تبلیغات
وبلاگ حرفه و فن مدرسه شاهد حکیم - آهن و تاریخچه آن
تاریخ : پنجشنبه 11 فروردین 1390 | 01:31 ب.ظ | نویسنده : sadegh dashti
آهن و تاریخچه آن
بشر از دیر باز با آهن و فولاد و چدن که امروزه به عنوان پر مصرف ترین فلزات جهان می باشند آشنا بوده است استفاده از آلیاز های آهن در بناها حتی ب همیزان اندک و مجدود در بناهای قرون گذشته کمتر به چشم می خورد اما تنها از اوایل قرن هجدهم ب اپیشرفت صنعت استفاده از این فلز رو به فزونی گذاشته است ....

بقیه را در ادامه ی مطلب مشاهده کنید......

                                                        با تشکر از مصطفی عباس پور


 در ابتدا از آهن برای کارهای کوچک همچون تزیینات و یا کلاف بندی بناهای سنگی استفاده می شد اما به علت عدم توسعه صنایع تصفیه آهن استفاده از این فلز محدود بود تا اینکه در اواسط قرن هجدهم در انگلستان قدم های شایان توجهی در بهبود و پیشرفت صنعت آهن برداشته شد و اولین بناهایی که از آهن در ساخت و ساز آنها استفاده شد در اواخر قرن هجدهم ساخته شدند و این آغاز فصل نوینی در صنعت ساختمان سازی بود نحوه تولید آهن و استفاده آن در ساختمان تولید آهن در واقع تشکیل شده است از یک سری عملیات وابسته به هم تا رسیدن به تولید نهایی که در این روند آهن خام تولید و سپس تبدیل به فولاد مذاب و این فولاد ریخته گری شد و به ورق و تسمه و یا پروفیل تبدیگ یا اینکه توسط نورد سرد رولهای ورق فولادی را به تسمه و پروفیل تبدیل می کنند همچنین از سرباره  کوره ذوب آهن به عنوان موادی با ارزش برای تولید مصالح ساختمانی استفاده می شود که از آن جمله می توتن در تهیه سیمان مصالح عایق حرارتی مانند پشم سنگ را نام برد نقش کربی در آهن و انواع آن کربن موجود در آهن تاثیر بخوصوصی در ساختار مولکولی آهن گذاشته به نحوی که تغییر مقدار آن باعث می شود که اشکال مختلفی از آن به وجود بیاید و خواص فیزیکی متفاوتی داشته باشد برای شناخت بیشتر به بررسی انواع آن می پردازیم آهن نرم  این نوع آهن که در آن 2/0 % کربن وجود دارد در قدیم برای وسایل و قسمتهایی که باید کشش زیادی را تحمل  می کردند به کار می رفت این نوع آهن ها انعطاف پذیر بوده  و به همین خاطر در کارهای تزئینی از آن استفاده می شود و به علت دمای ذوب بالا جوشکاری یا ریخته گری با آن امکان پذیر نیست


تاریخچه فلز سرب و روی
روی در ابزار های برنزی ساخته دست بشر 5000 سال پیش، یافت شده.2000 سال است که بعنوان یکی از عناصر تشکیل دهنده برنج در اروپا و آسیا مورد استفاده قرار می گیرد.
قدمت برخی از مصنوعات روی به حدود 500 سال قبل بر می گردد. در قرن هفتم بعد از میلاد مسیح چینی ها تکنولوژی ذوب را گسترش دادند . در قرن دهم میلادی سکه هایی از ناحیه زاوار هندوستان ضرب شده است. براساس مشاهدات باستان شناسان از قرن چهارم به بعد مقدار زیادی روی در زاوار تولید و مورد استفاده قرار گرفته است. در خلال قرنهای هفدهم و هجدهم تختال روی از آسیا به مقصد بازارهای اروپا صادر می شد
در یونان باستان نیز از این فلز استفاده می شده به طوری که مجسمه ای از جنس روی در ترانسیلوانیا یافت شده که جزء قدیمی ترین قطعـاتی است که در ساخت آن روی بکــار رفته است.این فلز در یونان " واپسودارگراس" یعنی ( با فلز دیگر اشتباه گرفتن یا نقره کاذب ) و این فلز مبهم به نظر می آمده و به اشتباه فلز نقره نامیده می شده.
و اما آشنایی با فلز روی در ایران سابقه دیرینه داشته، چنان که گفته می شود صنعت فلزکاری در ایران سابقه هفت هزار ساله دارد. ایرانیان باستان از پیشگامان ساخت آلیاژهای گوناگون از فلزات محسوب می شوند. همانگونه که می دانید مفرغ (مس، قلع و روی) اولین بار توسط ایرانیان در ناحیه لرستان ساخته شده است، برنج (مس و روی) ، هفت جوش (مس، طلا، نقره، روی ، سرب، قلع، آهن و جیوه یا پلاتین)سفید روی (نوعی آلیاژ که رنگ و جلای زیبایی داشته و جهت ساخت ظروف به کار می رفته).
در دوره ساسانیان صنعت فلزکاری بسیار توسعه یافت از نمونه های ارزنده و زیبای بازمانده می توان به تکنیک بالای (در زمان خود و در مقایسه با تمدنهای مشابه) صنعت فلزکاری در این دوره پی برد. آثار کورههای بسیار قدیمی در اطراف برخی از معادن سرب و روی کشور موجود می باشد، اما متاسفانه به علت عدم مطالعات کافی و کمی اسناد، از پیشینه و چگونگی تولید وتکنولوژی این آلیاژها مطالب مکتوب موجود نمی باشد است.
سرب یکی از شش فلزی است که از هزاره چهارم قبل از میلاد مسیح شناخته شده و مورد استفاده قرار گرفته است.طبق نظر باستان شناسان،قدیمی ترین قومی که سرب را مورد استفاده قرار داده اند مصریها بوده اند که این فلز را برای لعاب ظروف بکار برده و از کانیهای نقره دار آن، نقره استخراج می کردند. سپس رومیان و بالاخره ایرانیان، چینی ها، هندوها، روسها و اعراب از جمله اقوامی بودند که از قدیم الایام سرب را می شناختند و از آن استفاده می کردند. وجود آثار سرب و ابزار بجا مانده از آن دوران نشانگر کاربرد قابل توجه این فلز می باشد. به دلیل خاصیت چکش خواری سرب، صنعتگران می توانستند آنرا بخوبی گداخته نموده و به اشکال مختلف مورد نیاز بازار آن زمان درآورند.
در ایران، سرب از اواخر هزاره سوم قبل از میلاد مسیح شناخته شده و چون ذوب کربناتهای سرب آسان است بهره برداری از معادن کربنات سرب بسشتر مورد توجه بوده است. در دوره های قبل از اسلام سرب به عنوان ملات در کارهای ساختمانی، سد سازی و پل سازی و نیز برای ساختن رنگ، نقاشی و مواد دارویی بکار می رفته است. بعد از اسلام، بهره برداری از معادن سرب به دلیل بدست آوردن نقره بوده بطوری که حتی در برخی از کتب این معادن را معادن نقره نامیده اند.
تا قبل از جنگ جهانی دوم، مصرف سرب در ایران ناچیز بوده و از معادن سرب بهره برداری چندانی به عمل نمی آمد، در حالیکه پس از جنگ، این قبیل معادن اهمیت یافته و از سرب به عنوان یک محصول صادراتی و ارز آور استفاده شده است.



فرآیندهای جوشکاری با قوس الکتریکی
جریان الکتریکی از جاری‌شدن الکترون‌ها در یک مسیر هادی به‌وجود می‌آید. هرگاه در مسیر مذکور یک شکاف هوا(گاز)ایجاد شود، جریان الکترونی و در نتیجه جریان الکتریکی قطع خواهد شد. چنان‌چه شکاف هوا به‌اندازهٔ کافی باریک بوده و اختلاف پتانسیل و شدت جریان بالا، گاز میان شکاف یونیزه‌شده و قوس الکتریکی برقرار می‌شود. از قوس الکتریکی به‌عنوان منبع حرارتی در جوشکاری استفاده می‌شود. روش‌های جوشکاری با قوس الکتریکی عبارت‌اند از:
•    جوشکاری با الکترود دستی پوشش‌دار (SMAW)
•    جوشکاری زیرپودری (SAW)
•    جوشکاری با گاز محافظ (GMAW یا MIG/MAG)
•    جوشکاری با گاز محافظ و الکترود تنگستنی (GTAW یا جوشکاری TIG)
•    جوشکاری پلاسما
فرآیندهای جوشکاری مقاومتی
در جوشکاری مقاومتی برای ایجاد آمیزش از فشار و گرما استفاده می‌شود. گرما به‌دلیل مقاومت الکتریکی قطعات کار و تماس آن‌ها در فصل مشترک به‌وجود می‌آید. پس از رسیدن قطعه به‌دمای ذوب و خمیری فشار برای آمیخته دو قطعه به‌کار می‌رود. در این روش فلز کاملاً ذوب نمی‌شود. گرمای لازم از طریق عبور جریان برق از قطعات به‌دست می‌آید. روش‌های جوشکاری مقاومتی عبارت‌اند از:
•    جوش نقطه‌ای
•    درز جوشی
•    جوش تکمه‌ای
•    با استفاده از قالب
فرآیندهای جوشکاری حالت جامد
دسته‌ای از فرآیندهای جوشکاری هستند که در آن‌ها عمل جوشکاری بدون ذوب‌شدن لبه‌ها انجام می‌شود. در واقع لبه‌های تحت فشار با حرارت یا بدون حرارت در همدیگر له می‌شوند. فرآیندهای این گروه عبارت‌اند از:
•    جوشکاری اصطکاکی
در این روش به‌جای استفاده از انرژی الکتریکی برای تولید گرمای مورد نیاز ذوب فلزات از انرژی مکانیکی استفاده می‌گردد. به‌این ترتیب که یکی از دو قطعه که با سرعت درحال دوران است به‌قطعهٔ دوم که ثابت نگه داشته‌شده تماس داده می‌شود. در اثر اصطکاک بین دو قطعه و تولید حرارت، محل تماس دو قطعه ذوب‌شده و لبه‌های تحت فشار با حرارت در همدیگر له می‌شوند.
•    جوشکاری نفوذی
•    جوشکاری با امواج مافوق صوت
فرایند جوشکاری با گاز
 
 
جوش گاز.
گروه فرآیندهای جوشکاری است که در آن، اتصال با ذوب‌شدن توسط یک یا چند شعلهٔ گاز، با اعمال فشار یا بدون آن، با کاربرد فلز پرکننده یا بدون آن انجام می‌شود.
[ویرایش] فرآیند جوشکاری با لیزر
در این روش از پرتوی لیزر برای جوشکاری استفاده می‌شود. در جوشکاری لیزری دانسیتهٔ انرژی فراهم‌شده، بسیار بیش‌تر از جوشکاری با دیگر فرایندها است.
از لیزرهای مختلفی مانند «لیزر گاز کربنیکی» یا لیزر یاقوت برای جوشکاری می‌توان استفاده کرد. دقت می شود که انرژی پرتو، آن‌قدر زیاد نباشد که باعث تبخیر فلز شود.
[ویرایش] فرآیند جوشکاری با اشعه الکترونی
کاربرد جریانی از الکترون‌ها است که با ولتاژ زیاد شتاب داده شده‌اند و به‌صورت باریکه‌ای متمرکز به‌عنوان منبع حرارتی جوشکاری به‌کار می‌روند. به‌دلیل دانسیتهٔ بالای انرژی در این پرتو، منطقه تفدیده بسیار باریک می‌باشد و جوشی با کیفیت مناسب به‌دست می‌آید. این فرآیند به‌عنوان اولین فرآیند جوشکاری به‌کاررفته برای ساخت بدنهٔ جنگنده‌ها استفاده شد.
[ویرایش] الکترودهای جوشکاری
الکترود مفتولی فلزی است که دورتادور آنت با مواد شیمیایی پوشش داده شده‌است. قطر الکترود عبارت است از قطر مغزی آن و جنس روپوش الکترود معمولاً از مقداری آهک، اکسید سدیم، سلولز، روتیل، آسپست، خاک رس و مقداری دیگر از مواد گوناگون تشکیل شده‌است.
الکترود معمولاً از دو نظر تقسیم‌بندی می‌گردند:
•    تقسیم‌بندی الکترودها از نقطه‌نظر روپوش.
•    تقسیم‌بندی الکترودها از نقطه‌نظر جنس مغزی.
لحیم کاری
مقدمه
یكی از ابزارهای مهم در صنعت برق و الكترونیك لحیم كاری است .ماده اتصال دهنده ، كه آلیاژی از فلز قلع و سرب است را لحیم می نامند . در عمل لحیم كاری توسط یك وسیله گرما دهنده مثل هویه صورت می پذیرد یعنی بوسیله هویه ، محل اتصال دو فلز را گرم كرده تا به نقطه ذوب لحیم برسد و لحیم به محا اتصال اعمال شده و پس از سرد شدن ، دو قطعه به هم محكم می شوند.
آشنایی به فن لحیم كاری برای متخصصین امور برقی و تكنسینهای الكترونیكی بسیار حائز اهمیت است لذا در این جا نكات مهم را مورد بحث قرار می گیرد .

لحیم
  همانگونه كه گفته شد لحیم آلیاژی از قلع و سرب است كه بر حسب درصد آنها در آلیاژ درنظر گرفته می شود . چنانچه بر روی قرقره لحیم نگاه كنید دو عدد بر روی آن نوشته شده است بطور مثال 60/40 این به ان معنا است كه لحیم فوق دارای 60 درصد قلع و 40 درصد سرب می باشد.
اصولا برای لحیم كاری در الكترونیك باید از لحیمی استفاده شود كه در صد قلع آن 40 باشد . دلیل آن این است كه نقطه ذوب قلع كمتر است. بنابراین هرچه درصد قله بیشتر باشد لحیم در درجه كمتری ذوب می شود . درجه حرارت چنانچه بالا باشد سبب معیوب شدن نیمه هادیها مثل دیود ، …. می شود بخصوص آنكه باعث خرابی مدار چاپی نیز می شود . درمجموع در كارهای الكترونیكی از در صد قلع بیشتر استفاده نمائید . بهترین نوع لحیم ، لحیم 63 درصد است كه در بازار به همین نام یافت می شود .

هویه
 وسیله ای كه در لحیم كاری مورد استفاده واقع می شود را هویه می گویند . هویه در اثر عبور جریان الكتریسته از یك المنت حرارت تولید شده و این حرارت به نوك هویه منتقل می شود . در بازار دو نوع هویه بیشتر به چشم می خورد .

هویه قلمی
 هویه هفت تیری
این دو چه تفاوتی با هم دارند ؟
اصولا هویه هفت تیری برای توان های بالا مورد استفاده است و برای لحیم كاری در برق و یا مدارهای الكترونیكی لامپی بكار گرفته می شود .
در هویه قلمی برای توانهای كم بنابراین برای كارهای الكترونیكی در مدارهای جدید و مونتاژ مورد بهره برداری واقع می شود . لذا برای كارهای مختلف الكترونیكی از هویه قلمی با توان 16 الی 30 وات استفاده نمائید .
روغن لحیم :
هرگاه دو قطعه را بخواهند بوسیله لحیم ، اتصال دهند بایستی كاملا تمیز و از هرگونه چربی ، رنگ و اكسید پاك گردند . بنابراین در زمان لحیم چون درجه حرارت بالا است سبب می شود در سطح خود لایه ای اكسد بوجود آید و پس از لحیم كاری ممكن است این لایه اكسید مانع از تماس الكتریكی بین آن دو شود . برای جلوگیری از این كار از روغن لحیم استفاده می كنند . این روغن از ماده ای به نام كلوفون تشكیل شده و حل كننده اكسید و هر مواد زائد است .
طرز كار با روغن لحیم :
قبل از لحیم كاری باید محل اتصال به این روغن آغشته شود و بعد عمل لحیم كاری صورت گیرد . با انجام این كار روغن ، مواد زاید بر روی اتصال را در خود حل كرده و هنگامی كه هویه داغ به محل اتصال نزدیك می شود ، روغن را كنار زده و محل اتصال را از ماده های خارجی خالی می نماید . امروزه لحیمهای در الكترونیك مورد استفاده می گردد كه در داخل خود روغن لحیم دارند لذا نیازی به روغن لحیم جداگانه ندارند . اصطلاحا به این نوع لحیم ، سیم لحیم با مغزی روغن می گویند . بهر صورت در هنگام لحیم كاری بایستی از تمیز بودن محل اتصال ، اطمینان حاصل شود .

عمل لحیم كاری :
ابتدا برای اینكه دو قطعه را بوسیله حلیم ، اتصال داد باید نوك هویه داغ را به محل اتصال تكیه داده تا قبل از عمل لحیم در دو فلز بقدر كافی گرم شوند. سیم لحیم را به محل اتصال نزدیك نموده تا ذوب شود و اطراف اتصال را در بر گیرد . لحیم را برداشته و صبر می كنید تا لحیم كاملا در اطراف اتصال پخش شود و در نهایت هویه را از محل اتصال دور كنید .




طبقه بندی: تحقیقات دانش اموزان،