مهندسی و علم مواد( Material Science & Engineering)

[boomba]

جوشکاری به روش MAG) GMAW)



دي اكسيد كربن از گازهاي ديگري كه در روش قوس الكتريكي استفاده مي شوند، ارزانتر است. اولين گازي كه در دستگاه هاي تمام اتوماتيك بكار رفت دي اكسيد كربن بود. اكنون هم از اين گاز در دستگاه هاي تمام اتوماتيك و نيمه اتوماتيك استفاده مي شود. دي اكسيد كربن خاصيت حفاظتي بسيار خوبي دارد و به طول قوس بسيار حساس است، در موقع استفاده از اين گاز بايد طول قوس را ثابت نگه داشت، بنابراين در دستگاه‌هاي تمام اتوماتيك و نيمه اتوماتيك كه طول قوس بايد ثابت نگه داشته شود استفاده از اين گاز ايده آل است. درموقع استفاده از اين گاز براي ثبات قوس و پيشگيري از ناجور شدن آن، از الكترودهاي روپوش شده يا تنه كار استفاده مي كنند. بيشترين گازي كه در جوشكاري فولاد معمولي بكار مي رود CO2 است. بزرگترين مزيت اين گاز همانطور كه گفته شد ارزان قيمت بودن آن است(1/0 بهاي آرگون) بر خلاف گازهاي اتمي، دي اكسيد كربن در محل قوس الكتريكي به اكسيژن و مونو اكسيد كربن تجزيه مي شود، هر چند گازهاي مزبور بعد از خنك شدن به CO2 تبديل مي شوند. در اين حالت گازها و ساير مواد موجود قبل از جامد شدن جوش از آن خارج مي شوند. جريان بيشتري كه در موقع استفاده از CO2 مصرف مي شود (در حدود %25) باعث تلاطم بيشتر حوضچه مذاب شده و در نتيجه حباب هاي گازهاي موجود در داخل جوش به سطح فلز صعود كرده و قبل از انجماد از آن خارج مي شوند، در نتيجه تخلخل جسم كمتر خواهد بود. چون درموقع جوشكاري مقداري مونو اكسيد كربن و حتي گازهاي اُزُن توليد مي شوند، كارگاه حتماً بايد بخوبي تهويه شود، به هر حال بايد از جمع شدن گازهاي سمي در اطراف جوش جلوگيري كرد.

نكته: دراين جوش از جريان مستقيم با قطب معكوس استفاده مي شود.
تجربه نشان داده كه درصورتي كه بتوانيم از ورود گازهاي موجود در هوا يعني اكسيژن و نيتروژن به منطقه جوش پيشگيري كنيم جوش از خواص شيميايي و فيزيكي بهتري برخوردار خواهد بود.جوشكاري قوس الكتريكي با گاز محافظ CO2 يك روش بسيار مفيد و فراگير است. اين روش براي جوشكاري فلزات سخت و غير سخت در تمامي ضخامت ها مورد استفاده قرار مي گيرد و يك روش بسيار مناسب براي جوشكاري صفحات فلزي نازك و مقاطع نسبتاً ضخيم فلزات غير سخت مي باشد كه در شركت ايران خودرو بعد از جوش مقاومتي بالاترين ميزان استفاده را در سالن هاي بدنه سازي به خود اختصاص داده است.
در اين روش قوس الكتريكي و حوضچه مذاب كاملاً براي جوشكاري واضح و آشكار است. در جوشكاري با CO2 گاهي يك لايه نازك سرباره روي گرده جوش را مي پوشاند كه بايد اين لايه از روي سطح جوش برطرف شود.


◄ مزاياي جوش MAG:
اين فرايند طوري است كه مي تواند در مورد بيشتر فلزات مغناطيسي و غير مغناطيسي مفيد باشد.
دراين شيوه ميزان جرقه كم مي باشد.
سيم جوش به طور مستمر تغذيه مي گردد، بنابراين زمان براي تعويض الكترود صرف نمي شود.
اين شيوه به راحتي مي تواند در تمام وضعيت ها استفاده شود.
حوضچه مذاب و قوس الكتريكي براحتي قابل مشاهده است.
سرباره حذف شده يا بسيار اندك است.
از الكترودي با قطر نسبتاً كم استفاده مي شود، كه باعث بالا رفتن چگالي جريان مي شود.
درصد بالايي از سيم جوش در منطقه اتصال رسوب مي كند.


◄ نكاتي راجع به استفاده صحيح از سيم جوش CO2
اندازه شيار قرقره كشنده واير فيدر دستگاه جوش بايد با قطر سيم جوش مصرفي همخواني داشته باشد.
نازل ورودي انتهاي تورچ جوشكاري دقيقاً در مقابل شيار قرقره كشنده جوش قرار گرفته باشد. ضمناً نوك اين نازل تيز باشد، زيرا باعث آسيب زدن به سيم جوش مي گردد.
فنر هدايت كننده سيم جوش در دادن غلاف تورچ داراي مشخصات زير باشد:
1- فنريت خود را در اثر گرم شدن از دست نداده باشد.
2- له شدگي نداشته باشد.
3- كوتاه نباشد.
فشار پيچ و فنر نگهدارنده قرقره هاي كشنده روي سيم جوش در حدي باشد كه:
سيم جوش له نشود.
سيم جوش به هنگام كار متوقف نگردد
پيچ و فنر در (ريل هاب) كه در مركز قرقره سيم جوش قرار دارد، بيش از حد لازم سفت يا شل نباشد، چون سفت بودن آن به موتور واير فيدر فشار وارد نموده و شل بودن آن باعث بيرون ريختن سيم از قرقره مي شود.
نازل سيم جوش از نظر قطر داخل با سيم جوش مصرفي همخواني داشته باشد. (گشاد يا تنگ نباشد) و همچنين رزوه آن با انبردست محكم شده باشد.
ميزان ريزش گاز محافظ با قطر سيم جوش تنظيم گردد. (ميزان گاز محافظ عبوري 10 برابر قطر سيم جوش باشد)
در صورت استفاده از گاز محافظ CO2 بعداز مانومتر كپسول، بايد گرمكن گاز نصب گردد و همواره قبل از شروع عمليات جوشكاري از صحت كاركرد گرمكن اطمينان حاصل شود. فنر تورچ در مدت زمان لازم (بستگي به ساعت كاركرد دارد) تميز و عاري از هر گونه آلودگي گردد، در غير اين صورت فنر دچار اشكال مي گردد. (براي تميز كردن فنر تورچ مي توان فنر را به صورت حلقه در آورد و در داخل بنزين قرار داد و سپس با فشار باد آن را تميز كرد).
آمپر و ولتاژ جوشكاري زماني با هم همخواني دارند كه ريزترين و مداوم ترين صداي ريزش قطرات سيم جوش هنگام كار شنيده شود.
بعد از تنظيم ولتاژ و آمپر بايد خروجي كابل اتصال منفي روي دستگاه جوش نسبت به ضخامت قطعه ميزان گرماي لازم انتقالي به قطعه، صحيح انتخاب گردد. در اين صورت پاشش جرقه جوشكاري زياد خواهد بود.
فاصله نوك نازل سيم جوش تا نوك شعله هنگام مصرف ازگاز CO2 به ميزان mm2 و هنگام استفاده ازاين گاز با مخلوطي ازآرگون mm8 داخل تر باشد. به هنگام جوش كاري، زاويه اين جوش نسبت به خط عمود بركار بيشتر از 25 درجه نباشد زيرا باعث خواهد شد:
فاصله سيم آزاد زياد شود.
گاز محافظ به طور كامل روي حوضچه جوش نريزد.
جهت جلوگيري از چسبيدن جرقه ها به داخل شعله جوش و اطراف نازل سيم جوش در ابتدا و همچنين در فواصل بين كار و بعد از تميز نمودن آثار جرقه ها از اسپري ضد جرقه استفاده گردد.


◄ معايب جوش MAG :
تا به حال تعدادي از قطعات و اتصالات فلزي مهم و ايمني دربدنه خودرو در اثر ايجاد بعضي عيوب در فلز جوش يا منطقه مجاور آن شكسته شده و موجب خسارات مالي و جاني فراواني شده‌اند. همانطور كه مي‌دانيم جوش ايده‌آل و خالي از نقص تقريباً غير ممكن است و معمولاً جوش‌ها داراي معايبي هستند، مخصوصاً جوشكاري‌هايي كه به صورت دستي انجام مي‌شوند.
در جوش CO2 به دليل اين كه تجهيزات و ادوات جوشكاري نسبت به جوش‌هاي ديگر بيشتر است لذا عيوب آن هم نسبت به جوش‌هاي ديگر بيشتر است كه در حد ممكن بايد از مواد مصرفي مناسب مانندگاز CO2 مرغوب و خالي از رطوبت، سيم جوش متناسب با زاويه جوشكاري و قطعه‌كار عاري از كثيفي مانند چربي، زنگ زدگي، اكسيده بودن، رنگ و رطوبت استفاده كرد.
البته بعضي از پارامترها در اختيار كنترل ما نيست به عنوان مثال اگر بدنه در ايستگاه قبل با دقت و توجه كم مونتاژ شده باشد و ورق مورد نظر براي جوشكاري داراي فاصله هوايي باشد ، جوشكار ناچار است به دليل به وجود نيامدن توقف در خط هر طور كه شده پروسه جوشكاري فلز روي بدنه و محل مورد نظر انجام دهد .
ورق هايي كه گالوانيزه هستند در حين جوشكاري فلزروي از طريق پوشش گالوانيزه وارد مذاب مي شود كه :
باعث تردي و بالا بردن ميزان حساسيت درمقابل ترك برداشتن مي شود .
دراثر سوختن و بخار شدن ايجاد دود سفيدي مي‌كند كه مشكلات تنفسي و عدم رويت كامل عمليات جوشكاري را براي شخص جوشكار به وجود مي‌آورد.
مي‌تواند باعث ايجاد حفره و تخلخل در گرده جوش شود.
عيوب جوش CO2 در اثر عوامل مختلف و متفاوت اعم از اتصال، مناسب نبودن مواد مصرفي شامل فلز قطعه‌كار، گاز CO2، سيم جوش مصرفي و پارامترهاي جوشكاري مانند ولتاژ، جريان، سرعت تغذيه سيم، قطر، سرعت حركت تورچ، نوع دستگاه و عدم مهارت جوشكار در نحوه انجام عمليات جوشكاري و نيز پيش‌گرم و يا پس‌گرم كردن مي‌توان نام برد.
هر كدام از عيوب جوش بنا به حساسيت كاربردي موضع اتصال، مجاز هستند. و همكاران در بخش QC (كنترل كيفيت) از طريق آزمايشات مختلف ميزان اين عيوب را با استانداردهاي مربوطه مقايسه كرده و آنها را قبول يا رد مي‌كنند.
عيوبي كه مي‌توانند در ايستگاه ايجاد شوند:
- عيوب مربوط به قطعه گذاري نامناسب
- عيوب ناشي از نامناسب بودن سطح كار (روغني بودن، آبكاري نامناسب، رنگ، زنگ‌زدگي)
- عيوب مربوط به خارج از اندازه بودن ابعاد جوش - مشكلات مربوط به تغيير حالت سرشاسي و دفرمگي قطعات و فاصله هوايي آنها
- تنظيم نبودن دستگاه از نظر جريان، ولتاژ، سرعت تغذيه سيم، ميزان عبور گاز محافظ،
- تورچ و شعله‌پوش
- عدم مهارت جوشكار دراجراي پروسه جوشكاري
ايرادهايي كه در اثر نادرست بودن تجهيزات دستگاه جوش MAGايجاد مي‌شوند :
- نازل سيم جوش از نظر قطر داخلي با سيم جوش مصرفي همخواني نداشته باشد .
- اطراف شعله جوش دچار خوردگي و سايئدگي شده باشد چون در پوشش منطقه اختلال ايجاد مي كند .
- اندازه شيار قرقره كشنده واير فيلدر Wire filder دستگاه با قطر سيم جوش مصرفي همخواني نداشته باشد .
- جهت جلوگيري از چسبيدن جرقه هابه داخل شعله پوش واطراف نازل سيم جوش در ابتدا و در فواصل بين كار از اسپري ضد جرقه استفاده گردد .


◄ نكته:
قطرات ريز را كه از منطقه جوش در بين اتصالات ذوبي به اطراف پرت مي شوند يا ترشح مي گويند . اين قطرات مي توانند از حوضچه جوش يا سيم جوش پركننده ناشي شده باشند . هنگامي كه دانه هاي كروي و مذاب قطرات از سيم جوش به طرف حوضچه جوش منتقل مي شوند و ايجاد پل در فاصله قوس مي كنند مدار بسته (اتصال كوتاه ) به وجود مي آيد كه عبور شدت جريان از آن باعث گداخته شدن فوق العاده اين پل مي شود كه با انفجار آن باراني از جرقه هاي گداخته به وجود مي آورد . جرقه هاي درشت در فرايند جوشكاري CO2با تورچ دستي در اثر قوس اضافي و جرقه هاي ريز ناشي از جريان اضافي مي باشد.
جرقه‌ها اغلب در حين پرواز در روي سطح فقط ايجاد لكه‌هايي مي‌كنند. اغلب جرقه‌هاي چسبيده بر روي سطح در فواصل دور، با برس سيمي و وسايل مشابه به راحتي تميز مي‌شوند. اما جرقه‌هاي چسبيده شده در نزديكي مسير اتصال به راحتي نمي شوند و ظاهر جوش را بد منظره مي كنند. علاوه براين جرقه و ترشح يكي از عواملي است كه باعث سوزاندن پوست و لباس جوشكار مي شود، كه با تنظيم پارامترهاي جريان، ولتاژ، قطب، سرعت تغذيه سيم، عبور گاز CO2 مي توان از بروز آنها جلوگيري كرد.


◄ - سوراخ شدن و ريزش جوش:
اگرفلز جوش بيش از حد در قطعات جوش دادني نفوذ كند حوضچه مذاب ، ريشه جوش را سوراخ كرده پايين مي ريزد . توليد شدن گرماي بيش از حد لزوم موجب سوختن سيم جوش ومقداري از سطح قطعه كار مي شود . اين ايراد بيشتر از نادرست بودن پارامترهاي دستگاه جوشكاري ناشي مي شود ، البته مهارت دست جوشكار هم بي تاثير نيست .
- نفوذ ناقص يا بيش از اندازه مذاب در قطعه كار:
اين نقص به علت پيشروي سريع جوشكار ممكن است ايجاد شود ، زيرا در اين حالت سيم جوش CO2 به طور كامل به محل اتصال دو قطعه كار نخواهد رسيد و باعث گود شدن و نفوذ بيش از حد مذاب در قطعه كار خواهد شد.


◄ - ايجاد خوردگي:
هنگامي كه جوش از كناره هاي لبه جوش پايين تر قرار گيرد عيب پديدار شده را خوردگي جوش مي نامند . عوامل بروز اين عبارتنداز : تمركز زياد حرارت در محل جوش ، بكارگيري روش نامتناسب براي انجام پروسه جوشكاري مورد نظر . با تنظيم دستگاه به طور دقيق ، ممانعت ا زرسيدن گرماي اضافي به ناحيه جوشكاري و انتخاب تكنيك صحيح جوشكاري از ايجاد انواع خوردگي در درزهاي اتصال مي توان جلوگيري كرد

[boomba]

تکنولوژی نانو پودر طلا و نقره



نگاه به فرآیندهای شیمیایی و بیولوژیکی از دید نانومتری یعنی در ابعاد اتمی اطلاعاتی به دست می‌دهد که بسیار راحت‌تر می‌توان مسیر حرکتی آن را مشخص و خواسته‌ها و نظرهای شخصی را در آن اعمال کرد. آنچه که امروز تحت عنوان نانوتکنولوژی مطرح است آشنا شدن و کنترل کردن بسیاری از پدیده‌ها در ابعاد اتمی و آنگسترومی است.

پیشرفت‌های اخیر در ساخت کربن تیوب، موتورهای بیومولکولی، سنسورهای با ابعاد باکتری، فیلترهای میکرونی و دیگر موارد موجبات تغییر و تحول در علوم مختلف از جمله کامپیوتر، الکترونیک، هوافضا، بیوشیمی، محیط‌زیست، شیمی و دیگر علوم را فراهم آورده است. در این زمینه، علم شیمی نیز بی‌بهره نبوده و با حضور روش‌های میکروسکوپی و الکترودهایی با ابعاد نانومتر امکان بررسی ساختار و شناسایی بسیاری از سطوح فلزی و غیرفلزی میسر شده است.

اولین اثر کاهش اندازه ذرات افزایش سطح است، افزایش نسبت سطح به حجم نانو ذرات موجب می‌شود که اتم‌های واقع در سطح اثر بسیار بیشتری نسبت به اتم‌های درون حجم ذرات بر خواص فیزیکی ذرات داشته باشند. این ویژگی واکنش‌پذیری نانو ذرات را به‌شدت افزایش می‌دهد به‌گونه‌ای که ذرات به‌شدت تمایل به آگلومره یا کلوخه‌ای شدن داشته باشند.

به عنوان مثال در مورد نانو ذرات فلزی به محض قرارگیری در هوا به سرعت اکسید می‌شوند. البته این خاصیت مزایایی هم دربر دارد. به عنوان مثال با استفاده از این خاصیت می‌توان کارایی کاتالیزور‌های شیمیایی را به نحو موثری بهبود بخشید و یا در تولید کامپوزیت‌ها با استفاده از این ذرات پیوند‌های شیمیایی مستحکم‌تری بین ماده زمینه و ذرات برقرار کرد.

علاوه بر این افزایش سطح ذرات فشار سطحی را تغییر داده و منجر به تغییر فاصله بین ذرات یا فاصله بین اتم‌های ذرات می‌شود. فاصله بین اتم‌های ذرات با کاهش اندازه آنها کاهش می‌یابد. البته این امر بیشتر برای نانو ذرات فلزی صادق است. در مورد نیمه ‌هادی‌ها و اکسید‌های فلزی مشاهده شده است که با کاهش قطر نانو ذرات فاصله بین اتم‌های آنها افزایش می‌یابد.

اگر اندازه دانه باز هم بیشتر کاهش یابد تغییرات شدید دیگری نیز رخ می‌دهد. از جمله این تغییرات آن است که اتم‌ها می‌توانند خودشان را در هندسه‌هایی که در جامدات توده‌ای غیرممکن است، آرایش دهند.


نانو مواد

نانو مواد به دو دسته کلی تقسیم می‌شوند: نانو ذرات و مواد نانو ساختار (یا مواد نانوکریستال) و مواد نانو ساختار به نانوسیم‌ها و نانو لوله‌ها، نانو لایه‌ها طبقه‌بندی می‌شوند.

تغییر در فاصله بین اتم‌های ذرات و نسبت سطح به حجم زیاد در نانو ذرات تاثیر متقابلی در خواص ماده دارد.برای مثال ترکیبات کاربیدی و نیتریدی پراکنده شده در یک ماتریس آمورف سختی‌های قابل مقایسه و یا بالاتر از الماس در مورد آنها گزارش شده است.

این تغییر در فاصله بین اتم‌های انرژی آزاد سطح پتانسیل شیمیایی را نیز تغییر می‌دهد.

این امر در خواص ترمودینامیکی ماده (مثل نقطه ذوب) تاثیرگذار است.

ملاحظه می‌شود که نقطه ذوب با کاهش اندازه ذرات کاهش می‌یابد و نرخ کاهش ذوب در اندازه خیلی کوچک بسیار شدید است.


روش‌های تولید نانو مواد

اصلی‌ترین روش‌های ساخت مواد نانو را می‌توان در دو روش کلی 1. روش بالا به پایین و 2. روش پایین به بالا خلاصه کرد.

1. روش بالا به پایین: در این روش با استفاده از یک سری ابزارها، مواد از جسم حجیم جدا شده و جسم کوچک می‌شود تا به اندازه‌های نانومتری برسد.


2. روش پایین به بالا: این روش درست در جهت مخالف روش بالا به پایین است. در این روش مواد نانو با استفاده از به هم پیوستن بلوک‌های سازنده مانند اتم‌ها و مولکول‌ها و قرار دادن آنها در کنار یکدیگر و یا استفاده از خودآرایی، تولید می‌شوند. خودآرایی عبارت است از طراحی مولکول‌ها و ابرمولکول‌هایی که اساس تشکیل آنها مکمل بودن شکل ساختاری است.

باید توجه داشت که اتم‌ها و مولکول‌ها همیشه در جایی که مورد نظر ماست قرار نخواهند گرفت و عاملی که محل قرارگیری آنها را تعیین می‌کند انرژی آنها است. به این صورت که مولکول‌ها در جایی قرار خواهند گرفت که کمترین انرژی آزاد را داشته باشند و به سمت انرژی آزاد ( ) منفی تمایل دارند. انرژی آزاد در یک سیستم به‌وسیله استحکام پیوند و انتروپی تعیین می‌شود.

روش‌های تولید انبوه که در تولید مواد نانو متری به کار می‌روند عبارتند از:

1. روش مکانیکی

2. روش سل ـ ژل

3. واکنش حالت‌های جامد ـ مایع

4. چگالش فاز گازی


1. روش مکانیکی

این روش یک نمونه از روش‌های بالا به پایین است و براساس متلاشی شدن ساختار دانه‌های درشت استوار است.

تکنیک آلیاژسازی مکانیکی روشی است که در آن با استفاده از یک آسیاب ساچمه‌ای انرژی بالا مخلوط پودرهای مختلف را در سطح اتمی با یکدیگر آسیاب و ترکیب می‌کنند. با استفاده از این تکنیک علاوه بر پودرهای عنصری خالص از پودرهای آلیاژی و سرامیک‌ها، نظیر اکسیدها، نیتریدها و غیره برای ایجاد آلیاژها و کامپوزیت‌ها استفاده می‌شود. مکانیزمی که در حقیقت به‌کار می‌رود، مکانیزم سایش مکانیکی همراه با خرد شدن است.

شکست دانه‌ها در حقیقت به علت انرژی است که به آنها انتقال داده می‌شود، که این انرژی به سرعت دورانی (یا ارتعاشی)، محفظه، اندازه و تعداد توپ‌ها نسبت جرم توپ به ذرات، مدت سایش در حین فرآیند سایش بستگی دارد.

معایب این روش نیز به شرح زیر است:

آلودگی و ناخالصی ناشی از ماده ساینده.

ایجاد ساختار خشن در پودرهای تولیدی.

عدم یکنواختی در اندازه دانه‌ها.

ترکیب شیمیایی غیر یکنواخت.


2. سل ـ ژل

سل ژل عبارتست از یک فرآیند خودآرایی خود به‌هم پیوستگی یا خود انباشتگی که در طی آن نانو مواد تشکیل می‌شوند.

کلوئیدی که در یک مایع معلق شده است سل نامیده می‌شود. سوسپانسیونی که شکل خودش را حفظ می‌کند ژل نامیده شود. در نتیجه سل ‌ـ ژل‌ها سوسپانسیون‌هایی از کلوئید‌ها در مایعات هستند که شکل را نگه می‌دارند. فرآیند سل ـ ژل همان‌طوری که از نامش پیداست مستلزم تکمیل تدریجی شبکه‌ها از طریق تشکیل یک سوسپانسون کلوئیدی (سل) و ژله‌ای شدن سل ـ برای تشکیل شبکه‌ای در یک فاز مایع پیوسته (ژل) است. پیش ماده‌های لازم برای سنتز این کلوئید‌ها عموما شامل یون‌هایی از یک فلز است اما گاهی اوقات سایر عناصر از طریق گونه‌های فعالی که لیگاند‌ها نامیده می‌شوند احاطه شده‌اند. الکوکسید‌ها و الکوکسیلان‌ها بیشتر متداول هستند به دلیل این که سریعا با آب وارد واکنش می‌شوند. تشکیل سل ـ ژل در چهار مرحله به‌وقوع می‌پیوندد:

1. هیدرولیز

2. تراکم و پلیمری شدن منومر‌ها برای تشکیل ذرات

3. رشد ذرات

4. به‌هم چسبیدن ذرات و توده‌ای شدن آنها از طریق تشکیل شبکه‌هایی که در سراسر محیط مایع گسترش یافته‌اند سبب زخیم شدن آنها می‌شود که تشکیل یک ژل می‌دهد.


3. واکنش حالت‌های جامد ـ مایع

این روش از برگرفتن رسوب دانه‌ها از فاز محلول استفاده می‌شود و فرآیند آن بر پایه وجود هسته مورد نظر استوار است. برای مثال پودر دی اکسید تیتانیم با اندازه‌های بین 70 تا 300 نانومتر با استفاده از این روش، از تیتانیوم تترا ایزو پروپوکساید تولید می‌شود.


4. چگالش فاز گازی

این روش به‌طور کلی بر مبنای پیرولیز ماده اصلی تولید نانو ذرات استوار است و فرآیند آن بدین‌گونه است که یک گاز حامل بی‌اثر و خالص وارد محفظه حاوی مایع اصلی تولید نانو ذرات می‌شود. مایع در این محفظه توسط یک مشعل تجزیه شده و به‌وسیله گاز حامل به مبرد فرستاده می‌شود. بخارات در مبرد سرد شده و به صورت دانه یا خوشه در می‌آید اندازه دانه‌های تولید شده در این روش به عوامل زیر بستگی دارد:

نوع گاز بی‌اثر به‌کار برده شده.

فشار گاز بی‌اثر.

زمان باقی ماندن ذرات در محدوده رشد.

نسبت نرخ تبخیر به فشار بخار ماده تبخیر شده.

مزایا:

کنترل بهینه بر روی اندازه دانه‌ها.

خلوص محصولات تولیدی در سیستم‌های تولید خلاء بالا.

معایب:

بالا بودن قیمت تجهیزات و عدم امکان تولید در ابعاد صنعتی


کاربرد‌های نانو ذرات

یکی از خواص نانو ذرات نسبت سطح به حجم بالای این مواد است. با استفاده از این خاصیت می‌توان کاتالیزور‌های قدرتمندی در ابعار نانو متری تولید کرد. این نانو کاتالیزورها راندمان واکنش‌های شیمیایی را به‌شدت افزایش داده و همچنین به میزان چشمگیری از تولید مواد زاید در واکنش‌ها جلوگیری خواهند کرد. به‌کارگیری نانو ذرات در تولید مواد دیگر می‌تواند استحکام آنها را افزایش دهد و یا وزن آنها را کم کند. مقاومت شیمیایی و حرارتی آنها را بالا ببرد و واکنش آنها را در برابر نور و تشعشعات دیگر تغییر دهد. با استفاده از نانو ذرات نسبت استحکام به وزن مواد کامپوزیتی به‌شدت افزایش خواهد یافت. اخیرا در ساخت شیشه ضدآفتاب از نانو ذرات اکسید روی استفاده شده است. استفاده از این ماده علاوه بر افزایش کارایی این نوع شیشه‌ها عمر آنها را نیز چندین برابر کرده است. از نانو ذرات همچنین در ساخت انواع ساینده‌ها رنگ‌ها و لایه‌های محافظتی جدید و بسیار مقاوم برای شیشه‌ها و عینک‌ها (ضدجوش و نشکن) کاشی‌ها و در حفاظ‌های الکترومغناطیسی شیشه‌های اتومبیل و در پنجره استفاده می‌شود. پوشش‌های ضدنوشته برای دیوار‌ها و پوشش‌های سرامیکی برای افزایش استحکام سلول‌های خورشیدی نیز با استفاده از نانو ذرات تولید شده‌اند. وقتی اندازه ذرات به نانومتر می‌رسد یکی از خواصی که تحت تاثیر این کوچک شدن اندازه قرار می‌گیرد تاثیرپذیری از نور و امواج الکترومغناطیسی است. با توجه به این موضوع اخیرا چسب‌هایی از نانو ذرات تولید شده‌اند که کاربرد‌های مهمی در صنایع الکترونیکی دارند. نانو لوله‌ها در موارد الکتریکی مکانیکی اپتیکی بسیار مورد توجه بوده است مثلا کاربرد نانو لوله‌های طلا در الکترونیک و بیوشیمی و تولید آنها بر پایه محلول و فاز بخار که روش رشد نانو لوله‌ها در قالب توسط Martin مطرح شد.

نانو لایه‌ها در پوشش‌های حفاظتی با افزایش مقاومت در خوردگی و افزایش سختی در سطوح و فوتولیز و کاهش شیمیایی کاربرد دارد. نانو ذرات نیز به‌عنوان پیش ماده یا اصلاح‌ساز در پدیده‌های فیزیکی و شیمیایی مورد توجه قرار گرفته‌اند.

Haruta وThompson اثبات کردند که نانو ذرات فعالیت کاتالیستی وسیعی دارند مثل تبدیل مونو اکسید کربن به دی اکسید کربن، هیدروژنه کردن استیرن به اتیل بنزن و هیدروژنه کردن ترکیبات اولفیتی در فشار بالاو فعالیت کاتالیستی نانوذرات مورد استفاده در سنسورها که مثل آنتن الکترونی بین الکترود و الکترولیت ارتباط برقرار می‌کنند در پیوست در لیست بعضی از شرکت‌هایی که بر روی نانو کار می‌کنند آمده است.


نانو طلا و کاربرد‌های آن

با توجه به مطالب فوق مشخص است که تغییر خواص فیزیکی مواد با آرایش اتمی، اندازه جامد (در یک، دو و سه بعد) و ترکیب شیمیایی آنها ارتباط مستقیمی دارد. از گذشته نیز اثر ذرات کوانتومی روی خواص مواد مورد بررسی قرار گرفته بوده است. درکنار افزایش مطالعات بر روی خواص فیزیکی نانو ذرات به روش‌های مختلف نانوذرات فلزی توجه ویژه‌ای شد به‌ویژه در زمینه هسته‌گذاری، رشد بلور و انباشتگی ذرات. در این پروژه تهیه نانو ذرات فلزی طلا مورد اهمیت بوده است که از محلول حاصل از اسیدشویی که در مرحله نهایی طلا به‌دست آمده است به ذرات نانو تبدیل می‌شود. نانو ذرات طلا در وسایل نوری و الکترونیک و بیوشیمی، بیوتکنولوژی کاربرد فراوان دارد. از نانو ذرات طلا برای تولید الکترود با حساسیت و قابلیت انتخابی بالا برپایه خودآرایی نانو ذرات طلا و همچنین نشاندن ذرات طلا روی الکترود از طریق پیوندهای کووالانسی یا الکتروستاتیکی یا الکتروشیمیایی بررسی شده‌اند. به‌طور کلی نانو ذرات در الکتروشیمی به علت خواص فیزیکی و شیمیایی خود مورد استفاده قرار گرفته‌اند همچنین استفاده از الکتروشیمی در نانو تکنولوژی بسیار مورد توجه بوده است، کاربردهای نانو ذرات طلا در شیمی به‌عنوان کاتالیزور در زیر اشاره شده است:

1. پلیمر همراه ذرات طلا در تبدیل اپوکسید به کربامات همراه دی اکسید کربن.

2. استفاده از نانو ذرات طلا به‌عنوان کاتالیزور در تهیه پلی وینیل پیرولیدین در آب. در اینجا اندازه ذرات طلا بسیار مهم است زیرا هرچه اندازه ذرات کوچکتر باشد فعالیت کاتالیتی بیشتری دارد و اکسیژن بیشتری جذب می‌کند.

3. استفاده از نانو ذرات طلا به‌عنوان کاتالیزور برای بستن زنجیرهای اولفینی به‌صورت حلقه و نشانه‌گذاری کردن DNA.

4. استفاده از نانو ذرات طلای پوشش داده شده اِن اکتان تیولات به همراه Rh ـ دی فسفین (کایرال) به‌عنوان کاتالیزور.

5. تهیه نانو کلاسترهای آنانتیومری طلا توسط گروه فعال تیول و پنیسیلین آمین که برای تشخیص کایرالیته به‌کار برده می‌شوند.

6. افزایش قابلیت اکسیداسیون فوتو کاتالیتی AgCl به وسیله ذرات طلا در اکسیداسیون آب.

7. همچنین از خصوصیات نوری و دمایی پروب‌های نانو ذرات طلای جدا از هم و مجتمع، به‌عنوان یک روش تشخیص پزشکی استفاده می‌شود.


نانو نقره و کاربردهای آن

همان‌طور که گفته شد، خواص فیزیکی ماده ارتباط مستقیم با ترکیب شیمیایی، آرایش اتمی و اندازه جامد دارد. در ارتباط با نانو ذرات گزارشات متعددی در خصوص تغییرات خواص فیزیکی در اثر کاهش اندازه ذرات ارائه شده است.

علم ذرات فلز با آزمایش فاراده آغاز شد. بعد از فاراده ذرات فلزی متفاوت در اندازه مختلف سنتز شد. در زمینه نانو ذرات فلزی، هسته‌گذاری و رشد بلور و انباشتگی ذرات مورد توجه قرار گرفت.

در این‌جا برای ما ساخت نانو ذرات نقره از بین بقیه فلزات بیشتر اهمیت پیدا می‌کند زیرا در محلول حاصل از اسیدشویی مقدار قابل ملاحظه نقره دور ریخته می‌شود. در حال حاضر تلاش خواهد شد تا ضمن معرفی مواد نانوپودر نقره، به بررسی روش‌های مختلف برای تهیه نانوپودر نقره پرداخته شود. در تولید نانو ذرات نقره روش‌های مختلفی از جمله سنتز فلزی، فوتولیز، الکتروشیمیایی، کاهش شیمیایی وجود دارد.

روش‌های متعددی برای ساختن ذرات فلزی در ماتریس‌های سرامیک و پلیمرها نیز ارائه شده است.

نانوذرات نقره یکی از پرمصرفترین مواد در مهندسی موادند. چون خاصیت چکش‌خواری، ضد میکروبی و هدایت الکتریکی و گرمایی بالایی دارند.

استفاده از نانو پودرهای نقره توسط سر لوله‌های میکرو الکترود و سیم‌های‌ هادی در الکترونیک و همچنین استفاده از نانو نقره در سنسورهای بیولوژیکی و فوتو شیمی هم بررسی شده است.

به‌دلیل بالا بودن سطح مقطع نقره در این مقیاس، در برخورد با سلول‌ها خاصیت جالب‌توجهی از خود بروز می‌دهند که به ممانعت با متابولیسم سلولی از آن یاد می‌شود و جلوی تنفس و رشد و تکثیر هرگونه باکتری یا قارچ را می‌گیرد و اثرات موثری در بهبود زخم ، تاول، خارش یا بیماری دارد.

محصولاتی که امروزه از نانو نقره در آنها استفاده می‌شود فراوانند همچون دام و طیور، کشاورزی، باندهای زخم، ضدتاول، لوازم جراحی، ژل‌های مرطوب‌کننده، ضدجوش‌ها، در بهداشت زنان، زایمان، شلوارهای طبی، دستمال کاغذی و نیز کولرها، یخچال‌ها و غیره. نقره در ابعاد نانو بر متابولیسم، تنفس و تولید مثل میکرو اورگانیزم اثر می‌گذارد.

ذرات نقره ریز استفاده زیادی در الکترونیک، صنایع شیمیایی و دندانپزشکی، به‌خاطر مقاومت بالای اکسایش و مقاومت در برابر فعالیت‌های باکتریایی دارد.

مکانیزم اثرگذاری نقره را به سه دسته زیر می‌توان تقسیم کرد:

الف: تولید اکسیژن فعال توسط نقره

ب: دگرگون ساختن میکرو ارگانیزم

ج: افزایش بار مثبت نقره در ابعاد نانو که موجب تخریب غشاء سلولی میکرو اورگانیزم می‌شود.

استفاده از نانو سیلور همراه با مواد مختلف از جمله الیاف، رنگ، پلیمر، سرامیک ما را قادر می‌سازد محصولاتی تولید کنیم که محیط‌زیست ما را عاری از میکروب سازد و این در حالی است که ضرری را متوجه محیط‌زیست نمی‌کند.


روش‌های تولید نانو طلاو نقره

1. سنتز فازبخار

سنتز فازبخار ذرات، برای تولید نانو ذرات فلزی مناسب است به این صورت که مخلوط فاز بخار به‌طور دینامیکی ناپایدار است تا مواد در حد نانو تهیه شود ، ذرات به صورت همگن هسته‌گذاری می‌کنند و بعد از یکبار مرحله هسته‌گذاری، بخار فوق اشباع باقی مانده به وسیله متراکم شدن و واکنش با ذرات باعث رشد ذره‌ها می‌شود، در این جا رشد ذره بیش از مرحله هسته‌گذاری اتفاق می‌افتد (در ابتدا باید بخار فوق اشباع تشکیل داد به این صورت که یک جامد را حرارت می‌دهیم تا به‌صورت بخار در یک گاز پایه درآید، سپس با یک گاز سرد آن را مخلوط می‌کنیم تا دمای آن کاهش یابد بعد از این مرحله باید سیستم را خاموش کرد که با برداشتن منبع بخار فوق اشباع یا کاهش سینتیکی واکنش انجام می‌شود و از رشد ذرات جلوگیری می‌شود).


2. الکتروشیمیایی

برای تهیه نانو ذرات طلا و نقره از طریق روش‌های الکتروشیمیایی نیز اقداماتی شده است که سایز ذرات با تنظیم شدت جریان تغییر می‌کند. در روش‌های الکتروشیمیایی در تولید نانو ذرات اثرات پارامترهای گوناگون مثل دما، جنس کاتد، اورولتاژ، دانسیته جریان، زمان، نوع الکترولیت بر روی اندازه و ساختار ذات بررسی شده است یکی از روش‌های سنتز نانو ذرات فلزی طی روش الکتروشیمی الکترو پالس است این روش بر پایه استفاده از الکتروشیمی پالسی و شیمی صوت است و به تجهیزات بالا احتیاج دارد. روشی برای جانشینی الکتروستاتیکی طلا روی سطح الکترود در الکتروشیمی و ایجاد باند بین طلا با تیول‌ها و دی‌سولفیدها گزارش شده است.

رسوبگذاری الکتروشیمیایی بر پایه، سولفات، کلرید، برمید و یدید نقره انجام می‌شود. در تمام موارد لایه‌ای از نقره تشکیل می‌شود. از جمله فواید روش‌های الکتروشیمیایی برای تهیه نانو پودرها این است که به راحتی ایزوله و جدا می‌شوند و محصول فرعی حاصل از ماده کاهنده را هم تولید نمی‌کنند و بسیار انتخابی عمل می‌کنند. برای جلوگیری از جانشینی خودبخودی Ag+ روی سطح پتانسیل را باید کنترل کرد.


3. فوتولیز

سنتز نانو ذرات به روش پرتو کافت گاما نیز میسر است طی این کاهنده قوی به‌وجود می‌آید که باعث کاهش یون فلز شده و عدد اکسایش فلز را به صفر می‌رسانند.

[boomba]

اساس فولادهای مقاوم در برابر عوامل شیمیایی

موضوع :

اول – طبقه بندی 1-بر حسب حدود مصرف
الف: فولادهای زنگ نزن و ضد اسید
ب- فولادهای مقاوم در حرارت و پوسته شدن
2- بر حسب ساختمان مولکولی
الف- فولادهای فریتی ( فولادهای فریتی خالص و فولادهای فریت مارتنزیتی کرم دار)
ب – فولادهای اوستینتی ( فولادهای اوستینیتی کامل و فولادی اوستنیت فریتی )


دوم – اثر عناصر آلیاژِی در مقاومت به عوامل شیمیائی
الف- عناصر آلیاژی در فولادهای زنگ نزن
کرم – نیکل – مولیبدنم – مس – تیتانیوم – تانتالوم – نیوبیوم
ب- عناصر آلیاژی در فولادهای مقاوم در حرارت
کرم – نیکل – آلومینیوم – سیلیسیوم – تینایوم – نیوبیوم

کرم : کرم از 13% به بالا با تشکیل یک قشر حافظ اکسیدی فولاد را تا وقتی که دارای سطح خارجی بدون عیب و نقص باشد منفی نگه می دارد. در این حال فولاد زنگ نزن است با اضافه شدن کرم فولاد در مقابل بسیاری از اسیدها هم مقاومت پیدا می کند.
نیکل : این عنصر مقاومت شیمیائی زنگ نزنی و ضد اسیدی فولاد را بالا برده و در مقاومت فولاد در برابر گرما اثر مثبت دارد.
سیلیسیوم و آلومینیوم : این فلزات هر دو به مقاومت فولاد در گرما و پوسته شدن کمک می کنند و اثری مشابه کرم دارند. مخصوصاً مقاومت علیه پوسته شدن را زیاد می نمایند.
مولیدن و مس : این عناصر مقاومت ضد اسیدی فولاد را بالا می برند تا در برابر مواد خورنده مقاومت نمایند.
تیتانیوم – تانتالوم – نیوبیوم- این مواد مربوط به ثبات هستند که فولاد مقاوم در عوامل شیمیائی را از خوردگی انترکریستال یا ریختن گوشه ها حفظ می نماید. یعنی این مواد فولاد را در حال آلوتروپی خود که اغلب اوستنیت است ثابت نگه داشته و تغییرات درجه حرارت وضع آنها را عوض نمی کند و به این جهت نقطه ضعفی برای خورده شدن یا اکسیدشدن نشان نمی دهد.


سوم – انواع خورندگی های شیمیائی
1- خورندگی سطحی:
در این حالت خورندگی در تمام سطح به طور یکنواخت پخش شده و منضماً از ضخامت می کاهد( زنگ زدن- پوسته شدن – حل شدن در اسیدها)
2- خورندگی موضعی یا عمقی :
این نوع خورندگی در اثر نفوذ یونهای محلولهای حاوی هالوژنها ( کلر- ید – برم – فلوئور) به قشر حافظ اکسیدی است زیرا این قشر عملاً هیچگاه بدون نقش نمی باشد و ممکن است مواد خورنده از نقاط ضعیف نفوذ نمایند. در بسیاری از اوقات می توان با اضافه کردن مولیبدن به فولاد از این اثر جلوگیری به عمل آورد.
3- خورندگی شکاف :
در این حالت در شکافهای کوچک و ترکها یکنواختی قشر حافظ اکسیدی به هم خورده و ممکن است به خوردگی شیمیائی منجر شود.
4- خورندگی اتصالی:
این نوع خورندگی وقتی پیدا می شود که دو فلز با اختلاف پتانسیل مختلف به هم وصل شده و ماده محرکه ای ( الکترولیت) پیدا شود. در این صورت یک پیل گالوانی تشکیل شده و تجزیه شیمیائی ( الکترولیز) انجام می گیرد.
5- خورندگی در ترکهای ناشی از تنش :
چنانچه در اثر تنش در قطعه ترکهائی پیدا شود و ماده خورنده ضعیفی هم یافت شود این نوع خوردگی به وجود می آید. اغلب در این ترکها پیش روی انترکریستال ( پارگی ) پیدا می شود.
6- خورندگی انترکریستال :
با جدا شدن کربن هنگام سرد شدن فولاد و تشکیل کربور کرم که همراه این پدیده است کرم در فولاد کم شده و در حدود گوشه ها مقاومت شیمیائی خود را از دست می دهد و ممکن است هنگام اثر اسیدها از داخل خورده شود.

این نوع خوردگی یعنی خوردگی انترکریستال را می توان به طرق زیر برطرف کرد:

با تاباندن در حمام نمک مذاب تا 1050 درجه سانتیگراد و سرد کردن بلافاصله و سریع آن
با کاهش مقدار کربن به کمتر از 1/0% در فولاد و ثابت کردن آن با تیتانیوم با تانتالوم و یا نیوبیوم.
با کاهش مقدار کربن تا حداکثر 03/0


چهارم : اثر عناصر آلیاژ در ساختمان مولکولی
الف – تشکیل دهندگان فریت
کرم – مولیبدن – سیلیسیوم – آلومینیوم - تیتانیوم – تانتالوم – نیوبیوم
ب- تشکیل دهندگان اوستنیت
نیکل – کربن – منگنز – ازت
ساختمان مولکولی فولادی را می توان از دیاگرام شفلر پیدا کرد. بر حسب ترکیبات فولاد عواملی به نام هم ترازی کرم و هم ترازی نیکل محاسبه می شود که با تقاطع این دو مقدار حساب شده در دیاگرام شفلر می توان نوع ساختمان مولکولی فولاد را تشخیص داد. هم ترازی نیکل شامل تمام عوامل تشکیل دهنده اوستنیت و همترازی کرم شامل همه عوامل تشکیل دهنده فریت می باشد.

[boomba]

تحقیق برشكاري حرارتي

فرآيند‌هاي برشكاري براي برش و جدا سازي قطعات، تكه‌برداري و پخ‌سازي لبه‌هاي مورد جوش و يا برداشتن مناطقي از جوش عيب‌دار كاربرد دارد. براي آماده‌سازي اجزاء يك اسكلت نيز اغلب عمليات برشكاري قبل از جوشكاري ضروري است. يكي ديگر از موارد كاربردي آن با برشكاري سيستم‌هاي راهگاهي و تغذيه و قسمت‌هاي اضافي قطعات ريختگي مي‌باشد.

عمليات برشكاري مي‌تواند بوسيله وسايل مكانيكي (اره، ماشين‌كاري، و سنگ زدن)، ذوب كردن با شعله‌ و واكنش‌ شيميائي ( اكسيد كردن) و يا ذوب كردن با قوس‌الكتريكي بعدي كه خود شامل چندين نوع است موضوع اين بخش را تشكيل مي‌دهد. برشكاري با اكسيژن (ox fuel gas) Oxygen – cutting، برشكاري با فلاكس شيميايي chemical flux – cutting برشكاري با پودر فلزي Metal powder cutting برشكاري قوس- اكسيژن oxygen – arc cutting گروهي از فرآيند‌هاي برشكاري را تشكيل مي‌دهد كه حرارت مسير برشكاري را ذوب كرده و اكسيژن آنرا اكسيد كرده و از درز برش به بيرون ريخته مي‌شود.

گروه ديگر از فرآيند‌هاي برشكاري فلزي كه موضوع پروژه مي‌باشد. به كمك حرارت ناشي از قوس‌الكتريكي بين الكترود و سطح كار ذوب شده و مذاب بر اساس نيروي ثقل يا بكمك فشار پلاسما جت هوا يا اكسيژن به بيرون جاري مي‌شود و شامل فرآيند‌هاي برشكاري: هوا – كربن ARI- Carbon الكترود فلزي – گازGas metal- arc، الكترود تنگستن – گاز Gas tungsten – arc قوس پلاسما plasma- arc والكترود پوشش‌دار shielded metal- arc مي‌باشد.

ترجمه شده توسط: صادق بیگدلی

[boomba]

بازرسی جوش

مقدمه:

در بسیاری از برنامه های تدوین شده توسط سازنده جهت کنترل کیفیت محصولات،از آزمون چشمی به عنوان اولین تست و یا در بعضی موارد به عنوان تنها متد ارزیابی بازرسی ،استفاده می شود.اگر آزمون چشمی بطور مناسب اعمال شود،ابزار ارزشمندی می تواند واقع گردد.

بعلاوه یافتن محل عیوب سطحی، بازرسی چشمی می تواند بعنوان تکنیک فوق العاده کنترل پروسه برای کمک در شناسایی مسائل و مشکلات مابعد ساخت بکار گرفته شود.

آزمون چشمی روشی برای شناسایی نواقص و معایب سطحی می باشد.نتیجتا هر برنامه کنترل کیفیت که شامل بازرسی چشمی می باشد،باید محتوی یک سری آزمایشات متوالی انجام شده در طول تمام مراحل کاری در ساخت باشد.بدین گونه بازرسی چشمی سطوح معیوب که در مراحل ساخت اتفاق می افتد،میسر میشود.

کشف و تعمیر این عیوب در زمان فوق،کاهش هزینه قابل توجهی را در بر خواهد داشت.بطوری که نشان داده شده است بسیاری از عیوبی که بعدها با روشهای تست پیشرفته تری کشف می شوند،با برنامه بازرسی چشمی قبل،حین و بعد از جوشکاری به راحتی قابل کشف می باشند.سازندگان فایده یک سیستم کیفیتی که بازرسی چشمی منظمی داشته است را بخوبی درک کرده اند.

میزان تاثیر بازرسی چشمی هنگامی بهتر می شود که یک سیستمی که تمام مراحل پروسه جوشکاری(قبل،حین و بعد از جوشکاری) را بپوشاند،نهادینه شود.



قبل از جوشکاری:



قبل از جوشکاری ،یک سری موارد نیاز به توجه بازرس چشمی دارد که شامل زیر است:



مرور طراحی ها و مشخصات Wps
چک کردن تاییدیه پروسیجرها و پرسنل مورد استفاده PQR
بنانهادن نقاط تست
نصب نقشه ای برای ثبت نتایج
مرور مواد مورد استفاده
چک کردن ناپیوستگی های فلز پایه
چک کردن فیت آپ و تراز بندی اتصالات جوش
چک کردن پیش گرمایی در صورت نیاز


اگر بازرس توجه بسیار دقیقی به این آیتم های مقدماتی بکند،می تواند از بسیاری مسائل که بعدها ممکن است اتفاق بیافتد،جلوگیری نماید.مساله بسیار مهم این است که بازرس باید بداند چه چیزهایی کاملا مورد نیاز می باشد.این اطلاعات را می توان از مرور مستندات مربوطه بدست آورد.با مرور این اطلاعات،سیستمی باید بنا نهاده شود که تضمین کند رکوردهای کامل و دقیقی را می توان بطور عملی ایجاد کرد.





نقاط نگهداری:



باید بنا نهادن نقاط تست یا نقاط نگهداری جایی که آزمون باید قبل از تکمیل هر گونه مراحل بعدی ساخت انجام شود، در نظر گرفته شود. این موضوع در پروژه های بزرگ ساخت یا تولیدات جوشکاری انبوه،بیشترین اهمیت را دارد.





روشهای جوشکاری:



مرحله دیگر مقدماتی این است که اطمینان حاصل کنیم آیا روشهای قابل اعمال جوشکاری ،ملزومات کار را برآورده می سازند یا نه؟مستندات مربوط به تایید یا صلاحیت های جوشکاران هر کدام بطور جداگانه باید مرور شود.طراحی ها و مشخصات معین می کند که چه فلزهای پایه ای باید به یکدیگر متصل شوند و چه فلز پرکننده باید مورد استفاده قرار گیرد.برای جوشکاری سازه و دیگر کاربردهای بحرانی،جوشکاری بطور معمول بر طبق روشهای تایید شده ای که متغیرهای اساسی پروسه را ثبت می کنند و بوسیله جوشکارانی که برای پروسه ،ماده و موقعیتی که قرار است جوشکاری شود،تایید شده اند،انجام می گیرد.در بعضی موارد مراحل اضافی برای آماده سازی مواد مورد نیاز می باشد.بطور مثال در جاهایی که الکترودهای از نوع کم-هیدروژن مورد نیاز باشد،وسایل ذخیره آن باید بوسیله سازنده در نظر گرفته شود.





موادپایه:



قبل از جوشکاری ، شناسایی نوع ماده و یک تست کامل از فلزات پایه ای مربوطه باید انجام گیرد.اگر یک ناپیوستگی همچون جدالایگی صفحه ای وجود داشته باشد و کشف نشده باقی بماند روی صحت ساختاری کل جوش احتمال تاثیر دارد.در بسیاری از اوقات جدالایگی در طول لبه ورقه قابل رویت می باشد بخصوص در لبه هایی که با گاز اکسیژن برش داده شده است.




مونتاژ اتصالات:

برای یک جوش،بحرانی ترین قسمت ماده پایه،ناحیه ای است که برای پذیرش فلز جوشکاری به شکل اتصال،آماده سازی می شود.اهمیت مونتاژ اتصالات قبل از جوشکاری را نمی توان به اندازه کافی تاکید کرد.بنابراین آزمون چشمی مونتاژ اتصالات از تقدم بالایی برخوردار است. مواردی که قبل از جوشکاری باید در نظر گرفته شود شامل زیر است:

زاویة شیار (Groove angle)
دهانه ریشه (Root opening)
ترازبندی اتصال (Joint alignment)
پشت بند (Backing)
الکترودهای مصرفی (Consumable insert)
تمیز بودن اتصال (Joint cleanliness)
خال جوش ها (Tack welds)
پیش گرم کردن (Preheat)
هر کدام از این فاکتورها رفتار مستقیم روی کیفیت جوش بوجود آمده،دارند.اگر مونتاژ ضعیف باشد،کیفیت جوش احتمالا زیر حد استاندارد خواهد بود.دقت زیاد در طول اسمبل کردن یا سوار کردن اتصال می تواند تاثیر زیادی در بهبود جوشکاری داشته باشد.اغلب آزمایش اتصال قبل از جوشکاری عیوبی را که در استاندارد محدود شده اند را آشکار می سازد،البته این اشکالات ،محلهایی می باشند که در طول مراحل بعدی بدقت می توان آنها را بررسی کرد.برای مثال،اگر اتصالی از نوع T (T-joint) برای جوشهای گوشه ای(Fillet welds)، شکاف وسیعی از ریشه نشان دهد،اندازه جوش گوشه ای مورد نیاز باید به نسبت مقدار شکاف ریشه افزوده شود. بنابراین اگر بازرس بداند چنین وضعیتی وجود دارد،مطابق به آن ،نقشه یا اتصال جوش باید علامت گذاری شود، و آخرین تعیین اندازه جوش به درستی شرح داده شود.




حین جوشکاری:

در حین جوشکاری، چندین آیتم وجود دارد که نیاز به کنترل دارد تا نتیجتا جوش رضایتبخشی حاصل شود.آزمون چشمی اولین متد برای کنترل این جنبه از ساخت می باشد.این می تواند ابزار ارزشمندی در کنترل پروسه باشد.بعضی از این جنبه های ساخت که باید کنترل شوند شامل موارد زیر می باشد:




(1) کیفیت پاس ریشه جوش() weld root bead



(2) آماده سازی ریشه اتصال قبل از جوشکاری طرف دوم



(3) پیش گرمی و دماهای میان پاسی



(4) توالی پاسهای جوش



(5) لایه های بعدی جهت کیفیت جوش معلوم



(6) تمیز نمودن بین پاسها



(7) پیروی از پروسیجر کاری همچون ولتاژ،آمپر،ورود حرارت،سرعت.







هر کدام از این فاکتورها اگر نادیده گرفته شود سبب بوجود آمدن ناپیوستگی هایی می شود که می تواند کاهش جدی کیفیت را در بر داشته باشد.





پاس ریشه جوش:



شاید بتوان گفت بحرانی ترین قسمت هر جوشی پاس ریشه جوش می باشد.مشکلاتی که در این نقطه وجود دارد...



در نتیجه بسیاری از عیوب که بعدها در یک جوش کشف می شوند مربوط به پاس ریشه جوش می باشند.بازرسی چشمی خوب روی پاس ریشه جوش می تواند بسیار موثر باشد.وضعیت بحرانی دیگر ریشه اتصال در درزهای جوش دو طرفه هنگام اعمال جوش طرف دوم بوجود می آید. این مساله معمولا شامل جداسازی سربار() slag و دیگر بی نظمی ها توسط تراشه برداری(chipping)،رویه برداری حرارتی(thermal gouging) یا سنگ زنی(grinding) می باشد.وقتی که عملیات جداسازی کاملا انجام گرفت آزمایش منطقه گودبرداری شده قبل از جوشکاری طرف دوم لازم است.این کار به خاطر این است که از جداشدن تمام ناپیوستگی ها اطمینان حاصل شود.اندازه یا شکل شیار برای دسترسی راحت تر به تمام سطوح امکان تغییر دارد.





پیش گرمی و دماهای بین پاس:



پیش گرمی و دماهای بین پاس می توانند بحرانی باشند و اگر تخصیص یابند قابل اندازه گیری می باشند.محدودیت ها اغلب بعنوان می نیمم،ماکزیمم و یا هر دو بیان می شوند.همچنین برای مساعدت در کنترل مقدار گرما در منطقه جوش،توالی و جای تک تک پاسها اهمیت دارد .بازرس باید ازاندازه و محل هر تغییر شکل یا چروکیدگی(shrinkage) سبب شده بوسیله حرارت جوشکاری آگاه باشد. بسیاری از اوقات همزمان با پیشرفت گرمای جوشکاری اندازه گیری های تصحیحی گرفته می شود تا مسائل کمتری بوجود آید.





آزمایش بین لایه ای:



برای ارزیابی کیفیت جوش هنگام پیشروی عملیات جوشکاری،بهتر است که هر لایه بصورت چشمی آزمایش شود تا از صحت آن اطمینان حاصل شود.همچنین با این کار می توان دریافت که آیا بین پاسها بخوبی تمیز شده اند یا نه؟ با این عمل می توان امکان روی دادن ناخالصی سرباره در جوش پایانی را کاهش داد.بسیاری از این گونه موارد احتمالا در دستورالعمل جوشکاری اعمالی،آورده شده اند.

در این گونه موارد،بازرسی چشمی که در طول جوشکاری انجام می گیرد اساسا برای کنترل این است که ملزومات روش جوشکاری رعایت شده باشد.





بعد از جوشکاری:



بسیاری از افراد فکر می کنند که بازرسی چشمی درست بعد از تکمیل جوشکاری شروع می شود.به هر حال اگر همه مراحلی که قبلا شرح داده شد،قبل و حین جوشکاری رعایت شده باشد،آخرین مرحله بازرسی چشمی به راحتی تکمیل خواهد شد.از طریق این مرحله از بازرسی نسبت به مراحلی که قبلا طی شده و نتیجتا جوش رضایت بخشی را بوجود آورده اطمینان حاصل خواهد شد. بعضی از مواردی که نیاز به توجه خاصی بعد از تکمیل جوشکاری دارند عبارتند از:



(1) ظاهر جوش بوجود آمده



(2) اندازه جوش بوجود آمده



(3) طول جوش



(4) صحت ابعادی



(5) میزان تغییر شکل



(6) عملیات حرارتی بعد از جوشکاری



هدف اساسی از بازرسی جوش بوجود آمده در آخرین مرحله این است که از کیفیت جوش اطمینان حاصل شود. بنابراین آزمون چشمی چندین چیز مورد نیاز می باشد.بسیاری از کدها و استانداردها میزان ناپیوستگی هایی که قابل قبول هستند را شرح می دهد و بسیاری از این ناپیوستگی ها ممکن است در سطح جوش تکمیل شده بوجود آیند.





ناپیوستگی ها:



بعضی از انواع ناپیوستگی هایی که در جوشها یافت می شوند عبارتند از:



۱- تخلخل



۲- ذوب ناقص



۳- نفوذ ناقص در درز



۴- بریدگی( سوختگی ) کناره جوش



۵- روی هم افتادگی



۶-ترکها



۷- ناخالصی های سرباره



۸- گرده جوش اضافی



در حالی که ملزومات کد امکان دارد مقادیر محدودی از بعضی از این ناپیوستگی ها را تایید نماید ولی عیوب ترک و ذوب ناقص هرگز پذیرفته نمی شود.

برای سازه هایی که تحت بار خستگی و یا سیکلی (cyclic) می باشند، خطر این ناپیوستگی های سطحی افزایش می یابد. در اینگونه شرایط،بازرسی چشمی سطوح ،پر اهمیت ترین بازرسی است که می توان انجام داد.

وجود سوختگی کناره (undercut)،رویهم افتادگی(overlap) و کنتور نامناسب سبب افزایش تنش می شود؛ بار خستگی می تواند سبب شکستهای ناگهانی شود که از این تغییر حالتهایی که بطور طبیعی روی می دهد، زیاد می شود.به همین خاطر است که بسیاری اوقات کنتور مناسب یک جوش می تواند بسیار با اهمیت تر از اندازه واقعی جوش باشد،زیرا جوشی که مقداری از اندازه واقعی کمتر باشد،بدون ناخالصی ها و نامنظمی های درشت،می تواند بسیار رضایت بخش تر از جوشی باشد که اندازه کافی ولی کنتور ضعیفی داشته باشد.

برای تعیین اینکه مطابق استاندارد بوده است ،بازرس باید کنترل کند که آیا همه جوشها طبق ملزومات طراحی از لحاظ اندازه و محل(موقعیت) صحیح می باشند یا نه؟اندازه جوش گوشه ای(Fillet) بوسیله یکی از چندین نوع سنجه های جوش برای تعیین بسیار دقیق و صحیح اندازه تعیین می شود.

در مورد جوشهای شیاری(Groove) باید از لحاظ گرده جوش مناسب دو طرف درز را اندازه گیری کرد.بعضی از شرایط ممکن است نیاز به ساخت سنجه های جوش خاص داشته باشند.





عملیات حرارتی بعد از جوشکاری:



به لحاظ اندازه،شکل، یا نوع فلز پایه ممکن است عملیات حرارتی بعد از جوش در روش جوشکاری اعمال شود.این کار فقط از طریق اعمال حرارت(گرما) در محدوده دمایی بین پاس یا نزدیک به دمای آن ،صورت می گیرد تا از لحاظ متالورژیکی خواص جوش بوجود آمده را کنترل نمود. حرارت دادن در درجه حرارت دمای بین پاس،ساختار بلوری را به استثناء موارد خاص تحت تاثیر قرار نمی دهد.بعضی از حالات ممکن است نیاز به عملیات تنش زدایی حرارتی داشته باشند.بطوری که قطعات جوش خورده بتدریج در یک سرعت مشخص تا محدوده تنش زدایی تقریبا °F1100 تا F °1200 (590 تا 650 درجه سانتی گراد) برای اکثر فولادهای کربنی گرما داده می شود.

بعد از نگهداری در این دما به مدت یک ساعت برای هر اینچ از ضخامت فلز پایه،قطعات جوش خورده تا دمای حدود °F600 (315 درجه سانتی گراد) در یک سرعت کنترل شده سرد می شود. بازرس در تمام این مدت مسئولیت نظارت بر انجام کار را دارد تا از صحت کار انجام شده و تطابق با ملزومات روش کار اطمینان حاصل نماید.





آزمایش ابعاد پایانی:



اندازه گیری دیگری که کیفیت یک قطعه جوشکاری شده را تحت تاثیر قرار می دهد صحت ابعادی آن می باشد. اگر یک قسمت جوشکاری شده بخوبی جفت و جور نشود،ممکن است غیر قابل استفاده شود اگرچه جوش دارای کیفیت کافی باشد.

حرارت جوشکاری ، فلز پایه را تغییر شکل داده و می تواند ابعاد کلی اجزاء را تغییر دهد.بنابراین، آزمایش ابعادی بعد از جوشکاری ممکن است برای تعیین متناسب بودن قطعات جوشکاری شده برای استفاده موردنظر مورد نیاز واقع شود.

[boomba]

ممانعت كننده ها Inhibitors

ممانعت كننده ها افزودنی هایی هستند كه با ایجاد تغییر و تحول بر روی سطح فلزات ، محیط و یا هر دو خوردگی را تحت كنترل در آورده ، شیوه عمل آنها ایجاد تغییرات در واكنش های آندی ، كاتدی و یا هر دو آنها است . ممانعت كننده های بسیار زیادی با تركیبات مختلف موجود می باشند ؛ اكثر این مواد با آزمایشات تجربی پیدا شده و اصلاح یافته اند و بسیاری از آنها با نام های تجاری عرضه می گردند و تركیب شیمیایی آنها مخفی نگه داشته می شود . به همین دلیل فرآیند حفاظت به این روش به طور كامل مشخص و روشن نیست . ممانعت كننده ها را می توان بر حسب مكانیزم و تركیب طبقه بندی نمود . با توجه به تركیب ممانعت كننده ها به دو دسته اصلی معدنی ( Inorganic) و آلی ( Organic) تقسیم می گردند . بر حسب مكانیزم عمل دو نوع مشخص بازدارنده وجود دارد :

نوع A : كه لایه یا فیلمی محافظ روی سطح فلز تشكیل داده یا نوعی واكنش با فلز انجام می دهند ( مثلا روئین كردن )


نوع B : موادی كه قدرت خورندگی محیط را كم می كنند.


ضمنا بازدارنده های AB هم وجود دارند كه هم می توانند با فلز واكنش انجام داده و هم قدرت خورندگی محیط را كم كنند ، ولی همیشه یكی از خاصیت ها حاكم بر دیگری است. بازدارنده های نوع A بسیار متداول بوده در حالیكه بازدارنده های نوع B كمتر متداول هستند . انواع اصلی بازدارنده ها به ترتیب زیر طبقه بندی می شوند :


نوع ІA: بازدارنده هایی كه سرعت خوردگی را كم می كنند ولی كاملا مانع آن نمی شوند .


نوع ІІA : بازدارنده هایی كه باعث به تاخیر انداختن حمله خوردگی برای مدت زیادی می شوند . به طوری كه فلز در مقابل خوردگی مصونیت موقتی پیدا می كند.


نوع ІІІA : بازدارنده های روئین كننده كه لایه های روئین بر سطح فلز تشكیل می دهند . این لایه ها غالبا اكسید یا نمك های غیر محلول فلزی هستند ، مانند فسفات و كرمات برای فولاد . اگر مقدار بازدارنده ای كه به محلول اضافه می گردد كم باشد لایه های ناپیوسته تشكیل می گردد كه ممكن است خوردگی حفره ای یا حمله تسریع شده موضعی بوجود آید.


نوع ІB : بازدارنده هایی هستند كه واكنش خوردگی را آهسته می كنند . بدون آنكه كاملا مانع آن شوند . این بازدارنده ها غالبا در ضمن عمل حفاظت مصرف می شوند . مانند هیدرازین و سولفیت سدیم .


نوع ІІB : بازدارنده هایی هستند كه در اثر تركیب با موادی كه باعث خوردگی در یك محیط مشخص می شوند ، خوردگی را به تاخیر می اندازند.


به طور كلی بازدارنده های نوع ІA ، ІІA ، ІІB تركیبات آلی هستند و انواع ІІІA و ІB مواد معدنی .


موارد عمده كاربرد ممانعت كننده ها مربوط به 4 محیط زیر است :


1- محلول های آبی از اسید هایی كه در فرآیند های تمیز كردن فلزات بكار می روند مثل اسید شویی


2- آب های طبیعی ، آب های تهیه شده برای سرد كردن در مقیاس صنعتی با PH طبیعی


3- محصولات اولیه و ثانویه از نفت و پالایش و حمل و نقل آن


4- خوردگی گازی و اتمسفری در محیط های محدود در حین حمل و نقل و انبار كردن و موارد مشابه


صنایعی همانند نفت كه با H2S و CO2 در ارتباط اند . در مجاورت آب و بخصوص آب شور و دیگر ناخالصی ها مشكلات ناشی از خوردگی را دو چندان می نمایند . ممانعت كننده هایی همانند نفتنیك ، آمین و دی آمین های ( RNH(CH2)n) بكار گرفته می شوند كه R یك زنجیر هیدرو كربوری و n = 2-10 است.


لازم به ذكر است كه ممانعت كننده ها از نظر فلز ، محیط خورنده ، درجه حرارت و غلظت معمولا منحصر به فرد هستند. غلظت و نوع ممانعت كننده ای كه در یك محیط خورنده بایستی استفاده شوند با آزمایش و تجربه تعیین می گردند و اینگونه اطلاعات را معمولا از تولید كننده گان آن مواد می توان دریافت نمود . در صورتی كه غلظت ممانعت كننده كمتر از اندازه كافی باشد ، ممكن است خوردگی تسریع شود ، مخصوصا خوردگی های موضعی مثل حفره دار شدن .


لذا در صورتی كه غلظت ممانعت كننده ها كمتر از اندازه كافی باشد ، خصارت بیشتر از موقعی خواهد بود كه ممانعت كننده اصلا بكار برده نشود . برای پرهیز از این خطر بایستی غلظت ممانعت كننده همواره بیش از مقدار مورد نیاز باشد و غلظت آن به طور متناوب تعیین گردد . موقعی كه دو یا چند ممانعت كننده به یك سیستم خورنده اضافه گردند ، تاثیر آنها گاهی اوقات بیشتر از تاثیر هر كدام به تنهایی است .


اگرچه در موارد بسیاری از ممانعت كننده ها به خوبی می توان استفاده نمود ، ولی محدودیت هایی نیز برای این نوع محافظت از خوردگی وجود دارد . ممكن است اضافه كردن ممانعت كننده به سیستم بخاطر آلوده كردن محیط عملی نباشد . به علاوه بسیاری از ممانعت كننده ها سمی بوده و كاربرد آنها محدود به محیط هایی است كه به طور مستقیم یا غیر مستقیم در تهیه مواد غذلیی یا محصولات دیگری كه مورد استفاده انسان قرار می گیرد ، نمی باشند.

[boomba]

متالوگرافی:



آماده سازي نمونه متالوگرافي را تا حد زيادي مي توان يک هنر دانست معمولا در آزمايشگاه هاي مختلف از شيوه هاي متفاوتي براي آماده سازي نمونه استفاده مي شود با توجه به اينکه فلزات از نظر سختي و بافت با يکديگر متفاوت هستند و از اين نظر با توجه به نوع فلز مورد آزمايش روش آماده سازي نمونه ممکن است کمي متفاوت باشد ولي بطور کلي عمليات آماده سازي نمون ها مشابه است به منظور آشنايي با فرايند آمده سازي يک نمونه متالوگرافي روش رايج در مورد آهن و فولاد مورد بررسي قرار مي گيرد آنچه که مورد بحث قرار مي گيرد تنها يک توضيح کلي است و براي دستيابي به اطلاعات دقيق تر بايد به مرجع مناسب تري مراجعه شود آماده سازي نمونه متالوگرافي را تا حد زيادي مي توان يک هنر دانست معمولا در آزمايشگاه هاي مختلف از شيوه هاي متفاوتي براي آماده سازي نمونه استفاده مي شود با توجه به اينکه فلزات از نظر سختي و بافت با يکديگر متفاوت هستند و از اين نظر با توجه به نوع فلز مورد آزمايش روش آماده سازي نمونه ممکن است کمي متفاوت باشد ولي بطور کلي عمليات آماده سازي نمون ها مشابه است به منظور آشنايي با فرايند آمده سازي يک نمونه متالوگرافي روش رايج در مورد آهن و فولاد مورد بررسي قرار مي گيرد آنچه که مورد بحث قرار مي گيرد تنها يک توضيح کلي است و براي دستيابي به اطلاعات دقيق تر بايد به مرجع مناسب تري مراجعه شود شرح :يک نمونه کوچک که از يک قطعه فولادي جدا شده را در نظر بگيريد که يک سطح تخت مناسب در يک طرف اين نمونه بوسيله اره کردن و سنگ زني آمده شده است روش معمول اينست که اين نمونه در يک قرص پلاستيکي با قطر يک اينچ 25 ميليمتر و ضخامت يک دوم اينچ نصب مي شود به طوري که آن سطح از نمونه که قرار است پوليش شود در يک طرف ديسک قرار بگيرد دريک روش براي توليد اين قرص نمونه در داخل يک قالب ساده استوانه اي قرار داده شده و سپس رزين اپوکسي مايع در داخل قالب ريخته مي شود اين مراحل به چهار مرحله مختلف طبقه بندي مي شود.

1) سايش نرم
2) پرداخت خشن
3) پرداخت نهايي
4) اچ کردن

در سه قسمت اول هدف اصلي کاهش ضخامت لايه تغيير شکل يافته زير سطح نمونه است عمليّات برش سنگ زني و سايش فلز نزديک به سطح را به شدت تغيير شکل مي دهند ساختار واقعي فلز تنها زماني آشکار مي شود که لايه تغيير شکل يافته کاملا از روي سطح برداشته شود چون هر مرحله از آماده سازي نمونه نيز به خودي خود باعث تغيير شکل در سطح مي شود ، بنابراين در هر مرحله بايد از ساينده هاي نرم تر از قبلي استفاده شود هر ساينده سبب جدا شدن لايه تغيير شکل يافته ناشي از مرحله قبل مي شود در حالي که همين ساينده ، يک لايه اعوجاج يافته با عمق کمتر نيز توليد مي کند سايش نرم در اين مرحله سطح نمونه با استفاده از پودر هاي کاربيد سيليسيم که بر ريو کاغذ هاي مخصوص تعبيه شده اند ساييده مي شود ممکن است نمونه بصورت دستي روي کاغذ سنباده اي که روي يک سطح تخت نظير يک تکه شيشه تخت قرار دارد ساييده شود همچنين ممکن است کاغذ سنباده روي سطح يک چرخ دوار افقي و تخت چسبانيده شده و سپس نمونه متالوگرافي روي آن قرار داده شود در هر دو روش معمولا از آب به عنوان يک روانساز استفاده مي شود که باعث حمل ذرات جدا شده از سطح نيز مي شود سه نوع ساينده با شماده هاي 320 ،400، 600 که در آنها به ترتيب اندازه ذرات کاربيد سيليسيم برابر 33 ، 23 ، 17 ميکرون است مورد استفاده قرار مي گيرند در هر يک از مراحل سايش اوليه نمونه بصورتي روي يک سطح حرکت داده مي شود که خراش ها فقط دريک جهت تشکيل شود هنگام تعويض يک کاغذ سنباده نمونه به اندازه تقريبي 45 درجه دوران داده مي شود که در نتيجه خراش هاي جديد تشکيل شده در روي سطح با خراش هاي قبلي زاويه مي سازند سايش تا زماني ادامه مي يابد که خراش هاي تشکيل شده از مراحل قبل ناپديد شوند.پرداخت خشن اين مرحله بسيار حساس است در حال حاضر ماده ساينده مورد استفاده براي عمليات پرداخت خشن پودر الماس با اندازه دانه تقريبي 6 ميکرون است پودر الماس در خميري قابل حل در روغن نگه داري و حمل نقل مي شود در اين مرحله مقدار کمي از اين خمير بر روي سطح يک چرخ دوار که با يک پارچه نايلوني پوشيده است قرار مي گيرد روانساز مورد استفاده در حين عمليات پرداخت روغني مخصوص است نمونه روس چرخ دوار با فشار قابل ملاحظه اي فشار داده مي شود در طول اين مرحله نمونه در يک محل خاص و ثابت روي چرخ دوار با فشار قابل ملاحظه اي فشار داده مي شود در طول اين مرحله نمونه در يک محل خاص ثابت روي چرخ پرداخت نگه داشته نمي شود و د حول چرخ و در جهت مخالف دوران چرخ حرکت داده مي شود در نتيجه عمل پرداخت با يکنواختي بالايي انجام مي شود ذرات الماس خاصيت داده مي شود در نتيجه عمل پرداخت با يکنواختي بالايي انجام مي شود ذرات الماس خاصيت برش شديدي داشته و در جدا کردن لايه عميق تغيير شکل يافته ناشي از عمليات سايش اوليه بسيار موثرند پودر الماس 6ميکرون قادر به جدا سازي لايه تغيير شکل يافته حاصل از ساينده کاربيد سيليسيم 17 ميکروني در مرحله آخر سايش اوليه است پرداخت نهايي در اين مرحله خراش هاي ظريف و لايه هاي اعوجاج يافته بسيار ريز که از مرحله پرداخت خشن باقي مانده اند جدا مي شوند ماده پرداخت مورد استفاده اغلب پودر آلومينا از نوع گاما با اندازه دانه 05/0 ميکرون است اين پودر روي يک چرخ دوار پوشيده شده با پارچه ريخته شده و از آب مقطر به عنوان رونساز استفاده مي شود بر خلاف پارچه نايلوني بدون پرز استفاده شده در پوليش خشن ، پارچه مورد استفاده در مرحله عموما پرزدار است چنانچه اين مرحله و مرحله قبلي با دقت کافي انجام شوند ، سطحي عاري از خراش و تقريبا بدون هيچ لايه فلزي اعوجاج يافته قابل تشخيص تشکيل مي شود اچ کردن معمولا در نمونه متالوگرافي ساختار داده ها پس از پايان عمليات پرداخت نهايي در زير ميکروسکوپ مشخص نيست ضخامت مرز دانه هاي يک فلز در بهترين حالت در حد ضخامت چند اتم است در حالي که توان آشکار سازي يک ميکروسکوپ بسيار کمتر از حد لازم براي تشخيص آنهاست تنها در فلزي که بلور هايي با رنگ هاي مختلف در تماس با يکديگر باشند ، قابل رويت ساختن مرز دانه ها نمونه هاي متالوگرافي اچ مي شوند که اين عمليات با فرو بردن سطح نمونه پوليش شده در يک محلول اچ ضعيف اسيدي يا قليايي انجام مي شود رايج ترين محلول مورد استفاده براي فولاد هاي نايتال نام دارد که محتوي محلول 2% اسيد نيتريک در الکل است در بعضي حالات مي توان عمل اچ را توسط مالش ملايم يک تکه پنبه آغشته به محلول اچ بر روي سطح انجام داد در هر صورت در نتيجه اين عمل مقداري از سطح فلز حل شده و از سطح خارج مي شود چنانچه محلول اچ مورد استفاده مناسب باشد سطح فلز بصورت يکنواخت حل نمي شود گاهي عامل اچ کننده به مرز دانه ها سريع تر از سطح دانه ها حمله مي کند ساير محلول ساير محلول هاي اچ ، دانه هاي مختلف را بر اساس جهت گيري آن ها حل خواهند کردپس از اچ کردن مرز ها به صورت پله هايي کم عمق در سطح ظاهر مي شوند جداره هاي عمودي اين پله ها نور را همانند سطوح بلوري نسبتا صاف به عدسي هاي شيئ ميکروسکوپ منعکس نمي کنند و در نتيجه محل مرز بلوري در زير ميکروسکوپ قابل رويت مي شوند پرداخت الکتريکي و اچ الکتريکي در فلزاتي نظير فولاد زنگ نزن تيتانيم و زير کونيم که از بين بردن لايه هاي سطحي اعوجاج يافته بسيار مشکل است پوليش مکانيکي مناسب نيست بنابراين اغلب اين مواد توسط روش پرداخت الکتريکي در آخرين مرحله پرداخت مي شوند در اين حالت نمونه به عنوان آند و يک ماده غير قابل حل به عنوان کاتد در يک حمام الکتروليتي به صورت مناسب قرار مي گيرند چنانچه از دانسيته جريان مناسب استفاده شود مي توان سطح نمونه را به صورتي حل کرد که يک سطح پرداخت مناسب توليد شود در روش پرداخت الکتريکي حمام و دانسيته جريان بايد به صورت مجزا طوري کنترل شوند که سطحي صاف و بودن پستي و بلندي توليد شود همچنين با تغيير ترکيب شيميايي حمام و دانسيته جريان مي توان سطحي با پستي بلندي هاي مناسب عمليات اچ را توليد کرد به اين مراحل پرداخت الکتريکي گويند

[boomba]

بررسی انواع خوردگی

خوردگی از 8 روش می تواند به سطوح فلزی حمله کند . هشت دلیل موجه برای به کارگیری کامپوزیت ها در سازه های نظامی و غیرنظامی . این 8 روش عبارتند از :

حمله یکنواخت Uniform Attack در این نوع خوردگی که متداول ترین نوع خوردگی محسوب می شود ، خوردگی به صورتی یکنواخت به سطح فلز حمله می کند و به این ترتیب نرخ آن از طریق آزمایش قابل پیش بینی است .
خوردگی گالوانیک Galvanic Corrosion
این نوع خوردگی وقتی رخ می دهد که دو فلز یا آلیاژ متفاوت ( یا دو ماده متفاوت دیگر همانند الیاف کربن و فلز ) در حضور یک ذره خورنده با یکدیگر تماس پیدا کنند . در منطقه تماس ، فرایندی الکترو شیمیایی به وقوع می پیوندد که در آن ماده ای به عنوان کاتد عمل کرده و ماده دیگر آند می شود . در این فرآیند کاتد در برابر اکسیداسیون محافظت شده و آند اکسید می شود .

خوردگی شکافی Crevice Corrosion
این ساز و کار وقتی رخ می دهد که یک ذره خورنده در فاصله ای باریک ، بین دو جزء گیر کند . با پیشرفت واکنش ، غلظت عامل خورنده افزایش می یابد . بنابراین واکنش با نرخ فزاینده ای پیشروی می کند.

آبشویی ترجیحی Selective Leaching این نوع خوردگی انتخابی وقتی رخ می دهد که عنصری از یک آلیاژ جامد از طریق یک فرآیند خوردگی ترجیحی و عموما ً با قرار گرفتن آلیاژ در معرض اسیدهای آبی خورده می شود . متداول ترین مثال جدا شدن روی از آلیاژ برنج است . ولی آلومینیوم ، آهن ، کبالت و زیرکونیم نیز این قابلیت را دارند .

خوردگی درون دانه ای Intergranular Corrosion
این نوع خوردگی وقتی رخ می دهد که مرز دانه ها در یک فلز پلی کریستال به صورت ترجیحی مورد حمله قرار می گیرد . چندین عامل می توانند آلیاژی مثل فولاد زنگ نزن آستنیتی را مستعد این نوع خوردگی سازند . از جمله حضور ناخالصی ها و غنی بودن یا تهی بودن مرزدانه از یکی از عناصر آلیاژی .
خوردگی حفره ای Pitting Corrosion این نوع خوردگی تقریبا ً همیشه به وسیله یون های کلر و کلرید ایجاد می شود و به ویژه برای فولاد ضد زنگ بسیار مخرب است ؛ چون در این خوردگی ، سازه با چند درصد کاهش وزن نسبت به وزن واقعی اش ، به راحتی دچار شکست می شود . معمولا ً عمق این حفرات برابر یا بیشتر از قطر آنهاست و با رشد حفرات ، ماده سوراخ می شود .

خوردگی فرسایشی Erosion Corrosion این نوع خوردگی وقتی رخ می دهد که محیطی نسبت به یک محیط ثابت دیگر حرکت کند ( به عنوان نمونه مایع یا دوغابی که درون یک لوله جریان دارد ) یک پدیده مرتبط با این گونه خوردگی ، سایش Fretting است که هنگام تماس دو ماده با یکدیگر و حرکت نسبی آنها از جمله ارتعاش به وجود می آید . این عمل می تواند پوشش های ضد خوردگی را از بین برده و باعث آغاز خوردگی شود .

خوردگی تنشی Stress Corrosion این نوع خوردگی وقتی رخ می دهد که ماده ای تحت تنش کششی در معرض یک محیط خورنده قرار گیرد . ترکیب این عوامل با هم ، ترک هایی را در جزء تحت تنش آغاز می کند .

منبع: فصلنامه كامپوزيت

[boomba]

جوشکاري به روش GTAW


جوشکاري قوسي با الکترود تنگستني و در پناه گاز محافظ که گاهي اوقات Heliarc و يا جوش تيگ TIG(جوشکاري با تنگستن و گاز خنثي) نيز ناميده مي شود، در سال 1930 براي جوشکاري فلز منيزيم اختراع شد.Russell Meredith از الکترود تنگستني همراه با گاز خنثي هليوم براي جوشکاري فلز منيزيم استفاده کرد.اين روش جايگزين روش پرچ براي اتصال قطعات هواپيما از جنس آلومينوم و منيزيم شد.روش جوشکاري Heliarc در طي اين مدت تا کنون اصلاح زيادي يافته است ولي مکانيسم اصلي آن همان است که مرديت آن را بکار برده بود.
درجه حرارت ذوب براي اتصال از نگهداري قوس بين الکترود تنگستن و قطعه کار فراهم مي شود.(شکل1) دماي حوضچه مذاب تا 2500 C ميرسد.گاز خنثي حوضچه مذاب را احاطه مي کند وآنرا در مقابل آلودگي هاي اتمسفري محافظت مي کند.معمولا گاز خنثي آرگون،هليوم و يا مخلوطي از آن دو است.



کاربردها:
روش جوشکاري با الکترود تنگستن و گاز محافظ براي جوشکاري فولادهاي زنگ نزن ،آلومينوم ،منيزيم،مس و فلزات فعال(مثل تيتانيوم و تانتالوم) ونيز فولادهاي کربني و آلياژي استفاده مي شود.در جوشکاري فولادهاي کربني معمولا براي جوشکاري پاس هاي ريشه کار مي رود.

◄ مزايا و محدوديت ها:
مزاياي روش GTAW عبارتند از:

· جوش با کيفيت بالا و اعوجاج کم توليد مي کند.
· پاشش مذاب در مقايسه با روش هاي ديگر در اين روش وجود ندارد.
· در هر دو حالت با و بدون فلزپرکننده مي توان استفاده کرد.
· منابع نيروي مختلفي رامي توان بکار گرفت.
· انواع مختلفي از فلزات حتي فلزات غيرمشابه را مي توان با اين روش جوشکاري کرد
· کنترل دقيقي بر روي ميزان گرماي توليدي و ورودي مي توان دشات.
روش GTAW زماني استفاده مي شود که به جوش با کيفيت بالا نياز باشد.همانطوريکه در بالا اشاره شد، گرماي توليدي که ميتواند اثر منفي بر فلز داشته باشد،بدقت کنترل مي شود و نيز حوزه ديد جوشکار بوسيله دودهاي حاصله محدود نمي شود.

محدوديت هاي اين روش در زير آمده اند:

· نرخ رسوب آن در مقايسه با جوشکاري با الکترودهاي مصرفي پايين تر است.
· به جوشکار ماهر نياز دارد.(نسبت به SMAW,GMAW)
· براي جوشکاري ضخامت هاي بيشتر از 9.5 mm مقرون به صرفه نمي باشد.
· در وضعيت هاي جوشکاري غير تخت جوشکاري مشکل است زيرا حفاظت قوس کامل نيست.


علاوه بر مشکلات يادشده مي توان به برخي از مشکلات اين روش نيز در ذيل اشاره کرد:


· در صورتيکه الکترود تنگستني با حوضچه مذاب تماس داشته باشد، آخالهاي تنگستن مي تواند وارد فلز جوش شود.
· اگر حفاظت قوس و مذاب توسط جريان مداوم گاز خنثي انجام نشود و يا مختل شود،فلز مذاب آوده مي شود.
· آلودگي يا حفره در مذاب تحت تاثير نشتي آب از تورچها سرد شونده با آب
· وزش و يا انحراف قوس مثل روش هاي ديگر

منابع نيرو براي GTAW از نوع جريان ثابت همراه با منحني ولتاژ – آمراژ منفي مي باشند.راکتورهاي قابل اشباع و نيز واحدهاي کنترل شده با تريستور نيز مرسوم هستند.پيشرفت هايي که در صنايع الکتريکي اتفاق افتاده است،در اين حوزه نيز موثر بوده وباعث شده است که منابع نيروي با کارايي بيشتر و با وزن کمتر توليد شوند.امروزه منابع نيروي ترانزيستوري با جربان مستقيم نيز بسيار استفاده مي شوند و منابع نيرو يکسوکننده –مبدل ها بسيار پيچيده تر هستند.مبدل هاي نيرو شامل سه نوع تبديل هستند:

· جريان متناوب اوليه 60 mHz به جريان مستقيم تبديل مي شود.
· جريان مستقيم به جريان متناوب با فرکانس بالا تبديل مي شود.
· اين جريان متناوب به جريان مستقيم تبديل مي شود.

مبدل ها را مي توان از حالت جريان مستقيم به جريان متناوب براي جوشکاري GMAW تغيير داد و بکار برد که اين سبب کاهش هزينه و صرفه جويي در آن خواهد شد.منابع نيرو که با مبدل کنترل مي شوند در مقايسه با منابع سيليکوني SCR زمان هاي پاسخ سريعتري دارند.در شکل 2 رفتار دو نوع ماشين جوشکاري با کنترل مبدلي و با کنترل تريستوري نشان داده مي شود.



ساختمان تورچ: تورچ جوشکاري الکترود را نگهداشته و جريان الکتريکي را به سمت قوس هدايت مي کند و گاز لازم براي محافظت قوس و مذاب را به محل جوش انتقال مي دهد. قطعات تورچ در شکل 3 نشان داده مي شود.



تورچهاي جوشکاري که زير جريان 200 A بکار ميروند،معمولا با هوا سرد مي شوند،به عبارتي گاز خنثي از اطراف کابل حرکت ميکند و سردايش لازم را فراهم مي کند.اما در جوشکاري هاي پيوسته که با آمپراژهاي بالا سروکار دارد،و نيز در روش ماشيني از تورچهايي استفاده مي شود که با آب سرد مي شوند.
الکترودها.الکترودهاي غيرمصرفي که در روش GTAW بکار مي روند ، از تنگستن و يا آلياژهاي آن ساخته مي شوند.متداولترين اين آلياژها،آلياژ 2% ThO2-W يا EWTh-2 مي باشد.اين آلياژ از ويژگي هاي کاري خوبي برخوردار است و پايداري بهتري دارد.توريا راديواکتيو بوده وفلذا هنگام تيز کردن آن بايد مواظب بود که گرد و غبار آن استنشاق نشود.سنگ زني مي تواند خطرات جدي در پي داشته باشد و بايد قوانين زيست محيطي را رعايت کرد.الکترودهاي لانتانوم دار EWLa-1 و ايتريم دار الکترودهايي هستند که ويژگي هاي شروع خوبي داشته و پايداري قوس آنها حتي در ولتاژهاي کم نيز قابل قبول و مناسب است.الکترودهاي تنگستن سريم دار EWCe-2 نسبت به الکترودهاي توريم دار از لحاظ پايداري قوس و نرخ ذوب کردن کمي بهترند.هرکدام از الکترودهاي مذکور جوش هاي قابل قبولي توليد مي کنند.توانايي آسان ساطع کردن الکترون در ولتاژ پايين الکترودهاي لانتالوم دار ازعلل اصلي کارکرد خوب آنهاست.
تنگستن خالص در جوشکاري ac استفاده مي شود وبالاترين نرخ مصرف را دارند.گاهي اوقات از الکترودهاي زيرکني نيز استفاده ميشود.الکترودهاي تنگستن براساس ترکيب شيمايي شان طبقه بندي مي شوند.(جدول1)شرايط لازم براي اين الکترودها در AWS A5.12 ذکر مي شود.شکل نوک الکترودها بر شکل حوضچه مذاب موثر است.الکترودهايي که زاويه 60-120° دارند،پايدارترند و عمق نفوذ خوبي را دارند.الکترودهاي با زاويه کمتر 5-30° براي جوش شياري مناسب هستند تا از ايجاد قوس بين ديواره هاي محل اتصال جلوگيري کند.
سيستم تغذيه سيم:از تعدادي قطعه تشکيل شده است که از سيستم ساده تا پيجيده را در بردارند.سيستم اصلي آن درواقع وسيله اي است که سيم را با قلاب گرفته و سپس آن را از قرقره کشيده و بعد آنرا از طريق لوله راهنما به سمت محل جوشکاري انتقال مي دهد.براي حرکت موتور و نيز کنترل آن از کنترل و سوئيچ هاي الکترونيکي استفاده مي شود.
کابل،شلنگ و رگولاتورها براي انتقال جريان الکتريکي،آب و گاز خنثي به محل جوشکاري لازم مي باشند.



نوسان قوس در هر دو حالت جوشکاري دستي و ماشيني استفاده مي شود.مزاياي موجوددر جوشکاري دستي پايه و اساس کنترل جوش هنگام تنظيم تغييرات اتصال جوش و گپ موجود است.در جوشکاري ماشيني،نوسان از طريق حرکت مکانيکي تورچ جوشکاري و يا حرکت دادن پلاسماي قوس با کمک ميدان مغناطيسي خارجي انجام مي شود.نوسان باعث مي شود که گرماي توليدي در محل هاي دقيق انتقال داده شود.اين وضعيت براي زماني که جوشکاري قطعات با اشکال پيچيده انجام مي شود،يک مزيت بشمار مي رود.وقتي از نوسان جوش استفاده مي شود،تعداد پاس ها و نيز مقدار کل گرماي توليدي کاهش مي يابد زيرا هزينه حذف انقباض ها و عيوب ديگر را از هزينه کلي جوش کم مي کند.
شکل 4 اثر نوسانات مغناطيسي بر اعوجاج را نشان مي دهد.در برخي از آلياژها لازم است که از چند پاس براي ايجاد اثر برگشتي پاس هاي بعدي و بصورت جوش مستقيم string استفاده شود که در اين صورت نوسان Oscillation بکار نمي رود.براي پايداري قوس،کمتر کردن وزش قوس و نيز حرکت دادن پلاسماي قوس در امتداد حرکت تورچ مي توان از ميدان مغناطيس خارجي استفاده کرد.اينکار سبب مي شود ظاهر جوش بهتر شده و سرعت جوشکاري افزايش يابد.

◄ پارامترهاي فرايند:
جريان جوشکاري: جريان جوشکاري يکي از مهمترين پارامتر هاي جوشکاري است که بايد در هر روش جوشي کنترل شود زيرا بر عمق نفوذ،سرعت جوشکاري،کيفيت جوش و نرخ رسوب موثر است.



در کل سه نوع انتخاب براي جريان جوشکاري وجود دارد:

جريان مستقيم الکترود منفي DCEN
جريان مستقيم الکترود مثبت DCEP
جريان متناوب
در شکل هاي 5 و6 تاثير نوع جريان (ac,dc) بر شکل ظاهري جوش نشان داده مي شوند. هم چنين نوع جريان نسبت به ماده انتخابي در جدول 2 آورده شده است.
در جريان متناوب ،در 60 Hz پولاريته بين قطعه کار و الکترود تغيير مي کند. اين تغيير سريع در پولاريته باعث مي شود که يک نوع فرايند کاتدي ايجاد شود که در حذف لايه هاي اکسيدي در سطح فلزات بالاخص فلزات آلومينوم ومنيزيم بسيار مفيد است.در هر نيم سيکل که شرايط DCEP برقرار مي شود، الکترودها گرم مي شوند.لازمه اين کار اينست که از الکترودهاي با قطر بزرگ که از تنگستن خالص ساخته شده اند، استفاده شود. در فرايند GTAW بيشتر از جريان مستقيم با الکترود منفي استفاده مي شود.در اين حالت، گرماي بيشتري وارد قطعه کار شده و در نتيجه نرخ ذوب افزايش مي يابد.

[boomba]

بررسي انواع عيوب ريخته گري در قطعات آلومينيومي ريختگي تحت فشار (HPDC)

مقدمه و تاريخچه:
دايکاست يا ريخته گري تحت فشار عبارت است از روش توليد قطعه از طريق فلز مذاب و تحت فشار به درون قالب که پس از بسته شدن قالب ، مواد مذاب به داخل يک نوع پمپ يا سيستم تزريق هدايت شود سپس در حاليکه پيستون پمپ مواد مذاب را با سرعت از طريق سيستم تغذيه قالب به داخل حفره مي فرستد ، هواي داخل حفره از طريق سوراخهاي هواکش خارج مي شود . اين پمپ در بعضي از دستگاهها داراي درجه حرارت محيط و در برخي ديگر داراي درجه حرارت مذاب مي باشد .
از ابتداي قرن 20 کاربرد قطعات ريخته گري آلومينيوم رشد خود را آغاز نمود اولين محصولات آلومينيوم مختص به وسايل آشپزخانه و قطعات تزئيني بود بعد از جنگ جهاني دوم رشد سريعي در صنعت ريخته گري آلومينيوم بوقوع پيوست و علت اصلي آن نسبت وزن / استحکام عالي آلياژهاي AL بود .
از سال 1945 به دليل توسعه صنايع ريخته گري تزريقي ، ميزان مصرف و کاربرد آلومينيوم ريختگي شديدا افزايش پيدا نمود و بيشترين آن در صنايع اتومبيل سازي بود بخصوص در کشورهايي مثل ژاپن سرعت رشد مصرف آلياژهاي AL به صورت صعودي رو به افزايش بوده است که از طريق مواد آلومينيوم مي تواند وزن اتومبيل را کاهش دهند


توجه: يک عيب در دايگست هميشه قراردادي است زيرا به نوع استفاده و نحوه برداشت هر مشتري از عملکرد و کارآيي قطعه بستگي دارد بنابراين آنچه براي يک مشتري عيب محسوب مي شود ممکن است براي مشتري ديگر نقطه ضعف به حساب نيايد تعريف اين که چه چيز عيب محسوب مي شود به عهده مشتري است و مسأله اصلي نيازهاي خاص هر قطعه مي باشد



◄ عيب سرد جوشي:
سردجوشي عبارت است از برخورد دو جبهه از فلز مذاب اکسيد شده که باعث ناپيوستگي در قطعه ريخته شده مي شود . در صورتي که انجماد فلز خيلي پيشرفته باشد اتصال دو جبهه مذاب بطور کامل انجام شده و سردجوشي به صورت کشيدگي در قطعه ظاهر مي شود .

نحوه ايجاد عيب سرد جوشي:
سردجوشي نتيجه تقسيم شدن موج مذاب در طول پر شدن قالب مي باشد اين تقسيم شدن مي تواند در اثر وجود يک مانع در راه عبور مذاب ( پين يا ماهيچه ) باشد و يا در اثر يک انسداد ناشي از جاري شدن به صورت جت مي باشد حضور اکسيد در فلز مذاب قبل از ريخته گري پديده سردجوشي را شديدتر مي نمايد

◄ عيب نيامد:
نيامد عيبي است که در اثر نرسيدن مذاب به قسمت هايي از قطعه ايجاد مي شود اين عيب مي تواند در نواحي نازک قطعه ايجاد شود و از نظر ظاهري به عيب سردجوشي شبيه است

نحوه ايجاد عيب نيامد:
عيب نيامد نتيجه تقسيم شدن جبهه مذاب در حين پر شدن قالب است فلز خيلي سرد بوده و يا زمان پر شدن قالب خيلي طولاني مي باشد و يا حتي ممکن است جهت حرکت مذاب در قالب در حين پرشدن قالب نامناسب باشد به طوري که مذاب مسير طولاني را براي رسيدن به هدف بپيمايد در اين حال قبل از اينکه قالب توسط مذاب پر شود انجماد آغاز شده و نيامد ايجاد مي شود .

◄ عيب مک هاي گازي:
اين عيب به صورت مک هايي با ديواره صاف ظاهر مي شود که شکل کروي داشته و با سطح خارجي نيز ارتباطي ندارند سطح داخلي اين مک ها معمولا ً براق بوده اما گاهي ممکن است تا حدودي اکسيده نيز شده باشد که بستگي به منشأ ايجاد مک ها دارد .

نحوه ايجاد عيب مک هاي گازي:

الف ) حبس هوا در حين پر شدن قالب : پرشدن قالب هاي ريخته گري تحت فشار معمولا ً به صورت تلاطمي انجام شده و اين تلاطم باعث حبس هوا در قالب مي شود .

ب) حبس هوا در محفظه نگهدارنده مذاب : در ماشين هاي محفظه سرد در هنگام اولين فاز تزريق ذوب هوا مي تواند وارد مذاب شده و در هنگام پر شدن قالب هوا در بخش هاي زيادي از مذاب محبوس گردد .

پ) حبس گاز در محفظه سيلندر تزريق : اين حالت در اثر تبخير و يا تجزيه ماده حلال موجود در روانساز پيستون ايجاد مي شود در نتيجه در هنگام ورود مذاب به اين قسمت ها بايد ماده روانساز به صورت خشک باشد .

ت) حبس گاز از طريق مواد مذاب : همان فرآيند ذکر شده در فوق مي باشد که ناشي از تبخير ناقص روانساز قالب و يا تجزيه آن هنگام رسيدن مذاب مي باشد .

ث) آزاد شدن گاز حل شده در فلز مذاب : آلومينيوم و آلياژهاي آن به راحتي آب و ديگر ترکيبات هيدروژن دار ( مانند روغن و گريس ) را تجزيه مي نمايند هيدروژن آزاد شده در هنگام اين تجزيه در فلز حل شده و هر چه دما باشد ميزان ورود هيدروژن به فلز نيز بيشتر خواهد بود برعکس حلاليت هيدروژن درآلومينيوم در حالت جامد عملا ً ناچيز است در نتيجه در حين انجماد هيدروژن حل شده در مذاب آزاد شده و ايجاد سوراخ هاي ريز مي نمايد .

◄ عيب مک هاي انقباضي :
مک هاي انقباض به صورت حفره با فرم و اندازه متغير مي باشند اين مک ها بر عکس مک و حفره هاي گازي سطوح صاف و براق نداشته و کم و بيش حالت کندگي و سطوح دندريتي دارند .

نحوه ايجاد عيب مک هاي انقباضي:
در هنگام انجماد فلز دچار انقباض حجمي گرديده و در صورت عدم وجود فلز مذاب جبران کننده انقباض ، اين انقباض به صورت يک يا چند حفره ظاهر مي گردد اين حفره ها مي توانند در سطح قطعات ريختگي ظاهر شوند ( مثلا ً در مواردي که مذاب در شمش ريزي منجمد مي شود ) و يا برعکس به صورت بسته در داخل قطعه محبوس گردند که معمولا ً در ريخته گري تحت فشار مشاهده مي شود .

◄ عيب آبلگي :
عيب آبلگي همانند حفره هاي گازي است اما در سطح قطعه ظاهر مي شود همچنين در مورد قطعات نازک اين عيب مي تواند در دو سطح قطعه نيز ظاهر شوند .

طريقه ايجاد عيب آبلگي :
روش ايجاد آبلگي همانند ايجاد عيب حفره هاي گازي است ولي در اين مورد آزاد شدن هيدروژن حل شده بر خلاف ايجاد حفره هاي گازي ، به صورت غير کافي انجام مي گيرد در اين حال در صورتي که درجه حرارت قطعه در هنگام باز کردن قالب بيش از حد بالا باشد مقاومت مکانيکي آلياژ بسيار ضعيف بوده و حفره هاي گازي ايجاد شده تحت فشار فوق العاده قوي موجب تغيير شکل قطعه در نواحي نزديک سطح مي شوند همچنين در صورت نازک بودن قطعه نسبت به قطر حفره گازي نيز عيب فوق به وجود مي آيد

◄ عيب مک هاي سوزني ( ريزمک) :
ريز مک هاي سطحي به صورت سوراخ هاي بسيار ريز ( چند صدم ميلي متر ) و اغلب به صورت گروهي مشاهده مي گردند .

نحوه ايجاد عيب مک هاي سوزني

الف ) حبس گاز : در اين مورد تاول هاي ريزي به وسيله حباب هاي گازي که در نواحي بسيار نزديک سطح محبوس گرديده اند ايجاد مي شود .

ب) اکسيدها : اکسيدهاي موجود در فلز نيز مي توانند عيب فوق را ايجاد نمايند .

◄ عيب ترک خوردگي:
عيب ترک خوردگي به صورت ايجاد ترک هاي کم و بيش نازک و عميق ظاهر مي شود در برخي موارد اين ترک ها مي توانند حتي ضخامت قطعه را نيز طي نمايند .

نحوه ايجاد عيب ترک خوردگي:
اين نوع ترک ها بين دانه اي بوده و به فرم هاي غيرمنظم مي باشند اين ترک ها هنگامي ايجاد مي شوند که آلياژ در انتهاي انجماد تحت تنش باشد . در اغلب موارد خطر ايجادترک در نواحي از قطعه که مستعد ايجاد تنش مي باشند و در نقاط گرم بيشتر است .

◄ عيب سخت ريزه:
اين عيب به صورت ناهنجاري ساختاري و يا حضور اجسام خارجي مي باشد که در حين ساخت و يا فرسايش و يا شکست ابزار برش ايجاد مي شوند .

نحوه ايجاد عيب سخت ريزه:
عيب سخت ريزه در ريخته گري تحت فشار مي تواند مبدأ متفاوتي داشته باشد .

الف ) ترکيبات بين فلزي

الف – 1 – ترکيبات m-Al(Fe,Mn)Si

اين ترکيبات بر روي برش هاي قطعات به صورت سوزن هاي کوتاه ديده مي شود که در حقيقت به صورت ذرات بريده مشاهده مي شود .

الف – 2 – ترکيبات x-Al(Fe,Mn)Si

اين ترکيبات به فرم خطوط چيني ريز مشاهده مي شوند اين ترکيبات نسبت به ترکيبات قسمت قبل (m-Al(Fe,Mn)Si) بر روي خواص مکانيکي ضرر کمتري داشته و در فرآيند ساخت عملا ً مشکلي را ايجاد نمي نمايند .

الف – 3 – ترکيبات c-Al(Fe,Mn)Si

اين ترکيبات به شکل بلورهاي چند وجهي با طول متغير مي باشند اين نوع ترکيبات هنگامي ايجاد مي شوند که درجه حرارت حمام مذاب به کمتر از حد معيني باشد که اين حد بستگي به مقدار آهن ، منگنز و کروم در آلياژ دارد .

ب) اکسيداسيون ، واکنش با ديرگدازه ها

آلياژهاي آلومينيوم مخصوصا ً در حالت مايع طبيعتا ً بسيار اکسيد شونده هستند روي حمام آلياژ مذاب معمولا ً لايه اي از اکسيد آلومينيوم ايجاد مي شود که به آن اکسيد آلومينيوم گاما مي گويند اين لايه به شدت محافظت کننده است اما طي چند ساعت يا چند ده ساعت به اکسيد آلومينيوم آلفا تبديل مي شود سرعت تبديل تابعي از درجه حرارت مي باشد از طرفي سرعت اکسيداسيون همچنين به حضور برخي عناصر آلياژي و از همه مهم تر در ريخته گري تحت فشار بستگي به حضور فلز روي در آلياژ دارد .

پ) ذرات خارجي

آزمايش سيستماتيک بر روي تعداد زيادي از نمونه ها به کمک ميکروسکوپ الکترونيکي نشان داده اند که اغلب ذرات خارجي موجود در قطعات ، متشکل از ذرات ديرگدازنشان داده اند که اغلب ذرات خارجي موجود در قطعات ، متشکل از ذرات ديرگداز ،(احتمالا ً با شکل تغيير يافته در اثر واکنش با آلومينيوم و يا ذرات بوته ) مي باشند .

◄ عيب قطره هاي سرد:
قطرات سرد به صورت طبله هاي کم و بيش کروي به صورت محبوس در روي قطعه ظاهر مي شوند واغلب موارد نيز قابل حل شدن و ايجاد پيوستگي ساختاري با فلز اطراف خود نمي باشند تنها راه تشخيص اين عيوب ، بررسي ريز ساختار آنها مي باشد .

نحوه ايجاد عيب قطره هاي سرد:
قطرات سرد قسمت هايي از فلز هستند که به سمت ديواره هاي قالب و يا ماهيچه پاشيده شده اند و بلافاصله نيز منجمد گرديده اند بدون آنکه بتوانند توسط مذاب بعدي حذف گردند اين قطرات منجمد در داخل قطعه محبوس شده ، بدون آنکه ذوب مجدد شده باشند اين قطرات فقط باعث ايجاد يک غيرهمگوني در ساختار فلزي مي شوند .

◄ طبقه بندي علل عيوب قطعات آلومينيومي ريختگي تحت فشار:
◄ علل عيب سرد جوشي:
عدم تنظيم حرکت پيستون تزريق
طرح نامناسب سيستم مذاب رساني
پايين بودن سرعت دومين فاز مرحله تزريق
بيش از حد بودن مقدار مذاب تزريق شونده
سرد بودن قالب
سرد بودن مذاب هنگام تزريق
کوتاه بودن کورس ( زمان ) دومين مرحله تزريق

◄ علل عيب مک هاي گازي:
طرح نامناسب سيستم مذاب رساني
کم بودن سرعت دومين مرحله تزریق
بالا بودن سرعت دومين مرحله تزريق
طولاني بودن زمان مرحله تزريق
مشکل قالب گيري
عدم وجود هواکش به ميزان کافي در قالب
کيفيت نامناسب مذاب ( تميز نبودن يا حضور اکسيدها
عدم تنظيم سرعت مرحله اول تزريق

◄ علل عيب مک هاي انقباضي:
فشار نامناسب مرحله سوم ( تزريق
عدم تنظيم حرکت پيستون تزريق
طرح نامناسب سيستم مذاب رساني
سرعت خيلي پايين مرحله دوم تزريق
گرم بودن قالب
کيفيت نامناسب مذاب ( تميز نبودن يا حضور اکسيدها


◄ علل عيب آبلگي:
عدم تنظيم حرکت پيستون تزريق
سرعت پايين مرحله دوم تزريق
بالا بودن سرعت مرحله دوم تزريق
طولاني بودن زمان مرحله دوم تزريق
مشکل قالب گيري
عدم وجود هواکش به اندازه کافي در قالب
کيفيت نامناسب مذاب ( تميز نبودن يا وجود اکسيدها
عدم تنظيم سرعت مرحله اول تزريق

◄ علل عيب مک هاي سوزني:
طرح نامناسب سيستم مذاب رساني
طولاني بودن زمان مرحله دوم تزريق
زمان نامناسب قالب گيري
عدم وجود هواکش به ميزان کافي در قالب
کيفيت نامناسب آلياژ مذاب ( تميز نبودن يا وجود اکسيدها
عدم تنظيم سرعت مرحله اول تزريق

◄ علل عيب ترک خوردگي:
نامناسب بودن عمل تزريق
فشار نامناسب مرحله سوم تزريق
گرم بودن قالب
گرم بودن مذاب تزريق شونده
مشکل قالب گيري
کيفيت نامناسب مذاب ( تميز نبودن يا وجود اکسيدها


◄ علل عيب سخت ريزه:
نامناسب بودن ترکيب شيميايي آلياژ
نامناسب بودن زمان انجماد
وجود ترکيبات بين فلزي در آلياژ
اکسيد شدن آلياژ و واکنش با ديرگدازه ها
وجود هر گونه ذرات خارجي در آلياژ

◄ علل عيب قطرات سرد:
عدم تنظيم حرکت پيستون تزريق
طرح نامناسب سيستم مذاب رساني
پايين بودن سرعت مرحله دوم تزريق
سرد بودن مذاب تزريق شونده
کوتاه بودن زمان مرحله دوم تزريق

◄ بررسي روش هاي جلوگيري از ايجاد عيوب در قطعات آلومينيومي ريختگي تحت فشار:
◄ مشکلات تزريق:

مشکلات مربوط به تزريق مذاب منجر به ايجاد ترک در حد قابل توجهي مي شوند به خصوص هنگامي که بيرون اندازه ها به طور موضعي روي قطعه فشار وارد کرده و قطعات هنگام خروج دچار تغيير شکل شوند در اين حال فشار زيادي بر قطعات وارد شده و منجر به شکست يا ايجاد ترک مي گردد جهت حل اين عيب سه راه حل وجود دارد .

الف ) کوتاه کردن بيرون اندازه ها .

ب) افزايش ضخامت راهگاه در محل تماس با قطعه .

پ) بازبيني نحوه توزيع بيرون اندازه ها روي قطعه و يا افزايش قطر آنها .

◄ اضافه فشار يا زمان بالا آمدن ذوب:

تأثير فشار اضافي در فاز سوم با دو فاکتور در ارتباط مي باشد مقدار فشار اعمال شده و تأخير در کاربرد اين فشار

الف ) مقدار فشار اعمال شده : فشار اضافي اثر مطلوبي بر کاهش عيوب به ويژه در مورد مک هاي انقباضي به وسيله اعمال فشار در فاز يوتکتيکي دارد در اين حال تأثير اين فشار اضافي بر روي حفره هاي گازي کمتر محسوس مي باشد حداکثر فشار قابل اعمال بستگي به نيروي بسته شدن قالب دارد .

ب) تأخير در اعمال فشار : با ايجاد تأخير در اعمال فشار اضافي در مرحله سوم ريخته- گري تحت فشار ، انجماد سريعا ً انجام مي پذيرد به همين دليل لازم است فشار مرحله سوم بلافاصله پس از پر شدن قالب اعمال گردد در غير اين صورت قسمت هاي نازک قطعات منجمد گرديده و مانع هر گونه انتقال فشار بر بقيه قسمت هاي قطعه مي گردد .

◄ گريپاژ يا توقف نابهنگام پيستون تزريق:

حرکات ناگهاني پيستون تزريق عامل ايجاد انواع عيوب است از جمله سرد جوشي ، نيامد، مک هاي انقباضي و حتي عيب قطرات سرد ، گريپاژ پيستون به راحتي قابل تشخيص است به شرط آنکه منحني جابجايي و فشار آن را در اختيار داشته باشيم .

منشأ گريپاژ پيستون اغلب در سرد شدن نامناسب پيستون بوده که خود دو علت دارد .

الف ) کارکرد نامناسب سيستم خنک کننده پيستون تزريق .

ب) دبي غير کافي آب که ، نياز به بازبيني و رگلاژ دارد .

از طرفي علت هاي ديگري نيز جهت گريپاژ پيستون وجود دارند :

الف ) سرد شدن بيش از حد پيستون تزريق

ب) بسته شدن شير تزريق و يا ديگر عيوب مربوط به سيستم هيدروليک

پ) گرفتگي فلر در سيلندر تزريق

ت) طرح سيستم تغذيه قالب

چند عامل جهت نامناسب بودن قالب را مي توان ذکر نمود :

الف ) روش طراحي – سيستمي که از طريق تجربي طراحي شده باشد و يا حتي بدتر از آن طراحي بدون محاسبه موجب ايجاد عيوب مي گردد .

ب ) کوتاه بودن طول راهگاه ورودي مذاب – در اين حال برخي نقاط قطعه به سختي از مذاب تغذيه شده و يا برعکس موجب چرخش مجدد مذاب در داخل قالب مي گردد.