جوش کاری
جوشکاری عبارتست از اتصال و یکپارچه کردن قطعات فلزی به طور اعم و به طور اخص به کمک حرارت، فشار و یا ترکیبی از حرارت و فشار. در هر فرآیند جوشکاری عوامل زیر مورد نیاز است:
- منبع ایجاد گرما و یا فشار
- فلز مادر یا فلز پایه
- فلز پر کننده یا فلز جوش
منظور از فلز پایه قطعات فلزی است که باید با یکدیگر یکپارچه شوند. فلز پر کننده نیز فلزی است که در فرآیند جوشکاری ذوب شده و درز بین دو قطعه فلز پایه را پر می کند. جوشکاری می تواند با یا بدون فلز پر کننده باشد.
جوش قوس الکتریکی
معمولی ترین روشهای جوشکاری، خصوصاً برای جوش فولاد ساختمانی، استفاده از انرژی برق بـه عنـوان منبـع حرارتی است. بدین منظور اغلب از قوس الکتریکی استفاده می شود. در این اتصال بین قطعات فلز مادر با ذوب کردن لبه های درز و سخت شدن بعدی آنها صورت می گیرد. در حین ذوب، فلز پایه و فلز جوش (پرکننـده) با یکدیگر ممزوج شده و پس از سخت شدن، اتصال قطعات تأمین می گردد.
مدار جوشکاری قوس الکتریکی
مدار خوشکاری قوس الکتریکی شامل موارد زیر است:
الف) ماشین جوشکاری
ب) اتصال به فلز پایه
پ) اتصال به انبر الکترود
ت) قوس الکتریکی
در جریان جوشکاری، با ذوب الکترود و انتقال به فلز مبنا، الکترود روکشدار مصرف می شود. فلز الکترود تبـديل به ماده پرکننده شده و قسمتی از روکش به گاز حفاظ و قسمت دیگر به گل جوشکاری تبدیل می گردد. در جوشکاری با قوس الکتریکی فاصله الکترود با قطعه فلز از اهمیت زیادی برخوردار باشد. اگر نوک الکتـرود بـه قطعه فلز پایه بچسبد، اصطلاحاً اتصال کوتاه حاصل شده و جریان زیادی در مدار برقرار می گردد که مـورد نظـر باشد. اما اگر الکترود در فاصله معینی از فلز پایه قرار گیرد، حرکت الکترون هـا باعـث یـونیزه شـدن هـوا و
ایجاد قوس الکتریکی می شود. مقاومت الکتریکی زیاد قوسی، تولید حرارت فوق العاده ای می نماید که باعـث ذوب الکترود و لبه های دو قطعه فلز پایه در داخل حوضچه مذاب که در واقع کوره ذوب بسیار کوچکی می باشد، میگردد.
فرآیندهای جوشکاری
فرآیند های جوشکاری در سه دسته تقسیم می شوند:
الف- دستی؛ جوشکاری دستی متداولترین فرآیند جوشکاری در کارگاه ساختمانی است که در تمام حالات تخب افقی، سر بالا و سقفی قابل اجرا می باشد. وسایل مورد نیاز آن شامل مولد، مدار، انبر، ماسک، الکترود روکش دار و جوشکار ماهر می باشد. کیفیت جوش حاصل بستگی به مهارت جوشکار، نوع الکترود و روکش آن و سایر تجهیزات
جوشکاری دارد.
ب- نیمه خودکار
ج- خودکار
انواع روشهای جوشکاری خودکار و نیمه خودکار عبارتند از:
- جوشکاری دستی با الکترود روکش دار (SMAW)
یکی از روش های جوشکاری که در کارگاه های ساختمانی بیشتر انجام می پذیرد، جوشکاری دستی می باشد می توان از این نوع جوشکاری در حالت های مختلف، تخت، افقی، سربالا، و سقفی در اجرا استفاده کرد. جوشی که از این روش بدست می آید بستگی به مهارت جوشکار، نوع الکترود و روکش آن و سایر تجهیزات جوشکاری دارد. وسایل مورد نیاز استادکار(جوشکار) شامل: مولد، مدار، انبر، ماسک، چکش گل زن، برس، و الکترود می باشد. از معایب این روش جوشکاری سرعت کم، وقت گیر بودن عملیات و گل برداری بین عبورهای پی در پی نوار جوش می باشد.
- جوش زیر پودری (SAW)
جوش زیر پودری در گروه جوش های خودکار قرار می گیرد. در این روش ماده حفاظت کننده جوش،به صورت پودر روی درز ریخته می شود. به فاصله کمی پشت نازل پودر، قوس الکتریکی توسط الکترود لخت و در زیر این پودر برقرار می گردد. در این نوع جوشکاری نیازی به ماسک نیست، چون قوس در زیر پودر برقرار شده و جرقه جوشکاری دیده نمی شود. الکترودی که در این جوشکاری (الکترود لخت) استفاده می شود، برای پر کردن درز مصرف می شود. در این نوع جوشکاری، پودر باعث می شود تا روکشی ایجاد شود، و این امکان را می جوشکاری بدون پاشیدگی و حرفه زدن صورت گیرد. پودر به صورت خودکار روی خط جوش و در پیشاپیش
الکترود که در حال حرکت به جلو می باشد، ریخته می شود. این ماده حوضچه مذاب را در مقابل گازهـای هـوا محافظت نموده و به تمیزی جوش کمک می کند. وسایلی که برای جوش زیر پودری استفاده می شود عبارتند از مولد، نازل پودر، مخزن پودر، انبر، سیستم نگهداری و هدایت الکترود لخت، ربوت هدایت انبر و ریل های مربوطه.
- جوش تحت حفاظت گاز (GMAW)
الکترود در جوش تحت حفاظت گاز، مفتول لخت و پیوسته ای است که به وسیله قرقره تغذیه می شود. حفاظت در این روش با سپری از گاز غیر فعال (نظیر آرگون) و یا فعـال ( نظیر CO2) صـورت می گیرد. ایـن نـوع جوشکاری شامل خصوصیات زیر می باشد.
- جلوگیری از نفوذ هیدروژن در قطعه جوش
- عدم تشکیل گل جوش به دلیل نبودن سرباره
3- ایجاد حرارت کمتر نسبت به سایر جوشکاری
- جلوگیری از اعوجاج جوش
- پیوسته بودن سیم جوش
اتصالات جوشی
به طور کلی پنج نوع اتصال جوشی اصلی وجود دارد که به شرح آنها پرداخته میشود.
1) جوشکاری لب به لب در وضع تخت
این اتصال اغلب برای متصل ساختن انتهای ورق های مسطح با ضخامت های نسبتاً مساوی به کار می رود . در این روش، لبه هایی را که جوش کاری می شود. معمولاً پخ می زنند، آماده
کنند و با دقت در یک راستا قرار می دهند و سپس جوش کاری را آغاز می کنند. این عمل اغلب در کارخانه که نظارت بیشتری بر کار وجود دارد انجام
می گیرد. در اتصال لب به لب از جوش شیاری با نفوذ کامل استفاده می شود.
2) اتصال روی هم
از معمول ترین نوع اتصال است و دارای مزایای زیر می باشد.
ساخت این گونه اتصالات نیاز به دقت زیادی نسبت به سایر اتصالات جوشی ندارد. قطعات می توانند روی هم جابه جا شوند، از این رو خطاهای کوچک ساخت مشکل ساز نخواهد بود.
لبه های قطعاتی که متصل می شوند نیاز به آمادگی خاص ندارند و اغلب با برش عادی بریده می شود.
امکان اتصال روی هم صفحات با ضخامت های متفاوت.
3) اتصال سپری
این نوع اتصال در ساخت نیم رخ های مرکب به شکل T و و نیز ساختن تیر ورق ها، آویزها، لچکی ها و عموماً
قطعاتی کاربرد دارد که تحت زاویه با هم جفت می شوند.
4) اتصال گوشه
این نوع اتصال در مواردی مانند ساخت مقاطع جعبه ای مستطیل شکلی که به صورت تیر با ستون ساخته می
شود کاربرد دارد.
5) اتصال پیشانی
این اتصال نقش باربری ندارد و بیشتر در نگهداری دو یا چند صفحه در یک سطح یا امتداد کاربرد دارد.
انواع جوش
جوشها به طور کلی به چهار نوع تقسیم و اجراء می شوند:
- جوش شیاری
- جوش گوشه
- جوش انگشتانه
- جوش کام
از جوشهای یاد شده در کارهای اسکلت فلزی به نسبتهای زیر استفاده میشود.
جوش شیاری ۱۵ درصد
جوش گوشه ۸۰ درصد
جوش کام و انگشتانه مجموعاً ۵ درصد
جوش شیاری
جوش شیاری برای متصل کردن قطعاتی است که در روی یک سطح و در امتداد هم قرار گرفته اند. استفاده از جوش شیاری بیشتر با هدف انتقال کل نیروی انتقال یافته از قطعات به نقطه ی اتصال است. به عبارت دیگر محلی که جوش شیاری در آن ایجاد می شود باید نیروی بسیاری را تحمل کند. از این رو جـوش باید دارای مقاومتی هر چه نزدیک تر به مقاومت قطعات متصل شونده باشد. چنین جوشی را جوش شیاری بـا نفـوذ كامـل می گویند. وقتی درز جوشی طوری طراحی شود که جوش شیاری در تمام عمق قطعات متصل شونده گسترش
نیابد، به آن جوش شیاری با نفوذ ناقص گفته می شود از جوش شیاری برای یکسره کردن ورق ها برای ساخت تیر ورق ها و ستون های ورقی و همچنین در اتصالات صلب تیر به ستون برای اتصال ورق های زیـر سـری و رو سری به ستون مورد استفاده قرار می گیرد.
جوش گوشه
جوش گوشه به دلیل سادگی انجام کار و قابلیت استفاده از آن در اغلب موارد، دارای بیشترین کاربرد است.
جوش های کام و انگشتانه
این نوع جوش گاه به تنهایی و گاه با ترکیب با دیگر جوش ها نظیر جوش گوشه برای تقویت مقاومت برشی در اتصال صفحات روی هم به کار می رود.
کاربرد انواع جوش در ساختمان
جوش گوشه بیشترین کاربرد را در ساختمان دارد. اغلب اتصالات شامل اتصالات نبشی هـا، بادبنـدها، ورق هـای بند توسط جوش گوشه انجام می شود. از جوش شیاری برای یکسره کردن ورق ها بـرای ساخت تیر ورق ها و ستون های ورقی و همچنین در اتصالات صلب تیر به ستون برای اتصال ورق های زیر سری و روسری به ستون مورد استفاده قرار می گیرد. اصولاً جوش گوشه باید طوری آرایش داده شود که تحت تنش برشی قرار داده شود.
جوش گوشه نباید تحت تنش های قائم قرار گیرد. از جوش های شیاری در مواقعی که جوش تحت تنش هـای قائم قرار دارد، استفاده می شود.
