری است. انتخاب مقدار مناسب چگالی جریان باعث افزایش راندمان جوش و كم كردن اتلاف انرژی می گردد. هنگامی كه چندین نقطه جوش ایجاد شد معمولاً سطح الكترود قارچی شده و باعث می گردد چگالی جریان الكتریكی از حد مجاز كمتر شده و جوش انجام نشود. برای رفع این نقیصه در سیستم های فرمان افزایش پله ای یا یكنواخت جریان مناسب با تعداد جوش پیش بینی می گردد و در مورد چگالی نیرو نیز با افزایش سطح مقطع الكترود چگالی كاهش پیدا كرده و باعث عدم اجرای جوش می گردد و برای رفع آن از رگولاتورهای تنظیم كننده فشار استفاده می شود.

خواص فیزیكی:

در این قسمت می خواهیم بدانیم خواص فیزیكی چگونه بر خواص جوش تأثیر می گذارد.

در اثر بالا بودن درجه حرارت موضع اتصال، حرارت، توسط عبور جریان الكتریكی و مقاومت الكتریكی بوجود می آید و یا به بیان دیگر مقاومت الكتریكی بزرگتر در زمان و شدت جریان معین، تولید حرارت بالاتری می كند و بر عكس.

مقاومت الكتریكی یك هادی بستگی مستقیم به طول و نسبت معكوس به سطح مقطع دارد. البته جنس هادی هم كه میزان ضریب مقاومت الكتریكی است خالی از اهمیت نیست، (R = pl/s) بنابراین خصوصیت جوشكاری نقطه ای با تغییر ضخامت ورق، تغییر مقطع تماس الكترود با قطعه و جنس قطعه تغییر می كند.

فاكتور فیزیكی مهم دیگر هدایت حرارتی قطعات مورد جوش می باشد كه با ضریب هدایت حرارتی مشخص می شود. جالب است بدانید كه فلزات با هدایت الكتریكی خوب دارای هدایت حرارتی خوب نیز می باشند، در نتیجه این فلزات یا آلیاژها به شدت جریان بالا و زمان عمل كوتاه نیاز دارند، چون حرارت به اطراف هدایت شده و اگر تمركز و شدت حرارت لازم در موضع اتصال نباشد، جوشی انجام نخواهد گرفت. در مورد فولادهای معمولی نیازی به شدت جریان بالا و زمان كوتاه نیست، ولی در فولادهای سختی پذیر، به علت جدایش رسوب كاربید، زمان جوشكاری باید كوتاه تنظیم شود.

خواص فیزیكی دیگر قطعه كار گرمای ویژه و ضریب انبساط حرارتی است كه گرمای ویژه برای محاسبه حرارت مورد نیاز برای ذوب موضع جوش و ضریب انبساط حرارتی از نظر تنش های باقی مانده، پیچیدگی و احتمال ایجاد تركیدگی مهم می باشند كه برای كاهش پیچیدگی لازم است كه عملیات حرارتی نهایی بعد از جوشكاری انجام شود با توجه به مطالبی كه گفته شد:

فولادهای معمولی (Mild steel) را بدون مشكل خاصی می توان جوش نقطه ای داد.

فولادهای سختی پذیر (Hardenable steel) ، به علت وجود سیستم آبگرد در اطراف الكترود محل جوش و اطراف آن سریع سرد شده و ترد و شكننده می شود و لازم است عملیات آنیل روی آن انجام شود.

فولادهای زنگ نزن (Stainless steel)، فولادهای فریتی و مارتنزیتی كمتر با این روش جوش داده می شوند اما فولادهای آستنیتی پایدار و ناپایدار را به راحتی می توان از طریق جوش مقاومتی اتصال داد. به ویژه اینكه هدایت حرارتی و الكتریكی كمتری نسبت به فولادهای معمولی دارند و باید سیكل جوش را در زمان كوتاه تر انجام داد. البته از نظر مقاومت خوردگی و اطراف آن مسایل مهمی وجود دارد.

فولادهای پوشش داده شده (steel with protective coation) فولادها به و روش های گوناگون پوشش داده می شوند كه اندود قلع، روی و یا رنگ از آن جمله اند. در مورد پوشش انواع رنگ كه اغلب هادی جریان الكتریكی نیستند باید حتماً محل جوش از رنگ تمیز شود، اما فولادهای گالوانیزه و پوشش قلع و غیره قابلیت جوشكاری مقاومتی را دارند، ولی به علت نقطه ذوب پایین این پوشش ها مقداری از آنها در محل و اطراف موضع جوش از بین می روند و از نظر عمل محافظت ضعیف می شوند و مقداری هم به الكترود می چسبد كه درنتیجه در مورد تمیزكردن نوك الكترودها در این مواقع دقت بیشتری لازم است. البته مخلوط شدن این مواد از قبیل قلع و روی به مذاب جوش سبب تردی جوش می شود كه در مواقعی كه نیاز به استحكام و انعطاف پذیری معینی باشد، باید سطوح تماس دو ورق را تمیز كرد. گاهی لازم است شرایط فشار و آمپر نیز تغییر كند.

فلزات غیر آهنی، آلیاژهای آلومینیوم، آلومینیوم ـ منیزم و آلومینیوم ـ منگنز قابل جوشكاری مقاومتی هستند، مشروط بر آنكه سطح اكسیدی محل جوش تمیز شده و ظرفیت دستگاه جوش به اندازه كافی باشد. آلیاژهای آلومینیوم ـ مس، برنز و برنج برای این نوع جوشكاری مناسب نیستند. مس به علت هدایت الكتریكی و حرارتی بالا به دستگاه با ظرفیت خیلی بالا و الكترودهای سطح سخت و یا تنگستن نیازمند است و معمولاً ورق های ضخامت بالاتر از mm 6/1 را با روش های دیگر جوشكاری اتصال می دهند.



موضوع : WELDING , 


جاوا اسكریپت