فرمت فایل : word(قابل ویرایش)
تعداد صفحات:25
توجه:این مقاله فاقد منابع میباشد
چکیده:
جوش زیر پودری یک فرایند جوش قوس الکتریکی است که در آن گرمای لازم برای جوشکاری توسط یک یا چند قوس بین یک فلز پوشش نشده، یک یا چند الکترود مصرفی و یک قطعه کار تامین می شود. قوس توسط لایه ای از فــلاکس پودری قابل ذوب شدن که فلز جوش مذاب و فلز پایه نزدیک اتصال را پوشانده، و فلز جوش مذاب را از آلودگی های اتمسفر حفاظت می کند پوشیده می شود. ****///اصول عملیات::درجوش زیر پودری جریان الکتریکی از قوس و حوضچه مذاب جوش که ترکیبی از فلاکس مذاب و فلزجوش مذاب است می گذرد. فلاکس مذاب معمولا", هادی خوب جریان الکتریسته است، در حالی که فلاکس سرد, هادی نیست. پودر جوش می تواند اکسیدزداها و ناخالصی زداهایی که با فلز جوش واکنش شیمیایی می دهند را نیز تامین کند علاوه براینکه یک لایه محافظ ایجاد می کند. فلاکس های جوش زیر پودری فولادهای آلیاژی همچنین می توانند حاوی عناصر آلیاژی برای بهبود ترکیب شیمیایی فلز جوش باشند. . جریان الکتریکی از یک ژنراتور (ترانسفورماتور یا رکتی فایر) تامین شده، از اتصالات عبور می کند تا قوسی را بین الکترود و فلز پایه بر قرار کند را ذوب می کند که حوضچه مذاب را برای پرکردن اتصال تشکیل دهند. . . درکلیه انواع تجهیزات, غلطک های هدایـت با نیروی مکانیکی بطور پیوسته سیم الکترود مصرفی فلزی را از میان لوله تماس (نازل) و توده فلاکس به اتصالی که باید جوش شود می راند. سیم الکترود عموما" یک فولاد کم کربن با ترکیب شیمیایی دقیق که در یک قرقره یا بشکه پیچیده شده می باشد. سیم الکترود در منطقه جوش ذوب شده و در طول اتصال رسوب می کند. فلاکس دانه ای در جلوی قوس ریخته شده و پس از انجماد فلز جوش، فلاکس ذوب نشده تــوسط سیستم مکش جمع کننده برای استفاده مجدد جمع آوری می شود. در جوش خودکار بازیابی فلاکس مجموعه ای از تجهیزات و یک لوله بازیابی فلاکس که درست پس از لوله تماس قرار گرفته است می باشد. ..جوش زیر پودری به هر دو روش نیمه خودکار و خودکار قابل انجام بوده و روش خودکار بخاطر مزایا بیشتر، استفاده گسترده تر دارد. در روش نیمه خودکار جوشکار بصورت دستی یک تفنگ جوشکاری (به انضمام مخزن فلاکس) که فلاکس و الکترود را به محل اتصال تغذیه می کند را هدایـت کرده و خودش سرعت حرکت را کنترل می کند. در روش جوش کاملا"خودکار دستگاه بصورت خودکار الکترود و فلاکس را در طول مسیر جوش تغذیه و هدایـت کرده و نرخ رسوب را کنترل می کند.در کاربردهای خاصی جوش خودکار زیر پودری دو یا چند الکترود بصورت متوالی در یک اتصال تغذیه می شوند. الکترودها ممکن است کنار یکدیگر بوده و به یک حوضچه تغذیه شوند یا اینکه به اندازه کافی فاصله داشته تا پس از انجماد یکی حوضچه دیگری تشکیل شود و مستقلا" منجمد شوند. روش جدیدتر جوش قوس های پشت سرهم است که جوش چند پاس را دریک شیار اتصال برای افزایش سرعت حرکت و نرخ رسوب جوشکاری تامین می کند.*****//////مزایا و محدودیت ها ::روش های خودکار و نیمه خودکار جوش زیر پودری در مقایسه با سایر روش های جوشکاری مزایا و معایب زیر را دارند:**اتصالات را مـــی توان با شیار کم عمق آمـاده نموده که باعث مصرف کمترفلز پرکننده می شود. (در برخی کاربردها نیازی به شیار برای اتصالات بین ورق های با ضخامت کمتر از "4/1 نیست).**پوشش برای حفاظت اپراتور از قوس نیاز نیست, اگرچه حفاظت چشمان اپراتور بخاطر احتمال پرتاب جرقه جوش توصیه می شود.**جوش را می توان با سرعت حرکت و نرخ رسوب بالا و برروی سطح صاف یا استوانه ای یا لوله و از نظر تئوری با هر اندازه و ضخامتی انجام داد. این روش برای سخت کردن سطحی نیز مناسب است.**فـــلاکس به عنوان اکسیدزدا و آخال زدا برای خارج کردن ترکیبات ناخواسته از حوضچه جوش عمل می کند تا جوش سالم و باخواص مکانیکی مناسب ایجاد کند.**سیم هـــای الکترود ارزان برای جوش فولادهای غیرآلیاژی و کم کربن استفاده می شوند. (معمولا" سیم های فولادی کم کربن بدون پوشش یا با پوشش نازک مسی برای هدایت بهتر و جلوگیری از خوردگی می باشند).**جوش زیر پودری را می توان در زیر وزش بادهای نسبتا" شدید جوشکاری نمود. ذرات فلاکس حفاظت بهتری انجام می دهند تا پوشش الکترود در روش جوشکاری الکترود دستی.
محدودیتهای جوش زیر پودری که برخی در روش های دیگر جوشکاری نیز وجود دارند به شرح زیر است:*پودرجوش : تجهیزات حمل فلاکس و سازه نگهدارنده مخزن پودر، اتصالات دیگر و همچنین صفحه نوار یا حلقه پشتبند نیز مورد نیاز می باشد.*پودر جوش ممکن است به آلودگی هایی آغشته شود که باعث تخلخل جوش شوند.*برای دستیابی به یک جوش خوب فلز پایه باید، یکنواخت بدون پوسته اکسیدی, زنگ, غبار و روغن و سایر آلودگی ها باشد.*جداشدن سرباره از جوش در برخی موارد به سختی صورت می گیرد. در جوش های چند پاس پس از هر عبور باید سرباره جوش برداشته شود تا از باقی ماندنش درون فلز جوش جلوگیری شود.*این روش معمولا" برای جوش فلزات با ضخامت کمتر از 3/16", بخاطر Burn Through مناسب نمی باشد.*مگر در کاربردهای خاص شدیدا " به مسطح بودن وضعیت جوشکاری محدود است، زیرا مسطح بودن و افقی بودن وضعیت برای جلوگیری از ریختن فلاکس لازم است.
فلزات مناسب جوش زیر پودری::::جوش زیر پودری برای همه فلزات و آلیاژها مناسب نیست. برای سهولت فلزات و آلیاژها را می توان با توجه به مناسب بودن آنها برای جوش زیر پودری به سه دسته تقسیم کرد: فلزات بسیارمناسب، فلزات اندکی مناسب و فلزات غیرمناسب .***فلزات بسیارمناسب: جوش زیر پودری بیشترین استفاده را در جوش فولادهای غیرآلیاژی (فولاد ساده ) کم کربن حاوی کمتر از %30/0 کربن, کمتر از% 5 0/0 فسفر و کمتر از % 5 0/0 گوگرد دارد. اغلب مثال های این مقاله به این فولادهامربوط است, که محدوده تنش تسلیم آنها حدود 000/45 تا Psi 000/85 است و معمولا با فلاکس و الکترود AWS 15.17 – 69 (مشخصات فنی فلاکس ها و الکترودهای فولادهای آرام ساده برای جوش قوس زیر پودری) جوش می شوند. فولادهای کربن متوسط و کم آلیاژ ساختمانی در رده فولادهای مناسب جوش زیر پودری هستند اگرچه اغلب به پیشگرم، پس گرم و استفاده از فلاکس و سیم الکترودهای ویژه نیاز دارند. فولاد ضد زنگ, فولاد کربنی آلیاژی قابل سخت شدن, و فولاد ساختمانی پراستحکام نیز با روش جوش زیر پودری جوشکاری می شوند. روش جوشکاری این فولادها مستقلا" در مقالات دیگر با عنوان جوشکاری فولادهای کربنی قابل سخت شدن, فولادهای آلیاژی و فولادهای ضد زنگ توضیح داده شده است. جوش زیر پودری همچنین برای ایجاد پوشش های مقاوم به سایش برای موقعیـت هایی که تحت سایش هستند بکار می رود. ***فلـــزات اندکی مناسب : بــرخی فلزات و آلیاژهایی را که می شود به روش جوش زیر پودری جوش داد، بیشتر با روش هایی جوش می دهند که منطقه حرارت داده شده باریک تر باشد. برخی فولادهای ساختمانی پراستحکام کم کـــربن جزء این گروه هستند زیرا استحکام ضربه و کشش مورد نیاز در روش جوش زیر پودری به سختی بدست می آیند. فولادهای پرکربن, فولادهای مار تنزیتی, و مس و آلیاژهای مس نیز جزء این گروه هستند. ***فلــزات نامناسب: چدن را معمولا" نمی توان به روش جوش زیر پودری جوش داد, زیرا نمی تواند تنش های حرارتی ناشی از گرمای ورودی را تحمل کند. با این حال مثال 241 در مقاله جوش قوس چدن, کاربردی را که در آن چدن مالیبل به فولاد کم کربن جوش شده است را تشریح می کند. مسائلی که در جوش فولاد آستنیته منگنزی و فولاد ابزار پرکربن رخ می دهند جوشکاری آنها را با هر روش معمولی دشوار می سازد.
فرمت فایل : word(قابل ویرایش)
تعداد صفحات:78
چکیده:
جوشکاری
فصل اول
مقدمه:
در صنعت عصر حاضر ، جوشکاری یک فرایند پیشرفته محسوب می شود . امروزه علم و هنر جوشکاری حوزه وسیعی از تحولات و فرآیندهای مورد استفاده بشر را در بر می گیرد.
استفاده از این متد در قطعات بسیار ظریف الکترونیکی تا به سازه های عظیم فلزی رایج می باشد و همین امر سبب گشوده شدن راههای جدیدی به صنعت نوین و اتوماسیون سیستم ها رایج گردیده است
. استفاده از تجهیزات مکانیزه و نیمه مکانیزه جوشکاری سبب آزادی قشر وسیعی از نیروی انسانی و نیز صرفه جویی اقتصادی شده و موجبات ترقی ممالک صنعتی فراهم نموده است.
انواع جدید سازه ها و طرحهای مدرن مشتمل بر استفاده ی وسیعی از فلزات کمیاب و نسوز یا دیرگداز نظیر مولیبدن، تنگستن ، تانتال و زیرکونیم می باشد .
در عین حال با تمام صفات بارز این فلزات ، وقتی به شرایط بحرانی فشار و حرارت بالا بر می خوریم ، این فلزات دیگر جوابگوی نیاز ما نخواهندبود.
در این هنگام ، علم آلیاژ بهه کمک می آید. در این میان متخصصان جوشکاری با مسایل فراوانی روبرو هستند که خلق انواع جدید فرآیندهای مورد استفاده در جوش آلیاژ و نیز طراحی تجهیزات مورد نیاز از آن جمله است.
جدا از این مساله که نقطه جوش فلزات آلیاژهای بالاست، میل شدید ترکیب آنها در دماهای بالا از مسائل جدی در امر جوشکاری به شمار می آید . لذا بسیاری از متدهای جوشکاری نظیر جوشکاری قوس الکتریکی با الکترود دستی ، و ایجاد حوضچه ی مذاب ، دیگر جوابگو نخواهندبود.
اصولاً در این موارد از متدهای مخصوص استفاده می شود و یا برای یک زمان کوتاه تا درجه ی حرارت بسیار بالا بطور نقطه ای تحریم و در یک حفاظ ( برای عدم دسترسی به هوای اتمسفر ) با سرعت فراوان عمل جوشکاری انجام می شود .
عمل حفاظت معمولاً توسط محفظه های هوای پرشده توسط گاز بی اثر صورت می گیرد . اما دستیابی به این گازها بسیار گران و مشکل است و وجهه ی اقتصادی ندارد.
در سالهای اخیر ، متدهائی برای غلبه بر مشکلات جوش الکترودی ابداع شده که اهم آنها عبارتند از:
استفاده از پرتو الکترونی ((electron Beam ))
استفاده از پرتوهای همسان نورانی ((Conerent light Bean ))
جوش نفوذی ((Diffusion Welding ))
جوشکاری سرد فلزات ((Cold Welding of metals ))
جوشکاری مافوق صوت، جوش اصطکاکی ، انفجاری ، حالت جامد و …
پرتوهای الکترونی با دربرداشتن مقادیر متنابهی انرژی ، نفوذ و امتزاج خوبی را برای قطعات سنگین و بزرگ فراهم می کند و بدین وسیله یک جوش مقاوم و در عین حال ظریف و متمرکز ایجاد می نماید . البته میزان انرژی صرف شده در این متد ، تا ۱۰ برابر قوس الکتریکی می باشد ، و به این وسیله ، به طور موفقیت آمیزی می تواند فولادهای آلیاژی تا ضخامتmm 100 را اتصال و دهد و نیز برای جوشکاری غیر فلزی هم بکار رود.
پرتوهای همسان نوران یا طیفالیرز، با دربرداشتن مقادیر انبوهی از انرژی ، قابلیت اتصال مواد مختلف را افزایش داده اند.
تا عصر حاضر ، عمل جوش از طریق گرم کردن فلز تا حد جوش ( جوش ذوبی ) و ذوب شدن آن و و امتزاج در فلز درهم صورت می گرفته است . امروزه دانش پیوندهای بین اتمی فلزات امکان استفاده از فرآیندهای مولکولی و اتمی را بجای متدهای پیشین فراهم آورده است.
اتصال سرد ، جوش مافوق صورت ، جوش اصطکاکی ، انفجاری و جوش نفوذی از این جمله اند . وجه مشترک تمام این متدها در شکل فیزیکی ، تشکیل نوعی پیوند فلزی سیاه دو سطحی است که بایستی به هم متصل شوند ؛ در نتیجه ی تغییر شکل پلاستیک ، در عین جامد بودن فلز ، اتصال انجام می گیرد .
مهمترین خصوصیت این متدهای جوش در مقایسه با جوش ذوبی ، امکان فرآیند اتصال در فلزات غیر همجنس بفرم جامد می باشد که در جوش ذوبی ، کاملاً محال می نماید.
این فرایندها بخصوص در قطعات دقیق با تلرانس خیلی کم ، ارزشمند محسوب شده و همان پرداخت نهائی در حین جوشکاری ، حفظ می شود .
قطعه جوش داده شده در روشهای مذکور ، عاری از هرگونه تنش های داخلی بوده و نیاز به عملیات حرارتی و کار مکانیکی ( پرداخت ، فرم دهی و … ) نخواهد داشت .
همچنین در شرایطی که استفاده از پلیمرها بجای فلزات ، بسیار مورد توجه است ، می توان بوسیله ی این روشها ( گازهای داغ ، اشعه ماوراء بنفش ، امواج مافوق صوت و …) پلیمرها را جوش داد.
۱-۱ تعریف وطبقه بندی جوشکاری:
جوشکاری فرایندی است که در آن ، اتصالی از نوع دائم ، بواسطه ی پیوندهای پایدار بین اتمی ، میان دو یا چند سطح مختلف انجام می شود و زمینه ی این عمل ، گرم شدن موضعی یا کلی و در نتیجه ی آن تغییر شکل دائم یا جزئی می باشد .
پیوند اتمی میان دو سطح وقتی برقرار می شود که یک انرژی خارجی اتمها را برای غلبه بر اتصال بین اتمی ، تحریک کند . این انرژی پیوندی ((Energy barriet of banding )) می گویند .
با فعال شدن اتمها ، آنها در شبکه ی کریسالی جدید جای می گیرند و در پی این فعل و انفعالات ، یک حالت تعادل بین نیروی جاذبه و دافعه بوجود می آید . میزان انرژی که بایستی اتمها بگیرند تا به مرز فعالیت برسند [ از طریق حرارت یا تغییر شکل دائم] ، انرژی فعالیت ((Activation Energy )) نام دارد . با توجه به نحوه ایجاد انرژی فوق ، عمل جوش به دو گروه عمده ی جوش ذوبـی ( نفـوذی ) یا ((Fusion Welding )) و جــوش فــشاری ((Pressur Welding )) تقسیم می شود.
متد فشاری ، صفحات بوسیله ی تغییر شکل پلاستیک بهم می چسبند . این عمل می تواند بوسیله ی یک فلز میانی یا خود دو فلز انجام شود . تغییر فرم دائم توسط اعمال یک نیروی استاتیکی یا دینامیکی انجام می شود . در این حالت ، به ناحیه ای از فلز جوش که پیوندهای بین اتمی ایجاد شده ، ناحیه ی پیوند (band zone ) می گویند . این ناحیه فقط چند دهم میکرون ضخامت دارد . با این وجود ، نقش بسیار مهمی در نحوه ی اتصال دارد .
در روش فشاری ، تغییر شکل در ناحیه ی جوش ، غیر یکنواخت می باشد و به این علت ، لایه به لایه در ناحیه ی اتصال ، فلزات روی هم می لغزند و جابجا می شوند .
در حالت ایده آل ، ارتباط میان درجه ی حرارت گرمایش [ در جوشکاری ذوبی – فشاری ] و تغییر شکل دائم ، بصورت منحنی هایی در دسترس قرار می گیرد .
گروه جوشــکاری مکــانیکی ، شامل تمام فرآیندهای جوشـکاری شامل فشار ( انرژی مکانیکی ) می شود که عبارتند از : جوشکاری سرد ، جوشکاری اصطکاکی ، جوشکاری مافوق صوت ، جوشکاری انفجاری و جوشکاری تخلیه ی مغناطیسی .
جوشکاری آهنگری – جوشکاری غلطکی ( که با گرم شدن قطعه کار همراه هستند .) ، جوشکاری مقاومتی ، جوشکاری فشاری ، جوشکاری واکنشی ، جوشکاری فشاری – القائی ، جوشکاری فشاری – گازی ، جوشکاری نفوذی ، جوشکاری قوسی – فشاری ( گرما بفرم موضعی اعمال می شود ) نهایتاً در فرآیندهای جوشکاری ترمومکانیکی ، سطوح اتصال هم می توانند ذوب شوند و هم می توانند ذوب نشوند.
بطور کلی می توان جوشکاری را به چهارگروه اصلی شامل جوشکاری ذوبی ، جوشکاری فشاری ، جوشکاری زرد ( برنج ) و لحیم کاری تقسیم نمود . جوشکاری اصولاً یک فرآیند متالوژیکی است و از همین دید نیز مورد بررسی قرار خواهد گرفت . سه قسمت عمده در ایجاد یک پیوند مناسب بین فلزات سهیمند :
۱- سازگاری متالوژیکی با فرآیند خاص جوشکاری مورد نظر
۲- قابلیت ایجاد قطعه ای که از نظر مکانیکی سالم است .
۳- قابلیت سرویس تحت نیاز و شرایط ویژه ( در حین کار )، سازگاری متالوژیکی بدین معناست که فلز با فلز دیگر پیوند بخورد بدون آنکه سازنده فاز های آلیاژی ناخواسته یا زیان آور بگردد. سلامتی مکانیکی نشان می دهد که پیوند جوشکاری با استانداردهای مهندسی و صنعتی مطابقت دارد یا خیر و اگر قطعه بوسیله ی روشهای تشخیص عیب مانند رادیوگرافی ، اولتراسوند ، یا سایر روشهای بازبینی ظاهر شوند ،
عاری از هرگونه ناپیوستگی ، تخلخل گازی ، انقباض ، نفوذ ناقص ، سرباره و تماس باشد . قابلیت سرویس تحت شرایط ویژه نشان می دهد که علاوه بر دارا بودن دو نیاز اول ، ممکن است لازم باشد که جوشکاری تحت شرایطی نظیر ضربه در دماهای پایین یا اعمال نیرو در دمای بالا و محیط های خورنده انجام گیرد . قابلیت جوشکاری فلز با نوع فرآیند جوشکاری تغییر چشمگیری می کند .
۲-۱ عوامل مؤثر در قابلیت جوشکاری :
• ۱-۲-۱ تماس فلزات Metal Contact
جوشکاری فشاری بطور کلی یک عمل پیوند زنی متالوژیکی است که در آن ، فلزات جوشکاری تحت فشار زیاد به هم جوش می خورند . در برخی فرآیندهای جوش فشاری مانند جوشکاری مقاومتی فلزاتی را که باید به هم پیوند بخورند
، تا یک درجه حرارت بالا گرم می کنند ، در صورتی که در سایر فرایندها مانند جوشکاری فشاری سرد ، عمل جوشکاری در درجه حرارت اتاق انجام می گیرد . در پروسه های جوشکاری در دمای پایین یا دمای بالا وجود یک اتصال فلزی خوب برای ایجاد جوش سالم ، ضروریست . به همین منظور ، سطح مورد جوش بایستی عاری از هرگونه کثافت ، روغن ، چربی، رنگ، پوشش ها ، و سایر مواد خارجی باشد . این مواد ممکن است شامل گوگرد ، سرب ، فسفر و سایر عناصری که تولید شکنندگی می کنند باشد .
روشهایی که برای تمیزکاری سطح به کار می روند عبارتند از چربی گیری بخاری ، تمیزکاری فراصوت ، چربی گیری در حمام مواد سوز آور و …
• ۲-۲-۱ تمیزکاری و آماده سازی سطح Surface cleaning & Prepartion
الف- گریس زدایی ( چربی گیری ) : Degreasing : این پروسه معمولاً بوسیله ی سود سوزآور ( گرم یا سرد ) فسفاتها و محلولهای پاک کننده انجام می شود . روغن زدایی می تواند به روش حلالی صورت گیرد که این حلالها می تواند فرئون ، تری کلرورتیلن و هیدروکربنهای مختلف مانند پنتا و کروزن ، باشد .
در سیستمهای جدیدتر فراصوت ، جریان فرکانس بالا باعث انفجار داخلی حبابهای اطراف قطعه می شود . فشردگی حبابهای منفجر شده که به خلأ زائی معروف است فشارهایی تا حدود ۲۰۰۰۰ پوند بر اینچ مربع ایجاد کرده و لکه ها و ناخالصیهای سطحی را از بین می برد .
ب ) پوسته گیری : Descaling:
عبارتست از رفع لایه اکسیدی ضخیم و سایر محصولات خوردگی از سطح فلز توسط سایش مکانیکی یا شیمیایی ( اسید شویی ) . وقتی فلزی را در اسید می گذارند ، برای حذف اثر H آزاد شده ، از Inhibitors یا منع شده ها استفاده می شود و یا آنرا تا F 0 2000 حرارت می دهند تا H نفوذی از فلز آزاد شود ( در صورت امکان ) برای جلوگیری از اکسیداسیون پس از عمل پوسته گیری ، آنرا سریعاً خشک و ضد اکسیداسیون می کنند ( مثلاً فولاد را در محلول رقیق اکسید کرومیک فسفریک (نسبت ۴-۶ اسیدکرومیک فسفریک در ۱۰۰ گالن آب ) قرار می دهند .)
روشهای مکانیکی سایش سطح عبارتند از : ساینده یا شن پاشی ، ساچمه زنی ، سنگ کاری، پرداخت کاری ، و تمیزکاری توسط شعله که البته از روش اسید شویی خشن تر است . ساچمه زنی در جوشکاری یک عمل جرم زدای مهم محسوب شده و طی آن لایه های سطحی در معرض تنشهای سطحی با فشار مناسب قرار می گیرند و باعث افزایش مقاومت خستگی شده احتمال شکنندگی براثر تنشهای کششی موجود در سطح را کم می کنند .
به علاوه در حین پروسه ی پوسته گیری ، مساحت سطح قطعه بدلیل اثر متقابل برجستگی ها و فرورفتگیها (Peales x Valleys ) افزایش می یابد و به سطح حقیقی نزدیک می شود . مثلاً سطوح خشن شده توسط دانه های کربورسیلیسم ۴۰۰ مش تا دانه فولادی ۶۰ مش ، حداقل ۲۰ برابر افزایش سطح دارند و قطعات آلومینیمی نیز به سبب ساختمان متخلخل پوشش آندی ، ۲۰ برابر افزایش سطح دارند .
ج) پلیسه گیری : Deburring:
متدیست که برای رفع تبخیرآنی (Flash )، ناصافیها (Burrs ) لبه های تیز و خراشیدگیها روی قطعات فلزی استفاده می شود و شامل پرداختکاری شبکه ای ( Barrel tumbling ) جلاکاری ارتعاشی (Vibratory Finshing ) و پلیسه گیری برقی (Electrodeburring ) است . نهایتاً وجود پوسته ی اسیدی می تواند سدی در برابر جوشکاری ( فشاری یا ذوبی ) باشد . چون نقطه ی ذوب لایه ی اکسیدی عموماً از فلز پایه بیشتر است و لذا حتماً بایستی ابتدا تمیزکاری سطح انجام شود . همچنین می توان علاوه بر روشهای فوق با تراشکاری نیز می توان پوسته ی اکسیدی را زدود .
• ۳-۲-۱ فشار پیوند خوردن : Bonding Pressure:
در جوشکاری فشاری سرد ، بهم پیوستگی فلزات جوشکاری بدون وجود فشار و حرارت خارجی صورت می گیرد . سطوح بایستی قبلاً تمیز شده باشند . پس قطعات را در تماس با هم قرار داده و برای ۳۰ تا ۸۰ % ایجاد سرد کاری ، به اندازه ی کافی فشار اعمال می کنند . این فشار مثلاً برای آلو مینیم ۲۵ تا Psi 35000 می باشد که یا ضربه ایست و یا پیوسته ( یکسان تأثیر دارند . )
فشار بر روی یک نوار با یک فلزی وارد می شود . طوریکه فلز در منطقه ی جوش ، روان شود و لایه های گاز رطوبت و اکسید گسیخته شده و فلزات به اندازه ی کافی به هم نزدیک و جوش بخورند . فلزاتی که به نحو احسن می توانند جوشکاری سرد شوند عبارتند از : مس ، آلومینیوم ، سرب ، نیکل و روی و مونل . استحکام جوش های فشاری سرد در فلزات چکشخوار ، ۹۰ تا ۱۰۰ % استحکام فلز اصلیست . یکی از مهمترین مزایای جوشکاری سرد ، سادگی ابزار مورد نیاز ، سرعت که می تواند مؤثر باشد ، و عدم ایجاد منطقه ی حرارت دیده ( HAZ ) می باشد .
در فرایندهای جوش فشاری در حرارت زیاد ، بویژه متدهای جوش مقاومتی ماند و اصطکاکی حرارت بوسیله ی مقاومت الکتریکی فلز پایه یا اصطکاک مالشی بدست می آید .
هم جوشی در منطقه ی جوش از طریق حرارت و فشار ایجاد می شود . در اکثر موارد بی آنکه قطعه ذوب شود ، جوش انجام می شود و عمل آهنگری موجب ریزتر شدن ساختمان دانه ای می گردند . فشار لازم برای جوشکاری مقاومتی ( برش الکتریکی ) از Psi 4000 تا psi 8000 می باشد . هرچند ممکن است برای جوش جرقه ای نیروی Psi 25000 لازم باشد . فشارکم بین الکترود و قطعه کار ، مقاومت زیادی ایجاد و موجب سوختگی سطحی و ایجاد حفره در الکترود می کند . از سوی دیگر فشار بیشتر از حد نیز موجب فوران فلز مذاب از سطح کار و یا نفوذ الکترود در قطعه کار می شود . بهترین حالت وقتی است که قبل و در خلال مراحل اولیه ی جوشکاری و به منظور دستیابی به مقاومت مناسب پیوند متوسطی اعمال شود و سپس فشار جوشکاری اضافه شود تا به درجه حرارت مناسب برای جوشکاری دست یابیم . برای جوشکاری یک میله فولاد کربنی به قطر”۱ ، فشار محوری Psi 1500 و سرعت rpm 1500 لازم است . در صورتیکه میله ی فولادی ضد زنگ در همان شرایط ، در rpm 3000 به Psi 1200 فشار نیاز دارد .
• ۴-۲-۱ دمای پیوند زنی : Bonding Temperature:
در جوشکاری فشاری ، این درجه حرارت می تواند بیش از حرارت تبلور مجدد ( مثل جوش با مقاومت الکتریکی ) یا برابر یا پائینتر از آن باشد ( مثل جوشکاری شکافی سرد یا جوش لب به لب یا لبه ای )
دماهای عملیات پیوندزنی مانند جوشکاری اصطکاکی و جوشکاری انفجاری ، معمولاً یک دوم تا دو سوم دمای ذوب فلزات پیوندی هستند . در جوشکاری فراصوتی این دماها ممکن است ۳۵ تا ۵۰ % دمای ذوب باشند . ازدیاد درجه حرارت حرکت نفوذی اتمها را در فصل مشترک پیوند تسریع و با نرم کردن فلز پیوند بهتری می سازند .
• ۵-۲-۱ استحکام پیوند فلزی : Metal Bond Strength:
در جوشکاری فشاری ، هیچ گونه منطقه ی ذوب معمولی جوش ( مانند جوشهای الکترودی و گرمائی ) وجود ندارند . زیرا معمولاً فاز مایعی در آن یافت نمی شود . با این وجود ، ماده در منطقه ی جوش ممکن است تغییراتی داشته باشد . خصوصیات ساختمان میکروسکوپی جوشهای فشاری عبارتند از :
۱- اثرات سطح مشترکی ( بین رویه ای ) مانند شکستگی و پراکندگی لایه های سطحی .
۲- اثرات حین کارکردن مانند جریان پلاستیکی ، تغییر شکل دانه ها و اکستروژن لبه ای .
۳- اثرات لبه ای مانند تبلور مجدد ، رسوب ، نفوذ و دگرگونی فازی .
فصل دوم
۱-۲ جوشکاری حالت جامد :
اخیراً ثابت شده است که فلزات در دمای اتاق هم قابل اتصالند . این عمل توسط ایجاد پیوندهای فلزی در دو سطح مورد اتصال ، انجام می گیرد . بطور ایده آل ، تشکیل اتصال فلزی بوسیله ی جوشکاری سرد ، و یا پیوند ( Bonding ) بطریق زیر متصور است :
دو قطعه ی بسیار صیقلی و تمیز در اختیار است . هرکدام از ایندو، مجموعه ای از بارهای (+) و (-) می باشد به گونه ای که هر قطعه بدون عیب و با استحکام کافی دارای پایداری است . اگر دو قطعه کاملاً نزدیک هم قرار گرفته و به هم بچسبند ، الکترونهای فرار از هر قطعه ، بین آندو مشترک می شود و در نتیجه نیروی عکس العمل بین سطوح زیاد می گردد . بنابراین وقتی دو سطح تماس کامل داشته باشند ، نیروهای عکس العملی بین اتمها ، خودبه خود زیاد شده و یک اتصال محکم و قدرتمند بوجود می آید .
ولی در عمل ، یک فلز هرگز صیقل کامل نمی خورد و همواره اعجاج ماکروسکوپی در سطح دارد.
[ ultra Mic or Macroscopic] و همین ناهمواریها ، مساحت واقعی تماس را چند برابر مقدار واقعی می کند .
بدلیل وجود نقاط ناهموار میکروسکوپی ، لایه های سطحی فلز دارای انرژی سطحی قابل ملاحظه ای در اثر پیوندهای فلزی اشباع نشده ، جاهای خالی و نیز نابجائی ها Vacancies & Dislocations می باشد
. بنابراین عکس العمل های شدیدی بین انتهای سطح فلز و محیط ایجاد می شوند .
دقیقاٌ بلافاصله پس از سطح فلز ، یک ابر پیوسته از الکترونهای متحرک موجود است که متناوباً از سطح جدا و به آن مجدداً می پیوندند (dipole 7 Double electric ) دانسیته بار این لایه که شامل دو قطب + و – می باشد ، ثابت نمی ماند و به هندسه ی میکروسکوپی و سطح وابسته است . به همین دلیل لایه های سطحی فلز بسیار فعالند . سطح فلز همیشه با اکسیدهای مایع و گاز پوشانیده شده و هرگاه این سطح بطور ایده آل و در فشار کمتر از mmhg 9- 10 کاملاً تمیز شود ، سطح فلز عاری از این اضافات می شود .
این سطح تمیز ، مدت زیادی نمی تواند دوام داشته باشد . تشکیل اتصال قوی مابین فلزات ، در متد پیوند سرد ، با تغییر شکل دو جانبه و طی سه مرحله انجام می پذیرد .
در طی مرحله ی اول؛ سطوح مورد اتصال بایستی بطور کامل به هم نزدیک شوند .
در مرحله ی دوم ؛ metallic contact یا اتصال بین فلزی شکل می گیرد .
در مرحله ی سوم ؛ یک اتصال جوش قوی تولید می گردد . اکنون این مراحل به تفصیل مورد بحث قرار می گیرد :
زمانیکه دو سطح کنار هم قرار داده می شوند ، ناهمواری های میکروسکوپی و نقاط موجی شکل تشکیل می یابند . ابتدا این دو قطعه یکدیگر را در نقاط منفرد بالاتر از سطح ، لمس می کنند . برای تماس بیشتر به مساحت زیادتری نیاز است . این عمل بوسیله ی وارد آوردن نیرو انجام می شود .
به دلیل وجود لایه های سخت و نازک اکسیدی ( Fragile ) میزان نیرو بسیار بالا خواهد بود .
البته اگر نیرو کافی نباشد اتصالی بدست می آید که پلاستیسته ی آن کم و استحکام ضربه ای آن ناکافیست . لایه های نازک روغنی یا ارگانیک آلی ، اثر به مراتب زیان آورتری دارند و اگر مقدارشان زیاد شود بطور کامل از ایجاد پیوند جلوگیری می کند و حتماً بوسیله ی حلال های قوی بایستی آنها را زدود .
مرحله ی دوم هنگامی رخ می دهد که مساحت اتصال فلزی بین دو قطعه زیاد می شود و بلورهای مشترکی بین دو سطح تولید می گردد.
زمانیکه تماس فلزی کاملاً شروع به شکل گیری می کند ، بلورها و شبکه های کریستالی ، توسط لایه های نازک از یک ترکیب پیچیده جدا می شوند .
در حین این تغییر ، سطح فشرده شده در تماس با اتمسفر نیستند و هیچ گونه لایه ی نازک دیگری نمی تواند شکل بگیرد . بنابراین فیلم های شکننده از میان رفته و لایه های مایع و گاز بخشی به بیرون رفته و بخشی جذب فلز شده به آن نفوذ می کنند .
در مرحله ی سوم ، پروسه شامل حرکتهای مختلف ذرات ناشی از نفوذ است و به زمان کافی جهت تکمیل این مرحله ،احتیاج است .
مراحل شکل گیری اتصال جوش که در بالا ذکر شد ، اساساً در فرآیندهای جوشکاری حالت جامد solid state welding استفاده می شود که می تواند به روشهای گوناگون اتصال یا کنار هم قرار دادن ، تشکیل تماس فیزیکی و ساختن اتصال قوی جوش خورده ، تقسیم شود . آشکار است که برای پیوند یا جوش سرد ، از متد جوش نفوذی و اصطکاکی استفاده شود . ( مراحل فوق برای متد انفجاری ، الکترومغناطیس ، مافوق صوت هم صادقند .)
مهمترین وجه تمایز جوشکاری در حالت جامد ، با سایر متدهای جوش ، آن است که عمل ذوب ( اگرهم صورت بپذیرد ) ، نقش اصلی را ایفا نمی کند و جوش در حالت جامد انجام می شود . فرآیند جوشکاری در حالت جامد نیز هر یک به زیر دسته هایی تقسیم می شوند که متداولترین آنها عبارتند از :
– جوشکاری اصطکاکی Friction Welding
– جوشکاری پتکه ای یا آهنگری Forge Welding
-جوشکاری فشاری Pressure Welding
– جوشکاری فراصوت ( با امواج صوتی ) ultrasonic Welding
متدهای دیگری نیز در دسته بندی جزو جوش حالت جامد محسوب می شود که بدلیل آنکه از نظر کاربرد ، وسعت و معروفیت چندانی ندارند ، از ذکر آنها صرف نظر می شود .
جوش اصطکاکی Friction Welding
اساس فرایند جوش فوق بر اصل تبدیل انرژی مکانیکی ( جنبشی ) به انرژی گرمایی استوار می باشد . در این روش ، دو قسمت قطعات مورد اتصال ، به هم نزدیک شده ( با فشاراولیه ) و با ایجاد گرما توسط حرکت دورانی سریع یکی بر دیگری و مالش و اصطکاک دو قطعه ، موجب ایجاد حالت پلاستیسیته ( خمیری ) در لبه های اتصال شده و با فشار اعمال شده ی نهائی دو قطعه به هم فرو رفته و عمل اتصال انجام می گیرد .
اصلی ترین متدها ، در این روش ( با کمی تفاوت در فرآیند ) عبارتند از :
۱-۲-۲ جوشکاری اصطکاکی مداوم continuous-drive friction
2-2-2 جوشکاری اصطکاکی لحظه ای Inertia – Friction
در روش مداوم ، یک قسمت از قطعه کار ، در مقابل جز، ثابت قطعه حرکت گردشی ( با فشار کافی) داشته ، موجب ایجاد حرارت در سطح مالش می شود .
وقتی حرارت کافی ، ایجاد گردید ، حرکت دورانی با ترمز ، متوقف می شود (بطور آنی )و احیاناً نیروی فشاری نهائی اعمال می شود .
قرار گرفتن کامل دو میله یا دو لوله در محور یک دیگر ویا میله به صفحه ( در یک نقطه ی تعیین شده) سرعت گردشی دوران ، فشار اولیه برای ایجاد اصطکاک ( حرارت مورد نیاز ) ، زمان و بالاخره فشار نهائی برای فروبردن لبه های داغ شده درهم ، بطور دستی یا خودکار بایستی کنترل شوند .
از نظر اقتصادی ، فرآیند بایستی به گونه ای باشد که ماشین پس از انجام جوش سریعاً متوقف شود . چون ادامه گردش ، از نظر مصرف انرژی مقرون به صرفه نیست .
چرا که یا باعث نیروی پیچشی در جوش و احتمالاً شکست آن می شود و یا دستگاه را مستهلک می کند . لحظه ی توقف از طریق زمان سنج ها و یا میزان کاهش طول و یا فروبردن upset دو قطعه درهم ، سنجیده می شود .
در متد دوم ، انرژی دورانی برای انجام جوش ، در یک فلایویل یا چرخ آزاد ، ذخیره شده که قسمتی از آن به کمک سه نظام یا چهار نظام (گره) قطعه کار را دربر می گیرد .
برای انجام اتصال ، کافیست که قسمتی که در حال گردش است ، در مقابل قسمت ثابت قرار گرفته و چرخ در حال گردش از منبع قدرت آزاد شود . در این صورت اصطکاکی بوجود آمده و سبب بوجود آمده نیروی ترمز می گرددکه خود باعث تبدیل انرژی جنبشی به حرارت می گردد.
وزن چرخ و سرعت دورانی آن در لحظه ی جدا شدن فاکتورهای مهم در میزان حرارت ایجاد شده در سطح مالش هستند .( شکل زیر دورانی را شماتیک نمایش داده )
بطور کلی اساس کار در هر دو روش ، تبدیل انرژی جنبشی دورانی به انرژی حرارتی می باشد معمولاً اینگونه ماشینها علاوه بر موتور برای تولید انرژی جنبشی دارای سیستمهای پنوماتیک یا هیدرولیک جهت اعمال فشار و ترمز نیز می باشند .
اکنون به طور اجمالی در مورد ماهیت فرآیند جوش اصطکاکی ( مولکولی ) توضیح می دهیم .
تمام سطوح به ظاهر صاف ، در مقایسه با سطح کاملاً صیقلی ، خشن بوده و برآمده و فرورفته است. علاوه بر آن ، لایه ی نازکی از اکسید و سایر ناخالصیها نیز بر روی سطح پوشیده شده است .
هرگاه این سطوح به قدرکافی در کنار هم قرار نگیرند ، یکنوع نیروی چسبندگی بین مولکولی Force of inter molecular cohesive میان آنها شکل نمی گیرد و اتصال انجام نمی شود . بنابراین هدف اصلی در جوشکاری اصطکاکی ، بر طرف ساختن این ناهمواریها و ناخالصیها و وارد ساختن فشار کافی جهت اتصال دو سطح است .
وقتی دو سطح بر روی هم تحت فشار معین مالیده می شوند ، نقاط بلند به یکدیگر تصادم کرده و از بین می روند و همزمان ، سطح اکسیدی برداشته شده و دو سطح کار ، در تماس کامل با یکدیگر قرار می گیرند .
یک باند یا چسبندگی موقت seizures در این نقطه بوجود می آید . در ادامه ی حرکت این چسبندگی بریده شده و یک باند تازه تر ساخته می شود . به این ترتیب انرژی مکانیکی به انرژی حرارتی تبدیل و درجه حرارت سطح را افزایش می دهد . همزمان با افزایش درجه حرارت ، استحکام در برابر فشار کم شده و فرم پذیری بیشتر می گردد .
نقاط بلند یا برآمدگیها ، به سرعت محو می شوند و سطوح در حالت چسبندگی کامل قرار می گیرند . اگر نرخ حرارت ورودی بیشتر از حرارت هدایت شده به خارج سطح تماس ( حرارت فروکشی ) باشد ، درجه حرارت بالاتر رفته و حالت پلاستیکی نیز بیشتر می گردد ، تا آنجا که استحکام قشاوی ، قادر به تحمل فشار وارده نبوده و سطح زیر فشار وسیع تر شده و لبه ها درهم فرو می روند و حتی کمی به بیرون بر می گردند . حرکت لایه ی سطحی از فلز اگر به اندازه ی کافی بالا باشد ، می تواند بی اکسیدها و ناخالصی ها چیره شده و آنها را به اطراف منتقل کند .
فرمت فایل : word(قابل ویرایش)
تعداد صفحات:91
فهرست مطالب:
پودرهای جوشکاری زیرپودری برای فولادهای عمومی ساختمانی و فولاد های دانه ریز
AMA – OP 155
AMA – OP 176
AMA – OP 119
AMA – OP 143
AMA – OP 181
AMA – OP 185
AMA – UNIVERSAL
AMA – OP 123
AMA – OP 132
AMA – OP 139
AMA – OP 41 TT
AMA – OP 121 TT
AMA – OP 122 TT
پودرهای جوشکاری زیرپودری مخصوص فولادهای زنگ نزن اوستنیتی
AMA – OP 71 Cr
AMA – OP 76
پودرهای جوشکاری زیرپودری مخصوص روکشی سخت
AMA – OP 250 A
AMA – OP 350 A
پودرپشت بند برای جوشکاری زیر پودری
OP 10 U
علائم نوع جریان و قطب
OP155
Standards : EN 760 A MS 1 89 AC
DIN 32 522 B MS 1 89 AC 8 SKM
چکیده:
نوع و مشخصات: پـودر جـوشکاری آگلومره منگنز سیلیکات که بـرای جوشکاری سرعت بالا مناسب می باشد. این پـودر ترجیحا” بـرای جـوشکاری ورقهای نازک با سـرعت بیش از ۵/۲ متر در دقیقه بکار می رود. خواص جوش این پودر در هر دو جریان DC یا AC تا ۸۰۰ آمپر عالی است. AMA-OP 155 برای جوشکاری لوله به لوله بطور جانبی با ورق واسط مناسب بوده و جدا شدن سرباره آن عالی می باشد. این پـودر به همین شکل، برای جوشکاری چند سیمه و پشت سرهم مناسب است. این پودر دارای جذب منگنز بالایی می باشد که با افزایش مقدار منگنز مفتول، کاهش پیدا می کند
فرمت فایل : word(قابل ویرایش)
تعداد صفحات:112
چکیده:
گزارش حاضر به منظور پژوهش بر روی رباتهای صنعتی تهیه شده است. که درآن جایگاه و کاربرد رباتها در صنعت، مزایای استفاده از رباتها، تجزیه و تحلیل اقتصادی استفاده از ربات در فرایند های تولیدی و همچنین متداولترین کاربرد ربات در صنعت آمده است و همچنین با رباتها و بخش های اصلی آن، اصطلاحات فنی در این علم آشنا می شویم. و در فصل سوم رباتهای صنعتی جوشکار مورد بررسی قرار گرفته است و پارامترها و ویژگی هایی که در انتخاب رباتهای جوشکار باید مورد توجه قرار گیرد بیان می گردد در فصل چهارم سیستم های خودکار جوشکاری به کمک کامپیوتر(CWS) بررسی شده است که درآن نحوه کار با CWS توضیح داده شده است و همچنین در مورد دستگاه شبیه ساز جوشکاری (Simulator) که هدف آن ایجاد شرایطی برای تجزیه و تحلیل آسانتر جوشکاری می باشد بحث شده است و اجزا و متعلقات آن و نحوه محاسبه خطاها از طریق این دستگاه بررسی شده است. در فصل پنجم نمونه ای از ساخت ربات جوشکار در داخل کشور و استفاده از ربات جوشکار در صنعت کشتی سازی آورده شده است. در فصل پنجم طراحی مکانیزم و اجزای اولیه روبات با استفاده از آموختههای رشته مکانیک انجام شده است و در ادامه طراحی سیستمهای عملکننده (هیدرولیک) با همکاری شرکت فستو آمده است.
مقدمه:
از اواخر دهه هفتاد، تقاضا برای استفاده از رباتها در صنایع شروع به پیشرفت فوق العاده ای نمود. دلیل اصلی رشد چشمگیر صنایع رباتیک، عمدتاً به خاطر ملاحظات اقتصادی است. جنبه دیگر استفاده از رباتها بالا رفتن سرعت تولید و دقت کار می باشد بطوریکه بعلت دقت کامپیوتری، رباتها نسبت به کارگر در این حالت ضایعات کمتر شده و مصرف مواد اولیه پایین می آید. به عنوان مثال، صرفه جویی در مصرف رنگ را در رباتهای رنگپاش حدود ۱۰ تا ۵۰ درصد است. همچنین در بکارگیری رباتها مخارجی چون لباس،دستکش، خوراک و وسایل نظافت کارگر را نیز کاهش می دهد که به جنبه اقتصادی بودن آن می افزاید. در بسیاری از بخشهای تولید که عملیات خطرناک بوده و یا محیط کار پر سروصدا وآلوده است، استفاده از رباتها می تواند کارگران را از خطرات ناشی از کار حفظ نماید. یک مثال چنین عملیاتی پرسکاری است که بطور مرتب موجب نقص عضو و صدمه به کارگران می گردد و یا رنگ پاشی که محیط آن بعلت استفاده از مواد شیمیایی برای سلامت کارگران مناسب نیست با جایگزین شدن رباتها در مراکز کارهای طاقت فرسا و حساس، کمک بسیار موثری به سلامت کارگران و دیگر پرسنل و رشد فکری آنها و رشد و بهبود تولید خواهد شد.
اینها دلایلی هستند که تا کنون باعث رشد روز افزون کاربرد رباتهای صنعتی در صنایع مختلف شده است.
تاریخچه
با اختراع کامپیوتر و پیوند آن با ماشین های مکانیکی کم کم رباتهای صنعتی بوجود آمدند که می توان از یک دست مکانیکی که در سال ۱۹۴۷ در آزمایشگاه ملی آرگون ساخته شدند به عنوان اولین ربات نام برد .توضیح مختصری که در مورد کلمه ربات لازم به نظر می رسد این است که این کلمه از واژه (Robota) در نمایشنامه رباتهای همه کاره در سال ۱۹۲۱ بکار برده شده.
سیر تکامل رباتهای صنعتی شاهد سه نسل بوده است. این تقسیم بندیها در حقیقت متکی به اصول طراحی سیستم های کنترل آنها است و به این صورت نامگذاری شده اند.
نسل اول: رباتهای قابل برنامه ریزی (prigigramable)، این ربات ها به طور پیوسته و یکنواخت حرکات برنامه ریزی شده را انجام می دهند ولی قابلیت نشان دادن عکس العمل در برابر حوادث پیش بینی نشده را ندارند.
نسل دوم: رباتها مجهز به حساسه هایی هستند که قادر به ادراکاتی از قبیل بینایی، احساس گرما و موقعیت و همچنین انجام واکنش در برابر نیرو می باشند. آنها قادرند با توجه به اطلاعات دریافتی عملیاتی را کنترل کنند.
نسل سوم: رباتها دارای هوش مصنوعی (Artifcias In telligevcp Robots) دارای ادراکاتی بیشتر از نسل دوم مانند قدرت تصمیم گیری و تشخیص طرح و ابعاد قطعه و همچنین تکمیل و تصحیح حرکات در عملیات مختلف هستند. قدرت بینایی، مشابه سازی از تأثیرات محیطی به صورت دیجیتال و استفاده از حس کننده ها از ویژگی های این نسل از رباتهاست.
لازم به توضیح است که پیدایش یک نسل جدید از رباتها به معنی زوال نسل قبلی نیست بلکه نسلهای قبلی ضمن حیات خود، کاربرد گسترده تر و روزافزونی نیزپیدا می کند و هریک قادر به انجام کارهای به خصوصی در صنعت هستند.
تعریف ربات
با وجود پیشرفتهای زیاد در ساختن و بکارگیری رباتها هنوز دانشمندان در مورد تعریف ربات با هم به توافق نرسیده اند.
انجمن رباتهای صنعتی ژاپن رباتها را شش گروه زیر تقسیم می کند.
۱- یک دست مکانیکی که توسط اپراتور کار می کند (Mechanical Monipulator)
۲- یک دست مکانیکی که کارهای تکراری را قدمهای متوالی تعریف شده انجام می دهد و به سادگی ترتیب کارها قابل تغییرنیست. (fixed sequence)
۳- ربات با ترتیبات متغیر (variable sequence) ،یک دست مکانیکی که کارهای تکراری را قدمهای متوالی با ترتیب تعریف شده است انجام می دهد و این ترتیب به سادگی قابل تغییر است.
۴- ربات قابل آموزش ( Back) که عبارت است از دست مکانیکی که توسط حافظه خود می تواند عملیاتی را که قبلاً انجام شده است تکرار نماید.
۵- ربات با کنترل عددی (Numericol control) عبارت است از رباتی که با برنامه کامپیوتری کار می کند.
۶- ربات با هوش (intelle gont) توانایی درک از محیط و استعداد انجام کار با توجه به تغییر در شرایط محدوده عمل کار را دارد.
مشخصات ربات های صنعتی
بدون شک رباتها یکی از پدیده های نوین جهان معاصر هستند و از بدو پیدایش تا به امروز پیشرفت های زیادی نموده اند و با نفوذ چشمگیری که در صنایع مختلف در رشته های تحقیقاتی و پژوهشی داشته اند، در بسیاری موارد جایگزین انسان شده و ناممکن های بیشماری را ممکن ساخته اند و بار سنگین انجام کارهای تکراری را از دوش بشر برداشته اند.
امروزه با اتکا به سیستم های کامیپوتری و به خدمت گرفتن کامپیوتر در ابعاد وسیعی از صنعت اعم از طراحی، تولید، کنترل، و …. ساختار صنعتی جهان با سرعت فزایند ه ای رو به دگرگونی است و سیستم های مدرن با شتاب چشمگیری، صنعت سنتی را در تمامی طیف وسیعش از صنایع سنگین تا صنایع ظریف از صحنه صنعت دور می کنند و در این خصوص، ربات ها بعنوان آخرین نسل ماشین های مدرن در هر پروسه و در هر مرحله ای از تولید صنعتی ظاهر شده و مطابق برنامه های از قبل تعیین شده از ظریفترین عملیات تا پیچیده ترین آنها را با سرعت، دقت و هزینه ای غیر قابل مقایسه با محصول کار متخصص ترین نیروهای انسانی، انجام می دهند . به این ترتیب استفاده از ربات این امکان را فراهم می سازد تا انسان ها به مشاغل جدید و فعالیت هایی که قوای فکری و خلاقیت و ابتکار آنها را بکار گیرد، روی آورند.
کشورهای صنعتی پیشرفته، این نقش اعجاز آفرین ربات ها را دریافته اند و برآنند که با استقرار گسترده ربات ها در صنایع مختلف در جهت افزایش تولید و کاهش هزینه ها گام بردارند و در حقیقت می توان گفت که حفظ حیات و اقتدار صنعتی خود را تنها در گرو بکارگیری وسیع ربات ها می دانند، پس این ربات ها هستند که آینده صنعت را رقم می زنند.
لزوم سرمایه گذاری های کلان در ایجاد صنایع روباتیک، حتی برای تولید کنندگان که در حال ورشکستگی هستند نیز آنها را از رو آوردن به چنین پروژه هایی بازنداشته است، چرا که می دانند رباتیک کردن صنایع، هزینه خودش را خود تامین و جبران می کند و هر چه بیشتر ربات بکار گرفته شود بازده بالاتری خواهد داشت. اصولا کشورهای صنعتی منافع خود را در این می بینند که مشکل تامین بیکاران را که بر دوش دولتهایشان سنگینی می کند، تحمل نمایند. ولی دست از رباتیک کردن صنایع برندارند، چون پیروزی در رقابت های صنعتی را تنها در گرو بکارگیری رباتها می دانند.
هدف از بیان مطالب فوق درک دقیقتر و عمیقتر از فاصله ای که بین ما و آنها اتفاق افتاده است فاصله ای که جز تلاش همه جانبه و برنامه ریزی شده از بین نخواهد رفت متاسفانه باید اذعان داشت که روحیه فرار از تکنولوژی پیچیده و کامپیوتری و رو آوردن مشتاقانه به صنایع کلاسیک و روشهای اولیه و ابتدایی وضوح به چشم می خورد، هرچه ممکن است بطور مقطعی تا حدودی نیاز به خود کفایی و استقلال صنعتی را برآورده سازد، اما باید توجه داشت که تداوم این طرز تفکر و غفلت از روند رشد صنعتی جهان ه در جهت بکارگیری هرچه بیشتر از کامپیوترها و میکروپروسورها در طراحی وتولید گام بر می دارد، نتیجه ای جز کمک به هرچه عمیق تر کردن فاصله بین صنایع ما و صنعت پیشرفته امروزی نخواهد داشت. با توجه به مطالب فوق، چنین به نظر می رسد که اگر چنانچه در چنین مرحله ای، استفاده از سیستمهای پیچیده کامپیوتری از جمله ربات، عملی، مقرون به صرفه، مفید و یا حتی از نظر سیاسی و اقتصادی مصلحت نبوده و بکارگیری آنها در صنایع امروزی ایران قابل توصیه نباشد، فراگیری دانش فنی چنین سیستمهایی لازم و اجتناب ناپذیر است و درهیچ موقعیتی ازآن بی نیاز نخواهیم بود.
فهرست مطالب :
فصل اول : جایگاه و کاربرد ربات در صنعت
مقدمه
تاریخچه
ربات چیست ؟
کارگاه Work life 2000
تاثیر تغییرات تکنولوژیکی بر رفتار اپراتورها
جوشکاری و سلامتی
مدیریت منابع انسانی
درس هایی مهم برای صنایع تولیدی
مزایای استفاده از ربات در صنعت
کاهش حجم انبارها و تسهیل در جریان گردش کار
بهبود کیفیت و افزایش میزان فروش
کاهش هزینه های مربوط به ضایعات و دو باره کاری
کاهش حوادث ناشی از کار و افزایش ایمنی در آن
کاهش هزینه های ناشی از تغییر خط تولید
تجزیه و تحلیل اقتصادی استفاده از ربات در فرایند تولید
مدت زمان بازگشت سرمایه (The Payback Period)
سود سرمایه گذاری (Return on Investiment ROI)
فصل دوم: مشخصات ربات های صنعتی
مقدمه
اجزای ربات های صنعتی
واحد مکانیکی
کنترل کننده(Controller)
ربات های نقطه به نقطه
ربات های با مسیر پیوسته
ترکیب دو روش نقطه به نقطه و مسیر پیوسته
ربات های با مسیر کنترل شده
منبع قدرت
انواع مکانیزم های تغییر نسبت سرعت و قدرت
حساسه ها (sensors)
شکل هندسی بازو
تعاریف و اصطلاحات فنی
درجات آزادی
فضای کاری ربات
بار مجاز
سرعت ربات
دقت
تکرار پذیری
نکاتی در مورد استفاده از ربات صنعتی در یک فرآیند تولیدی مکانیزه
فصل سوم: ربات صنعتی جوشکار
مشخصه های عمومی
بازوی مکانیکی
پیکربندی یا شکل مهندسی بازو
درجات آزادی
سیستم محرک
دقت در مکانیابی نقاط
موارد متفرقه
سیستم کنترل
سخت افزار
محورهای حرکتی
اندازه حافظه و مدت زمان ممکنه نگهداری اطلاعات در حافظه
ذخیره سازی جانبی برنامه ها
نرم افزار
روش های برنامه ریزی ربات
روش برنامه ریزی راهنمایی
ویژگی های سیستم جوشکاری
توانایی چند عملیاتی بودن
کنترل خودکار ولتاژ
تصحیح مسیر درز جوش
مشخص کردن برخورد
پارامترهای ورودی و خروجی در فرآیند جوشکاری
استفاده از ربات برای کنترل پارامترهای ورودی جوشکاری
فصل چهارم: جوشکاری با کامپیوتر (CWS) و نمونه ای از ربات جوشکار
مقدمه
آشنایی با CWS
CWS چگونه کار می کند؟
دستگاه شبیه ساز جوشکاری Simulator
ساخت ربات جوشکار در داخل کشور
فصل پنجم : طراحی مکانیزم و اجزا و سیستم های عمل کننده هیدرولیکی ربات های صنعتی
طراحی مکانیزم
طراحی مکانیزم اصلی
طراحی مکانیزم غلتش
طراحی مکانیزم گریپ
طراحی اجزا اولیه
طراحی مدار سیستم های عمل کننده (هیدرولیک)
منابع
فرمت فایل : word(قابل ویرایش)
چکیده:
انواع جوشکاری
I. جوشکاری با قوس الکتریکی :
یکی از متداول ترین روشهای اتصال قطعات کار می باشد، ایجاد قوس الکتریکی عبارت از جریان مداوم الکترون بین دو الکترود و یا الکترود و یا الکترود و کار بوده که در نتیجه آن حرارت تولید می شود. باید توجه داشت که برای برقراری قوس الکتریک بین دو الکترود و یا کار و الکترود وجود هوا و یا یک گاز هادی ضروری است. بطوریکه در شرایط معمولی نمی توان در خلاء جوشکاری نمود.
در قوس الکتریکی گرما و انرژی نورانی در مکانهای مختلف یکسان نبوده بطوریکه تقریباً 43% از حرارت درآند و تقریباً 36% در کاتد و 21% بقیه بصورت قوس ظاهر می شود. دمای حاصله از قوس الکتریکی بنوع الکترودهای آن نیز وابسته است بطوریکه در قوس الکتریکی با الکترودهای ذغالی تا 3200 درجه سانتیگراد در کاتد و تا 3900 در آند حرارت وجود دارد. دمای حاصله در آندو کاتد برای الکترودهای فلزی حدوداً 2400 درجه سانتیگراد تا 2600 درجه تخمین زده شده است.
در این شرایط درجه حرارت در مرکز شعله بین 6000 تا 7000 درجه سانتیگراد می باشد از انرژی گرمائی حاصله در حالت فوق فقط 70% تا 60% در قوس الکتریک مشاهده گردیده که صرف ذوب کردن و عمل جوشکاری شده و بقیه آن یعنی 30% تا 40% بصورت تلفات گرمائی به محیط اطراف منتشر می گردد.
طول قوس شعله Arc length بین 8/0 تا 6/0 قطر الکترود می باشد و تقریباً 90% از قطرات مذاب جدا شده از الکترود به حوضچه مذاب وارد می گردد و 10% باطراف پراکنده می گردد. برای ایجاد قوس الکتریکی با ولتاژ کم بین 40 تا 50 ولت در جریان مستقیم و 60 تا 50 ولت در جریان متناوب احتیاج می باشد ولی در هر دو حالت شدت جریان باید بالا باشد نه ولتاژ.
انتخاب صحیح الکترود برای کار
انتخاب صحیح الکترود برای جوشکاری بستگی به نوع قطب و حالت درز جوش دارد مثلاً یک درز V شکل با زاویه کمتر از 40 درجه با ضخامت زیاد حداکثر با قطر اینچ که معادل 2 میلیمتر است برای ردیف اول گرده جوش استفاده می گردد تا کاملاً در عمق جوش نفوذ نماید. ولی چنانچه از الکترود با قطر بیشتر استفاده شود مقداری تفاله در ریشه جوش باقی خواهد ماند. که قدرت و استحکام جوش را تقلیل می دهد.
انتخاب صحیح الکترود( از نظر قطر)
بایستی توجه داشت که همیشه قطر الکترود از ضخامت فلز جوشکاری کمتر باشد هر چند که در بعضی از کارخانجات تولیدی عده ای از جوشکاران الکترود با ضخامت بیشتر از ضخامت فلز را به کار می برند. این عمل بدین جهت است که سرعت کار زیادتر باشد ولی انجام آن احتیاج به مهارت فوق العاده جوشکار دارد.
همچنین انتخاب صحیح قطر الکترود بستگی زیاد به نوع قطب ( + یا – ) و حالت درز جوش دارد مثلاً اگر یک درز V شکل با زاویه کمتر از 40 درجه باشد بایستی حداکثر از الکترود با قطر پنج شانزدهم اینچ برای ردیف اول گرده جوش استفاده کرد تا کاملاً بتوان عمق درز را جوش داد. چنانچه از الکترود با قطر زیادتر استفاده شود مقداری تفاله در جوش باقی خواهد ماند که قدرت و استحکام جوش را به طور قابل ملاحظه ای کاهش خواهد داد. در حین جوشکاری گاهی اوقات جرقه هائی به اطراف پخش می شود که دلایل آن چهار مورد زیر است.
ایجاد حوزه مغناطیسی و عدم کنترل قوس الکتریکی
ازدیاد فاصله الکترود نسبت به سطح کار
آمپر بیش از حد یا آمپر بالای غیر ضروری
عدم انتخاب قطب صحیح برای جوشکاری
اطلاعات پاکت الکترود
مطابق استاندارد پاکت ها و کارتنهای الکترود بایستی علامت ها و نوشته هائی داشته باشند که حتی المقدور مصرف کننده را در دسترسی به کیفیت مطلوب جوش راهنمائی و یاری نمایند.
در روی پاکت الکترود علاوه بر نام کارخانه سازنده , نوع جنس نیز درج می شود که برای مصرف صحیح حائز اهمیت است.
هر پاکت الکترود بایستی علاوه بر اسم تجارتی الکترود, طبقه بندی آن الکترود را حداقل طبق یکی از استانداردهای مهم بیان نماید. برای آگاهی از طول زمان ماندگی الکترود در کارخانه, بازار یا انبار و غیره . شماره ساخت یا تاریخ تولید روی پاکت نوشته یا مهر زده می شود.
قطر سیم مغزی الکترود مصرف کننده را در کاربرد صحیح آن با توجه به صخامت فلز, زاویه سیار , ترتیب پاس و غیره راهنمایی می کند.
نوع جریان برق از اینکه جریان دائم یا جریان متناوب لازم است( با موتور ژنراتور یا ترانسفورماتور می توان جوش داد) یا هر دو و در جریان دائم نوع اتصال قطبی بایستی یا به عبارت یا علامت روی پاکت درج شود.
حالت یا حالاتی از جوشکاری که این الکترود در آن حالت یا حالات مناسب است روی پاکت بیان می شود.
درج حدود شدت جریان برق ( بر حسب آمپر ) جهت انتخاب اولیه ( تنظیم دقیق شدت جریان ضمن جوشکاری با توجه به عوامل مختلف انجام می شود) ضروری است. وزن الکترودها یا تعداد الکترود داخل هر بسته روی پاکت یا بر چسب آن درج می شود. نوشتن مواردی که در بالا به آن اشاره شد, روی پاکت مطابق بیشتر استانداردها اجباری است.
همچنین خواص مکانیکی و شیمیائی , وضعیت ذوب و کیفیت قوی, نحوه نگهداری و انبار کردن, درجه حرارت خشک کردن, مواد استعمال بخصوص و پاره ای توصیه های دیگر در روی پاکت برای آگاهی مصرف کننده چاپ شده و یا مهر زده می شود.
انواع الکترودها
الکترودهائی که در جوش اتصال فولاد به کار برده می شوند مفتولهای مغزی با آلیاژ یا بدون آلیاژ دارند که جریان جوش را هدایت می کند. شعله برق بین قطعه کار و سرآزاد الکترود می سوزد و الکترود به عنوان یک ماده اضافی ذوب می شود.
الکترودهای نرم شده دارای علائم اختصاری بوده ( دین 1913 ) که روی بسته بندی آنها نوشته شده است. علائم اختصاری تمام نکات مهمی که در به کار بردن آن الکترود باید مراعات شوند نشان می دهند.