تحقیق مقاله گاز کربنیک و جوش آرگون

مقدمه :

برش فلزات در اثر گرم کردن فلز با شعله و برخورد مستقیم جریانی از اکسیژن خالص روی مسیر برش انجام می شود .بیش از 80 نوع فرایند جوشکاری وجود دارد که برخی از انواع عمومی تر آن عبارتند از :

جوشکاری قوس الکتریکی – جوشکاری قوس الکتریکی با الکترود دستی (SMAW) – جوشکاری با گاز محافظ با الکترود مصرف شونده (MIG) – جوشکاری با گاز محافظ با الکترود تنگستنی (TIG)- جوشکاری با قوس پلاسما (PAW) و جوشکاری زیر پودری . دربرخی دیگر از روشهای جوشکاری از گاز اکسی استیلن ، جریان برق – لیزر – پرتوهای الکترونی – اصطکاک – امواج ماوراء صوت – واکنش های شیمیایی – گرمای حاصله از گاز سوختنی و روبوت و ........ استفاده می نمایند .

گاز کربنیک و جوش آرگون

نگاه کلی

دی‌اکسید کربن یکی از گازهای موجود در اتمسفر می‌باشد. این گاز از سوختن مواد آلی در حضور اکسیژن کافی ایجاد می‌شود و گازی بی‌رنگ و بی‌بو می‌باشد. گیاهان از دی‌اکسید کربن در فرایند فتوسنتز برای ساختن کربوهیدراتها استفاده می‌کنند و با جذب آن ، اکسیژن آزاد می‌کنند. موجود در اتمسفر بعنوان سپر حرارتی زمین عمل می‌کند و با اثر گلخانه‌ای طبیعی مانع از سرد شدن زمین می‌شود. البته غلظت‌های بالای دی اکسید کربن در جو ، که از سوخت‌های فسیلی حاصل می‌شود، بعنوان آلاینده جوی بشمار می‌رود.

تاریخچه

 اولین بار توسط شیمیدانی به نام جان با تبسیت وان هلمونت در قرن هفده شرح داده شد. این شیمیدان ، موقع سوزاندن زغال چوب در محفظه بسته‌ای ، متوجه شد که جرم خاکستر بدست آمده ، مقداری کمتر از جرم زغال چوب اولیه می‌باشد. بنابراین به زبان ساده توضیح داد که مقداری زغال چوب در اثر سوختن به جسمی نامرئی یا گاز تبدیل شده است.

خواص دی‌اکسید کربن

کاربردهای ویژه

جوشکاری TIG

جوشکاری TIG مخفف Tungsten Inert Gas است .

 این روش به ( Gas Tungsten Arc Welding ) GTAWنیز مشهور میباشد . درکشورهای آلمانی زبان ، بجای کلمه تنگستن از کلمه ولفرام Wolfram استفاده میشود و لذا جوش را WIG می نامند .

در این روش جوشکاری یک قطب جریان ، به قطعه کار وصل گردیده و قطب دیگر جریان به یک الکترود مصرف نشدنی که همان تنگستن است ، متصل میباشد . تنگستن یا ولفرام یک فلز سخت با دمای ذوب حدود 3800 درجه سانتیگراد میباشد . لذا الکترود تنگستن بسیار دیر ذوب میگردد .

قوس الکتریکی مابین الکترود تنگستن و قطعه کار برقرار میشود و فضای قوس و الکترود سرخ شده و حوضچه مذاب فلز پایه ، بوسیله Inert Gas یا گاز خنثی در مقابل عوامل اتمسفریک خصوصا ترکیب با اکسیژن محافظت میشوند . چرا که گاز خنثی با هیچیک از عناصر میل ترکیبی ندارد و به محض جاری شدن ، اکسیژن و هوای موجود در منطقه جوش را به کنار می راند . چون این گاز از اطراف الکترود تنگستن و از داخل تورچ عبور میکند ، تا حدی نیز در خنک کردن تنگستن  و تورچ موثر است .

گاز خنثی اکثرا آرگون است ولی گازهای هلیوم و نیتروژن نیز در بعضی موارد بسته به نوع کار مورد مصرف قرار میگیرند . در صورت نیاز به فلز پرکننده و یا Filer metal میتوان سیم یاWire   Soildفلزی را توسط دست و یا ماشین به حوضچه مذاب هدایت کرد بدون اینکه جریان برق از سیم عبور کند . در صورتیکهSolid Wire  در طولهای کوتاه و مستقیم ، مثلا یک متری بریده شود به آن Filer Rod گفته میشودکه معمولا در جوشکاریهای  Manualیا دستی با سیستم TIG یا اکسی استیلن استفاده گردیده و یا بعنوان مغزی کاربرد دارد .  این روش جوشکاری به شکل دستی ، ماشینی و یا اتوماتیک قابل اجرا است .

 جوشکاری MIG

این عبارت مخفف Gas Metal Inert  است .

 این روش بهGMAW (Gas Metal Arc Welding ) نیز شهرت دارد . در این روش جوشکاری یک قطب جریان به قطعه کار وصل گردیده و قطب دیگر یک سیم ذوب شونده است که آلیاژی نزدیک به آلیاژ فلز پایه دارد .  Solid Wire یا سیم جوش فلزی توپر است که به شکل ممتد و بدون پوشش پودری تولید میشود . این نوع سیم جوش به شکل قرقره ، کویل ،Reel  و یا Drum ، بسته بندی شده و در سیستمهای جوشکاریMIG  ، MAG ، SAW و نیز در برخی موارد در جوشکاری ماشینی ، بصورتTIG  و پلاسما مورد استفاده قرار میگیرد . در تولید بسیاری از این سیم جوشها ، از پوشش مس جهت هدایت بهتر جریان الکتریسته و نیز جلوگیری از زنگ زدگی سریع استفاده میگردد .

 این نوع جوشکاری بصورت دستی( Manual ) ، نیمه اتوماتیک ، ماشینی و اتوماتیک انجام میشود . حرکت سیم الکترود بطرف قطعه کار و حوضچه جوش توسط دستگاه وایر فیدر انجام میشود که سیم را با سرعت مشخص توسط دو قرقره یا چهار قرقره بطرف حوضچه جوش و قطعه کار هدایت میکند .

کلمه Metal در نام MIG به دلیل وجود این سیم ذوب شونده بوده که در واقع الکترود جوش محسوب میگردد . Inert Gas یا گاز خنثی و غیر فعال ، نقش حفاظت از حوضچه و قوس را همانند جوشTIG به عهده دارد . در این روش جوشکاری گاهی اوقات نیز از ترکیب گازهای خنثی با گازهای CO2 و O2 ( با درصد کم ) جهت جوشکاری استفاده میشود.

جوشکاری MAG

این عبارت مخفف Metal Active Gasاست . MAG دقیقا همان دستگاه و همان روش قبلیMIG  است ، با این تفاوت که بجایInert Gas یا گاز خنثی ازActive Gas  یا گاز فعال استفاده شده است و لذا به نام MAG تبدیل شده است . گاز فعال گازی است که در واکنش حوضچه مذاب شرکت خواهد کرد . گاز جوشکاریMAG همان گاز CO2 است که غالبا جهت جوشکاری فولاد ساده یا کم آلیاژ مورد استفاده     قرار میگیرد .

گازCO2  در قوس الکتریکی به گازهایCO  وO2 تجزیه شده که گازCO گاز خنثی و بی اثر بوده و نقش حفاظت از حوضچه جوش را به عهده میگیرد وO2  با عناصر اکسید شونده قو ی مانندMn  وSi که در سیم جوش پایه قرار دارند ترکیب شده و بصورت سرباره ای بسیار نازک روی سطح جوش قرار میگیرد .

در صنایع جوشکاری فعلی در سطح جهان ، ترکیب گازهای خنثی و فعال بیشتر مورد استفاده واقع میشود .یکی از دیگر خواص گاز CO2 آن است که در مسیر حرکت خود شدیدا حرارت را جذب نمود ه و محیط را سرد مینماید . لذا گان و یا تورچ در جوشکاری MAG حتی تا 400 آمپر به شکل سیستم خنک کننده با هوا مورد استفاده قرار میگیرد .

 جوشکاری PAW

این عبارت مخفف Plasma Arc Welding  است که در زبان فارسی جوشکاری پلاسما نامیده می شود . این روش بسیار شبیه به جوشکاری TIG است  و در واقع نوع خاصی از جوشTIG میباشد . اگر در جوش TIG گاز یونیزه شده داخل قوس الکتریکی را که همان پلاسما نامیده میشود بصورت متمرکز شده استفاده کنیم  ،  جوش  TIG به جوش پلاسما تبدیل خواهد شد . در این روش توسط یک نازل جوشکاری مخصوص پلاسما ، که میتوان آنرا به یک عدسی تشبیه نمود ، گازهای یونیزه شده را از داخل یک سوراخ و یا نازل بنحوی عبور داده که تمرکز انرژی بسیار بالا رود . درست همانطور که یک عدسی نورهای پراکنده را در کانون خود متراکم میسازد .

لذا دستگاههای جوشTIG قابل استفاده در جوشکاری پلاسما هستند و صرفاً به یک کنسول مخصوص جهت تنظیم گاز و یک تورچ مخصوص پلاسما ، نیازمند میباشند .

جوش پلاسما بر روی ورقهای بسیار نازک  و نیز ورقهای بسیار ضخیم حتی تا یک اینچ و بدون پخ زدن     لبه ها ، خصوصا درجوشکاری آلومینیم کاربردهای فراوانی دارد .

خواص بیولوژیکی