گرمای ورودی جوشکاری چیست | heat input

📖 زمان مطالعه : ۶ دقیقه ⏲️

از زمان های گذشته تاکنون، برای انجام فرایند های مختلف جوشکاری از گرمای ورودی جوشکاری استفاده می شده است. در واقع می توان گفت که heat input یا همان گرمای ورودی، یک انرژی الکتریکی است که توسط قوس جوشکاری تامین می شود. در این فرآیند هوای اطراف قوس، یونیزه می شود و با حرارت ایجاد شده توسط این امر، می توان قطعات را به یکدیگر جوش داد.

فرایند جوشکاری چگونه انجام می گیرد؟

جوشکاری مهم ترین فرایندی است که در صنایع مختلف کاربرد دارد. این فرآیند حیاتی، به منظور ایجاد اتصالات جدید میان قطعات، که اغلب فلزی هستند، ایجاد شده است. برای انجام فرایند جوشکاری به حرارت نیاز داریم. در واقع به موجب این حرارت، جوشکاری انجام می گیرد. حرارت مربوطه توسط دستگاه های جوش به الکترود ها منتقل می شود. سپس الکترود ها محل جوشکاری را گرم می کنند و ذوب و اتصال قطعات حاصل می گردد. جوشکاری در صنایع ماشین سازی، کشتی سازی، کشاورزی، نفت، گاز و … به عنوان یک امر ضروری شناخته می شود. متناسب با هر کدام از این صنایع و با توجه به فلزات مورد استفاده در آن ها، می توان حرارت ورودی لازم کم یا زیاد کرد.

گرمای ورودی جوشکاری چیست؟

گرمای ورودی جوشکاری را می توان اصلی ترین پارامتر در اتصال و جوش دادن قطعات دانست. می توان گفت که اگر گرمای مورد نیاز برای جوش دادن قطعات وجود نداشته باشد، صنعت جوشکاری نیز وجود نخواهد داشت. این درجه حرارت در واقع همان درجه گرمایی است ‌که از قوس الکتریکی تامین می شود و موجب ذوب شدن یا پلاستیکی شدن فلزات می گردد. سرانجام پس از این فرایند می توان دو قطعه را به یکدیگر متصل نمود. منظور از درجه گرما، همان انرژی الکتریکی می باشد.

شرکت اورین الکتریک ، تولید کننده انواع دستگاه جوشکاری رکتی فایر ، تکفاز و سه فاز اینورتری ، دستگاه جوشکاری CO2 ، و دستگاه جوش آرگون و برش پلاسما ، آماده ارائه و فروش محصولات تولیدی و همچنین خدمات درخواستی به مشتریان محترم ، می باشد . به منظور تماس با کارشناسان و ارائه راهنمایی و مشاوره ، با شماره های  ☎️ ۰۹۱۲۱۵۷۴۷۷۱ و  ۰۹۱۲۱۲۶۰۱۴۲ و سایر شماره های درج شده در سایت تماس حاصل نمایید.

 

این درجه حرارت برای هر نوع فلز متفاوت می باشد و بهتر است که قبل از انجام فرایند جوشکاری با خواص فلزات آشنا شویم تا بتوانیم مطابق با ان، دمای جوشکاری مناسبی را برای فرایند جوش انتخاب کنیم. همچنین این درجه حرارت بر خواص فیزیکی و شیمیایی مواد نیز تاثیر گذار می باشد. یکی از مهم ترین نکات در مورد گرمای ورودی جوشکاری، این است که متغیر های منحصر به فردی می توانند در مقدار آن، نقش داشته باشند که در ادامه بیشتر به این موضوع خواهیم پرداخت.

پارامتر های موثر در گرمای ورودی جوشکاری

همان طور که ذکر شد، توزیع شدن دما و حرارت در محل جوش و همچنین تغییرات معدنی که در اطراف آن ممکن است پیش بیاید، تحت تاثیر پارامتر ها و متغیر های مختلفی قرار می گیرد. یکی از این متغیر ها را می توان نحوه ورودی حرارت و یا اندازه ورودی دما به قوس الکتریکی دانست. همچنین ممکن است در یک فرایند، از دما کمی برای انجام عملیات جوش استفاده گردد. زیرا که محل جوش از قبل گرم شده است. بنابراین دومین پارامتر مهم در میزان گرمای ورودی جوشکاری را می توان پیش گرم کردن دانست.

هر چه قطعات فلزی ضخیم تر باشند، مسلما به گرمای ورودی بیشتری برای جوش دادن قطعات نیاز است. از این رو می توان شکل و همچنین ابعاد قطعاتی که قرار است جوش بخورند را به عنوان یک متغیر مهم برای مقدار حرارت ورودی جوشکاری دانست. سرعت انتقال گرما نیز پارامتر مهمی به حساب می آید. به طوری که هر چه سرعت انتقال حرارت را بیشتر کنیم، به مقدار گرمای کمتری برای انجام عملیات جوشکاری نیاز داریم. البته این پارامتر مطابق با نیاز جوشکاران به راحتی می تواند تغییر کند.

خصوصیت های گرمای جوشکاری

گرمای مخصوص جوشکاری ویژگی ها و خصوصیات مختلفی دارد. می توان گفت که مهم ترین خاصیت این درجه حرارت در جوشکاری، مشخص شدن نرخ خنک شدن قطعات جوش داده شده می باشد. نرخ خنک شدن قطعات، در واقع همان مدت زمانی است که موجب سرد شدن و از حرارت افتادن محل جوش می شود. این زمان متناسب با مقدار گرمای ورودی جوشکاری متفاوت می باشد. در واقع هرچه گرمای کمتری به قطعات وارد کنیم، زودتر خنک خواهند شد. عکس این قضیه نیز صادق است. با این وجود باز هم حضور پارامتر های ذکر شده، موثر می باشد. به طوری که ضخامت قطعات در تعیین نرخ خنک شدن محل جوش نیز موثر است و اگر میزان گرمای ورودی کم باشد، اما فلزات با ضخامت بالا وجود داشته باشند، نرخ خنک شدن نیز افزایش خواهد یافت.

مقدار گرمای ورودی جوشکاری چقدر است؟

میزان گرمای ورودی جوشکاری یکی از مهم ترین مسائلی است که در فرایند جوش دادن قطعات، باید به آن دقت نمود. کم یا زیاد شدن این مقدار حرارت، تاثیر مستقیمی بر کیفیت نهایی جوش دارد و می توان موجب افزایش عیوب جوشکاری نظیر بریدگی و ترک خوردگی، شود. از این رو مطالعه خواص فیزیکی و شیمیایی قطعات جوش، بسیار مهم و ضروری است‌. تا بتوان مقدار گرمای مورد نیاز هر فلز را محاسبه نمود. طبق بررسی های انجام شده بر روی فلزات با خواص مختلف، می توان به این نتیجه رسید که حداقل گرمای ورودی جوشکاری ۳۵ کیلو ژول بر ساعت می باشد. این مقدار گرما می تواند تا ۶۵ کیلو ژول نیز افزایش داشته باشد. البته این مقدار با توجه به نوع فلزات، می تواند بیشتر نیز شود. به طور مثال برای جوش دادن برخی از آلیاژ های فولاد به گرمای ۱۲۰ کیلو ژول نیاز است.

معایب استفاده از درجه گرمای کم برای جوشکاری

همان طور که گفته شد میزان گرمای ورودی جوشکاری باید متناسب با فلزات پایه و جوش باشد. اگر به فلزاتی که قرار است جوش داده شوند، کمتر از حدی که نیاز دارند، گرما بدهیم، مشکلات بی شماری در روند جوش به وجود می آید. یکی از مهم ترین مشکلات در این زمینه، خنک شدن سریع محل جوش است. این فرایند می تواند در زمانی اتفاق بیفتد که همچنان قطعات به یکدیگر اتصال پیدا نکرده اند. این امر موجب ایجاد جوشکاری ناقص می شود که در ادامه ممکن است محل جوش به طور کامل و یا جزئی دچار شکستگی شود. همچنین در منطقه مهره جوش و یا منطقه تاثیر پذیر گرما نیز ممکن است سختی  بیشتر از حد طبیعی تولید شود و جوشکاری بی کیفیتی را ارائه دهد.

معایب استفاده از درجه گرمای زیاد برای جوشکاری

در مقابل حرارت بیش از اندازه کم، حرارت بیشتر از مورد انتظار وجود دارد. حرارت زیاد تر از حد استاندارد برای فلزات، می تواند مشکلات منحصر به فردی را ایجاد نماید. به طور کلی می توان گفت که اگر فلزی در معرض گرمای ورودی جوشکاری بیش از اندازه مورد نیازش قرار بگیرد، با تغییر خواص فیزیکی و شیمیایی مواجه می شود. این گرمای زیاد، فلزات را در معرض کاسته شدن قدرت کشش و انعطاف پذیری قرار می دهد.

همچنین می تواند موجب کاهش یافتن استحکام کارکرد جوشکاری شود. یکی دیگر از معایبی که گرمای بیش از اندازه جوشکاری در فلزات ایجاد می کند، حساسیت بیش از اندازه می باشد. به طور مثال ایجاد حساسیت در فولاد هایی ‌که قابلیت ضد زنگ دارند، خواص فیزیکی آن ها را تغییر می دهد و آن ها را از درون سست و توخالی می کند. پوک بودن دیواره های فلزات پایه، موجب فروریختگی ناگهانی سازه هایی جوش داده شده، می شود.

گرمای ورودی در فرایند جوشکاری چگونه محاسبه می گردد؟

مقدار گرمای ورودی جوشکاری را با یک فرمول ساده می توان به دست آورد. باید بدانید که این حرارت، همان مقدار حرارتی است که به قطعات جوشکاری وارد می شود تا عملیات جوش دادن انجام پذیرد. برای این که بتوان با فرمول مخصوص، میزان گرمای ورودی در جوشکاری را به دست آورد، لازم است که در ابتدا به راندمان فرایند جوش دسترسی پیدا کرد. راندمان، برای هر فرایندی متفاوت است. می توان گفت دلیل این تفاوت انواع مختلف فلزات می باشد. برای راحتی کار جوشکاران در انجام این محاسبات، شرکت جوشکاری TWI، که یک شرکت انگلیسی است، برای اکثریت فلز ها راندمان را به دست آورده و در قالب یک مقاله در دسترس قرار داده است. از این رو می توانید به راحتی راندمان فلز مورد نظرتان را پیدا کنید و سپس از طریق فرمول راندمان × ولتاژ × آمپر ÷ سرعت جوشکاری، مقدار گرمای ورودی جوشکاری را محاسبه نمایید.

تاثیرات مقدار گرمای ورودی در ویژگی های جوشکاری

در مطالب پیشین به طور کلی در مورد تغییرات گرمای ورودی و تاثیر آن بر جوشکاری صحبت کردیم.  اکنون به طور دقیق این موضوع را بررسی خواهیم کرد. تغییر در خواص ماده ها، در اثر تغییرات دمایی انجام می گیرد. می توان گفت که با افزایش ناگهانی دمای حرارت جوشکاری، استحکام تسلیم قطعات، به صورت یکنواخت دچار افزایش می شود. بر خلاف این پارامتر، استحکام کششی به صورت آهسته کاهش می یابد. طول فلزات نیز، با افزایش دما دچار افزایش خواهند شد. هر چه حرارت بیشتر شود، سختی فلزات نیز با کاهش چشمگیری رو به رو خواهد شد. پارامتر هایی که ذکر کردیم، همگی به طور یکنواخت تغییر می کنند.

اما پارامتر تافنس در اثر افزایش گرمای ورودی جوشکاری، در ابتدا به مقدار اندکی افزایش را تجربه می کند. سپس به صورت ناگهانی دچار افت با درصد بالا می شود. تافنس یکی از پارامتر های جوشکاری است که در برابر گرما بسیار تاثیر پذیر می باشد. این پارامتر بیانگر مقدار انرژی لازم برای جوشکاری است بدون آن که قطعات دچار شکستگی شوند. لازم به ذکر است که تمامی تاثیراتی که در اثر افزایش حرارت در فرایند جوشکاری ایجاد می شود، در اثر کاسته شدن دما نیز به صورت برعکس اتفاق می افتد.

این نوشته در بلاگ ارسال شده است. این لینک مستقیم به این نوشته است.

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *