آماده سازی فلز مبنا قبل از فرآیند جوشکاری

هر ۵ نوع اتصال لب به لب ،  ، لب روی هم ، تی شکل ،  گوشه ای  و لبه ای را می توان با فرآیند جوشکاریOFW  (جوشکاری اکسی استیلن) جوشکاری نمود و بسته به جنس فلز مبنا و استحکام مورد نظر می‌توان از جوش های گلویی (Groove) و جوشهای شیاری  (Fillet)استفاده نمود و همچنین باید محل اتصال از چربی کثیفی و زنگ زدگی تمیز شود و فاصله بین دو فلز مبنا (GAP) را رعایت نمود .

روش جوشکاری در فرآیند جوشکاری اکسی استیلن

برای فرآیند جوشکاریOFW  (جوشکاری اکسی استیلن)  دو روش موجود است که عبارت اند از : روش پیش دستی و روش پس دستی

روش پیش دستی در (جوشکاری اکسی استیلن) که مشعل در دست راست جوشکار و سیم جوش در دست چپ اوست و مشعل بین سیم جوش و مذاب  قرار می گیرد .

روش پس دستی در (جوشکاری اکسی استیلن) که مشعل در دست راست جوشکار و سیم جوش در دست چپ اوست ، اما در اینجا سیم جوش مابین مذاب و مشعل قرار می گیرد .

مزایای جوشکاری اکسی استیلن

 ۱) این فرآیند برای ساختن و تعمیر قطعات به طور وسیع به کار می رود.

 ۲) گرمای ورودی بسته به سرعت جوشکاری ، اندازه، سیالیت و کشش سطحی حوضچه مذاب می تواند قابل کنترل باشد.

۳) نرخ گرم و سرد شدن به طور آهسته می باشد.

 ۴) چون گرمای ورودی از طریق فلز پرکننده نمی باشد بنابراین کنترل نرخ ته نشین شدن فلز پر کننده به فلز جوش قابل کنترل بوده و حتی می توان مقدار گرما را به طور انتخابی به فلز پرکننده یا فلز مبنا داد.

 ۵) تجهیرات این فرآیند، کم هزینه و قابل حمل و نقل می باشد.

 ۶) هزینه و نگهداری تجهیزات جوشکاری نسبت به بقیه فرآیندها پایین می باشد.

معایب جوشکاری اکسی استیلن

 ۱) برای پروژه های بزرگ مقرون به صرفه نیست.

 ۲) گرمای شعله جوشکاری گاز کمتر از گرمای قوس الکتریکی است.

 ۳) فلاکس های مصرفی در این فرآیند باعث تولید دود و گازهایی شده که برای چشم، گوش، گلو و ریه شخص جوشکار مضر است.

 ۴) این فرایند برای جوشکاری فلزات دیرگداز مانند تنگستن، مولیبدن، تانتالیم وغیره و نیز فلزات واکنش دار مانند تیتانیوم و زیر کونیوم مناسب نیست.

 ۵) نسبت به گرمای قوس، زمان زیادی طول می کشد تا گرمای شعله به گرمای نقطه ذوب برسد.

 ۶) منطقه تحت تأثیر حرارت زیاد می باشد که این باعث درشت شدن دانه ها، بیشترین اعوجاج و کمترین مقاومت به خوردگی خواهد شد.

 ۷) استفاده از فلاکس به عنوان یک محافظ در این فرآیند مانند کیفیت استفاده از گازهای خنثی به عنوان یک محافظ در فرآیند TIG و MIG نمی باشد

انواع فلاکس ها در جوشکاری اکسی استیلن

به علت ترکیب آتمسفر محیط با حوضچه مذاب جوش که باعث کاهش استحکام جوش می شود باید از فلاکس به عنوان محافظ استفاده نمود. فلاکس از اکسید شدن حوضچه مذاب جلوگیری می کند. فلاکس ماده ایی سوختنی است و فلز نمی باشد. هنگام جوشکاری، فلاکس یا اکسیدها واکنش داده و باعث تشکیل پوستهایی روی جوش می شود تا بتواند حفاظت را انجام دهد. فلاکس به شکل های پودر، خمیر و مایع می باشد.

فلاکس در جوشکاری اکسی استیلن یا مستقیما روی فلز مبنا زده می شود و یا انتهای سیم جوش گرم شده را وارد فلاکس می کنند. پس از جوشکاری پوسته تشکیل شده را می توان توسط سنگ زدن و دیگر وسایل از این قبیل از بین برد. در جوشکاری گاز برای فولادها فلاکس استفاده نمی شود بلکه برای جوشکاری چدن، فولاد زنگ نزن، بیشتر فلزات غیر آهنی مانند سرب ، روی و بعضی فلزات گران بها استفاده میشود .

فلاکس برای جوشکاری چدن در جوشکاری اکسی استیلن

 فلاکس سیالیت سرباره آهن سیلیکات قابل ذوب را افزایش می دهد و نیز به برداشتن سرباره از روی گرده جوش کمک می کند. فلاکس های مخصوص چدن خاکستری معمولا از بوراید یا اکسید بوریک، سود سوز آور و مقادیر کمی از ترکیباتی مانند کلراید سدیم و غیره ساخته شده است.

فلاکس برای جوشکاری فولاد زنگ نزن در فرآیند جوشکاری اکسی استیلن

برای کنترل مذاب و ایجاد یک جوش سالم ،تمیز و زیبا احتیاج به یک فلاکس می باشد. فلاکس باید به قسمت زیر درز جوش اعمال شود تا از اکسید شدن آن جلوگیری کند. فلاکس مخصوص جوشکاری فولاد زنگ نزن ممکن است از براکس یا اکسید بوریک، فلدسپار و غیره تشکیل شده باشد.

فلاکس برای جوشکاری آلومینیوم و آلیاژهای آن در فرآیند جوشکاری اکسی استیلن

 برای جوشکاری آلومینیوم فلاکس لازم می باشد زیرا از تشکیل لایه اکسیدی روی فلز جلوگیری می کند. به کار بردن یک فلاکس باعث جدانمودن اکسیدها شده و آنها را به سمت سرباره قابل ذوب انتقال می دهد. سرباره قابل ذوب از فلز مبنا سبک تر بوده ورودی سطح حوضچه جوش قرار می گیرد. این فلاکس یا توسط برس کشیدن روی فلز مبنا اعمال می شود و یا از طریق تماس دادن انتهای سیم جوش به داخل ظرف محتوی فلاکس انجام می گیرد. هم چنین این فلاکس از ترکیباتی مانند تیتانیوم، سدیم و پتاسیم به صورت خمیر یا پودر فراهم می شود. فلاکس می تواند از کلراید پتاسیم ، کلراید تیتانیوم و غیره تشکیل شود. پس از جوشکاری باید در سرتاسر فلز جوش، فلاکس باقی مانده تمیز شود زیرا وجود آن منشا خوردگی در فلر می شود. عمل تمیز کردن را می توان توسط آب گرم و یا برس سیمی انجام داد.

فلاکس برای جوشکاری مس و آلیاژهای آن در فرآیند جوشکاری اکسی استیلن

مس خالص احتیاج به فلاکس ندارد. اما آلیاژهای آن احتیاج به فلاکس های براکس دارد. این فلاکس می تواند شامل کلراید سدیم، فلوراید پتاسیم، کلراید منیزیم، کلراید باریم و غیره باشد. این فلاکس کاملا خورنده است و لذا باید پس از جوشکاری از روی گرده جوش برداشته شود که این می تواند توسط آب گرم یا برس سیمی انجام گیرد. اگر فلاکس باقی مانده حذف نشود به طور سریع با جوش برخورد کرده و استحکام آلیاژ منیزیم را کاهش می دهد.

فلاکس برای جوشکاری منیزیم و آلیاژهای آن در فرآیند جوشکاری اکسی استیلن

 این نوع فلاکس باید به سرتاسر لبه های فلز مبنا و سیم جوش اعمال شود. این فلاکس شامل کلراید سدیم، فلوراید پتاسیم، کلراید منیزیم، کلراید باریم و غیره می باشد. این فلاکس کاملا خورنده است و لذا باید پس از جوشکاری از روی گرده جوش برداشته شود که این می تواند توسط آب گرم یا برس سیمی انجام گیرد. اگر فلاکس باقی مانده حذف نشود به طور سریع با جوش برخورد کرده و استحکام آلیاژ منیزیم را کاهش می دهد.

فلاکس برای جوشکاری نیکل و آلیاژهای آن در فرآیند جوشکاری اکسی استیلن

نیکل خالص احتیاج به فلاکس ندارد اما آلیاژهای آن نظیر مونل و اینکونل به خاطر تمیز شدن فلز مبنا و شکست شدن اکسیدهای ناشی از آلیاژهای آن باید فلاکس به کار رود. این فلاکس از ایجاد رسوب جلوگیری کرده و باید توسط برس به قطعه کارو سیم جوش اعمال شود.

رگلاتورهای فشار شکن مورد استفاده در فرآیند جوشکاری اکسی استیلن

فشار گاز در داخل کپسول ها بسیار بالا می باشد و نمی توان برای مصارف  جوشکاری اکسی استیلن و برشکاری اکسی گاز مورد استفاده قرار گیرد. بنابراین باید فشار گاز کاهش یافته و سپس مورد استفاده قرار گیرد. این عمل توسط رگلاتور انجام میشود. رگلاتورهای فشار شکن مورد استفاده در فرآیند جوشکاری اکسی استیلن و برشکاری علاوه بر کاهش فشار، میزان فشار گاز را در هنگام کار ثابت نگه داشته و از نوسانات آن جلوگیری می نماید. با کاهش فشار کپسول در هنگام مصرف، فشار خروجی رگلاتور ثابت می ماند.

فشار کپسول ، توسط یک پیچ تنظیم که در رگلاتور وجود دارد، می توان فشار خروجی گاز را بسته به نوع کار تنظیم نمود. رگلاتورها دارای دو فشارسنج میباشند که فشار سنج سمت چپ، فشار داخل کپسول را نشان داده و فشار سنج سمت راست، فشار خروجی تنظیم شده را نشان میدهد.

تست رگلاتورهای فشار شکن مورد استفاده در فرآیند جوشکاری اکسی استیلن

قبل از اتصال رگلاتور به کپسول باید شیر کپسول را برای زمانی کوتاه باز و بسته نمود تا گرد و غبار داخل مجرای شیر به بیرون منتقل شده و وارد محفظه رگلاتور نگردد.

هنگام بستن رگلاتور به کپسول از سالم بودن واشر رگلاتور اطمینان حاصل نمایید و برای باز و بستن مهره رگلاتور از آچار تخت استفاده نمایید.

پس از بستن رگلاتور به کپسول و قبل از باز نمودن شیر کپسول مسیر ورود گاز به محفظه تقلیل فشار مسدود گردد. در غیر اینصورت احتمال پاره شدن صفحه لاستیکی دیافراگم رگلاتور وجود دارد .

مشعل جوشکاری برای استفاده در فرآیند جوشکاری اکسی استیلن و برشکاری اکسی گاز

وظیفه مشعل جوشکاری این است که گاز اکسیژن و گاز سوختنی برای فرآیند جوشکاری اکسی استیلن و برشکاری اکسی گاز را به میزان معینی با هم مخلوط نموده و آن را با سرعت بیشتر از سرعت احتراق گاز از سر مشعل خارج سازد.

مشعل جوشکاری از قسمت های ذیل تشکیل شده است:

۱) شیرهای اکسیژن و استیلن                                                ۲) دسته مشعل                                                                                                                                     ۳) لوله اختلاط                                                                       ۴) نازل

 دو نوع مشعل جوشکاری وجود دارد. نوع اول مشعل های انژکتوری یا فشار ضعیف و نوع دوم مشعل فشار مساوی می باشد.

مشعل انژکتوری برای استفاده در فرآیند جوشکاری اکسی استیلن و برشکاری اکسی گاز

مشعل انژکتوری برای استفاده در فرآیند جوشکاری اکسی استیلن و برشکاری اکسی گاز ، در قسمت وسط دارای سوراخ ریزی می باشد که از آن گاز اکسیژن با فشار ۲٫۵ تا ۳ بار (Bar) خارج می شود و در اطراف انژکتور سوراخهایی تحت زاویه برای ورود گاز استیلن با فشار کم (حدود نیم بار) تعبیه شده است. خروج گاز اکسیژن از سوراخ وسط انژکتور و وارد شدن آن در فضایی بزرگتر، ایجاد خلأ نموده گاز استیلن را با خود به درون محفظه اختلاط می کشد و پس از اختلاط گاز اکسیژن و استیلن در محفظه اختلاط از سر نازل برای احتراق خارج میشود.

مشعل فشار قوی یا فشار مساوی برای استفاده در فرآیند جوشکاری اکسی استیلن و برشکاری اکسی گاز

 در مشعل فشار قوی یا فشار مساوی برای استفاده در فرآیند جوشکاری اکسی استیلن و برشکاری اکسی گاز ، گاز اکسیژن و استیلن تقریبا با فشار مساوی در حدود ۰٫۱  تا ۱ بار (Bar) وارد محفظه اختلاط می گردد. در این مشعل اکسیژن از سوراخ وسط خارج شده و گاز سوختنی از چند سوراخ در اطراف تحت زاویه جهت اختلاط بهتر وارد میشود و سپس از سر نازل خارج می شود.

نازل مشعل (سربیک)

 انتخاب مناسب سر بیک به قدرت شعله مورد نیاز بستگی دارد. که به نوع فلز، ضخامت فلز و نوع تکنیک جوشکاری (پیش دستی، پس دستی) مرتبط می باشد

شعله جوشکاری اکسی استیلن

از شعله اکسی استیلن برای گرم کردن و ذوب فلز در فرآیند جوشکاری اکسی استیلن استفاده می‌گردد . شعله باعث ذوب فلز پایه و سیم جوش و در نتیجه انجام جوشکاری اکسی استیلن می‌گردد حرارت حاصل از شعله اکسی استیلن در حدود ۳۲۰۰ درجه سانتیگراد بوده و بیشترین حرارت در فاصله ۲ تا ۵ میلی متری از نوک هسته آبی قرار دارد .

مراحل احتراق گاز استیلن و اکسیژن

عمل سوختن مخلوط گاز اکسیژن و استیلن در دو مرحله انجام می گیرد در مرحله اول سوختن یک حجم گاز اکسیژن با یک حجم گاز استیلن با هم ترکیب میشوند .

C2H2 + O2 → ۲CO + 2H

که حاصل این مرحله از احتراق گاز مونوکسید کربن و هیدروژن میباشد و در مرحله دوم محصولات احتراق با اکسیژن هوا ترکیب می‌شده و میسوزد .

۲CO + 2H + 3/5 O2 → ۲CO2 + H2O

و مرحله دوم گاز کربن دی اکسید و بخار آب تولید می شود

فرمول کلی سوختن اکسیژن و استیلن در فرآیند جوشکاری اکسی استیلن به صورت زیر می باشد :

C2H2 + 2/5 O2 → ۲CO + H2O2

مطابق معادله فوق در فرآیند جوشکاری اکسی استیلن برای سوختن کامل گاز استیلن به ۵/۲  برابر گاز اکسیژن نیاز می باشد، که از این مقدار یک حجم اکسیژن در مرحله اول سوختن از کپسول تامین شده و ۵/۱ حجم دیگر از اتمسفر تامین می گردد

فلز پر کننده در فرآیند جوشکاری اکسی استیلن

فلز پر کننده در فرآیند OFW (جوشکاری اکسی استیلن ) سیم جوش می باشد که جنس آن معمولا تابع جنس فلز مبنا می باشد

جوشکاری اکسی اسیتیلن - طرز تهیه اکسیژن واسیتیلن

طرز تهیه اکسیژن برای فرآیند جوشکاری اکسی گاز

 ابتدا هوا را از صافی های ویژه عبور داده تا گرد و غبار، چربی و بخار آن گرفته شود. لذا مراحل ذیل به صورت متوالی انجام می گیرد سپس

1-هوا توسط کمپرسور تا فشار bar ۲۰۰ تحت فشار قرار می گیرد

 2- هوای متراکم شده از داخل کوپل هایی عبور نموده و باعث سرمازدگی و در نتیجه تبدیل هوای متراکم به مایع می گردد(مانند سیستم سرما ساز در یخچال ها)

3-در این حالت فشار گاز افت نموده و به bar ۴ کاهش می یابد و دمای هوای مایع به ۲۰۰°C- میرسد.

4-هوای مایع را مجددا حرارت داده و در       C° ۱۹۶- گاز نیتروژن جدا شده و در ۱۸۳°C-  گاز اکسیژن تبخیر و جدا              می گردد. | گاز اکسیژن خالص را داخل کپسولها به صورت فشرده یا به صورت مایع در داخل کپسولهای مخصوص برای استفاده در فرآیند جوشکاری اکسی گاز به بازار عرضه می کنند.

کپسولهای ذخیره گاز برای استفاده در فرآیند جوشکاری اکسی گاز 

 کپسول اکسیژن برای استفاده در فرآیند جوشکاری اکسی گاز 

 از آنجاییکه اکسیژن با فشار بالایی در داخل کپسول ذخیره می گردد. لذا برای ساخت کپسول از فولادی با استحکام ۸۰ m²kg/m استفاده می گردد.  کپسول اکسیژن برای استفاده در فرآیند جوشکاری اکسی گاز  از طریق فرآیند اکستروژن تهیه شده و بدون درز می باشند. ضخامت دیواره کپسول در حدود ۸ تا ۹ میلیمتر و ارتفاع آن ۱۸۰۰ میلیمتر می باشد. وزن خالی کپسول ۷۵ کیلوگرم و گنجایش آن معادل ۴۰ لیتر آب می باشد (البته کپسولهایی با ظرفیت بیشتر و کمتر نیز وجود دارد. در قسمت پایین کپسول یک حلقه تبدیل دایره به مرجع وجود دارد که جهت جلوگیری از غلطیدن کپسول اکسیژن در حالت خوابیده میباشد.

 کپسول استیلن برای استفاده در فرآیند جوشکاری اکسی گاز 

کپسول استیلن برای استفاده در فرآیند جوشکاری اکسی گاز  از ورق فولادی و به روش جوشکاری ساخته میشود. به دلیل فشار کمتر گاز استیلن، ضخامت دیوار کپسول در حدود ۴ تا ۵ میلیمتر می باشد. متراکم کردن گاز استیلن در فشار بالای bar ۲ بسیار خطرناک بوده و امکان انفجار وجود دارد. برای ذخیره سازی بیشتر گاز استیلن در فشار بالاتر، آن را در داخل مایع استن حل مینمایند.

برای توزیع یکنواخت گاز استیلن موجود در کپسول استیلن برای استفاده در فرآیند جوشکاری اکسی گاز  از مایع استن استفاده میشود ، مایع استن میتواند تا ۲۵ برابر حجم خود گاز استیلن را در خود حل نماید. برای توزیع یکنواخت مایع استن در داخل کپسول و انحلال بهتر گاز استیلن، داخل کپسول استیلن از مواد استفنجی شکل پر شده است. درصد تخلخل این مواد در حدود ۸۰ تا ۷۰ درصد می باشد. کپسول گاز استیلن باید همیشه به صورت ایستاده مورد استفاده قرار گیرد تا مایع استن از داخل کپسول خارج نگردد. 

رابطه فشار با دمای گاز برای استفاده در فرآیند جوش کاربید

 فشار گاز داخل کپسول با افزایش دمای محیط، زیاد شده و با حذف کاهش دمای محیط، کم میشود.

مقدار مجاز گاز خروجی از کپسولهای اکسیژن و  مقدار خروجی گاز استیلن در یک ساعت نباید از حد زیر بیشتر باشد.

 الف ) ۹۰۰ تا ۱۰۰۰ لیتر

 ب ) ۵۰۰ تا ۶۰۰ لیتر در ساعت به صورت مداوم

 در غیر این صورت باعث خروج مایع استن به همراه گاز خروجی می گردد. مقدار مجاز خروج گاز اکسیژن بین ۱۲۰۰ تا ۱۵۰۰ لیتر در ساعت می باشد. در خروجی بالاتر امکان یخ زدگی رگلاتور اکسیژن وجود دارد.

 در مواقعی که نیاز به حجم گاز مصرفی بالاتر می باشد از سیستم سانترال استفاده می شود. در این سیستم برای هر نوع گاز (اکسیژن یا استیلن) دو سری کپسول در قسمت چپ و راست زمانیکه گاز در یک طرف مصرف شد، شیر آن طرف بسته شده و شیر طرف دیگر باز شده و گاز برای مصرف وارد سیستم می گردد.

حمل و نقل کپسولها مورد نیاز برای استفاده در فرآیند جوشکاری استیلن

کپسول های مورد نیاز برای استفاده در فرآیند جوشکاری استیلن را باید همیشه با احتیاط حمل و نقل نمود و نکات ذیل را در نظر داشت : ۱) برای حمل نقل کپسولها، در حالت خالی و یا پر کلاهک کپسول را ببندید. ۲) از وارد شدن شوک و ضربه به کپسول خودداری شود. ۳) کپسولها را با احتیاط حمل نموده و از کشیدن غلطیدن و انداختن کپسول خودداری نمایید. ۴) برای کپسول در مسیرهای طولانی از وسایلی استفاده نمایید که مجهز به بست یا زنجیر برای نگهداری کپسول باشد. ۵) از حمل و نقل کپسول توسط زنجیر خودداری نمایید. ۶) از انتقال سیلندرهایی که دارای نشتی گاز می باشد خودداری نمایید.

نگهداری و انبار کردن کپسولها  برای استفاده در فرآیند جوشکاری استیلن

کپسول ها را در محیطی خنک و با تهویه مناسب نگهداری نمایید.

کپسولها را در محیطی سر پوشیده دور از برف و باران و مواد خورنده و حرارت زیاد نگهداری نمایید.

هیچگاه از شعله برای باز نمودن شیر و رگلاتور یخ زده استفاده نمایید.

 سیلندرها همیشه به صورت ایستاده مورد استفاده قرار گرفته و با بست یا زنجیر به دیوار بسته شوند.

 کپسول خالی و پر را به صورت مجزا از هم نگهدارید و با تابلو محل آن را را مشخص نمایید تا  برای استفاده در فرآیند جوشکاری استیلن دچار مشکل نشویم .

 هیچگاه شیر و اتصالات کپسولها مخصوصا کپسول اکسیژن را به روغن و گریس آلوده ننمایید (امکان انفجار وجود دارد)

در محیط بیرون، کپسولها را از تابش مستقیم نور خورشید دور نگه دارید

 کپسول استیلن همیشه به صورت ایستاده مورد استفاده قرار گیرد. از بکار بردن اتصالات مسی در مسیر گاز استیلن به عنوان رابط جدا خودداری کنید .

دستگاه های جوشکاری

                       دستگاههای جوشکاری

دستگاههای جریان متناوب دونوعند:

1- ترانسفورماتور                                                  2- موتور ژنراتور جوش

1- ترانس های جوشکاری                Trans  former

در صنعت جوشکاری برای تبدیل برق شهر)  220-380 v (  به برق با ولتاژ کم  ( 50-80 v )و امکان برداشت آمپر زیاد تا حدود ) 300-450 ( آمپر از ترانسفورماتورهای کاهنده استفاده میکنند.

 این ترانسها از سه قسمت اصلی ( هسته آهنی- سیم پیچ اولیه- سیم پیچ ثانویه) تشکیل شده است.

الف ) هسته: از یک قاب آهن خالص که از ورقهای نازک آهن رویهم قرار داده تشکیل شده است و بین این ورقها عایق قرار دارد تا باعث افزایش گرما و جریان فوکو در هسته نگردد ودارای شکلهای متفاوتی میباشد.

ب ) سیم پیچ اولیه: سیم پیچ اولیه که معمولا" از جنس مس با ضخامت کم بوده و یک طرف هسته با تعداد دور نسبتا" زیاد پیچیده شده است وممکن است از یک دسته یا دو دسته سیم پیچ تشکیل شده باشد که به طور سری به برق دو فاز  ( 380 v )یا بطور موازی به برق تک فاز  ( 220 v )وصل میشود و وظیفه آن تولید خطوط قوا یا خطوط مغناطیسی یا فلوی مغناطیسی در هسته است.                      

ج ) سیم پیچ ثانویه: سیم پیچ ثانویه که دارای ضخامت بیشتر و تعداد دور کمتری میباشد که در جهت عکس سیم پیچ اولیه روی هسته پیچیده شده است و یک سرآن به الکترودگیر و سر دیگر به کار وصل میشود . خطوط قوا که در هسته در حال گردش است از وسط این سیم پیچ عبور میکند و باعث حرکت کردن الکترونهای والانس شده و جریان القایی در سیم پیچ ثانویه بوجود می آید که دارای ولتاژ کم بوده و میتواند شدت جریان زیادی بدهد.

رابطه زیر بین تعداد حلقه های سیم پیچ اولیه و ثانویه و ولتاژ اولیه و ثانویه موجود است.                                                                                                                                  

مثال : در یک ترانسفورماتور ولتاژ و جریان ورودی آن 380 ولت و ولتاژ خروجی آن 38 ولت و 100 آمپر میباشد. اگر سیم پیچ اولیه 200 حلقه باشد تعداد حلقه های سیم پیچ ثانویه چقدر است؟                                                                                                                                             

                                             38*200                                 200          380                 N1

   حلقه              20=-------  = 2N  > == --- = ---- == ---- = ----                                                                                                                                                                                                                                   

                                          380                                      N2              38                 N2

آمپر دور سیم پیچ ثانویه برابر 2000 = 100 * 20  که برابر با آمپر دور سیم پیچ اولیه است و آمپر مصرفی دستگاه برابر است با :                                                                                                2000                                                                                   

                                                                                                                           A   10  =   -----

                                                                                                                                                     200                                                                                              

طرز کار ترانسفورماتور جوش     :

همانطور که قبلا" ذکر شد ترانسفورماتور دارای دو سیم پیچ میباشد. سیم پیچ اولیه با تعداد دور زیاد که قطر سیم آن نازک و به شبکه برق شهر وصل است که با عبور جریان متناوب میدان خطوط قوا را تشکیل میدهد و در جهت جریان برق با تغییر پرید ( ثانیه 50 دفعه مثبت و منفی ) تغییر جهت میدهد. خطوط قوا بوسیله هسته آهنی جذب و فورا" بطرف سیم پیچ دوم که با خود جریانی برای جوشکاری تنظیم میکند میرود. سیم پیچ ثانویه که شدت جریان متناسب جوشکاری را تنظیم میکند بستگی دارد به تعداد دور سیم پیچ و قطر سیم پیچ و نیز فاصله سیم پیچ ها.

اصولا" هرچه تعداد سیم پیچ کمتر باشد اختلاف سطح هم کمتر است. بالاعکس شدت جریان زیادتر خواهد بود. برای تغییر دادن شدت جریان ترانسفورماتورها طوری ساخته میشوند که شدت جریان قابل تنظیم باشد و با تغییر میدان

خطوط قوا ( میدان مغناطیسی)

شدت جریان مورد نیاز را بدست

آوریم

روشهای مختلف تنظیم آمپر در ترانسهای جوشکاری عبارتند از:

1-با هسته متحرک

2-با کوپل متحرک

3-با راکتور قابل تنظیم

1-تنظیم آمپر بوسیله راکتور قابل تنظیم  :

در این روش یک سیم پیچ ثانویه به ترمینال اتصال وصل شده و سر دیگر روی هسته چندین دور پیچیده میشود و پس از هر دور گردش به یک ترمینال رفته و بر میگردد. در نتیجه انبر جوشکاری میتواند به ترمینال های مختلف وصل شود که دارای آمپراژ گوناگون هستند. البته ترمینال اول بیشتر و ترمینال آخر ( که جریان القایی بیشترین مسیر را طی میکند ) کمترین آمپر را خواهد داشت و ما میتوانیم با توجه به ترمینال های تعبیه شده آمپر مورد نظر را انتخاب نماییم. در این روش ولتاژ خروجی تقریبا" ثابت خواهد بود.

2- تنظیم آمپر بوسیله هسته متحرک :

در این روش با افزایش یا کاهش خطوط قوایی که از میان سیم پیچ ثانویه در حرکت است آمپر را زیاد یا کم میکنیم و به دو طریق امکان پذیر است :

الف ) هسته ای درون هسته اصلی قرار داده تا خطوط قوا تغییر مسیر داده و از مسیر هسته فرعی عبور کند و با داخل و یا خارج کردن هسته فرعی درون هسته اصلی خطوط قوای کمتر یا بیشتر از مسیر فرعی عبور نموده و در نتیجه شدت جریان خروجی زیاد یا کم میشود. پس با داخل کردن هسته اصلی تغییرات آمپر بطور پیوسته خواهیم داشت

 در بعضی از دستگاهها یک سر از یک قسمت سیم پیچ ثانویه خارج و به ترمینال وصل میکنند و در نتیجه ترانس دارای دو حالت    High  و   Low میباشد.

 اگر انبرجوشکاری به قسمت   Low وصل شود تمام طول سیم پیچ ثانویه در مدار است . ولتاژ خروجی بیشتر و شدت جریان کمتر است .

زمانیکه انبر جوشکاری به ترمینال High     وصل است قسمتی از سیم پیچ ثانویه در مدار است ولتاژ کمتر و شدت جریان زیادتر است . دستگاه دو درجه بندی آمپر دارد یکی حالت Low

و یکی حالت    High که با گردش رسته و جابه جا کردن هسته فرعی می توان آمپر را به دلخواه تنظیم نمود.

ب ) هسته ترانس دو قسمتی است و روی یک قسمت سیم پیچ اولیه و روی قسمت دوم سیم پیچ ثانویه پیچیده شده و بین دو قسمت فاصله ای وجود دارد که بوسیله پیچی این فاصله کم یا زیاد میشود. خطوط مغناطیسی که بوسیله سیم پیچ اولیه بوجود می آید از فاصله هوایی عبور کرده و از وسط سیم پیچ ثانویه عبور می کند و جریان القایی در سیم پیچ ثانویه بوجود می آید.

حال اگر فاصله هوایی بین دو قسمت هسته کم باشد خطوط قوای زیادتری از وسط سیم پیچ ثانویه عبور میکند و شدت جریان زیادتری تولید میشود و اگر فاصله هوایی زیاد باشد خطوط مغناطیسی کنترل از میان مدار ثانویه عبور کرده و شدت جریان کمتری تولید میشود با تنظیم فاصله میتوان آمپر دلخواه را بدست آورد.

3- تنظیم آمپر بوسیله کوپل متحرک  :

در این نوع دستگاهها توسط پیچی یکی از سیم پیچها عقب و جلو میشود . وقتی که سیم پیچ دور میشود القاء خطوط قوا کم در نتیجه جریان

کمتر و هرچه فاصله نزدیکتر شود القاء

مغناطیسی بیشتر و در نتیجه جریان

بیشتری خواهیم داشت.

2-  ژنراتور جوش  :

  این دستگاه تشکیل شده است از یک الکترو موتور و یک مولد جریان متناوب           که روی یک محور قرار دارد یا بوسیله دو فلنچ بهم کوپله شده اند . با حرکت الکتروموتور ژنراتور بحرکت در می آید. 

این دستگاه بعلت تشابه کاربرد با ترانسفورماتور و گرانی قیمت کمتر متداول میباشد اگر برای نیروی محرکه اولیه از موتور بنزینی یا گازوییلی استفاده گردد این دستگاه را موتور سیار بنزینی یا دیزل گویند.

دستگاههای جوش جریان مستقیم  :

  این دستگاهها نیز دو نوعند  :

الف )  دینام                                                                   ب ) یکسو کننده جوش

               الف ) دینام های جوشکاری  ( موتور جوش )  :

دینامهای جوشکاری دستگاههایی هستند که برق مناسب ( ولتاژ کم و آمپر زیاد ) برای جوشکاری تولید میکنند و از دو قسمت اصلی تشکیل شده اند  :

1 – قسمت دینام که با به گردش در آوردن آن با دور مناسب برق جوشکاری تولید می شود .

2 – دستگاه تولید حرکت دورانی که میتواند یک الکتروموتور سه فاز یا یک موتور بنزینی یا گازوییلی باشد.

Ø  طرز کار دینام های مولد جریان به این صورت است که بوسیله مغناطیس های الکتریکی یک حوزه مغناطیسی قوی ایجاد می شود و در وسط این خطوط قوا یک دسته سیم پیچ بحرکت در می آید که باعث شکسته شدن خطوط قوا شده و حرکت الکترونهای والانس و آزاد سیم پیچ را عمل نموده که از طریق کلکتور به خارج هدایت میشوند .

 در صورتیکه یکپارچه باشد ( استوانه مکمل ) جریان متناوب بوجود می آید و چنانچه کلکتورها دو قسمتی ( نیم استوانه ) باشد جریان مستقیم بوجود می آید.

دینام جوشهای کارگاهی شامل یک دینام تولید جریان و یک الکتروموتور سه فازه است که با هم کوپل شده و یا اساسا" محور آنها مشترک است و در یک طرف محور الکتروموتور و در طرف دیگر محور دینام تعبیه شده است .

الکتروموتور بوسیله یک کلید ستاره و مثلث به برق سه فاز وصل شده ست . الکتروموتور حرکت دورانی مناسب را بوجود می آورد و این حرکت باعث گردش محور دینام شده و جریان برق تولید می شود .

البته واضح است که برای راه اندازی لازم است کلید را روی حالت ستاره قرار داد تا موتور به دور کامل برسد سپس کلید را روی مثلث (        ) قرار داده تا دستگاه آماده جوشکاری شود . هیچگاه در حالت ستاره (    *    ) نباید جوشکاری نمود زیرا باعث سوختن دستگاه میشود .

در بعضی از دینام های جوشکاری عمل راه اندازی دستگاه بصورت اتوماتیک انجام میشود . معمولا" دینام های جوشکاری برق مستقیم  ( DC ) تولید میکنند . دینام های جوشکاری که برق AC ) ( تولید میکنند نیز ساخته شده است .

در دینام های جوشکاری معمولا" قطب مثبت با علامت ( + )  و قطب منفی با علامت ( - )  مشخص گردیده و یا اینکه ترمینال اتصال به کار به کلمه   ( Work )و ترمینال اتصال به انبر با کلمه  ( Electrod )مشخص گردیده و یک کلید تغییرقطب وجود دارد که بوسیله آن میتوان الکترود را مثبت یا منفی نمود .

در صورتیکه قطب ما مشخص نبود با آزمایش زیر میتوان قطب ها را مشخص نمود .

دو سر سیم جریان خروجی دینام ( ژنراتور) را به فاصله یک سانتیمتر از هم قرار داده و در عمق یک سانتیمتری آب فرو می بریم هنگام عبور جریان در قطب منفی حبابهای زیادی جمع می شود که این حبابها گاز هیدروژن است و از تجزیه الکتریکی آب بوجود می آید .

تغییر آمپر در دینام های جوشکاری  :

تغییر آمپر در دینامهای جوش بسیار ساده است و بوسیله یک رؤستا که سر راه جریان تحریک مغناطیسی دینام قرار دارد انجام می گیرد و می تواند این رؤستا در فاصله دور از دستگاه به وسیله سیم رابط به دستگاه وصل و از راه دور تغییر آمپر عمل گردد .

ب ) یکسو کننده جوش  :

تشکیل شده است از یک ترانسفورماتور که از برق سه فاز تغذیه می شود و یکسو کننده که جهت جریان برق را یک طرفه می کند الزاما" باید دستگاه دارای  پروانه خنک کننده صفحات یکسو کننده باشد .

جنس صفحات یکسو کننده معمولا" از دیود یا نیم هادی ها تشکیل شده است . مانند: سلون - سیلیسیم-  با صفحاتی که با روکش مس پوشانیده شده است .

                                                       سرابیان مقدم

                                                                                                 مربی جوشکاری مرکز آموزش فنی وحرفه ای قوچان

                                                                            1399