تکنیکال صنعت

جوشکاری GMAW

جوشکاری GMAW (MAG)

دی اکسید کربن از گازهای دیگری که در روش قوس الکتریکی استفاده می شوند، ارزانتر است. اولین گازی که در دستگاه های تمام اتوماتیک بکار رفت دی اکسید کربن بود. اکنون هم از این گاز در دستگاه های تمام اتوماتیک و نیمه اتوماتیک استفاده می شود. دی اکسید کربن خاصیت حفاظتی بسیار خوبی دارد و به طول قوس بسیار حساس است، در موقع استفاده از این گاز باید طول قوس را ثابت نگه داشت، بنابراین در دستگاه های تمام اتوماتیک و نیمه اتوماتیک که طول قوس باید ثابت نگه داشته شود استفاده از این گاز ایده آل است. درموقع استفاده از این گاز برای ثبات قوس و پیشگیری از ناجور شدن آن، از الکترودهای روپوش شده یا تنه کار استفاده می کنند. بیشترین گازی که در جوشکاری فولاد معمولی بکار می رود CO۲ است. بزرگترین مزیت این گاز همانطور که گفته شد ارزان قیمت بودن آن است(۱/۰ بهای آرگون) بر خلاف گازهای اتمی، دی اکسید کربن در محل قوس الکتریکی به اکسیژن و مونو اکسید کربن تجزیه می شود، هر چند گازهای مزبور بعد از خنک شدن به CO۲ تبدیل می شوند. در این حالت گازها و سایر مواد موجود قبل از جامد شدن جوش از آن خارج می شوند. جریان بیشتری که در موقع استفاده از CO۲ مصرف می شود (در حدود %۲۵) باعث تلاطم بیشتر حوضچه مذاب شده و در نتیجه حباب های گازهای موجود در داخل جوش به سطح فلز صعود کرده و قبل از انجماد از آن خارج می شوند، در نتیجه تخلخل جسم کمتر خواهد بود. چون درموقع جوشکاری مقداری مونو اکسید کربن و حتی گازهای اُزُن تولید می شوند، کارگاه حتماً باید بخوبی تهویه شود، به هر حال باید از جمع شدن گازهای سمی در اطراف جوش جلوگیری کرد.

ـ نکته: دراین جوش از جریان مستقیم با قطب معکوس استفاده می شود.

تجربه نشان داده که درصورتی که بتوانیم از ورود گازهای موجود در هوا یعنی اکسیژن و نیتروژن به منطقه جوش پیشگیری کنیم جوش از خواص شیمیایی و فیزیکی بهتری برخوردار خواهد بود.جوشکاری قوس الکتریکی با گاز محافظ CO۲ یک روش بسیار مفید و فراگیر است. این روش برای جوشکاری فلزات سخت و غیر سخت در تمامی ضخامت ها مورد استفاده قرار می گیرد و یک روش بسیار مناسب برای جوشکاری صفحات فلزی نازک و مقاطع نسبتاً ضخیم فلزات غیر سخت می باشد که در شرکت ایران خودرو بعد از جوش مقاومتی بالاترین میزان استفاده را در سالن های بدنه سازی به خود اختصاص داده است.

در این روش قوس الکتریکی و حوضچه مذاب کاملاً برای جوشکاری واضح و آشکار است. در جوشکاری با CO۲ گاهی یک لایه نازک سرباره روی گرده جوش را می پوشاند که باید این لایه از روی سطح جوش برطرف شود.
مزایای جوش MAG:

این فرایند طوری است که می تواند در مورد بیشتر فلزات مغناطیسی و غیر مغناطیسی مفید باشد.

دراین شیوه میزان جرقه کم می باشد.

سیم جوش به طور مستمر تغذیه می گردد، بنابراین زمان برای تعویض الکترود صرف نمی شود.

این شیوه به راحتی می تواند در تمام وضعیت ها استفاده شود.

حوضچه مذاب و قوس الکتریکی براحتی قابل مشاهده است.

سرباره حذف شده یا بسیار اندک است.

از الکترودی با قطر نسبتاً کم استفاده می شود، که باعث بالا رفتن چگالی جریان می شود.

درصد بالایی از سیم جوش در منطقه اتصال رسوب می کند.

نکاتی راجع به استفاده صحیح از سیم جوش CO۲

اندازه شیار قرقره کشنده وایر فیدر دستگاه جوش باید با قطر سیم جوش مصرفی همخوانی داشته باشد.

نازل ورودی انتهای تورچ جوشکاری دقیقاً در مقابل شیار قرقره کشنده جوش قرار گرفته باشد. ضمناً نوک این نازل تیز باشد، زیرا باعث آسیب زدن به سیم جوش می گردد.
فنر هدایت کننده سیم جوش در دادن غلاف تورچ دارای مشخصات زیر باشد:

۱) فنریت خود را در اثر گرم شدن از دست نداده باشد.

۲) له شدگی نداشته باشد.

۳) کوتاه نباشد.
فشار پیچ و فنر نگهدارنده قرقره های کشنده روی سیم جوش در حدی باشد که:

۱) سیم جوش له نشود.

۲) سیم جوش به هنگام کار متوقف نگردد

پیچ و فنر در (ریل هاب) که در مرکز قرقره سیم جوش قرار دارد، بیش از حد لازم سفت یا شل نباشد، چون سفت بودن آن به موتور وایر فیدر فشار وارد نموده و شل بودن آن باعث بیرون ریختن سیم از قرقره می شود.

نازل سیم جوش از نظر قطر داخل با سیم جوش مصرفی همخوانی داشته باشد. (گشاد یا تنگ نباشد) و همچنین رزوه آن با انبردست محکم شده باشد.

میزان ریزش گاز محافظ با قطر سیم جوش تنظیم گردد. (میزان گاز محافظ عبوری ۱۰ برابر قطر سیم جوش باشد)

در صورت استفاده از گاز محافظ CO۲ بعداز مانومتر کپسول، باید گرمکن گاز نصب گردد و همواره قبل از شروع عملیات جوشکاری از صحت کارکرد گرمکن اطمینان حاصل شود. فنر تورچ در مدت زمان لازم (بستگی به ساعت کارکرد دارد) تمیز و عاری از هر گونه آلودگی گردد، در غیر این صورت فنر دچار اشکال می گردد. (برای تمیز کردن فنر تورچ می توان فنر را به صورت حلقه در آورد و در داخل بنزین قرار داد و سپس با فشار باد آن را تمیز کرد).

آمپر و ولتاژ جوشکاری زمانی با هم همخوانی دارند که ریزترین و مداوم ترین صدای ریزش قطرات سیم جوش هنگام کار شنیده شود.

بعد از تنظیم ولتاژ و آمپر باید خروجی کابل اتصال منفی روی دستگاه جوش نسبت به ضخامت قطعه میزان گرمای لازم انتقالی به قطعه، صحیح انتخاب گردد. در این صورت پاشش جرقه جوشکاری زیاد خواهد بود.

فاصله نوک نازل سیم جوش تا نوک شعله هنگام مصرف ازگاز CO۲ به میزان mm۲ و هنگام استفاده ازاین گاز با مخلوطی ازآرگون mm۸ داخل تر باشد. به هنگام جوش کاری، زاویه این جوش نسبت به خط عمود برکار بیشتر از ۲۵ درجه نباشد زیرا باعث خواهد شد:

ـ فاصله سیم آزاد زیاد شود.

ـ گاز محافظ به طور کامل روی حوضچه جوش نریزد.

جهت جلوگیری از چسبیدن جرقه ها به داخل شعله جوش و اطراف نازل سیم جوش در ابتدا و همچنین در فواصل بین کار و بعد از تمیز نمودن آثار جرقه ها از اسپری ضد جرقه استفاده گردد.
معایب جوش MAG :

تا به حال تعدادی از قطعات و اتصالات فلزی مهم و ایمنی دربدنه خودرو در اثر ایجاد بعضی عیوب در فلز جوش یا منطقه مجاور آن شکسته شده و موجب خسارات مالی و جانی فراوانی شده اند. همانطور که می دانیم جوش ایده آل و خالی از نقص تقریباً غیر ممکن است و معمولاً جوش ها دارای معایبی هستند، مخصوصاً جوشکاری هایی که به صورت دستی انجام می شوند.

در جوش CO۲ به دلیل این که تجهیزات و ادوات جوشکاری نسبت به جوش های دیگر بیشتر است لذا عیوب آن هم نسبت به جوش های دیگر بیشتر است که در حد ممکن باید از مواد مصرفی مناسب مانندگاز CO۲ مرغوب و خالی از رطوبت، سیم جوش متناسب با زاویه جوشکاری و قطعه کار عاری از کثیفی مانند چربی، زنگ زدگی، اکسیده بودن، رنگ و رطوبت استفاده کرد.

البته بعضی از پارامترها در اختیار کنترل ما نیست به عنوان مثال اگر بدنه در ایستگاه قبل با دقت و توجه کم مونتاژ شده باشد و ورق مورد نظر برای جوشکاری دارای فاصله هوایی باشد ، جوشکار ناچار است به دلیل به وجود نیامدن توقف در خط هر طور که شده پروسه جوشکاری فلز روی بدنه و محل مورد نظر انجام دهد .
ورق هایی که گالوانیزه هستند در حین جوشکاری فلزروی از طریق پوشش گالوانیزه وارد مذاب می شود که :

ـ باعث تردی و بالا بردن میزان حساسیت درمقابل ترک برداشتن می شود .

ـ دراثر سوختن و بخار شدن ایجاد دود سفیدی می کند که مشکلات تنفسی و عدم رویت کامل عملیات جوشکاری را برای شخص جوشکار به وجود می آورد.

ـ می تواند باعث ایجاد حفره و تخلخل در گرده جوش شود.

عیوب جوش CO۲ در اثر عوامل مختلف و متفاوت اعم از اتصال، مناسب نبودن مواد مصرفی شامل فلز قطعه کار، گاز CO۲، سیم جوش مصرفی و پارامترهای جوشکاری مانند ولتاژ، جریان، سرعت تغذیه سیم، قطر، سرعت حرکت تورچ، نوع دستگاه و عدم مهارت جوشکار در نحوه انجام عملیات جوشکاری و نیز پیش گرم و یا پس گرم کردن می توان نام برد.

هر کدام از عیوب جوش بنا به حساسیت کاربردی موضع اتصال، مجاز هستند. و همکاران در بخش QC (کنترل کیفیت) از طریق آزمایشات مختلف میزان این عیوب را با استانداردهای مربوطه مقایسه کرده و آنها را قبول یا رد می کنند.
عیوبی که می توانند در ایستگاه ایجاد شوند:

عیوب مربوط به قطعه گذاری نامناسب

عیوب ناشی از نامناسب بودن سطح کار (روغنی بودن، آبکاری نامناسب، رنگ، زنگ زدگی)

عیوب مربوط به خارج از اندازه بودن ابعاد جوش مشکلات مربوط به تغییر حالت سرشاسی و دفرمگی قطعات و فاصله هوایی آنها

تنظیم نبودن دستگاه از نظر جریان، ولتاژ، سرعت تغذیه سیم، میزان عبور گاز محافظ،

تورچ و شعله پوش

عدم مهارت جوشکار دراجرای پروسه جوشکاری

ایرادهایی که در اثر نادرست بودن تجهیزات دستگاه جوش MAGایجاد می شوند :

نازل سیم جوش از نظر قطر داخلی با سیم جوش مصرفی همخوانی نداشته باشد .

اطراف شعله جوش دچار خوردگی و سایئدگی شده باشد چون در پوشش منطقه اختلال ایجاد می کند .

اندازه شیار قرقره کشنده وایر فیلدر Wire filder دستگاه با قطر سیم جوش مصرفی همخوانی نداشته باشد .

جهت جلوگیری از چسبیدن جرقه هابه داخل شعله پوش واطراف نازل سیم جوش در ابتدا و در فواصل بین کار از اسپری ضد جرقه استفاده گردد .
نکته:

قطرات ریز را که از منطقه جوش در بین اتصالات ذوبی به اطراف پرت می شوند یا ترشح می گویند . این قطرات می توانند از حوضچه جوش یا سیم جوش پرکننده ناشی شده باشند . هنگامی که دانه های کروی و مذاب قطرات از سیم جوش به طرف حوضچه جوش منتقل می شوند و ایجاد پل در فاصله قوس می کنند مدار بسته (اتصال کوتاه ) به وجود می آید که عبور شدت جریان از آن باعث گداخته شدن فوق العاده این پل می شود که با انفجار آن بارانی از جرقه های گداخته به وجود می آورد . جرقه های درشت در فرایند جوشکاری CO۲با تورچ دستی در اثر قوس اضافی و جرقه های ریز ناشی از جریان اضافی می باشد.

جرقه ها اغلب در حین پرواز در روی سطح فقط ایجاد لکه هایی می کنند. اغلب جرقه های چسبیده بر روی سطح در فواصل دور، با برس سیمی و وسایل مشابه به راحتی تمیز می شوند. اما جرقه های چسبیده شده در نزدیکی مسیر اتصال به راحتی نمی شوند و ظاهر جوش را بد منظره می کنند. علاوه براین جرقه و ترشح یکی از عواملی است که باعث سوزاندن پوست و لباس جوشکار می شود، که با تنظیم پارامترهای جریان، ولتاژ، قطب، سرعت تغذیه سیم، عبور گاز CO۲ می توان از بروز آنها جلوگیری کرد.
سوراخ شدن و ریزش جوش:

اگرفلز جوش بیش از حد در قطعات جوش دادنی نفوذ کند حوضچه مذاب ، ریشه جوش را سوراخ کرده پایین می ریزد . تولید شدن گرمای بیش از حد لزوم موجب سوختن سیم جوش ومقداری از سطح قطعه کار می شود . این ایراد بیشتر از نادرست بودن پارامترهای دستگاه جوشکاری ناشی می شود ، البته مهارت دست جوشکار هم بی تاثیر نیست .
نفوذ ناقص یا بیش از اندازه مذاب در قطعه کار:

این نقص به علت پیشروی سریع جوشکار ممکن است ایجاد شود ، زیرا در این حالت سیم جوش CO۲ به طور کامل به محل اتصال دو قطعه کار نخواهد رسید و باعث گود شدن و نفوذ بیش از حد مذاب در قطعه کار خواهد شد.
ایجاد خوردگی:

هنگامی که جوش از کناره های لبه جوش پایین تر قرار گیرد عیب پدیدار شده را خوردگی جوش می نامند . عوامل بروز این عبارتنداز : تمرکز زیاد حرارت در محل جوش ، بکارگیری روش نامتناسب برای انجام پروسه جوشکاری مورد نظر . با تنظیم دستگاه به طور دقیق ، ممانعت ا زرسیدن گرمای اضافی به ناحیه جوشکاری و انتخاب تکنیک صحیح جوشکاری از ایجاد انواع خوردگی در درزهای اتصال می توان جلوگیری کرد