طراحی و مهندسی ساخت و تولید تأمین متریال و تجهیزات ساخت ایده های خود را به ما بسپارید!
طراحی برای ساخت به روش جوشکاری
4.44
طراحی برای جوشکاری، زیرمجموعه ای از روش های مبتنی بر "طراحی برای قابلیت ساخت" (DFM) محسوب می شود. این روش ها شامل اصول و ملاحظاتی در طراحی است که برای حفظ کیفیت کار و مدیریت هزینه های ساخت می بایست مدنظر قرار گیرند. در مطلب پیش رو به طراحی برای قابلیت جوشکاری می پردازیم و در آینده نیز با نگارش سلسله مطالب مرتبط با DFM در حوزه های گوناگون همراه شما خواهیم بود.

 

طراحی برای ساخت به روش جوشکاری

 

طراحی برای جوشکاری، زیرمجموعه ای از روش های مبتنی بر "طراحی برای قابلیت ساخت" (DFM) محسوب می شود.  این روش ها شامل اصول و ملاحظاتی در طراحی است که برای حفظ کیفیت کار و مدیریت هزینه های ساخت می بایست مدنظر قرار گیرند.  در مطلب پیش رو به  طراحی برای قابلیت جوشکاری  می پردازیم و در آینده نیز با نگارش سلسله مطالب مرتبط با DFM در حوزه های گوناگون همراه شما خواهیم بود.

 

فرآیند طراحی برای قابلیت ساخت

 

در مطالب قبلی وبلاگ، به طراحی برای قابلیت ساخت (Design For Manufacturability) و به طور خاص طراحی برای انواع روش های ماشین کاری (Design For Machining) پرداختیم و در این زمینه نکاتی درباره بهینه سازی طراحی قطعات برای ساخت با استفاده از روش های فرزکاری، تراشکاری و بورینگ، و سوراخ کاری مطرح گردید. برای مطالعه مطالب پیشین رجوع کنید به:

 

طراحي براي ساخت به روش ماشين كاري: فرزكاري

طراحی برای ساخت به روش ماشین کاری: تراشکاری و بورینگ

طراحی برای ساخت به روش ماشین کاری: سوراخ کاری

 

در این قسمت از سلسله مطالب مرتبط با طراحی برای قابلیت ساخت (DFM) به معرفی فرآیند جوشکاری (Welding) به عنوان یکی دیگر از روش های مرسوم ساخت و تولید می پردازیم و در ادامه نیز نکات و راهنمایی هایی در خصوص چگونگی طراحی بهینه فرآیندهای جوشکاری (Design For Welding) ارائه می کنیم.

 

جوشکاری و انواع آن

 

جوشکاری فرایندی است که در آن دو قطعه با ذوب کردن هر دو، به صورت دائمی به هم متصل می گردند. فلزات ذوب شده پس از ترکیب با یکدیگر به سرعت سرد شده و قطعات به هم جوش می خورند. در ورق کاری، رایج ترین فرایندهای جوش کاری مورد استفاده، جوش نقطه ای1 و جوش درزی2 هستند. جوش نقطه ای معمولاً برای ورق های کمتر از 3 میلی متر استفاده می شود و قطر قطعه نقطه جوش شده بین 3 تا 12.5 میلیمتر می باشد.

 

مواد اولیه مناسب برای جوشکاری

 

مناسب ترین جنس برای فرایند نقطه جوش، فولادهای حاوی کربن پایین هستند. در فولادهای حاوی کربن بالاتر (یا آلیاژی تر) سختی جوش افزایش یافته و آن را ترد یا شکننده تر می کند. این مشکل را می توان با تمپر کردن3 تا حدی کاهش داد. بنابراین می توان نتیجه گرفت که فولادهای ضد زنگ یا استنلس استیل آستنیتی4 و فریتی5 از سری 300 برای فرآیند نقطه جوش مناسب هستند. اما در مقابل، فولادهای مارتنزیتی6  به علت سختی بالا گزینه مناسبی برای جوشکاری به شمار نمی روند.

 

از طرفی آلیاژهای آلومینیوم نیز به شرط سطح کاملاً تمیز و با توان مصرفی بالا قابل جوشکاری هستند. البته تمیزکاری سطح و پاک سازی آن از اکسیدها هزینه اضافه ای را به قیمت تمام شده تحمیل می کند. بنابراین در صورت امکان بهتر است با جایگزینی فولادهای حاوی کربن پایین از این هزینه مضاعف اجتناب نمود.

 

در مورد امکان جوشکاری جنس های غیر همسان باید گفت که مواد مختلف به دلیل اختلاف در دمای ذوب و مشخصات رسانایی، قابل نقطه جوش شدن نیستند. حتی در جوشکاری فولادهای آبکاری شده، اختلاف در مشخصات و رفتار نوع پوشش آبکاری باید مدنظر قرار گیرد. برای مثال فولادهای حاوی پوشش های نیکل و کروم، تقریباً به آسانی قابل جوشکاری نقطه ای هستند. در حالی که آلومینیوم، روی و قلع به آماده سازی بیشتری نیاز دارند.

جدول زیر قابلیت جوشکاری موارد رایج صنعتی به یکدیگر را نشان می دهد. 

 

قابلیت جوشکاری مواد رایج صنعتی

 

طراحی برای جوشکاری (Design for Welding)

 

چنانچه قصد طراحی قطعاتی برای ساخت با استفاده از روش های جوشکاری دارید، بهتر است قبل از آغاز به کار نکات زیر را مد نظر قرار دهید. زیرا لحاظ کردن این موارد می تواند موجب کاهش قابل توجه هزینه های ساخت به روش های جوشکاری گردد. در ادامه به ارائه مهم ترین نکاتی می پردازیم که بهتر است در طراحی برای اجرای فرآیندهای جوشکاری مدنظر قرار گیرد:

 

1. ضخامت قطعاتی که به هم جوشکاری نقطه ای می شوند بهتر است با هم برابر باشد و در غیر این صورت لازم است نسبت ضخامت هایشان کمتر از 3 باشد.

 

2. در هنگام طراحی، بهتر است فواصل زیر که در شکل نیز نشان داده شده اند لحاظ گردد:

 

  • حداقل فاصله بین جوش ها 10 برابر ضخامت قطعات باشد.
  • فاصله مرکز جوش تا لبه قطعه کار حداقل برابر با دو برابر قطر نقطه جوش باشد.
  • حداقل فاصله مرکز نقطه جوش تا محل خم یا فرم قطعه برابر با مجموع قطر نقطه جوش و شعاع خم باشد.

 

رعایت فواصل در طراحی برای قابلیت جوشکاری

 

3. هنگام طراحی باید فضای کافی برای نقطه جوش در نظر گرفته شود. فلنج های کوچک ممکن است مانع از رسیدن الکترود به قطعه شوند.

 

4. سطوح صاف به علت راحتی دسترسی برای نقطه جوش مناسب تر هستند. وجود خم و فرم های متعدد در قطعه ممکن است دسترسی به محل مورد نظر را دشوار کنند و برای انجام عملیات جوشکاری به ساخت فیکسچر نیاز باشد.

 

5. قبل از پایان کار بهتر است نقطه جوش ها سندبلست شده و یا با سنگ زنی هم سطح سایر نقاط قطعه شوند.

 

6. در زمان طراحی بهتراست تمام نقطه جوش ها در یک قطعه هم سایز انتخاب شوند تا از تنظیمات متعدد اجتناب گردد و زمان تولید قطعات کاهش یابد.

 

7. آبکاری مجموعه های ساخته شده با استفاده از روش جوشکاری نقطه ای، به خصوص قسمت هایی که ورق ها کاملاً روی هم قرار گرفته اند، می تواند مشکل ساز باشد. زیرا در زمان پوشش دهی، نمک های آبکاری بین قطعات گیر افتاده و در بلند مدت ممکن است باعث خوردگی شوند. با دقت در طراحی قطعات و در نظر گرفتن محل خروج مایعات آبکاری می توان از این مشکل پیشگیری نمود.

طراحی نقطه جوش ها برای فرآیندهای جوشکاری

 

8. طراحی قطعات با راهنما7، به صورتی که هنگام جانمایی تنها در یک حالت بر روی یکدیگر قرار بگیرند، فرایند جوشکاری را آسان تر می سازد. این کار را می توان با ایجاد برامدگی و فرورفتگی در نقاط خاصی از قطعات انجام داد. به این ترتیب ممکن است نیاز به ساخت فیکسچر نیز از بین برود.

 


1 Spot Welding

2 Seam Welding

3  Tempering

4 Austenitic Stainless Steel

5 Ferritic

6 Martensitic

7 self-jigged

مراجع:

[1] Welding, www.efunda.com

[2] Welding Table, www.efunda.com

 

گردآوري توسط خدمات ساخت و توليد ايران

استفاده از اين مطلب تنها با ذكر منبع و ارجاع به لينك وبسايت IRMFG بلامانع است. 

 

منبع :
ارسال نظر
نام :
ایمیل :
متن نظر :
ارسال نظر
نظرات کاربران
میزان اهمیت
ایمیل
توضیحات
ارسال
© 1398 کلیه حقوق وبسایت متعلق به شرکت مهندسی فن آوران رستاپاد (شماره ثبت: 522484) می باشد.
طراحی سایت و بهینه سازی سایت زانیکس (نسخه 2.23.00)