دانلود جزوه جوشکاری و ورقکاری دانشگاه صنعتی شریف

در این نوشته از وبلاگ مهندس یار، جزوه مفیدی را برای دانشجویان و مهندسان عزیز رشته مهندسی مکانیک و مهندسی صنایع آماده کرده ایم. جزوه جوشکاری و ورقکاری به عنوان یکی از درس های کارگاهی رشته های مهندسی مکانیک و مهندسی صنایع حتماً مورد توجه شما قرار خواهد گرفت. این جزوه به صورت اسلاید پاورپوینت بوده که به فرمت PDF تبدیل شده است و شامل 254 اسلاید با توضیحات بسیار عالی و کاربردی می باشد.

در ادامه می توانید ضمن مشاهده عناوین جزوه جوشکاری و ورقکاری نسبت به دانلود آن اقدام کنید.

درس های آموزش داده شده در جزوه جوشکاری و ورقکاری

چرا جوشکاری مهم است؟

چرا به عنوان یک مهندس باید جوشکاری یاد بگیریم؟

چرا یکی از روش های رایج و محبوب ساخت قطعات جوشکاری است؟

 

 

در دنیای امروز که عصر فن آوری و صنعت است اگر نگاهی گذرا به محیط زندگی و کار خود داشته باشید خواهید دید که تقریبا همه دستگاه ها و وسایل مورد نیاز زندگی و صنعت بسته به پیچیدگی خود از اتصال اجزای مختلف ایجاد می شود. توجه داشته باشید که این اتصال قطعات و اجزا به روش های مختلف صورت می گیرد.

روش های ساخت قطعات مهندسی مختلف است، همچون ریخته گری، آهنگری،ماشینکاری، پرس کاری ، جوشکاری، ساخت افزایشی و … . امکانات موجود، نوع کاربرد و یا مهارت های افراد تولید کننده در انتخاب روش مناسب ساخت اهمیت بسیار زیادی دارد. با توجه محدودیت ها و مواد مصرفی و نیاز تولید، ایجاد یکپارچه قطعه ضروری است (مثل ریخته گری بدنه موتور خودرو). یا گاهی قطعات یه سازه به روش های مختلفی ساخته شده و در نهایت به هم متصل می شوند تا قطعه نهایی حاصل شود، هدف از این کار کاهش هزینه، حذف محدودیت های ساخت قطعه و بهبود خواص مورد نیاز قطعه نهایی است.

روش ساخت قطعه با توجه به کاربرد، قیمت تمام شده و استحکام نهایی قطعه انتخاب می شود. مواد مهندسی مختلفی وجود دارد که گاهی اتصال غیر همجنس بین این مواد نیاز خواهد بود. مواد مهندسی همچون فلزات، سرامیک ها و پلیمرها از جمله مواد مهندسی پر کاربرد هستند.

 

انواع اتصال بین قطعات در صنعت

1 – (اتصال فلز به فلز) بدنه خودرو، هواپیما، سازه های ساختمانی و …

2- (اتصال فلز به سرامیک) سازه های الکتریکی، هواپیما، پیل های سوختی و …

3- (اتصال فلز به پلیمر ) هواپیما، خودرو، ظروف و …

مهم ترین بحث ما در جزوه  درس جوشکاری و ورقکاری اتصال فلزات است.

اتصال موقت :

اتصالات موقت در کاربرد های قابل انفصال بیشترین استفاده را دارند. به راحتی می توان اجزا را متصل یا منفک کرد. پیچ و مهره، پین، خار و … .

اتصال نیمه موقت :

در این نوع اتصالات، جدا کردن قطعات متصل شده وجود دارد اما به راحتی دسته اول نیست. پرچ، لحیم و چسب ها جزو این دسته می باشد.

لحیم کاری چیست؟

در لحیم کاری برای اتصال دو فلز (فلزات پایه یا Metal Base) نیاز به فلز واسطه (فلز پرکننده یا Metal Filler) می باشد که دمای ذوب فلز واسطه خیلی پایینتر از دمای ذوب فلزات پایه است. در حقیقت حین اتصال با اعمال منبع گرما فقط فلز پرکننده ذوب می شود. فلز پرکننده یا واسطه ذوب شده و شکاف بین دو فلز پایه را پر می کند. لحیم کاری بر حسب دمای ذوب فلز پرکننده (FM) به دو دسته تقسیم می شود:

1- (لحیم کاری نرم): که دمای ذوب FM پایین تر از 450 درجه سانتیگراد است. مانند اتصال قطعات الکترونیکی

2- (لحیم کاری سخت): که دمای ذوب FM باالتر از 450 درجه سانتیگراد است. مانند اتصالات مبدل های حرارتی، کندانسورها

اتصال دائمی قطعات:

1- جدا کردن قطعات متصل شده به راحتی امکان پذیر نیست و برای تفکیک قطعات می بایست آن ها را برید یا شکست که احتمال تخریب بخشی از قطعات وجود دارد.

2- یکی از روش های متداول اتصال دائم قطعات به یکدیگر جوشکاری است.

جوشکاری و خصوصیات آن:

جوشکاری در مقایسه با سایر روش های اتصال از لحاظ اقتصادی، سرعت اتصال، استحکام، دوام، وسعت کاربرد آن در صنعت و عدم تضعیف قطعات فلزی، روش بهتری است. در جوشکاری برای اتصال دو فلز (فلزات پایه یا Metal Base) به یک منبع انرژی حرارتی نیاز است. برای جوشکاری دو قطعه فلزی را به طور همگن با ایجاد باند فلزی به هم متصل متصل می کنند. به طوری که محل اتصال از نظر خواص مکانیکی با سایر قسمت ها یکسان بوده و به طریقه آنالیز شیمیایی نمی توان محل اتصال را از سایر قسمت ها تمیز داد.

اکثر مواقع در جوشکاری با الکترود مصرفی برای اتصال دو فلز (فلزات پایه یا Metal Base) نیاز به فلز واسطه یا الکترود (فلز پرکننده یا Metal Filler) می باشد که تقریباً ترکیبی مشابه فلزات پایه دارد و دمای ذوب الکترود در حد دمای ذوب فلزات پایه است. در حقیقت حین اتصال با اعمال منبع گرما فقط فلز پرکننده ذوب نمی شود، بلکه هم فلزات پایه و هم الکترود ذوب خواهد شد. البته این موضوع بستگی به روش جوشکاری دارد که الکترود مصرفی باشد یا الکترود غیرمصرفی.

از موارد کاربرد جوشکاری می توان به ساخت مخازن تحت فشار، اسکلت های ساختمانی، صنعت نفت و گاز، سازه های دریایی، صنعت خودرو، صنعت هوا فضا و … اشاره کرد.

مزایا و محدودیت های جوشکاری:

گاهی جنس قطعه مشکالتی را برای جوشکاری به وجود می آورد که به اصطالح گفته می شود این فلز یا آلیاژ قابلیت جوش پذیری خوبی ندارد و می بایست سراغ دیگر فرایندهای اتصال رفت. به طور مثال آلومینومی با آلیاژ خاص که در صنایع هواپیما سازی استفاده می شود برای اتصال قطعاتی از این جنس به دلیلی جوش پذیری پایین سراغ پرچکاری می روند.

مشکل حمل و نقل قطعه جوشکاری شده خیلی بزرگ مثل دکل برق فشار قوی.

برای سازه های حساس مثل زیردریایی، مخزن تحت فشار و موشک با انتظاراتی که از مواضع اتصال می رود، استفاده از روش های جوشکاری اجتناب ناپذیر است. تیم طراح با در نظر گرفتن جنبه های مختلف فنی، اقتصادی، سهولت و سرعت عملیات روش اتصال را انتخاب می کنند. برای یک پروژه شاید چندین روش اتصال استفاده می شود.

 

 

 

انواع روش های جوشکاری

جوشکاری قوسی الکترود دستی:

این فرایند جوشکاری جزو خانواده جوشکاری ذوبی با منبع قوسی است. نام دیگر این روش جوشکاری قوسی با الکترود روپوش دار است. این روش در صنعت با جوشکاری برق شناخته می شود. انجمن جوشکاری آمریکا نام انگلیسی این روش را Welding Arc Metal Shielded می نامد. که به اختصار با SMAW نشان می دهند.

مزایا و محدودیت های جوشکاری الکترود دستی:

مزایا :

– هزینه های اولیه پایین
– پورتابل و قابل استفاده در محل های مختلف و همچنین قابلیت استفاده در حالت های مختلف جوشکاری
– قابل استفاده برای اکثر فلزات

معایب :

– مشکل جوشکاری قطعات خیلی نازک
– بازده مصرفی کم
– نیاز به مهارت بالای جوشکار

 

ابزار مورد نیاز :

برای این جوشکاری به یک سری ابزاراصلی نیاز است که در ادامه لیست می شود.

1 – منبع تولید انرژی: دستگاه مولد جریان

2 – کابل های انتقال جریان جوشکاری

3 – انبر جوشکاری

4 – انبر اتصال به قطعه کار

5 – الکترود جوشکاری

ابزار فرعی:

1 – میز کار

2 – ماسک جوشکاری

3 – چکش جدا کننده گِل جوش

4 – برس سیمی

5 – عینک محافظ

6 – انبر قطعه گیر

7 – دستکش و پیشبند چرمی نسوز

الکترود جوشکاری

 

الکترود جوشکاری دستی از دو بخش هسته و پوشش یا روکش تشکیل می شود. هسته الکترود معمول به صورت گرد و با قطر بین 6-5/1 میلی متر است. طول آن از 60-20 سانتیمتر است. هسته الکترود معموال از جنس آهنی یا غیر آهنی است. 60 الی 80 درصد الکترودها هسته آهنی دارند. در پوشش الکترود مواد و عناصر مختلفی استفاده می شود که وظایف مختلفی دارد و در ادامه بحث خواهد شد.

سه نوع پوشش الکترود بطور متداول وجود دارد:

سلولزی – Cellulosic

قدرت ذوب و نفوذ بالا

بسته بندی در قوطی های فلزی قلع اندود شده

روتیلی – Rutile

دارای کاربردهای عمومی به علت استفاده آسان و جوشکاری راحت تر

بسته بندی در بسته های مقوایی عایق بندی شده توسط فویل های پلاستیکی

قلیایی – Basic

کم هیدروژن

بسته بندی در جعبه یا قوطی های عاری از هوا

طرح اتصال جوشکاری و نوع جوشکاری

با توجه به شرایط اتصال دو قطعه و ضخامت قطعه چندین نوع طرح اتصال قابل اجرا است و نمونه های جوشکاری باید آماده شوند. برای ورق های ضخیم برای رسیدن به ریشه جوش و نفوذ کامل و همچنین جلوگیری از اعوجاج پخ مناسب آن ایجاد خواهد شد.

ابزار جوشکاری و ایمنی در کارگاه جوشکاری

ابزار جوشکاری مطابق شکل زیر می باشد:

 

 

– حتماً موقع جوشکاری از سالم بودن کابل های جوشکاری و سیم اتصال به قطعه کار اطمینان حاصل فرمایید.

– موقع جوشکاری حتما از ماسک جوشکاری اسفاده کنید.

– قطعه جوش داده شده را حتما با انبر جابجا کنید. حتی با دستکش هم این کار را نکنید. فراموش نکنید که دمای قطعه کار تا 6000 درجه سانتیگراد رسیده است.

– حتماً موقع جدا کردن گل جوش از عینک محافظ استفاده کنید.

– حتماً به همراه خود روپوش کارگاه داشته باشید. کفش مناسب کارگاه استفاده کنید.

جوشکاری اکسی استیلن (جوشکاری شعله)

این فرایند جوشکاری جزو خانواده جوشکاری ذوبی با منبع شیمیای است. نام دیگر این روش جوشکاری اکسی استیلن است. این روش در صنعت با جوشکاری گاز شناخته می شود. برای این جوشکاری به یک سری ابزاراصلی نیاز است که در ادامه لیست می شود.

1 – منبع تولید انرژی (کپسول اکسی استیلن)

2 – کپسول اکسیژن

3 – شیلنگ انتقال گاز

3 -تورچ جوشکاری

4 -رگولاتورهای کاهنده فشار

5 -فندک مخصوص فلز پرکننده (فیلر)

ابزار فرعی :

1 -میز کار

2 -عینک جوشکاری

3 -انبر قطعه گیر

4 -دستکش و پیشبند چرمی نسوز

جوشکاری قوسی زیر پودری Submerged Arc Welding (SAW)

این فرایند جوشکاری برای اولین بار برای جوشکاری قطعات ضخیم طی جنگ جهانی دوم توسط کشور جماهیر متحد شوروی سابق استفاده شد. در این روش الکترود مورد استفاده مصرفی بوده و می تواند به صورت سیم یا تسمه باشد و هم چنین می توان از جریان های AC و DC با محدوده کاری آمپراژ 100 تا بالای 2000 آمپر استفاده نمود.

این روش معموال به صورت مکانیزه شده استفاده می شود ولی امکان دستی و یا نیمه خودکار شدن آن وجود دارد. در این روش قوس الکتریکی و حوضچه مذاب روی قطعه کار در زیر پیاله ای از پودر ذوب شدنی مخفی است.

پودر مورد استفاده نقش مهمی را در فرایند جوشکاری بر عهده دارد:

1 – پایداری قوس الکتریکی
2 – کنترل خواص مکانیکی و شیمیایی فلز جوش رسوب داده شده
3 – شکل گرده و کیفیت جوش

الزام به ذکر است که فرایند جوشکاری زیر پودری می تواند با استفاده از دو الکترود انجام شود که باعث سریع تر پرشدن حوضچه مذاب و لذا افزایش سرعت جوشکاری می شود.

فاکتورهای اساسی در فرایند جوشکاری زیر پودری

عوامل زیر می توانند تاثیرات اساسی در خواص مکانیکی و کیفیت جوش داشته باشند:

شدت جریان الکتریکی مورد استفاده
نوع و اندازه ذرات تشکیل دهنده پودر
ولتاژ قوس
سرعت جوشکاری
اندازه و نوع الکترود
پهنا و عمق پودر مصرفی
زاویه الکترود
قطبیت مورد استفاده
تعداد الکترودهای مورد استفاده

روش های کنترل اعوجاج بعد از جوشکاری

به علت پدید آمدن درجه حرارت های بسیار بالا در حین جوشکاری و ایجاد تنش های حرارتی، قطعات دچار اعوجاج شده و در اصطلاح تاب بر می دارند. اعوجاج دارای سه نوع است که عبارتند از اعوجاج زاویه ای، طولی و عرضی. توجه کنید که در دماهای بالا تنش تسلیم فلزات کاهش میابد و ممکن است قطعات وارد ناحیه پلاستیک و یا تغییر شکل دائمی شوند.

برای برطرف کردن این مشکل باید با استفاده از روش های زیر این عیوب اصلاح گردد:

آرام سرد کردن

صافکاری شعله ای (حرارت دهی معکوس)

آنیل کردن

تنش زدایی

نرمال کردن

صافکاری مکانیکی

ورقکاری فلزات در کارگاه

ورقکاری عبارت است از برش ورق نازک فلزات و خم کردن آن ها در مقاطع مشخص به منظور رسیدن به شکل نهایی مورد نظر. قطعاتی که به شیوه ورقکاری تهیه می شوند در عین حال که استحکام بالایی دارند، وزن کمتری داشته و همچنین موجب صرفه جویی در مصرف مواد اولیه می گردند. برای مثال تمامی قسمت های بدنه خودرو به شیوه پرس ورق تولید می گردند. در بخش ورقکاری این جزوه به موارد زیر پرداخته شده است:

وسایل اندازه گیری ابعادی

متر نواری

متر فلزی

متر تاشو

میکرومتر

کولیس

خط کش فلزی

تجهیزات خط کشی

میز یا صفحه خط کشی

سوزن خط کش

پرگار

سمبه نشان

شابلن

آشنایی با فرآیند برشکاری

برشکاری دستی

برشکاری ماشینی

قیچی کردن ورق فلزی

برش مداوم

برش ضربه ای

ورق های آهنی و غیر آهنی

ورق آهن سیاه

ورق کالوانیزه

ورق آهن سفید

ورق قلع اندود یا حلب

ورق مسی

ورق آلومینیوم

ورق برنج

ورق روی

ورق برنز

ورق فولاد زنگ نزن

اصول ورقکاری 

گسترش:

شما باید شکل گسترده قطعه مورد نظرتان را به صورت نقشه تهیه کرده و روی ورق به صورت دقیق ترسیم کنید. وسایل خط کشی و اندازه گیری که در ورقکاری برای ترسیم طرح گسترش بر روی ورق استفاده می گردد عبارتند از:

خط کش فلزی: از جنس فولاد، درجه بندی بر حسب اینچ و میلی متر و به طول های 30، 50 و 100 میلی متر.

سوزن خط کش: از جنس فولاد

گونیا فلزی

پرگار فلزی نقاله فلزی

برشکاری:

عمل برش ورق توسط قیچی فلزی در سه مرحله صورت می گیرد که به ترتیب عبارتند از: نفوذ، برش و شکست.

صافکاری و مسطح نمودن ورق:

صافکاری عملیاتی است به منظور استحکام بخشیدن و یکنواخت کردن سطوح قطعات ساخته شده قبل از آبکاری و رنگ کاری انجام می گردد. مسطح نمودن هم عملی است که در نتیجه آن ورق در حد امکان مستوی می گردد.

فرمان کاری:

منظور از فرمان کاری فرم دادن ورق فلزی به طریق سرد می باشد که توسط چکش ها و وسایل مربوطه و همچنین ماشین مکانیکی صورت می پذیرد.

خمکاری ورق های فلزی: 

خم کردن روشی است که فقط در یک جهت می توان شکل ایجاد کرد. در واقع عمل خمکاری یک نوع شکل دادن در امتداد خط مستقیم است که پیرامون یک محور خم می شود و به حالت های U و V شکل است.

خط خم:

مرز ناحیه ای که شدیداً تغییر شکل داده با قسمتی که تغییر شکل نداده است را خط خم می نامیم.

محور خمش: 

محوری است که به موازات خم است و عملیات خمکاری در پیرامون آن انجام می شود. شدت خمکاری به پارامتر هایی چون ضخامت ورق، جنس ورق، شعاع خمکاری و زاویه خم بستگی دارد.

از چه نرم افزاری برای طراحی جوش و ورقکاری استفاده کنیم؟

Solidworks اصلی ترین نرم افزار رشته مهندسی مکانیک به شمار می رود. این نرم افزار دارای قابلیت های بسیاری است که یکی از آن ها طراحی اتصالات جوشی (Weld-design) و دیگری مربوط به قطعات ورقی (Sheetmetal) می گردد. ما در آموزش سالیدورک مهندس یار سعی کرده ایم به صورت عملی و پروژه محور این قابلیت Solidworks را به صورت فیلم آموزشی تدریس کنیم. جهت اطلاعات بیشتر حتماً توصیه می کنیم به این صفحه از مهندس یار مراجعه کنید.

توجه: بخش جوشکاری و ورقکاری در قسمت پیشرفته آموزش قرار دارد.

دانلود جزوه جوشکاری و ورقکاری

در ادامه با مراجعه به باکس دانلود می توانید این جزوه ارزشمند را با فرمت PDF دانلود کنید: