روشهای مختلف جوشكاری و برشكاری

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

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

1. اصول جوشكاری با استیلن كه شامل اصول مهم انواع دیگر جوشكاری نیز هست.

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

جوشكاری با گاز

یكی از معمولترین اقسام جوشكاری استفاده از گاز برای تولید حرارت است. در اینجا از احتراق گاز در مجاورت اكسیژن هوا استفاده می شود. در مورد استفاده از اكسیژن می توان از اكسیژن كپسول و یا از اكسیژن هوا استفاده نمود. در این روش اكسیژن به سه طریق ممكن است با گاز تركیب شود.

1. از هوای اطراف كه:

الف. در آن درجه حرارت پایین است.

ب. كار كاملاً تمیز نیست.

ج. خود مقدار حرارت هم كم است.

2. هوا از سوراخهای مشعل وارد آن شده كه:

الف. در آن درجه حرارت بالاتر است.

ب. كار تمیزتر از روش اول است.

ج. خود مقدار حرارت بیشتر است.

3. اكسیژن كپسول با فشار وارد گاز قبل از احتراق می شود كه:

الف. درجه حرارت بسیار بالاتر است.

ب. خیلی تمیز است.

ج. بیشترین مقدار حرارت را پس می دهد.

شعله های جوشكاری

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

یك شعله متمركز خیلی شدید در نقطه ای روی فلز وارد می كنیم تا ذوب شده و حوضچه مایع درست شود. دو قسمت مایع بهم متصل شده، كنار دو قطعه بهم وصل می‌شود. این عمل باید طوری انجام شود كه دو فلز صدمه نبینند.

شعله جوشكاری باید دارای خواص زیر باشد:

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

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

ج. شعله نباید فلز را بسوزاند (آنرا اكسیده كند).

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 اینكه حرارت بیشتری تولید شود سوراخ سر مشعل را گشادتر و فشار گاز را بیشتر انتخاب می كنیم. در نتیجه گاز بیشتری از سوراخ خارج خواهد شد. هرچند اگر از سر مشعل بزرگتر یا كوچكتر استفاده كنیم، درجه حرارت تغییر نخواهد كرد.

باید خاطر نشان كرد كه مقدار حرارت تولید شده و در نتیجه ضخامت فلزی كه 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 جوشكاری و برش كاری با گاز معمول است:

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

شعله اكسی استیلن

شعله ممكن است دارای اكسیژن زیاد یا كم باشد كه خوب نیست و در آن صورت نسبتهای مخلوط دو گاز اكسیژن و استیلن نامناسب است. اگر اكسیژن خیلی زیاد باشد، شعله اكسید كننده و اگر استیلن زیاد مصرف شود، شعله احیا كننده خواهد شد.

شعله‌ی صحیحی را كه به فلز حرارت می دهد و آنرا اكسیده یا احیاء نكند شعله خنثی می نمامند. شعله خنثی وقتی حاصل می شود كه نسبت گاز استیلن و اكسیژن متناسب باشد. در شعله خنثی دو گاز با هم تركیب شده، اكسیژن با كربن و هیدروژن گاز استیلن ممزوج و حرارت لازم تولید می شود. لازم به یادآوری است كه گازهای حاصل بی ضرر هستند.

می توان به زبان شیمی چنین نوشت: استیلن+ اكسیژن= گاز كربنیك+ آب+ حرارت

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

اكسیژن موجود در هوای اطراف شعله برای تكمیل احتراق مصرف می شود و این بدان معنی است كه وقتی در شكاف یا گوشه ها بخواهیم جوشكاری كنیم، بطوریكه هوا نتواند به شعله برسد، اكسیژن بیشتری از كپسول را باید بشعله برسانیم. اگر نسبت مخلوط دو گاز مناسب نباشد فرم ظاهری شعله این اشكال را روشن خواهد كرد. آخر سر نیز، شعله خنثی را از وضع فلز ذوب شده می توان امتحان كرد.

مواد زائد از دو راه وارد شعله جوشكاری می شوند:

الف. ممكن است گازها مواد اضافی داشته باشند.

ب. دستگاه تمیز نباشد.

گاز باید همیشه از كیفیت خوبی برخوردار باشد. خلوص گاز را كارخانه سازنده مشخص كرده و باید در نظر داشت كه گرمای شعله استیلن- اكسیژن خنثی به 5600 درجه فارنهایت می رسد. اگر اكسیژن زیادتر باشد درجه حرارت به كمی بالاتر هم ممكن است برسد.

دستگاه جوشكاری اكسی استیلن

قبل از بحث در طرز كار جوشكاری، بهتر است اطلاعاتی درباره دستگاههای جوشكاری پیدا كنیم تا امكانات و حدود كار این دستگاه‌ها مشخص شود.

در اصل، دستگاه جوشكاری اكسی استیلن شامل وسایل زیر است:

یكی منبع تامین دو گاز اكسیژن و استیلن و دستگاهی كه 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 كه بیشتر بكار می رود توضیح می‌دهیم:

الف. كپسولهای گاز: یكی كپسول اكسیژن و دیگری كپسول استیلن.

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

ج. لوله اكسیژن و لوله استیلن.

د. مشعل جوشكاری.

معمولاً دو نوع مشعل جوشكاری استیلن و اكسیژن به كار می رود:

1. مشعل از نوع فشار مساوی 2. مشعل از نوع تزریقی در نوع اول همانطور كه از اسم آن پیداست گازهای اكسیژن و استیلن هر دو فشاری مساوی یا تقریباً نزدیك بهم دارند. این نوع مشعل ها خیلی بیشتر بكار می روند. در مشعل نوع تزریقی، فشار گاز استیلن نسبتاً كم و فشار اكسیژن خیلی بالاتر است.

سوار كردن دستگاه جوشكاری اكسی استیلن

در صورت استفاده صحیح از دستگاه جوشكاری، خطر عمده ای پیش نمی آید و نتیجه جوشكاری خوب و عمر دستگاه تا اندازه ای زیاد می شود.

كپسول های اكسیژن و استیلن معمولاً در تملك شركتهای فروشنده گاز است. تا مدت معینی از كپسولها اجاره نمی گیرند ولی پس از آن اجاره جزئی دریافت می‌كنند. بقیه قسمتهای دستگاه متعلق به جوشكار است.

چون فشار گاز اكسیژن در كپسول زیاد است و قابلیت اشتعال استیلن زیاد می‌باشد، لازم است در جابجا كردن كپسولها دقت زیاد معمول شود. در موقع جوشكاری همیشه عینك مناسب به چشم بزنید.

نحوه عملیاتی كه در شروع و خاتمه كار با دستگاه باید اعمال شود، تقریباً یكسان است. رعایت دستورهای حفاظتی همیشه باید مورد توجه قرار گیرد.

قبل از استفاده از دستگاه باید مطمئن شویم كه دستگاه بطور صحیح نصب شده زیرا این مطلب خیلی مهم است. ببینید كپسولهای گاز در شرایط مناسب قرار دارند؟ این كپسولها باید بطور محكم در محلی ثابت باشند بطوریكه امكان افتادن و برگشتن آنها وجود نداشته باشد.

اگر دستگاه قابل انتقال است بایستی كپسولها را با نوار فولادی یا زنجیر بطور محكم بوسیله نقلیه متصل كنید و وسیله نقلیه طوری باشد كه امكان وارونه شدن كپسولها بهیچ وجه موجود نباشد.

در محل های ثابت كپسولها را بدیوار محكم ببندید یا در كف محل كار، ستونهائی نصب كرده كپسولها را بوسیله تسمه یا زنجیرهای فولادی بآنها متصل كنید. محكم كردن كپسولها باید طوری باشد كه تعویض آنها بطور سریع صورت گیرد.

قبل از اینكه دستگاه تنظیم فشار را روی مخزن وصل كنیم، با كمی باز كردن شیر كپسول، سرپوش روی كپسول بیرون می رود. باید بگذاریم كمی گاز با فشار زیاد خارج شود تا ذرات زائد را بیرون براند. سطوح مهر و موم و زانو و پیچها را بررسی كنید. از اجزا و قسمتهای خراب استفاده نكنید. سپس فشار سنج ها را روی كپسول ببندید. فقط از آچارهائی استفاده كنید كه انتهای آنها ثابت و دارای گیره های وسیع بوده و برای این منظور ساخته شده اند. مطمئن شوید كه مهره تنظیم فشار درست با شیر كپسول متناسب است. شیر كپسول سوخت، معمولاً پیچ های چپ گرد دارد، در صورتی كه شیر كپسول اكسیژن دارای پیچ های راست گرد است. قطر پیچ شیر دو كپسول با هم اختلاف دارند بدین دلیل كه نتوانیم تنظیم فشار را عوضی ببندیم و باین ترتیب گازها مخلوط نگردیده و احتیاط حفاظتی رعایت شود. معمولاً انواع مختلفی از وسائل تنظیم فشار و كپسول بكار می رود.