شنبه , ۱۳ آذر ۱۳۹۵
دانلود رایگان نرم افزار آنالیز تصویر + فیلم آموزشی
Plasma welding

جوش پلاسما

جوش پلاسما

ارسالی از : علی رستگار سالانقوچ

جوشکاری پلاسما چیست ؟

جوشکاری قوسی پلاسما ( PAW ) نوع پیشرفته ای از فرایند جوشکاری با الکترود تنگستنی با گاز محافظ ( TIG) است. جوشکاری TIG یک قوسی با سوختن آزاد که ناپایدار است و منجر به انحراف در جریان های پایین می گردد. با افزایش جریان، قدرت و قطر قوس نیز افزایش می یابد. این امر منجر به کاهش تمرکز قدرت در قطعه کار می گردد که باعث بزرگتر شدن درز و افزایش H.A.Z می شود. برخلاف مشعل های جوش TIG در فرایند PAW از نازل های باریک و دو گاز مجزا استفاده می شود که این امر باعث می شود شکل قوس به صورت یک ستون باریک در آید و تمرکز بالای قوس را ناشی می شود. ستون پلاسما اکنون در طول الکترود پایدار شده است و نسبت به قوس TIG متراکم تر است. دمای باریکه قوس پلاسما بین ۱۰۰۰۰-۲۴۰۰۰ K است درحالی که دمای قوس TIG بین ۸۰۰۰-۱۸۰۰۰ K است.

به تناسب کاربرد دستی واتوماتیک، پلاسما پیشنهادات سودمند زیادی در تولید درمقیاس کوچک ودقت جوش، حجم زیاد فلز و درمجموع تجهیزات دارد. از سال ۱۹۶۴ که مقدمه ای برای صنعت جوشکاری بود، جوشکاری پلاسما براساس مزایای اصلی، کنترل ودقت باتولید جوشهایی با کیفیت بالا با استفاده از الکترودهای بادوام در کارهایی با حجم زیاد توسعه یافت. اکنون از پلاسما برای جوشکاری هر چیزی استفاده می شود. ازوسایل جراحی وآشپزخانه ازطریق صنایع غذایی گرفته تا تعمیر پره های موتور جت. درواقع پلاسما گازی است که در دمای خیلی زیاد، گرم و یونیزه شده بطوریکه هادی جریان الکتریکی می شود. فرایند جوشکاری قوسی پلاسما شبیه GTAW (جوشکاری باالکترود تنگستنی به همراه گازمحافظ ) است که ازپلاسما برای انتقال جریان الکتریکی لازم برای ایجاد قوس به قطعه کار استفاده می شود. قطعه کار براثر گرمای شدید قوس،گداخته و ذوب می شود.

انواع فلزاتی که می توانند توسط پلاسما جوش داده شوند عبارتند از: فولاد ضدزنگ، فلزات دیرگداز ودیگرفولادها، تیتانیم، تانتالیم، مس، برنج، طلا، نقره، آلیاژی از آهن ونیکل وکبالت.

در مشعل جوشکاری پلاسما الکترود تنگستنی دریک نازل مسی که در نوک آن دریچه ی کوچکی وجود دارد قرار می گیرد. شعله قوس ابتدا میان مشعل الکترود و نوک نازل بوجود می آید وسپس قوس ایجاد شده به قطعه کار منتقل می شود. گاز پلاسما و قوس دریک مسیر با یک منفذ محدود شده با هم برخورد می کنند و مشعل یک گرمای فشرده ومتمرکز با دمای بالا به قسمت کوچکی اعمال می کند. با این فرایند تجهیزات جوش پلاسما کارایی بالایی دارد که قادر است جوشهایی باکیفیت خیلی خوبی تولید کند. در جوشکاری موادی که درزمانی که گرم می شوند تمایل به خروج گاز دارند، الکترودهایی که محافظت می شوند کمتر در معرض آلودگی و فساد قرار می گیرند. این امر باعث طولانی تر شدن عمر الکترود و افزایش زمان نگهداری الکترود می گردد. (معمولاً ۱/۸ ساعت ) گاز پلاسما معمولا از گاز آرگون است و مشعل نیز از گاز دومی ( آرگون، آرگون/ هیدروژن ویا هلیوم ) برای کمک در محافظت حوضچه جوش استفاده می کند تا اکسیداسیون را کاهش دهد. سوراخ نازل با در نظر گرفتن اندازه مهره جوش انتخاب می شود تا قطر و ضخامت قوس بر اساس آن کنترل شود.

تجهیزات اضافی لازم برای جوشکاری پلاسما شامل : ۱- منبع قدرت ۲ – consol پلاسما ( درونی یا بیرونی) ۳- دستگاه گردش آب ( درونی یا بیرونی) ۴ – مجموعه مشعل فرعی جوش پلاسما ( نوک ها، سرامیک ها، گیره ودستگاه اندازه گیری نصب الکترود ).

 

شروع و انتقال قوس پلاسما آرام و پیوسته ویکنواخت است که این امر در جوش صفحات نازک وسیم های باریک و اجزای کوچک مناسب است. شکل و طول قوس وتوزیع حرارت پلاسما، فاصله بحرانی گریز جوش را نسبت به حالت GTAW کمتر می کند. تقریباً در تمام کاربردها به کنترل اتوماتیک ولتاژ ( AVC ) نیازی نیست. پایداری بالای قوس در طی جوشکاری از وزش و انحراف قوس می کاهد و اپراتور را قادر می سازد از وسایل شروع کننده قوس در نزدیکی و مجاورت محل اتصال جوش برای نفوذ بهتر حرارت استفاده نماید. چگالی انرژی قوس در پلاسما در حدود ۳ برابر انرژی قوس GTAW است که از شکستگی و تغییر شکل جوش و ازHAS آن می کاهد که این امر باعث ریز دانه شدن جوش وافزایش سرعت جوشکاری می شود. (این جوش در کمتراز ۰٫۰۰۵ ثانیه کامل می شود) جریان اولیه کمتر از ۱ آمپر می تواند دقت جوشکاری اجزای کوچک وکنترل بهتر جوش را در جوشکاری لبه ای شیب دار را در بر داشته باشد. در هنگام شروع قوس منبع قدرت پلاسما، کمترین صدا را تولید می کند و پلاسما می تواند از تجهیزات کنترل عددی (NC ) بدون دخالت الکتریکی استفاده کند. این امر همچنین در درز گیری با جوش اجزای الکترونیکی بر خلاف فرایند GTAW که با دخالت الکتریکی ممکن است آسیب هایی به اجزای حساس الکترونیکی درونی وارد کند، استفاده می شود. منبع پلاسما دامنه وسیعی از فرکانس برای کاربردهای پالسی در اختیار ما قرار می دهد که گاهی اوقات این فرکانسها به بالاتر از ۱۰ Khz می رسد.

 

جوشکاری پلاسما کاربردهای فراوان و گوناگونی دارد. بطور کلی برش و تعمیر قالب ها در صنعت با استفاده از پلاسما در حال رشد است. منبع قدرت میکروقوس این توانایی را دارد که قوسی با جریان پایین ایجاد کند و راهی موثر برای تعمیر و شکافهای کم و جزیی و گودی های ناشی از استفاده نادرست و فرسودگی و تعمیر اصولی و عملیات حرارتی داشته باشد. برای جوش لبه های بیرونی فرایند پلاسما به استفاده از طول قوسی بلندتر و پایدار که به مهارت زیادی در کنترل حوضچه نیاز ندارد توصیه می کند. در مواجه با گوشه های درونی شکاف ها، الکترود تنگستنی GTAW/TIG می تواند انجام فرایند جوش را بهتر کند. در جوشکاری تسمه ها توسط پلاسما انتقال قوس به قطعه کار با کار کردن بر روی لبه های اتصال بطور پیوسته صورت می گیرد. در کاربرد های اتوماتیک در جوشهای طویل و بلند نیازی به کنترل فاصله نیست و این فرآیند نیازکمتری به تعمیر اجزای مشعل دارد. تیوب و لوله از نورد تیوب و بوسیله رولهای فرم دهنده مواد و جوشکاری لبه ای در محل جوش تولید می شوند. کارایی و بازده نورد تیوب به سرعت جوشکاری و مجموع زمان های صرف شده در جوشکاری بستگی دارد.

جوشکاری پلاسما ویژگی های مهم و سودمندی دارد. برای مثال، افزایش سرعت جوشکاری تیوب، جوشهایی با کیفیت مناسب بخاطر پایداری و ثبات قوس و افزایش عمر نوک الکترود را می توان نام برد.

 

ویژگی ها:

حفاظت الکترود که زمان استفاده از آن را طولانی تر می کند.

قابلیت جوشکاری با آمپراژ پایین ( پایین تر از A 05/0 ).

پایداری و یکنواختی قوس و شروع آرام آن جوشهای مستحکمی تولید می کند.

پایداری قوس در هنگام شروع و آمپراژ پایین جوشکاری.

حداقل صدای منتشره، صدای زیاد فقط در هنگام شعله اولیه قوس و نه در تمام جوشها.

امکان بالا بردن سرعت جوشکاری و اینکه چگالی انرژی قوس به ۳ برابر چگالی انرژی فرایند GTAW می رسد.

زمان جوشکاری به کمتر از ۰۰۵/۰ ثانیه می رسد.

چگالی انرژی از H .A .Z می کاهد و کیفیت جوش را افزایش می دهد.

طول قوس، شکل و حتی توزیع حرارت آن از ویژگی های مهم آن است.

قطر وضخامت قوس از طریق سوراخ نازل انتخاب می شود.

مزایا: دلایل زیادی برای استفاده از جوشکاری پلاسما وجود دارد. اما می توان تمام آن را در سه قسمت اصلی خلاصه کرد:

دقت: معمولاً دقت جوش پلاسما نسبت به جوشهای معمولی TIG بیشتر است. ( بخاطر داشته باشید که افزایش منبع قدرت می تواند قوسی متفاوت با قوس TIG بوجود آورد).

پلاسما مزایای زیر را نسبت به جوشهای TIG متداول ارائه میدهد:

پایداری وتمرکز قوس، دامنه وسیع تغییر طول قوس ( TIG ± ۵%) ، plasma ± ۱۵%) )، قابلیت استفاده از آمپراژ پایین ( در بسیاری از منابع قدرت شدت جریان تا ۰٫۱ A پایین آورده می شود، پایداری قوس در شدت جریان های پایین، انتقال آرام وآهسته ( شروع قوس ) بدون ایجاد صدای زیاد، امکان کاهش زمان جوشکاری (برای خال جوشها، تیوب ها، guid wire وغیره.)

تولید بالای جوشکاری: در این فرایند از الکترود های با دوام می توان مدت زمان بیشتری نسبت به TIG وقبل از اینکه فاسد شوند از آنها استفاده کرد. درکل فرایند جوشکاری تمام مزایای منحصر بفرد پلاسما قابل مشاهده است.

 کاربرد ها:

۱ ) جوشکاری قطعات کوچک: در فرایند پلاسما، قوس می تواند آهسته و آرام و در عین حال ثابت و پیوسته در نوک سیم ها یا دیگر اجزای کوچک شروع شود و دوره زمانی دوباره کاری جوش را بسیار کوتاه کند. این خصوصیت در زمان جوشکاری اجزایی مانند: سوزنها، سیم ها، فیلامان های لامپها، ترموکوپلها، میله و ستون ها وحتی ابزارهای جراحی سودمند است.

۲ ) اتصال محکم قطعات: ابزارهای طبی و الکترونیکی اغلب بطور محکمی از طریق جوشکاری متصل می شوند. فرایند پلاسما این توانایی را دارد که Heat in put را کاهش می دهد، قطعات حساس وظریف ونزدیک به هم را جوش دهد، قوس را بدون ایجاد صدای الکتریکی ایجاد کند ( صدای زیاد می تواند باعث آسیب های درونی الکتریکی شود) پلاسما در سنسورهای فشاری و الکتریکی ، اجزای الکترونیکی ، موتورها، باتریها، تیوب های کوچک در اتصالات، لبه دار کردن، سوپاپها، تجهیزات لبنیاتی ، میکروسوئیچ ها و غیره کاربرد دارد.

۳ ) ابزار برش و تعمیر قالب ها: در حالی که صنعت تعمیر در تلاش است که به شرکتهایی که می خواهند از اجزایی که دارای شکافها ی باریک و فرورفتگی های ناشی ازاستفاده نادرست و فرسودگی، دوباره استفاده کند کمک نماید، منبع قدرت میکروقوس جدید این توانایی را دارد که قوسی آرام با جریان پایین ایجاد کند و راهی موثر برای تعمیرات اصولی وعملیات حرارتی داشته باشد. از فرایند میکروTIG و هم از میکرو پلاسما بعنوان ابزارهای برشی و تعمیر قالب ها استفاده می شود. برای لبه های بیرونی، قوس در فرایند پلاسما پایداری بیشتری دارد و مستلزم داشتن مهارت زیادی در کنترل حوضچه مذاب نیست. در هنگام مواجه شدن با گوشه های درونی و شکافها، الکترود تنگستنی فرایند GTAW / TIG می تواند دسترسی به آنها را راحت تر کند.

۴ ) جوشکاری تسمه های فلزی: فرایند پلاسما این امکان را فراهم می کند که انتقال قوس بین قطعه کار و با کار کردن در لبه های اتصال جوش ثابت و پایدار باشد. در کاربردهای اتوماتیک، کنترل طول قوس در جوشهای بلند ضروری نیست و نیاز کمتری به تعمیر و نگهداری اجزای مشعل دارد. این فرایند مخصوصاً در کارهایی با حجم بالا و در جایی که مواد گازهایی به هوا منتشر می کنند ودارای سطوح آلوده هستند مناسب است.

۵ ) جوشکاری نورد تیوب: تیوب ها و لوله ها از نورد تیوب و با گرفتن تسمه های پیوسته و نزدیک کردن لبه های آن تا در محل جوش به هم برخورد کنند تولید می شوند. در این نقطه فرایند جوشکاری ذوبی و گداختن لبه های تیوب انجام می شود. بازده و کارایی نورد تیوب به سرعت و مجموع زمانهای صرف شده در جوشکاری بستگی دارد. در زمان ساخت نوردها همیشه میزان خاصی از آهن قراضه تولید می شود. بنابراین از مهمترین موضوعات برای کاربران نورد تیوب این ها هستند: حداکثر سرعت قابل حصول در جوشکاری نورد تیوب، کیفیت و استحکام مناسب جوش بخاطر پایداری قوس، حداکثر زمان عمر نوک الکترود جوشکاری تعدادی از نوردهای تیوب در جوشکاری پلاسما به منظور بدست آوردن توأماً افزایش سرعت جوشکاری و بهتر کردن نفوذ جوش و افزایش عمر الکترود بکار گرفته می شوند.

ادعاها: آن چه ادعا می شود به صورت زیر است:

۱-جوشکاری پلاسما گاز- خنک شده یا سیستم برش متشکل از:مشعل شامل بدنه مشعل، حداقل یک الکترود نصب شده در بدنه ی مذکور دارد و افشانک منفذ دریچه ی خروجی دارد، منبع گاز برای فراهم کردن مشعل ذکر شده با گاز تولید کننده-پلاسما-منظور شده است، منبع الکتریکی برای تولید، نگهداری یا شکستن جوشکاری پلاسما-منظور شده است، منبع الکتریکی برای تولید، نگهداری یا شکستن جوشکاری پلاسما یی یا قوس برشی اهمیت دارد، که در آن افشانک مذکور به طور محوری متناسب با بدنه ی مشعل بین موقعیت تولید کننده قوس که در آن الکترود به کار گرفته می شود و موقعیت عملیاتی معمولی که از الکترود فاصله می گیرد قابل حرکت است و با برگشت کشسانی فراهم می شود یعنی به طور کشسانی افشانک را به سمت موقعیت عملیاتی معمولی اش انعطاف پذیر می کند، بازگشت مذکور شامل جریان گاز است، سیستم مذکور برای فراهم کردن جریان حداکثر گاز در طول عملیات برش منظور شده است که عهده دار شکستن قوس برای حداقل کاهش جریان گاز بعد از دوره ی زمانی از پیش تعیین شده است.

۲٫ جوشکاری پلاسمایی یا سیستم برش بنابر ادعای ۱، متشکل از اتصال وسیله ی تاخیر ی به وسیله ی منبع الکتریکی و منبع گاز برای تنظیم دوره ی زمانی از پیش تعیین شده است.

۳٫جوشکاری پلاسمایی یا سیستم برش بنابر ادعای ۲ در جایی که وسیله تاخیر برای تنظیم دوره ی زمانی از پیش تعیین شده منظور شده است به طوری که تاخیر کارکرد مدت برش قبلی است.

۴٫جوشکاری پلاسمایی یا سیستم برش بنابر ادعای ۱ در جایی که وسیله ی منبع گاز متشکل از اولین لامپ الکترونی است که باز یا بسته شدن آن مسیر گاز تولید کننده پلاسمایی را کنترل می کند، مدار کنترل الکترونی برای لامپ الکترونی به وسیله ی منبع الکترونی از طریقه ی وسیله ی تاخیری متصل شده است.

۵ جوشکاری پلاسمایی یا سیستم برش بنابر بر ادعای۱، در جایی که وسیله ی بازگشت کشسانی جریان تولید کننده-پلاسما است و وسیله منبع گاز همان طور که لامپ الکترونی در جریان گاز فراهم می کند تشکیل شده است ، مدار کنترل الکتریکی برای لامپ الکترونی به وسیله ی منبع الکترونی متصل شده است، اولین جریان لامپ الکترونی جریان بالایی است و مربوط به مراحلی برای ایجاد و نگهداری قوس الکتریکی می شود، جریان  لامپ الکترونی دوم کمتر از جریان اول است و مربوط به مرحله ای که در آن قوس الکتریکی شکسته می شود در حالی که سیستم هنوز با جریان تامین می گردد می باشد، جریان دوم مقدار کافی برای نگهداری افشانک دارد و الکترود جدا ازموقعیت مشعل قرار گرفته است

۶٫جوشکاری پلاسمایی یا سیستم برش بنا بر ادعای۲، در جایی که وسیله ی تاخیری برای تنظیم دوره ی از پیش تعیین شده ی زمانی متشکل از وسیله ای برای اندازه گیری مدن عملیات برش، وسیله ای برای مقایسه مدت عملیات با مقادیر از پیش تعیین شده و وسیله ای برای ایجاد قطع برش جریان بالای منبع گاز به محض این که عملیلات برش متوقف می شود، می باشد، وقتی مدت عملیلت برش کمتر از مقدار از پیش تعیین شده است.

۷٫ جوشکاری پلاسمایی یا سیستم برش بنا بر ادعای ۶٫ در جایی که وسیله ی تاخیر ی برای تنظیم دوره ی زمانی از پیش تعیین شده متشکل از وسیله ای برای ایجاد  قطع منبع گاز جریان بالا بعد از دوره ی زمانی از پیش تعیین شده به دنبال انتهای عملیات برش می باشد، وقتی مدت عملیات برش قبلی حداقل از پیش تعیین شده است.

۸- جوشکاری پلاسمایی سیستم برش بنا بر ادعای۶، در جایی که وسیله ی تاخیر برای تنظیم دوره ی زمانی از پیش تعیین شده متشکل از وسیله ای برای ایجاد قطع منبع گاز جریان بالا بعد از دوره ی زمانی از پیش تعیین شده متشکل از وسیله ای برای ایجاد قطع منبع گازی جریان بالا بعد از دوره ی زمانی به دنبال انتهای عملیات برش است .

۹- جوشکاری پلاسمایی یا سیستم برش بنا بر ادعای۱، در جایی که مدت زمان از پیش تعیین شده کارکرد دمای مشعل در انتهای عملیات برش است.

۱۰- جوشکاری پلاسمایی گاز- خنک شده یا سیستم برش متشکل از:مشعلی شامل بدنه ی مشعل، حداقل یک الکترود نصب شده در بدنه ی مذکور و افشانک منفذ دریچه ی خروجی گاز دارد،و سیله ی منبع گاز برای فراهم کردن مشعل مذکور با گاز تولید کننده –پلاسما است، و وسیله ی منبع الکتریکی برای تولید، نگهداری یا شکستن جوشکاری پلاسمایی یا قوس الکتریکی است، در جایی که افشانک به طوری محوری متناسب با بدنه ی مشعل مذکور بین موقعیت تولید کننده ی قوس که در آن الکترود را به کار می گیرد و موقعیت عملیاتی معمولی که از الکترود فاصله دارد قابل حرکت است و با وسیله ی بازگشت کشسانی فراهم شده است.که به طور کشسانی افشانک را به سمت موقعیت عملیات معمولی اش انعطاف پذیر می کند، وسیله ی بازگشتی مذکور متشکل از جریان گاز است، سیستم مذکور متشکل از وسیله ای برای فراهم کردن جریان گاز ماکزیمم در طول عملیات برش است و وسیله ای برای حداقل کاهش جریان گاز بعد از دوره ی زمانی به دنبال شکستن قوس است.

۱۱-جوشکاری پلاسمایی خنک کننده، گاز یا سیستم برش متشکل از:

مشعلی شامل بدنه مشعل، حداقل یک الکترود نصب شده در بدنه ی مذکور است و افشانک منفذ دریچه ی خروجی گاز دارد، وسیله ی منبع گاز برای فراهم کردن مشعل مذکور با گاز تولید کننده پلاسما است، وسیله ی منبع الکتریکی برای تولید، نگهداری یا شکستن جوشکاری پلاسمایی یا قوسی برشی است، در جایی که افشانک مذکور به طور محوری متناسب با بدنه ی مشعل مذکور بین موقعیت تولید کننده قوس که در آن الکترود را به کار می گیرد و موقعیت عملیات معمولی که از الکترود فاصله گرفته است قابل حرکت است و با و سیله ی بازگشت کشسانی فراهم شده است به طور کشسانی افشانک را به سمت موقعیت عملیات معمولی اش منعطف می سازد، وسیله ی بازگشتی مذکور از جریان گاز تشکیل شده است، سیستم مذکور شامل وسیله ای برای فراهم کردن جریان گاز ماکزیمم برای نگهداری جریان گاز کاهش یافته قبل و بعد عملیات برش است تا زمانی که سیستم با جریان به دنبال شکست قوس تامین می شود.

۱۲-جوشکاری پلاسمایی یا سیستم برش بنا بر ادعای ۱۱ در جایی که جریان گاز تنها وسیله برای بازگشت کشسانی افشانک دور از الکترود است.توضیح:عرصه ی ابتکار:ابتکار اخیر مربوط به جوشکاری پلاسمایی یا سیستم برش در مشعل ویژه متشکل از حداقل یک الکترود و افشانک است، وسیله ی منبع گازی برای مشعل گاز تولید کننده ی ذخیره ی پلاسما به مشعل است و وسیله منبع الکتریکی برای ایجاد، نگهداری یا شکستن جوشکاری الکتریکی پلاسمایی یا قوس برش است.زمینه ی ابتکار:سیستم از شماره ی پروانه ی ساخت ۵-۳٫ ۲۴۲و ۳ در امریکا شناخته می شود که متشکل از مشعل پلاسمایی است که در آن الکترود و افشانک و با تماس الکتریکی افشانک وقتی مشعل در حالت توقف است قابل حرکت می باشد.وقتی ولتاژ به مشعل عرضه می شود، مایع خنک کننده تحت فشار مکانیسم هیدرولیک قرار می گیرد که باعث فشردگی فنر و جدا شدن الکترود و افشانک می شود، با این وجود ایجاد قوس الکتریکی و آماده کردن گاز تولید کننده ی پلاسما به مشعل و قتی مشعل راه اندازی می شود تزریق می گردد.در این مشعل، شار خنک کننده تا زمانی که سیستم جریان را حمل می کند به طور مستقل از منبع گاز گردش می کند. از شماره پروانه ی  ساخت ۴۸۳و ۳۸۵و ۲و در فرانسه نسبت قوس میان الکترود و افشانک توسط گردش کوتاه الکترود و افشانک شناخته شده است، الکترود با پیچ نصب می شود و در تماس با افشانک قرار می گیرد پس دوباره باز می شود، فاصله ی میان الکترود و افشانک با مقدار مطلوب تنظیم می شود.مشعل در این اختراع ثبت شده متشکل از سیستم خنک کننده با استفاده از گردش مایع در منطقه ی الکترود و افشانک نشان داده می شود، این چرخش شار خنک کننده وقتی سیتم جریان را حمل می کند اتفاق می افتد.مشعل با شماره ی پروانه ی ساخت ۷۴۸و ۵۶۲و ۲ در فرانسه مطرح شده است که متشکل از ساختار به خوبی سازگار شده برای شدت قوس توسط مدار کوتاه بین الکترود و افشانک است.

جزئیات بیشتر این شدت قوس توسط گردش کوتاه با اشاره به شماره ی ساخت ۵۴۹و ۵۵۶و ۲ در فرانسه فراهم شده است.در این فرآیند، الکترود و افشانک نصب شده اند که ب طور محوری تا زمانی که تماس متقابل در موقعیتی نسبت به عمل وسیله ی بازگشت کشسانی اتفاق بیفتد قابل حرکت است و الکترود و افشانک را به موقعیت تفکیک متقابل ماکزیمم مربوط به عملیات معمولی باز می گرداند.افشانک آزادانه در بدنه ی مشعل نصب می شود به طوری که به تماس با الکترود می رسد وقتی مشعل در برابر قطعه به کار گرفته می شود.با جدا کردن مشعل، قوس بین الکترود و افشانک تولید می شود که به موجب آن امکان پذیر است تا قوس الکتریکی را میان این بخش ها حفظ کنیم، قوس مذکور به قطعه برای برش منتقل می شود. وقتی قوس الکتریکی شکسته می شود، گاز تولید کننده ی پلاسما برای تزریق شدن به مشعل تا زمانی که سیستم جریان را حمل می کند ادامه می یابد. این امر خنک شدن مشعل بعد از استفاده را میسر می سازد.سیستم بسیار با صرفه نیست، زیرا گاز تولید کننده ی پلاسما در فقدان قوس الکتریکی تزریق می شود.علاوه بر این، شدت قوس با گردش کوتاه مشکل ساز مشخص شده است زیرا آن مستلزم نیروی عظیمی برای دست یافتن به این حالت است. اگر قطعه ی بریده شده نازک باشد و در رابطه معلق باشد، شدت قوس بسیار مشکل می شود.خلاصه ی اختراع:سیستم مطابق با اختراع از این مشکل جلوگیری می کند.به همین منظور، ان مشکل از اتصال وسیله تاخیری از یک طرفه به وسیله منبع الکتریکی برای مشعل و از طرف دیگر به وسیله ی منبع گاز برای مشعل است، وسیله ی تاخیری عهده دار شکستن قوس الکتریکی مشعل و ایجاد انسداد وسیله ی منبع گاز برای مشعل بعد از دوره ی زمانی از پیش تعیین شده به دنبال شکست قوس الکتریکی است تا به خنک شدن مشعل در طول دوره ی زمانی مشخص دست یابند.بنا بر اصطلاحات، وسیله ی تاخیری مذکور شامل وسیله ای برای تنظیم دوره ی زمانی از پیش تعیین شده است.

ترجیحا سیستم بر طبق اختراع تنظیم شده است. که وسیله ی منبع گازی متشکل از لامپ الکترونی است که باز و بسته شدن آن مسیر گاز تولید کننده پلاسما را کنترل می کند، مدار الکتریکی کنترل کننده ی لامپ الکترونی کاملا قانع کننده است. وقتی وسیله ی نو- فنری برای حفظ و نگهداری الکترود و افشانک فراهم می شوند که از هم فاصله گرفته باشند تا مانع از تماس نا به هنگام گردد. وقتی منبع گاز تولید کننده پلاسما بعد از این دوره تاخیری قطع می شود.با این حال، وقتی الکترود و افشانک توسط جریان گاز تولید کننده ی پلاسما جدا نگه داشته می شوند، بعدی افشانک را در برابر مکانش در بدنه مشتعل به کار می برد:قطع جریان گاز تولید کننده ی پلاسما مشکل جدیدی ایجاد می کند.افشانک، که در بدنه ی مشعل قابل حرکت است می تواند تحت تاثیر وزن مشعل، لغزش در حفره آن و آغاز تصادفی فرآیند شدت قوس بدون عمل عمدی از سوی عملگرد قرار می گیرد.برای حل هم زمان دو مشکل مطرح شده ،هدف اختراع تنظیم وسیله ی منبع گازی شامل لامپ الکترونی است که دو جریان دارد، مدار کنترل الکتریکی آن به وسیله ی منبع الکتریکی متصل شده است، جریان اول مربوط به مراحلی برای تولید و حفظ قوس الکتریکی، جریان دوم که کمتر از جریان اول است، مربوط به مرحله ای که در آن قوس الکتریکی شکسته می شود است در حالی که سیستم هنوز جریان را حمل می کند، این جریان دوم مقدار کافی برای حفظ افشانک والکترود دارد که جدا ازموفعیت مشعل قرار گرفته است.بنابراین، در این تجسم ثانویه اختراع، شکستن قوس پلاسما مسیری از جریان معمولی به جریان پایین لامپ الکترونی تولید می کند، این جریان پاین هم الکترود و هم افشانک را خنک می سازد افشانک را در برابر مکانش در فاصله ای از الکترود حفظ می کند.بنابر اصطلاحات این تجسم ثانویه ی اختراع، که به طور ویژه در حالتی که جریان ثانویه لامپ الکترونی برای خنک کردن الکترود و افشانک ناکافی است قابل کاربرد است. طوری تنظیم شده است که وسیله ی زمان بندی بین مدار کنترل لامپ الکترونی ثانویه و وسیله ی منبع الکتریکی درج شود، وسیله ی منبع گازی هنوز باز است وقتی سیستم جریان را حمل می کند تا خنک شدن مشعل با جریان اول گاز از لامپ الکترونی ثانویه وقتی قوس الکتریکی شکسته می شود و سپس فاصله میان الکترود و افشانک را توسط جریان دوم لامپ الکترونی ثانویه حفظ می کند تضمین می نماید.بنابر تجسم برتر اختراع، لامپ الکترونی اولیه بدون تاخیر ولامپ الکترونی ثانویه با تخلیه درجه بندی شده استفاده می شودو با تاخیر فراهم می شوند، این دو الکترود به طور سری در مدار ها ی منبع گاز تولید کننده ی پلاسما بین منبع گاز و مشعل پلاسما متصل شده اند.

توجه کنید که، وقتی تاخیر را بر لامپ الکترونی اولیه استفاده می کنیم یا وقتی لامپ الکترونی ثانویه را به شرط تاخیر استفاده می کنیم، کاربر علاقه مند است تا مشعل را دو باره در طول زمان دوره ی تاخیر به صورتی که جریان گاز با جریان گاز مشعل در طول جوشکاری یا مرحله ی برش یکسان باشند فعال کند.با این حال، فشار برای وارد کردن بر مشعل برای تولید مدار کوتاه بسیار بزرگ تر از هنگام راه اندازی بدون جریان گاز یا با جریان پایین است.سپس مشخص شده است که احتراق مشعل به طور ویژه بر صفحه ی نازک در رابطه معلق بسیار مشکل است.به طور کلی، دو مشکل وقتی از مشعل بعد از عملیات جوش، برش قبلی استفاده می کنیم، به وجود می آید.وقتی مدت عملیات قبلی کوتاه است یا وقتی کاربر با مشکلاتی برای تصحیح راه اندازی مشعل مواجه می شود، هیچ افزایش بزرگی در دمای مشعل وجود ندارد.کاربر باید قادر باشد تا فورا راه اندازی جدیدی از مشعل و عملیات جدیدی شروع کند.وقتی مدت عملیات قبلی بسیار بزرگ تر است، معمولا لازم است تا مشعل را قبل از شروع مجدد عملیات جدید برای جلوگیری از خراب شدن مشعل خنک کنیم برای حل هم زمان این دو مشکل، اختراع بنابر تجسم برتر دو را ه حل را پیشنهاد می کند: اولی، که در آن تاخیر مدت مضاعف دارد، یعنی مدت کوتاه (یا صفر) مربوط به کاربرد کوتاه مشعل، مدت طولانی مربوط به کاربرد طولانی تر مشعل است.این مدت ها در ارتباط با تجهیزات و کاربردشان تعیین شده اند.دومی، که در آن تاخیر به طور پیوسته ای به صورت کارکد مدت کاربرد مشعل تا حدود مقدار آستانه حداکثر، صرف نظر از مدت مرحله جوش یا برش قبلی کمتر از مقدار پیش بینی شده است. فراتر از مدت مشخص استفاده از مشعل، مدت تاخیر کارکرد مدت عملیات برش قبلی بدون قادر بودن به افزایش مقدار ماکزیمم تعیین شده به طور آزمایشی به صورت کارکرد ساختار و مواد مورد استفاده در مشعل است.این مدت حداکثر اجازه می دهد دمای مشعل به مقدار دمای اطراف برای منبع گازی به کار برده شد، با این مشعل برسذ.کارکردی که مدت دما را تعیین می کند ترجیحا تابع نوع نمایی است. در انتخاب های قبلی، مدار الکتریکی مربوطه ترجیحا از بارد یا تخلیه ی بار خازن استفاده می کند که توسط آغاز عملیات برش برای تعیین مدت تاخیر شروع شده است.وسیله های مورد نیاز این دو انتخاب بخشی از وسیله ها برای تنظیم دوره ی زمانی از پیش تعیین شده هستند.

خلاصه:

فرآیند جوش کاری پلاسمایی در سال ۱۹۶۴ به عنوان روش فراهم کردن کنترل بهتر برای فرآیند جوش کاری قوسی در محدوده های پایین تر جریان معرفی شد. امروزه، پلاسما مزیت های عمده ای برای صنایع با فراهم کردن سطح پیشرفته ای از کنترل و دقت برای تولید جوش های پر کیفیت در کاربرد های دقیق و کوچک به وجود آورده است آن همچنین الکترودی با طول عمر بالا برای شرایط تولید بالا فراهم کرده است.فرآیند پلاسمایی به طور برابر برای کاربرد های اتوماتیک و دستی مناسب شده است. آن در انواع محدوده ی کاربرد ها از جوشکاری حجم بالای قطعه باریک فلزی تا جوشکاری دقیق ابزار ججراحی، تعمیر خودکار تیغه های موتور جت، جوشکاری دستی وسایل آشپز خانه برای صنایع لبنی و غذایی به کار می رود.

چگونه جوش کاری پلاسمایی کار می کند:

پلاسما گازی است که تا دمای بسیار بالا حرارت ی بیند و یونیزه می شود تا این که آن به طور الکترونیکی رسانا می شود.شبیه به GTAW، پلاسما فرآیند جوش کار قوسی است که از پلاسما برای انتقال قوس الکتریکی به قطعه ی عملیاتی استفاده می کند.فلز جوش کاری شده توسط گرمای شدید قوس ذوب می شود و با یکدیگر ترکیب می شوند. در مشعل جوش کاری پلاسمایی الکترود تنگستن درون افشانک مسی قرار می گیرد که دهانه ی کوچکی در نوک دارد.

این قوس سپس به فلز جوش داده شده  منتقل می شود با خارج کردن گاز پلاسما و قوس از طریق سوراخ بسیار کوچکی، مشعل غلظت بالایی از گرما را به سطح کوچکی منتقل می کند. با عملکرد بالای تجهیزات جوشکاری، فرآیند پلاسما به طور استثنایی جوش های پر کیفیتی تولید می کند.گاز های پلاسما معمولا آرگون هستند.مشعل از گاز ثانویه آرگون آرگون هیدروژن/ هیدروژن یا هلیوم استفاده می کند که به حفاظت ترکب جوش گداخته کمک می کند و اکسیداسیون جوش را کاهش می دهد.

فهرست تجهیزات مورد نیاز:

منبع انرژی-پایانه ی نمایش پلاسمایی گاهی خارجی، گاهی داخلی).توزیع کننده ی مجدد آب(گاهی خارجی، گاهی داخلی)مشعل جوشکاری پلاسمایی. تجهیزات جانبی مشعل (باک های خارجی سوخت، سرامیک، حلقه های فلزی، سنجش تنظیم الکترود)

فهرست ویژگی ها و منافع جوش کاری پلاسمایی:ویژگی:الکترود محافظت شده،

فایده:الکترود محاظت شده برای آلودگی الکترود کمتری میسر است.این امر به ویژه در مواد جوش کاری سودمند است که گاز را وقتی جوش می خورد و الکترود GTAW غیر محافظت شده نا خالص می کند، خارج می نماید.

ویژگی :طول مزیت قوس به علت شکل قوسی و توزیع گرمایی، فایده: فاصله ی نفوذ قوسی به اندازه ی GTAW مهم نیست.استحکام جوش خوبی می دهد.

هیچ AVC در ۹۹% کاربرد ها، حتی گاهی با تغذیه ی سیم لازم نیست.ویژگی:انتقال قوس ثابت و آهسته است،

فایده:

برای جوش کاری صفحی نازک،سیم های ظریف، و عناصر کوچک ، جایی که راه اندازی خشن قوس GTAW به بخش جوش داده شده آسیب می زند، فراهم شده است.

ویژگی:

قوس با ثبات در جوش کاری،

فایده :

سرگردانی(انحراف)قوس را کاهش می دهد.قوس ها جایی که هدف گیری شده است جوش می خورند.ابزار راه اندازی قوس در نزدیکی اتصال-جوش برای انباره حرارتی بهینه میسر می شوند.

ویژگی:

اختلال پر بسامد کمینه در جوش کاری، فایده:»اختلال پر بسامد کمینه یک بار قوس آزمایشی را آغاز می کند،  بنابراین پلاسما با کنترل های NC به کار می رود.مزیت دیگر در کاربرد های جوشکاری شامل درزگیری با جوش از اجزای الکترونیکی است جایی که شروع قوس GTAW باعث اختلالات الکتریکی می شودو احتمالا به دورن الکترونیکی اجزای جوش داده شده آسیب می زند.

ویژگی:

چگالی انرزی قوس به سه برابر Tig می رسد، فایده:باعث اغتشاش جوش کمتری و جوش های کوچک تر می شود.سرعت های جوش کاری بالایی می دهد.ویژگی:زمان های جوش به کوتاهی ثانیه هستند، فایده:زمان های جوش بسیار کوتاه و دقیق برای جوش کاری نقطه ای سیم های ظریف امکان پذیر است، زمان های جوش  با وسایل جنبش دقیق برای فراهم کردن مکان های شروع/ توقف تکرار جوش ترکیب شده اند.

ویژگی:

انتخاب تجهیزات به  ۱۰۰۰۰ hz پیشنهاد می شود، فایده: ارائه ی گستره وسیعی از اتخاب ها ضربان امواج برای تنوع وجود دارد.ضربان کاربرد ها را افزایش می دهد.

ویژگی:

جوش کاری صنعتی با آمپراژ پایین(به کمن .۰۵ cm )،

فایده:

جوشکاری اجزای کوچک یا کنترل خوب در سراشیبی به لبه ی جوش امکان پذیر می شود.ویژگی:قطر قوس از طریق سوراخ افشانک انتخاب شده است.

فایده:

این ویژگی در پیش بینی اندازه ی دانه های حاصل از جوش کاری کمک می کند.

ویژگی ها، مزیت ، کاربرد ها:

ویژگی ها:

p  الکترود محافظت شده، زمان زیادی قبل از نگهداری الکترود پیشنهاد می کند(معمولا یک تغییر جهت ۸ hz، توانایی جوش کاری آمپراژ پایین (کمتر از .۰۵cm) A  استحکام قوس و به کار اندازی قوس ملایم جوش های محکمی پیوسته پر بسامد کمینه hf تنها در شروع قوس آزمایشی، نه برای هر جوش A چگالی انرژی قوس به سه برابر Gtaw می رسد.سرعت های بالاتر جوش کاری امکان پذیر می شود. W زمان های جوش به کو تاهی ۵msescs (.005secs) هستند.E چگالی انرژی منطقه تحت تاثیر گرما را کاهش می دهد و کیفیت جوش را بهبود می بخشد.L طول مزیت قوس به علت شکل قوسی و حتی توزیع گرما  قطر قوس از  Dقطر قوس از طریق قوس افشانک انتخاب می شود.

مزیت ها:

فهرست کاملی از دلایل برای استفاده از فرآیند های جوش کاری پلاسمایی طویل است اما در ۳ ویژگی اصلی خلاصه شده می شود جایی که مشتریان مزیت های حداقل یک ویژگی را می خواهند.تحت:فرآیند پلاسما معمولا دقیق تر از Tig قرار دادی است(به خاطر داشته باشید که منابع انرژی قوسی ایجاد می کند که با قوس Tig قرار دادی متفاوت است) پلاسما مزیت های زیر را برای Tig قرار دادی ارائه می دهد:۰  قوس قراردادی، با ثبات۰ دادن انواع طول قوس  (Tig+/-5%و پلاسما +-۱۵%)جوش کاری بخش کوچک: O توانایی آمپراژ پایین(منابع انرژی پلاسمایی بسیاری به .۱ amps کاهش یافته اند)o ثبات درamp های پایین o انتقال قوس ملایم(راه اندازی قوس) بدون اختلال پر بسامد.امکان زمان های جوش پایین (برای سیم های هادی جوش ها نقطه ای، تیوپ ها و غیره)جوش کاری با تولید بالا طول عمر بالا الکترود ساعت های زیادی از جوش کاری نسبت به Tig قبل از آن که آلودگی الکترود اتفاق بیفتد را پیشنهاد می کند.

در بسیاری از کاربرد ها، بسیاری از مزیت ها ی منحصر به فرد پلاسما با مزیت های فرآیند ها ی جوش کاری کلی ترکیب شده اند کاربرد ها:

جوش کاری بخش کوچک: فرآیند پلاسما به آهستگی و به طور منظم قوس در نوک سیم ها یا دیگر اجزای کوچک ایجاد می کند و جوش های تکرار پذیر با دوره ی زمانی بسیار کوتاه جوش فراهم می کند.این امر مزیتی برای اجزای جوش کاری مانند سوزن ها، سیم ها، لامپ های رشته ای، ترموکوپل ها، میله ی پتانسیل و بعضی وسایل جراحی است.

اجزای آب بندی شده:

اجزای پزشکی و الکترونیک اغلب به طور محکمی از طریق جوش کاری درزگیری می شوند.فرایند پلاسما توانایی های برای موارد زیر فراهم می کند:

۱٫کاهش ورود گرما به عضو

۲٫جوش نزدیک درز های ظریف عایق

۳٫ شروع قوس بدون اختلال الکتریکی پر بسامد که به داخل وسیله ی الکتریکی آسیب می زند.

کاربرد ها شامل حسگر های الکتریکی و فشار، آب بندی، قوطی ها، موتور ها، باتری ها، لوله کوچک برای اتصالات/ لبه دار کردن، تجهیزات لبنی و غذایی هستند.برش ابزار و تعمیر فرم پرسی:کل صنعت تعمیر برای کمک به کمپانی هایی است که خواستار استفاده مجدد اجزا با شکاف های کوچک و تو رفتگی به علت بد به کار بردن یا خوردگی هستند. توانایی منابع قدرت میکرو قوس مدرن به تدریج قوس آمپراژ پایین را به کار انداخته است. و تعمیرات برای کاربران تناوب های منحصر به فردی برای تعمیر قرار دادی و عملیات حرارتی فراهم کرده است.

فرایند های جوش کاری میکروپلاسما و میکروTig   برای ابزار، برش و تعمیر فرم پرسی، استفاده شده اند. برای لبه های خارجی فرآیند پلاسما ثبات زیاد قوس را فراهم می کند و مستلزم مهارت کمتری برای کنترل و ترکیب جوش است.برای رسیدن به گوشه های داخلی و درز ها فرآیند TIG اجازه می دهد الکترود جوش کاری تنگستن برای دسترس بهتر گسترش یابد.

جوش کاری فلز نواری:

فرآیند پلاسما توانایی برای انتقال منظم قوس به قطعه و جوش خوردن تا حدو لبه های اتصال جوش را فراهم می کند. در کاربرد های خود کار هیچ کنترل فاصله قوسی برا ی جوش کاری های طولانی لازم نیست و فرایند مستلزم نگهداری و تعمیر کمتر برای اجزای مشعل است. این حالت به طور ویژه مزیتی برای کاربرد های پر حجم جایی که مواد سطح ناخالصی دارند، می باشد.

جوش کاری نورد لوله ای:

نورد های تیوپ، لوله یا تیوپ هایی با به کار بردن نوار پیوسته از فلز و تشکیل نورد لبه ها رو به بالا تا زمانی که لبه های نوار در مرکز جوش به یکدیگر تماس پیدا کنند تولید می کند. در این نقطه فرایند جوش کاری لبه های لوله را به یکدیگر از طریق گداختن ترکیب می کند و مواد از مرکز جوش خارج می شوند همان طور که لوله جوش می خورد.خروجی نورد لوله وابسته به سرعت جوش کاری قوس و کل زمان صرف شده برای جوش کاری است.

هر زمانی که نورد متوقف یا دوباره آغاز می شود میزان مشخصی از قراضه های آهن تولید می شود. بنابراین مهم ترین موضوع برای کاربرد نورد لوله ای به صورت زیر است:

۱٫ حصول سرعت جوش نورد لوله ای ماکزیمم

۲٫ ثبات قوس برای کیفیت جوش بهینه و استحکام

۳٫ تعداد ساعت های ماکزیمم از طول عمر ماکزیمم از طول عمر الکترود جوش کاری، بعضی از نورد های لوله ای از جوش کاری پلاسمایی برای ترکیب افزایش سرعت جوش کاری، بهبود نفوذ جوش و طول عمر ماکزیمم الکترود استفاده می شود.

مقایسه ی ورودی انرژی جوش کاری پلاسما و GTAW:

موارد زیر از آزمایش  با فرآیند های جوش کاری پلاسما و GTAW:در نوار مشخصی از مواد آزمایشی به منظور ایجاد مقایسه ی ورود انرژی از هر دو فرایند حاصل شده اند.نتایج آزمایشی به صورت مقایسه ی راهبرد های کلی استفاده می شوند تنها همان طور که مهندسان جوش کاری هر یک از پارامتر های اشاره شده در زیر را برای حصول نتایج مختلف تغییر می دهند. پارامتر های آزمایش: جوش کاری دستی،هیچ وسبله ی قید و بست، فولاد   Cr /Ni، صفحات /oo5   تمام مقادیر با ابزار اندازه گیری تعیین شده اند.(توضیحات صفح ی آخر) علاوه بر این واقعیت که سرعت جوش بالاتر امکان پذیر امکان پذیر است، ورود ی گرمای پایین مزیت های زیر دارد:

● استحکام بیشتر

● شکستگی کمتر

● فشار کمتر بر جز جوش داده شده

●خطر کمتر به هر بخش حساس حرارتی نزدیک به اتصال جوش

 

درخواست انجام پروژه آنالیز تصویر

همچنین ببینید

5041231992179239137160229221240195112206138

پرتونگاری صنعتی

ارسال شده توسط : محمدرضا مهدی زاده پرتونگاری صنعتی : پرتونگاری صنعتی به عملیاتی اطلاق میگردد …

پاسخ دهید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *

Time limit is exhausted. Please reload the CAPTCHA.