بار گذاری سئوالات آزمون پایه سوم هنرستان خوارزمی

بار گذاری سئوالات آزمون میان دوره جوشکاری مخازن با فرایند

smaw

در شبکه شاد پایه یازدهم هنرستان خوارزمی 

آزمون مرحله دوم سئوالات تستی وتشریحی (دی ماه 1399)

.1در تصویر مقابل نوع جریان را مشخص کنید.

جریان AC                                   جریان DC                   جریان DCEN                   جریان DCEP

2نمره مناسب برای شیشه محافظ ماسک جوشکاری در جوشکاری با قوس الکتریکی (برق) کدام است ؟

نمره 6 و 7                                      نرمه 7 و 8                       نمره 9 و 10                              نمره 12 و 14

3طول قوس الکتریکی یعنی چه  ؟

طول الکترود را طول قوس گویند                                                              فاصله درز جوش را طول جوش گویند

فاصله نوک الکترود تا قطعه کار را هنگام کار طول قوس گویند                  فاصله الکترود تاقطعه کار

4تاثیر کدامیک از اشعه های جوشکاری موجب آب مروارید چشم می شود؟

اشعه ماوراءبنفش                       اشعه مادون قرمز                    اشعه قابل دید                           اشعه X

-5چنانچه در پایان جوش الکترود را سریع از ناحیه جوش دور کنیم چه اشکالی بوجود خوآهد آمد ؟

ترک خوردگی انتهای جوش         نفوذ گِل جوش در درز جوش            شلاکه تولید می‌شود                       هیچ اشکالی ندارد

6متداولترین ماشین های جوشکاری مورد استفاده در صنعت جوشکاری را نام ببرید.

ترانسفورماتور – اینورتر – برش پلاسما                                                رکتی فایر –MIG-MAG– ترانس افزاینده

ترانسفورماتور کاهنده – اینورتو – رکتی فایر – دینام                             رکتی فایر

-7نقش پوشش الکترود (روپوش الکترود- فلاکس) چیست ؟

ثبات قوس                     تشکیل سرباره                       ثبات قوس-محافظت قوس ازگازهای اتمسفری             ورود نیتروژن به جوش

8کدام مورد جزء معایب دینام ها محسوب می گردد ؟

سر و صدای زیادی                                                          همه نوع الکترو با آنها قابل جوشکاری می باشد

نیاز به توزیع برق قوی از شبکه                                        حمل و نقل آسان آن

-9برای انتخاب آمپر چه عواملی در نظر گرفته می شود؟

نوع الکترود                      نوع جنس کار                 قطر الکترود                                جنس الکترود

-10انواع اتصالات را نام ببرید .

موقت و دائم ، نیمه موقت               تخت و سر بالا و افقی و سقفی                 انواع جوشها                                                انواع لحیم کاری

11-جهت هر میلی متر مغزی الکترود چند آمپر باستی در نظر گرفت ؟

30-20 آمپر                      60-50 آمپر                          20-15 آمپر                            35-30 آمپر

12-رکتی فایر جوشکاری چگونه عمل می کند

برق متناوب تولید می کند                برق AC را به برق DC تبدیل می کند          برق مستقیم تولید می کند                   برق شهر با به برق AC تبدیل می کند

13-مقدار ولت در جریان مستقیم بین ............................... تغییر می‌کند .

40 تا 60 ولت                           70 تا 100 ولت                            50 تا 60 ولت                        50 تا 100 ولت

14-طول قوس الکتریکی درالکترود روتیلی چقدر است؟

سه برابر قطر مغزی الکترود                    دو برابر قطر مغزی الکترود            نصف قطر مغزی الکترود                   برابر قطر مغزی الکترود

15-اصول جوشکاری با برق ...................................... .

تبدیل انرزی حرارتی به انرزی الکتریکی                                                     تبدیل انرزی مکانیکی به حرارتی

تبدیل انرزی الکتریکی به انرژی شیمیایی                                                 تبدیل انرزی الکتریسیته به انرزی حرارتی

16-نقطةذوب یعنی:

درجه حرارتی که فلزات را به حالت گرم در می‌آورد                                  درجه حرارتی که فلزات رابه حالت مذاب درمی‌آورد

نقطه ذوب معنی ندارد                                                                                    درجه حرارتی که فلزات رابه حالت خمیری درمی‌آورد

17-جوشکاری عبارت است از :

به هم آمیختن دو قطعه فلز در حالت خمیری                                               به هم آمیختن دو فلز در حالت مذاب

وصل کردندوقطعه به هم درحالت سرد                                                     اتصال قطعات به یکدیگر

18-در کدام دستگاه نمیتوان قطب را تعویض نمود ؟

ترانسفورماتور                                   رکتی فایر                                         دینام                                       اینورتر

19 -متغیرهای ضروری درارزیابی مهارت جوشکاری کدام است؟

فرایند جوشکاری            نوع محصول ونوع جوش                       وضعیت جوشکاری                  دستگاه جوش

20 -در کدام یک از روشهای زیر الکترود سریع تر ذوب می شود ؟

DCRP                                                          DCSP                                  AC                                             DCSN

سئوالات تشریحی                                        سرابیان

1-عملکرد دستگاه جوش ترانسفورماتوررا توضیح دهید؟

2-وزش قوس یعنی چه ؟

3-انواع الکترود از نظر مغزی وروپوش  دسته بندی نمائید؟

4-مدار باز وبسته در دستگاه جوشکاری ؟

5-انواع دستگاه جوشکاری smaw رانام ببرید؟

                                                                                                                                  علی اصغر سرابیان مقدم مربی کارگاه جوشکاری  مرکز 14 قوچان

                                    دی ماه 1399

تغییرات فازی آهن-کربن

تغییرات فازی آهن-کربن

هنگامی که دیاگرام دوجزئی آهن و کربن را نگاه میکنیم متوجه میشویم بر این اساس که درصد کربن موجود در آهن چقدر باشد، محصولات مختلفی از آهن بدست می آید. اگر میزان کربن در آهن کمتر 2% باشد، فولاد و در صورتیکه بیشتر از 2% باشد، چدن تشکیل میشود. در محدوده ی فولاد ها از نقطه ذوب تا دمای محیط فازهای مختلفی در دماهای مختلف شکل می گیرد که دو مورد از آن فازها که در محدوده دمایی 1398 تا 771 درجه سانتیگراد و پایین تر از 771 درجه سانتیگراد تشکیل میگردد به ترتیب عبارتند از فاز آستنیت و فاز فریت. جدای از خواص دیگر فاز آستنیت، یکی از بارز ترین مشخصه های این فاز، غیر مغناطیسی بودن آن است یعنی فولاد با ساختار آستنیت توسط آهن ربا جذب نمیشود که یکی از خواص ذاتی این فاز بوده و در فولاد های ضد زنگ در اصطلاح بعنوان فولاد های نگیر شناخته میشوند. فولاد های سری 300 از این دسته هستند. در مقابل از بارزترین مشخصه های فاز فریت مغناطیسی بودن آن است یعنی فولاد با ساختار فریت توسط آهن ربا جذب میشود که مجددا در اصطلاح به آنها فولاد های بگیر می گویند که فولادهای سری 400 نیز جزو این دسته میباشند.

نکات ایمنی در جوشکار اکسی استیلن

نکاتی در خصوص جوشکاری اکسی استیلن و ایمنی آن:

در این روش از احتراق یکی از گازهایی که به همراه اکسیژن درجه حرارتی بالا تولید می کند استفاده می گردد و گاز مورداستفاده معمولاً استیلن و در بعضی موارد گاز پروپان یا هیدروژن می باشد . گاز (C₂H₂) یک ترکیب شیمیایی می باشد که از دو اتم کربن و دو اتم هیدروژن تشکیل می شود و لذا تأثیر آب بر کاربید کلسیم بدست می آید .

Cac₂ + 2H₂o      →   C₂H₂ + Ca (oH)₂            سنگ کاربید   + آب  ←   استیلن  +   آب آهکی+حرارت

از احتراق کامل استیلن یا اکسیژن یکی از پرحرارت ترین شعله ها ایجاد می گردد . درجه حرارت این شعله تا C^o3200 که بوسیله آن می توان اکثر فلزات را به درجه حرارت لازم در جوشکاری رساند .

ارزش حرارتی گاز استیلن Kg/c 56900 می باشد . استیلن موردنیاز جوشکاری را می توان با استفاده از مولدهای تهیه استیلن از افزودن آب به کاربید کلسیم بدست آورده و یا آن را در کپسولهای مخصوصی که از طرف کارخانجات تهیه استیلن به بازار عرضه می گردد خریداری نمود .

مولدهای استیلن :

مولدهای استیلن دارای انواع مختلفی می باشند که آنها را می توان براساس نحوه تماس آب با کاربید به ترتیب تقسیم نمود .

کپسول استیلن :

کپسولهای استیلن را از فولاد مرغوب بدون درز با ضخامت جداره 4 الی 5 M² ساخته و جهت استقرار بروی زمین پایه چهارگوش را به کف آنها جوش می دهند در سر این کپسولها شیری نصب گردیده است که در هنگام مصرف یا پرکردن مورد استفاده قرار گرفته و معمولاً برای محافظت از آن در هنگام حمل و نقل درپوشی روی آن بسته می شود .

کپسولهای استاندارد استیلن دارای گنجایش معادل چهل لیتر بوده و در آنها استیلن را با فشار 15 بار پر می کنند . برای پیشگیری از تجزیه استیلن و خطر انفجار در این فشار بالا لازم است که فضای داخل کپسول را از مواد متخلخل پرکرده و علاوه بر آن استیلن را در مایعی حل نمایند .

برای این منظور از استن استفاده می شود زیرا مایع استن ، استیلن را به مقدار زیادی درخود حل می نماید . یک لیتر استن قادر است که در درجه حرارت C^o15 و فشار یک بار به اندازه lit25 استیلن را در خود حل کرده و خاصیت دیگر آن این است که متناسب با افزایش فشار مقدار بیشتری استیلن را در خود حل می نماید با این ترتیب در فشار 15بار و با وجود lit16 استن به اندازه lit6000 استیلن را در کپسول جاداده‌اند .

25 *16 * 15 =6000 lit

برای جلوگیری از سرایت شعله به داخل کپسول استیلن (در صورت پس زدن شعله) بایستی حتماً در سر راه شیلنگها(بهترین حالت چسبیده به انتهای مشعل جوش) از شیر یکطرفه(فلاش بک) استفاده نمود.

کپسول اکسیژن :

کپسولهای اکسیژن را نیز از فولاد مرغوب انتخاب کرده و آنها را بدون درز می سازند پایه و قسمت  انتهایی آنها مشابه کپسولهای استیلن بوده و حجم آنها معمولاً lit40 می باشد برای آنکه بتوانند مقدار بیشتری اکسیژن را در کپسولها جای دهند معمولاً اکسیژن را با فشار 150 بار درداخل آنها پر کرده و به این ترتیب می توان lit6000 (150*40) اکسیژن را در آنها جای داد یکی از تفاوتهای عمدة در کپسولها  ضخامت جداره آنها می باشد که معمولاً مقدار آن را mm 75/8 انتخاب می کنند تا بتوانند فشار 150 بار را با اطمینان کامل تحمل نماید .

دستگاه تقلیل دهنده فشار(مانومتر):

از آنجائیکه فشار گاز داخل کپسولها زیاد بوده و با این فشار زیاد نمی توان جوشکاری کرد لازم است که به استفاده از دستگاه تقلیل دهنده ای فشار آنها را برحسب نیاز تقلیل داده و جریان گاز یکنواختی را به  مشعل هدایت نمود. این دستگاهها معمولاً بطور مستقیم به کپسولها متصل شده و پایه خطوط انتقال گاز قبل از شیلنگهای متصل به مشعل نصب می گردد . اساس کار این دستگاه و دستگاهها بدین ترتیب است که با بازکردن شیر کپسول گاز وارد قسمتی از آن می شود که در بالای آن فشارسنجی جهت نشان دادن فشار داخل کپسول نصب گردیده است پس از این مرحله گاز از طریق سوپاپی وارد فضای بالای یک ممبران می شود در زیر ممبران نیز پیچ تنظیم وجود دارد . بستن پیچ  در نتیجه کوچک شدن فضای بالای ممبران شده  و دبی  سوپاپ گاز خروجی افزایش می یابد. و به عکس با بازکردن پیچ می توان فشار گاز خروجی را تقلیل داد . در قسمت خروجی گاز فشارسنجی دیگر جهت نشان دادن فشار گاز اصلی وجود دارد . اساس کار فشارسنجهای کپسولهای اکسیژن و استیلن یکی بوده و در درجه بندی روی فشارسنج به آنها می توان مورداستفاده آنها را تشخیص داد . فشارسنج دستگاههای تقلیل فشار مربوط به گاز اکسیژن در قسمت مربوط به فشار کپسول معمولاً تا 300بار و فشارسنج مربوط به قسمت مصرف تا 15 بار مدرج شده است اما فشارسنجهای مربوط به گاز استیلن راه ورودی معمولاً تا 40بار و در قسمت خروجی تا 5 بار مدرج گردیده اند . در روی هر یک از  فشارسنجهای مربوط به گاز اکسیژن و استیلن در محل خاصی خط قرمزی نقش نموده اند که تنظیم فشار گاز مربوط به بیش از حد مجاز بوده و خط انفجار را بهمراه دارد فشار تنظیمی گازهای اکسیژن و استیلن در هنگام جوشکاری بستگی به ضخامت قطعات اتصال و در نتیجه به اندازه سر یک مورد استفاده داشته و معمولاً در روی فشار اکسیژن تنظیمی لازم به همراه ضخامت قطعات اتصال و در نتیجه به اندازه سر مشعل مورد استفاده داشته و معمولاً در روی فشار اکسیژن تنظیمی لازم  به همراه ضخامت و قطع مورد اتصال حک گردیده و کافی است فشار استیلن به اندازه ای از فشار اکسیژن تنظیم کرد .

مشخصه و نواع کپسولها: 

برای تشخیص گاز داخل کپسولها سطح آنها را با رنگهای استانداردی مشخص می پوشانند  برای آن که دستگاههای تعدیل فشار هر یک از کپسولها را بتوان به دیگری بست و همچنین برای جلوگیری از بستن اشتباه کپسول اکسیژن بر خطوط مربوط به گازهای قابل اشتعال اتصالات آنها و همچنین پیچهای آنها را نیز متفاوت انتخاب می نمایند .

از آنجایی که بستن اشتباه شیلنگ یا لوله های اکسیژن به گازهای قابل اشتعال و یا بر عکس نیز می توان گاز قابل انفجار ایجاد نمود و باعث سانحه گردید . اتصالات آنها را به محل دستگاههای تقلیل فشار مختلف انتخاب کرده و برای اکسیژن مهره راستگرد و برای استیلن مهره چپگرددر نظر می گیرند همچنین قطر داخلی شیلنگهای اکسیژن را کمتر از قطر داخلی شیلنگهای گاز أن  انتخاب می کنند.

مشعل های جوشکاری:

وسائلی هستند که وظیفه تنظیم اختلاط و هدایت مخلوط گازها را  دارند.بر روی  دسته مشعلها دو عدد شیر برای تنظیم جریان گازها ( استیلن و اکسیژن ) مستقل از یکدیگر وجود داشته و سر مشعلها با توجه به ضخامت قطعات اتصال انتخاب می شود به دسته متصل میگردند.

مکانیزم اختلاط گازها در مشعلهای جوشکاری معمولاً براساس مکیده شدن گاز استیلن به وسیله اکسیژن بوده و عمل اختلاط در داخل لوله یک که به نام لوله اختلاط نامیده می شود تکمیل می گردد . این نوع مشعلها را که بیشترین کاربرد را دارند را مشعلهای انژکتوری نامیده و فشار گاز قابل اشتعال در آنها کم و فشار اکسیژن از 3 تا 5بار تنظیم می گردد . از این مشعلها برای جوشکاری با گاز استیلن استفاده مشود. نوع دیگر مشعلهای جوشکاری که با فشار مساوی گازها کار می کنند به نام مشعلهای فشاری معروف هستند، و معمولاً از آنها در جوشکاری با گاز هیدروژن استفاده می گردد به این ترتیب شعله ای به وجود می أید که به نام شعله خنثی ( نرمال ) و از سه قسمت مخروطی سفید ، آبی و هاله بنفش رنگ تشکیل شده است حداکثر درجه حرارتی که از احتراق این گاز به وجود می أید در حدودC 3200 بوده و در منطقه ای به فاصله 2 تا 5 میلی متر از داس مخروط سفید رنگ وجود دارد .

زمانی که نسبت اختلاط اکسیژن و استیلن 1 به 1 انتخاب شود قسمت مخروطی شعله سفید   درخشان بوده و محدوده مشخصی دارد این نوع شعله را شعله خنثی نامیده و در جوشکاری فولادها از این شعله استفاده می نمایند اگر مقدار اکسیژن زیاد تر انتخاب شود مخروط سر مشعل کوتاهتر شده  و بیشتر به أبی متمایل می گردد اکسیژن اضافی که در شعله وجود دارد با مذاب ترکیب شده و  محل جوشکاری را شکننده می نمایند .این شعله را شعله اکسید کننده می نامند که در جوشکاری فولادها باعث جهیدن جرم زیاد به اطراف گردیده و علاوه بر سوختن د رزجوش باعث داخل شدن اکسیژن به محل جوش می شود از این نوع شعله در جوشکاری قطعات برنجی و همچنین گرم کردن قطعات به منظور آبکاری , صافکاری و غیره استفاده می نماید چنانکه مقدار استیلن بیشتر از اکسیژن تنظیم شود مخروط سر مشعل محدوده مشخصی نداشته و رنگ آن متمایل به زرد می گردد . در این حالت به دلیل کم بودن اکسیژن مقداری از منواکسید کربنco2) ) سوخته باقی می ماند که به دلیل فشار شعله به داخل مذاب نفوذ کرده و باعث افزایش مقدار کربن آن و در نتیجه ازدیاد سختی قطعه کار در محل جوشکاری می گردد این نوع شعله شعله احیا کننده نام داشته و در جوشکاری قطعات چدنی و آلومینیومی استفاده دارد .

ترتیب روشن کردن مشعل:

در شروع کار قبل از شروع به جوشکاری لازم است که ابتدا سر مشعل مناسبی را با توجه به ضخامت قطعه کار انتخاب کرده و آن را به دسته مشعل متصل نمایید.اکنون بایستی فشار گازهای مصرفی را مشخص کرده و یا در نظر گرفتن این فشارها و رعایت مراتب زیر اقدام به روشن کردن و تنظیم مشعل نمود .

1)شیر کپسولها را به آرامی باز کنید تا از ایجاد صدمه به دستگاههای تنظیم فشار جلوگیری گردد .

2) شیرهای روی دسته مشعل را به نوبت و به مقدار کمی باز کرده و در همان حال به سرعت دستگاه تنظیم فشار مربوطه را با توجه به فشار کار مورد لزوم که قبلاً تعیین کرده اید تنظیم نمایید .

3) ابتدا شیر اکسیژن مشعل را حدود 4/1 تا 3/1 دور باز کرده و سپس شیر استیلن را در حدود 2/1 دور باز و مشعل را به فندک و یا چراغ جوشکاری نزدیک نمایید در این حال شعله در سر مشعل بدون آنکه دوده در فضای کارگاه منتشر گردد بوجود می آید . حال می توان شعله مورد لزوم را تنظیم کرد .

ترتیب خاموش کردن مشعل در خاتمه کار :

برای آنکه خاموش کردن مشعل توام با ایجاد دود و انتشار آن در فضای کارگاه نباشد و دستگاههای تنظیم فشار و شیلنگ گازها در زمانی که از دستگاه استفاده نمی گردد و تحت فشار قرار نگیرند ، لازم است مراتب زیرا رعایت نمود :

1)ابتدا شیر استیلن مشعل و پس از خاموش شدن شعله، شیر اکسیژن آن را ببندیم .

2) ابتدا شیرهای کپسولها را بسته و سپس   برای خروج گازها از داخل دستگاه تنظیم فشار و شیلنگهای جوشکاری شیرهای روی دسته مشعل را باز نمایید تا گازها خارج شود .

3) پس از خروج گازها شیرهای روی دسته را بسته و پیچ تنظیم فشار دستگاههای تنظیم کاملاً باز نماییم تا فشار از روی  آنها بر داشته شود .

نکاتی که در جوشکاری با گاز اکسی استیل بایستی مورد توجه قرار گیرد :

1- لازم است برای جلوگیری از خروج استن از کپسولهای استیلن در هنگام خروج گاز بایستی آنها را بطور عمودی قرار داد در صورت نیاز به مایل قرار دادن که شیر کپسول حداقل به اندازه 40 cm از سطح زمین فاصله داشته و بعنوان زیر سری حتماً از قطعات توپر استفاده گردد .

2)از یک کپسول استیلن هرگز بیش از 1000 lit در ساعت برداشت نکنیم در صورت نیاز می توان چند کپسول را از طریق یک کلکتور (جمع کننده) به مدار متصل نمودار اینصورت نیز نباید از هر کپسول بیشتر از 700 lit برداشت کرد، زیرا استیلن بدلیل سرعت زیاد  از کپسول خارج می گردد .

3)قبل از بستن دستگاههای تقلیل فشار لازم است که شیر کپسولها را کمی باز نمود که گرد و غبار و کثافتهای احتمالی جمع شده در محل به دستگاه وارد نشود .

4)قبل از سرد شدن کامل سرمشعل از تعویض آن خودداری نمائید .

5)برای تمیز کردن سوراخ نازلها  فقط از سوزنهای مخصوصی که برای همین منظور ساخت 
شده اند استفاده نماید .

نکات ایمنی و پیشگیری از حوادث درجوش با گاز :

1)کپسولهای اکسیژن و استیلن بایستی از منابع حرارتی دور بوده و از محل جوشکاری حداقل 3 m فاصله داشته باشند .

2)برای هر مخزن استیلن 60 m ²فضا و 20 m سطح در نظر گرفته شود .

3)در فضاهای سربسته پنجره های کارگاه بایستی در حین کار باز بوده و هواکشهای محل کار نیز بخوبی کار کند .

4)کلیه اتصالات مربوط به گازهای مورد مصرف بایستی کاملاً آبندی شوند آبندی آنها را می توان با استفاده از کف صابون و با کمک یک قلم مو کنترل نمود .

5)کپسولهای استیلن را در مقابل ضربه ، افتادن ، حرارت دیدن و با یخ زدن محافظت نمائیم در صورت یخ زدن  مخزن از آب گرم به ترتیبی استفاده کنیم که از گرم شدن بیش از حد کپسول جلوگیری گردد .

6)کپسول استیلن را در مقابل حرارت و تابش نور خورشید محافظت نمائید زیرا ازدیاد حرارت به اندازه 2 cm فشار کپسول را در یک اتمسفر بالا می برد .

7)کپسول اکسیژن و اتصالات آنرا بدور از روغن و چربی نگه دارید زیرا خطر انفجار وجود دارد برای روان کردن پیچهای تنظیم مربوط از آب صابون و یا گلیسرین استفاده نمائید .

8)برای روشن کردن مشعل از فندک یا چراغ جوشکاری استفاده کرده و برای این منظور هرگز از کبریت بکار نبرید .

9)برای محافظت چشم در مقابل درخشندگی شدید محل جوشکاری و جهیدن در هنگام کار از عینک های محافظی که شیشه های تیره ای که دارند استفاده نمود .

10)در موقع جوشکاری حتماً از لباس کار یقه بسته استفاده کرده و حتی الامکان از پیشبند و کلاه محافظ و دستکش چرمی استفاده نمود .

11)اتصالات لوله ها و واشرهای آبندی  در استیلن را ،هیچ گاه از جنس مس یا آلیاژهایی از آلومینیوم که بیش از 65% مس داشته باشد انتخاب نکنید زیرا خطر انفجار وجود دارد .

12)کاغذ و پارچه و چوب  و مواد قابل اشتعال دیگر را از محل جوشکاری دور نگه دارید .

13)در صورتی که شعله در سر پیک جوشکاری یا  برشکاری پس بزند بایستی بلافاصله شیر اکسیژن و سیلندر را بسته و سر پیک را در صورت لزوم در آب خنک نمود  . 

14)اگر احیاناً شیلنگ استیلن آتش گرفت فوراً شیر اصلی را بسته و سپس اقدام به خاموش کردن آتش نماید .

انواع انفجارها : 

·             پس زدن سطحی

·              پس زدن عمقی

پس زدن سطحی shallow back fire  انفجاری است که معمولاً با صدای کم همراه است  و این عمل زمانی اتفاق می افتد که پستانک مشعل یا برش خیلی زیاد به قطعه باشد یکی از دلایل دیگر این است که زمانی که گاز از نوک مشعل خارج می شود و سرعت آن کاهش می یابد، چنانچه این مقدار ،مقداری باشد که کمتر از مورد نیاز شعله است در این صورت تاُمین کسری شعله بداخل مشعل بر میگردد مورد سوم اگر حرارت نوک مشعل به 600 فارانهایت بر اثر انفجار خود به خود در گازهای مخلوط در نوک مشعل اتفاق می افتد و ممکن است نسبت به پس زدن عمقی یا back-fire  میگردد.

پس زدن عمقی یا deep back fire  انفجاری است که در داخل مشعل و دستگاههای تاُمین گاز ادامه می یابد و نتیجه آن خراب شدن مشعل � ترکیدگی شیلنگ و انفجار شدید رگولاتور و کپسول می رسد . گاهی پس زدگی سطحی می تواندبه سرعت تبدیل به پس زدگی عمقی (به علت زیاد بودن  سرعت خروجی گاز)شود.

اکسیژن و خواص آن :

اکسیژن گازی است بی رنگ و بی بو و بی طعم و عنصری است فوق العاده فعال و میل ترکیبی شیمیایی زیادی دارد که در شرایط تقریباً با تمام عناصر دیگر ترکیب می شود ارزش اصلی اکسیژن برای جوشکاری در این است به احتراق کمک می کند و هر گاز سوختی که به کار ورود اکسیژن برای ایجاد گرما ضرورت دارد سوختن مواد یا گاز در هوا فقط ترکیب سریع آنها با اکسیژن هواست و چنانچه عمل احتراق آنها در اکسیژن خالص که برای ایجاد شعله جوشکاری مصرف می شود انجام گیرد با سرعت زیادتر و درخشندگی بیشتر انجام خواهد گرفت وزن هر متر مکعب این گاز در فشار معمولی 760 میلی متر جیوه و در حرارت صفر درجه 43/1 کیلوگرم است . این گاز نباید با مواد چرب و روغن تماس پیدا کند زیرا ممکن است این اجسام در مجاورت اکسیژن آتش گرفته شعله بسیار گرمی را تولید نماید .

طرز تهیه اکسیژن در صنعت :

اکسیژن لازم برای جوشکاری باید خالص باشد اکسیژن را که در کارخانه های مخصوص از هوا به مقدار 21% اکسیژن دارد جدا می کنند هوا را به تدریج سرد کرده , تحت فشار و درجه حرارت معینی به مایع تبدیل می کند این هوا مخلوطی است از اکسیژن و ازت که اگر این که اگر این هوای ملیح را که درجه برودت آن صفر است گرم کنیم ابتدا ازت که درجه تغییر آن 196- است بخار شده و اکسیژن خالص باقی میماند اکسیژن مایع را گرم میکند تا به صورت گاز در آمده , آنگاه با فشار پوند2200 است یعنی گاز فشرده در آن 1 فضای را اشغال می کند که در فشار عادی احتیاج دارد چون گنجایش کپسول 40 لیتر است بنابر این فشرده داخل آن درفشار معمولی یعنی فشار یک جو برابر با 4006000*150 لیتر 6 متر مکعب را اشغال میکند

خطر دود و بخار فلزات :

بیشتر فلزات را وقتی حرارت دهند , دودهای سمی , تحریک کننده تولید می کنند فلزاتی که  دودهای خطر ناک ایجاد می کنند از این قرارند :

1) کادیوم                                  2) روی                                     3) سرب

 آهن و آلیاژهای آن مانند چدن و انواع فولاد جز فلزات آهنی محسوب می شوند و مابقی فلزات رنگین نامیده می شوند مانند مس - روی - برنز - آلمینیوم - سرب - نیکل و فلزات رنگین دیگر مشکل اصلی و اساسی در جوشکاری فلزات رنگین تمایل بیشتر به اکسید شدن در هنگام جوشکاری می باشد که این مسئله موجب کاهش استحکام جوش می گردد برای اینکه این نقص را بر طرف کنند واسیداسیون جلوگیری نماینداز روان سازهای مختلفی استفاده می شود .

 بطور کلی دستگاه جوشکاری گازشامل تجهیزات ذیل میباشد:

·               منبع گاز :

الف ) کپسول اکسیژن ( گاز فشرده با تانک (اکسیژن مایع )

ب) کپسول استیلن یا مولد گاز استیلن ( ژنراتور استیلن )

·           دستگاه تنظیم فشار :

شامل فشارسنجهای فشار زیاد و کم و پیچ و مهره و لوله آن

دو عدد دستگاه تنظیم فشار،یکی برای کپسول اکسیژن و یکی برای کپسول استیلن لازم است .

·             شیلنگ مخصوص فشار قوی :

جهت اکسیژن با رنگ مشکی , آبی , سبز و برای گاز با رنگ قرمز قطر شیلنگ گاز mm 9 و هوا mm6 می باشد .

·             مشعل جوشکاری :

شامل محفظه اختلاط گاز 

شیرهای سوزنی و پیچ و مهره انواع آن : 1) فشار مساوی 2) تزیقی 

·            عینک

·            جرقه زن

انواع شعله جهت فلزات غیر آهنی:

آلومینیوم                   کمی احیا                               نیکل               کمی احیا

برنج                   خنثی و کمی اکسیده                    سرب              خنثی

برنز                  خنثی و کمی اکسیدکننده                نقره                کمی احیا

مس                خنثی و کمی اکسیده

نقطه ذوب برخی از فلزات:

·         قلع  232 درجه سانتی گراد 

·           سرب 327 درجه سانتی گراد        

·          روی 419 درجه سانتی گراد

·          آلومینیوم 658 ساتی گراد

·          برنج 930 درجه سانتی گراد

·          برنز 900 درجه سانتی گراد

·          نقره 960 درجه سانتی گراد

·          مس 1083 درجه سانتی گراد

·          چدن 1200 درجه سانتی گراد

·         آهن 1540 درجه سانتی گراد

·         نیکل 1450 درجه سانتی گراد

علی اصغر سرابیان مقدم مربی کارگاه جوشکاری مرکز 14 قوچان 

نمودار تعادلی آهن وکربن وفازهای کربنی

دیاگرام فازی آهن-کربن

دیاگرام فازی آهن – کربن (Fe-C phase diagram) دیاگرامی تعادلی از کربن در محلول جامد آهن بوده که نشانگر تغییرات ساختاری آلیاژهای آهن – کربن نسبت به درجه حرارت می باشد. این دیاگرام بر حسب درصد کربن آلیاژ، درجه حرارت، سرد کردن یا گرم کردن بسیار آهسته رسم شده و به همین علت به آن دیاگرام تعادلی آهن – کربن می گویند.

نمودار تعادلی آهن-کربن راهنمایی ست که به کمک آن می توان روش های مختلف عملیات حرارتی را بررسی و مطالعه کرد. اما از آنجایی که بیشتر فولادهادارای عناصر آلیاژی دیگر می باشند و وجود این عناصر موقعیت مرزی بین مناطق فازی را نسبت به فولادهای ساده کربنی تغییر می دهد، از این نمودار تنها به عنوان راهنما استفاده می شود. نمودار آهن- کربن تحت فشار یک اتمسفر صادق بوده و در فشارهای بالاتر فصل مشترک های بین مناطق فازی تغییر مکان داده و فازهای جدید می تواند به وجود آید. مثلا؛ در مورد آهن خالص، در فشارهای بالا، آهن با شبکه کریستالی HCP موسوم به آهن اپسیلن ɛ به وجود می آید.

آلوتروپی های آهن

آهن خالص، نرم بوده و استحکام تسلیم آن حدود می باشد، کاربرد صنعتی نداشته و بیشتر جهت تحقیقات استفاده می شود. آهن خالص، به سه شکل آلفا  (α)، گاما (γ)، و دلتا (δ) وجود دارد. شکل زیر منحنی ایده آل سرد شدن آهن خالص را نشان می دهد.

 

در این منحنی گستره دمای پایداری هر یک از سه حالت بلوری آهن در فشار اتمسفر مشخص شده است.

آهن خالص از دمای اتاق تا 910 درجه سانتیگراد، دارای ساختار بلوری مکعبی مرکز پر (BCC) است و آهن آلفا α نامیده می شود. آهن آلفا فرومغناطیس بوده و با گرم شدن تا دمای 768 درجه سانتی گراد، این خاصیت آن از بین رفته ولی ساختار BCC آن حفظ می شود. آهن آلفا تا دمای 910 درجه سانتی گراد پایدار بوده و سپس به آهن گاما γ با ساختار مکعبی با سطوح مرکزدار FCC استحاله می یابد. با گرم کردن تا دمای 1403 درجه سانتی گراد، مجددا به ساختار BCC برگشته و تبدیل به  آهن دلتا δ می شود. این ساختار تا رسیدن به نقطه ذوب آهن خالص یعنی 1535 درجه سانتیگراد پایدار می ماند.

خواص بلوری آهن خالص در جدول زیر نشان داده شده است.

	ثابت شبکه Å		شبکه بلوری		نوع
تا 910ºC	2.86 (70ºF)		BCC		α
1403ºC - 910ºC	3.65 (1800ºF)		FCC		γ
535ºC - 1403ºC	2.93 (2650ºF)		BCC		δ
نقطه جوش 3000ºC(5432ºF)		نقطه ذوب 1535ºC(2795ºF)		چگالی 7.868 g/cm3

نمودار آهن - کربن

فازهای موجود در دماهای مختلف برای آلیاژهای Fe-C که خیلی آهسته سرد شده اند و حداکثر 6.67% کربن دارند، در نمودار زیر نشان داده شده است. ترکیب بین فلزی کاربید آهن که سمنتیت(Fe₃C) نامیده می شود، یک فاز تعادلی واقعی نبوده و در شرایطی خاص تبدیل به فازهای پایدارتر آهن و گرافیت می شود.

فازهای جامد دیاگرام فازی آهن-کربن

در دیاگرام فازی آهن – کربن (آهن-سمانتیت) چندین فاز و مخلوط جامد وجود دارد:

·         فریت α

·         آستنیت γ

·         سمانتیت (سمنتیت) Fe₃C

·         فریت δ

·         لدبوریت

·         پرلیت

1- فریت α

محلول جامد کربن در آهن α، فریت α یا فریت نامیده شده و ساختار بلوری آن BCC می باشد. نمودار فازی نشان می دهد که، کربن فقط اندکی در فریت حل شده و حداکثر حلالیت آن در 723 درجه سانتی گراد، 0.02% است. با کاهش دما، حلالیت کربن در فریت α کاهش یافته و در صفر درجه سانتی گراد به 0.008 % می رسد. در فریت α، اتم های کربن به علت کوچک بودن در فضاهای بین نشین شبکه بلوری آهن قرار می گیرند.

2- آستنیت γ

محلول جامد کربن در آهن γ را آستنیت نامند. این فاز دارای ساختار بلوری FCC بوده و حلالیت کربن در آن خیلی بیشتر از فریت α است. حلالیت کربن در آستنیت در 1148 درجه سانتیگراد به حداکثر مقدار خود یعنی 2.08% رسیده و سپس در 723 درجه سانتیگراد به 0.8% کاهش می یابد. مشابه فریت، اتمهای کربن به صورت بین نشینی اما به میزان بیشتری درشبکه FCC حل می شوند.

3- سمانتیت Fe₃C

ترکیب بین فلزی آهن و کربن، سمانتیت نامیده می شود. حلالیت کاربید آهن ناچیز بوده و 6.67% کربن و 93.3% آهن دارد. سمانتیت یا سمنتیت، ترکیبی سخت و شکننده است که دارای ساختار بلوری مکعب مستطیلی بوده و هر سلول آن 12 اتم آهن و چهار اتم کربن دارد.

4- فریت δ

محلول جامد کربن در آهن دلتا را فریت δ می نامند. فریت دلتا دارای ساختار بلوری BCC بوده اما ثابت شبکه آن با ثابت شبکه فریت آلفا متفاوت است. حداکثر حلالیت کربن در فریت آلفا، در دمای 1495 درجه سانتی گراد و برابر با 0.09% است.

5- لدبوریت

مخلوط یوتکتیکی از آستنیت و سمانتیت را، لدبوریت می نامند. این ترکیب در اثر واکنش یوتکتیکی که روی مذاب حاوی 4.3% کربن در دمای 1147 درجه سانتی گراد رخ می دهد، حاصل می شود. نکته قابل ذکر این است که آستنیت در دمای محیط پایدار نمی باشد و در اثر واکنش یوتکتوئیدی که در دمای 723 درجه سانتیگراد رخ می دهد، تبدیل به پرلیت شده و در نتیجه ساختمان لدبوریت در دمای محیط به شکل پرلیت و سمانتیت می باشد.

6- پرلیت

در اثر واکنش یوتکتوئیدی در دمای 723 درجه سانتی گراد مخلوطی از فریت و سمانتیت به دست می آید که به آن پرلیت گفته شده و ساختاری لایه لایه دارد.

واکنش های ثابت دیاگرام فازی آهن-کربن

نمودار فازی آهن- کربن دارای سه واکنش ثابت بوده که هر کدام شامل سه فاز  بوده و در دمای ثابت رخ می دهند. این واکنشها عبارتند از :

·         پری تکتیک

·         یوتکتیک

·         یوتکتوئید

1- واکنش پری تکتیک

درنقطه پری تکتیک، مذاب (%0.53C) با فریت  δ (%0.09C) در دمای 1493 درجه سانتی گراد ترکیب و آستنیت γ (%0.17C) به وجود می آید. این واکنش به صورت زیر نوشته می شود:

γ (%0.17C)

→

δ (%0.095C)

+

(%0.53) مذاب

2- واکنش یوتکتیک

در نقطه یوتکتیک، مذاب با %4.3C در دمای 1147 درجه سانتی گراد، به آستنیت γ با %2.08C ترکیب بین فلزی Fe₃C (سمانتیت) با %6.67C تجزیه می شود. این واکنش را می توان به صورت زیر نوشت:

Fe3C (%6.67C)

+

γ (%2.08C)

→

مذاب (4.3C %)

 3- واکنش یوتکوتئید

در نقطه یوتکتوئید، آستنیت جامد با %0.8C در دمای 723 درجه سانتیگراد به آهن α با %0.02C سمانتیت با %6.67C تجزیه می شود. واکنش آن به شرح زیر است:

Fe3C (%6.67C)

+

α فریت

→

(%0.8C) γ

منابع و پیوندها

نمودار فازی آهن-کاربید کربن

روش‌های مختلف عملیات حرارتی، فرآیندهای انجماد، ساختار فولادها و چدن‌ها و... را می توان به وسیله نمودار تعادلی آهن-کربن (Fe-C)برسی کرد. بیشترین قسمت از این نمودار که در متالوژی نیز اهمیت ویژه ای دارد، قسمت کاربید آهن (سمنتیت) می باشد. دیاگرام آهن-کربن را سیستم شبه‌ پایدار می گویند. دلیل این نامگذاری این است که ترکیب کاربید آهن یک شبه پایدار است. حالت پایدار کربن در فشار اتمسفر، کربن آزاد (گرافیت) است. قسمت‌هایی که در نمودار با حروف یونانی مشخص شده‌اند، نشانگر محلول‌های جامد از نوع بین‌نشینی هستند.

تحولات هم ‌دما (ایزوترم) در سیستم آهن-کربن شبه پایدار

خطوط افقی در نمودار، نشان دهندهٔ استحاله‌های هم‌دما هستند.
• استحالهٔ یوتکتیک : دما ۱۱۴۸ºC، غلظت کربن ۴٫۲۰ درصد 
• استحالهٔ یوتکتوئید : دما ۷۲8ºC، غلظت کربن ۰٫۸۰ درصد 
• استحالهٔ پریتکتیک : دما ۱۴۹۵ºC، غلظت کربن ۰٫۱۸ درصد 
البته باید توجه داشت که غلظت‌ها و دماهای ذکرشده برای آهن-کربن خالص بوده و با حضور عناصر آلیاژی دیگر، این ثابت‌ها تغییر می‌کنند.
 

آلوتروپ‌ های آهن

• آهن آلفا 
• آهن گاما 
• آهن دلتا 
 

فازها و ساختارهای مخلتف نمودار فازی

• فریت 
• اوستنیت 
• سمنتیت 
• لدبوریت 
• پرلیت 
• بینیت 
• مارتنزیت 
 

آهن آلفا

به یکی از آلوتروپ‌های آهن، آهن آلفا می گویند. این آلوتروپ از دمای ۲۷۳- درجه سانتیگراد تا ۹۱۰ درجه سانتیگراد پایدار است. همچنین این دارای یک ساختمان بلوری مکعبی مرکزپر می باشد. شبکهٔ آهن آلفای فرومغناطیس بطور ثابت، ۲/۸۶ آنگستروم است.

آهن گاما

آهن گاما یکی از آلوتروپ‌های آهن است که در محدودهٔ دمایی ۹۱۲ تا ۱۳۹۴ درجه سانتیگراد پایدار بوده و ساختمان بلوری fcc (مکعبی مرکزپر) دارد.

آهن دلتا

آهن دلتا یکی از آلوتروپ‌های آهن است که از دمای ۱۴۰۱ درجه سانتیگراد تا ۱۵۳۹ درجه سانتیگراد (نقطهٔ ذوب آهن) پایدار است. آهن دلتا دارای ساختمان بلوری مکعبی مرکزپر (bcc) است. آهن دلتا دارای خاصیت پارامغناطیس بوده و ثابت شبکه‌ ی آن بزرگ ‌تر از آهن آلفا است. همچنین ثابت شبکهٔ آهن دلتا، ‎۲/۹۳ آنگستروم است.
 

فریت

فریت عبارت است از یک محلول جامد از توع بین نشینی کربن در آهن آلفا α-Fe آهن مکعبی مرکزپر. آنچه که از برسی ها و پژوهش های اخیر مشخص شده است، این است که مقاومت کششی فریت چیزی در حدود 40000 پسی می باشد. همچنین لازم به ذکر است که حداکثر غلظت کربن در فریت حدود ۲/. درصد وزنی و در دمای ۷۲۷ درجه سانتیگراد است.
 

نمودار فازی تعادلی آهن-کاربید آهن

اوستِنیت (به انگلیسی: Austenite) محلول جامد از نوع بین‌نشینی کربن در آهن گاما (آهن مکعبی وجوه مرکزپر) است.
حداکثر حلالیت کربن در آهن گاما، ۲ درصد در دمای ۱۱۴۷ درجه سانتیگراد است. اوستنیت در دمای محیط پایدار نیست.
 

سمنتیت

سِمِنتیت یا کاربید آهن یک ماده مرکب شیمیایی به فرمول شیمیایی Fe3C دارای ‎۶/۶۷ درصد کربن با ساختار بلوری ارتورومبیک است. سمنتیت فازی بسیار سخت و شکننده است. 
 

نمودار فازی تعادلی آهن-کاربید آهن

لدبوریت (به آلمانی: Ledeburit) به مخلوط یوتکتیکی اوستنیت و سمنتیت گفته می‌شود که از مذابی با ۴/۳ درصد کربن در دمای ۱۱۴۷ درجه سانتیگراد تحت یک واکنش یوتکتیکی حاصل می‌شود. از آنجایی که اوستنیت در دمای محیط پایدار نیست و بر اساس یک واکنش یوتکتوئیدی به پرلیت تبدیل می‌شود، بنابراین ساختمان لدبوریت در دمای محیط بصورت پرلیت و سمنتیت خواهد بود. نام این ساختار از کارل هاینریش آدولف لدبور متالورژیست آلمانی گرفته شده است.

پرلیت

نمودار فازی تعادلی آهن-کاربید آهن
پرلیت به مخلوط یوتکتوئیدی فریت و سمنتیت ‌گفته می‌شود.
پرلیت تحت یک تحول یوتکتوئیدی از آهن گاما با ۰/۸ درصد کربن در ۷۲۳ درجه سانتیگراد حاصل می‌شود.

علی اصغر سرابیان مقدم مربی کارگاه جوشکاری مرکز 14 قوچان

آذر ماه 1399