" به نام خدا "

دانشگاه بین المللی امام خمینی )ره(دانشکده فنی و مهندسی، گروه مهندسی مواد

دستور کار آزمایشگاه جوشکاری

تهیه و تنظیم:

مصطفی جعفرزادگان

مسئول آزمایشگاه:

کرمیحسن

دستور کار آزمایشگاه جوشکاری، جلسه اول

SMAWایجاد قوس الکتریکی و اثر طول قوس بر جوش در جوشکاری

0

�ده ��افظت ش��زی مح��وس فل��ا ق�Shieldedجوشکاری ب Metal Arc Welding (SMAW)از �ترود��کاری الک� بهترین و رایجترین روشهای جوشکاری در دنیا است و به نامهای جوش

دستی یا جوش برق نیز معروف است. �کاری در وض�عیتهای� برخی از مزایا: روشی هم�ه ک�اره و تط�بیق پ�ذیر، ق�ابلیت جوش�ا و��یاری از فوالده��کاری بس��ان جوش��ف ، امک��رایط محیطی مختل��کاری و ش� جوش

آلیاژهای تجاری و ...�ان� برخی از معایب: دستی بودن و وابستگی به مهارت جوشکار، خستگی و عدم امک�ل��ردن گ��یز ک��ه تم��از ب��ار، نی��رعت ک��اهش س� جوشکاری طوالنی، اتالف الکترود و ک�نی و��یر آه��ای غ��رخی آلیاژه��تحکام و ب� جوش، عدم امکان جوشکاری فوالدهای پراس

زودگداز و ....روش اجرا:

درجه نسبت به قطعه کار بگیرید.75 را با زاویه E6013الکترود -1 با استفاده از روش کبریت کشیدن یا نوک زدن قوس الکتریکی را ایجاد کنید و-2

یک گرده جوش در امتداد طولی صفحه ایجاد کنید. �وش-3��رده ج��اد گ��وس و ایج��کیل ق� تمرین را تکرار کنید تا به راحتی قادر به تش

باشید.گل جوش را پاک کرده و روی جوشها برس بکشید.-4�ول-5��رفی(، ط��ترود مص��ر الک��ادل قط� این کار را برای طول قوس مناسب )مع

�تی��ل ح��ایر عوام��عی کنی�د س��د )س��رار نمایی� قوس بلند و طول قوس کوتاه تکاالمکان برای تمام جوشها یکسان باشد(. از سطح جوشها عکس تهیه کنید.

در محل مناسب ورق جوشکاری شده مقطع عرضی بزنید و نمونه ها را جهت-6 مش�اهده س�اختار و وج�ود عی�وب احتم�الی و عم�ق نف�وذ مت�الوگرافی کنی�د و

تصاویر مربوطه را در گزارش خود به همراه توضیحات الزم بیاورید.در گزارش خود موارد زیر را در نظر بگیرید:

،اثر طول قوس بر کیفیت جوش: شکل گرده جوش، پاشش مذاب در اطراف عیوب احتمالی سطحی و داخلی، پایداری قوس

اثر طول قوس بر کمیت جوش: عرض یا پهنای جوش، عمق نفوذ جوشاثر عوامل انسانی بر جوشها

دستور کار آزمایشگاه جوشکاری، جلسه دوم

SMAWاثر نوع جریان و قطبیت بر جوش در جوشکاری 1

�ان ��ان ACجری��کاری و جری��فورماتور جوش��ط ترانس��دهDC توس��و کنن��ط یکس� توس�اهی)رکتیفایر( تامین می��ف و گ� شود. الکترودهای مختلف با جریانها و قطبیتهای مختل

�ترود ��ال الک��وع روتیلی6013با چند نوع جریان استفاده می شوند. به عنوان مث� از ن�رارت درDC و ACبوده و با جریان ��ع ح��وه توزی��نین نح��ت. همچ��تفاده اس��ل اس� قاب

�کل��ر ش��ه ب��ود ک��د ب��اوت خواه��بیت متف��ان و قط��وع جری� الکترود و قطعه بسته به نجوشها و عمق نفوذ تاثیر می گذارد.

روش اجرا:�ان .1��ا جری��وش ب� درACپس از تمرین کافی، برای تهیه نمونه نهایی یک گرده ج

امتداد طولی صفحه ایجاد کنید. روی سطح دیگر ورق تکرار نمایید )سعیDCEN و DCEPاین کار را با جریان .2

کنید سایر عوامل حتی االمکان برای تمام جوشها یکسان باشد(. �ها.3��طح جوش��ید و از س��رس بکش��وش را ب��رده و روی ج��اک ک��ها را پ� گل جوش

عکس بگیرید و در گزارش خود بیاورید.�د و پس از.4���ی بزنی���ع عرض���ده مقط���کاری ش���ب ورق جوش���ل مناس�� در مح

�اظ کیفیت،��ا را از لح��ها، آنه��اختار جوش��ت س��ویر درش��ه تص� متالوگرافی و تهیرقت و عمق نفوذ با هم مقایسه نمایید.

در گزارش خود موارد زیر را بگنجانید:،راف���ذاب در اط��ش م��ها، پاش��رده جوش��کل گ� اثر نوع جریان و قطبیت بر ش

عیوب احتمالی سطحی و داخلی، پایداری قوس..اثر نوع جریان و قطبیت بر عرض یا پهنای جوشها، عمق نفوذ جوشها و رقت

دستور کار آزمایشگاه جوشکاری، جلسه سوم

SMAWاثر شدت جریان در جوشکاری

�اثیر دارد.� شدت جریان جوشکاری بطور مستقیم بر نفوذ جوش و شکل ظاهری آن تهدف از این آزمایش بررسی این تاثیرات بر جوش الکترود دستی می باشد.

2

روش اجرا:�ر6013شدت جریان مناسب برای جوش الکترود دستی با الکترود .1� به قط

mm25/3 آمپر توصیه شده است. یک گرده جوش با جریان120 تا 80 بین DCEN فحه110 با جریان���ولی ص��داد ط� آمپر )در محدوده مناسب( در امت

ایجاد کنید. �وش.2��طح ج��ید و از س��رس بکش��وش را ب��رده و روی ج� گل جوش را پاک ک

عکس بگیرید.�ان .3��د140 و 70این کار را با جری��رار نمایی��ر ورق تک��طح دیگ��پر روی س� آم

)سعی کنید سایر عوامل حتی االمکان برای تمام جوشها یکسان باشد(.�د و پس از.4��ی بزنی��ع عرض��ده مقط��کاری ش��ب ورق جوش��ل مناس� در مح

�ه��ا هم مقایس��وذ ب� متالوگرافی، جوشها را از لحاظ کیفیت، رقت و عمق نفنمایید.

در گزارش خود موارد زیر را بگنجانید:وب���راف، عی��ذاب در اط��ش م��ها، پاش��رده جوش��کل گ��ر ش� اثر شدت جریان ب

احتمالی سطحی و داخلی، پایداری قوس.وذ���ق نف��رده، عم��اع گ��ها، ارتف��ای جوش��ا پهن��رض ی��ر ع� اثر نوع شدت جریان ب

جوشها و رقت.

دستور کار آزمایشگاه جوشکاری، جلسه چهارم

SMAWبررسی جوشکاری با الکترودهای مختلف در

�وند��یم می ش��ته کلی تقس� الکترودهای جوشکاری بر اساس نوع پوشش به هفت دس�ش� که هر دسته کاربرد و ویژگیهای مخصوص خود را داراست. برخی از وظایف پوش�وش��افظت از ج��تریکی، مح��وس الک��داری ق��افظت و پای� الکترودها عبارتست از: مح�ردن��راهم ک��رباره، ف��کیل س��یله تش� بوسیله گازهای حاصل، محافظت از جوش بوس

فالکسها و اکسیژن زدایی، جلوگیری از سریع سرد شدن جوش و موارد دیگر. روش اجرا:

)6013یک گرده جوش با الکترود روتیلی .1 DCEPفحه�� ( در امتداد طولی صایجاد کنید.

3

�وش.2��طح ج��ید و از س��رس بکش��وش را ب��رده و روی ج� گل جوش را پاک کعکس بگیرید.

(DCEP )6010( و سلولزی DCEP )7018این کار را با الکترودهای قلیایی .3�ان��تی االمک��ل ح� روی سطح دیگر ورق تکرار نمایید )سعی کنید سایر عوام

برای تمام جوشها یکسان باشد(.�د و پس از.4��ی بزنی��ع عرض��ده مقط��کاری ش��ب ورق جوش��ل مناس� در مح

�ه��ا هم مقایس��وذ ب� متالوگرافی، جوشها را از لحاظ کیفیت، رقت و عمق نفنمایید.

در گزارش خود موارد زیر را بگنجانید:وب���راف، عی��ذاب در اط��ش م��ها، پاش��رده جوش��کل گ��ر ش��ترود ب� اثر نوع الک

احتمالی سطحی و داخلی، پایداری قوس و ضخامت گل جوش.وذ���ق نف��رده، عم��اع گ��ها، ارتف��ای جوش��ا پهن��رض ی��ر ع� اثر نوع شدت جریان ب

جوشها و رقت.

دستور کار آزمایشگاه جوشکاری، جلسه پنجم

SMAWاتصال دو ورق با پخ و بدون پخ با روش

ای متاثر از هزینه آماده سازی اولیه لبه مورد اتصال،طرح اتصال بطور قابل مالحظه�کاری��د جوش��وش و فراین��ر ج� امکان دسترسی به درز جوش، نوع نیروهای اعمالی ب

AWSاست. استاندارد D1.1ف پخ���واع مختل��ا ان��کاری ب� دستورالعملهایی برای جوشزنی مجاز برای دستیابی به جوشهایی با نفوذ کامل و یا ناقص دارد.

:اجراروش

4

:ه 45 دو لبه ورقهای مورد اتصال را با زاویه اتصال اول�� 5/22 درجه )هر لب�هVدرجه( به صورت ��ه لب ب��اغی یکطرف��ال جن��د )اتص��ازی نمایی��کل پخ س� ش

لب(. دو لبه پخ زنی شده را با فاصلهmm �دا و6 ��رار داده و در ابت� در کنار یکدیگر ق

�ا در حین� انتهای درز جوش دو خال جوش ایجاد نمایید تا از حرکت نسبی ورقه�د��رار دهی� جوشکاری جلوگیری نماید. قطعات را حتماً بر روی میز کار سنگی ق

تا از چسبیدن به قطعات فلزی زیرین جلوگیری شود.ترود درز�� جوشکاری را در امتداد درز جوش انجام دهید و با حرکت نوسانی الک

جوش را بطور کامل پر نمایید..جوش را از نظر ظاهری و نفوذ بررسی نمایید:دو لبه ورقها را بدون پخ زنی و با فاصله اتصال دوم mm 6در کنار هم قرار

داده و جوشکاری را در یک طرف ورقها انجام دهید. رک90قطعه را در گیره بسته و اتصال اولی را خم کنید )تا���ا اولین ت� درجه( ت

�ود.� ریز ظاهر شود. نیرو را طوری وارد کنید تا بر وسط خط جوش متمرکز ش�ا زاوی�ه ��د خم ک�ردن را در جهت90اگر با خم کردن ت��کار نش� درج�ه ت�رک آش

�کار می��رک آش��ه در آن ت��ه ای ک��ت ومخالف تکرار نمایید. زاوی��ود را یادداش� شگزارش نمایید.

.همین کار را برای اتصال دوم تکرار نماییددر گزارش خود موارد زیر را بگنجانید:

.نحوه انجام کار و تاثیر پخ زدن بر زمان انجام جوشکاری و ماده مصرفیرک در���اهده ت��ه مش��ر روی زاوی��اقص ب� تاثیر عیوب و مشکالتی از قبیل نفوذ ن

جوشها.چگونه می توان تشکیل ترک را به تعویق انداخت؟

دستور کار آزمایشگاه جوشکاری، جلسه ششم

GTAW (TIG)جوشکاری قوسی با الکترود تنگستنی تحت گاز محافظ

�کاری ��تنTIGجوش��رفی تنگس��یر مص��ترود غ��تی، از الک��ترود دس��رخالف روش الک� ب�رای��ود ولی ب��تری می ش��رارتی بیش��اعث اتالف ح��ه ب��ه اگرچ��د ک��تفاده می کن� اس

�کاری ��د. جوش��ب می باش��اMg و Alجوشکاری فلزاتی با اکسیدهای دیرگداز مناس� ب�ه��تیلن همیش��ی اس��تی و اکس��ی دس��کاری قوس� استفاده از فرایندهای متعارف جوش

�ثی هلیم1930مشکل دار بوده است. برای حل این مشکل در اوایل دهه ��از خن� از گ�ان��تفاده از جری��داعاتی در اس��ا اب��د. ب��تفاده ش��ذاب اس��چه م� برای حفاظت از حوض

5

�کاری��کل جوش��د، مش� متناوب با فرکانس باال و ولتاژ زیاد که سبب پایداری قوس شAl و Mg.حل گردید

مزایا:�اال، ��اریکتر،HAZتمیز بودن جوش و عدم نیاز به برس زنی، شدت تمرکز حرارت ب� ب

�کاری��ابلیت جوش��یزان رقت، ق��ترل م��ه کن� جدا بودن الکترود و سیم جوش و در نتیج، قابلیت انجام بصورت دستی، نیمه خودکار و خودکار.Al, Mg, Zrفلزات

محدودیتها:�ودگی��ود آل��ال وج��تر، احتم��رارتی کم��دمان ح��ه ران��رفی و در نتیج��یر مص��ترود غ� الک تنگستن، تجهیزات گرانتر، نور قوس شدیدتر، سریعتر سرد شدن جوش به دلیل عدم

وجود سرباره.:اجراروش

.ابتدا سعی کنید فقط با ذوب کردن قطعه کار خط جوشی ایجاد نماییداد���ی ایج��ط جوش��ذاب، خ� در مرحله بعدی با افزودن سیم جوش به حوضچه م

نمایید..جوش را مقطع زده و عمق نفوذ و عیوب احتمالی را در آن بررسی نمایید

در گزارش خود موارد زیر را بگنجانید: تاثیر مهارت جوشکار بر کیفیت جوشعیوب احتمالی جوشمقایسه عمق نفوذ و رقت با جوشکاری الکترود دستی

دستور کار آزمایشگاه جوشکاری، جلسه هفتم

GMAWبررسی اثر نوع گاز محافظ بر جوشکاری

�وش ��وان ج��د تحت عن��ود. در روشMIG/MAGاین فراین��ناخته می ش��یز ش� MIG ن�از ��والً از گ��از MAG و در روش Arمعم��ود. این روش درCO2 از گ��تفاده می ش� اس

�رفیTIG برای رفع بعضی محدودیتهای روش 1948سال ��ترود مص��ایگزینی الک� با ج�افظت از��رای مح��د. در این روش ب��داع ش��رفی اب��یر مص��تن غ� به جای الکترود تنگس

و یا مخلوطی از آنها استفاده می شودAr, He, CO2حوضچه جوش از گازهای

6

مزایا: عدم محدودیت طول الکترود و تعویض الکترود، جوشکاری در تمام وضعیتها، سرعت

و الکترود دستی، عدم وجود سرباره و نگرانی بابت محبوسTIGجوشکاری باالتر از ، عمق نفوذ بیشتر از جوشکاری زیرپودری تحتTIGشدن سرباره، راندمان باالتر از

شرایط یکسان.محدودیتها:

�ای� وسایل و تجهیزات پیچیده تر و گرانتر و کمتر قابل حمل و نقل، محدودیت در جاه�رباره،� تنگ، محدودیت جوشکاری در فضای باز و در جریان باد به دلیل عدم وج�ود س

سرد شدن سریعتر و احتمال تردی و ترک در آلیاژهای سختی پذیر.روش انجام کار:

�از ��تفاده از گ��ا اس��وش ب��ط ج��کCO2پس از انجام تمرین و کسب مهارت، یک خ� و ی�د. پسlit/min 10 )با دبی Arخط جوش با استفاده از گاز � ( بر روی ورق ایجاد نمایی

�ی زده��ع عرض� از تمیز کردن و عکس گرفتن از سطح جوشها، در محل مناسب مقطو جوشها را برای مشاهده ساختار متالوگرافی کنید.

در گزارش خود موارد زیر را ذکر کنید:�اثیری� نوع گاز بر روی فرایند جوشکاری، محافظت از حوضچه و عیوب احتمالی چه ت

می تواند داشته باشد؟نوع گاز چه تاثیری بر روی عمق نفوذ، عیوب و کیفیت جوشهای حاصله دارد؟

دستور کار آزمایشگاه جوشکاری، جلسه هشتم

آشنایی با روشهای جوشکاری اکسی استیلن، جوشکاری مقاومتی نقطه ای وجوشکاری زیرپودری

روش انجام کار:�دین��اومتی در چن��کاری مق��تفاده از جوش� ورقهای نازک را روی هم قرار داده و با اس

نقطه به هم جوش دهید.لبه را نیز توسط جوشکاری اکسی استیلن جوشکاری نمایید.

7

به انجام جوشکاری زیرپودری توسط مسئول آزمایشگاه توجه نمایید.

�کاری� با توجه به مشاهدات خود و مراجعه به منابع، در گزارش خود سه روش جوشفوق را از لحاظ موارد زیر با هم مقایسه نمایید:

حداقل و حداکثر ضخامت قابل جوشکاری، نیاز به مهارت جوشکار، خودکار یا دستی�وب،��رخ رس��کاری و ن��رعت جوش��ر، س��ای مض��عه ه��وس و اش��ود ق� بودن روش، وج�اری��ه تمیزک��از ب��ه، نی��ذاری اولی��رمایه گ��ه س��کاری، هزین� محدودیت در وضعیت جوش

سرباره و ....

Shielded Metal Arc Weldingجلسه اول: جوشکاری با قوس فلزی محافظت شده (SMAW)

�کاری��ای جوش��ه نامه��ت و ب��ا اس��کاری در دنی��های جوش��ترین روش��ترین و رایج� از به�رژی��ه ان��وس ب� الکترود دستی یا جوش برق نیز معروف است. انرژی الکتریکی در ق

حرارتی تبدیل شده و فلزات را ذوب کرده و به هم متصل می کند.�کاری در وض�عیتهای� برخی از مزایا: روشی هم�ه ک�اره و تط�بیق پ�ذیر، ق�ابلیت جوش�ا و��یاری از فوالده��کاری بس��ان جوش��ف ، امک��رایط محیطی مختل��کاری و ش� جوش

آلیاژهای تجاری و ...

8

�ان� برخی از معایب: دستی بودن و وابستگی به مهارت جوشکار، خستگی و عدم امک�ل��ردن گ��یز ک��ه تم��از ب��ار، نی��رعت ک��اهش س� جوشکاری طوالنی، اتالف الکترود و ک�نی و��یر آه��ای غ��رخی آلیاژه��تحکام و ب� جوش، عدم امکان جوشکاری فوالدهای پراس

زودگداز و ....نحوه کار:

�ترود بای�د باش�د. زاوی�ه الک�ترود نس�بت ب�ه� طول قوس مناسب تقریباً برابر قطر الک�ه15نرمال صفحه نیز حدود ��وس و زاوی��ول ق��ا ط��وش ب� درجه مناسب است. یک ج

�ول ح�دقل �cmمناسب به ط �ا10-7 ��ار ب��ر یکب��وش دیگ��نین دو ج��د. همچ��اد نمایی� ایج�اد نمایی�د. از ورق��ترود ایج��ه الک��ا اف�زایش زاوی��ار دیگ�ر ب��ول ق�وس و ب� اف�زایش ط

جوشکاری شده مقطعی در محل مناسب تهیه نمایید. cmخط جوشی ب�ه ط�ول ح�دقل �اد ک�رده و مقط�ع عرض�ی بزنی�د. پس از10-7 � ایج

سنباده زنی و پولیش برای اندازه گیری عمق نفوذ، سطح مقطع جوش را اچ کنید.

هدف از آزمایش: بررسی اثر تغییر طول قوس و زاویه الکترود بر روی موارد زیر:الی���وب احتم��راف، عی��ذاب در اط� کیفیت جوش: شکل گرده جوش، پاشش م

سطحی و داخلیکمیت جوش: عرض یا پهنای جوش، عمق نفوذ جوش

�ترود پخ زنی ��واع الک��پر ان�mig/magسرعت زاویه طول قوس آم TIGودری�� زیرپاکسی استیلن مقاومتی

9

10

Aws d1.1

11

12

Welding Handbooks Volume 5

13

14

15