فرآیند حرارتی جوشکاری و ویژگی های آن

1. فرآیند حرارتی جوشکاری

تحت عمل منبع حرارت جوشکاری، فلز به صورت موضعی گرم و ذوب می شود و پدیده انتقال و توزیع گرما همزمان رخ می دهد. این پدیده در کل فرآیند جوشکاری جریان دارد، یعنی فرآیند حرارتی جوشکاری و فرآیند فیزیکی و شیمیایی جوشکاری در این فرآیند اتفاق می افتد و توسعه می یابد که به طور مستقیم بر کیفیت و بهره وری جوش تاثیر می گذارد.

2. فرآیند متالورژی جوش

در دمای بالا، یک سری واکنش‌های متالورژیک شیمیایی در میان فلز مذاب، سرباره و فاز گاز صورت می‌گیرد که مستقیماً بر ترکیب، ریزساختار و خواص فلز جوش تأثیر می‌گذارد.

3. تبلور فلز و تبدیل فاز در طول جوشکاری

در شرایط جوشکاری، فلز مذاب پس از خروج منبع گرما به طور مداوم و سریع سرد می شود و فرآیند تبلور و تقاطع برای تشکیل جوش صورت می گیرد. در این فرآیند ممکن است عیوبی مانند تفکیک، درگیری، تخلخل، ترک داغ، سخت شدن، شکنندگی و ترک سرد در فلز جوش ظاهر شود. کنترل و تنظیم تبلور و تبدیل فاز فلز جوش کلید دیگری برای اطمینان از کیفیت جوش است. (HAZ)، که ممکن است منجر به نقص یا بدتر شدن عملکرد در این ناحیه شود.

ویژگی های فرآیند حرارتی جوشکاری

1.محلی سازی عمل حرارتی

محلی سازی عمل حرارتی به تمرکز گرمای جوش در قسمت مشترک قسمت جوشکاری اشاره دارد، به جای گرم کردن یکنواخت کل قسمت جوش. بر خلاف عملیات حرارتی فلز، گرمایش ناهموار ویژگی اصلی فرآیند جوشکاری است.

2. آنی عمل حرارتی

در فرآیند جوشکاری، منبع حرارت با سرعت معینی حرکت می کند و اثر گرمایش هر نقطه از جوش آنی است، یعنی با تغییر زمان، تحت عمل منبع حرارتی متمرکز، سرعت گرمایش بسیار زیاد می شود. سریع (دمای جوش قوس الکتریکی بالای 1500 درجه · ثانیه-1 است)، و گرما در مدت زمان بسیار کوتاهی از منبع گرما به جوش منتقل می شود.

همانطور که منبع گرما به سمت جلو حرکت می کند، فلز گرم شده تا دمای بالا به سرعت گرما صادر کرده و خنک می شود. دمای حرارت هر نقطه روی جوش به طور مداوم تغییر می کند که نشان دهنده ناپایدار بودن فرآیند انتقال حرارت است.

کیفیت داخلی فلز جوش، تغییر ریزساختار و خواص منطقه تحت تأثیر حرارت، وضعیت تنش اتصال جوش داده شده و بهره وری جوش مستقیماً تحت تأثیر فرآیند حرارتی قرار می گیرند. فرآیند حرارتی جوشکاری دما و زمان وجود حوضچه جوش را تعیین می کند. دما و زمان به طور مستقیم بر واکنش فیزیکی و شیمیایی فلز حوضچه جوش تأثیر می گذارد. اگر واکنش کامل نباشد، جداسازی در فلز جوش ایجاد می شود در فرآیند گرمایش جوش، به دلیل هدایت گرما، ساختار و خواص فلز پایه در نزدیکی درز تغییر می کند که به ماهیت گرمای جوش مربوط می شود. منبع، زمان گرمایش و سرعت سرمایش و ممکن است باعث سخت شدن، شکنندگی یا نرم شدن در این منطقه شود.

جوشکاری فرآیند گرمایش و سرمایش غیر یکنواخت است. درجات مختلفی از تغییرات الاستوپلاستیک حرارتی در ناحیه اتصال وجود دارد که منجر به حالت تنش غیریکنواخت و تغییر شکل پس از جوشکاری می شود. هنگامی که تنش جوش و عوامل متالورژیکی با هم کار می کنند، ممکن است ترک هایی ظاهر شوند. بهبود نرخ ذوب فلز پایه و مواد پرکننده یک راه مهم برای بهبود بهره وری جوش است و نرخ ذوب به اثر گرما بستگی دارد، فرآیند حرارتی جوشکاری بر نرخ تولید جوش تاثیر می گذارد. برای مطالعه فرآیند حرارتی جوشکاری باید به ویژگی های منبع حرارت و ویژگی های انتقال حرارت فلز جوش داده شده (فلز پایه) از جمله منبع حرارت جوشکاری، میدان دمای جوشکاری، قانون اساسی انتقال حرارت جوشکاری توجه شود. گرمایش و ذوب فلز پایه و مواد جوشکاری، چرخه حرارتی جوشکاری و غیره.