جوش کاری قالب های چدنی

جوش کاری قالب های چدنی
جوش پذیری و جوشکاری چدن خاکستری
کربن موجود در چدن های خاکستری به صورت گرافیت های ورقه ای (رشته ای) بوده که اگر قطعه چدن خاکستری شکسته شود مقطع آن به رنگ خاکستری دیده خواهد شد و چنانچه بوسیله یک قطعه کوچک فلزی بدان ضربه وارد آید صدای خفه به گوش خواهد رسید . این نوع چدن خاصیت چکش خواری ندارد ، اما به دلیل سهولت ریخته گری ، دارا بودن استحکام فشاری سختی و انعطاف پذیری نسبتاً خوب تقریباً 70 درصد تولید چدن در سراسر دنیا را به خود اختصاص داده است .مقدار کربن موجود در این چدن ها بیش از 3 درصد و مقدار سیلیسیم آنها درحدود 3 درصد برآرود می شود . مقدار فسفر و گوگرد این چدن ها در گذشته نسبتاً زیاد بود که برای جوشکاری مشکلاتی بوجود می آورد ، اما امروزه ، با استفاده از روشهای جدید ریخته گری چدن های خاکستری مطلوبی تولید می کنند که مقدار عناصر مفید آنها با فرآیندهای کنترل به حداقل مجاز رسانده می شود .
طبقه بندی چدن های خاکستری بر اساس خواص مکانیکی آنها صورت می پذیرد . بدین ترتیب که با افزایش مقدار استحکام کششی و سختی کلاس این نوع چدن نیز بالاتر می رود .

کلاسASTMA48
20
35
30
35
40
50
60
استحکام کششی (Ksi)
29-15
33-20
40-20
42-25
50-33
60-52
70-50
سختی (برنیل)
180
190
200
210
220
240
290
مقدار کربن (%)
5/4-4
2/4-8/3
4-7/3
9/3-5/3
8/3-4/3
6/3-2/3
5/3-3
مشخصات فنی کلاسهای مختلف چدن خاکستری

فاکتورهای موثر بر جوش پذیری گدن خاکستری
این فاکتورها عبارتند از :
1-تنش های ناشی از سرد کردن .
2-شکل نامنظم ریخته گری شده .
3-سخت شدن ناحیه جوش و HAZ .
4-آغشته بودن به روغن و چربی (روغن می تواند از طریق گرافیت ها و سوراخ های میکروسکوپی به داخل چدن نفوذ کرده و در طی جوشکاری بخار شده و موجبات بروز سوراخ و حفره های داخل جوش را فراهم می آورد ) .

مقدماتی برای کنترل فاکتورهای موثر :
الف)برای کاهش تنش های ناشی از سرد شدن با توجه به نکات زیر ضروری به نظر
می رسد .
1- استفاده از پارامترهای صحیح جوشکاری .
2- استفاده از شدت جریان کم .
3- سرعت سرد کردن آهسته پس از جوشکاری .
4- عدم استفاده از جوشکاری به روش زیگزاگ ، زیرا حرارت ورودی در اثر زیکزاک جوشکاری کردن افزایش پیدا می کند .
5- رعایت ترتیب پالسها در جوش چند پاسه .
6- در هنگام جوشکاری قطعات نازک چدنی حتماً از روش سرازیر
(Vertical down)استفاده می شود .
7- استفاده از الکترود جوشکاری :AWS A5.15:ENiFe-C1 این الکترود یک الکترود عمومی بسیار مفید برای جوشکاری انواع چدن های معمولی است که فلز جوش انعطاف پذیری با تنش تسلیم بالا فراهم می آورد .
8- پیشگرم کردن : تنش تسلیم بسیاری از مواد با افزایش دما کاهش می یابد . پس
با پیش گرم کردن می توان مقدار تنش های پسماند را در قطعه به حداقل
می رساند .
ب)برای اجتناب کردن از ترک های ناشی از تنش های انقباضی جوشکاری در قطعات ریخته شده منبسط کردن قطعه با پیشگرم کردن بسیار موثر است ، به این پیش گرمایی اصطلاحاً پیش گرمایی غیر مستقیم گویند . در این روش ، ابتدا سطح بیشتری از قطعه را با دمای کمتر و سپس سطح کمتری از قطعه را با دمای بیشتری پیشگرم می کنند . البته در هر حال ، پیش گرمایی موضعی در محل اتصال باید با دمای بالاتری انجام شود تا این محل ، از انعطاف پذیری بیشتری برخوردار شده و الماسه نشود . در زمان جوشکاری قطعات پیچیده ریخته گری دمای پیش گرمایی باید تقریباً کمتر از دمای سرخ شدن باشد . دمای 600 درجه سانتی گراد در کوره های گاز یا زغال سوز برای اینکار مناسب است . در مجموع هر اندازه قطعه پیچیده تر باشد به پیش گرمایی یکنواخت تری نیاز دارد .
پ)برای جلوگیری از منطقه HAZ و خط جوش نیز ، پیش گرم کردن تا 500 الی 600 درجه سانتی گراد توصیه شده است ، استفاده از آمپرکمتر نیز موثر می باشد .
ت)آغشته شدن و جذب روغن توسط چدن ، در اثر نفوذ روغن در عمق چدن اتفاق می افتد ، برای جلوگیری از بروز این پدیده ، باید تا جای ممکن ، روغن ها و
چربی های سطحی روی قطعه کار را پاک کرد . بجای روغن زدن به نواحی که در اثر جوشکاری دچار سوختگی شده و یا دچار کاهش یا کوتاه شدن گردیده اند ، قطعه را به مدت 4 تا 8 ساعت در 500 درجه سانتی گراد قرار داد . همچنین باید سعی کرد که به جای گوجینگ (شیارزنی) از سنگ استفاده نمود .

دستور العمل های مناسب و فرآیندهای مطلوب برای جوشکاری چدن
الف)تمیزکاری
قبل از شروع جوشکاری باید کلیه سطوح را بخوبی پاک کرد . بطور کلی سطح چدن ممکن است به دو گروه اصلی مواد آغشته باشد .
1-روغن ، گریس وغیره : هنگامی که چدن برای مدت طولانی در معرض روغن ، گریس و یا مواد چربی مشابه قرار گیرد ، روغن از طریق گرافیت ها ، حفره ها و منافذ میکروسکوپی موجود در سطح به داخل ساختار چدن نفوذ می کند و در هنگام جوشکاری به دلیل افزایش درجه حرارت بخار شده و تولید حفره های گازی خطرناکی در عمق قطعه می نماید . برای از بین بردن روغن نفوذ کرده در عمق قطعه ، گریس و روغن زدایی شیمیایی سطح کافی نیست . بلکه باید برای چند ساعت در دمای 400 تا 500 درجه سانتی گراد قرار گیرد تا روغن نفوذی بخارشده و از تمام منافذ خارج شود .
2-کثافات پوسته های باقیمانده ناشی از ریخته گری ، رنگ و غیره :
با برس زدن و در صورت لزوم ، سنگ زدن دو طرف محل اتصال تا فاصله 20 میلی متری از هر طرف ، می توان این عیوب رابه سادگی از بین برد . البته می توان قطعه را برای مدت15 تا 30 دقیقه در درجه حرارت 300 تا 500 درجه سانتی گراد نیز قرار داد.

ب)آماده سازی محل اتصال :
چند نکته مهم در این رابطه وجود دارد که عبارتند از :
1-زاویه جوش در چدن ها باید پهن تر و بازتر از زاویه درز جوش در فولادهای کربنی در نظر گرفته شود .
زاویه معادل 80 تا 90 درجه برای جوشکاری چدن توصیه می شود .
2-تمام زوایای غیر باید تا حد امکان گرد شوند تا از تمرکز حرارت و تنش جلوگیری به عمل آید .
3-برای پخ سازی تا حد امکان از ماشین کاری یا سنگ زنی استفاده می شود .
4-در هنگام تعمیر ترک ها سعی شود که با سنگ زدن یا شیار زنی ترک کاملاً باز شود در هر صورت شکاف درز جوش باید بین 5/1 تا 3 میلی متر انتخاب شود .
5-عیب هایی که به صورت ترک در قطعه وجود دارند و قطر آنها بیش از 3 میلی متر می باشد ، باید با سنگ زدن یا ماشین کاری باز شوند و عیوبی که قطرشان از mm5/1 کمتر است باید توسط شیار زنی باز گردند .

پ) پیش گرم کردن و کنترل حرارت بین پاسی :
پیش گرم کردن قطعه چدنی مورد جوش و کنترل درجه حرارت بین پاسی ، موجب کاهش شیب حرارتی و در نتیجه باعث کاهش سرعت سرد شدن جوش می گردد . در نتیجه احتمال کاربید(سمانتیت) را در فلز جوش و مارتنزیت را ر منطقه HAZ کاهش می دهد . از طرف دیگر تنش های انقباضی و انبساطی ، عدم انعطاف پذیری کافی ترک ها نیز ، با پیشگرم کردن تقلیل داده می شوند . سه روش برای پیش گرم کردن چدن وجود دارد :
1-پیش گرمایی موضعی : توسط شعله یا المنت ، برای کاهش نرخ سرد شدن بسیار موثر است . برای این منظور ، باید قطعه کار را به گونه ای قرار داد که مسیر پیش گرم کردن باعث تمرکز تنش در موضع خاصی نشود .
2-پیش گرمایی عمومی : به علت عدم احتمال تنش های داخلی در مواضع دیگر قطعه نسبت به پیش گرمایی موضعی ترجیح داده می شود . افزایش دمای پیش گرمایی در نواحی سه گانه جوش ، HAZ و فلز پایه ، سبب کاهش سختی می گردد .
تاثیر پیش گرمایی را روی سختی چدن خاکستریی که از کلاس 20 است با الکترود ENiFe-C1 قطر mm5 جوشکاری شده را در جدول زیر می بینیم .
دمای پیش گرمایی
سختی (HB)

جوش
HAZ
فلز پایه
بدون پیشگرم
362-342
480-426
169-165
110
362-297
426-404
169-165
230
340-305
404-362
169
315
228-185
322-255
176-169
(تاثیر درجه حرارت پیش گرمایی بر مقدار سختی یک چدن خاکستری GG20)
3-پیشگرمایی غیر مستقیم :
با پیش گرمایی غیر مستقیم قطعه قبل از جوشکاری منبسط می شود ، بنابراین ترکها باز شده و پس از جوشکاری ، مجدداً متراکم و به هم فشرده می شوند ، بنابراین از بروز تنش ها و ترک ها انقباظی جلوگیری به عمل می آید .
انواع پیشگرمایی : پیشگرمایی را می توان در انواع زیر مشاهده کرد :
1- درجه حرارت 80 تا 100 درجه سانتی گراد : در این درجه حرارت تمامی رطوبت سطح چدن خشک شده و امکان نفوذ هیدروژن از هوای مرطوب اطراف را به داخل جوش از بین می رود .
2- درجه حرارت 200 تا 250 درجه سانتی سانتیگراد : این دما معمولاً برای پیش گرم کردن چدن های نشکن بکار می رود ، و از تشکیل مارتنزیت در منطقه (HAZ)جلوگیری می کند . پیش گرمایی در 300 تا 500 درجه بیشتر توصیه می شود .
3- درجه حرارت 500 درجه سانتی گراد : بطور کلی این دما بیشتر برای پیش گرم کردن غیر مستقیم بکار می رود و هرچه دما بالاتر باشد نتایج بدست آمده بهتر خواهد بود ، مشروط به اینکه سرعت گرم و سرد کردن آهسته باشد .
4- درجه حرارت 500 تا 600 درجه سانتی گراد : در این دما ، می توان مطمئن بود که کمترین احتمال بروز سختی وتردی در (HAZ )وجود دارد .

(فنون جوشکاری چدن ها)
از مهمترین فنون جوشکاری کنترل حرارت ورودی است . یکی از راههای کنترل یا کاهش حرارت ورودی ، انتخاب صحیح نوع دانه تسبیحی یا زنجیره های جوش
می باشد . بطورکلی دو نوع دانه زنجیری یا تسبیحی برای جوش وجود دارد :
1-مهره جوش یا دانه زنجیری رگه ای (پله ای ) (Stringer Bead) :
پاس جوشی را که با اندک پس و پیش رفتن یا بدون پس و پیش رفتن (بدون زیگزاگ) الکترود انجام می گیرد ، مهره جوش یا دانه زنجیری رگه ای یا پله ای گویند.

2-مهره جوش یا دانه زنجیری زیگزاگی (بافته ای) (Weave Bead):
نوعی مهره جوش را که با حرکت نوسانی عرضی صورت گرفته و جوشکاری می کند، مهره جوش یا دانه زنجیری زیگزاگی (بافته ای) گویند .
حرارت ورودی ، همواره در حالت رگه ای یا پله ای کمتر از حالت زیگزاگی است . در حالت خاص ، اگر به حالت زیگزاگی احتیاج باشد ، توجه به این نکته ضروری است که عرض زیگزاگ یا پس و پیش رفتن الکترود ، هرگز نباید از 2 تا 3 برابر قطر الکترود بیشتر باشد .

عملیات جوشکاری :
برای آسانتر شدن بررسی عملیات جوشکاری چدن ها ، آنها را در سه درجه حرارت مختلف مورد مطالعه قرار می دهند :
1-درجه حرارت محیط : درجه حرارت محیط 25 درجه حرارت یا جوشکاری سرد :
عبارت است از یک نوع جوشکاری فشاری که در آن برای شروع و ارائه جوشکاری فقط از فشار استفاده می شود . (بدون حرارت )
2-درجه حرارت 250 درجه سانتی گراد یا جوشکاری نیمه گرم :
در این روش مانند روش جوشکاری سرد ولی با آمپر بالاتر و رسوب دهی در مقاطع سریعتر عمل می شود . در نتیجه فشار زیاد وارده و حرارت حدود 250
درجه سانتی گراد ، اتصال با انتساج بیشتری نسبت به جوش سرد انجام و برقرار
می گردد .
3-درجه حرارت 500 درجه سانتی گراد یا جوشکاری گرم :
در جوشکاری گرم که اول بیشتر مداول است ، ابتدا قطعه را تا بیش از 200 درجه پیش گرم می کنند و پس از جوشکاری ، با قرار دادن در کوره یا زیر خاکستر سرعت سرد شدن پس از جوشکاری را کاهش می دهند . استفاده از الکترودهای
(ENIFE-C1:AWS) برای این روش بسیار مناسب است .

فرآیندهای جوشکاری مناسب برای جوشکاری اتصالات از جنس چدن خاکستری
(جوشکاری چدن خاکستری با فرآیند قوس الکتریکی و الکترودستی (MMA ))
مواردی که معمولاً در این نوع جوشکاری مورد اهمیت است عبارتند از :
1-طیف وسیع الکترودهای قابل استفاده .
2-فراوانی و در دسترس بودن الکترودهای مصرفی مورد نیاز .
3-امکان جوشکاری در کلیه وضعیت های جوشکاری .
4-هرقدر استحکام کششی چدن خاکستری پایین تر باشد حساسیت آن نسبت به وقوع ترک های انجمادی بیشتر است .
5-برای جوشکاری (MMA ) چدن های خاکستری می توان الکترود مورد نظر را بر اساس استحکام کششی ، درصد گوگرد و فسفر و سایر عناصر از روی استاندارد امریکایی AWS,SFA5.15 انتخاب نمود . این الکترودها عبارتند از :
الف)الکترودهای چدنی : این الکترودها ، دارای مغز چدنی و روکش ضخیم سیلیسیم و گرافیتی بوده و با جریان AC و یا DC منفی (معکوس) کار می کنند و در استاندارد (AWS) با کد(EC1) شناخته می شوند . کاربرد آنها بیشتر در تعمیرات بعضی عیوب ریخته گری بوده و به پیش گرم کردن در حدود 150 تا 170 درجه سانتی گراد نیاز دارد . جدول زیر چگونگی استفاده از این الکترودها را نشان داده است .

جدول مشخصات فنی و چگونگی کارکرد با الکترودهای چدنی EC1
قطر الکترود
(mm)
شدت جریان
(A)
ولتاژ
(V)
3
175-150
30-25
4
200-175
30-25
6
250-200
30-25
8
500-400
32-30

ب : الکترودهای فولادی کربنی : چدن های خاکستری و نشکن رامی توان با الکترودهای فولاد کربنی – کم کربنی ، جوشکاری کرد ، اما به دلیل الماسه شدن جوش حاصل ، باید پیش گرمایی لازم را اعمال و فقط برای تعمیر قطعات کوچک معیوب از آنها استفاده نمود . برای این منظور ، استفاده از الکترودهای کم هیدروژن مثل E7016,E7015 E7028 , E7018, توصیه شده است .
پ)الکترودهای فولادی زنگ نزن : الکترودهای فولادی زنگ نزن آستنیتی مطابق استاندارد : AWS:A5.4 با کدهای E312,E310,E309,E308 برای جوشکاری
چدن های خاکستری قابل استفاده هستند .
ت)الکترودهای پایه نیکل : بطور کلی الکترودهای پایه نیکل به سه دسته زیر تقسیم می شوند :
1- الکترودهای نیکل 2-الکترودهای نیکل – آهن 3-الکترودهای نیکل – مس – آهن .
ث)الکترود :AWS A5.15 : ENi-C1 بصورت قلیایی با 1 درصد کربن ، 4 درصد آهن ، 8%منگنز ، 6% سیلیسیم و 94 درصد نیکل . این الکترود در حین جوشکاری ، کربن اضافی به صورت گرافیت و بیش از حد حلالیت تولید و وارد ساختار جوش می کند که سبب افزایش تنش فشاری جوش می شود .
ج)الکترود قلیایی :AWS A5.15ENiFe-C1 با 7/1% کربن ، 7%سیلیسیم ، 6% منگنز ، 46% آهن و 50% نیکل . این الکترود نیز ، مشکلات الکترود قبلی را دارد ، اما به دلایلی همچون توزیع بیشتر فسفر در سطح فلز جوش بهتر از ENi-C1 می باشد .
چ)الکترود :DIN8573:ENiCu-BG31 بصورت قلیایی ویژه با 65% کربن 1% سیلیسیم ، 9%منگنز ، 32%مس ، 3%آهن و 63%نیکل ، مزیت این الکترود نسبت به انواع قبلی ، انعطاف پذیری بالاتر و استحکام کششی تقریباً معادل 2 تا 3 برابر الکترود ENi-C1 است .

جوشکاری چدن خاکستری با فرآیند قوس الکتریکی به روشTIGو MIG/MAG
– استفاده از سیم جوش های فولاد کربنی مطابق استاندارد AWS.A5.18 مثل ER70S-6
– استفاده از سیم جوش های فولاد زنگ نزن کرم دار مقاوم به خوردگی مطابق استاندارد AWSA5.9
– استفاده از سیم جوش های نیکل مطابق استاندارد AWS,A5.14 مثل ENI-1
– استفاده از سیم جوشهای پودری نیکل آهن یا نیکل – آهن – منگنز .
– استفاده از سیم جوشهای نیکل – آهن .
– استفاده از سیم جوشهای نیکل – آهن – منگنز .
– استفاده از سیم جوشهای توپودری فولاد کربنی مطابق استاندارد AWS,A5.20 .
– استفاده از سیم جوشهای توپودری فولادی زنگ نزن کرم و کرم نیکل مقاوم به خوردگی مطابق استاندارد AWS.A5.22__
– در جوشکاری MIG/MAG یا TIG ، استفاده از شدت جریان حداقل ممکن توصیه می شود زیرا در شدت جریان بالا ، قطرات مذاب ، به صورت بسیار ریز روی محل حوضچه جوش می بارند . این روش ، برای جوشکاری چدن ها مناسب نیست ، زیرا حرارت زیاد ، عمق نفوذ بالا و میزان رقت زیادی ایجاد می کند در حالی که در شدت جریان پایین ، قطرات مذاب حجیم بوده و امکان برقراری پل با حوصچه مذاب وجود دارد . این روش ، که روش انتقال قوس مدار بسته کوتاه نام دارد روش مناسبی برای جوشکاری چدن هاست .
– استفاده از سیم های توپودری و روش (FCAW )به دلیل محافظت بهتر حوضچه ، پر کردن بهتر زوایا و گوشه ها ، برای جوشکاری قطعات چدنی بسیار مناسب است .

پس گرمایی برای جوشکاری چدن های خاکستری :
بطورکلی پس گرم کردن در قطعات چدنی به چند دلیل انجام می شود ، اما بیشترین دلیل استفاده از فرآیندهای پس گرمایی در جوشکاری چدن ، به منظور کاهش یا از بین بردن سختی ساختاری و تنشهای حرارتی است که در اثر جوشکاری چدن ایجاد شده اند . علاوه بر آن برای افزایش قابلیت های ماشین کاری نیز ، بعضی عملیات حرارتی بعدی روی جوش توصیه شده است :
انواع عملیات پس گرمایی در جوشکاری چدن خاکستری و نشکن موسوم هستند ، عبارتند از :
– عملیات حرارتی تنش گیری و آنیل کردن (تمپر کردن)
– عملیات حرارتی آنیل – فریتی کردن .
– عملیات حرارتی آنیل کامل .
– عملیات حرارتی آنیل – گرافیتی کردن .
– عملیات حرارتی آنیل – نرمال کردن .

مشخصات کامل هریک از عملیات های پس گرمایی گفته شده ، در جدول زیر منظور شده است
عملیات پس گرمایی
درجه حرارت
()
زمان نگه داری
()ضخامت
چگونگی سرد کردن
عملیات حرارتی تنش گیری و آنیل کردن
650-600
5/1
سرد کردن در کوره با سرعت تا و سپس سرد کردن در هوا
عملیات حرارتی آنیل- فریتی کردن
750-700
1
سرد کردن در کوره با سرعت تا و سپس سرد کردن در هوا
عملیات حرارتی آنیل کامل
900-800
1
سرد کردن در کوره با سرعت تا و سپس سرد کردن در هوا
عملیات حرارتی آنیل – گرافیتی کردن
950-900
1-3 ساعت بعلاوه 1 ساعت به ازاء هر mm25 ضخامت
سرد کردن در کوره با سرعت تا و سپس سرد کردن در هوا
عملیات حرارتی آنیل – نرمال کردن
950-850
1-3 ساعت بعلاوه 1 ساعت به ازاء هر mm25 ضخامت
سرد کردن در هوا تا کمتر از 4 و سپس آهسته سرد کردن در کوره
فرمان یا طرز کار با جوش آرگون TIG
دستگاه جوش آرگون را مانند دستگاه های دیگر از لحاظ شدت جریان ومقدارخروج گاز و انتخاب قطر الکترود تنگستن تنظیم نموده و الکترود تنگستن را مانند مداد تیز نموده داخل مشعل قرار می دهیم و نوک آن باید به اندازه قطر مفتول از دهانه مشعل بیرون باشد . با انتخاب سیم جوش متناسب از جنس خود قطعه کار چنانچه نوک الکترود تنگستن را بفاصله 1 تا 2 میلیمتری سطح قطعه کار نگه داریم و دکمه فرمان را وصل نمائیم . قوس الکتریکی با شدت انتخاب شده ایجاد می گردد و با وارد نمودن سیم جوشکاری به داخل قوس الکتریکی حاصل از گاز و تنگستن باعث ذوب آن می گردیم و شباهت زیادی به جوشکاری گاز داشته ولی سرعت عمل و دقت بیشتری دارد و در برابر گازهای موجود در هوا چون محیط خنثی در اطراف مشعل وجود دارد اشکالی در فلز پدید نخواهد آمد . باید دقت نمود که قبل از جوشکاری گاز آرگون به دهانه مشعل رسیده باشد ، چون در غیر اینصورت قوس میله تنگستن شدیداً اکسیده شده و باعث ناپایداری و تغییر جهت قوس خواهد شد و نباید نوک الکترود تنگستنی بکار بچسبد ، زیرا سبب خواهد شد مقداری از مذاب به آن چسبیده و باعث انحراف وپراکندگی قوس شود . درجه ذوب الکترود تنگستن 3400 درجه می باشد . در این روش که به نام TIG معرف است ، الکترود تنگستنی وظیفه ایجاد قوس را به عهده داشته و گاز محافظ هلیوم – آرگون یا هیدروژن وظیفه حفاظت حوضچه مذاب را دارد .

جوشکاری تحت حفاظت گازهای خنثی یا محافظ
با استفاده از ورود گازهای خنثی یا محافظ مانند هلیوم – آرگون – هیدروژن و غیره در اطراف حوزه ذوب یا نقطه جوش محفظه خنثی بوجود می آورد که گازهای موجود در هوا از قبیل اکسیژن و ازت جسم را شکننده نسازند و استحکام جوشکاری و درجه خلوص فلز زیاد می گردد و استحکام در محل جوش به اندازه خود فلز حفظ شود . در این طریقه هم از ماشین های جریان متناوب و هم جریان مستقیم استفاده
می گردد.
وجود دستگاه کنترل دقیق شدت جریان و ایجاد فرکانس زیاد برای این نوع جوشکاری ضروری است .

کپسول گاز
از فولاد بدون درز ساخته می شود و گاز با فشار بر آن ذخیره می گردد که با توجه به فشار 6000 لیتر گاز را در خود ذخیره می سازند(40 لیتری) و تنظیم فشار از روی رگلاتوری شبیه رگلاتور گاز استفاده می گردد . کلید دسته جوش در یک زمان جریان برق را وصل نموده و شیر گاز بسته را نیز باز می نمایند و از دهانه مشعل با شدت مورد نظر گاز خارج می شود و مقدار مصرف بین 1 تا 2 لیتر در دقیقه است . هدایت مفتول بوسیله دستگاه صورت می پذیرد که از یک الکتروموتور و یک رئوستا تشکیل شده که با تغییر رئوستا می توان موتور را کنترل و سرعت خروج سیم را کنترل کرد . سیم یا مفتول جوشکاری از جنس های فلزی مختلفی ساخته می شود و قطر آن بین 8/0 تا 2/1 میلیمتر می باشد ورودی قرقره هایی مانند قرقره نخ پیچیده شده است و باید تمیز و فاقد زنگ زدگی باشد تا در جوشکاری ایجاد اشکال ننماید .
لوله خرطومی ومشعل جوشکاری – در این لوله حامل گاز سیم و کابل عبور و جریان برق و نیز سیم های فرمان (کنترل برای قطع و وصل بوده) و به طرف مشعل هدایت می شود . سر مشعل از جنس مس ساخته شده است و برای اقطار مختلف سر مشعل متناسب انتخاب می گردد .

برش با پلاسما :
برای برش فلزات می توان از پلاسما استفاده کرد . قطعه کار بوسیله شعله پلاسما ذوب شده و مواد مذاب در اثر سرعت زیاد گاز از محل دور می شوند . برش پلاسما را
می توان روی اجسام مختلفی مانند فلزات – سرامیک وغیره بکار برد . معمولاً برای برش از مخلوطی از گازهای آرگون و هیدروژن و ازت هیدروژن استفاده می شود . این روش یکی از سریع ترین و بهترین روشها در برش فلزات و غیرفلزات می باشد و در مقایسه با برش بوسیله اکسی استیلن ده مرتبه سریع تر می توان عمل برش را انجام داد . در سیستم دیگری برای اینکه پلاسمای خروجی متمرکز بوده و پخش نشود علاوه بر اینکه تنگستن به قطب منفی و لوله مسی به قطب مثبت متصل است قطعه کار را نیز به قطب مثبت وصل می کنند ولی این سیستم دارای معایب زیر است :
1- فقط می توان برای برش فلزات هادی استفاده نمود .
2- به ولتاژ زیاد قوی احتیاج است بنابراین ممکن است برشکاری خطرناک باشد .
3- به یک رکتیفاپر با قدرت زیاد احتیاج می باشد .

فلزپاشی با استفاده از پلاسما
در مواقعی که سطح فلز در اثر خوردگی ناصاف شده باشد در این صورت سطح آنرا با لایه ای از همان فلز بوسیله سیستم فلزپاشی می پوشانند . برای سخت کردن یا حفاظت بعضی از سطوح که بر اثر حرارت یا اکسیداسیون امکان خرابی دارند می توان از فلز دیگری برای پوشش آنها استفاده نمود . همچنین برای اصلاح قطعاتی از ماشینی که اندازه آنها کوچک شده باشد می توان از فلزپاشی کمک گرفت .

جوشکاری تیگ :
این جوشکاری بوسیله الکترود تنگستن که ذوب نمی شود و به عنوان ایجاد کننده قوس الکتریکی استفاده می شود و گاز محافظ از اطراف آن عبور نموده واز
الکترود دیگری برای پر نمودن و اضافه نمودن و جوشکاری استفاده می شود و گازهای خنثی مانند آرگون – هلیوم و هیدروژن و غیره به عنوان محافظ قسمت جوشکاری در برابر عوامل جوی می باشند و الکترود تنگستن یا کربنی ذوب نشونده می باشند و وظیفه ایجاد قوس الکتریکی را دارد که سیم ثانویه را در درز جوش شده ذوب نماید .
جوشکاری پلاسما
وقتی گاز تا چندین هزار درجه سانتی گراد گرم شود ، اتم های گازی به صورت یونهای مثبت و الکترون تجزیه می شوند و گاز بصورت یک هادی الکتریکی در
می آید و این تغییر حالت را پلاسما می گویند . پلاسما را به عنوان چهارمین حالت ماده می توان دانست . طرز کار بدین صورت است که یک قوس الکتریکی بین الکترود تنگستن و لوله برقرار می شود و یک گاز بی اثر مانند : آرگون ، ازت ، هیدروژن ، هلیم و آمونیاک از این قوس که مابین الکترودها ایجاد شده می گذرد و تا درجه حرارت زیادی گرم می شوند و به صورت یک مخروط درخشان از انتهای لوله خارج می شوند . حرارت متوسط این مخروط درخشان بستگی به قدرت مولد جریان مصرفی و طبیعت گاز مورد مصرف دارد . مثلاً وقتی گاز آرگون مصرف شود ، درجه حرارت از 20 هزار درجه کلیون هم بیشتر می شود و گاهی گازهای چند اتمی مانند هیدروژن به درجه حرارت 6 هزار درجه کلوین هم می رسد . سرعت خروجی گاز بستگی به قطر سر مشعل دارد و متجاوز از چند صد متر در دقیقه است ، مولد جریان یک ژنراتور جریان مستقیم است که قطب مثبت به سر مشعل و قطب منفی به الکترود تنگستن متصل می شود .

جوشکاری قوس الکتریکی با گاز محافظ (MIG/MAG) و (GMAW) برای فولادهای زنگ نزن :
جوشکاری (MIG/MAG) برای انواع فولادهای زنگ نزن با هر ضخامتی قابل استفاده بوده و مواد مصرفی آن با استاندارد شماره ANSI/AWS A5.9 طبقه بندی شده
است.
به عبارت دیگر ، سیم جوشهای مورد مصرف در روش (MIG/MAG ) همان سیم جوش های مورد مصرف در روشهای TIG ، SAW هستند . یکی از مصرف ترین سیم جوش های MIG/MAG ، سیم جوش حاوی 65/0 تا 1 درصد سیلیسیم است که کاربرد وسیعی در جوشکاری داشته و در قطرهای 1 و 2/1 میلیمتر مصرف انبوهی در اکثر صنایع جوشکاری دارند . گاز محافظ در این روش ، معمولاً مخلوطی از 90% هلیوم ، 5/7% آرگون و 5/2% است . البته به دلیل گران قیمت بودن گاز هلیوم و آرگون . اغلب فرمولهای ارزانتری توصیه شده است : گاز در روش MAG و مخلوط 80% آرگون و 20% در روش MIG از این قبیل توصیه ها است .
تفاوت تکنولوژیکی بین استفاده از مخلوطهای گوناگون گاز ، بیشتر در مقدار ولتاژ مصرفی جوشکاری نمود می کند . بطور مثال ، در هنگام استفاده از مخلوط 75% آرگون + 25% یا 80% آرگون + 20% باید مقدار ولتاژ مصرفی 6 تا 7 ولت کمتر از مواردی که باید فولادهای زنگ نزن ضخیم را با چند پالس جوشکاری کرد ، استفاده از مخلوط گاز 95% آرگون + 5% اکسیژن توصیه می شود در بهترین حالت
می توان مقداری گاز نیز به ترکیب اخیر اضافه کرد ، در زیر دستورالعمل های پیشنهادی برای جوشکاری MIG/MAG فولادهای زنگ نزن مشاهده می کنید .

ضخامت ورق
(mm)
شدت جریان مستقیم با قطب منفی (A)
ولتاژ مصرفی (V)
اتصال Lee و Lap

5/1
85
15
2
90
15
5/2
105
17
3
125
17
اتصال تخت Butt

5/1
85
15
2
90
15

حال به معرفی الکترودها و سیم جوش های مورد استفاده برای جوشکاری 2 نوع از فولادهای آلیاژی کم آلیاژ منگنزدار (17mn4) با شماره استاندارد (DIN:1.0481) معادل (SAE A516,A515,A414) .
– فولاد آلیاژی کم آلیاژ منگنز (19Mn6) با شماره استاندارد (1.0473) معادل
SAE: A537,A414, A612 .

AWS A5.1 E7024 معادل
AWS A5.1E7028 معادل1913:E5132 B(R)12 150
AWS A5.1 E7018
AWS A5.1 E7048 معادل DIN 1913:E5154B9
AWS A5.5 E8018-G معادل DIN8529:EY46651 NiCuB
AWS A5.1 E7028 معادل DIN8575 : EMO B
AWS A5.5 E8016-C1
AWS A5.5 E11018 – M
AWS A5.18:ER 70S-6 معادل
AWS A5.28:ER80S معادل 8575:SG MO

فهرست مطالب
جوش کاری قالب های چدنی 1
جوش پذیری و جوشکاری چدن خاکستری 1
فاکتورهای موثر بر جوش پذیری گدن خاکستری 2
مقدماتی برای کنترل فاکتورهای موثر : 3
دستور العمل های مناسب و فرآیندهای مطلوب برای جوشکاری چدن 5
الف)تمیزکاری 5
ب)آماده سازی محل اتصال : 6
پ) پیش گرم کردن و کنترل حرارت بین پاسی : 7
جوش 8
(فنون جوشکاری چدن ها) 9
عملیات جوشکاری : 10
فرآیندهای جوشکاری مناسب برای جوشکاری اتصالات از جنس چدن خاکستری 11
جوشکاری چدن خاکستری با فرآیند قوس الکتریکی به روشTIGو MIG/MAG 14
پس گرمایی برای جوشکاری چدن های خاکستری : 15
فرمان یا طرز کار با جوش آرگون TIG 17
جوشکاری تحت حفاظت گازهای خنثی یا محافظ 18
برش با پلاسما : 19
فلزپاشی با استفاده از پلاسما 21
جوشکاری تیگ : 21
جوشکاری پلاسما 21
جوشکاری قوس الکتریکی با گاز محافظ (MIG/MAG) و (GMAW) برای فولادهای زنگ نزن : 23