گزارش کارآموزی جوشکاری در ماشین سازی صنعتی سعدی

مقدمه:

امروزه با افزایش تعداد سفرها، اهمیت جابجایی بیش از پیش روشن شده است. در قدیم جابجایی به شکل های محدودی صورت می گرفته و مردم بیشتر مجبور بوده اند از حیوانات اهلی نظیر اسب و شتر . . . برای جابجایی خود یا کالاهایشان استفاده کنند و یا حتی در بعضی از موارد پیاده مسافتهای مورد نظرشان را طی کنند. می توان ظهور کالسکه را بعنوان تحولی بزرگ در حمل و نقل بشر به حساب آورد، اما باید بزرگترین تحول را در حمل و نقل زمینی اختراع موتور بخار توسط جیهزوات انگلیسی دانست. زیرا در آن زمان بزرگترین مسئله در حمل و نقل برای بشر تولید قوانی محرکه برای بحرکت در آوردن وسیله نقلیه بود که اختراع وی بعنوان شروعی برای پیشرفت سریع در حمل و نقل و ساخت وسایل نقلیه شد. زیرا همانطور که اشاره شد تا قبل از آن بیشتر از نیروی ماهیچه ای حیوانات اهلی برای تأمین این امر استفاده می شد که منبعی نامطمئن بود، همچنین حیوانات پس از طی مسافتی نه چندان طولانی خسته می شوند یا اینکه تحمل شرایط آب و هوایی سخت را نداشتند.

امروزه پدیده حمل و نقل برای بشر بسیار توسعه پیدا کرده و راههای زمینی، هوایی و دریایی در اختیار وی است. هر کدام از این راهها دارای مزایا و معایب خاص خود هستند.  

راه هایی هوایی سرعت بالای جابجایی و امنیت سفر را دارند ولی در عوض از نظر هزینه بالا هستند و همچنین برای مسافتهای نه چندان طولانی راههای مناسبی نیستند زیرا استفاده از راههای هوایی نیازمند طی مراحل گوناگون مثل رفتن به فرودگاه چند ساعت قبل از پرواز، تأخیر احتمالی در پرواز . . . می باشند.

راههایی دریایی نیز فقط بین آبهای دنیا امکان پذیر هستند و در خشکی کاربردی ندارند و از اینگونه راهها بیشتر برای محل بار استفاده می شود تا حمل مسافر.

راههای زمینی که بیشتر مردم با آن سروکار دارند انواع مختلفی دارد. یک راه استفاده از خودروهای سبک و سنگین است. استفاده از خودروهای سبک مثل تاکسی یا اتومبیل های شخصی و استفاده از خودروهای سنگین مثل کامیون و تریلر برای حمل بار و اتوبوس و مینی بوس برای حمل مسافر.

این روش علاوه بر مزایایی که دارد مثل راحتی استفاده، کم هزینه بودن . . . معایبی نیز دارد مثل حوادث رانندگی پیشامده که امروزه به یک معضل در جامعه ایران تبدیل شده است.

یکی دیگر از راه های زمینی خطوط آهن می باشد. استفاده از خطوط آهن مزایای بسیاری دارد. از بین آنها می توان به امنیت بالا، ارزان بودن آن نسبت به راههای هوایی، کم دردسر بودن آنها در مقایسه با راه های هوایی، کارآیی بهتر آن در مسافتهای نه چندان بلند، خستگی کمتر مسافرین در حین سفر در مقایسه با اتوبوس ها و وسایل نقلیه شخصی . . . نام برد.

کشور ما بخاطر وسعت زیاد نیاز مبرمی به خطوط آهن دارد زیرا علاوه بر مسئله جابجایی مردم می توان از آن برای جابجایی کالا استفاده کرد که باعث رونق اقتصادی شهرها می شود.

در سال های اخیر توجه ویژه ای به این امر شده است. همچنین در شهرهای بزرگ نظیر تهران بخاطر مشکلاتی از قبیل ترافیک، آلودگی هوا . . . راه اندازی و توسعه خطوط آخن زیر زمینی ( مترو ) از چند سال قبل شروع شده و با توجه به نیاز مردم شهر تهران به آن با جدیت خاصی در حال انجام است.

اما همانطور که گفته شده یکی از فاکتورهای مهم در جابجایی سرعت است. در گذشته ریل ها ( خطوط آهنی ) که قطار بر روی آن به طی مسیر می پرداخت بر روی تخته ها ( الوارها ) چوبی نصب می شدند که علاوه بر اینکه ایمنی پایین حرکت را باعث می شدند امکان حرکت قطار با سرعت های بالا را غیر ممکن می ساختند. همچنین استهلاک آنها زیاد بود چونکه در معرض سرما و گرما و باران و برف، تخته های چوب پس از مدت زمانی نه چندان طولانی از بین می رفتند این مشکلات باعث شد که متخصصین خطوط آهن در فکر بکار بردن ماده ای جدید، بجای چوب باشند که معایب آنرا نداشته باشد.

پس از تحقیقات صورت گرفته، متخصصین استفاده از بتن را بجای چوب پیشنهاد داده اند زیرا علاوه بر استحکام بالا، استهلاک کمی نیز دارد امکان حرکت قطار با سرعت های بالا را ممکن می کند. که در امر اصطلاح به این بتن تراورس بتنی می گویند.

فصل اول: آشنایی کلی با مکان کارآموزی:

گروه ماشین سازی سعدی از 35 سال پیش فعالیت خود را در یک مرکز واقع در خیابان سازمان آب تهران ( واقع در شرق شهر، که منطقه ای صنعتی محسوب می شود ) شروع کرده است و با توجه به افزایش تقاضا برای ساخت قطعات و ماشین آلات گوناگون به تدریج مراکز صنعتی خود را افزایش داده است تا به امروز که 3 واحد در تهران و اطراف تهران مشغول به فعالیت برای ساخت ماشین آلات صنعتی برای این گروه می باشند.

فعالیتهای این شرکت در گذشته معطوف به ساخت ماشین آلات صنعتی از قبیل انواع دستگاههای پلاستیک بادی و تزریقی، دستگاه حلوای شکری ساز، دستگاه کود ساز صنعتی، ساخت انواع پرس های ضربه ای و هیدرولیک و همچنین مونتاژ لودر چند کاره برای استفاده در شهرداری و هلال احمر از روی نمونه Rammer کانادایی . . . بوده است.

در چند سال گذشته ( حدوداً 10 سال ) بیشتر فعالیتهایی این گروه صنعتی معطوف به ساخت قطعات و لوازم مربوط به راه آهن می باشد از این فعالیتها می توان به ساخت و راه اندازی 3 خط، تهیه و تولید تراورس در سیرجان و کرمان برای کارخانجات CBC نام برد و همچنین تهیه انواع قالبهای تراورس بتنی برای شرکت CBG و همچنین راه آهن جمهوری اسلامی وابسته به وزارت کار نام برد.

این قالبها از حدود 280 قطعه بزرگ کوچک فلزی تشکیل شده اند که بیشتر آنها از طریق جوشکاری به هم وصل شده اند.

روش کار در کارخانه تولید تراورس بدین گونه می باشد که ابتدا بتن وارد قالب می شود آنگاه برای توزیع بهتر و یکنواخت بتن در سطح لگن های قالب، بر روی میز ویبره، ارتعاشات زیادی به آن وارد می شود. همچنین برای استحکام هر چه بیشتر تراورس های بتونی، آرماتورهای فولادی بصورت طولی، در امتداد این قالبها با فشار 300 بار (bar) کشیده می شوند همانطور که می ببینید بحث استحکام بعلت اعمال نیروها و تنش های زیاد بر روی این قالبها از اهمیت ویژه ای برخوردار است. با توجه به اینکه بیشتر اتصالات این قالبها از طریق جوشکاری است ( در یک قالب نزدیک به 80m جوشکاری وجود دارد ) اهمیت جوشکاری در این قالبها خیلی زیاد است بطوریکه شرکت طرف قرارداد برای اطمینان از درستی انجام فرآیند جوشکاری، بازرس خود را ( که یک کارشناس با مدرک دکترای متالوژی در گرایش جوشکاری است ) برای حصول اطمینان به محل کارخانه اعزام می دارد. چون این قالب ها در تیراژ بالا تولید می شوند و همگی آنها باید دقت لازم را داشته باشند و همچنین از نظر شکلی کاملاً یکسان باشند لذا برای نیل به این هدف و افزایش سرعت تولید فیکسچرهای متعددی توسط این شرکت طراحی و ساخت گردیده است.

چون فیکسچرها در ساخت این قالبها نقش عمده ای دارند و اینجانب در زمان کارآموزی خود در جریان طراحی و ساخت تعدادی از این فیکسچرها بوده است لذا در ادامه به توضیح کاملی درباره طراحی و همچنین وظایف فیکسچرها می پردازم.

بیشتر قطعات بکار رفته در این قالبها تحت عملیات ماشین کاری از قبیل پرس کاری، اره کاری برشکاری و تراشکاری قرار می گیرند. پرسکاری صورت گرفته روی این قطعات نسبت به دیگر عملیات بیشتر است و نیاز به انواع قالبهای سوراخ کاری، خم کاری و برشکاری دارد. لذا با توجه به استفاده زیادی که قالبهای پرس در تأمین قطعات مورد نیاز برای ساخت قالبهای تراورس دارند و اینجانب در هنگام کارآموزی در جریان ساخت بعضی از این قالبها بوده ام در ادامه بحث کار آموزی به تفصیل در مورد ساخت انواع قالبهای پرس مطلب آورده ام.

فصل دوم: ارزیابی بخش های مرتبط با رشته علمی کارآموز:

1:جوشکاری و برشکاری بکار رفته در ساخت قالبهای تراورس:

1-1-انواع فرآیند جوشکاری:

- جوش کاری قوس الکترود دستی (SMAW)

- جوشکاری قوس فلزی تحت پوشش گاز محافظ (GMAW)

- جوشکاری قوس توپودری (FCAW)

- جوشکاری قوس تنگستن تحت پوشش گاز محافظ (GTAW)

- جوشکاری ق.س زیر پودری (SAW)

- جوشکاری قوس پلاسما (PAW)

- جوشکاری سر باره الکتریکی (ESW)

- جوشکاری با گاز سوختی و اکسیژن (OFW)

- جوشکاری زائده ای (SW)

- جوشکاری با پرتو سیرزی (LBW)

- جوشکاری با پرتو الکترونی (EBW)

- جوشکاری مقاومتی (RW)

هم چنین از فرآیند برشکاری نیز در ساخت این قالبها به وفور استفاده می شود که انواع فرآیند برشکاری را در زیر می بینیم:

برشکاری با گاز سوختی و اکسیژن

برشکاری با الکترود کربنی

برشکاری قوسی پلاسما

برشکاری مکانیکی

در ساخت این قالبها از برش کاریهای نوع اول و چهارم به وفور استفاده می شود. و در مورد جوشکاری بکار رفته در این قالبها تنها جوشکاری اول و دوم کاربرد دارد. قبل از توضیح در مورد فرآیند مختلف جوشکاری به تعریف اصطلاح جوش می پردازیم. مطابق AWS، جوش عبارت است از اتصال موضعی فلزات یا غیر فلزات به یکدیگر از طریق اعمال حرارت یا اعمال فشار یا هر دو، با ؟ بدون استفاده از فلز پر کننده.

در هر فرآیند جوشکاری فاکتورهای مختلفی در دستیابی به جوش با کیفیت مطلوب، اثر گذار هستند. این فاکتورها شامل نوع منبع انرژی جهت تولید حرارت، روش محافظت از حوضچه مذاب در برابر اتمسفر و فلز پر کننده ( در صورت لزوم ) می باشد. در فرآیندهای مختلف جوشکاری فاکتورهای فوق به طرق متفاوتی محقق می شوند.

2-1-جوشکاری قوس الکترود دستی:   

اولین فرآیندی که در مورد آن توضیح داده می شود، فرآیند جوشکاری قوس الکترود دستی است. نام دیگر این فرآیند stick welding می باشد و در این فرآیند، حرارت از طریق اعمال قوس الکتریکی بین یک الکترود پوشش دار و قطعه کار تأمین می شود. در شکل 1 نمای شماتیک فرآیند (SMAW) نمایش داده شده است. مطابق شکل یک قوس الکتریکی، بین الکترود و قطعه کار برقرار شده است. این قوس الکتریکی، انرژی لازم جهت ذوب فلز پایه، مفتول و روکش الکترود را تأمین می کند. همزمان با حرکت الکترود به سمت راست، فلز جوش پشت سر آن، زیر پوششی از سرباره slag منجمد می گردد. بدلیل آنکه سرباره نسبت به فلز جوش سبکتر است و نقطه ذوب کمتری دارد روی سطح جوش شناور شده و پس از آن منجمد می گردد. نکته دیگری که در شکل 1 نمایش داده شده، گاز محافظی است که در اثر سوختن روکش الکترود تولید شده است.وظیفه این گازهای تولید شده محافظت قوس و حوضچه مذاب در برابر اتمسفر می باشد مهمترین عنصر در فرآیند SMAW، الکترود می باشد. الکترود از یک مغزی فلزی بهمراه یک روکش (flux) مخصوص در اطراف آن تشکیل شده است.تمام الکترودهای مخصوص جوشکاری فولادی کربنی و کم آلیاژی، از یک مغزی فولادی یکسان ساخته شده اند. این مغزی از جنس یک فولاد کم کربن اکسیژن زدایی نشده می باشد. بنابراین هر عنصر آلیاژهای دیگری از طریق روکش الکترود به حوضچه مذاب افزوده می گردد.