پایان نامه جوش پذیری فولادهای ساده کربنی


دنلود مقاله و پروژه و پایان نامه دانشجوئی

پایان نامه جوش پذیری فولادهای ساده کربنی مربوطه  به صورت فایل ورد  word و قابل ویرایش می باشد و دارای ۷۲  صفحه است . بلافاصله بعد از پرداخت و خرید لینک دانلود پایان نامه جوش پذیری فولادهای ساده کربنی نمایش داده می شود، علاوه بر آن لینک مقاله مربوطه به ایمیل شما نیز ارسال می گردد

 فهرست

مقدمه :   ۲
جوش پذیری فولادهای ساده کربنی با کربن متوسط   ۳
جوش پذیری فولادهای آلیاژی:   ۵
جوش پذیری فولادهای آلیاژی کم آلیاژ منگنز دار:   ۶
جوش پذیری فولادهای آلیاژی ، پر الیاژ منگنز دار:   ۹
جوش پذیری فولادهای زنگ نزن فریتی:   ۱۷
طبقه بندی فولادهای زنگ نزن فریتی:   ۱۷
قابلیت جوش پذیری فولادهای زنگ نزن فریتی:   ۱۹
جوشکاری فولادهای زنگ نزن مارتنزیتی:   ۳۵
فولادهای آستنیتی و پر آلیاژ   ۳۶
واکنشهای گاز – فلز و سرباره – فلز   ۳۶
خواص و پارامتر های عمومی د رجوشکاری فولادهای زنگ نزن استینتی:   ۵۴
منابع   ۷۰

منابع

تکنولوژی جوشکاری امیر حسین کوکبی

۱-Beifoert, D.A.2001.tailored blank welding,Indu Strial Laser Sotution           ۱۶:۲۳-۳۶

۲٫Arata, Y, and Nabegala, E, 1978. Tandem electron beam welding (Report-1).Trans JWRI 7:101-109

3-Benas, C.M.1987.Twinspot Laser Welding.United T echnogies CO,U.S.patentNO 4,691,093

 

مقدمه :

فولادهای ساده کربنی ، همانگونه که در بخش قبلی معرفی شدند، بخش وسیعی از تولیدات فولاد در سراسر دنیا را شامل می شود و به طور کلی، شامل آن دسته از آلیاژهای آهن، کربن هستند که حداکثر درصد کربن، منگنز و سیلیسیم آن ها به ترتیب ۷/۱-۷/۱- ۶/۰ بوده و فاقد سایر عناصر آلیاژی  به میزان قابل توجهی باشند . بر این ساس، فولادهای کربنی به سه دسته اصلی کاربردی تقسیم بندی می شوند:

جوش پذیری فولادهای ساده کربنی کم کربن:

در صد عناصر آلیاژی موجود دراین ولادها، به قرار حداکثر ۲/۰ درصد کربن، حداکثر ۶/۱ درصد منگنز و ۶/۰ درصد سیلیسیم می باشد. فولادهای ساختمانی مثل ۳۷ و ۵۲ و … در این خا نواده ار داشته و به طور صد درصد با کلیه روش ها قابل جوشکاری بوده و بگونه ای که نیازی به عملیات حرارتی قبل یا بعد از جوشکاری ندارند. جوشکاری اینفولادها با کلیه الکترودها و سیم جوش ها ی فولادی کربنی وکم آلیاژ امکان پذیر است.  البته با تجه به فاکتورهای اقتصاد  جوش ،  همواره استفاده از پر کننده  های طبقه SFA5.1-SFA5.5   ، طبقهSFA5.2 ، طبقه SFA5.17  ، طبقه SFFA5.18  توصیه می شود.

جوش پذیری فولادهای ساده کربنی با کربن متوسط

میزان کربن این فولاد ها اغلب بین ۲/۰ تا ۵/۰ درصد است . برای جوشکاری این فولادها به عملیات حرارتی پیش گرم کردن و پس گرم کردن نیاز است.

وقتی درصد کربن فولاد بیشتر از ۲٫۰ درصد و درصد منگنز آن بیش از ۱ درصد است باید برای جوشکاری به توصیه های زیر توجه نمود:

۱-     استفاده از الکترود یا موادمصرفی کم  هیدروژن  با روپوش های قلیایی و خشک، مثل الکترودهای E7018-SFA5.1-

2-      پیش گرمایی قبل از جوشکاری به خصوص در مورد فلزات ضخیم به علت سریع سرد شدن  در حدود ۴۰ تا ۱۰۰ درجه سانتیگراد.

۳-     کنترل درجه حرارت بین پاس ها به خصوص در مورد فلزات ضخیم ، در حدود ۶۰ تا ۱۰۰ درجه سانتیگراد.

۴-     پس گرمایی برای تنش گیری بعد از جوشکاری در حدود ۵۴۰ تا ۶۰۰ درجه سانتیگراد به مدت ۲۵ دقیقه به ازای هر یک  سانتیمتر ضخامت قطعه.

۵-     انتخاب طرح اتصال صحیح.

۶-     انتخاب صحیح قطر الکترود یا سیم جوش مصرفی ، شدت جریان و ولتاژی جوشکاری با توجه  به ضخامت فلز پایه.

۷-     استفاده از شعله خنثی یآ بسیار کم احیآیی در هنگام استفاده از رو جوشکاری اکسی استیلن زیرا شعله اکسیدی سبب اکسیده شدن و تردی جوش و شعله احیایی  سبب افزایش کربن در جوش می شود.

۸-     تمیز کردن سطح قابل جوشکاری در هنگام استفاده از جوش های مقاومتی از هر گونه چربی و اکسید و همچنین صافی سطح مطلوب . با توجه به موارد گفته شده ، ملاحظه قابل انجام است که برای وصول به خواص مکانیکی مطلوب باید به موارد ذکر شده توجه کرد.

جوش پذیری فولادهای کم کربن به فولادهای با کربن متوسط  یا پر کربن:

مقدار زیاد کربن در فولادهای کربن متوسط یا پر کربن ، مثل فولادهای خانواده CK  در کنار میزان منگنز از ۶/۰ درصد ، سختی پذیری این فولاد ها را افزایش می دهد . به همین دلیل ، معمولأ از آن شرایط آبکاری و برگشت داده شده برا ی ساخت قطعاتی مثل محور ، اتصالات ، دنده ها ، میل لنگ ها و غیره استفاده می شود.  در مواردی لازم است این فولاد ها به فولادها ی ساختمانی مثل ST52یا ST37  متصل شوند. این اتصال را می توان به وسیله فرایند های جوشکاری و به طور رضایت بخشی جوش داد، مشروط براین که اقدامات لازم و مناسب اعمال شود زیرا این احتمال ، همواره وجود دارد که در حین جوشکاری ، ساختار ترد و شکننده ماتنزیت تشکیل گردد. بنابراین توجه به موارد زیر در هنگام جوشکاری فولادهای نام برده ضروری است:

۱-     استفاده از الکترود یآ سیم جوش های فولادی کم آلیاژ به خصوص الکترود sfa5.e8018-g  .

۲-               پیش گرمایی قبل از جشکاری در ۲۰۰ درجه سانتیگراد .

۳-               کنترل درجه حرارت بین پاس ها در حدود ۲۰۰ درجه سانتیگراد.

۴-               پس گرمایی بعد از جوشکاری در دمای ۶۰۰ درجه سانتیگراد ونگه داری قطعه به میزان ۲۵ دقیقه  به ازای هر سانتی متر ضخامت قطعه کار در این دما.

۵-               انتخاب طرح اتصال صحیح .

۶-               انتخاب صحیح قطر الکترود یا سیم جوش مصرفی با توجه به ضخامت فلز پایه.

همانگونه که قبلأ گفته شد، در مواردی که فولادهای با درصد کربن نسبتأ بالا به فولادهای کم کربن جوشکاری می شوند، اگر از روش های معمولی جوشکاری استفاده گردد، برای فولادی که درصد  کربن آن بالاست، احتمال تشکیل فاز سخت ، ترد و شکننده ماتنزیت با چقرمگی پایین و در نتیجه بروز ترک های سرد در منطقه HAZ  بسیار زیاد است. پس این فولادها را باید قبل از جوشکاری بگونه ای پیش گرم کرد تا با کاهش سرعت سرد شدن ، از احتمال تشکیل ماتنزیت کاسته شود.

با افزایش مقدرا کربن، معادل ضخامت و مقدار هیدروژن در قوس ، دمای پیش گرمایی نیز افزایش می یابد.

برای تعیین حداقل درجه حرارت پیش گرم کردن ، استفاده از فرمول تجربی زیر برای کلیه فولادهای کربنی توصیه می شود:

 که در آن T= درجه حرارت پیش گرم کردن

CE= کربن اکیب والان  یا معادل کربن است که از رابطه زیر محاسبه می شود:

جوش پذیری فولادهای آلیاژی:

فولادهایی که علاوه بر کربن، دارای عناصر آلیاژی قابل توجه دیگری نیز باشند، در این خانواده قرار می گیرند. در جوشکاری این فولادها ، اغلب مشکلات زیادی ظاهر می شود. از جمله سوختن عناصر آلیاژی ، رسوب کاربیدها به هنگام گرم کردن فولاد، رسوب سختی ، افزایش تنش های انقباضی و ایجاد ترک ها براثر کم بودن  قابلیت هدایت حرارت و غیره .. در این بخش به بررسی جوش پذیری انواع فولادهای آلیاژی به یکدیگر و نیز یافتن راهکارهای مناسب برای دستیابی به جوش های سالم تر پرداخته می شود.

جوش پذیری فولادهای آلیاژی کم آلیاژ منگنز دار:

این فولادها ، اغلب در ساختار خود حدود ۲/۱۱ تا ۷۵/۱ درصد منگنز دارند. درصد کربن آنها معمولاً در حدود ۲۵/۰ تا ۴/۰ درصد بوده و در بعضی موارد تا زیر ۳/۰ درصد کرم دارند. این قبیل فولادها ، در خانواده فولادهای قابل بهسازی قرار دارند و برای تولید اجزاء سازه ای ماشین ها و وسایط نقلیه عمومی به کار می روند.

برای جوشکاری این فولادها از تمام روش های جوشکاری می توان استفاده کرد، و مواردی  که در این مورد باید مد نظر قرار بگیرد عبارتند از :

۱-     استفاده از الکترود و سیم جوش های کم هیدروژن قلیایی به خصوص SFA-5.1 ;E7028 یا سیم جوش SFA-5.18;ER70S-6 .

2-     پیش گرمایی قبل از جوشکاری تا حدود ۲۰۰ الی ۴۰۰ درجه سانتیگراد برحسب مقدار کربن و ضخامت فلز پایه.

۳-     پس گرمایی به جهت تنشگری تا حدود ۵۵۰ درجه سانتیگراد.

۴-     استفاده از طرح اتصال صحیح . زیرا در طراحی و آماده سازی اتصالات باید دقت زیادی مبذول داشت، چون این فولاد ها دارای استحکام بالایی هستند،  تنش های اعمال شده در حین استفاده از قطعه کار نیز بالاتر پیش بینی شده و عدم رعایت دقت کافی در بعضی نقاط حساس تر است. مواردی مثل نفوذ ناقص در دو طرف جوش که سبب به هم خوردن موازنه تنش در قطعه می شود، تشدید کننده های تنش مثل بلندی گرده جوش یا بریدگی کنار خط جوش از این جمله اند.

۵-     استفاده از الکترود یآ سیم جوش با قطر های مناسب.

به طور کلی در جوشکاری این قبیل فولادها ، مشل خاصی وجود ندارد و حضور مقدار قابل توجهی منگنز ، از بروز پدیده سرخ شکنندگی جلوگیری می کند.

ساختار اولیه فلز جوش  فولادهای کربنی و کم آلیاژ منگنز دار ، به صورت ستونی دراز  از مرز ذوب تا سطح جوش ادامه می یابد. وقتی سرعت انجماد پایین تر باشد، ساختارهای فرعی منشعب نیز سلولی یا ستونی هستند در حالی که اگر آهنگ سرد شدن افزایش  یابد، ساختارهای فرعی به شکل دندریتی و شاخه ای نمایان خواهند شد. انحلال پذیری گوگرد در فریت نسبتأ خوب اما در آستنیت بسیار پایین است، در نتیجه به هنگام جوشکاری فولادهای کربنی آستینتی که درصد کربن آن ها از ۱/۰ درصد بیشتر است، گوگرد به مرز دانه های آستنیت اولیه دفع شده و با تشکیل سولفید آهن ، ضعیف بین دانه ای را شدید می کند.

انحلال پذیری تعادلی حداکثر گوگرد در فریت (  ) برابر ۱۸/۰ درصد و در آستنیت ( ) در حدود ۰۵/۰ درصد است. در جریان سرد شدن و انجماد ، به دلیل  اختلاف نقطه  انجماد ، دانه های غنی از آهن زودتر جامد می شوند در حالی کهFe-S که در مرز دانه ها رسوب نموده است تا ۱۰۰۰ درجه سانتیگراد  نیز به صورت مذاب باقی مانده و تازه از این درجه ، شروع به انجماد و در نهایت انقباض می کند.

 نمودار تعادلی دو تایی Fe-S در شکل ۲-۲ و شماتیک انجماد ساختار جوش در شکل ۱-۲ نشان داده شده است. اختلاف انقباضی بین دانه ها و مرزدانه ها پس از انجماد کامل و در سرویس کار مکان های خالی مناسبی برای تمرکز تنش و بروز ترک های انجمادی فراهم می آورند. افزودن منگنز در این فولادها ، خطر بروز این عیب را که آن  را سرخ شکنندگی می گویند به حداقل می رساند. زیرا منگنز با ورود به چرخه ترکیبی آلیاژ با میل ترکیبی بیشتر نسبت به آهن با گوگرد ترکیب شده و سولفید منگنز حاصل ، به مراتب کم خطر تر از سولفید آهن است.

 فسفر نیز در برخی موارد همین اثر را بر گسترده دمای شکنندگی فولاد تحمیل می کند، بنابراین باید مقدار آن را در فولاد ، هماند گوگرد به حداقل رسانید یا در هنگام به کار گیری فلزات پر کننده در زمان جوشکاری ، دقت بسیاری به کار برد. براین اساس همواره باید به ۳ توصیه زیر توجه کرد:

۱-     استفاده از فولاد کم کربن تر.

۲-     استفاده از فولاد کم گوگرد و ک فسفر .

۳-     استفاده از مقدار کافی منگنز در فولاد یآ فلز پر کننده جوش.

  توجه : در ادامه ، به معرفی الکترودها و سیم جوش های مورد استفاده برای جوشکاری ۲ نوع از فولادهای آلیاژی کم آلیاژ منگنز دار که کاربرد بیشتری در صنایع دارند پرداخته می شود:

–  فولاد آلیاژی کم آلیاژ منگنز دار ۱۷MN4 با شماره استاندارد DIN: 1.0481 معادل SAEA516,A515,A414, .

–                   فولادآلیاژی کم آلیاژ منگنز دار ۱۹MN6 با شماره استاندارد ۱٫۰۴۷۳  معادل   SAE:A537.A414.A612.

جوش پذیری فولادهای آلیاژی ، پر الیاژ منگنز دار:

فولادهای آستنیتی پر منگنز، از دسته فولادهای آلیآژی پر آلیاژ به حساب می آیند که معروف ترین آن ها ، به عنوان مهم ترین فولاد مورد استفاده در صنایع راه آهن با عنوان فولاد هادفیلد شناخته شده که بسیار چقرمه و غیر مغناطیسی است. این فولاد ها با استحکام بالا، انعطاف پذیری خوب و مقاومت در برابر سایش عالی شهرت  بسیاری در صنایع گوناگون به دست آورده و به صورت های مختلف ریختگی ، ورق ، سیم ، میله ، و غیره عرضه می شود. قطعات ریخته شده یا نورد شده این گروه فولادها ، غالبأ به صورت کوئیچ شده به کار می روند. درصد کربن این فولادها معمولأ ۱ تا۴/۱  و درصد منگنز آن ۱۰ تا ۱۴ درصد است. منگنز ، عنصری گاماژن بوده و سبب پایداری فاز آستینت می گردد. برعکس دیگر فولادها ، در اثر سریع سرد شدن یا کوئیچ نمودن در اب، چقرمگی این فولادها به شدت افزایش یافته اما در حرارت مجدد یآ تمیز کردن ، ترد می شوند. از طرف دیگر ، این فولادها شدیدأ

 تحت کار سرد سخت می شوند. اگر قطعه ای که تحت کار سرد قرار گرفته مجددأ حررت داده شود ، ترد شدن آن خیلی سریعتر اتفاق می افتد، چون جوانه های بیشتری برای بروز استحاله فازی وجود دارد. لایه سخت شده کاملأ سطحی است و در هنگام جوشکاری و در زمان برقراری قوس الکتریکی، ذوب می شود اما در شرایطی که از اتصال ، کیفیت ویژه ای انتظار رود باید قشر کار سخت شده را با دقت سنگ زده یا ماشینکاری نمود.

ضریب انبساط حرارتی فولادهای آستینتی منگنز دار، شبیه فولادهای آستینتی کرم نیکل دار بوده و تقریبأ یک و نیم برابر فولادهای فریتی است، که خود مشکلاتی را از نظر تنش های حرارتی و انقباضی در حین گرم و سرد شدن به وجود می آورد . خواص مکانیکی این گروه  فولادها ، بین ۲۰۴ تا ۴۵ درجه سانتیگراد عالی است و به طور کلی مقاومت به سایش بسیار خوبی دارد، اما برای دما های بین ۸۷۰ تا ۲۶۰ درجه سانتیگراد پایدار نمی باشد. یکی دیگر از خواص مهم فولادهای آستینتی پر منگنز ، این است که در برابر ضربه های مکرر، سختی و ریل های راه آهن است، عامل اصلی ایجاد این خاصیت استثنایی دذر فولاد های فیلد ، وجود بیش از ۱۴ درصد منگنز است که مانع بروز پدیده سرخ شکنندگی در این فولاد می گردد. مه ترین این فولادها در جدول ۲-۳ نشان داده شده است.

با در نظر گرفتن مطالب گفته شده ، توجه به نکات زیر برای جوشکاری این فولاد ها توصیه می گردد:

۱-               از آن جایی که حرارت دادن مجدد فولاد ها فیلد باعث کاهش خواص مکانیکی و به خصوص چقرمگی آن می شود، بنابراین استفاده از روش های جوشکاری گازی و شعله ای به دلیل تناوب طولانی انتقال حرارت ، برای جوشکاری این فولاد مناسب نیست و فقط روش های جوشکاری با قوس الکتریکی توصیه می شود.

۲-                به هیچ وجه نباید فولا درا قبل از جوشکاری پیشگرم نمود. فقط برای چربی زدایی با استفاده از روش های حرارتی ، می توان حداکثر تا ۱۰۰ الی ۱۵۰ درجه قطعه را گرم کرد.

۳-               به هیچ وجه نباید فولاد جوشکاری شده را پس از اتمام جوشکاری، پس گرمایی نمود.

۴-               باید از الکترود های منگنز دار با بیش از ۱۴ درصد منگنز و حداکثر ۰۲۵/۰ درصد فسفر به خصوص الکترود din 8555:e7-200k  یا sfa5.13: efemn-a استفاده  کرد:  در موارد خاص که الکترود  مذکور در دسترس نباشد ، با رعایت کلیه اصول جوشکاری می توان از الکترود SFA5.1:E308L-15  نیز کمک گرفت. همچنین به کارگیری الکترودهای DIN E29   ۹   ۸  MN6 DIN E 18  نیز برای جوشکاری انواع پر کربن فولاد آلیاژی پر آلیاژ منگنز دار ونیز الکترود E 307 -25  معادل DIN 8556:E18   ۸ MN B 36160  یا DIN 8556:E29  ۹ R 23 نیز توصیه می شود.

۵-     قرار دادن الکترود در جای خشک و گرم کردن آن قبل از استفاده مناسب است.

۶-     رعایت نکات و دستورات سازنده الکترود در مورد قطب و نوع جریان الکتریکی مصرفی ضروریست.

۷-     اصلاح و تمیز کاری سطح محل جوشکاری از هر گونه آلودگی ، چربی و مواد اضافی و حتی نا صافی قبل از جوشکاری لاز م است.

۸-     انواع عیوب انقباضی اعم از خلل و فرج یآ تراک ها باید  قبل از جوشکاری ترمیم شود زیرا بعد از جوشکاری امکان پسگرمایی وجودندارد.

۹-     پس از جوشکاری ، چکش کاری پی در پی در نواحی ۲ و ۴ ناحیه HAZ  در حالتی که رنگ جوش هنوز نارنجی یآ زرشکی است ضروری است.

۱۰- باید سعی نمود که حداقل حرارت ورودی به فلز مبنا وارد شود.

 

70,000 ریال – خرید

تمام مقالات و پایان نامه و پروژه ها به صورت فایل دنلودی می باشند و شما به محض پرداخت آنلاین مبلغ همان لحظه قادر به دریافت فایل خواهید بود. این عملیات کاملاً خودکار بوده و توسط سیستم انجام می پذیرد.

 جهت پرداخت مبلغ شما به درگاه پرداخت یکی از بانک ها منتقل خواهید شد، برای پرداخت آنلاین از درگاه بانک این بانک ها، حتماً نیاز نیست که شما شماره کارت همان بانک را داشته باشید و بلکه شما میتوانید از طریق همه کارت های عضو شبکه بانکی، مبلغ  را پرداخت نمایید. 

 

 

مطالب پیشنهادی: برای ثبت نظر خود کلیک کنید ...

براي قرار دادن بنر خود در اين مکان کليک کنيد
به راهنمایی نیاز دارید؟ کلیک کنید


جستجو پیشرفته مقالات و پروژه

سبد خرید

  • سبد خریدتان خالی است.

دسته ها

آخرین بروز رسانی

    دوشنبه, ۲ مرداد , ۱۳۹۶

اولین پایگاه اینترنتی اشتراک و فروش فایلهای دیجیتال ایران
wpdesign Group طراحی و پشتیبانی سایت توسط دیجیتال ایران digitaliran.ir صورت گرفته است
تمامی حقوق برایdjkalaa.irمحفوظ می باشد.