�ݺ�ߣ

‫دهنده‬ ‫ارائه‬
‫بیات‬ ‫محمدرضا‬
‫متالورژ‬ ‫و‬ ‫مواد‬ ‫مهندسی‬ ‫دانشکده‬‫ی‬
‫استاد‬
‫گودرزی‬ ‫دکتر‬
‫خرداد‬95
‫در‬ ‫جوش‬ ‫حوضچه‬ ‫به‬ ‫الکترود‬ ‫از‬ ‫مذاب‬ ‫فلز‬ ‫انتقال‬ ‫های‬ ‫روش‬
‫فرآیند‬GMAW
‫الرح‬ ‫الرحمن‬ ‫اهلل‬ ‫بسم‬‫یم‬

‫مقدمه‬
‫انتق‬ ‫تئوری‬‫ال‬
‫فلز‬
‫موثر‬ ‫عوامل‬
‫ف‬ ‫انتقال‬ ‫بر‬‫لز‬
‫های‬ ‫روش‬
‫فلز‬ ‫انتقال‬
2
‫گیر‬ ‫نتیجه‬‫ی‬

3
‫جوشکاری‬ ‫فرآیند‬GMAW
1948
‫کاربرد‬ ‫اولین‬:‫جوشکاری‬Al
‫از‬ ‫استفاده‬‫گاز‬‫زا‬ ‫واکنش‬ ‫و‬ ‫فعال‬ ‫گاز‬ ‫همچنین‬ ‫و‬ ‫خنثی‬
‫دو‬ ‫هر‬ ‫از‬ ‫ترکیبی‬ ‫یا‬ ‫و‬
‫جوش‬ ‫سیم‬:‫پرکن‬ ‫فلز‬ ‫وهم‬ ‫حرارت‬ ‫منبع‬ ‫هم‬
‫شده‬ ‫حل‬ ‫هیدروژن‬ ‫میزان‬ ‫بودن‬ ‫کم‬
‫انبوه‬ ‫تولید‬
‫متفاوت‬ ‫های‬ ‫ضخامت‬ ‫با‬ ‫مختلف‬ ‫مواد‬ ‫جوشکاری‬
‫مقدمه‬
‫تئوری‬
‫فل‬ ‫انتقال‬‫ز‬
‫گی‬ ‫نتیجه‬‫ری‬
‫فرآیند‬GMAW

‫آسان‬‫جوشکاری‬ ‫یادگیری‬ ‫بودن‬GMAW
‫از‬ ‫استفاده‬ ‫و‬ ‫فرآیند‬ ‫کردن‬ ‫اتوماسیون‬ ‫برای‬ ‫قابلیت‬‫جوشکار‬ ‫های‬ ‫ربات‬
‫های‬ ‫قابلیت‬
‫فراوان‬GMAW
70‫کل‬ ‫درصد‬
‫ها‬ ‫جوشکاری‬
‫مقدمه‬
‫تئوری‬
‫گی‬ ‫نتیجه‬‫ری‬ 4
‫جوشکار‬GMAW ‫جوشکار‬ ‫ربات‬GMAW

‫فلز‬ ‫انتقال‬ ‫مکانیزم‬ ‫های‬ ‫تئوری‬:
1.‫استاتیکی‬ ‫نیروهای‬ ‫تعادل‬
‫جداکننده‬ ‫نیروهای‬ ‫برآیند‬>‫دارنده‬ ‫نگه‬ ‫نیروهای‬ ‫برآیند‬
‫از‬ ‫قبل‬Transition Current
2.‫اثر‬ ‫ناپایداری‬Pinch
‫از‬ ‫بعد‬Transition Current
‫مقدمه‬
‫تئوری‬

‫استاتیکی‬ ‫نیروهای‬ ‫تعادل‬:
1.‫جاذبه‬ ‫نیروی‬) (
2.‫نیروی‬‫کشش‬‫آیرودینامیکی‬) (
3.‫بخار‬ ‫نیروی‬) (
4.‫سطحی‬ ‫کشش‬ ‫نیروی‬()
5.‫الکترومغناطیسی‬ ‫نیروی‬) (
𝑭 𝒆𝒎 + 𝑭 𝒅 + 𝑭 𝒈 = 𝑭 𝒗 + 𝑭 𝒔𝒕
𝐹𝑑
𝐹𝑒𝑚
𝐹𝑣
𝐹𝑠𝑡
𝐹𝑔𝐹𝑔 = 𝑚𝑔
𝐹𝑣 =
𝑚0
𝑑 𝑣
𝐼𝐽
𝐹𝑑 = 0.5𝜋𝑣2
𝑑𝑟2
𝐶
𝐹𝑒𝑚 =
𝜇0 𝐼2
4𝜋
ln
𝑟2
𝑅
𝐹𝑠𝑡 = 2𝜋𝑟𝑤 𝜎𝑓
𝑟𝑤
𝑐
‫مقدمه‬
‫تئوری‬
‫قطره‬ ‫بر‬ ‫وارد‬ ‫نیروهای‬

‫الکترومغناطیسی‬ ‫نیروی‬:) (
‫اسپری‬ ‫صورت‬ ‫به‬ ‫فلز‬ ‫درانتقال‬ ‫اصلی‬ ‫عامل‬
𝐹𝑒𝑚 =
𝜇0 𝐼2
4𝜋
ln
𝑟2
𝑅
𝐹𝑒𝑚
‫مقدمه‬
‫تئوری‬
‫مذاب‬ ‫فلز‬ ‫انتقال‬ ‫مختلف‬ ‫های‬ ‫روش‬ ‫در‬ ‫جریان‬ ‫مسیر‬ ‫هندسه‬

‫روش‬‫انتقال‬
‫فلز‬(Metal Transfer)
‫آزاد‬ ‫سقوط‬
(Free Flight)
‫کروی‬
(Globular)
‫شده‬ ‫منحرف‬ ‫کروی‬
(Repelled)
‫اسپری‬
(Spray)
‫اسپری‬ ‫پالس‬
(Pulse-Spray)
‫اسپری‬-‫ای‬ ‫قطره‬
(Drop-spray)
‫اسپری‬-‫سیال‬
(Streaming-spray)
‫تماسی‬
(Short circuit)
8‫مقدمه‬
‫تئوری‬

1.‫تماسی‬ ‫صورت‬ ‫به‬ ‫انتقال‬(Short circuit: )
‫الف‬)‫ها‬ ‫ویژگی‬:
‫کار‬ ‫قطعه‬ ‫با‬ ‫الکترود‬ ‫تماس‬ ‫اثر‬ ‫در‬ ‫فلز‬ ‫انتقال‬
‫کار‬ ‫قطعه‬ ‫با‬ ‫الکترود‬ ‫تماس‬ ‫فرکانس‬ ‫بودن‬ ‫باال‬(150‫باردرثانیه‬)
‫جوشکاری‬ ‫جریان‬ ‫شدت‬ ‫و‬ ‫ولتاژ‬ ‫بودن‬ ‫پایین‬
‫کوچک‬ ‫بسیار‬ ‫قوس‬ ‫طول‬
9
‫انتقال‬ ‫چرخه‬Short circuit
‫مقدمه‬
‫تئوری‬

1.‫تماسی‬ ‫صورت‬ ‫به‬ ‫انتقال‬(Short circuit: )
‫ب‬)‫مزایا‬:
‫جوشکاری‬ ‫های‬ ‫موقعیت‬ ‫تمام‬ ‫برای‬ ‫استفاده‬ ‫قابل‬
‫جوش‬ ‫حوضچه‬ ‫به‬ ‫ورودی‬ ‫گرما‬ ‫بودن‬ ‫پایین‬
‫جوش‬ ‫حوضچه‬ ‫سریع‬ ‫انجماد‬
‫نازک‬ ‫قطعات‬ ‫جوشکاری‬ ‫برای‬ ‫بودن‬ ‫مناسب‬
‫مانده‬ ‫باقی‬ ‫تنش‬ ‫و‬ ‫اعوجاج‬ ‫بودن‬ ‫کم‬
‫ج‬)‫معایب‬:
‫عیب‬ ‫دارابودن‬Spattering
‫مقدمه‬
‫تئوری‬

2.‫کروی‬ ‫صورت‬ ‫به‬ ‫انتقال‬(Globular:)
‫الف‬)‫ها‬ ‫ویژگی‬:
‫باال‬ ‫ولتاژ‬ ‫اما‬ ‫پایین‬ ‫جریان‬ ‫شدت‬
‫الکترود‬ ‫قطر‬ ‫به‬ ‫نسبت‬ ‫قطره‬ ‫قطر‬ ‫بودن‬ ‫دوبرابر‬
‫انتقال‬ ‫اصلی‬ ‫عامل‬:‫جاذبه‬ ‫نیروی‬) (
‫ب‬)‫معایب‬:
‫باالبودن‬‫ورودی‬ ‫گرمای‬
‫افقی‬ ‫های‬ ‫فیلت‬ ‫و‬ ‫سطوح‬ ‫جوشکاری‬ ، ‫کاربرد‬ ‫تنها‬
‫زیاد‬ ‫بسیار‬ ‫پاشش‬ ‫با‬ ‫بودن‬ ‫همراه‬(‫جوش‬ ‫ها‬ ‫لکه‬ ‫ایجاد‬)
𝐹𝑔
‫مقدمه‬
‫تئوری‬
‫کروی‬ ‫انتقال‬
11

3.‫اسپری‬ ‫صورت‬ ‫به‬ ‫انتقال‬(Spray: )
‫الف‬)‫ویژگی‬:
‫باال‬ ‫جریان‬ ‫شدت‬ ‫و‬ ‫ولتاژ‬
‫قطرات‬ ‫انتقال‬ ‫فرکانس‬ ‫باالبودن‬(200-150)
‫قوس‬ ‫شکل‬:‫ناقص‬ ‫شنی‬ ‫ساعت‬
‫جوش‬ ‫سیم‬ ‫ازقطر‬ ‫کوچکتر‬ ‫مذاب‬ ‫قطره‬ ‫قطر‬
‫جوش‬ ‫نفوذ‬ ‫عمق‬ ‫بودن‬ ‫باال‬
‫باال‬‫انبوه‬ ‫تولید‬ ،‫جوشکاری‬ ‫سرعت‬ ‫بودن‬
‫پروفیل‬‫از‬ ‫عالی‬‫قطرات‬‫جوش‬
‫ضخیم‬ ‫قطعات‬ ‫جوشکاری‬
‫ج‬)‫معایب‬:
‫افق‬ ‫های‬ ‫فیلت‬ ‫و‬ ‫سطوح‬ ‫در‬ ‫استفاده‬ ‫فقط‬‫ی‬
‫مقدمه‬
‫تئوری‬
‫اسپری‬ ‫انتقال‬
12

4.‫انتقال‬‫به‬‫صورت‬‫پالس‬-‫اسپری‬(pulse-spray):
‫الف‬)‫ویژگی‬:
‫استفاده‬‫از‬‫میانگین‬‫جریان‬‫کمتر‬،‫عالوه‬‫بر‬
‫داشتن‬‫گرمای‬‫ورودی‬‫روش‬‫اسپری‬
‫قابل‬‫استفاده‬‫برای‬‫تمام‬‫موقعیت‬‫های‬‫جوشکاری‬
‫کم‬‫بودن‬‫انتشار‬‫بخار‬
‫قابلیت‬‫استفاده‬‫برای‬‫الکترودهای‬‫ضخیم‬‫در‬
‫سرعت‬‫های‬‫باال‬‫جوشکاری‬(‫تولید‬‫انبوه‬)
‫کاهش‬‫احتمال‬‫خوردگی‬‫بین‬‫دانه‬‫ای‬‫در‬‫فوالدهای‬‫ضد‬‫زنگ‬
‫استفاده‬‫از‬‫روش‬‫پالس‬-‫اسپری‬‫برای‬‫الکترودهای‬‫ضخیم‬Al
‫اعوجاج‬‫کمتر‬
‫کوچک‬‫بودن‬‫منطقه‬HAZ
‫مقدمه‬
‫تئوری‬
‫پالس‬ ‫انتقال‬-‫اسپری‬
13

‫فلز‬ ‫انتقال‬ ‫موثردر‬ ‫عوامل‬:
‫فلز‬ ‫انتقال‬
‫جریان‬
‫طول‬ ‫یا‬ ‫ولتاژ‬
‫قوس‬
‫ترکیب‬
‫گازمحافظ‬
‫امواج‬
‫التراسونیک‬
‫وقطر‬ ‫جنس‬
‫الکترود‬
‫موقعیت‬
‫جوشکاری‬
‫پایه‬ ‫فلز‬
‫بندی‬ ‫قطب‬
‫جریان‬
14‫مقدمه‬
‫تئوری‬

‫الف‬)‫گازمحافظ‬ ‫ترکیب‬ ‫تاثیر‬:
‫ولت‬ ‫های‬ ‫نقشه‬ ‫از‬ ‫استفاده‬–‫آمپر‬
‫محافظ‬ ‫گازهای‬ ‫ترکیب‬ ‫بررسی‬ ‫جهت‬
‫از‬ ‫کدام‬ ‫هر‬ ‫شدن‬ ‫تعیین‬ ‫تجربی‬
‫محافظ‬ ‫گاز‬ ‫هرنوع‬ ‫برای‬ ‫نمودارها‬
‫مقدمه‬
‫تئوری‬
‫انتقال‬ ‫های‬ ‫روش‬ ‫ناحیه‬
15

1)‫اثر‬ ‫بررسی‬CO2‫مخلوط‬ ‫در‬Ar+CO2:
‫افزایش‬ ‫با‬ ‫قوس‬ ‫ناپایداری‬ ‫افزایش‬CO2
‫افزایش‬ ‫با‬ ‫اسپری‬ ‫انتقال‬ ‫محدوده‬ ‫کاهش‬CO2
‫افزایش‬‫انتقال‬ ‫محدوده‬Repelled‫افزایش‬ ‫با‬CO2
‫مقدمه‬
‫تئوری‬
2%
CO2
18%
CO2

1)‫اثر‬ ‫بررسی‬CO2‫مخلوط‬ ‫در‬: Ar+CO2
‫حراراتی‬ ‫هدایت‬ ‫بودن‬ ‫باال‬CO2
‫ب‬ ‫مربوط‬ ‫راست‬ ‫سمت‬ ‫شکل‬ ‫و‬ ‫قوس‬ ‫در‬ ‫دمایی‬ ‫توزیع‬‫ه‬
CO2‫به‬ ‫مربوط‬ ‫چپ‬ ‫سمت‬ ‫شکل‬ ‫و‬ ‫باال‬CO2‫پایین‬
‫راست‬ ‫،سمت‬ ‫جریان‬ ‫هادی‬ ‫منطقه‬ ‫و‬ ‫قوس‬ ‫شکل‬
CO2‫چپ‬ ‫سمت‬ ‫و‬ ‫باال‬CO2‫پایین‬
𝐹𝑒𝑚 =
𝜇0 𝐼2
4𝜋
ln
𝑟2
𝑅
‫مقدمه‬
‫تئوری‬
2%
CO2
18%
CO2
18%
CO2
2%
CO2

1)‫بررسی‬‫اثر‬O2‫مخلوط‬ ‫در‬Ar+O2:
‫افزایش‬ ‫با‬ ‫قوس‬ ‫پایداری‬ ‫افزایش‬O2
‫مخلوط‬ ‫اسپری‬ ‫محدوده‬ ‫افزایش‬Ar+O2‫در‬
‫با‬ ‫مقایسه‬Ar+CO2
‫مقدمه‬
‫تئوری‬
5%
O2
8%
O2

‫ب‬)‫تاثیر‬‫التراسونیک‬ ‫امواج‬(Ultrasonic)‫جوشکاری‬ ‫یا‬(U-GMAW):
1)‫کروی‬ ‫برانتقال‬ ‫التراسونیک‬ ‫تاثیر‬(Globular: )
‫بودن‬ ‫استاتیکی‬‫التراسونیک‬ ‫نیروی‬
‫جریان‬ ‫شدت‬ ‫به‬ ‫التراسونیک‬ ‫نیروی‬ ‫نبودن‬ ‫وابسته‬
2 3
0
5
(kR ) sin(2kz)
6
us sF A
‫مقدمه‬
‫تئوری‬
‫سیستم‬UGMAW ‫التراسونیک‬ ‫میدان‬ ‫در‬ ‫التراسونیک‬ ‫نیروی‬ ‫توزیع‬
19

‫ب‬)‫التراسونیک‬ ‫امواج‬ ‫تاثیر‬(Ultrasonic)‫یا‬‫جوشکاری‬(U-GMAW):
‫وارد‬‫کردن‬‫یک‬‫نیروی‬‫کمکی‬‫در‬‫جهت‬‫جدا‬‫شدن‬‫قطره‬‫فلز‬‫مذاب‬‫از‬‫الکترود‬
‫تبدیل‬‫انتقال‬‫کروی‬‫به‬‫انتقال‬‫اسپری‬،‫با‬‫وجود‬‫افزایش‬‫نیافتن‬‫شدت‬‫جریان‬
‫سی‬ ‫تغذیه‬ ‫سرعت‬ ‫تغییر‬ ‫حسب‬ ‫بر‬ ‫فرکانس‬ ‫تغییرات‬‫م‬
‫مقدمه‬
‫تئوری‬

‫ب‬)‫التراسونیک‬ ‫امواج‬ ‫تاثیر‬(Ultrasonic)‫یا‬‫جوشکاری‬(U-GMAW):
‫التراسونیک‬ ‫نیروی‬ ‫مقدار‬:‫نیوتون‬ 10−3
‫فلزمذاب‬ ‫قطره‬ ‫بر‬ ‫وارد‬ ‫نیروهای‬ ‫بینی‬ ‫پیش‬ ‫با‬ ‫شده‬ ‫گیری‬ ‫اندازه‬ ‫جاذبه‬ ‫نیروی‬ ‫مقایسه‬‫شده‬
‫مقدمه‬
‫تئوری‬
2 3
0
5
(kR ) sin(2kz)
6
us sF A

‫ب‬)‫التراسونیک‬ ‫امواج‬ ‫تاثیر‬(Ultrasonic)‫جوشکاری‬ ‫یا‬(U-GMAW):
2)‫تاثیر‬‫تماسی‬ ‫برانتقال‬ ‫التراسونیک‬(Short circuit):
‫مقدمه‬
‫تئوری‬
‫فرکانس‬Short circuit‫ولتاژ‬ ‫تغییرات‬ ‫برحسب‬‫مختلف‬ ‫های‬ ‫ولتاژ‬ ‫در‬ ‫جوش‬ ‫ظاهر‬

2)‫تماسی‬ ‫برانتقال‬ ‫تاثیر‬(Short circuit):
‫مقدمه‬
‫تئوری‬
‫جوشکاری‬ ‫ولتاژ‬ ‫وموج‬ ‫جریان‬ ‫موج‬ ‫شکل‬

2)‫تماسی‬ ‫برانتقال‬ ‫تاثیر‬(Short circuit):
‫فرکانس‬ ‫افزایش‬ ‫اصلی‬ ‫علت‬U-GMAW:‫قوس‬ ‫طول‬ ‫شدن‬ ‫کوتاه‬
‫مقدمه‬
‫تئوری‬
(U U U )a c eP UU
L
E E
  
 
‫التراسونیک‬ ‫قوس‬ ‫شدن‬ ‫فشرده‬
‫شدت‬ ‫افزایش‬
‫الکتریکی‬ ‫میدان‬
‫طول‬ ‫شدن‬ ‫کوتاه‬
‫قوس‬

GMAW‫باشد‬ ‫می‬ ‫جوشکاری‬ ‫روش‬ ‫پرکاربردترین‬.
‫نگ‬ ‫نیروهای‬ ‫از‬ ‫بزرگتر‬ ‫جداکننده‬ ‫نیروهای‬ ‫مجموع‬ ‫که‬ ‫زمانی‬ ، ‫استاتیکی‬ ‫نیروهای‬ ‫تعادل‬ ‫تئوری‬ ‫طبق‬ ‫بر‬‫دارنده‬ ‫ه‬
‫گیرد‬ ‫می‬ ‫صورت‬ ‫مذاب‬ ‫فلز‬ ‫انتقال‬ ، ‫باشند‬.
‫شوند‬ ‫می‬ ‫تقسیم‬ ‫کلی‬ ‫دسته‬ ‫دو‬ ‫به‬ ‫فلز‬ ‫انتقال‬ ‫های‬ ‫روش‬:1)‫آزاد‬ ‫سقوط‬2)‫تماسی‬
‫صورت‬ ‫به‬ ‫انتقال‬‫پالس‬ ‫صورت‬ ‫به‬ ‫انتقال‬ ‫و‬ ‫تماسی‬-، ‫اسپری‬‫های‬ ‫موقعیت‬ ‫تمام‬ ‫برای‬ ‫استفاده‬ ‫قابل‬‫جوشک‬‫می‬ ‫اری‬
‫باشند‬.
‫افزایش‬CO2‫مخلوط‬ ‫در‬Ar+CO2‫کروی‬ ‫محدوده‬ ‫افزایش‬ ‫و‬ ‫اسپری‬ ‫محدوده‬ ‫کاهش‬ ، ‫قوس‬ ‫ناپایداری‬ ‫به‬ ‫منجر‬
‫شد‬ ‫شده‬ ‫منحرف‬.
‫افزایش‬O2‫مخلوط‬ ‫در‬Ar+O2‫قوس‬ ‫پایداری‬ ‫به‬ ‫منجر‬‫شد‬.
‫در‬ ‫اسپری‬ ‫انتقال‬ ‫محدوده‬‫مخلوط‬Ar+O2‫با‬ ‫مقایسه‬ ‫در‬Ar+CO2‫باشد‬ ‫می‬ ‫تر‬ ‫گسترده‬.
‫شود‬ ‫می‬ ‫مذاب‬ ‫فلز‬ ‫قطرات‬ ‫فرکانس‬ ‫افزایش‬ ‫سبب‬ ‫التراسونیک‬ ‫،امواج‬ ‫ثابت‬ ‫درجریان‬.
‫باشد‬ ‫می‬ ‫نیوتون‬ ‫حدود‬ ‫نیرو‬ ‫این‬ ‫مقدار‬.
‫شود‬ ‫می‬ ‫قوس‬ ‫طول‬ ‫کاهش‬ ‫سبب‬ ‫التراسونیک‬ ‫امواج‬.
‫مقدمه‬
‫تئوری‬
10−3

‫ش‬ ‫توجه‬ ‫از‬ ‫تشکر‬ ‫با‬‫ما‬
‫تشکر‬‫قدردانی‬ ‫و‬ 26

�ݺ�ߣ

Metal transfer modes

Recommended

More Related Content

Viewers also liked (16)

Similar to Metal transfer modes (20)

Metal transfer modes