فرایند های جوشکاری قوسی با محافظت گاز : حرارت جوش از قوس الکتریکی تامین شود.
فرایند جوشکاری قوس تنگستن با محافظت گاز خنثی : (GTAW)
در صنعت جوش آرگون می گویند . در این دسته از فرایندها نیز حرارت لازم جهت اتصال قطعات از طریق قوس الکتریکی تامین می شود و تفاوت آن با روش های قبلی اینکه منطقه جوش و نوک الکترود یک گاز خنثی حفاظت می شود .
مقدمه:
بعد از جنگ جهانی دوم حدوداً در سال 1941 این روش مورد توجه قرارگرفت و در سال 1945 برای اتصال قطعات کوچک آلومینیوم هواپیما استفاده شد. در این روش از الکترود مصرف نشدنی تنگستن برای ایجاد قوس استفاده می شود.
اصول فرایند جوشکاری GTAW
در این فرایند از الکترودهای مصرف نشدنی تنگستن برای ایجاد قوس الکتریکی استفاده می شود و برای حفاظت جوش از گاز آرگون ،هلیوم و یا مخروطی از آن دو استفاده می شود. قوس الکتریکی بین الکترود تنگستن و قطعه کار ایجاد می گردد و دمای بسیار بالای نزدیک C° 6000 ایجاد می شود. حرارت حاصل با ذوب لبه های اتصال حوضچه های جوش را ایجاد می کند.
با حرکت الکترود و اشکال حوضچه ی جوش و انجماد مذاب قبلی امکان اتصال حاصل می گردد. در این روش برای امکان اتصال قطعات نازک نیازی به فیلتر نبوده و برای قطعات ضخیم از فیلر استفاده می شود. برای استفاده از فیلر حتماً بایستی نوک فیلر در حوضچه ی جوش قرار گیرد و در آنجا ذوب گردد نوک الکترود تنگستن از شیپوره بیرون زده و در حدود 4-3 میلی متر از شیپوره بیرون است .
تجهیزات فرایند GTAW
از جریان های DceN استفاده بیشتر می شود.
در این فرایند از هر دو جریان Ac و Dc استفاده می شود و از ترانس فورماتور – رکستی فایر نیز می توان استفاده کرد. از آمپراژ 800 تا 5 آمپر استفاده م شودکه آمپراژهای پایین از قطعات نازک و آمپراژ بالا برای قطعات ضخیم تر استفاده می شود.
تجهیزات
- مولد قدرت
- مجموعه کنترل کننده
- سیستم پیشروی الکترود – سیستم تغذیه سیم – سیم جرقه فرکانسی بالا – سیستم گاز محافظ – سیستم تغذیه
- واحد تامین گاز محافظ : کپسول گاز رگولاتور یا تنظیم کننده فشار – ظوقتر (شیشه ای یا پلاستیکی که حامل ساچمه است ) و شلنگ های اتصار گاز به toch
- سیستم خنک کننده : برای آمپراژ پایین توسط هوا و برای آمپراژ بالا با استفاده ازآب خنک می شود.
- مشعل : در جوشکاری GTAWنگهدارنده الکترود و گاز محافظ و انتقال دهنده جریان است . و در واقع نقشی مشابه انبر الکترود در جوشکاری SMAW دارد.
(بدنه – لوله مسی نگهدارنده مشعل – نازل (شیپوره) سرامیک – الکترود تنگستنی )
الکترود تنگستن : الکترود بخشی از مشعل است که قوس الکتریکی را ایجاد می کند (با قطعه کار ) تنگستن به دلیل نقطه جوش بالا (حدوداً 3000 ) و خاصیت ترمویونیک خوب به عنوان الکترود در GTAWاستفاده می شود. در دسته ای الکترودها حدود 2% - 1% tho2 یا 2ro2 اضافه میکنند که اولاً به یونیزاسیون گاز کمک می کند و مقاومت ذوب شدن و اکسیداسیو را نیز افزایش می دهد. قطر الکترود تنگستن بسته به شدت جریان است که از چند میلی متر تا mm8 متغیر است .
I#
زاویه نوک الکترود تنگستن به عمق نفوذ و تمرکز قوس بسیار موثر است .
6-6-1 خوردگی بین دانه ای
شکل 6-47 نشان دهندة ظاهر یک جوش است که تحت حمله بین دانه ای در HAZ قرار گرفته است . در سطح جوشی که در معرض محیط خورنده است ، اغلب یک ناحیه خطی از حمله ، که موازی با مرز ذوب می باشد به چشم می خورد که گاهی «مسرهای واگنی »[1] نامیده می شوند. آنها متقارن و در هر طرف از جوش موازی هستند. در سطح مقطع ، حمله شدید (یا «پوسیدگی » جوش [2]) می تواند در طول باند حساس شده در HAZ مشاهده شود. توجه کنید که این باند با کمی فاصله از مرز ذوب است و این ناشی از این حقیقت است که رسوب گذاری کاربیدی که منجر به حساس شدن می شوند در محدوده دمای 600 تا C° 850 ( F° 1560 – 1110) رخ می دهد . در بالای این محدوده دمایی ، کاربیدها دوباره به شکل محلول در آمده و در نتیجه ناحیه مجاور مرز ذوب تقریباً آزاد از کاربیدها است (فرض می شود که سرعت های سرد شدن برای متوقف کردن رسوب گذاری کاربیدها در طی سرد کردن به قدر کافی سریع می باشد).
در HAZ بیشتر فولادهی زنگ نزن آستنیتی ، کاربیدهای غنی از کرم M23C6 ترجیحاً‌در طول مرز دانه ها شکل می گیرند ، که در شکل 6-48 نشان داده شده است . این موضوع منجر به یک ناحیه تخلیه شده از کرم در طول مرزدانه ها می شود که «حساس » به حمله خوردگی است . به همین دلیل عبارت حساس شدن اغلب استفاده می شود تا شرایط متالوژیکی که منجر به حمله بین دانه ای می گردد را بیان نماید. استثنایی در این مورد ، انواع فولاد زنگ نزن پایدار شده حاوی Nb و یا Ti(نظیر انواع 347 و 321 ) می باشد . در این فولادها Nb و Ti کربن را به شکل کاربیدهای پایدار نوع MC در آورده و تشکیل کاربیدهای M23C6 را در مرز دانه ها به حداقل می رسانند.
خوردگی بین دانه ای ، ناشی از رسوب گذاری موضعی کاربیدهای غنی از کرم و یا کربونیتریدها در مرز دانه ها می باشد. این رسوب گذاری نیاز به نفوذ کم دامنه [3] کرم از زمینه مجاور وی ایجاد یک ناحیه تخلیه شده از کرم در اطراف رسوب دارد ، که در شکل 6-49 نشان داده شده است . این پدیده مقاومت به خوردگی موضعی ریزساختارها را کاهش داده و حمله به ناحیه مرزدانه ای را تسریع می کند. همانگونه که در مقطع متالوگرافی شکل 6-49 نشان داده شده است درمحیط های خورنده خاص ، این اثر در مرز دانه ، یک «حفره» موضعی است . در بسیاری ازموارد ، دانه ها در حقیقت ، به خاطر حمله و انحلال کامل مرز دانه از ساختار جدا و خارج می شوند.
[3]- Short – rang Diffusion
[1] Stress – corrosion Cracking
