اصول عمليات:درجوش زير پودري جريان الکتريکي از قوس و حوضچه مذاب جوش که ترکيبي از فلاکس مذاب و فلزجوش مذاب است مي گذرد. فلاکس مذاب معمولا, هادي خوب جريان الکتريسته است، در حالي که فلاکس سرد, هادي نيست. پودر جوش مي تواند اکسيدزداها و ناخالصي زداهايي که با فلز جوش واکنش شيميايي مي دهند را نيز تامين کند علاوه براينکه يک لايه محافظ ايجاد مي کند. فلاکس هاي جوش زير پودري فولادهاي آلياژي همچنين مي توانند حاوي عناصر آلياژي براي بهبود ترکيب شيميايي فلز جوش باشند. . جريان الکتريکي از يک ژنراتور (ترانسفورماتور يا رکتي فاير) تامين شده، از اتصالات عبور مي کند تا قوسي را بين الکترود و فلز پايه بر قرار کند را ذوب مي کند که حوضچه مذاب را براي پرکردن اتصال تشکيل دهند. . . درکليه انواع تجهيزات, غلطک هاي هدايـت با نيروي مکانيکي بطور پيوسته سيم الکترود مصرفي فلزي را از ميان لوله تماس (نازل) و توده فلاکس به اتصالي که بايد جوش شود مي راند. سيم الکترود عموما" يک فولاد کم کربن با ترکيب شيميايي دقيق که در يک قرقره يا بشکه پيچيده شده مي باشد. سيم الکترود در منطقه جوش ذوب شده و در طول اتصال رسوب مي کند. فلاکس دانه اي در جلوي قوس ريخته شده و پس از انجماد فلز جوش، فلاکس ذوب نشده تــوسط سيستم مکش جمع کننده براي استفاده مجدد جمع آوري مي شود. در جوش خودکار بازيابي فلاکس مجموعه اي از تجهيزات و يک لوله بازيابي فلاکس که درست پس از لوله تماس قرار گرفته است مي باشد. ..جوش زير پودري به هر دو روش نيمه خودکار و خودکار قابل انجام بوده و روش خودکار بخاطر مزايا بيشتر، استفاده گسترده تر دارد. در روش نيمه خودکار جوشکار بصورت دستي يک تفنگ جوشکاري (به انضمام مخزن فلاکس) که فلاکس و الکترود را به محل اتصال تغذيه مي کند را هدايـت کرده و خودش سرعت حرکت را کنترل مي کند. در روش جوش کاملا"خودکار دستگاه بصورت خودکار الکترود و فلاکس را در طول مسير جوش تغذيه و هدايـت کرده و نرخ رسوب را کنترل مي کند.در کاربردهاي خاصي جوش خودکار زير پودري دو يا چند الکترود بصورت متوالي در يک اتصال تغذيه مي شوند. الکترودها ممکن است کنار يکديگر بوده و به يک حوضچه تغذيه شوند يا اينکه به اندازه کافي فاصله داشته تا پس از انجماد يکي حوضچه ديگري تشکيل شود و مستقلا" منجمد شوند. روش جديدتر جوش قوس هاي پشت سرهم است که جوش چند پاس را دريک شيار اتصال براي افزايش سرعت حرکت و نرخ رسوب جوشکاري تامين مي کند.

مزايا و محدوديت ها ::روش هاي خودکار و نيمه خودکار جوش زير پودري در مقايسه با ساير روش هاي جوشکاري مزايا و معايب زير را دارند:**اتصالات را مـــي توان با شيار کم عمق آمـاده نموده که باعث مصرف کمترفلز پرکننده مي شود. (در برخي کاربردها نيازي به شيار براي اتصالات بين ورق هاي با ضخامت کمتر از "4/1 نيست).

پوشش براي حفاظت اپراتور از قوس نياز نيست, اگرچه حفاظت چشمان اپراتور بخاطر احتمال پرتاب جرقه جوش توصيه مي شود.

جوش را مي توان با سرعت حرکت و نرخ رسوب بالا و برروي سطح صاف يا استوانه اي يا لوله و از نظر تئوري با هر اندازه و ضخامتي انجام داد. اين روش براي سخت کردن سطحي نيز مناسب است.

فـــلاکس به عنوان اکسيدزدا و آخال زدا براي خارج کردن ترکيبات ناخواسته از حوضچه جوش عمل مي کند تا جوش سالم و باخواص مکانيکي مناسب ايجاد کند.

سيم هـــاي الکترود ارزان براي جوش فولادهاي غيرآلياژي و کم کربن استفاده مي شوند. (معمولا" سيم هاي فولادي کم کربن بدون پوشش يا با پوشش نازک مسي براي هدايت بهتر و جلوگيري از خوردگي مي باشند).**جوش زير پودري را مي توان در زير وزش بادهاي نسبتا" شديد جوشکاري نمود. ذرات فلاکس حفاظت بهتري انجام مي دهند تا پوشش الکترود در روش جوشکاري الکترود دستي.
محدوديتهاي جوش زير پودري که برخي در روش هاي ديگر جوشکاري نيز وجود دارند به شرح زير است:

پودرجوش : تجهيزات حمل فلاکس و سازه نگهدارنده مخزن پودر، اتصالات ديگر و همچنين صفحه نوار يا حلقه پشتبند نيز مورد نياز مي باشد.*پودر جوش ممکن است به آلودگي هايي آغشته شود که باعث تخلخل جوش شوند.*براي دستيابي به يک جوش خوب فلز پايه بايد، يکنواخت بدون پوسته اکسيدي, زنگ, غبار و روغن و ساير آلودگي ها باشد.*جداشدن سرباره از جوش در برخي موارد به سختي صورت مي گيرد. در جوش هاي چند پاس پس از هر عبور بايد سرباره جوش برداشته شود تا از باقي ماندنش درون فلز جوش جلوگيري شود.*اين روش معمولا" براي جوش فلزات با ضخامت کمتر از 3/16", بخاطر Burn Through مناسب نمي باشد.*مگر در کاربردهاي خاص شديدا " به مسطح بودن وضعيت جوشکاري محدود است، زيرا مسطح بودن و افقي بودن وضعيت براي جلوگيري از ريختن فلاکس لازم است.
فلزات مناسب جوش زير پودري:جوش زير پودري براي همه فلزات و آلياژها مناسب نيست. براي سهولت فلزات و آلياژها را مي توان با توجه به مناسب بودن آنها براي جوش زير پودري به سه دسته تقسيم کرد: فلزات بسيارمناسب، فلزات اندکي مناسب و فلزات غيرمناسب .

فلزات بسيارمناسب: جوش زير پودري بيشترين استفاده را در جوش فولادهاي غيرآلياژي (فولاد ساده ) کم کربن حاوي کمتر از %30/0 کربن, کمتر از% 5 0/0 فسفر و کمتر از % 5 0/0 گوگرد دارد. اغلب مثال هاي اين مقاله به اين فولادهامربوط است, که محدوده تنش تسليم آنها حدود 000/45 تا Psi 000/85 است و معمولا با فلاکس و الکترود AWS 15.17 – 69 (مشخصات فني فلاکس ها و الکترودهاي فولادهاي آرام ساده براي جوش قوس زير پودري) جوش مي شوند. فولادهاي کربن متوسط و کم آلياژ ساختماني در رده فولادهاي مناسب جوش زير پودري هستند اگرچه اغلب به پيشگرم، پس گرم و استفاده از فلاکس و سيم الکترودهاي ويژه نياز دارند. فولاد ضد زنگ, فولاد کربني آلياژي قابل سخت شدن, و فولاد ساختماني پراستحکام نيز با روش جوش زير پودري جوشکاري مي شوند. روش جوشکاري اين فولادها مستقلا" در مقالات ديگر با عنوان جوشکاري فولادهاي کربني قابل سخت شدن, فولادهاي آلياژي و فولادهاي ضد زنگ توضيح داده شده است. جوش زير پودري همچنين براي ايجاد پوشش هاي مقاوم به سايش براي موقعيـت هايي که تحت سايش هستند بکار مي رود. ***فلـــزات اندکي مناسب : بــرخي فلزات و آلياژهايي را که مي شود به روش جوش زير پودري جوش داد، بيشتر با روش هايي جوش مي دهند که منطقه حرارت داده شده باريک تر باشد. برخي فولادهاي ساختماني پراستحکام کم کـــربن جزء اين گروه هستند زيرا استحکام ضربه و کشش مورد نياز در روش جوش زير پودري به سختي بدست مي آيند. فولادهاي پرکربن, فولادهاي مار تنزيتي, و مس و آلياژهاي مس نيز جزء اين گروه هستند.

فلــزات نامناسب: چدن را معمولا" نمي توان به روش جوش زير پودري جوش داد, زيرا نمي تواند تنش هاي حرارتي ناشي از گرماي ورودي را تحمل کند. با اين حال مثال 241 در مقاله جوش قوس چدن, کاربردي را که در آن چدن ماليبل به فولاد کم کربن جوش شده است را تشريح مي کند. مسائلي که در جوش فولاد آستنيته منگنزي و فولاد ابزار پرکربن رخ مي دهند جوشکاري آنها را با هر روش معمولي دشوار مي سازد. آلياژهاي آلومينيوم و آلياژهاي منيزيوم را نمي توان به روش زير پودري جوش داد زيرا فلاکس مناسب براي آن پيدا نمي شود. سرب و روي بخاطر نقطه ذوب پايين مناسب جوش زير پودري نيستند. تيـتانيوم در کاربردهاي آزمايشگاهي به روش زير پودري جوشکاري شده ولي فلاکس مناسب براي جوش آن تاکنون ارائه نشده است.

جنبه هاي متالورژيک :سه ويژگي جوش زير پودري در جريان هاي بالا نيازمند توجه ويژه است : الف) در صد بالاي فلز پايه در جوش هنگامي که قطب معکوس جريان مستقيم استفاده شود. ب) مقدار زياد سرباره توليد شده در عمليات . ج) گرماي ورودي زياد که ريز ساختار را تحت تاثير قرارمي دهد.*/*/هنگامي که درصد فلز پايه در رسوب فلز جوش بالا باشد, به حداقل رساندن ناخالصي هاي مضر مانند فسفر و گوگرد بسيار اهميت دارد.مقدار زياد سرباره عموما" منبعي از سيليسيم يا منگنز است که ممکن است مقداري از آن به رسوب فلزجوش منتقل شود. لذا معمولا" هنگام استفاده از فلاکس هاي پرسيليسيم، از سيم الکترود کم سيليسيم (حداکثر % 05/0 سيليسيم) استفاده مي شود تا از جذب سيليسيم اضافي توسط فلز جوش جلوگيري شـود. همچنين از سيم الکترود کم منگنز حاوي کمتر از 0.50% منگنز معمولا" بـــا فلاکس هاي پـٌر منگنز استفاده مي شود. سيــــم الکترود پرمنگنز حاوي %2 منگنز عموما" با فلاکس هاي کم منگنز استفاده مي شوند. گرماي ورودي زيادي که ازجوشکاري در جريان زياد ناشي مي شود (تا حدود 1500 آمپر) در سرعت هاي حرکت پايين باعث تغيير ساختار در منطقه متاثر از حرارت شده و استحکام ضربه را کاهش و استحکام کششي و دماي تبديل تردي به نرمي را افزايش مي دهد. تغييرات ريز ساختار : افزايش تغييرات ساختار فلز پايه به چهار عامل وابسته است://حداکثر دمايي که فلز در آن قرارداده مي شود //زمان آن دما//ترکيب شيميايي فلز پايه //سرعت سرد شدنساختار فلز جوش ستوني است زيرا از مرزجامد شروع شده و فقط در يک جهت امکان رشد دارد. در فولاد کربني قابل سخت شدن امکان درشت شدن ساختار منطقه نزديک قسمت جوش از فلز پايه بخاطررسيدن به دماي حدود 2800 تا 2200 فارنهايت وجود دارد.فلزي که در دماي 1700 تا 2200 فارنهايت گرم شده نواري از دانه هاي نازک تر دارد. اگرچه اين منطقه در بيشتر از دماي دگرگوني فاز گرم شده, ولي زمان باقي ماندن در اين دما براي درشت ساختار شدن کافي نبوده است. منطقه بعدي 1700 تا1400 فارنهايت، منطقه اي است که فولاد باز پخت شده و به مقدار قابل توجهي نرم تر از منطقه مجاور جوش است. فلز پايه دورتر از اين منطقه نيز تغيير نکرده باقي مي ماند. اندکي کاربيد کروي شده بخاطر باقي ماندن در حدود 1330 فارنهايت، ممکن است ايجاد شود. پيش گرم و پس گرم کردن, اصول پيش گرم کردن و پس گرم کردن براي جوش زير پودري مشابه ساير روش هاي جوشکاري است. پيش گرم و پس گرم براي فولادهاي سختي پذير, مخصوصا" فولادهايي که کربن آنها از حدود %3/0 و ضخامت آنها بيشتر از "4/3 باشد بکار مي رود.کاهش سرعت سردشدن که در اثر پيش گرم رخ مي دهد، زمان ماندگاري در دماي بالاتر از شروع تغيير حالت مارتنزيتي را افزايش مي دهد و لذا تغيير حالت آستنيت به پرليت ظريف تر بجاي مارتنزيت سخت را افزايش مي دهد. در منطقه جوشي که پيش گرم شده نسبت به جوش پيش گرم نشده احتمال کمتري وجود دارد که فاز سخت تشکيل شود. همچنين بخاطر سرعت سرد شدن کمتر در فولاد هاي پيش گرم شده, خطر ترکيدگي جوش و تنش هاي حرارتي کاهش پيدا مي کند. پـــس گــرم کردن هنگام نياز به تنش زدايي حرارتي, بازپخت, نرمالايز کردن يا تمپرکردن بکارمي رود.
منابغ تغذيه:منابع تغذيه جوش زير پودري عبارتند از:الف) موتور ژنراتور و ترانسفورماتور رکتي فاير, با خروجي جريان مستقيم (DC) . ب)ترانسفورماتور با خروجي جريان متناوب (AC) هر دو جريان هاي مستقيم و متناوب درجوش زير پودري نتايج قابل قبولي ارائه مي دهند. اگرچه هر کدام در برخي کاربردهاي خاص معايب ناخواسته اي دارند- بسته به شدت جريان، قطر سيم الکترود, و سرعت حرکت –که در ليست زير ذکر شده اند:**جوش نيمه خودکار با الکترود "64 / 5 يا "32/3 در جريان مستقيم 300 تا 350آمپر، استفاده از جريان مستقيم ارحج است.**جوش خودکار با يک الکترود در جريان پايين (300تا 500 آمپر) و سرعت حرکت بالا (40 تا 200 اينچ در دقيقه)، استفاده از جريان مستقيم ارحج است. **جوش خودکار با يک الکترود و جريان متوسط (600 تا 900 آمپر) سرعت حرکت 10 تا 30 اينچ در دقيقه، هم جريان مستقيم و هم متناوب استفاده مي شوند.**جوش خودکار با يک الکترود و جريان بالا (1200 تا 21500 آمپر) سرعت حرکت 5 تا 10 اينچ در دقيقه, استفاده از جريان متناوب ارحج است.**جوش خودکار با بيش از يک الکترود و در حالت پشت سرهم و جريان هر کدام از الکترودها 500 تا 1000 آمپر با هم الکترودها، جريان متناوب (يا جريان مستقيم در الکترود جلويي ) استفاده مي شود.**جوش خودکار با دو الکترود در عرض هم, باهر دو جريان مستقيم و جريان متناوب استفاده مي شود.
سيستم هاي تغذيه سيم جوش:تجهيز تغذيه سيم الکترود جوش زير پودري از دو نوع سيستم کنترلي براي کنترل سرعت تغـــذيه سيم (سيستم هاي حساس به ولتاژ و سيستم هاي سرعت ثابت) استفاده مي کنند. سيستم هاي کنترلي حساس ولتاژ با منبع تغذيه هاي جريان ثابت و سيستم هاي کنترل سرعت ثابت با منبع تغذيه هاي ولتاژ ثابت استفاده مي شوند

سيم الکترود جوش زير پــودري:سيم هاي الکترود جوش زير پودري فولاد در اندازه هاي مختلف توليد مي شوند. پوشش نازکي از مس براي بهبود هدايت الکتريکي و بالا بردن مقاومت در برابرخوردگي بر روي سيم ايجاد مي شود.ترکيب شيميائي سيم الکترود به ترکيب شيميائي فلز جوش و خواص مکانيکي و انتخاب نوع خاص الکترود و ترکيب آن به جنس فلز قطعه و نوع فلاکس وابسته است. براي رسيدن به نرخ رسوب بالاتر مي توان از دو يا چند الکترود نازک تر بجاي يک الکترود ضخيم تر استفاده کرد. کاهش قطر الکترود باعث افزايش چگالي جريان و فشار پلاسما جت و افزيش عمق نفوذ و باريک شدن باند جوش مي شود.الف) همـــه الکترودها علاوه برمقادير جدول حداکثر داراي % 35 0/0 گوگرد, % 030/0 فسفر, %15/0مس (غيراز پوشش) و % 50/0 ساير عناصر مي باشند. ب) به علاوه حاوي 05/0 - 15/0 تيتانيوم, 2 0/0 - 12/0 زيرکونينوم, 5 0/0 تا 15/0 آلومينيوم و تا 50/0 درصد ساير عناصر نيز مي باشد. ساده ترين روش براي جلوگيري از تشکيل پرليت و فريت گوشه دار استفاده از حدود %5/0 موليبدن و %200/0 بــُر در ترکيب فولاد است, که با کاهش آهنگ تشکيل محصولات دگرگوني در دماي بالا باعث ايجاد فاز بينيت مي شود. لذا استحکام کششي و تسليم را افزايش مي دهد.
پـودرهاي جوش زير پودري :پودرهاي جوش زير پودري به سه شکل وجود دارند.*پودرهاي ترکيب شده *پودرهاي چسبيده شده *پودرهاي آگلومره */*پودرهاي ترکيب شده: براي توليد پودرهاي ترکيب شده ابتدا اجزاء بصورت خشک مخلوط سپس دريک کوره الکتريکي ذوب و با پاشش آب سرد يا ريختن روي صفحه سرد منجمد مي شود. مزاياي اين نوع پودر عبارت است از :**کاملا توزيع ترکيب شيميائي يکنواخت دارند.**مي توان خاکه آن را بدون تغيير در ترکيب شيميايي جدا کرد.**محصول رطوبت گير نيست و مسائل ذخيره سازي و نگهداري ساده تر دارد.**پودرهاي ذوب نشده را مي توان چندين دور مورد استفاده قرار داد (بدون تغيير قابل توجه).**مناسب براي جوشکاري با بيشترين سرعت

محدوديت : محدوديت مهم اين پودر ها عدم امکان افزودن اکسيد زداها و فرو آلياژها بخاطر دماي حلاليت بالاي آنها است.پودرهاي چسبيده شده: براي توليد پودرهاي چسبيده شده مواد خام تا اندازه D * 100 آسياب مي شوند. بصورت خشک با هم مخلوط شده و با افزودن سيليکات پتاسيم يا سيليکات سديم به هم چسبيده مي شوند. مخلوط حاصل به شکل گلوله درآمده و در دماي پايين خشک مي شوند و بصورت مکانيکي خرد شده و دانه بندي مي شوند.

مــزايــا :بخاطر دماي توليد پايين, اکسيد زداها و فرو آلياژها دراين روش قابل افزوده شدن هستند.*چگالي پودر پايين تر است و امکان استفاده از لايه ضخيم تر فلاکس برروي منطقه جوش وجود دارد. -سرباره ايجاد شده بر روي جوش پس از سردشدن بهتر جدا مي شود

.محدوديت :محدوديت هاي مهم اين روش عدم امکان جداکردن خاکه بدون تغيير در ترکيب شيميايي و حساسيت بالا به جذب رطوبت است.پودرهاي آگلومره: روش توليد مشابه پودرهاي چسبيده شده است غير از اينکه از يک الک سراميکي استفاده مي شود. در اين نوع پودر نيز براي استفاده از اکسيد زداها و فرو آلياژها بخاطر دماي Curing بالاي الک (1400 oc) مانند پودرهاي ترکيب شده محدوديت وجود دارد.دانه بندي: اندازه دانه هاي پودر جوش بخاطر تاثير برمصرف بهينه پودر جوش در جريان هاي جوش مختلف حائض اهميت است. در جريان هاي بيشتر از 1500 آمپر بايد از درصد ذرات ريز بيشتر و ذرات درشت کمتر استفاده کرد. پودرهاي چسبيده شده که در جريان هاي کمتر استفاده مي شوند بستگي کمتري به اندازه ذرات دارند و عمدتا" در يک سايز توليد مي شوند. حداکثر جريان مناسب براي اين نوع پودر 800 تا 1000 آمپر است. در حالي که برخي انواع پودر ترکيب شده (انواع سيليکات کليسم اصلاح شده ) را تا 2000 آمپر نيز مي توان بکار برد.

ترکيب پودرهاي جوش:درزمان پيشرفت فرايند جوش زير پودري در اواسط دهه 1930 پودرهاي ترکيب شده حاوي ترکيبات سيليکاتي استفاده مي شدند که عمدتا" حاوي آلومينا سيليکات منيزيم، کلسيم و منگنز بودند. ترکيبات مورد مصرف در سراسر دنيا ترکيبات سيليکات منگنز ارائه شده درجدول1 بودند. براي تنظيم محدوده ذوب و ساختار آن از دياگرام MnO – SiO2 استفاده مي شد. نتيجه جوشکاري با پودرهاي چسبيده شده تقويت شده، پس از ذوب و انجماد جوش در فلز جوش مشابه پودر ترکيب شده است. فروسيليم و اکسيد منگنز و سيلسيم فلاکس ترکيب مي شوند. لذا مقدار MnO نسبت به SiO2 که براي جوش زير پودري مناسب است در قسمت جوش باقي مي ماند.انواع پودرهايي که در جدول1 توضيح داده شده براي دستيابي به خواص پيشرفته تر و هزينه اقتصادي تر و ظاهر مناسب تر گرده جوش در مقادير کمتر منگنز اصلاح شده اند. برخي ترکيبات پودرها با بازيسيته بيشتر (که مقادير CaF2, CaO دارند) خواص مکانيکي بهتري در فلز جوش ارائه مي دهند و افزودن تيتانيوم پايداري قوس بيشتر و اکسيد فلزات خاص ظاهر جوش را در فولادهاي آلياژي بهبود مي دهند. براي رسيدن به ظاهر جوش مناسب در جوشکاري پرسرعت ورق ها خواص دمايي گرانروي فلاکس را بايد تنظيم کرد. فلاکس هاي کاربردهاي خاص براي منظورهاي خاص طراحي مي شوند.

مقايسه پودر جوش زير پـــودري با پوشش الکترود:پودرهاي جوش زير پودري در مقايسه با مواد بکار رفته در پوشش الکترودهاي جوشکاري الکترود دستي چند تفاوت عمده دارند. فلاکس هاي جوش الکترود دستي حاوي ترکيباتي مانند سلولز براي ايجاد گاز محافظ است. همچنين ترکيباتي با تابع کاري پايين مانند اکسيد سديم و اکسيد پتاسيم براي کمک به شروع قوس و پايداري آن و مواد ديگري براي تقويت نفوذ, نرخ ذوب و استفاده از قطب هاي مختلف جريان به پوشش الکترود اضافه شوند. که پودرهاي جوش زير پودري غالبا" به اين ترکيبات نيازي ندارند, زيرا وجود سرباره مذاب و دانه هاي کروي پودر از قوس حفاظت کرده و نيازي به گاز محافظ نيست. وجود ترکيبات سيليس و فلورايد عموما"پايداري مطلوب قوس را تضمين مي کند و حداقل %10 فلورايد کلسيم براي بهبود سياليست فلاکس مذاب به سيليکات هاي فلزي پودر اضافه مي شوند.پوشش هاي الکترود هاي جوش قوس الکترود دستي بخاطر اينکه بايد قابل اکسترود باشد و ساير ملزومات توليد داراي فــرمول پيچيده اند وبرعکس آن پودرهاي جوش زير پودري ازترکيبات معدني ساده و از سيستم هاي دوتايي, سه تايي و يا چهار تايي انتخاب مي شوند. رايج ترين فلاکس ها از سيستم MnO – SiO2 و يا CaO - SiO2 تشکيل شده انـــد که مي توانند با اکسيدهاي آلومينيم, منيزيم, زيرکونيوم و تيتانيوم ترکيب شود و فلاکس هاي کاربردهاي خاص را به وجود آورند.فلاکس هاي الکترودهاي پوشش و فلاکس هاي جوش زير پودري به روش هاي متفاوتي دسته بندي مي شوند. استانـــدارد AWS A5.1-6 الکترودهـــا را برحسب نوع مواد پوشش فلاکس دسته بندي مي کند. و استاندارد A 5.1 7-69 براي دسته بندي پودر جوش زير پودري به طبيعت شيميايي فلاکس ارتباطي ندارد فقط به خواص مکانيکي رسوب جوش که با الکترود مخصوص به وجود مي آيد مربوط است. در عمل بيشتر الکترود و فلاکس جوش زير پودري از روي ظاهر جوش انتخاب مي شوند تا در نظر گرفتن جنبه هاي فني.

نقطه ذوب و نرخ ذوب پودرهــاي جوش:يک پودر جوش موثر بايد دردماي بالا به خوبي سيال باشد و لايه روان و محافظ برروي فلز جوش ايجاد نمايد و آنرا از اکسيد شدن حفاظت کرده ولي در دماي اتاق ترد باشد و به آساني از روي جوش جدا شود. نقطه ذوب و چگالي فلاکس نيز بايد کمتراز فلز جوش باشد که گازهاي توليد شده بين فلز و سرباره بتوانند وارد سرباره شوند و براي تکميل وظيفه سرباره سازي بايد فلاکس پس از تکميل انجماد فلز جوش منجمد شود. لذا حد بالايي دامنه ذوب پودر جوش زير پودري حدود 1300 oC مي باشد. مقدار فلاکس ذوب شده در هر دقيقه به ولتاژ و جريان جوش بستگي دارد و در جريان ثابت مقدار پودر ذوب شده در هر دقيقه با افزايش ولتاژ جوش افزايش مي يابد. در عمل معمولا" وزن فلاکس ذوب شده و وزن الکترود ذوب شده برابرند.

تاثير فلاکس بر ترکيب فلز جوش:واکنش هاي بين فلز جوش مذاب و پودر جوش ذوب شده در ضمن جوشکاري زير پودري شبيه واکنش بين مذاب و سرباره در فولاد سازي است. و لذا وظيفه سرباره مذاب کاهش ناخالصي هاي فلز جوش و تامين عناصري مانند منگنز و سيليکون براي فلز جوش است. چنانچه در قسمت الف شکل 4 مشاهده مي شود با افزايش MnO درسرباره تا حدود 10 درصد مقدار منگنز فلز جوش افزايش سريع دارد که به تدريج مقدار اين افزايش کم مي شود. لذا بسياري از فلاکس ها حاوي حدود %10 اکسيد منگنز است. رابطه مقدار SiO2 موجود در فلاکس و مقدارSi فلز جـــوش متفاوت است و تا هنگامـــي که SiO2 موجود در سرباره حدود %40 باشد سيليسم اندکي جذب نمي شود لذا فلاکس هاي تجاري و مخصوصا" فلاکس هايي که براي جوش هاي با چند پاس توليد مي شوند مقدار زياد حدود %40, SiO2 دارند. برخي فلاکس ها مي توانند فروآلياژها را براي جوش تامين کنند. اکسيدهاي فلزي موجود در پودر مانند NiO, MnO3, Cr2O3 باعث انتقال عناصر فلزي از سرباره به فلز جوش شوند. مقدار Cr2O3 فلاکس, ترکيب الکترود, ترکيب فلز پايه اي که بر روي آن فلز جوش رسوب مي کند بر مقدار سيليسم باقي مانده در فلز جوش تاثير مي گذارند.همه عواملي که زمان واکنش فلز - سرباره يا متوسط دماي حوضچه جوش را تغيير دهد, برتوزيع عناصر آلياژي باقي مانده در فلز جوش تاثير خواهد گذاشت. در شرايط طبيعي جوشکاري, سرعت حرکت مهمترين عامل در رسوب عناصر آلياژي است و نيز افزايش ولتاژ عموما" باعث افزايش عناصر فلزي منتقل شده به فلز جوش مي شود.

گرانروي و هدايت سرباره ها :براي اينکه فلاکس در برابر نفوذ گازهاي اتمسفري مقاوم باشد بايد گرانروي آن در منطقه جوش به اندازه کافي بالا باشد که در ضمن بتواند از سرريز شدن فلز مذاب و حرکت آن به سمت جلوي قوس که ممکن است باعث حبس سرباره در زير فلز جوش مذاب شود جلوگيري کند. از طرف ديگر به اندازه کافي سيال باشد که حل شدن سريع اجزاء غير فلزي مانند اکسيدها و خارج شدن گازها از فلز مذاب را ممکن سازد. ويسکوزيته فلاکس مذاب در دماي oC1400 در حدود 2 تا 7 poises مي باشد.دانه هاي پودر جوش در دماي اتاق عايق الکتريکي هستند و مقاومت آنها با افزايش دما کاهش مي يابد و سرباره هاي مذاب در دماي حوضچه جوش بسيار هادي هستند.

 روابط الکتريکـي :روابط الکتريکي منطقه جوش توسط نوع فلاکس و روش جوشکاري تعيين مي شود.. بررسي هاي نوسان نگاري، اسپکتوگرافيک و راديو گرافيک, قوس طبيعي را در هنگام جوشکاري زير پودري نشان مــي دهند. براي محاسبه روابط الکتريکي ثبت ولتاژ در بررسي هاي نوسان نگاري مهمترين عامل است.

 شرايـط جوش:دانسيته جريان الکتريسته در سيم الکترود جوش زير پودري در مقايسه با مقدار آن در جوش الکترود دستي چندين برابر بزرگتر و نرخ ذوب و سرعت جوشکاري نيز بيشتر است. ارتباط بين ولتاژ معمول تجهيزات صنعتي و جريان نشان داده شده است. براي اين داده ها فرض شده که هر يک از تنظيمات جريان جوشکاري دامنه اي حدود 10 ولت دارد، که در اين محدوده جوش سالم در ولتاژهاي بالاتر گرده جوش پهن تر و در ولتاژهاي پايين تر گرده جوش باريکتر مي دهند. در ولتاژ جوشکاري و مجموع و پتانسيل کاتد و آند با افزايش جريان جوشکاري افزايش مي يابند. و در هر جرياني با کاهش ولتاژ و يا مجموع پتانسيل کاتد و آند مقدار پودر ذوب شده کاهش مي يابد و به صفر نزديک مي شود. خطي نبودن کاهش پتانسل کاتد و آند نشان دهنده وجود هدايت الکتروليتي است.حداکثر سرعت جوشکاري قابل استفاده براي جوشکاري بدون عيب و رفتار پايدار, با جريان جوشکاري تغيير مي کند. هنگامي Undercut رخ مي دهد که جوشکاري در سمت راست خط مورب انجام شود.مثلا" جوش تک پاس را در ورق هاي به ضخامت 1 اينچ را مي توان با 1500 آمپر و با سرعت 10 اينچ در دقيقه جوش داد.

فاصله نازل : فاصله بين سطح فلز پايه و نوک لوله تماس (نازل) در گرماي وارده به جوش و لذا نرخ ذوب تاثير مي گذارد. زيرا نرخ ذوب الکترود جوش مجموع ذوب شدن براثر گرماي قوس و ذوب شدن براثر گرماي مقاومت الکتريکي (I2R) در طول الکترودي که از نازل خارج شده است مي باشد. بسته به طرح اتصال و طول قوس, انتهاي الکترود ممکن است بالاتر, هم سطح يا زير سطح بالايي فلز پايه باشد. نرخ ذوب ناشي از گرماي مقاومتي I2R در الکترود تابع نمايي از طول الکترود بين نازل و قطعه کار، جريان و قطر الکترود مي باشد. افزايش مقدار ذوب بر اثر گرماي مقاومتي به شدت جريان و طول الکترود خارج از نازل وابسته است, که هر دو تابعي از قطر الکترود مي باشند

نفـــوذ:نفوذ, عمق تشکيل رسوب جوش درشيار يا سطح فلز پايه است که معمولا" فاصله زيرسطح اصلي است، که فلز آن ذوب شده است. ولتاژ کم اهميت ترين و جريان جوشکاري مهمترين عامل در محاسبه نفوذ و سرعت جوشکاري است. تاثير متقابل ولتاژ, جريان و سرعت حرکت جوش بر مقدار نفوذ که از چندين آزمايش زير پودري بدست آمده اند. براي ساير فرايندهاي جوش قوس، GMAW وSMAW نيز رابطه خطي مشابهي بدست آمده است. شيب اين خط مورب در فرايندهاي مختلف متفاوت است و بيشترين مقدار آن مربوط به فرايندهايي است که از گازهاي محافظ هليم يا CO2 استفاده مي کنند. ظرفيت حرارتي فلز جوش مذاب براي محاسبات گرماي ورودي و سرعت سردشدن داراي اهميت هستند و با مقطع عرضي گرده جوش که نشان دهنده مقدار فلزي است که براي ذوب شدن گرم مي شود، متناسب است. بازده توليد براي هر روش جوشکاري به اندازه گيري اين ناحيه مربوط مي شود. ارتفاع گرده جوش با افزايش جريان جوشکاري و کاهش سرعت حرکت جوشکاري افزايش مي يابد و تاثير ولتاژ برگرده جوش ناچيز است.

رقــت ::نسبت فلز پايه به رسوب فلز جوش عامل مهم در کنترل خواص مکانيکي فلز جوش است. رقت فلز جوش از فلز پايه را مي توان از روي نسبت حجم گرده (سطح مقطع عرضي درطول گرده) بر فلز پايه حساب کرد.رقت فلز جوش از فلز پايه با افزايش نسبت جريان به سرعت جوشکاري افزايش مي يابد. با افزايش ولتاژ نرخ ذوب الکترود اندکي کمتر شده و لذا باعث افزايش رقت مي شود.

بازيسيته پــودر جــوش ::انديس بازي پودر جوش (BI) معيار ديگري براي طبقه بندي پودرهاي جوش است که مقدار اسيدي بودن روش توليد فلاکس را و همچنين فعال ، خنثي يا آلياژي بودن فلاکس را مشخص مي کند. انديس بازي نسبت مجموع اکسيدهاي فلزي با پيوند سخت به مجموع اکسيدهاي فلزي با پيوند سست است . انديس بازي برآوردي از مقدار اکسيژن فلز جوش است و لذا مي تواند براي بيان خواص فلز جوش بکار رود. پودرهاي جوش با بازيسيته بيشتر تمايل به داشتن اکسيژن کمتر و استحکام بالاتر در فلز جوش دارند. در حالي که پودرهاي جوش اسيدي, جوشي با اکسيژن بيشتر ، ريز ساختار درشت تر و با مقاومت کمتر در مقابل تورق توليد مي کنند.پودرهاي جوشي با انديس بازي بيشتر از 5/1 پودر جوش بازي و با انديس بازي کمتر از يک ، پودر جوش اسيدي شناخته مي شوند. پودرهاي جوش اسيدي معمولا براي جوش هاي تک پاس مناسبند و رفتار جوش مناسب و در گرده جوش خاصيت ترکنندگي خوب دارند.علاوه برآن پودرهاي جوش اسيدي در مقايسه با پودرهاي جوش بازي مقاومت بيشتري در برابر ايجاد تخلخل ناشي از آلودگي هاي چون روغن ، زنگ و پوسته هاي نوردي در ورق دارند.پودرهاي جوش بازي در مقايسه با پودرهاي جوش اسيدي مقاومت به ضربه بهتري نشان مي دهند. اين مزيت در جوش چند پاس به وضوح مشهود است. پودرهاي جوش با بازيسيته زياد در جوش هاي بزرگ با چند پاس خواص ضربه خيلي خوب ودر جوش تک پاس خواص ضعيفتري را در مقايسه با پودرهاي جوش اسيدي نشان مي دهند.لذا مصرف پودرهاي جوش بازي بايد به جوش هاي بزرگ چند پاس که در آن استحکام ضربه خوب براي فلز جوش نياز باشد محدود شود

.منابع عيوب در جوش زير پودري::جوش زيرپودري فرايندي با گرماي ورودي بالاست و در زير لايه محافظ فلاکس انجام مي شود ولذا امکان بروز عيوب جوش در اين روش بسيار کمتر از ساير روش هاست . عيوبي که بعضا" در جوش زيرپودري رخ مي دهند عبارتند از: ذوب ناقص ، سرباره باقيمانده درون جوش ترک انقباضي ترک هيدروژني و تخلخل. ذوب ناقص و سرباره باقيمانده درون جوش اغلب ناشي از قرار گرفتن صحيح گرده جوش برروي درز جوش و يا از فرايند ناشي مي شود. انحراف گرده جوش از محل خود باعث ايجاد چرخش و تلاطم فلز مذاب و اکسيژن تکه هايي از سرباره به درون فلز جوش شود. و اگر هم که گرده جوش دور از لب هاي اتصال باشند باعث عدم نفوذ کافي جوش به فلز پايه شود. گرده جوش تاجي شکل که براثر پايين بودن ولتاژ ايجاد مي شود نيز احتمال بروز نفوذ ناقص و محبوس شدن سرباره را بخاطر مختل شدن حرکت يکنواخت مذاب تشديد مي کند.

ترک انقباضي :ترک انقباضي در وسط طول گرده جوش زير پودري هنگامي رخ مي دهد که شکل گرده جوش و يا طرح اتصال مناسب نباشد و يا مواد جوش غلط انتخاب شده باشند.متمايل به ترک انقباضي در جوش با گرده جوش محدب و به شکل گرده ماهي هنگامي که نسبت پهنا به ارتفاع آن بيشتر از يک باشد کمتر است. هنگامي که عمق نفوذ جوش زياد باشد تنش هاي انقباضي باعث ترک طولي در وسط جوش مي شود و خطر اين ترک مي تواند براثر طرح اتصال نامناسب تشديد شود. مواد مستحکم تر بدليل تنش بيشتر در جوش تمايل بيشتري به ايجاد ترک دارند. لذا هنگام استفاده از اين مواد بايد در انتخاب مواد جوش, آماده سازي طرح اتصال, دماي پيش گرمايش و دماي بين پاس ها کاملا دقت شود.

ترک هيدروژني ::ترک هيدروژني يک فرايند کند است و برخلاف ترک انقباضي که بلافاصله پس از جوش ظاهر مي شود ايجاد آن تا روزها پس از جوش نيز مي تواند ادامه يابد. براي کاهش خطر ترک هيدروژني بايد همه منابع هيدروژن مانند آب ، روغن و آلودگي هاي موجود در فلاکس الکترود و سطوح اتصال حذف شوند و ورق فلاکس و الکترود کاملا" تميز و خشک باشند.فلاکس و الکترود را بايد در محل هاي خشک و مقاوم به رطوبت نگهداري کرد و چنانچه در معرض رطوبت قرار گرفت بايد طبق دستور سازنده مجددا" خشک شوند.انتخاب مواد جوش مناسب براي فولادهاي پراستحکام مقاومت جوش را در برابر ترک هيدروژني افزايش مي دهد. مواد جوش ويژه مقاوم در برابر ترک هيدروژني ساخته مي شوند که قابليت نفوذ هيدروژن در جوش را کاهش مي دهند. پيش گـــرمايش قطعه کار خطر ترک هيدروژني را باز هم کاهش مي دهد. قطعات ضخيم گرماي پيش گرم را تا ساعت ها پس از جوشکاري در قطعه نگه مي دارند. لذا خطر ترک هيدروژني در اين قطعات کمتر است. دماي پيش گرم مناسب بيشتر از oC100 است زيرا در اين دما هيدروژن درون فولاد کاملا متحرک است و به خروج بيشترين مقدار هيدروژن از فولاد کمک مي کند.

تخلخل::درجوش زير پودري سرباره حفاظت خوبي از مذاب انجام مي دهد و لذا تخلخل ناشي از ورود گاز به مذاب در جــوش. زير پودري معمول نيست. در جوش زيرپودري منشاء تخلخل ممکن است از درون مــذاب و يا فشردگي هايي در سطح گرده جوش باشد. براي کاهش تخلخل در جوش زير پودري بايد پوشش فلاکس کافي باشد و ورق، الکترود و فـــلاکس از همه آلودگي ها از جمله رطوبت روغن و غيره پاک باشند. در سرعت هاي بيش از حد جوش کاري نيز حباب هاي گاز فرصت خارج شدن از مذاب را پيدا نمي کنند که در صورت وجود حباب ها درست در زير سرباره براي کنترل آن بايد سرعت پيشروي جوشکاري را اندکي کاهش داد.

آن چه مشخص است،هرچه پوشش الکترود ضخیم تر باشد ،جوش ازکیفیت بالاتری برخودار خواهدبود ،اما قیمت تمام شده تولیدآن نیز بیشتر خواهدشد.

جنس مفتول فلزی الکترود(مغزی الکترود)

باوجود آن که برای دستیابی به یک جوش مناسب،نزدیک بودن ترکیب شیمیایی الکترود به ترکیب شیمیایی فلز پایه از اهمیت ویژه ای برخورداراست،اما وجود پوشش های متنوع وفراوان،سبب شده تا سازندگان الکترود فقط از تعداد معدودی مغزی الکترود (باتنوع محدود ) برای تولید صدها نوع الکترود اقدام نمایند.

عوامل چسباننده که باعث خمیری شدن وچسبیدن پوشش روی مغزی می گردند،مثل سیلیکات سدیم وسیلیکات پتاسیم ویا چسب نشاسته .

الکترود سلولزی

بیش از 40 درصد وزنی پوشش این نوع الکترودها راسلولز تشکیل می دهد که دراثر سوختن ،مقدار زیادی هیدروژن واکسیدکربن آزادمی کند.گازهای حاصل حوضچه مذاب وقوس الکتریکی را ازنفوذ گازهای مخرب موجوددر اتمسفر محافظت می نمایند.ازاین رو،استفاده از این خانواده الکترودها،اغلب درجوشکاری پاس ریشه خطوط لوله انتقال نفت وگازوسایر سیالات که درفضای بازانجام می شوند کاربرد وسیعی پیدا کرده است .وجود گازهای فعال آزاد شده حاصل ازسوختن سلولز مثل هیدروژن واکسیدکربن،درداخل حوضچه جوش،علاوه بریونیزاسیون  آن ها که قوسی با ولتاژ بالا پدید می آورند،به دلیل انرژی فزاینده خود ،حرارت حوضچه جوش را نیز تاحد قابل توجهی افزایش داده وسبب نفوذ بسیار خوب جوش مذاب درداخل ساختار فلز پایه می گردند(الکترودهای نفوذی) .نظربه این که اغلب حجم مواد تشکیل دهنده پوشش های سلولزی را مواد فرار وسوزنده تشکیل می دهند،درنتیجه ،سرباره حاصل از جوشکاری با این الکترودهاکه روی جوش تشکیل می شود ،بسیار نازک وغیر چسبنده بود وبه آسانی ازسطح جوش برداشته می شود.

تاثیر رطوبت بر روکش الکترودها

وجودرطوبت بیش ازحد درروپوش الکترود،معایب بسیاری را درجوش به دست آمده ایجاد می کند،به همین دلیل باید درخشک نگه داشتن الکترودها کوشش بسیاری به عمل آورد.به طور کلی ،الکترودها پس ازساخت وخروج ازکارخانه سازنده،آماده جذب رطوبت از اتمسفر می باشند.اگرمیزان رطوبت نسبی هوا،بیش از 80 درصد باشد،روپوش الکترود ،جذب رطوبت را با شدت آغاز می کند واگراین میزان از 90 درصد بیشتر شود،جذب رطوبت شدت بسیار زیادی پیدا خواهد کرد.الکترودهای قلیایی به طورمعمول درشرایطی که فقط 24 ساعت درمعرض رطوبت قرارگیرند،کاملا مرطوب شده وغیرقابل استفاده می شوندودرصورتی که درصد رطوبت از 80 درصد کمتر باشد،مدت زمان لازم برای تخریب روکش الکترودهای قلیایی ،یک هفته درمعرض هواقرارداشتن است .فقط درصورتی که رطوبت نسبی هواکمتر از 40 درصد باشد،الکترودها هیچگونه آسیبی نخواهنددید.

www.iranwelding.blogfa.com

عکس (8)      عکس (9)       عکس (10)

معایب تیرهای لانه زنبوری :

اگر چه بحث های بسیاری پیرامون تیرهای لانه زنبوری ، اخیرا مطرح شده است و به عقیده گروهی از طراحان به علت مسائل اجرائی آن ، خصوصا جان تیر و اتصال آن توسط جوش(زیرا همانگونه که می دانیم، اتصالات نقش کلیدی و تعیین کننده ای را در انتقال بار از یک عضو به عضو یا اعضای دیگر دارند و در صورت اجرای نا مطلوب آن، به میزان زیادی از باربری یا مقاومت المان سازه ای کاسته خواهد شد در نتیجه مساله نظارت موثر بر اجرای عملیات جوشکاری ، اهمیت بسزائی در کیفیت کلی سازه خواهد داشت.) همچنین ضعفی که در ناحیه جان تیر در اثر کاهش مساحت آن وجود دارد از نقاط ضعف این تیرهاست.

مساله لهیدگی جان (web crippling) نیز در قسمت اتصال مقطع برش شده وجود دارد، که بسیار حائز اهمیت می باشد . در نواحی که خصوصا بار متمرکز وجود دارد و یا نزدیکی تکیه گاه ها که برش عامل موثری است ، کنترل لهیدگی جان نباید مورد توجه بیشتری قرار گیرد ، زیرا در این نواحی مقاطع حالت بحرانی تری نسبت به سایر قسمت ها دارند. البته قسمت اعظم این کاستی ها را می توان با استفاده صحیح و بهینه ورق های تقویتی برطرف نمود و بعضا در مواردی که باز هم علی رقم همه تدابیر اتخاذ شده، اساس مقطع لازم بدست نیامده باشد، از تیرهای لانه زنبوری دوبل می توان استفاده نمود . در نگاهی محتاطانه ، استفاده از تیر های لانه زنبوری از ضریب اطمینان یا ایمنی (safety factor) کمتری نسبت به سایر مقاطع برخورد دارند . اما استفاده گسترده از این نوع تیرها به سبب مزایائی که آنها را به اختصار بر شمردیم ، هنوز هم در مقیاس وسیعی از کارهای ساختمانی متداول است.

جهت وصل کردن یک یا چند قطعه در ساختمانهای فولادی نیاز به یک قطعه رابطی می باشد که دو قطعه بتوانند توسط جوش به هم متصل شوند که این قطعه رابط همان انواع اتصالات است .

انواع اتصالات در ساختمانهای فلزی به شرح زیر است :

1- انواع اتصالات تیر به ستون .

2- انواع اتصالات پای ستون .

3- اتصال دو تیرآهن به هم و تولید ستون یا تیر دوبل .

4- اتصالات بادبندها به ستونها وتیرها .

حال به توضیح تک تک اتصالات فوق می پردازیم .

1-انواع اتصالات تیربه ستون :

اتصال تیر به ستون معمولا به دو صورت است یا به صورت صلب و گیردار هستند ویا به صورت مفصلی اند .هر کدام از حالتهای مذکور نیزچند قسمت دارند که شامل موارد زیر می باشد .

الف ) اتصال صلب با جفت صفحه موازی .

ب ) اتصال صلب با جفت سپری .

ج ) اتصال صلب با صفحه انتهایی روی ستون .

اتصالات صلب در مواردی به کار می روند که از جانب تیر یا ستون در سر گره ها ممان جذب شود . اتصال صلبی که امروزه در کشور اجراء می گردد و به صورت کامل اجراء نمی شود اتصال صلب با جفت صفحه موازی است . در اتصال صلب باید جوش به صورتی باشد که قطعه کاملا گیردار باشد و جای هیچ گونه حرکتی وجود نداشته باشدیعنی دور تا دور قطعه جوش شود .

اتصالات مفصلی هم معملا در همه ساختمانها در یک طرف سازه بکار می روند که این اتصال بسیار ساده است وفقط جهت اتصال دو قطعه بکار می رود وممانی تحمل نمی کند . در این اتصال تغییر شکل وجود دارد در حالی که در اتصال مفصلی هیچ گونه تغییر شکلی نداریم . نحوه جوش دادن اتصالات مفصلی به این صورت است که(در مورد نبشی ها ) فقط بر بالایی و پائینی جوش می شود و بقیه قسمت ها نباید جوش شود .

انواع اتصالات مفصلی رایج عبارتند از :

الف ) اتصال ساده نشسته ( نبشی نشیمن ) .

ب ) اتصال به وسیله صفحه نشیمن ولچکی .

ج ) اتصال به وسیله صفحه نشیمن و صفحه برشگیر ( تیغه ) .

آنچه که امروزه اجراء می شود اتصال ساده نشسته و اتصال با صفحه نشیمن ولچکی است .

اتصالات ساختمان ابوحامد به این صورت است که در جهت صلب اتصال با جفت صفحه موازی است ودر جهت مفصلی اتصال به وسیله نبشی نشیمن ولچکی انجام می شود .

خصوصیت اصلی اتصال مفصلی این است که زاویه بین تیر و ستون بتواند تغییر کند و خصوصیت اصلی اتصال صلب این است که زاویه بین تیر وستون نتواند تغییر کند .

در اتصال ساده نشسته – نبشی هایی که در بالا می گذارند فقط برای ایجاد تعادل است  و نقش باربری ندارد و حداقل نمره آن 6 خواهد بود .

2- انواع اتصالات پای ستون :

اتصالات پای ستون نیز مانند سایر اتصالات هم صلب و هم مفصلی دارند . که در اتصال صلب از سخت کننده استفاده می شود ودر اتصال مفصلی از نبشی ها ولچکی ها استفاده میشود .اتصال صلب را در جهتی می گذاریم که ممان داریم و اتصال مفصلی را نیز در جهتی می گذاریم که ممان نداریم . جوش اتصال پای ستون نیز باید شرایط دو اتصال صلب و مفصلی را تامین کند .

3- اتصال دو تیرآهن به هم :

برای تولید ستون دوبل یا تیر دوبل لازم است که دو تیرآهن را به هم توسط بست یا پلیت متصل کرد ونیز برای طویل کردن ستونها نیز باید بین تیرآهن ها اتصال وجود داشته باشد( چون طول شاخه های تیرآهن12 متر است).

4- اتصالات بادبند ها به تیر و ستونها :

معمولا بادبندها توسط یک صفحه فلزی که از قبل در محل تقاطع تیر به ستون جوش داده شده است به ستونها وتیرها متصل میشوند .این صفحات که تحت فشار وکشش هستند باید برای هر دو عامل طرح شوند وبادبند هایی که روی این صفحات قرار می گیرند باید به طور کامل جوش داده شوند .

بعضی وقت ها در وسط نیز صفحه می گذارند . چون بادبندها نمی توانند از روی هم عبور کنند در وسط قطع می شوند وبه صفحه وسط کاملا جوش داده می شوند وادامه می  یابند . همانطور که قبلا ذکر شد بادبند های این ساختمان ناودانی تک ودبل می باشد که بوسیله صفحات تقویت به تیر و ستونها متصل شده اند .

انواع جوشكاري

VI.  جوشکاری انواع فولاد با برق

جوشکاری آلیاژهای فولاد ( با برق )

برای مصارف در صنعت فولاد را با مواردی از قبیل منگنز- نيكل – تنگستن و کرم ترکیب می کنند. این آلیاژهای فولاد را با قوس الکتریکی می توان به هم جوش داد ولی جوش کاری آنها به مراتب سخت تر از آهن است. زیرا در بعضی موارد و اوقات آلیاژ اصلی فولاد در نتیجه حرارت زیاد تجزیه می شود یا باعث سخت شدن قسمت گرم شده گشته و در سطح جوشکاری شده ترکهائی ایجاد می شود. ضمناً شلاکه (گل جوش) و گاز حاصل از سوختن پوسته الکترود در گرده جوشکاری باقی می ماند و باعث کم شدن استحکام جوش می شود.

جوشکاری آلیاژهای فولاد با کربن کم و زیاد و متوسط ( با برق )

فولادهای با آلیاژ کربن کم و متوسط را می توان بدون اشکال جوش داد ولی جوشکاری فولادهای با کربن زیاد مشکلتر است و برای جلوگیری از ترک هائی ریز گرده جوش باید الکترودهای مخصوص به کار برد.

نکاتی که در موقع جوشکاری آلیاژهای فولاد باید رعایت شود

1.  لبه قطعات کار را قبل از جوشکاری نسبت به ضخامت آنها آماده کنید و فاصله درز جوش کمتر از درز جوش آهن باشد.

2.  قبل از شروع جوشکاری قطعات حدود 200 تا 300 درجه سانتیگراد گرم کنید.

3.  الکترود را مناسب با جنس کار با پوشش مناسب و مخصوص و متناسب با قطر کار انتخاب کنید.

4.  شدت جریان دستگاه جوش را حتی المقدور کمتر انتخاب کنید.

5.  در پاس اول جوشکاری برای اینکه جوش نفوذ بیشتری داشته باشد و به اندازه کافی گرده جوش پهن باشد با سرعت آهسته تری دست را حرکت دهید.

6.  سعی کنید که گرده جوش به شکل محدب قرار گیرد و از گرده های جوش مقعر که باعث ترک بیشتری میشود خودداری کنید.

جوشکاری روی سطوح گالوانیزه و یا رنگ دار

پاین سطوح را باید به وسیله مشعل یا برش کاری قبل از کار نمودن سوزاند و چون رنگ و مواد گالوانیزه بخارهای مضر سلامتی صادر خواهند کرد باید توجه نمود که از ماسک تنفسی مناسب استفاده نمود و ضمناً سطح سوزانده شده برای عملکرد بعدی با برس تمیز شده و پاک شود.

جوشکاری فولاد منگنزی ( با برق )

مقدار منگنز فولاد بین 2 تا 14 درصد تغییر می کند و بر دو نوع است. فولاد با منگنز کم ( حدود 2 درصد) و فولاد با منگنز زیاد ( حدود 12 تا 14 درصد).
این آلیاژ بیشتر برای مقاومت در برابر سایش در وسایلی مانند وسائل سنگ خوردکنی و بیلهای خاک برداری به کار می رود.

نکاتی که در جوشکاری این آلیاژ باید رعایت شود

1.  لبه های کار را پخ بزنید و سطح جوشکاری کاملاً تمیز کنید.

2.  برا ی جلوگیری از ترک زیاد حتی المقدور شدت جریان را کمتر انتخاب کنید زیرا فولاد منگنزی در اثر حرارت زیاد ترک خواهد خورد.

3.  الکترود از نوع فولاد منگنزدار که دارای حدود 2/1 درصد کربن و 11 تا 14 درصد منگنز و درصدی کمی از مواد دیگر می باشند والکترود را از نوع آلیاژ آنها و یا نیکل و منگنز انتخاب کنید.

4.  جوشكاري را به طول 5 سانتیمتر انجام دهید و بعد از اتمام 5 سانتیمتر جوش فرصت دهید که کاملاً خشک شود و سپس گرده بعدی را شروع کنید. برای خنک کردن از هوای تحت فشار یا از پارچه مرطوب استفاده کنید. حرارت قطعه کار باید طوری باشد که بتوان در محلی که حدود 15 سانتیمتر گرده جوش باشد دست زد.

جوشکاری فولادهای زنگ نزن با برق

فولاد زنگ نزن فولادی است که 18 درصد کروم و 8 درصد نیکل دارد. ورق های کمتر از 2/1 میلیمتر را به سختی می توان با جوش برق جوشکاری کرد زیرا احتمال سوراخ شدن آنها زیاد است. در موقع جوشکاری باید از گیره و بستهای مناسب برای جلوگیری از تاب خوردگی کار استفاده کرد.
اشکال جوشکاری فولاد زنگ نزن در آن است که احتمال دارد فلز در اثر حرارت تجزیه شده و خاصیت یکنواخت خود را از دست داده و محل جوش بعداً زنگ بزند.

عملیات بعد از جوشکاری فولادهای زنگ نزن و ضد اسید کرم نیکلی

مقاومت در مقابل خوردگی های شیمیائی بر اساس منفی کردن سطح خارجی استوار است. در اثر منفی کردن حالتی به وجود می آید که در مقابل مواد اکسیدکننده ومولد اکسیژن یک قشر محافظ تشکیل می شود. وجود کرم در فولادها به تشکیل این قشر منفی کمک می کند. منفی بودن فولادهای مقاوم در برابر خوردگی تا زمانی به قوت خود باقی می ماند که قطعات شفافیت فلزی خود را از دست نداده باشند. به کار بردن سنگ سمباده ، برس یا حلقه نمدی که قبلاً برای پاک کردن آهن و فولاد معمولی به کار رفته است ، خطر انتقال اکسید و زنگ از خارج پیدا می شود. برای سنگ سمباده باید فقط انواعی ازآن را به کار برد که در کروند آنها اکسید آهن موجود نباشد. همچنین از نظر جلوگیری از ورود زنگ و اکسیدهای خارجی باید فقط برسهائی را به کار برد که سیم آنها از فولادها کرم نیکل باشد. ضمناً برای رسیدن به حداکثر مقاومت شیمیائی مهمتر از همه این است که زنگ زدگی آهن و پوسته های ایجاد شده با دقت پاک شوند. برای پاک کردن رنگ حرارتی فولاد ( فولادهای کرم نیکل در اثر گرم شدن بطئی رنگهای مختلفی به خود می گیرند که این رنگ پس از سرد شدن باقی می ماند بخصوص اگر گرم کردن و سر شدن موضعی باشد.) و برای پاک کردن پوسته های ناشی از اکسیداسیون محلولهای مختلفی به کار می برند. قبل از اینکه قطعات فولادی کرم – نیکل اسید خور یا جوشکاری شوند باید از زنگ و پوسته پاک شوند. برای زودودن چربی و روغن قطعات را در محلول قلیائی داغ یا حلالهای آلی مثل تترا کربن یا پرکلراتیلن قرار می دهند.
ماده اسیدخوری درز جوش مخوطی است با ترکیبات شیمیائی زیر :
50 قسمت جوهر نمک غلیظ اسید کلرئیدریک HCl ( وزن مخصوص 19/1).
5 قسمت جوهر شوره غلیظ اسید لتریک HNO₃ ( وزن مخصوص 40/1 ).
45 قسمت آب مقطر H₂O
به جای ماده خمیر کننده محلول را با خاک بیتومه ( Kieselgur ) به هم می زنند.

این خمیر خورنده را با قلم مو نازک روی درز جوش اطراف آن که رنگ حرارتی به خود گرفته است می مالند. پس از مدت تاثیر که در حدود 4 تا 6 دقیقه است قشر پوسته مانند را که آزاد شده با شن مالی پاک می نمایند و بلافاصله پس از اسید خور کردن قطعات را با آب می شویند. پوسته ای را که باز هم باقی مانده باشد با برس پاک می کنند . سیم برس باید فولاد کرم – نیکل باشد.

اگر ورقهای فولادی و قطعات جوش داده در حال اسید خوردگی ارسال شوند فقط اسیدخوری با خمیره مذکور و سپس منفی کردن تمام سطح با اسید نیتریک 15% کفایت طرح شده اند مفید می باشد.

مواد اسیدخوری سطحی به قرار زیر است:
5 قسمت اسید کلرئیدریک غلیظ HCL ( وزن مخصوص 19/1 )
5 قسمت اسید نیتریک غلیظ HNO₃ ( وزن مخصوص 40/1 )
11 قسمت اسید سولفوریک غلیظ SO₄H₂ ( وزن مخصوص 8/12 )
71 قسمت آب مقطر H₂O
درجه حرارت حمام اسید خوری را می توان از 20 الی 40 درجه سانتیگراد انتخاب نمود. مدت زمان اسیدخوری بسته به تکنیک عملیات است. پس از عملیات اسید خوری سطحی باید قطعات خوب با آب شسته شوند.

چون سطح خارجی قطعات و قشراکسیدی به علت اسیدخوری تحت تاثیر خوردگیهای شیمیائی قرار گرفته است بهتر است که قطعات را پس از عملیات اسید خوری دوباره منفی نمائیم.برای منفی کردن سطح خارجی به طوری که قبلاً ذکر شد محلول اکسید کننده ومولد اکسیژن به کار می برند.

عملاً برای منفی کردن تمام سطح از اسید نیتریک 15% استفاده می کنند زیرا سطح خارجی قطعات هم اثر هنگام عملیات کم و بیش با مواد خارجی در تماس بوده و این اسید هم اثر منفی کردن سطح را دارد و هم اثر زدودن مواد خارجی را ، البته باید قطعات را پس از منفی کردن ،با آب شست علاوه بر این خشک کردن دقیق قطعات نیز ارزش فراوان دارد.

چنانچه به عللی منفی کردن بلافاصله بعد از اسیدخوری انجام نگیرد، باید قطعات اسیدخوری را با یک محلول قلیائی ( مانند محلول سودا) خنثی نمود. و باز هم بعد از خنثی کردن باید قطعات را با آب فراوان شست.

پوسته و زنگ را با شن پاشی نیز می توان زدود. توصیه می شود که پس از شن پاشی نیز سطح خارجی منفی گردد. چنانچه در عمل شن پاشی، شن فولادی به کار رود بایستی عملیات اسیدخوریسطحی انجام گیرد تا مواد خارجی که در سطح فولاد جمع شده است از بین بروند. منفی کردن بلافاصله به وسیل محلول 15% اسید نیتریک توصیه می شود. در غیر این صورت باید قطعات را پس از اسیدخوری با یک محلول قلیائی ( محلول سودا) خنثی نمود.

الکترودهای جوشکاری فولاد زنگ نزن با برق

در پوشش این الکترودها مقداری روانساز به کار رفته است که در موقع جوشکاری از ورود هوا به محل مذاب جلوگیری می کند و در نتیجه جوش محکم و در مقابل خورندگی مقاوم می باشد. شلاکه حاصل از ذوب شدن الکترود روی جوش طوری قرار می گیرد که بلافاصله بعد از جوشکاری می توان آن را پاک کرد. جنس الکترود باید حتی المقدور با جنس قطعه کار یکسان باشد. الکترودهای مرطوب را برای جوشکاری به کار نبرید بلکه آنها را در درجه حرارت 150 درجه سانتیگراد قرار داده و خشک کنید .

شدت جریان جوشکاری فولاد زنگ نزن

برای جوشکاری فولاد زنگ نزن می توان از جریان مستقیم با قطب معکوس و از جریان متناوب استفاده کرد. شدت باید حدود 20% کمتر از شدت جریان لازم برای آهن در نظر گرفت

انواع جوشكاري

V.  جوشکاری روی با برق

قبلاً قطعات روی را به وسیله لحیم قلع به هم متصل می کردند ولی امروز جز در مواردی که قطعات روی را به وسیله لحیم کاری بتوان اتصال داد این فلز را جوش می دهد. در جوشکاری روی، روانساز لازم است که بتواند از اکسیداسیون کاملاً جلوگیری کند. با شعله ملایم پستانک کوچکی که زاویه که تمایل آن نسبت به قطعه کار در حدود 30 درجه باشد می توان با سرعت زیاد قطعات روی را جوش داد و درز جوش خورده تمیزی به دست آورد.

درز جوش خورده روی را میتوان در درجه 150 درجه سانتی گراد چکش کاری کرد تا ذرات آن در هم فشرده شده و مستحکمتر و ظریفتر شوند. سیم جوشکاری روی باید کاملاً خالص باشد . آلیاژهای روی که از اختلاط مس و آلومینیوم به دست می آیند نیز به خوبی جوش داده می شوند به شرط آنکه از سیم و گرد جوشکاری مخصوص آنها استفاده شود. چنانچه مقدار آلومینیوم در آلیاژ روی افزایش یابد قابلیت جوشكاري آن کاهش خواهد یافت.

الکترودهای فلزات غیر آهنی

1.  آلومینیوم

2.  آلومینیوم و آلیاژهای آن

3.  برنز – برنج – مس

رنگ شناسائی : انتها – نقره ای

الکترود برنز مخصوص جوش اتصالی و روکشی برنز – اتصال برنز به فولاد ریختگی به چدن سیاه – روکشی یا تاقانهای برنز درماشین سازی – اتصال آلیاژهای مسی و قطعات مس و تعمیر وسائل برنزی.

این الکترود دارای جریان آرام است و به آسانی جوش می خورد در وضعیت اجباری هم همان جریانهای وضعیت افقی کافی است ،در جوش روکشی باید توجه داشت که سطح جوش دادنی از هر گونه ناپاکیها واثرات شیمیایی پاک گردد. در جوشکاری قطعات آهن لای اول را حتی المقدور با جریان کم جوش می دهند تا از ناخالصی جنس جوش که دراثر ذوب شدن فلز مبنا صورت می گیرد حتی المقدور جلوگیری شده باشد. برای لایه های بعدی می توان شدت جریان را زیادتر کرد. برای آنکه حوضچه مذاب آرام تر سرد شود الکترود را به طور دایره می گردانند یعنی شعله مکرراً از روی حوضچه ذوب عبور کند بسته به موقعیت قطعه کار پیش گرم کردن آن ممکن است مفید باشد. برای جوش اتصالی با حداکثر شدت جریان کار می کنند. از نظر نقل حرارت در مس و آلیاژهای آن باید منطقه جوش قبلاً در حدود 100 درجه سانتیگراد گرم شود . برای جلوگیری از بالا آمدن زیاد درزهای لب به لب به فاصله بین دو قطعه کار توجه کافی کرد.

جوشکاری آلیاژهای فولاد با برق ...

برای مصارف در صنعت فولاد را با مواردی از قبیل منگنز- نيكل – تنگستن و کرم ترکیب می کنند. این آلیاژهای فولاد را با قوس الکتریکی می توان به هم جوش داد ولی جوش کاری آنها به مراتب سخت تر از آهن است. زیرا در بعضی موارد و اوقات آلیاژ اصلی فولاد در نتیجه حرارت زیاد تجزیه می شود یا باعث سخت شدن قسمت گرم شده گشته و در سطح جوشکاری شده ترکهائی ایجاد می شود. ضمناً شلاکه(گل جوش) و گاز حاصل از سوختن پوسته الکترود در گرده جوشکاری باقی می ماند و باعث کم شدن استحکام جوش می شود.

جوشکاری برنز با برق

برنز آلیاژی است که از ترکیب مس و قلع و روی و آلومینیوم به دست می آید. استحکام برنز نسبت به برنج بیشتر است و برای کارهای تولیدی که به مقاومت زیاد احتیاج داشته باشند و در برابر زنگ زدگی و پوسیدگی مقاوم باشند به کار می رود.

در جوش برنز از الکترود پوششی نظیر آنچه که برای جوش برنج و مس به کار می رود، می توان استفاده کرد. نکاتی که در جوشکاری برنز باید رعایت کرد عبارت است از :

1.  ناحیه جوش باید کاملاً از روغن و غیره تمیز شود. به طوری که رنگ طلائی برنز ظاهر شود.

2.  از الکترودهای با پوشش ضخیم و فسفر و برنز استفاده کنید.

3.  مقدار آمپر را معمولاً 5 تا 10 آمپر بیش از فولاد در نظر می گیرند.

4.  حتی المقدور باید سعی کرد که از گرده پهن در جوشکاری برنز خودداری کرد.

جوشکاری آلومینیم با برق

آلومینیوم فلزی سفید رنگ است ، قابلیت هدایت الکتریکی وحرارتی آلومنییوم زیاد بوده و در مجاورت هوا قشری به نام اکسید آلومینیوم روی آن را می پوشاند. که ضخامت آن 002/0 میلیمتر می باشد. و آلومینیوم را در مقابل بسیاری از گازها و مایعات محافظت می کند.
درجه ذوب آلومینیوم C 658 سانتیگراد است ، درجه ذوب اکسید آلومینیوم در حدود 2000 درجه سانتی گراد می باشد. برای بر طرف کردن این اکسید که مانع عمل جوش کاری می باشد از پوشش هائی که تولید سربارهای مخصوص می نماید استفاده می کنند وگرد آلومینیوم یا گرد جوشكاري آلومینیوم بر طرف کننده قشر اکسید شده و کثافات سطحی می باشد.

انتخاب الکترود برای جوشکاری آلومینیوم با برق

الکترودهائی که برای جوشکاری آلومینیوم استفاده می شود دارای پوشش ضخیم بوده و جنس آن حدود 95% آلومینیوم و 5% سیلیسیوم می باشد . قطر الکترود را مناسب با ضخامت قطعه کار باید انتخاب کرد. چون پوشش الکترود رطوبت را جذب می کند باید آن را حتماً درمحل خشک نگهداری کرد. الکترودهای مرطوب را می توان در درجه حرارت 200 درجه سانتی گراد خشک کرد. زاویه الکترود نسبت به قطعه کار در جوش آلومینیوم حدود 45 درجه می باشد. برای ایجاد قوس الکترود و کار، نوک الکترود و کار را باید با برس سیمی یا کاغذ سمباده تمیز کرد.

طریقه جوشکاری آلومینیوم با برق

برای جوشکاری آلومینیوم باید طول قوس را حتی المقدور کوتاه نگهداشت . برای اینکه جوشکاری خوب انجام شود قطعات ضخیمتر از 5 میلیمتر را حدود 200 درجه و برای ضخامت های تا 20 میلیمتر را حدود 400 درجه سانتی گراد گرم می کنند. در موقع تعویض الکترود و ادامه جوشکاری بایستی حدود 3 سانتیمتر از تفاله هائی را که روی جوش بسته شده پاک کرد.

در جوش آلومینیوم با جریان برق از قطب معکوس استفاده می شود . قطعات آلومینیوم ریخته شده را باید قبل از جوشكاري تا حدود 260 درجه سانتی گراد گرم کرد. بعد از خاتمه جوشکاری باید تفاله جوش را از روی گرده جوش پاک کرد و آن را با آب نیمه گرم شست.

ورق های آلومینیوم که ضخامت آنها از 2 میلیمتر کمتر است با جوش اکسیژن یا استیلن بهتر می توان جوش داد باید توجه داشت که از گرد مخصوص جوشکاری آلومینیوم باید در جوش گازحتماً استفاده نمود و زیر کار را نیز محکم نموده تا از ریختن جلوگیری شود و نیز سرعت عمل در ایجاد حوزه مذاب سریع مورد نظر می باشد و نیز از شعله قدری احیاء کننده استفاده گردد زیرا به سرد نمودن کار کمک می نماید. بهتر است از آجرهای نسوز یا مواد شبیه آن استفاده گردد.

الکترود مخصوص آلومینیوم خالص در دستگاهها

در ایران معروف به نام آما 1075

رنگ شناسائی : انتها- قهوه ای باخال نقره ای
الکترود آلومینیوم روپوش شده برای جوشكاري آلومینیوم خالص در مخازن و دستگاهها می باشد. این الکترود دارای جریان نرم است و در تمام حالات به خوبی جوش می خورد و چون نقطه ذوب آن پایین است خیلی زود آب می شود. برای جلوگیری از سوختن و پاشیدن باید طول قوس را حتی المقدور کوتاه نگهداشت.

برای به دست آوردن درز صاف و بدون سوراخ در قطعات کلفت تر از 8 میلیمتر بهتر است قطعه تا 200 درجه سانتیگراد گرم شود. قطر الکترود را معادل ضخامت دیواره جوش دادنی انتخاب می کنند. برای به دست آوردن درز جوش مقاوم در الکتروشیمی لازم است که بقایای سرباره جوش را خوب پاک کنند.

جنس روپوش رطوبت جذب می نماید و باید الکترودها را حتماً در محل خشک نگهداری کنند. الکترودهائی که مرطوب شده باشند می تواند در حرارت 200 درجه سانتیگراد دوباره خشک شوند.

رنگ شناسائی : انتها – قهوه ای

الکترود روپوش دار برای آلیاژهای آلومینیوم مثل AlMn,MlMg,AlMg₁,AlMg₃,AlMg₅ و در وسایل نقلیه – دستگاهها و مخزن سازی – جوشکاری های مقاوم در آب دریا و در کشتی سازی به کار می رود. این الکترود دارای جریان نرم است و در تمام حالات به خوبی جوش می خورد و چون نقطه ذوب آن پایین است خیلی زود آب می شود.

برای جلوگیری از سوختن و پاشیدن زیاد باید طول قوس را حتی المقدور کوتاه نگه داشت. برای به دست آوردن درز صاف و بدون سوراخ در قطعات کلفت تر از 8 میلیمتر بهتر است قطعه تا 200 درجه سانتیگراد گرم شود. قطر الکترود را معادل ضخامت دیواره جوش دادنی انتخاب می کنند. برای به دست آوردن درز جوش مقاوم در الکتروشیمی لازم است که بقایای سرباره جوش را خوب پاک کنند.

جنس روپوش رطوبت جذب می نماید و باید الکترودها را حتماً در محل خشک نگهداری کنند. الکترودهائی که مرطوب شده باشند می توانند درحرارت 200 درجه سانتی گراد دوباره خشک شوند.

روانسازها در جوشکاری آلومینیوم با برق

درجه ذوب اکسید آلومینیوم در حدود 2000 درجه سانتی گراد بود و تقریباً سه برابر درجه ذوب آلومینیوم می باشد. خمیرهای جوشکاری آلومینیوم بیشتر دارای کلرید و فلورید و سولفات سدیم و فلزات قلیائی و کلرورپتاسیم می باشند که باید کار را به وسیله آن آغشته کرد.گرد جوش اندکی قبل از فلز اصلی ذوب شده و اکسید آلومینیوم را حل می کند و به صورت تفاله در می آید و در سطح فلز گرم شده پخش می شود و از اکسیداسیون بیشتر جلوگیری می نماید.

توجه فرمائید: برای جوشکاری آلومینیوم باید حتماً روانساز مخصوص آن را به کار برد. در جوشکاری آلومینیوم دو نوع گرد جوشکاری به کار می رود که یکی از آنها در آب حل شده و به شکل خمیر در می آید. و نباید مقدار زیادی گرد را در آب حل کرد زیرا بعداً فاسد می شود و گرد خمیر، خشک و فاسد می گردد.

نوعی دیگر روانساز وجود دارد که در آب حل نشده و بیشتر در جوشکاری درزهای گونیائی به کار می رود و پس از آن باقیمانده را می توان به سادگی از روی کار پاک کرد.
نباید بیش از اندازه از روانساز استفاده کرد زیرا مضر است و از لحاظ کم بودن سیالیت آلومینیوم در موقع ذوب تغییر رنگ نمی دهد یا خیلی کم سرخ می شود لذا تشخیص زمان ذوب برای مبتدیان جوشکاری سخت است و اتفاق می افتد که حرارت مشعل در یک نقطه متمرکز شده و کار را سوراخ می نماید. آزمودگی جوشکار در آن است که لحظه دقیق جوشکاری را از ذوب شدن روانساز و پراکنده گشتن روانساز در روی فلز یا قطعه کار تشخیص دهد. هر چه اجزاء آلیاژ بیشتر باشد جوشکاری دشوارتراست.

شیشه عینک جوشکاری آلومینیوم بایستی آنقدر روشن باشد که بتوان به وسیله آن مطالعه کرد و جوشکاری از راست به چپ در مورد فلزات سبک متداول است. در مورد ورقهای ضخیمتر از 4 میلیمتر جوشکاری از چپ به راست انجام می گیرد . زاویه مشعل با سیم جوش از زاویه جوشکاری آهن بیشتر است و مخصوصاً توجه شود که مخروط داخلی شعله باید روی حوضچه مذاب قرار گیرد. مشعل را نباید نوسان داد بلکه در امتداد خط جوش به طور مستقیم حرکت داد.

انواع جوشكاري

IV.  جوشکاری فولادهای مولیبدونی

وقتی که به فولاد مولیبدون اضافه شوuد مقاومت آن را بالا می برد مخصوصاً در حرارتهای زیاد ، بنابراین موارد استعمال این نوع فولاد بیشتر در لوله هائی که تحت فشار و حرارت زیاد باشد بیشتر است. بعضی از فولادهای مولیبدونی دارای مقداری کرم نیز هستند این آلیاژ را که مولی کرم می نامند بیشتر در ساختن قطعات مقاوم هواپیما به کار برده می شوند. جوشکاری این فولاد مانند جوشکاری آهن می باشد با این تفاوت که برای مقاوم بودن جوش باید از الکترود نوع E_7010 و E_7012 و E_7020 استفاده شود و برای قطعات ضخیم که گرده های پهن مورد احتیاج است می توان از فولادهای قلیائی (E_7016 ، E_7015 (LOWHYDROGE استفاده نمود. در مورد جوشكاري ورقهای 5 میلیمتر و ضخیمتر لازم است بعد از جوشکاری 1200 الی1250 درجه فارنهایت گرم کرده و برای ضخامت 5/12 میلیمتر به مدت یک ساعت گرم نگهداشت و بعد از آن باید قطعه به آهستگی سرد نمود به طوری که در هر ساعت 200 الی 250 درجه فارنهایت از حرارت آن کاسته شود وقتی که قطعه به 150 درجه فارنهایت رسید بعد می توان قطعه را در هوای معمولی سرد کرد.

جوشکاری مونل واینکونل

فلز مونل آلیاژی است از 67 % نیکل 30% مس و مقدار کمی آهن و آلومینیوم و منگنز.
فلز اینکونل آلیاژی است از 80% نيكل ، 15% گرم و 5% آهن.
این دو فلز به علت مقاومت زیادی که در مقابل زنگ زدگی دارند برای ساختن تانکر و ظروف حامل مایعات به کار می روند.
مونل و اینکونل را می توان با الکترودهای پوشش دار به آسانی آهن جوشکاری کرد.
بنابراین جوشکاری این فلزات در تمام حالتها امکان پذیر است ولی بهتر است که درحالت تخت عمل انجام گیرد. قطعاتی که ضخامت آنها کمتر از 5/1 میلیمتر است نباید با قوس الکتریکی جوشکاری نمود. برای جوشکاری مونل واینکوئل باید عملیات زیر را انجام داد.

1.  قشر نازک اکسید تیره رنگ را از نقاطی که باید جوشکاری کرد به وسیله برس یا سمباده پاک نمائید.

2.  به گرم کردن قبلی احتیاجی نیست.

3.  از الکترودهای با پوشش ضخیم استفاده به عمل آید.

4.  درمورد جوشکاری حالت تخت زاویه الکترود نسبت به خط قائم درجه و در مورد حالتهای دیگر الکترود عمود بر صفحه باید باشد.

5.  – گرده های باریک ایجاد گردد.

جوشکاری طلا

جوشکاری طلا به طریقه DC باجریان مستقیم انجام میگرد. الکترود را به قطب منفی وصل می نمائیم و یا با جریان فرکانس زیاد جریان متناوب کار میکنیم . ضمناً می توان برای جوشکاری طلا از طریقه جوشکاری نقطه جوش استفاده کرده که با الکترود و لفرامی عمل می نماید و پس از جوشکاری به وسیله صیقل نمودن با الکل کار را براق می نمائیم . ضمناً به وسیله جوشکاری کند پرسی نیز می توان طلا راجوش داد. جوش دادن متداول با شعلهای ریز و دقیق شبیه جوشکاری نقطه جوش می باشد.

جوشکاری آلومینیوم با گاز

تنظیم شعله مشعل استیلن یا کاربید و هوا درموقع جوشکاری آلومینیوم

در وهله اول برای شروع کار جوشكاري آلومینیوم باید مقدار استیلین کمی از اکسیژن بیشتر باشد زیرا روانساز هنوز کاملاً گرم نشده و نمی تواند اکسیژن را جذب نماید.
پس از شروع جوشکاری از شعله خنثی استفاده می گردد و سیم جوش در حال جوشکاری ممکن است از آلیاژ آلومینیوم یا آلومینیوم خالص باشد که پنج درصد سیلیسیم دارد و توجه شود که قطر سیم جوش باید کمی بیشتر از قطعاتی باشد که می خواهیم جوش بدهیم و آن را در موقع جوشکاری گرم نموده و د روانساز وارد می کنیم.

نکات مهم دیگر جوشکاری آلومینیوم با گاز استیلن

پس از تمیز نمودن سطح بالائی فلز آلومینیوم با رنده, سوهان و برس ورقهای آلومینیوم کمتر از 5/0 میلیمتر را می توان از طریق خم کردن لبه آنها بدون سیم جوش جوشکاری نمود و ورقهای کمتر از 3 میلیتر احتیاج به پخ زدن ندارند, چنانچه امکان جوشکاری از دو طرف باشد دو نفر جوشکار می توانند ورقهای به ضخامت حتی 15 تا 20میلیمتر را لب به لب جوش بدهند و برای لوله های ضخیمتر آن را پخ می زنند. قطعات ریخته گری شده آلومینیوم را فقط در وضع افقی جناغی نموده, جوش می دهیم و پنبه نسوز یا آجر نسوز زیر کار نباید فراموش شود. و قطعات طولانی را باید به وسیله بست هائی به یکدیگر متصل نمود و قرار دادن پنبه نسوز برای جلوگیری از ریختن آلومینوم است.

نکات دیگری که پس از جوشکاری آلومینیوم باید رعایت شود

چکش کاری درز جوش در حالت گرم برای ازدیاد استحکام با ضربات سریع و ملایم انجام می گیرد و زیر کاری تکیه گاه نباید حالت فنریت داشته باشد.به وسیله محلول اسید نیتریک, روانساز باقیانده در روی سطح فلز را به وسیله برس زدن در آب گرم یا محلول اسید از روی آن بر می داریم. و با آب گرم می شوئیم و بهتر است پس از خاتمه جوشکاری آنها را کمی گرم کنید و در هوای آزاد نگذارید تا به تدریج برای آماده سازی قبلی به طوری که گفته شد قطعات آلوده به روغن و گریس را به وسیله بنزین و سپس با محلول سود 10% باید شست یا گرم کرد که چربی ها بسوزد و با برس تمیز گردد. قطعات بزرگ را مانند قطعات چدن قبلاً گرم می نمائیم و هیچگونه تغییر ظاهری در آلومینیوم مشاهده نمی گردد.

جوشکاری آلیاژهای آلومینیوم

در مورد آلیاژهای آلومینیوم روش جوشکاری خالص آلومینیوم می باشد و روانساز می تواند در مورد قطعات شکسته آلومینیوم کثافات را از درز شکسته شده بیرون آورد . هر چند منیزیم آلیاژ بیشتر باشد عمل جوشکاری دشوارتر شده و لایه اکسیدی از سیلان فلز مذاب جلوگیری می نماید. بدین جهت جوشکاری آلیاژهائی که بیش از 5/2% منیزیم دارند احتیاج به مهارت زیاد جوشكاري دارد و بهتر است این آلیاژها را با قوس الکتریکی و گاز محافظ جوش داد .چون درموقع جوشکاری منیزیم آلیاژ می سوزد و سیم جوش با دارا بودن منیزیم باید کمبود منیزیم ناحیه ذوب را تأمین نماید. در مورد عملیات بعد از جوشکاری چون درز جوش خاصیت فلز ریخته شده را پیدا می نماید سخت تر شده و بایستی آن را با چکش کاری درمحل جوشکاری شده تا اندازه ای تصحیح کرد.

جوشکاری فلزات رنگین با برق

فلزات رنگین به فلزاتی گفته می شود که فاقد آهن و آلیاژهای آن باشد مانند مس – برنج – برنز- آلومینیوم – منگنز- روی – سرب تمام فلزات رنگین را با کمی دقت و مهارت و آشنایی اصول جوشكاري می توان با قوس الکتریکی جوش داد و باید خواص فلزات را در نظر گرفت.

مس

فلزی است قرمز رنگ با جلای فلزی – قابلیت جوشکاری و هدایت الکتریسته و حرارت مس خوب است. نقطه ذوب 1083درجه سانتی گراد است و آن را از سنگ معدن استخراج می کنند مس با اکسیژن ترکیب شده و اکسید مس می دهد.

جوشکاری مس با برق

بهترین راه جوشکاری مس با جوش گاز اکسیژن و کاربید است. ولی می توان جوشکاری را با قوس الکتریکی نیز انجام داد. ورقه های مس را مانند ورقه های آهنی برای جوشکاری آماده می کنند ولی چون قابلیت هدایت حرارت مس زیاد است باید مقدار آمپر را قدری بیشتر در نظر گرفت و بهتر است همیشه با قطب مستقیم جوشکاری را انجام داد . زاویه الکترود نسبت به قطعه کار مانند جوشکاری فولاد است. طول قوس باید 10 تا 15 میلیمتر باشد.

برای جوشکاری مس می توان از الکترودهای ذغال استفاده کرد. الکترودهای جوشکاری مس بیشتر از آلیاژ، مس و قلع و فسفر ساخته شده است. گاهی از الکترودهائی که دارای فسفر برنز، سیلیکان با آلومینیوم هستند استفاده می شود.

جوشکاری برنج با برق

برنج بهترین آلیاژ مس است و از مس و روی و گاهی قلع ومقداری سرب تشکیل میشود. این فلز در مقابل زنگ زدن و پوسیدن مقاوم است. چون روی در حرارت نزدیک ذوب برنج تبخیر می شود بنابراین جوشکاری این فلز با الکترود فلزی مشکل است.

در موقع جوشکاری ، روی بخار شده و اکسید آن محل جوش را تیره کرده و عمل جوشکاری را مشکلتر می نماید. ضمناً گازهای حاصله خطرناک بوده و باید محل کار تهویه گردد.

حرکت دست در موقع جوشکاری بسیار مهم است و باید حتی الامکان سرعت دست را زیاد کرده و گرده جوش کمتری ایجاد شود تا فرصت زیاد برای تبخیر روی نباشد. برنج را می توان با الکترودهای گرافیتی و الکترود معمولی جوشکاری نمود. درجوشکاری با الکترود گرافیتی از آلیاژ برنز یا از آلیاژی مشابه آلیاژ فلزی که باید جوش داده شود استفاده می شود. و نیز در جوشکاری برنج از قطب معکوس استفاده می گردد. فاصله الکترود تا کار باید حدود 5 تا 6 میلیمتر باشد.

III.      جوشکاری فلزات رنگین

جوشکاری فلزات رنگین با گاز استیلن یا کاربیت ( یا فلزات غیر آهنی)

فلزات غیر آهنی یا فلزات رنگی به فلزاتی گفته می شود که فاقد آهن و یا آلیاژهای آن باشند مانند مس – برنج – برنز- آلومینیوم- منگنز- روی و سرب
تمام فلزات رنگین را با کمی دقت و مهارت و آشنائی با اصول جوشكاري می توان جوش داد و برای جوشکاری این نوع فلزات بایستی خواص فلز را در نظر گرفت.

جوشکاری مس با گاز

بهترین طریقه برای جوشکاری مس جوشکاری با اکسیژن است( جوش اکسیژن = اتوگن= استیلن= کاربید اصطلاحات مختلف متداول می باشند) ضمناً می توان جوشکاری مس را با قوس الکتریک یا جوش برق نیز انجام داد.

ورقه های مس را مانند ورقه های آهنی برای جوشکاری آماده می کنند یعنی سطح بالائی را تمیز نموده و از کثافات و روغن پاک نموده و در صورت لزوم سوهان می زنند. ولی چون خاصیت هدایت حرارت مس زیادتر است باید مقدار آمپر را قدری بیشتر گرفت. بهتر است همیشه با قطب مستقیم جوشکاری را انجام داد ( با جریان مستقیم و الکترود مثبت) زاویه الکترود نسبت به کار مانند جوشکاری فولاد است. طول قوس حداقل باید 10 تا 15 میلی متر باشد, برای جوشکاری مس می توان از الکترودهای ذغالی استفاده کرد. الکترودهای جوشکاری مس بیشتراز آلیاژ مس و قلع و فسفر ساخته شده اند و گاهی نیز از الکترودهای که دارای فسفر- برنز- سیلکان یا آلومینیوم هستند استفاده می کنند چون انبساط مس در اثر گرم شدن زیاد است فاصله درز جوش را در هر 30 سانتیمتر در حدود 2 تا 3 سانتیمتر زیادتر در نظر می گیرند. خمیر روانساز مس معمولاً در حرارت 700 تا 1000 درجه ذوب می شود و به صورت تفاله (گل جوش) سبکی روی کار قرار می گیرد و از تنه کار به علت کف کردن در روی کار نباید استفاده شود. بدون روانساز هم می توان مس را جوش داد و معمولاً از براکس استفاده می گردد. مس را به وسیله شعله خنثی جوش دهیم تا تولید اکسید مس نکند چون ضریب هدایت حرارت مس زیاد است باید پستانک جوشکاری مشعل 1 تا 2 نمره بیشتر از فولاد انتخاب شود. بهتر است مس را قبل از جوشکاری گرم نمائیم و با سیم جوشکاری مخصوص جوش داد برای جوشکاری صفحه 5 میلیمتری سیم جوش 4 میلیمتری کافی است و از وسط ورق شروع به جوشکاری می نمائیم و وقتی فلز هنوز گرم است روی آن چکش کاری می شود تا استحکام درز جوش زیاد شود.

جوشکاری سرب

در این نوع جوشکاری بیشتر از گاز هیدروژن و اکسیژن استفاده می گردد. در جوشکاری سرب احتیاج به گرد مخصوص نیست ولی باید قطعات کار را قبل از جوشکاری کاملاً صیقلی نموده سیم جوش سرب باید کاملاً خالص باشد چون سرب مذاب بسیار سیال می باشد. لذا جوشکاری درزهای قطعات سربی که به وضع قائم قراردارند بسیار دشوار و مستلزم مهارت و تجربه زیاد است.

جوشکاری چدن با برنج یا لحیم سخت برنج

چدن را می توان با برنج جوش داد. قطعات چدنی را باید همان طوری که برای جوشکاری با سیم جوش چدنی آماده می شوند برای برنج جوش آماده ساخت. لبه های درز جوش را باید به وسیله سوهان یا ماشین تراشید و هیچگاه لبه های درز قطعات چدنی را با سنگ سمباده پخ نزنید. زیرا ذرات گرافیت روی ذرات آهن مالیده می شوند و لحیم سخت خوب به چدن نمی چسبد. قطعات چدنی را قبل از شروع به جوش دادن حدود 210 تا 300 درجه سانتی گراد گرم کنید و گرد جوشکاری مخصوص چدن به کار برید تا بهتر به هم جوش بخورد.

نقطه ذوب سیمهای برنجی باید در حدود 930 درجه سانتی گراد باشد. سیمهای برنجی که برای جوش دادن قطعات چدنی به کار می روند دارای مقدار زیادی مس است و کمی نیکل نیز دارند . نیکل اتصال لحیم را به چدن آسان می کند و نقطه ذوب زیاد آن موجب سوختن گرافیت درز جوش می شود . در جوشکاری چدن با برنج از شعله ملایم پستانک بزرگ با فشار کم استفاده کنید. اگر فشار شعله زیاد باشد گرد جوشکاری از درز خارج می شود و در نتیجه قطعات چدنی خوب به هم جوش نمی خورند. قطعات چدنی را باید پس از جوشکاری در محفظه یا جعبه ای پر شن یا گرد آسپست قرار داد تا بتدریج خنک شود و سبب شکنندگی و ترک و سخت شدن چدن نگردد.

جوشکاری منگنز

از منگنز به صورت خالص استفاده نمی شود در جهت عکس از آلیاژهای ماگنزیوم استفاده می شود که برای ریختگی فشاری از آن استفاده می گردد . به جای آلیاژهای Mg. Mn و Mg. Al و Mg AlZn امروزه از آلیاژهای مخصوصاً محکم Zr و Th استفاده می شود.

برای جوشکاری ماگنزیوم و آلیاژهای آن از همان شرایط جوشکاری آلومینیوم استفاده می گردد.

قابلیت هدایت حرارت زیاد و انبساط سبب پیچش زیاد کار می شود. ماگنزیوم در درجه حرارت محیط به سختی قابل کار کردن است و در 250 درجه می توان به خوبی کار گرد.

جوشکاری برنج با گاز

برنج مهمترین آلیاژ مس است و از مس و روی و گاهی قلع و مقداری سرب تشکیل می شود، این فلز در مقابل زنگ زدگی و پوسیدگی مقاوم است. چون روی در حرارت نزدیک ذوب برنج تبخیر می گردد بنابراین جوشکاری با این فلز مشکل می باشد. برنج از 60 درصد مس و 40% روی و گاهی مقداری سرب تشکیل شده است. درموقع جوشکاری روی به علت بخار شدن و اکسید روی محل جوش را تیره کرده و عمل جوشکاری را مشکلتر می نماید. ضمناً گازهای حاصله خطرناک بوده و باید از محل کار تخلیه گردند. درموقع جوشکاری روی حرکت دست بسیار مهم است و باید حتی الامکان سرعت دست را زیاد کرده وگرده جوش کمتری ایجاد نمود تا فرصت زیادی برای تبخیر روی نباشد. برنج را می توان با الکترودهای گرافیتی و معمولی جوشکاری نمود، درجوشکاری برنج از قطب معکوس استفاده می شود.

فاصله قوس الکتریکی باید حداقل 5 تا 6 میلیمتر باشد. برنج ساده تر از فولاد و چدن و مس جوش داده می شود و استحکام و قابلیت انبساط آن درمحل درز جوش بسیار خوب است. توجه شود چون انقباض و انبساط برنج زیاد است نمیتوان به وسیله چند نقطه جوش به هم وصل کرد بلکه بایستی به کمک بست هائی که در حین جوشکاری می توان آنها را به هم متصل نمود از پیچیدگی جلوگیری شود.

توجه شود که در جوشکاری از سیمهای مخصوص جوشکاری برنج که مقدار مس آن 42 تا 82 درصد است استفاده نمائید و برای جلوگیری از اکسیداسیون از گرد جوشکاری استفاده می شود و از استعمال تنه کار در جوشکاری برنج باید خودداری شود زیرا درز جوش را خورده سوراخ سوراخ و متخلخل می سازد و شعله را باید طوری تنظیم کرد که اکسیژن آن از استیلن بیشتر باشد زیرا روی در حرارت 419 درجه ذوب و در 910 درجه تبخیر می شود و رسوبی از روی و اکسید روی در کنار درز جوش به وجود می آید. مقدار اکسیژن شعله بستگی به نوع آلیاژ دارد و می توان قبلاً قطعه ای از آن را به طور آزمایشی جوش داد و اگر درز جوش سوراخ و خورده نشد خوب است. و اکسیژن زیاد هم باعث کثیف شدن جوش می شود . ورقهای نازکتر از 4 میلیمتر را از راست به چپ و ورقهای ضخیم تر از 4 میلیمتر را از چپ به راست جوش می دهند. به چکش کاری و خروج دود خطرناک و استفاده از ماسک مخصوص وباز نمودن پنجره وهواکش باید توجه نمود.

جوشکاری فولاد زنگ نزن با گاز

قابلیت هدایت حرارت فولاد زنگ نزن کمتر از فولاد معمولی می باشد و می توان سر مشعل را کوچکتر انتخاب کرد. شعله جوشکاری باید برای جوش فولاد زنگ نزن خنثی باشد زیرا اکسیژن یا استیلن اضافی با عناصر تشکیل دهنده فولاد زنگ نزن ترکیب شده و درز جوش خورده پس از مدتی زنگ می زند . روانساز جوشکاری فولاد زنگ نزن را به صورت خمیر در آورده روی درز جوش می مالیم . سیم جوش باید حتی المقدور از نوع خود فولاد زنگ نزن انتخاب شود و بهتر است تسمه باریکی از جنس همان فولادی که باید جوش داده شود را بریده و به جای سیم جوشکاری استفاده کرد.
در روش جوشکاری این فولاد مشعل را باید طوری نگهداشت که زاویه آن نسبت به کار بین 80 تا 90 درجه باشد . زاویه سیم جوش در حدود 20 تا 40 درجه است وسیم جوشکاری را جلوی مشعل نگذارید تا همزمان با لبه کار ذوب شود و نوک مخروطی باید با ناحیه مذاب تماس داشته باشد تا از اکسیده شدن فلز جلوگیری کند. و شعله را نباید یک دفعه از کار دور نمود زیرا درجه انبساط فولاد زنگ نزن بیشتر از فولاد معمولی است و بابست های مخصوص از پیچیدن و کج شدن آن در موقع جوشکاری باید جلوگیری کرد فاصله لبه کار را باید برای هر 30 سانتیمتر 3 الی 4 میلیمتر بیشتر در نظر گرفت. پس از تمام شدن کار جوشکاری به وسیله برس و شتشو مواد اضافی تفاله و روانساز و یا گرد جوشکاری اضافی را باید کاملاً تمیز کرد و بر طرف نمود.