کتاب جوشکاری با قوس الکتریکی تحت پوشش گازهای محافظ MIG / MAG

مـقدمه
قابلیت‌های فراوان جوشکاری میگ/مگ (MiG/MAG) نسبت به قوس الکتریکی دستی موجب کاربرد گسترده‌ی این فرآیند در صنایع مختلف از جمله خودروسازی‌ها و سایر سازه‌های فلزی شده به‌گونه‌ای که امروزه بیش از 80 درصد جوشکاری‌ها توسط جوشکاری GMAW و فرآیندهای وابسته به آن انجام می‌شود. از طرف دیگر کمبود منابع کاربردی مفید در زمینه‌ی این فرآیند موجب شد تا بخش‌های مربوط به MiG/MAG دو کتاب مرجع مفید به‌نام‌های
Welding Skills and Technology و Modern Welding ترجمه و با بهره‌گیری از سایر منابع، کتاب حاضر را برای علاقه‌مندان فراهم نمائیم.
این کتاب می‌تواند برای تکنسین‌ها، کارشناسان، دانشجویان و سایر فراگیران مفید واقع شود. برای سهولت در یادگیری و ارتقای دانش فنی حدود 150 سؤال تشریحی و چند سری سؤالات چهار گزینه‌ای با پاسخ‌های آنها به آخر کتاب افزوده شده تا کمکی باشد برای شرکت‌کنندگان در آزمون‌های ورودی دانشگاه‌ها و آزمون ادواری سازمان آموزش فنی و حرفه‌ای. امیداست تلاش‌های انجام یافته در ترجمه و تألیف این کتاب موجب رضایت خاطر علاقه‌مندان گردد.
در پایان از زحمات مدیر عامل محترم مؤسسه انتشاراتی فدک جناب‌ آقای مجیدرضا زروئی و سایر کارکنان به‌ویژه جناب آقای عوض لطیفی ویراستار ادبی که صادقانه تلاش خود را در جهت بی‌نقص شدن این کتاب به‌کار بردند تشکر و قدردانی نموده، توفیق روزافزون مؤسسه فدک و همکاران آن را از خداوند متعال خواهانم.
علی رمضانخانی
................................................................................................................................
فهرست مطالب
فصل اول جوشکاری با قوس الکتریکی تحت پوشش گاز محافظ GMAW 1
1.1 جوشکاری با قوس الکتریکی تحت پوشش گاز محافظ "GMAW" 3
2.1فرآیندهای GMAW 3
3.1 سایر فرآیندهای مشتق از یک فرآیند
1.3.1 چه فلزاتی با GMAW جوشکاری می‌شوند؟ 5
2.3.1 از هر فرآیند چه موقع باید استفاده کرد. 5
3.3.1 اصول جوشکاری GMAW 6
4.3.1 قوس کوتاه GMAW 7
5.3.1 القاکننده inductauce 8
6.3.1 انتقال گلوله‌ای 8
7.3.1 انتقال پاششی 9
8.3.1 انتقال پاششی پالسی 10
9.3.1 انتقال پاششی چرخشی (دورانی) 11
10.3.1 چگونگی انتقال فلز از میان قوس 12
11.3.1 جوشکاری با انتقال غوطه‌ای 12
12.3.1 فرآیند قوس غوطه‌ای 13
13.3.1 کنترل کردن انتقال غوطه‌ای 14
14.3.1 ولتاژ مدار باز (O.C.V) 14
15.3.1 نرخ تغذیه سیم 15
16.3.1 بهترین شرایط انتقال غوطه‌ی (قوس کوتاه) 15
4.1 جوشکاری تحت ‌پوشش گاز محافظ مستقیم CO2 16
5.1 محاسن 16
1.5.1 سیم‌جوش‌ها 16
2.5.1 انسان در برابر ماشین 17
3.5.1 انتقال گلوله‌ای و پاششی 17
4.5.1 گذر از انتقال گلوله‌ای به پاششی 18
6.1 نقطه ‌انتقالی (مرحله‌گذر The Transition point) 18
1.6.1ترکیبات شیمیایی سیم جوش‌ها 20
2.6.1 قطبیت 20
3.6.1 ترکیبات گاز محافظ 20
4.6.1 مقدار خروجی سیم از نوک نازل تا قطعه‌کار (Stick out) 21
5.6.1 جوشکاری با قوس پاششی 21
6.6.1 جوشکاری با قوس پاششی معمولی 21
7.6.1 جوشکاری درزهای باریک Narrow gap welding 22
فصل دوم منبع نیرو 23
1.2 ماشین‌جوش‌های مورد استفاده در فرآیند قوس الکتریکی تحت پوشش گازهای محافظ 25
1.1.2 منابع نیروی جوشکاری GMAW (دستگاه‌های جوشکاری GMAW) 27
2.2 تفاوت‌های بین سه نوع ماشین جوش‌های جریان برق مستقیم DC 28
1.2.2 منحنی ولت آمپر 28
2.2.2 طول قوس 29
3.2.2 سرعت تغذیه‌ی سیم 30
4.2.2 منابع‌ نیرو (دستگاه‌جوش‌های) ولتاژ ثابت C.V 30
5.2.2 کنترل شیب و القاکننده 31
6.2.2 شیب 31
7.2.2 القاکننده inductance 31
8.2.2 تنظیمات با تغییر قطر سیم‌ها تغییر می‌کند 32
9.2.2 دستگاه‌های جوشکاری ولتاژ نزولی 32
10.2.2 کیت شروع قوس خراشی 33
فصل سوم تنظیم دستگاه جوش GMAW 3
1.3 تنظیم دستگاه جوشکاری با قوس الکتریکی تحت پوشش گاز محافظ GMAW 37
2.3 خلاصه و نکات کلیدی تنظیم دستگاه 39
1.2.3 اصول راه‌اندازی و استفاده از دستگاه جوش (GMAW) MIG-MAG 39
فصل چهارم دستگاه تغذیه‌سیم و کنترل‌کننده‌ها
1.4 دستگاه تغذیه سیم و کنترل‌کننده‌ها 43
1.1.4 انواع تغذیه کننده سیم جوش 43
2.1.4 انواع سیستم‌های تغذیه‌کنند‌ه‌ی سیم 43
3.1.4 تنظیم سیستم تغذیه‌ی سیم 44
4.1.4 تکمه کنترل تغذیه سیم جوش Inch switch مطابق (شکل 4.5) 47
5.1.4 تکمه‌ی تغذیه‌ی گاز محافظ (purge) گاز 48
6.1.4 کنترل‌کننده سرعت تغذیه سیم 48
7.1.4 کنترل از راه دور 48
2.4 کلاف سیم جوش 50
1.2.4 متعلقات تغذیه کننده سیم 50
2.2.4 وظایف فرعی تغذیه‌کننده‌ی سیم 50
فصل پنجم سیم جوش های GMAW 53
1.5 سیم‌جوش‌های GMAW 55
1.1.5 تغذیه‌پذیری و تمیزی سیم‌جوش‌ها 55
2.1.5 قطر مارپیچی و ارتفاع آن (Cast and helix) 55
3.1.5 تمیز بودن سیم‌جوش 56
4.1.5 انتخاب سیم‌جوش 56
5.1.5 سیم‌جوش‌های توپر Solid wires 56
6.1.5 سیم‌جوش‌های توپودری 57
7.1.5 مشخصات سیم‌جوش‌ها براساس AWS 58
8.1.5 سیم‌جوش‌های مورداستفاده در فرآیندGMAW 58
فصل ششم تورچ (مشعل) جوشکاری 65
1.6 تورچ (مشعل) جوشکاری 67
1.1.6 نازل تماس‌دهنده Contact Tube 67
2.1.6 تورچ (انبر) دستگاه جوش GMAW 68
3.1.6 تورچ‌های مجهز به سیستم مکش دود 70
4.1.6 نازل تماس (Contact Tube) 70
5.1.6 شعله پوش 71
6.1.6 نرخ جریان مشعل‌های جوشکاری GMAW 72
7.1.6 مراقبت از تورچ و رعایت برخی نکات‌اصولی 72
فصل هفتم گازهای محافظ 75
1.7 گازهای محافظ 77
2.7 گازهای محافظ اصلی 77
1.2.7 گازهای بی‌اثر و گازهای مخلوط مورد استفاده برای فرآیند GMAW 77
2.2.7 هلیم 79
3.2.7 آرگون 79
4.2.7 دی‌اکسید کربن CO2 80
5.2.7 نیتروژن 82
6.2.7 مخلوط آرگون و دی‌اکسیدکربن 82
7.2.7 گاز مخلوط آرگون و اکسیژن 82
8.2.7 گاز مخلوط هلیم، آرگون و دی‌اکسیدکربن 83
9.2.7 مخلوط آرگون و هلیم 83
3.7 انواع انتقال فلز در GMAW و گازهای پیشنهادی و کاربرد آنها 84
1.3.7 قوس کوتاه 84
2.3.7 قوس گلوله‌ای 84
3.3.7 قوس پاششی 84
4.3.7 قوس پاششی ضربانی (پالسی) 85
5.3.7 قوس پاششی‌چرخشی Rotating spray Arc 85
6.3.7 مخلوط‌کردن گازهای محافظ 85
7.3.7 فلز مبنا نوع گاز را تعیین می‌کند. 86
8.3.7 فولادهای کربنی (فولادهای نرم) 86
9.3.7 ویژگی‌های فیزیکی گازهای محافظ 86
10.3.7 پتانسیل یونیزاسیون 86
11.3.7 قابلیت انتقال‌حرارتی Thermal conductivity 87
12.3.7 چگالی (دانسیته) گاز 88
13.3.7 نقطه شبنم Dew point 88
14.3.7 جوشکاری فولاد زنگ‌نزن Stainless steel 89
15.3.7 آلومینیم 89
16.3.7 مس و آلیاژهای آن 89
17.3.7 نیکل و آلیاژهای آن 90
18.3.7 منیزیم و آلیاژهای آن 90
19.3.7 فلزات حساس به اکسید Refractory Metal 90
4.7 تخلخل و علل آن در جوشکاری میگ/ مگ 90
فصل هشتم جوشکاری توپودری 93
1.8 جوشکاری توپودری Flux cored Arc Welding (FCAW) 95
1.1.8فلاکس شیمیایی مغزی سیم‌جوش‌ها 95
2.1.8 محاسن فرآیند توپودری FCAW 96
3.1.8 نفوذ عمیق‌تر 96
4.1.8 نرخ رسوب زیادتر 96
5.1.8 عدم نیاز به آماده‌سازی لبه‌ها 97
6.1.8 تجهیزات مورد نیاز جهت جوشکاری توپودری "ایستگاه
جوشکاری توپودری" 98
7.1.8 سیم‌جوش‌های مورداستفاده در جوشکاری توپودری 98
فصل نهم لوازم فرعی (کمکی) 105
1.9 لوازم فرعی 107
1.1.9 شعله پوش‌ها و نازل تماس 107
فصل‌دهم نقطه‌جوش توسط دستگاه GMAW 111
1.10 نقطه جوش توسط دستگاه GMAW 113
1.1.10 سویچ کنترل Control switch 114
2.1.10 تایمر جوش 114
3.1.10 تنظیم کننده Burn Back 114
فصل یازدهم تکنیک‌های جوشکاری 115
1.11 تکنیک‌های جوشکاری GMAW 117
1.1.11 وضعیت مشعل (تورچ) 117
2.1.11 سرعت حرکت دست (سرعت هدایت‌تورچ) 117
3.1.11 نرخ رسوب 118
4.1.11 شکل مهره جوش 118
5.1.11 نوسان‌دادن (حرکت‌دادن) تورچ‌جوشکاری 119
6.1.11 انتخاب سیم جوش برای فرآیند GMAW و یا
FCAW 119
7.1.11 آماده‌سازی فلز پایه 120
8.1.11 مقدار خروجی سیم جوش از نازل تا قطعه‌کار "Electrode Extension" 120
9.1.11 دستورالعمل جوشکاری 121
10.1.11 جوشکاری‌پیش‌دستی FOREHAND WELDING 121
11.1.11 جوشکاری پس‌دستی BACK HAND WELDING 121
فصل دوازدهم معایب، علل و چگونگی رفع معایب و ایمنی در جوشکاری 122
1.12 ایمنی در جوشکاری با قوس الکتریکی تحت پوشش گاز محافظ "GMAW" و جوشکاری توپودری "FCAW" 126
1.1.12 مرور موارد ایمنی 127
2.12 اتمام‌جوشکاری و جمع‌آوری ایستگاه‌کاری 127
3.12 ایمنی در جوشکاری 127
1.3.12 وظایف عمومی کارفرما 127
2.3.12 وظائف عمومی پرسنل (کارگران) 127
3.3.12 خطرات عمده جوشکاری با قوس الکتریکی تحت پوشش گاز محافظ 127
4.3.12 خطرات جریان الکتریکی 127
5.3.12 مدار جریان جوشکاری 128
6.3.12 حفاظت از چشم‌ها 128
7.3.12 خطرات ناشی از تشعشعات قوس الکتریکی 129
8.3.12 خطرات ناشی از گاز و بخار حاصل از جوشکاری با گازهای محافظ می‌تواند زیان‌آور باشد 130
4.12 جوشکاری و برشکاری در مخازن و محفظه‌های‌تنگ 133
1.4.12 خطرات 133
2.4.12 اقدامات قبل از شروع به کار 133
5.12 وسایل حفاظت شخصی 134
1.5.12 حفاظت بدن 134
2.5.12 تهویه 134
3.5.12 حلال‌های تمیزکننده چربی‌ها 134
4.5.12 ایمنی رگولاتورها 135
5.5.12 خلاصه نکات ایمنی 135
فصل سیزدهم تمرین‌های جوشکاری 137
1.13انواع اتصالات جوشکاری در حالت تخت 139
1.2.13 جوش سپری در نبشی داخلی 139
2.2.13 جوش پخ‌دار در اتصالات لب‌به‌لب (درز جناقی یکطرفه) 140
3.2.13 جوشکاری نیم درز جناقی یکطرفه نبشی خارجی 140
4.2.13 جوش سپری روی اتصال لب روی هم 141
5.2.13 جوش سپری در اتصال نبشی داخلی 141
6.2.13 درز لاله‌ای یکطرفه روی اتصال لب به لب (در حالت افقی در وضع قائم) 141
7.2.13 درز نیم جناقی یکطرفه روی اتصال نبشی خارجی 141
8.2.13 جوشکاری اتصالات در وضعیت عمودی 142
9.2.13 جوش‌سپری در اتصال لب‌روی‌هم عمودی 142
10.2.13 جوش جناقی عمودی 143
11.2.13 اتصالات جوشکاری در وضعیت سقفی 143
12.2.13 جوش سپری روی اتصال لب روی‌هم سقفی 143
13.2.13 جوش سپری در نبشی داخلی سقفی 143
14.2.13 جوش درز جناقی یکطرفه در اتصال لب به لب سقفی 144
15.2.13 جوشکاری لب به لب عمودی سر بالا 144
16.2.13 درز نیم‌لاله‌ای یکطرفه روی نبشی خارجی 144
17.2.13 دستگاه‌های جوشکاری تحت پوشش گاز محافظ GMAW و FCAW اتوماتیک 145
18.2.13 نقطه جوش توسط فرآیند قوس الکتریکی تحت پوشش گاز محافظ GMAW 145
3.13 ماهر شدن در جوشکاری GMAW (ادامه تمرین‌های جوشکاری) 146
1.3.13 جوشکاری فولاد توسط MiG 146
2.3.13 مواد 146
3.3.13 گرده‌سازی توسط فرآیند GMAW روی پلیت 146
4.13 آزمایش (تست) خط جوش 147
1.4.13 جوشکاری‌های نبشی (گوشه‌ای) 147
2.4.13 تست جوش‌های نبشی 147
3.4.13 جوشکاری اتصال لب به لب ساده و جناقی (تمرینات بیشتر) 147
4.4.13 آزمون (تست) جوش لب‌به‌لب قطعات فولادی 147
5.4.13 جوشکاری سپری و اتصالات لب روی هم 147
6.4.13 چگونگی (روش‌های) آزمایش جوش‌های سپری و
لب روی هم 148
7.4.13 جوشکاری با سیم‌جوش‌های توپودری 148
8.4.13 جوشکاری لوله‌های فولادی 149
9.4.13 روش آزمایش جوش‌های لوله 149
10.4.13 آزمون‌های تأیید صلاحیت جوشکار 149
5.13 آزمون 1- اتصالات لب به لب 149
6.13 آزمون 2- جوشکاری سپری و لب‌روی‌هم 150
7.13 آزمون شماره 3 - جوشکاری لوله 151
فصل چهاردهم سؤالات آزمون تشریحی با پاسخ‌های آنها 153
1.14 دانش خود را بیازمائید : گروه 1 155
1.1.14 جواب سؤالات خودآزمائی گروه 1 156
2.14 دانش خود را بیازمائید گروه 2 156
1.2.14 جواب سؤالات خودآزمائی گروه 2 157
فصل پانزدهم سؤالات آزمون جوشکاری GMAW/ MiG/MAG 159
فصل شانزدهم سؤالات تستی (3 سری) 169
1.16سؤالات چهارگزینه‌ای جوشکاری تحت‌پوشش گازمحافظ 171
2.16 سؤالات آزمون جوشکاری (میگ/ مگ) MiG/MAG 175
3.16 سؤالات آزمون جوشکاری MiG/MAG 179
مفاهیم و اختصارات 183
واژه‌نامه 185
فهرست الفبایی 189