دانلود بررسی جوشکاری با اکسی استیلن

بررسی جوشکاری با اکسی استیلن مقاله بررسی جوشکاری با اکسی استیلن در 14 صفحه ورد قابل ویرایش

دسته بندی	فنی و مهندسی
فرمت فایل	doc
حجم فایل	18 کیلو بایت
تعداد صفحات فایل	14

بررسی جوشکاری با اکسی استیلن

تعریف جوشکاری

جوشکاری یکی از فرآیندهای فلز کاری است که به وسیله آن فلزات را بهم جوش می‌دهند. فلزات را تا نقطه ذوب حرارت می دهند تا قسمتهای ذوب شده بهم متصل شوند.

روشهای مختلف جوشکاری و برشکاری

معمول ترین انواع جوشکاری: جوشکاری با گاز، جوشکاری با برق، جوشکاری با برق و گاز و جوشکاری مقاومتی است. اقسام دیگر آن جوشکاری با هیدروژن اتمی، جوشکاری با ترمیت، جوشکاری سرد، جوشکاری با ماوراء صوت، جوشکاری با اشعه الکترون، جوشکاری با لیزر و جوشکاری با پلاسما است.

دو نوع معمول برش، برش با گاز و برش با برق است. در اینجا جوشکاری با استیلن را شرح می دهیم زیرا:

1. اصول جوشکاری با استیلن که شامل اصول مهم انواع دیگر جوشکاری نیز هست.

2. جوشکاری بااستیلن معمولترین جوشکاری دستی است، آهسته تر انجام می شود و تنظیم آن ساده تر از اقسام دیگر است.

جوشکاری با گاز

یکی از معمولترین اقسام جوشکاری استفاده از گاز برای تولید حرارت است. در اینجا از احتراق گاز در مجاورت اکسیژن هوا استفاده می شود. در مورد استفاده از اکسیژن می توان از اکسیژن کپسول و یا از اکسیژن هوا استفاده نمود. در این روش اکسیژن به سه طریق ممکن است با گاز ترکیب شود.

1. از هوای اطراف که:

الف. در آن درجه حرارت پایین است.

ب. کار کاملاً تمیز نیست.

ج. خود مقدار حرارت هم کم است.

2. هوا از سوراخهای مشعل وارد آن شده که:

الف. در آن درجه حرارت بالاتر است.

ب. کار تمیزتر از روش اول است.

ج. خود مقدار حرارت بیشتر است.

3. اکسیژن کپسول با فشار وارد گاز قبل از احتراق می شود که:

الف. درجه حرارت بسیار بالاتر است.

ب. خیلی تمیز است.

ج. بیشترین مقدار حرارت را پس می دهد.

شعله های جوشکاری

جوشکاری با گاز هنر اتصال فلزات مختلف بهم است و با آن سطوح مجاور را ذوب نموده و بهم می‌چسبانند.

یک شعله متمرکز خیلی شدید در نقطه ای روی فلز وارد می کنیم تا ذوب شده و حوضچه مایع درست شود. دو قسمت مایع بهم متصل شده، کنار دو قطعه بهم وصل می‌شود. این عمل باید طوری انجام شود که دو فلز صدمه نبینند.

شعله جوشکاری باید دارای خواص زیر باشد:

الف. درجه حرارت شعله باید باندازه کافی بالا باشد تا فلز ذوب شود.

ب. مقدار حرارتیکه تلف می شود توسط شعله تامین می گردد.

ج. شعله نباید فلز را بسوزاند (آنرا اکسیده کند).

د. شعله نباید ناخالصی هائی روی فلز رسوب دهد.

هـ. شعله نباید فلز را با دوده بپوشاند.

و. شعله نباید تولید گازهای مسموم نماید.

مقدار حرارت تولید شده با تنظیم حجم گاز مصرف شده، تعیین می شود. برای اینکه حرارت بیشتری تولید شود سوراخ سر مشعل را گشادتر و فشار گاز را بیشتر انتخاب می کنیم. در نتیجه گاز بیشتری از سوراخ خارج خواهد شد. هرچند اگر از سر مشعل بزرگتر یا کوچکتر استفاده کنیم، درجه حرارت تغییر نخواهد کرد.

باید خاطر نشان کرد که مقدار حرارت تولید شده و در نتیجه ضخامت فلزی که می‌خواهیم جوش دهیم به مقدار گاز سوختی در واحد زمان بستگی دارد. پس مقدار حرارت باندازه سوراخ سر مشعل بستگی خواهد داشت.

در صنعت چند نوع جوشکاری و برش کاری با گاز معمول است:

1. استیلن- اکسیژن 2. هیدروژن- اکسیژن 3. گاز طبیعی یا صنعتی- اکسیژن 4. گاز مایع- اکسیژن.

شعله اکسی استیلن

شعله ممکن است دارای اکسیژن زیاد یا کم باشد که خوب نیست و در آن صورت نسبتهای مخلوط دو گاز اکسیژن و استیلن نامناسب است. اگر اکسیژن خیلی زیاد باشد، شعله اکسید کننده و اگر استیلن زیاد مصرف شود، شعله احیا کننده خواهد شد.

شعله‌ی صحیحی را که به فلز حرارت می دهد و آنرا اکسیده یا احیاء نکند شعله خنثی می نمامند. شعله خنثی وقتی حاصل می شود که نسبت گاز استیلن و اکسیژن متناسب باشد. در شعله خنثی دو گاز با هم ترکیب شده، اکسیژن با کربن و هیدروژن گاز استیلن ممزوج و حرارت لازم تولید می شود. لازم به یادآوری است که گازهای حاصل بی ضرر هستند.

می توان به زبان شیمی چنین نوشت: استیلن+ اکسیژن= گاز کربنیک+ آب+ حرارت

دو گاز تولید شده یعنی گاز کربنیک و بخار آب سمی نیستند.

اکسیژن موجود در هوای اطراف شعله برای تکمیل احتراق مصرف می شود و این بدان معنی است که وقتی در شکاف یا گوشه ها بخواهیم جوشکاری کنیم، بطوریکه هوا نتواند به شعله برسد، اکسیژن بیشتری از کپسول را باید بشعله برسانیم. اگر نسبت مخلوط دو گاز مناسب نباشد فرم ظاهری شعله این اشکال را روشن خواهد کرد. آخر سر نیز، شعله خنثی را از وضع فلز ذوب شده می توان امتحان کرد.

مواد زائد از دو راه وارد شعله جوشکاری می شوند:

الف. ممکن است گازها مواد اضافی داشته باشند.

ب. دستگاه تمیز نباشد.

گاز باید همیشه از کیفیت خوبی برخوردار باشد. خلوص گاز را کارخانه سازنده مشخص کرده و باید در نظر داشت که گرمای شعله استیلن- اکسیژن خنثی به 5600 درجه فارنهایت می رسد. اگر اکسیژن زیادتر باشد درجه حرارت به کمی بالاتر هم ممکن است برسد.

دستگاه جوشکاری اکسی استیلن

قبل از بحث در طرز کار جوشکاری، بهتر است اطلاعاتی درباره دستگاههای جوشکاری پیدا کنیم تا امکانات و حدود کار این دستگاه‌ها مشخص شود.

در اصل، دستگاه جوشکاری اکسی استیلن شامل وسایل زیر است:

یکی منبع تامین دو گاز اکسیژن و استیلن و دستگاهی که در آن، دو گاز بدون خطر با هم مخلوط شده و به مشعل می رسند. در آنجا گازهای مزبور مشتعل شده و درجه حرارت زیادی ایجاد می شود. در اینجا دستگاهی را که بیشتر بکار می رود توضیح می‌دهیم:

الف. کپسولهای گاز: یکی کپسول اکسیژن و دیگری کپسول استیلن.

ب. تنظیم های فشار و فشارسنج ها: تنظیم فشار اکسیژن و تنظیم فشار استیلن.

ج. لوله اکسیژن و لوله استیلن.

د. مشعل جوشکاری.

معمولاً دو نوع مشعل جوشکاری استیلن و اکسیژن به کار می رود:

1. مشعل از نوع فشار مساوی 2. مشعل از نوع تزریقی در نوع اول همانطور که از اسم آن پیداست گازهای اکسیژن و استیلن هر دو فشاری مساوی یا تقریباً نزدیک بهم دارند. این نوع مشعل ها خیلی بیشتر بکار می روند. در مشعل نوع تزریقی، فشار گاز استیلن نسبتاً کم و فشار اکسیژن خیلی بالاتر است.

تنظیم مشعل

بطور کلی و با استفاده از خصوصیات شعله، مشعل را می‌توان با توجه به موارد زیر تنظیم نمود:

1- شعله خنثی

2- شعله احیاء کننده

3- شعله اکسید کننده

بطور کلی شعله مطلوب، شعله خنثی است. اگرچه در جوشکاری آلومینیم، لحیم سخت و برخی عملیات دیگر که امکان اکسیداسیون فلز در داخل جوش وجود دارد، بهره‌گیری از شعله‌ای که کمی حالت احیاء کنندگی داشته باشد، معمول است. با وجود آنکه در بعضی موارد شعله باید کمی احیاء کننده باشد ولی شعله خنثی در همه جا بخوبی مورد استفاده قرار می‌گیرد، در مدت زمان طولانی بعلت اینکه فشار گازها کمی تغییر می‌کند مشکل بتوان شعله کاملاً خنثی در دسترس داشت. امکان دارد شعله خنثی کمی اکسید کننده یا احیاء کننده شود. بنابراین برای اینکه شعله اکسید کننده نشود بهتر است کمی احیاء کننده باشد.

در حال جوشکاری ممکن است گاهگاهی مشعل، برگشت سوخت داشته باشد. این انفجار کوچک شعله ممکن است در اثر شرایط مختلفی ایجاد شود که می‌توان از آن جلوگیری کرد. علت عمده آن در اثر اشتعال پیشرس گازها است. البته علل دیگری هم ممکن است وجود داشته باشد که عبارتند از:

1- خروج گازها از سوراخ سر مشعل خیلی آهسته بوده و فشار گازها خیلی کم و متناسب با قطر سوراخ سر مشعل نیست. انتشار شعله در گازها بیشتر از سرعت خروج گاز بوده که این عیب را می‌توان با افزایش جزئی فشار گاز اکسیژن و استیلن از بین برد.

2- اثر افزایش زمان جوشکاری، یا اگر جوشکاری در گوشه انجام شود و یا مشعل خیلی نزدیک جوش باشد، سر مشعل گرم می‌شود. برای رفع این عیب سر مشعل را خنک می‌کنیم.

3- داخل سر مشعل ممکن است دوده گرفته یا ذره‌ای از فلز، داخل سوراخ سر مشعل شده باشد. این تکه‌ها گرم شده و باعث اشتعال گاز می‌شوند. برای رفع این عیب بدقت سر مشعل را پاک کنید.

علت دیگر که خیلی کم اتفاق می‌افتد، این است که مخروط داخلی در فلز مذاب قرار می‌گیرد. اشتعال عکس وقتی است که اشتعال برگشت کرده بدستگاه تنظیم برسد. در این حال لوله‌ها، مشعل و دستگاههای تنظیم خراب شده بایستی تعویض یا تعمیر شوند.

دو نوع اشتعال عکس وجود دارد:

1- اشتعال عکس در لوله استیلن، در صورتیکه اکسیژن در جهت عکس جریان استیلن وارد لوله استیلن گردد، مخلوط قابل اشتعال درست شده و انفجار مهیبی ایجاد می‌شود. اگر مسیر عبور مخلوط اکسیژن و استیلن گرفته شود و فشار گاز اکسیژن زیاد باشد، امکان چنین انفجاری فراهم می‌گردد.

2- در داخل لوله اکسیژن، اکسیدهای آلی تشکیل می‌شود. اگر درجه حرارت لوله بنقطه اشتعال برسد ممکن است انفجاری رخ دهد.

خاموش کردم مشعل

اگر جوشکار بخواهد فقط برای چند دقیقه از دستگاه استفاده نکند کافی است شیرهای مشعل را به بندد و مشعل را کنار بگذارد تا دوباره بتواند از آن استفاده کند. در صورتیکه بخواهیم از دستگاه برای مدتی نسبتاً طولانی استفاده نکنیم، توصیه می‌شود دستگاه را کلا مسدود کنیم. روش خاص خاموش کردن دستگاه بترتیب زیر است:

1- شیرهای دستی روی مشعل برا به بندید. بهتر است اول شیر استیلن را به بندید (با این عمل از ایجاد دوده در اثر شعله استیلن جلوگیری می‌شود).

2- شیرهای کپسول را محکم به بندید.

3- شیرهای دستی روی مشعل را باز کنید تا گازها خارج شوند.

4- صبر کنید تا فشار سنج‌های فشار زیاد و کم روی دستگاه تنظیم اکسیژن و استیلن هر دو صفر را نشان دهند.

5- پیچهای تنظیم روی دستگاه تنظیم اکسیژن و استیلن هر دو را کاملاً به بندید.

6- هر دو شیر دستی روی مشعل را به‌بندید (نه محکم) و مشعل را در محل مناسبی آویزان کنید.

مراحل فوق را بریا کلیه دستگاه‌های جوشکاری (هر نوع مشعل از نوع فشار مساوی و نوع تزریقی) یکسان عمل کنید.

 

دانلود بررسی ریخته گری چدن

بررسی ریخته گری چدن مقاله بررسی ریخته گری چدن در 20 صفحه ورد قابل ویرایش

دسته بندی	فنی و مهندسی
فرمت فایل	doc
حجم فایل	17 کیلو بایت
تعداد صفحات فایل	20

بررسی ریخته گری چدن

چدن ریختگی

مقدمه :

         عنوان چدن ریختگی مشخص کننده دسته بزرگی از فلزات است . فلزاتی که در این دسته قرار دارند از نظر خواص با یکدیگر  تفاوتهای فاحش دارند . عنوان چدن ریختگی ، همانند  عنوان  فولاد  که  مشخص کننده دسته دیگری از فلزات است ، یک عبارت کلی است  .  فولادها  و چدنها در اصل آلیاژ آهن هستند که با کربن  ساخته  شده اند  اما  فولاد همواره کمتر از دو درصد کربن داشته و معمولاً درصد کربن آنها  از  یک درصد بیشتر نمی شود . درحالیکه چدنها بیش از دو درصد کربن  دارند. چدنها ی  ریختگی گذشته از کربن باید دارای  مقادیر  قابل  توجهی  از سیلیسیم باشند که عموماً میزان آن از یک تا سه درصد متغیر است .             

         تفاوتهای مذکور اختیاری  و  دلخواه  نیست  اما همین امر ریشه متالورژیکی  و  عامل  موثری  است  که  سبب میشود خواص مفید و متفاوتی در این دو دسته از گروه فلزات آهنی پدید آید .

         امید است این پروژه سهمی در پیشبرد صنعت وتکنولوژی ریخته گری چدن در ایران داشته باشد و مورد  استفاده  دیگر دانشجویان  نیز قرار گیرد .  

تقسیم بندی انواع چدنها :

چدن سـفید  :

         در چدنهای سفید کربن به شکل کاربید آهن یا  سمانتیت  ظاهر می شود  . کاربید آهن ترکیب شیمیایی کربن  موجود در مذاب  همراه با آهن می باشد بصورت مجموعه ای از اجزاء سخت  و  شکننده می باشند که به آنها سمانتیت نیز گفته میشود ، کاربید آهن  یا  سمانتیت تعیین کننده خواص نهایی ریز  ساختار می باشد .  به  همین  دلیل چدن سفید اساساً آلیاژی سخت و شکننده است . سطح مقطع شکست این  چدن  به  رنگ سفید بوده و استحکام فشاری زیادی خواهد داشت .

         از خواص دیگر این آلیاژها  مقاومت عالی در  برابر سایش و نیز سختی زیاد را می توان نام برد  . در این چدنها سرعت سرد شدن مذاب بسیار زیاد است که برای این  منظور معمولاً ریخته گری  این  نوع چدن در قالب مبرد دار  انجام می شود .  مبرد  مورد  استفاده  در  انجماد  این آلیاژها معمولاً از جنس گرافیت یا آهن می باشد در قسمتهای نازک و یا گوشه های تیز از  یک  قطعه  با این جنس یا پره های نازکی که  از این جنس استفاده می شود . معمولاًو به طور حتم چدن سفیدتشکیل خواهد   شد .  

چدن چکشخوار ‌‌ ( مالیبل Malleable   )  :

         در این چدنها کربن بشکل گرافیت در نقاط مختلف  تجمع  نموده و شکلهای نا منظمی شبیه به کلوخه را ایجاد  می کنند  این  چدن از نظر ترکیب شیمیایی شبیه به چدن سفید بوده و قطعات چدن چکش خوار را در ابتدا  می توان از چدن سفید تهیه  نمود بدین  صورت  که  ابتد ا چدن سفید ریخته گری شده و سپس  با انجام یک عملیات  حرارتی  کربن را به صورت گرافیت کروی در زمینه  راسب ( رسوب ) می کنند  .  ضخامت قطعه های چدن  چکش خوار  معمولاً  محدود  و  ضخامت  کمی  دارند مزیت این  چدنها  قابلیت چکش خواری ،  نرمی و  قابلیت  تراشکاری مناسب می باشد .

چدن خاکستری  :

         در این چدنها ، کربن به شکل گرافیت می باشد ،  این چدنها  در صنعت بیشترین کاربرد را به خود اختصاص می دهند  و  به  آنها  چدن ریختگی می گویند که البته برای این نوع چدن عنوان نا مناسبی می باشد سطح مقطع چدن خاکستری به رنگ خاکستری بوده که این  رنگ ناشی ازرسوب ( ورقه های ) نازک گرافیتی در آن می باشد .

         از نظر خواص مکانیکی ، سختی بالایی دارند و مقاومت  فشاری زیاد و نیز قابلیت تراشکاری خوبی از خود نشان می دهند .  از خواص دیگر این چدنها قابلیت جذب ارتعاش می باشد . ورقه های گرافیت در این چدنها می توانند به شکلها و فرمهای مختلفی ظاهر شوند . هر یک از انواع گرافیت تمایل به افزایش خواص معینی از این چدنها دارند .

چدن نشکن ـ داکتیل ( چدن با گرافیت کروی ) :

         کربن دراین چدنها به صورت گرافیت کروی شکل ظاهر میشود . ترکیب  شیمیایی  این  چدنها  شبیه  ترکیب  شیمیایی  چدن  خاکستری میباشد ،  فقط وجود مقدار عنصر گوگرد در این چدنها بسیار حساسیت دارد . 

         افزودن مقدار کمی از عنصر منیزیم( Mg )  به چدن مذاب باعث کروی شدن گرافیت و تولید  چدن نشکن خواهد شد  . بالا بودن  مقدار کربن و سیلیسیم باعث افزایش محفوظ ماندن مزایای فرآیند  ریخته گری و قابلیت ماشینکاری در این چدنها میشود .

         مدول الاستیک چدن نشکن  زیاد است و استحکام  تسلیم آن در محدوده خوبی قرار دارد  ،  از طرفی  انعطاف پذیری  این  آلیاژها  بسیار خوب است .

         وجود  گوگرد  د ر این  چدنها  باعث  اتلاف  منیزیم  به  شکل سولفورید منیزیم  Mgs  می شود بنابراین  مقدار گوگرد  در این آلیاژها نباید از 03/0% بیشتر باشد .

         ضخامت مقطع تاثیر بسیار محدودی برخواص آن دارد . ضخامت این چدن بطور کلی اثری بر میزان سختی آن نخواهد داشت .

         انواع مختلف چدنهای داکتیل یا نشکن باخواص مکانیکی متفاوت و ریز ساختارهای مختلف وجود دارند  .  از نظر ترکیب شیمیایی معمولاً تفاوتی  بین  انواع   مختلف  این چدن  وجود  ندارد ،  مگر  اینکه  جهت کاربردهای از پیش تعیین شده وطراحی های از قبل صورت گرفته عمداً اختلاف در ترکیب شیمیایی ایجاد گردد ، این تغییرات ترکیب شیمیایی به منظور بهبود ساختمان میکروسکوپی قطعه صورت می گیرد . 

5) چدن با گرافیت فشرده : 

         در این چدنها  گرافیت به  شکل ورقه های ضخیم و کرمی شکل خواهد بود که هر یک از این ورقه ها با یک  دانه  موجود  در  زمینه فلز ارتباط دارد این چدنها از نظر خواص در بین خواص چدن خاکستری و خواص چدن نشکن قرار دارند . شکل گرافیت فشرده تحت عناوین :

1 ) شبه ورقه ای 2) ورقه متراکم 3) نیمه کروی 4) گرافیت کرمی شکل

قرار دارد .

zn ) :

         شمشهای روی با درجه خلوص 7/98 تا  5/99  درصد روی در     

استانداردهای مختلف بین المللی تهیه میشوندو همواره حاوی ناخالصیهایی

از قبیل مس ، کادمیوم ، آهن ، سرب و گاهی قلع و آنتیموان می باشند .

در ذوب  آلومینیوم  معمولاً از شمشهای  روی با  درجه  خلوص  9/99

استفاده می شود تا میزان ناخالصیها ، به خصوص آهن تقلیل یابد . نقطه

ذوب روی  419  درجه سانتیگراد  و  وزن  مخصوص آن  1/7  گرم بر سانتیمتر مکعب است .

منیزیم ( mg ) :

         در مواقعی  که  درصد کمی از منیزیم  مورد نیاز باشد  ، می توان مستقیماً منیزیم رابه مذاب آلومینیوم اضافه نمود که شمشهای آن  با  درجه

خلوص  9/99  حاوی  ناخالصیهایی از قبیل  آهن ، سدیم ، آلومینیوم ، پتاسیم ، مس و نیکل می باشند . نقطه ذوب منیزیم650 درجه سانتیگراد

و وزن مخصوص آن 74/1 و در شمشهای  5/2  تا   15 کیلو گرمی تهیه می شود .

سیلیسیم (  si  )  :

         این عنصر به دو صورت سیلومین  و  یا سیلیسیم  کریستالیزه  به

آلومینیوم اضافه می شود.ترکیبات سیلومینی با 10 تا 13 درصد سیلیسیم

وجود دارد . شمش سیلیسیم کریستالیزه با درجه خلوص 5/99 تا 9/99

درصد سیلیسیم همراه ناخالصیهایی از قبیل آهن ، آلومینیوم دارای  نقطه

ذوبی حدود 1400 درجه سانتیگراد و وزن مخصوص آن 4/2 می باشد .

         منگنز ، مس ، آهن ، نیکل ، کروم  مستقیماً  به  مذاب  آلومینیوم اضافه نمیگردند و در مورد این عناصر معمولاً ازآمیژانها استفاده میکنند .

شمشهای دوباره ذوب ( ثانویه ) و قراضه :

         شمشهای ثانویه که از ذوب و تصفیه قراضه هاوآلیاژهای برگشتی

تهیه میشوند معمولاً از کنترل کیفی مطلوب برخوردارند و حاوی مقداری   

ناخا لصیهای معمولی در آلومینیوم مانند مس ، آهن و سیلیسیم هستند .

         قراضه ها و  قطعات  برگشتی  بایستی  به  دقت  از  نظر  ترکیب شیمیایی کنترل ودسته بندی شوند . استفاده مستقیم ازقراضه هاو قطعات

کوچک  ( براده ، پلیسه و  اضافات  تراشکاری ) به دلیل  افزایش  سطح تماس و شدت اکسید اسیون عملاً نامطلوب میباشد و ترجیحاً این قطعات

را  تحت  نیروی پرسهای  هیدرولیکی فشرده و در بلوکه های مختلف به کار می برند . برگشتیها  همچنین آغشته به روغن گریس ، رطوبت و ...

می باشند که بایستی قبل از استفاده و ذوب دقیقاً تمیز و از کثافات روغن

بر کنار باشند و معمولاً از دستگاههای دوار و خشک کننده در این مورد

استفاده می کنند .

         از آنجا که قراضه ها معمولاً ترکیبات ناشناخته ای دارند  ، اغلب

ترجیح داده می شود که آنها  را در کارگاه ریخته گری  ذوب و  پس  از

کنترل و آنالیز کیفی مورد استفاده قرار دهند .

آلیاژ سازها ( Hardeners ) :

      این عناصر که به نامهای Master alloys و Temper alloys

نیز نامیده می شوند به مقدار زیادی در صنایع ریخته گری  آلومینیوم  به

کارمیروند ، زیرا آلومینیوم با نقطه ذوب کم اغلب قادربه ذوب و پذیرش

مستقیم عناصر با نقطه ذوب بالا نیست (  مس  1083 ،  نیکل  1455 ،

سیلیسیم 1415 ، آهن 1539 و تیتانیم 1660 درجه سانتیگراد ) .

دانلود بررسی ریخته گری،درس پوشش فلزات

بررسی ریخته گری،درس پوشش فلزات مقاله بررسی ریخته گری،درس پوشش فلزات در 20 صفحه ورد قابل ویرایش

دسته بندی	فنی و مهندسی
فرمت فایل	doc
حجم فایل	18 کیلو بایت
تعداد صفحات فایل	20

بررسی ریخته گری،درس پوشش فلزات

پوشش های تبدیلی

اصطلاح ((پوشش تبدیلی )) به پوششهایی گفته می شود که از طریق واکنش لایه های اتمی سطح فلزات با آنیونهایی که از وسط فلزات ایجاد می شوند .

بنابراین فرایند تشکیل پوشش تبدیلی یک فرایند خوردگی کنترل شده ای است که به طریق مصنوعی ایجاد شده است و نهایتاً برروی سطح فلز لایه ای را ایجاد می کند . این لایه اتصال محکمی با فلز پایه دارد و عملاً در آب و محیط واسطه نامحلول است و عایق الکتریکی خوبی می باشد .

یکی از فرایند های پوششهای تبدیلی فرایند کروماته کردن است که در دو دهه اخیر پیشرفت و گسترش قابل توجهی پیدا کرده است .

کروماته کردن

اصطلاح ((کرماته کردن)) به عملیات شیمیایی و الکترو شیمایی فلزات و پوششهای فلزی محلولهایی گفته می شود که در آنها اسید کرمیک ، کرمات یا دی کرمات باشد . نتیجه چنین عملیاتی ایجاد پوشش محافظ تبدیلی شامل ترکیبات کرم سه ظرفیتی و شش ظرفیتی بر روی سطح فلز است .

خواص جلوگیری از خوردگی فلزات توسط کروماتها به خوبی شناخته شده است . با اضافه کردن مقادیر کمی از این ماده به سیستمهای دارای آب در گردش سطح فلزات را پوشش می دهد و در نتیجه از خوردگی آنها جلوگیری می کند .

پوششهای کرماته در محصولات صنایع ماشین سازی ، الکتریکی ، الکترونیکی ، ارتباطات راه دور و صنایع موتوری خودکار به کار می رود . آنها نیز با جایگزین کردن برخی فلزات معین معین به جای فلزاتی که طول عمر کمتری دارند نقش مهم کاربردی دارند . به عنوان مثال ، می توان از روی کرماته شده که جایگزین فلزات با پوشش کادمیم شده اند نام برد .

مهمترین اهداف استفاده از فلزات کرماته شد عبارتند از :

الف ) افزایش مقاومت به خوردگی فلز یا پوششهای محافظ فلزی ، در حالت اخیر احتمالاً به طولانی شدن زمان ظهور اولین آثار خوردگی بر روی فلز پایه و فلز پوشش منجر خواهد شد .

ب ) کاهش خسارات سطحی ناشی از آثار انگشت (خراشهای سطحی)

ج) افزایش میزان چسبندگی رنگ و سایر پوششهای آلی .

د) رنگ پذیری و یا پذیرش بهتر سایر پوششهای تزئینی .

روشهای عملی کرماته کردن بر اساس نوع عملیات به دو دسته زیر تقسیم می شوند :

الف ) روشهای شیمیایی که فقط شامل فرو بردن قطعات در محلولهای کرماته است .

ب ) روشهای الکتروشیمیایی که شامل فرو بردن قطعات در محلول و اعمال جریان الکتریکی از یک منبع خارجی است .

ج) فرایندی که یک لایه کرماته فشرده برروی سطح تمیز فلزی ایجاد می کند به نحوی که در نهایت به شکل پوشش واقعی در می آید .

د) فرایندی که با استفاده از انواع دیگر پوششها از فلز محافظ می کند . به عنوان مثال پوششهای اکسیدی یا فسفاتی که نوع فسفات آن در فصلهای مربوط به اکسیداسیون و فسفاته کردن بحث شده است .

فرایند کرماته کردن را می توان بهصورت دستی ، نیمه خودکار یا تمام خودکار انجام داد .

توسعه این فرایند به دلیل سهولت عمل و زمان کم آن قابلیت دسترسی همگانی و اقتصادی بودن مواد شیمیایی و بالخره خواص منحصر به فردی است که این نوع پوشش برخوردار است .

 بر اساس نظریات و ستچستر مقاومت به خوردگی پوششهای کرماته بهتر از نوع فسفاته آن است . موک نیز که تحقیقاتی در زمینه خواص حفاظتی پوششهای کرماته و مقایسه آن با نوع فسفاته انجام داده ، به نتایج مشابهی رسیده است .

در اولین مرحله ، مقاومت به خوردگی و سایر خواص پوششهای کرمی بستگی تام به فلز پایه (فلزی که پوشش روی آن انجام می گیرد دارد . چگونگی سطح فلز  روشهای آماده سازی مختلف کرماته کردن و احتمالاً عملیات اضافی در زمینه پوشش کرم دادن (مثلاُ کاربرد پوشش روغن یا رنگ) دارد.  در حالی که از روشهای الکترو شیمیایی برای ایجاد پوشش کرماته استفاده می شود ، چگالی جریان نقش مهمی ایفا می کند).

فرایند کروماته کردن فلزات خاص

اولین بار فرایند کرماته نمودن در سال 1924 و برای فلز منیزیم به کار رفت . پوشش کرماته که در آن زمان به دست آمد مشخصاً یک پوسته بسیار باریک بود و به علت کاربرد روشهای خاص رنگ پوسته قهوه ای یا زیتونی بود و عالباً از محلولهای اسیدی سدیم دی کرمات یا بدون افزایش نمکهای فلزی معین برای منظورهای خاصی استفاده می شد .

بین سالهای 1924تا 1936 چندین روش برای کرماته کردن منیزیم ، روی ، کادمیم ، مس و آلیاژهای آن عرضه شد . از بین این روشها روشی که در آن از یک محلول خاص برای دستیابی به پوشش روشن بر روی کادمیم استفاده می شد کاربردی بیشتری داشت .

بدون شک فرایندی که در ان حمام دی کرمات و اسید سولفوریک به کار  می رود ، ارزشمند ترین فرایند است . این فرایند که در سال 1936 ابداع شد ، به فرایند کرونک شهرت یافت . پوشش کرماته ای که از روش بر روی ZN و Cd به دست آمد ، رنگی شبیه زرد یا قهوه ای تیره داشت .

پیشرفتهای بعدی در این زمینه به کاربرد محلولهایی منجر شد که شامل اسید کرمیک و سولفاتها بودند که جهت به دست آمدن سطح و ظاهر روشن سپس در محلولهای اسیدی یا الکلی دقیق شسته می شدند .

در دوران جنگ جهانی دوم روشی ابداع شد که پوشش کرماته به رنگ سبز زیتونی برروی روی و کادمیم به دست آمد . این پوشش در مقایسه با نمونه مات متمایل به قهوه ای که سابقاً تهیه شده بود در مقابلخوردگی مقاومت ببیشتری از خود نشان می داد . علاوه بر ایجاد پوشش سبز زیتونی تهیه پوششهایی به رنگ سیاه و رنگهای دیگر از طریق رنگ کردن پوشش زیتونی نیز امکانپذیر شد .

هنوز بسیاری از فرایند های قدیمی کرماته کردن روی وکادمیم که نیاز به استفاده از محلولهای اسید سولفوریک و دی کرمات با اصطلاحات مختصری دارد ، قابل استفاده اند .

5 – از بین بردن پوششهای کرماته

پوششهای کرماته را که به کیفیت مطلوب نرسیده اند ،می توان با فرو بردن قطعه به مدت چند دقیقه در محلول اسید کرمیک (gr/lit 200) داغ از بین برد.  برای این منظوراز اسید هیدروکلریک نیز می توان استفاده کرد.

قبل از آن که عملیات کرماته کردن مجدد انجام شود قطعات باید در حمام قلیایی و دو بار در آب شسته شوند.

 6 – ترکیب حمام پوشش و کنترل آن

مصرف اجزای محلول و جدا شدن آنها باعث افت غلظت محلول کرماته در طی عملیات می شود . علاوه بر این محلول دائماً با آبی که برای شست و شو بر روی سطح قطعات کرماته ریخته می شود ،بنابراین ثابت نگه داشتن ترکیب حمام پوشش نیاز به کنترل ترکیب شیمیایی و جایگزین کردن عناصر مصرف شده از آن دارد .در مواردی که محلول کرماته حجم کمی داشته باشد ،تغییرات غلظت عناصر قابل توجه است و در این موارد بهتر است محلول تازه جایگزین شود.

درطی انجام واکنشهایی که برای تشکیل پوشش کرماته می دهد، یونهای هیدروژن مصرف می شوند و PH محلول کرماته زیاد می شود. این امر باعث کاهش سرعت تشکیل لایه می شود. هنگامی که از محلول کرماته به مدت چند روز یا چند هفته استفاده شد (بستگی به مقدار استفاده از آن )،پوششهایی که در طول مدت معینی از عملیات به دست می آیند نسبت به پوششهایی که از یک محلول تازه به دست می آیند سبکترند. سرعت کم تشکیل لایه را یا با افزایش مدت عملیات و یا باکاهش PH به کمک یک اسید غیر آلی مناسب می توان جبران کرد برای کنترل فرآیند می توان از کاغذهای PH استفاده کرد. استفاده از الکترودهای شیشه ای برای اندازه گیری PH ،.همیشه عملی نیست زیرا وسایل خاصی جهت استفاده از آنها لازم است. علاوه بر آن در مواردی که محلول کرماته حاوی یونهای فلوئورید باشد ،الکترود شیشه ای قابل استفاده نخواهد بود.

مقدرا کرم 6 ظرفیتی در طول عملیات کرماته کردن کاهش می یابد ،با این حال کاهش اسیدکرمیک و دی کرومات غالبا ً‌کمتر از کاهشی است که درکل حجم محلول بر اثر کشیده شدن و ریختن آن به مخزن شست وشو رخ می دهد.

اگر با وجود تصحیح PH ،محلول کرماته عملکرد رضایت بخشی نداشته باشد،ترکیب شیمیایی محلول باید بررسی شود و مقدار یونهای کرم 6 ظرفیتی و همچنین میزان نمک کرم که برای جبران به محلول اضافه می شود محاسبه شود . مقدار کرم 6 ظرفیتی را می توان با یدومتری یا با احیا به وسسیله سولفات آهن و تیتراسیون برگشتی مقدار منگانومتری یونهای آهن تعیین کرد.

 در عمل ،بخصوص در واحدهای کوچک ،کنترل حمام محدود به اندازه گیری PH  و تصحیح آن در موارد لزوم است . اگر چنین نشود ،محلول تازه ای باید تهیه شود.

باید توجه داشت پوششهایی که در ابتدا از محلول ید تازه به دست می آید ممکن است کیفیت مطلوبی نداشته باشند . اما بعد از اینکه چند نمونه دراین حمام پوشش داده شد ،دردامنه PH معینی بدون آنکه درکیفیت پوشش نوسانات زیادی حاصل شود وتا زمانی که اجزای اصلی حمام به مقدار قابل توجهی مصرف شود ،محلول پوشش ایجاد خواهد کرد.

برای حفظ حمام کرماته استفاده متناوب از برخی افزودنیها مطلوب است .برای یک کار مداوم و یکنواخت می توان بر اساس چند روز یا چند هفته اول عملیات برنامه ای تعیین کرد و بعد از آن کنترل آزمایشگاهی برای دوره های کمتری کافی خواهد بود.

بعد ازاینکه چندین بار مواد افزودنی به حمام افزوده شد ،حمام پوشش کرماته به پایان عمر خود می رسد ،مگر اینکه دفعات تازه سازی محلول زیاد باشد ،میزان کرم احیا شده (3ظرفیتی ) و رسوبهای فلزی از قطعاتی که وارد حمام شده به حدی رسیده است که عملاً‌محلول حمام بدون استفاده می ماند. اغلب اپراتورهای عملیات کرماته کردن می توانند روش ساده ای برای تیتراسیون تهیه کنند و زمانی را که حمام پوشش به نقطه انتهایی خود نزدیک می شود ،تعیین کنند. تشکیل مجدد محلول از طریق تکنیک تعویض یونها با موفقیت میسر است .ولی هنوز روش متداولی نیست .

 محلولهای کرماته را نمی توان به طور نامحدود جایگزین کرد ،این کار ،حداکثر دو یا سه بار بیشتر انجام نمی شود. مهمترین عاملی که سبب تعویض حمام می شود کیفیت ضعیف پوشش تشکیل شده بر روی سطح قطعه است ،حتی اگر ترکیب حمام هم ترکیب صحیحی باشد. اگر نگهداری حمام پوشش به اضافه کردن مقادیر بیش از حدی ترکیبهای شیمیایی نیاز داشته باشد نیز این مورد صادق است .مصرف اضافی مواد شیمیایی غالباً‌ بر اثر تشکیل آلودگیهایی مانند ترکیبهای کرم 3 ظرفیتی است که بر اثر واکنش تشکیل پوشش و فلز حل شده قطعه ای که پوشش داده می شود به وجود می آیند علاوه بر آن این مصرف اضافی ناشی از آلودگیهای خارجی نیز     می باشد.

تعیین عمر طبیعی یک حمام مشکل است زیرا به عوامل متعددی بستگی دارد. از جمله این عوامل عبارتند از :روش عمل ،بازده تمیز کردن ،آماده سازی سطح قبل از عملیات و بازده شست وشو .

دانلود بررسی صنعت ریخته گری (خاک)

بررسی صنعت ریخته گری (خاک) مقاله بررسی صنعت ریخته گری (خاک)در 22 صفحه ورد قابل ویرایش

دسته بندی	فنی و مهندسی
فرمت فایل	doc
حجم فایل	24 کیلو بایت
تعداد صفحات فایل	22

بررسی صنعت ریخته گری (خاک)

مقاله 1:

انواع مختلفی از خاک در جهان وجود دارند که بسیاری از آنها  در صنعت ریخته گری آزمایش شده اند اما سه نوع اصلی که در این صنعت بکار می روند شامل کائولن (خاک نسوزط)، مونت موریلونیت (بنتونیت) و ایلیت می باشند. مونت موریلونیت مهم ترین کانی بنتونیت بود9 که از یک ساختار سه لایه صفحه ای تشکیل شده است. 2 لایه از تتراهدلا سیلیسییم – اکسیژن و یک لایه دی اکتاهدرال یا تری اکتاهدرال هیدوکسیل آلومینیم (گیبسیت). لایه میانی‌ آلومینیوم از اکتاهدرالی با یک اتم آهن که توسط شش واحد  هیدلوکسیل محاصره شده تشکیل گردیده است. به شکلهای 1 و 2 مراجعه کنید.

خاک های سدیمی، کلسیمی . و بنتونیت های فعال شده دراین خانواده قرار گرفته و به میزان فراوانی در صنعت ریختهگری استفاده می شوند. کائولن از دو لایه ساختاری تشکیل  شده است یک لایه اکتاهیدال آلومینیم و یک لایه تتراهیدال الومینیم و یک لایه تتراهدرال سیلیسیم. لایه سیلیسیم از یک اتم سیلیسیم و 4 اتم اکسیژت تشکیل شده است.

خاک نسوز، خاک چینی، کائولینیت  و خاک رس دراین خانواده قرار می گیرد. در صنایع مدرن بریخته گری بندرت از این خاکها استفاده می‌شود.

ایلیت خاکی با نسوزندگی ضعیف است. این خاک غالبا در ماسه های طبیعی دیده شده اما در ماسه های مصنوعی هیچگاه افزوده نمی‌شود.

مونت موریلونیت دارای یک صفحه میانی هیدروکسیل آلومینیوم است که بین دو لایه اکسید سیلیسیم آلومینیم است که بین دو لایه اکسید سیلیسیم قرار گرفته است. بخشی از آلومینیم  توسط منیزیم جانشین شده که یک حالت عدم تعادلی یونی را به وجود می آورد.  تعادل یونی را می توان با افزودن سدیم، کلسیم یا منیزیم بدتس آورد که این عمل تبادل یونی نامیده می‌شود.

در صنایع جدید ریخته گری ، برخی خاکهای مورد استفاده از نوع تبادل یونی (فعال شده)  هستند. دو نوع مونت موریلونیت مهم که در آن صنعت ریخته گری بکار می‌روند عبارتند از :

الف) بنتونیت سدیم که با خاصیت تورم زیاد شناخته می‌شود.

ب) بنتونیت کلسیمی که تورم پذیری کلسیمی هستند که با نمکهای سدیم نظیر کربنات سدیم فرآوری شده تاند تا خواص خاک بهبود یابد.این فعال سازی بودن آنکه باعث کاهش استحکام خشک گردد، موجب بهبود پایداری خواص شده و عیوب ناشی از انبساط را کاهش می دهد.

عمل فعال سازی می‌تواند به صورت «تر» یا «خشک» انجام شود  اما نتایج بررسیها نشان می دهند که فعال سازی «تر» خواص بهتری را بدست می دهد.

بنتونیت های سدیمی، کلسیمی و خاک های تبادل بودن کره، هر یک خواص منسبی دارند. انتخاب نوع خاک به خواص مورد نیاز و مسائل اقتصادی ازتباط دارد. در صنعت ریخته گری فولاد، برای ریخته گری  چدن و فلزات غیر آهنی درماسه‌تر معمولاً از بنتونیت کلسیمی یا بنتونیت فعال شده یا مخلوطی از ینتونیت سدیمی/کلسیمی استفاده می‌شود. هر کارخانه ریته گری باید نیازمندیهای خود را شندهته و بر آن اساس نوع خاک مناسب را انتخاب کند. ازیک خاک یا مخلوطی از خاک ها  می توان در اغلب موارد برای دست یابی به خواص مورد نظر استفاده کرد. در فرآیندهای قالب گیری ماشینی با فشار بالا، این انتخاب اهمیت بیشتری داشته و معمولاً برای بهبود عملکرد، افزودنی دیگرنیز به ماسه اضافه می شوند.

مقاله 2: چسب های زرین نوع فوران ابتدا در سال 1958 به عنوان سیستم =سب فوران بدون پخت اسید کاتالیز شده معرفی شدند. دو سال بعد صنعت اتومایتو این رزین ‌ها را اصلاح کرد تا به کاتالیزورهای نمکی اسید عمل کنند تا در ماهیچه های Hotbox استفاده شود سپس در اوایل دهه 80 (زرین های فوران به عنوان بزرگترین سیستم  فروش بدون پخت تبدیل شدند.

چسب های فوران بدون پخت (سردگیر ) در تهیه قالبهای ماسه ای در ریخته گری قطعات چدنی و فولادی کاربرد زیادی پیدا کرده اند. در این پژوهش متغیرها موثر در سخت شدن چسب شامل:  درصد کاتالیست، رطوبت ماسه، اثر دمای محیط و فاصله زمانی بین سنجش استحام و زمان قالبگیری مورد بررسی قرار گرفته است. نهایتا شرایط بهینه قالب گیری چسب فوران با کاتالیست اسیدتولوئن سولفونیک به دست آمد. در این شرایط استحکام فشاری ماسه برابر  400، عبود گاز آن AFS 130، وز مان عمر مفید این ماسه برابر 20 دقیقه تعیین گردید.

چسب های فوارن بدون پخت (سردگیر) ر تهیه قالب های ماسه ایدر ریخته‌گری قطعات چدنی فولادی کاربرد زیادی پیدا کرده اند. سیستم چسبهای فورانی بدون پخت (No- boke) دراواخر سال 1950 به صنعت ریخته گری معرفی شد  و از سال 1960 تاکنون به طور گسترده ای در صنایع ریخته گری کشورهای جهان استفاده می‌شود. پایه چسبهای فورانی. الکل فورقوریل با فرمول شیمیایی C₄H₃OCH₂OH است که از فورفورال تهیه می‌شود. فورفورال نیز خود از ت0حول بقایای محصولات غذاییی همچون غلات،  پوست جو ، تفاله نیشکر و غیره بدست می آید. درجه چسب فوران با استفادهاز مقدار آب و نیتروژن و میزان فورفوریل الکل پایین برای ریخته گری و ماهیچه سازی چدن و آلیاژهای کم و یا بع عبارتی با فورفوریل الکل زیاد برای ریخته گری و ماهیچه سازی قطعات فولادی بکار برده می شوند. یکی از انواع خاص چسبهایفورانی سردگیر چسبهای بدون نیتروژن است. وجود نیتروژن باعث افزایش طول مدت نگهداری چسب می‌شود. وجود نیتروژن باعث افزایش طول مدت نگهداری چسب می‌شود ولی از طرفی وجود آن در بسیاری از موارد با تشکیل گاز، باعث ایجاد عیوب ریخته گری می‌شود که اغلب از نوع تخلخل و حفره ای بوده و خطرناک می باشند. نیتروژن همچنین ممکن است تخلخل های زیر سطحی ایجاد کند. برای بکار بدن این چسب در قالب گیری، ابتدا ماسه را با یک کاتالیست یا سخت کننده مخلوط می کنند و سپس چسب فوران را را آن مخلوط می نمایند. انواع کاتالیستهای معمول این چسب به ترتیب افزایش واکنش دهندگی عبارتند از: اسید فسفریک و یا مخلوطی از اسید فسفریک و اسید سولفوریک، آریل سولفونیکها مثل اسید تولئون سفلونیک(TSA) با فرمول شیمیای CH₃So₃H و اسید بنزن سولفونیک (‌BSA) با فرمول SO_­3 H  اسید فسفریک ضعیف تین اسید بین اسیدهی مذکوراست.

معمولاً مقداراسید فسفریک  لازم جهت افزودن به مخلوط حدود 40 الی 60 درصد وزنی چسب فوران می باشد. بعد از اسید فسفریک امروزه بیشتر از اسیدها آروماتیک TSA و پس از آن BSA  که قوی تر است  استفاده می‌شود. معمولاً وقتی که ماسه مصرف شده (غیر تازه) باشد یا حالت قلیایی داشته باشد استفاده از BAS  مطلوب تر است. افزودن این دواسیددرحدود 20 الی 25 درصد چسب به مخلطو کاسه کافی است. به طول کلی مکانیزم سخت شده چسب در چسبهای سرد فورانی که با اسید سخت می شوند به صورت پلبیمریزاسیوناست. در واقع با وجود یک اسید قوی، زنجییزه های الکل فورفرویل به صورت فیلمی ذرات ماسه را می پوشاند و باعث چسبیدن این ذرات ب9ه هم می شوند. واکنش پلیمریزاسیون این چسب از نوع تراکمی است و محصول جنبی داشته و به صورت زیر می باشد.

این واکن گرمازا است وحرارات  ناشی ازآن  باعث تسریع پلیمریزاسیون به صولت لایه لایه تا بخشهایمرکزی می‌شود. آب تولید شده از واکنش پلیمریزاسیون برای تکمیل گیرش رزین باید بخیر شود. به همین دلیل گیرش رزین از سطح خارجی قالب به سمت داخل اتفاق می افتد. سرعت واکنش تحت تاثیر عواملی چون دمای  ماسه و نوع ماسه، نوع مخلوط کنو سرعت مخلوط کردن ، ترکیب چسب وننع و مقدار عنصر فعال کننده مصرفی قرار دارد. افزایش دمای محیط تا C ⁰  30  موجب افزایش سرعت‌گیرش و رسیدن به استحکام بالا می‌شود. افزایش رطوبت نیز در دمای ثابت باعث کم شدن سرعت گیرش می‌شود. دمای ماسه تأثیر بسزایی را روی فرآیند پلیمریزتاسیون دارد. درمحدوده دمایی C ⁰ 16 تا C ⁰ 38 استحکامهای مناسب تری بدست می آید. در ضمن هر چه روطوبت نسبی هوا بالاتر رود به دلیل کاهش سرعت تبخیر حاضر در کاتالیست و آب تولید شده از وانش تراکمی‌، استحکام کاهش می‌یابد.

مکانیزم اتصال خاک رس

اتصال تر (Green bond)

مکانیزم اتصال خاک رس (Clay bond) از طریق تشریح وضعیت یک ذره خاک رس هیدراته شده (A hydrated clay particle)  که به آن می سل (ءهزثممث) گفته می شود، باین می‌شود.نیروی بین می سل (intermicellet force) شبکه ای درفصل مشترک کوارتز – خاک رس و  خاک رس – خاک رس که بواسطه جذب ترجیحی کاتیونها و آنونیونها برروی سطح است.

اصولا اتصال خاک رس با دانه های ماسهزمانی امکان پذیر است که ذات خاک رس هیدارته شده باشد. در خضور مولکول های آب که طبق واکنش زیر تمایل دارند تا هیدرولیز شوند،

H ₂ O

ذرات خاک رس ترجیحا یون های هیدروکسیل (OH^-)  را جذب می کنند. در سطح بلورخاک رس (Clay crystal) پیوندهای ظرفیتی غیر کامل ایجاد می‌شود و ذره خاک رس -‌ آب یک ذره باردار با یک بارمنفی خواهد شد.

کائولینیت در سطح خودداری پیوندهای ظرفیتی منفصل است که این امر باعث افزایش نقاط فعال بروی بلور می‌شود. وقتی آب به یک خاک رس  از نوع کائولینیت اضافه می‌شود ، یونهای OH^- جذب می شوند اما توسط مرکز خاک رس دفع می شوند تا جایی که موقعیت و شرایط تعادل فراهم شود. کاتیونها موقعیتی را بخود می گیرند که. این موقعیت بگونه ای است که نیروی الکتروایستایی (Electrostatic force) تمایل دارد تا صفر شود و یک می سل خاک رس ایجاد شود. مقدار نیروهای  دافعه بواسطه نوع کاتیونهایی چون Na⁺ و H⁺ و Ca²⁺  تعیین می‌شود و تاثیر تلفیقی نیروهای جاذبه و دافعه  این تمایل را دارد که ذره خاک رس از نظر بار الکتریکی خنثی شود. در یک ماده قالبگیری، ذرات خاک رس و ذرات کوارتز در زمینه و محیطی از‌آب انتشار یافته و گسترده شده اند، آب باعث تشکیل می سل های خاک رس می‌شود که خنثی شده هستند و انرژی  جنبشی آنها باعث می‌شود که بسمت یکدیگر حرکت کنند. در این شرایط، یک نیروی جاذبه مابین یونها غیر همنام پدید می آید ویک نیروی دافعه خاک کاتیونها و هسته خاک رس ظاهر می‌شود. وقتی فاصله بین می سل های خاک رس افزایش می یابد و در نتیجه یک نیروی بین می سل  شبکه ای بوجود می آید.

کشش دو می سل بسمت یکدیگر باعث جهت دار شدن و آرایش یونهای غیر همنام بطرف هم می‌شود و در نتیجه یک خاک رس دو قطبی شده تشیکل می‌شود و حداکثر نیروی جاذبه دریک فاصله  بهینه (Optimum)  برابر با x  وجود دارد. احتمال دارد تعداد بسیاری از اینگونه دوقطبی ها در یک محیطی آب – خاک رس بوجود آید و نظم و آرایش  مناسبی بخود بگیرند و یک شبکه بهم پیوسته (A Network binding) از ذرات خاک رس هیدارته تشکیل می‌شود.

برحسب نوع ماسه مقدار بار الکتریکی موجود بر سطح ذره متفاوت است و بای تشکیل یک دو قطبی  کامل مقدار هیداته شدن خاصی مورد نیاز است. بهمین دلیل است که با افزایش مقدار  هیدراته شدن خاص مورد  نیاز است. بهمین دلیل است که با افزایش مقدار آب (تایک اندازه خاص) استحکام مخلوط ماسه پیوند یافته با خاک رس افزایش می یابد. وقتی مقدار آب از آن حد خاص که حدبهینه  است فراتر رود. آب اضافی بداخل بطوریکه فاصله آنها بیش از اندازه x می‌شود و نیروی می سل شبکه‌ای کاهش می یابد.

فصل مشترک کوراتز – خاک رس

سطح کوارتز  نیز پیوندهای ظرفیتی منفصل و منقطع دارد و درنتیجه می سل های کوارتز هیدارته شده تشکیل  می‌شود. دو قطبی های خاک رس اطراف دانه های کوارتز  را احصاطه می کند و برروی سطح ماسه اتصال  می یابند. البته نیروی موجود در فصل مشترک کوارتز – خاک رس ضعیف تر از پیوند بین می سل بین دوقطبی های خاک رس است.

اتصال خشک (Dry bond)

در یک ماسه خشک، استحکام با افزایش مقدار‌آب زیاد می‌شود و این ازدیاد تا یک حد خاص ادامه می یابد اما در مورد ماسه های ریخته گری که مقدار آب آنها در محدوده متعارف و معمول است تا شکل پذیری مناسب وجود داشته باشد، فاصله بین دوقطبی های خاک رس همواره بیشتر از مقدار بحرانی (x) است زیرا‌ آب اضافی مابین فضای بین می سل ها قرار می گیرد. در هر حال اگر مجموعه تلفیقی خاک رس – آب – کوارتز  باندازه کافی حرارت ببیند تا آب تبخیر شود، دو قطبی ها مجددا بسمت یکدیگر کشیده می شوند و کاهش  حجم نیز پدید می آید، هر قدر مدت زمان حرارت دادن مخلوط قالبگیری طولانی تر باشد انقباض (Shrinkage) افزایش می یابد و این امر تا آن زمان که فاصله ما بین دوقطبی  ها به حد بحرانی (x) برسد ادامه می یابد. از این پس ادامه  حرارت دادن مخلوط قالبگیری اثر کمی بر مقدار استحکام خشک دارد زیرا فاصله رطوبت به حد بحرانی رسیده است.

دانلود بررسی طرز کار جوشکاری به روش GTAW (TIG)

بررسی طرز کار جوشکاری به روش GTAW (TIG) مقاله بررسی طرز کار جوشکاری به روش GTAW (TIG) در 20 صفحه ورد قابل ویرایش

دسته بندی	فنی و مهندسی
فرمت فایل	doc
حجم فایل	18 کیلو بایت
تعداد صفحات فایل	20

بررسی طرز کار جوشکاری به روش GTAW (TIG)

طرز کار جوشکاری به روش GTAW (TIG)

چه از جریان متناوب استفاده شود و چه طریقه DCRP بکار رود، استفاده از این روشهای جوشکاری این حسن را دارد که قطعه کار از پاکیزگی زیادی برخوردار خواهد بود و به این لحاظ است که اینگونه مدارهای الکتریکی را بیشتر برای جوشکاری قطعات آلومینیوم و فولاد ضد زنگ بکار می برند. این عمل “اثر پاکیزگی کاتدی” (در تمام یا قسمتی از زمان جوشکاری، کار در قطب منفی است) نامیده می‌شود. در صورتیکه پاکیزگی از اهمیت بیشتری برخوردار باشد بهتر است از گاز آرگون استفاده شود.

اگرچه باید توجه داشت که در این حالت باید قبل از شروع جوشکاری کار را کاملاً تمیز نمود.

برای تمیز کردن آلومینیوم ابتدا سطح آن را با بررسی از جنس فولاد ضد زنگ پاک کرده و گردزدائی می کنند و سپس با استفاده از آستون، آن را به طریق شیمیایی نیز تمیز می نمایند. توجه داشته باشید که آستون فوق العاده قابل اشتعال است.

در این مورد یک ساعت قبل از جوشکاری، از آستون استفاده کنید.

برای کسب نتیجه بهتر توصیه می شود که قبل از جوشکاری آلیاژهای فولاد آنها را تا 60 درجه فارنهایت گرم کنید. برای از بین بردن بخارات و ذرات مزاحم، قبل از جوشکاری آلومینیوم باید آنرا تا 120 درجه فارنهایت گرم کرد.

اگر جوشکاری در چند مرحله صورت می گیرد، بین هر مرحله باید اجازه داد تا کار خنک شود. اگر جنس کار از فولاد نرسیده، مرحله بعدی را آغاز نکنید. در مورد آلومینیوم دمای 300 درجه فارنهایت پیشنهاد می شود.

همانطوری که گفته شد برای محافظت حوضچه مذاب و منطقه جوش از گاز محافظ استفاده می کنند. برای انجام یک جوشکاری مناسب، کمی قبل از روشن کردن قوس، جریان گاز را برقرار کنید. در موقع جوشکاری مخازن و محفظه های سربسته، ابتدا مجرائی برای خروج گازها پیش بینی کنید تا از ایجاد فشارهای اضافی پیشگیری شود.

گاهی اوقات در شروع جوشکاری، کار با اشکال مواجه شده و جوش داده شده زیاد جالب نخواهد بود. برای درک این موضوع بهتر است از یک ذره بین استفاده نمائید. پس از کشف محل ترک ها، بوسیله سنگ فنری و قلم و چکش جوش های ترک دار را کنده و محل مزبور را با جوش مجدد پر کنید.

بعضی وقتها هم گرمای بیش از اندازه موجب ایجاد ترک در جوش می شود. در این حالت هم جوش ها را به روش گفته شده کنده و محل آنها را دوباره جوش بدهید.

انتهای خط جوش نیز باید کاملاً مورد بررسی قرارگیرد. در این حالت هم پس از بررسی اگر به ترک یا اشکال مشابهی برخورد کردید، آنها را کنده و محل آنها را دوباره جوش بدهید. در موقع جوشکاری لوله، حتی الامکان از مراحل کوتاه مدت استفاده کرده و بتناوب نقاط مختلف پیرامون لوله را خال جوش بگذارید. برای مثال برای جوشکاری لوله های کمتر از 16 اینچ (قطر) طول هر مرحله (پاس) جوش نباید بیش از 2 اینچ باشد.

در مورد لوله های با قطر 6 اینچ یا بیشتر، حداکثر طول هر پاس می تواند تا 3 اینچ نیز باشد.

روش صحیح جوشکاری لوله درشکل 11-15 نشان داده شده است.

آماده سازی کار برای انجام جوشکاری

آماده سازی فلز جهت جوشکاری به هر یک از دو شیوه: جوشکاری با قوس الکتریکی در پناه گاز خنثی با الکترود تنگستن (TIG)، یا سیم جوش (MIG) با هم شباهتهای زیادی دارند. در عمل برای جوشکاری قطعات با ضخامت 32/3 اینچ و بیشتر بهتر است لبه کار را با زاویه 60 درجه پخ بزنیم هر چند که بدون این پخ هم شکل 11-15 مراحل مختلف و صحیح جوشکاری یک لوله. نقطه شروع هر پاس با یک رقم نشان داده شده است.

نتیجه جوشکاری بسیار جالب است.

برای جلوگیری از ورود اکسیژن و ناخالصی های دیگر بهتر است از یک زیر کاری مناسب استفاده کرد. در این حالت فلزات قطعات کار با کیفیت بهتری ذوب و در یکدیگر ممزوج می شوند. برای جوشکاری قطعاتی از جنس منیزیم، تیتانیم یا زیرکونیم و غیره بهتر است از زیر کاری از جنس کربن (یا حتی فلزات دیگر) استفاده کرد.

در شروع کار، برای تمرین، بهتر است از جوشکاری قطعات ساده تر شروع کرده و بمرور تمرینات مشکل تری انتخاب شود تا کار آموز نحوه در دست گرفتن مشعل و کار کردن با آن را بخوبی فرا گیرد. پس از این مرحله کار آموز باید آنقدر تسلط پیدا کند که مطابق شکل 11-16 قادر به جوشکاری انواع اتصالات بوده و در جای لازم از سیم جوش استفاده نماید.

در هر حالتی، نوع فلز مورد جوشکاری باید شناخته شده باشد. میزان جریان مورد نیاز برای فلزات مختلف درشکل 11-17 نشان داده شده است.

جوش MIG را به صورت خودکار نیز می توان انجام داد. در این حالت مشعل یا قطعه کار مورد جوشکاری با سرعت مشخص حرکت کرده و در صورت لزوم سیم جوش نیز بصورت خودکار به منطقه مذاب هدایت می شود. در شکل 11-18 نمائی از  این طریقه جوشکاری نشان داده شده است.

نحوه انجام جوش MIG

پس از ایجاد قوس و شروع عملیات جوشکاری، حرکت مشغل را در کوچکترین دایره ممکن ادامه دهید و سعی کنید که در محل شروع جوشکاری یک حوضچه مذاب ایجاد نمائید. زاویه الکترودگیر با سطح کار باید بین 60 تا 80 درجه باشد البته در این حالت شیب مشعل از شیب آن در جوشکاری اکسی استیلن کمی بیشتر است و این بخاطر حفظ منطقه مذاب با گاز محافظ است.

در این جا نیز حرکت حوضچه مذاب باید بهمان طریقی باشد که در جوشکاری با اکسی استیلن (فصل هفتم) توضیح داده شد. بهرحال باید توجه داشت که حرکت مشغل از حرکت حوضچه مذاب کمتر باشد.

در صورتیکه از سیم جوش استفاده می کنید، قوس الکتریکی را متوجه لبه پشتی حوضچه کرده و سیم جوش را از لبه جلوئی وارد حوضچه نمائید و سپس قوس الکتریکی را به آرامی به طرف جلو متوجه کرده و سعی کنید که حوضچه را به ملایمت در امتداد خط جوش بحرکت در آورید.

زاویه سیم جوش با سطح کار بسیار کم و در حدود 20 درجه است شکل 11-19. برای متوقف کردن جوشکاری، الکترود را به سرعت عقب کشیده و یا با استفاده از پدال کنترل از راه دور، جریان را کم کنید.

روش اسپری یا ذره پاشی

در این روش جریان بسیار زیادی را به یک سیم جوش با قطر مشخص اعمال می‌کنند. در یک شدت جریان مشخص، ذرات ذوب شده بصورت پودر در آمده و اجبارا در فاصله بین نوک سیم جوش تا سطح کار بحرکت در می آیند.

درشکل 11-25 شدت جریانهای لازم برای پودر کردن سیم جوشهای مختلف نشان داده شده است.

شدت جریان های پائین تر از این مقادیر را معمولاً برای روش انتقال عمقی یا قطره پاشی (اتصال کوتاه) استفاده می کنند.

اگر گاز محافظ بی اکسید کربن باشد، تغییر حالت از روش اسپری به انتقال عمقی دیگر مطابق این جدول نخواهد بود. برای مثال در حالتی که از بی اکسید کربن استفاده شده باشد، شدت جریان لازم برای انتقال فلز بیشتر از حد داده شده خواهد بود مثلاً برای الکترودی با قطر 16/1 اینچ در حدود 500 آمپر جریان لازم است تا ذرات سیم جوش بصورت پودر به سطح کار بپاشند.

در روش اسپری یا ذره پاشی از گازهای مختلفی استفاده می کنند که عبارتند از:

1- مخلوط آرگون و بی اکسیدکربن.

2- مخلوط آرگون و اکسیژن.

3- بی اکسید کربن.

استفاده از هر یک از این گازها در: شکل جوش، جریان مورد نیاز، ترشح فلز مذاب باطراف و عوامل مشابه تاثیر خواهند گذارد.

استفاده از بی اکسید کربن باعث پخش شدن فلز مذاب در سطح کار می شود و با وجودی که به شدت جریان زیادی نیاز دارد ولی نفوذ جوش بسیار جالب بوده و سرعت عمل زیاد است.

با مصرف آرگون به جریان کمتری نیاز داشته و چون فلز مذاب را بصورت باریک‌تر پخش می کند جوش از نمای نازک و جالبی برخوردار می شود.

برای انجام عملیات جوشکاری به روش اسپری یا ذره پاشی می توان از ماشین‌های استاندارد جوشکاری (DCRP) که حتی برای یک لحظه بسیار کوتاه هم مدار آنها اتصال کوتاه نمی شود استفاده نمود.

روش انتقال عمقی (قطره پاشی)

به طوری که در شکل 11-26 هم نمایش داده شده، سیمی که در این روش جوشکاری بجای الکترود مصرف می شود مشابه الکترودی است که در روش ذره پاشی بکار گرفته می شود با این تفاوت که در این حالت جریان مصرف شده بسیار کمتر است.

در این جا هم گاز یا ترکیب گازهائی که به عنوان محافظ بکار می روند مشابه گازهای مصرف شده در روش ذره پاشی می باشد.

استفاده از ماشین های جوشکاری معمولی برای این روش مناسب نیست چون جریان اتصال کوتاه آنها کمتر از آن است که پس از هر اتصال کوتاه، امکان ایجاد قوس مجدد را فراهم نماید.

در این روش از دستگاههای ویژه ای استفاده می کنند. این ماشین ها یا ولتاژ ثابتی داشته و یا علاوه بر داشتن ولتاژ ثابت به مکانیسم کنترل شیب منحنی مشخصه نیز مجهزند. باید توجه داشت که سرعت حرکت بیشتر از سرعت مشابه در روش ذره‌پاشی است. برای مثال، اگرهدف، جوشکاری قطعه ای به ضخامت 2/0 اینچ باشد، با روش قطره پاشی در هر دقیقه قادریم 10 اینچ از طول جوش را انجام دهیم در حالیکه با طریقه اسپری، همین کار را با شدت 22 اینچ بر دقیقه می توان انجام داد.

کارگاه جوشکاری MIG

تجهیزات کلی که برای تاسیس یک چنین کارگاهی لازم است عبارتند از:

1- ماشین جوشکاری با قوس الکتریکی. ماشین های با ولتاژ ثابت ارجح ترند. بسته به نوع کاربرد، از هر دو نوع ماشین های AC یا DC می توان استفاده نمود.

2- کابین جوشکاری.

3- میزکار.

4- سیستم تهویه.

5- یک کابل مخصوص که به ماشین و مشعل مربوط می شود و وظیفه آن انتقال مخلوط گاز، آب و سیم جوش است.

6- سیلندر گاز محافظ.

7- رگولاتور سیلندر و جریان سنج.

8- الکترودگیر مخصوص.

9- کابل و گیره زمین.

10- وسیله کنترل جریان از راه دور.

11- دستگاه مخصوص کنترل و تغذیه سیم جوش.

12- حلقه یا قرقره برای سیم جوش.

13- سیستم کنترل آب.