جوشکاری ورق های نازک فلزی، سخت یا آسان؟

جوشکاری ورق های فلزی نازک بسیار حساس و پرچالش است و اگر کیفیت این فرایند مطلوب نباشد، امکان بروز مشکلات زیادی در مسیر فرایند صنایع مختلف به وجود می‌آید. شما به عنوان جوشکار برای اتصال بین قطعات نازک به دلیل گرمای زیاد قوس الکتریکی ممکن است دچار چالش شوید و اگر نتوانید گرمای قوس الکتریکی را کنترل کنید ، شاهد سوراخ شدن و ذوب قطعه خواهید بود. ولی اگر نکات مربوط به آن را بدانید دچار چالش و مسئله نخواهید شد.

در این مقاله سعی داریم به موضوع چگونگی جوشکاری ورق های نازک بپردازیم و تکنیک های رایج  جوشکاری را معرفی کنیم.  با ما در این مقاله همراه باشید.

برای انجام جوشکاری ورق های فلزی نازک مانند جوشکاری ورق یک میل به‌صورت صحیح، باید مهارت خاصی برای انجام این فرآیند بلد باشید. حتی ممکن است شما به‌عنوان یک جوشکار ماهر هنگام انجام جوشکاری برای ورق‌های نازک دچار مشکل شوید. پس رعایت نکات اجرایی الزامی است.

جوشکاری ورق های فلزی نازک بسیار مشکل است. اگر بیش از حد از گرما استفاده کنید، ممکن است فلز در نهایت بسوزد و سوراخ شود. حرارت کم هم ممکن است منجر به عدم نفوذ جوش کافی و باعث ایجاد اتصالات شکننده شود. بنابراین برای اطمینان از اتصال موفقیت‌آمیز هنگام کار با ورقه‌های نازک، باید به نکاتی توجه داشته باشید که در ادامه به بررسی آنها خواهیم پرداخت.

آنچه در ادامه می خوانید:

آشنایی با ورق های نازک

کاربرد ورق های نازک فلزی در صنعت

معرفی 5 روش جوشکاری ورق های نازک

      جوشکاری به روش MIG

       جوشکاری به روش TIG

       جوشکاری قوسی توپودری (FCAW)

      جوشکاری به روش الکترود

      جوشکاری به روش لیزری

تکنیک های جوشکاری ورق های نازک

      تکنیک جوش پراکنده

      تکنیک BACKING BARS

     تکنیک چفت سازی

جمع بندی

آشنایی با ورق های نازک فلزی:

ورق های نازک فلزی به دلایل مختلفی قابل استفاده هستند. برای مثال ورق‌های روغنی به‌عنوان پایه‌ای برای ورق‌های گالوانیزه و ورق‌های فلزی فولادی سرد در روکش انواع وسایل، تولید لوازم‌خانگی و لوله سازی به کار می‌روند. اما برای تولید محصولات مختلف از این ورق‌ها، به جوشکاری نیاز خواهید داشت.

ورق‌های نازک به‌ آسانی می‌شکنند و بسیار حساس هستند. به‌گونه‌ای که اگر مهم‌ترین نکات را هنگام جوشکاری آنها رعایت نکنید، ممکن است ورق دچار خزش در جوش یا شکستگی شود. پس جوشکاری ورق نازک فرآیندی پیچیده و حساس است که به مهارت و دقت زیادی نیاز دارد. در این مطلب همراه ما باشید تا مهم‌ترین نکات اجرایی جوشکاری ورق‌های نازک را بررسی کنیم.

کاربرد ورق های نازک فلزی در صنعت :

در بازار صنایع فولادی ابزارها و تجهیزات مختلفی یافت می‌شود که جهت جوشکاری فولاد گالوانیزه و ورق نازک موجود می‌باشد ولی هر چقدر که از مقدار ضخامت ورق فولادی کم شود به همان نیست در انتخاب کردن ابزارآلات جوشکاری با محدودیت‌هایی مواجه خواهیم شد به‌صورتی که برای جوشکاری ورق نازک با اینورتر ابزارهای محدودی در اختیار خواهیم داشت. البته ضخامت ورق نازک فولادی با قیمت آن ارتباط مستقیمی دارد و از جوشکاری مخازن گالوانیزه در صنایع مختلفی می‌توانیم استفاده کنیم. برخی از کاربردهای جوشکاری مخازن گالوانیزه عبارت‌اند از:

• جوشکاری بدنه در صنایع خودرو سازی
• جوشکاری در ساخت و ساز ساختمان
• جوشکاری در صنعت هوانوردی و هواپیماسازی
• جوشکاری در صنایع حمل و نقل و ریلی

معرفی 5 روش جوشکاری ورق های نازک :

جوشکاری به روش MIG

جوشکاری به روش TIG

جوشکاری قوسی توپودری (FCAW)

جوشکاری به روش الکترود

جوشکاری به روش لیزری

تکنیک های جوشکاری ورق نازک :

جوشکاری با روش جوش پراکنده

جوشکاری با روش BACKING BARS

 در ادامه مقاله به معرفی روش ها و تکنیک های جوشکاری ورق های فلزی نازک مورد خواهیم پرداخت.

روش اول: جوشکاری ورق های نازک به روش میگ:

از روش های جوشکاری ورق های فلزی نازک ، میتوان به روش MIG ، اشاره نمود، که از گاز بی اثر فلزی استفاده می‌کند و به آن جوشکاری قوسی همراه با گاز محافظ نیز می گویند و دارای مزایای بسیاری است . یکی از این مزایا، قابلیت اصلاح‌پذیری آن است. یعنی شما می‌توانید به کمک آن، خطاهای احتمالی به وجود آمده در طول فرایند جوشکاری را در گام‌های بعدی را رفع کنید. در این روش باید از کمترین قطر سیم جوش استفاده شود چون سیم‌هایی با قطر کم،  برای ذوب‌شدن به گرمای زیادی نیاز ندارند و امکان کنترل مهره جوش با وجود آنها برقرار است. از روش جوشکاری میگ برای اتصال آلومینیوم با دیگر فلزات غیر فولادی و همین‌طور متصل کردن آلیاژها با فلزات بهره برده می‌شود.

از ویژگی ها و مزایای جوشکاری به روش میگ می توان به موارد زیر اشاره کرد:

• آسان بودن یادگیری جوشکاری میگ
• نیاز به مهارت اندک جهت پیشبرد عملیات جوشکاری
• سرعت بالا و ایجاد آلودگی کم طی عملیات جوشکاری  
• کارایی و عملکرد خوب برای فلزات ضخیم و نازک
• سرباره کم و در نتیجه تمیزی بیشتر بعز از عملیات جوشکاری
• امکان جوشکاری طولانی مدت با تعویض سیم جوش

البته این روش هم مانند هر مورد دیگری، معایبی هم دارد. برای مثال، در طول عملیات همواره به استفاده از کپسول گاز نیاز است. در فضاهای باز به دلیل شرایط محیطی از جمله وزش باد، کیفیت جوشکاری ورق نازک و موارد دیگر کمی افت می‌کند.

در روش جوشکاری ورق نازک با روش MIG ، توجه داشته باشید که از سیم جوش با ضخامت کمتر استفاده کنید چرا که این گونه سیم جوش ها به گرمای کمتری برای ذوب شدن نیاز دارند. ، زیرا سیم های کوچکتر حرارت کمتری برای ذوب شدن و گرمای کمتر فلز می گیرند. سیم های کوچک همچنین کنترل بیشتری بر روی مهره جوش و شانس بهتری برای بازیابی اشتباهات به دلیل نرخ رسوب کمتر فراهم می کنند.

با وجود روش MIG، امکان جوشکاری انواع فلزات وجود دارد. جوشکاری ورق نازک هم با این روند مقدور است. جوشکاری با این روش، فرایند سختی ندارد و نسبت به روش TIG که در ادامه به آن می‌پردازیم، آسان‌تر است. در کارگاه‌های شخصی و پروژه‌های کوچک هم برای جوشکاری ورق نازک از همین روش استفاده می‌کنند.

جریان جوشکاری، سرعت سیم، و تنظیمات گاز حفاظتی را بر اساس نوع وضخامت ورق انتخاب کنید. با شروع جوشکاری، سرعت سیم و فاصله از ورق را کنترل کرده و به آرامی جلو بروید.

برای مطالعه بیشتر جوشکاری میگ، کلیک کنید

روش دوم:جوشکاری ورق های نازک به روش تیگ

روش دیگری جوشکاری ورق نازک وجود دارد که در آن از گاز تنگستن که از نوع گازهای اثر می‌باشد استفاده می‌شود. برخی از فلزات مثل آلومینیوم و منیزیم که از نوع واکنش پذیر هستند را می‌توانیم با روش جوشکاری تیگ به سطوح مختلف اتصال دهیم. برای جوشکاری به روش تیگ باید به‌صورت دستی این کار را انجام دهیم و اکسیداسیون را نیز به خوبی مهار کنیم. وقتی از سپر گاز تنگستن که گازی بی اثر می‌باشد برای حفاظت استفاده می‌کنیم جوشکاری خیلی تمیزی را خواهیم داشت و البته می‌توانیم برخی فلزات و ورق‌های نازک را با این روش به خوبی به هم جوش داده و متصل کنیم.

برخی ویژگی های روش جوشکاری تیگ عبارتند از:

ο دارای جوش با کیفیت بالا و دقیق

ο دارای مهره جوش با ظاهری مناسب

ο تنظیم کردن گرمای ورودی موقع جوشکاری

ο مناسب کار با فلزات غیر فولادی و آلیاژ مسی

ο روش جوشکاری الکترود پوشش دار دستی (SMAW)

در این روش می‌توانیم برای جوشکاری فولاد، چدن و استیل ضد زنگ استفاده کنیم که در آن از یک الکترود با شار پوشیده برای عملیات جوشکاری استفاده می‌شود. جریان الکتریکی از منبع تغذیه دستگاه اینورتر تأمین می‌شود و این کار باعث ایجاد قوس الکتریکی بین فلزات به هم وصل شده و الکترود می‌شود.
جوشکاری ورق نازک با فرآیند TIG (Tungsten Inert Gas) یکی از روش‌های متداول در صنعت جوشکاری است، به ویژه برای فلزات نازک و حساس. در شرایطی که بخواهید جوشکاری به طور دقیق و درست انجام شود باید جوشکاری TIG را به کار ببریبد. در زیر نکات مهمی که باید در نظر گرفته شوند برای جوشکاری ورق نازک با فرآیند TIG آورده شده است: سطح ورق باید به دقت تمیز شده و از هرگونه گرد و غبار، روغن یا آلودگی پاک شود. تنظیمات دستگاه TIG شامل جریان جوشکاری، جریان پیشرفت، و نوع گاز حفاظتی مورد استفاده است. این تنظیمات باید با توجه به نوع فلز، ضخامت و نوع جوشکاری انجام شوند.

 برای جلوگیری از اکسیداسیون و حفاظت از جوش، از گازهای ناخنک مانند آرگون یا همراه با هلیم استفاده می‌شود. در فرآیند TIG از سوزن تنگستن به عنوان الکترود استفاده می‌شود. برای جوشکاری ورق‌های نازک، انتخاب قطر سوزن تنگستن به دقت اهمیت دارد. تکنیک‌های مختلفی برای جوشکاری TIG وجود دارند. به عنوان مثال، حرکت دادن تورچ به شکل حرف U یا حرف S می‌تواند خوب باشد. حرکات آرام و تعادل برخوردار از اهمیت زیادی برخوردارند.

حرارت جوش باید به دقت کنترل شود تا از ایجاد خوردگی یا تغییرات سختی در ورق جلوگیری شود. بعد از جوشکاری، جوش را با دقت بررسی کنید. اطمینان حاصل کنید که جوش به طور کامل پر شده و هیچ خراش یا خوردگی وجود ندارد. همواره از لوازم حفاظتی مانند دستکش، لباس محافظ، و ماسک جوشکاری استفاده کنید تا ایمنی خود را تضمین کنید.آموزش‌های تخصصی و تجربه در زمینه جوشکاری اهمیت زیادی دارند. همچنین، با تست و خطا، مهارت‌های جوشکاری خود را بهبود دهید. جوشکاری با فرآیند TIG نیاز به دقت و حوصله دارد، اما با تمرین و آشنایی با تکنیک‌های صحیح، می‌توانید جوشکاری با کیفیت بالا را انجام دهید.

برخی از مهمترین ویژگی های روش جوشکاری با الکترود پوشش دار دستی عبارتند از :

• امکان جوشکاری در خارج و داخل خانه
• سازگار بودن با فلزات کثیف و زنگ زده
• روشی با هزینه کم و مقرون به صرفه
• مناسب بودن برای فلزات ضخیم

از این روش هم در جوشکاری ورق‌های نازک استفاده می‌شود و هم فلزات سخت و غیرسخت در سطوح ضخامتی مختلف دیگر. در جوشکاری با تیگ، قوس و حوضچه مذاب کاملا واضح است و از آنها در مقابل اتمسفر محافظت می‌شود تا جوشکاری به حالت ایدآلی پیش برود. این روند در سال‌های پیش انجام می‌شد و در حال حاضر با وجود الکترودهای روپوش‌دار دیگر چنین موضوعی مهم نیست و به آن پرداخته نمی‌شود.

برای اینکه جوشکاری تیگ در فرایندی اصولی پیش برود به ابزارهایی از جمله سیلند گاز محافظ، شلنگ و بست‌های گاز درکنار الکترود تنگستن و سیم جوش نیاز است. اگر تکنیک جوشکاری درست انجام نشود، احتمال حبس تنگستن در فلز جوش قوت می‌گیرد.

این مشکل و اختلال می‌تواند در اثر موضوعات مختلفی پیش بیاید. برای نمونه، تماس نوک الکترود تنگستن با حوضچه مذاب یا عبور شدت جریان زیاد از الکترود تنگستن از جمله دلایل بروز خلل در این فرایند است. فرایند تیگ پالسی برای کنترل دمای قوس الکتریکی بسیار موثر می باشد.

برای مطالعه بیشتر جوشکاری تیگ، کلیک کنید.

روش سوم : جوشکاری ورق های نازک با روش قوسی توپودری (FCAW)

یکی دیگر از روش های جوشکاری ورق نازک با اینورتر روش قوسی توپودری است که به آن جوشکاری قوس الکتریکی هم گفته می شود که با سیم توپودری انجام می شود و در آن به یک منبع تغذیه و سیم نیاز داریم. در عملیات جوشکاری با این روش فلزات باید ذوب شوند و بعد از آن بهم چسبیده شده و پیوند می‌خورند. نوع اتصال با استفاده از سیم الکترود لوله ای انجام می گیرد و منبعی با برق ثابت شهری برای این شیوه احتیاج خواهیم داشت.

مهمترین ویژگی های روش جوشکاری قوسی توپودری عبارتند از:

• مناسب جهت عمل جوش خارج از موقعیت
• کارایی مناسب برای فلزات زنگ شده و کثیف
• کارایی خوب در شرایط بادی و فضای باز
• دارای مقدار بالای رسوب فلزات
  

برای مطالعه بیشتر جوشکاری توپودری، کلیک کنید.

روش چهارم: جوشکاری ورق های نازک با الکترود:

در هنگام جوش دادن باید در نظر داشته باشیم که جریان برق در نحوه‌ی جوشکاری بسیار مهم است. جریان آمپر باید تا حد امکان پایین باشد. معمولا محدوده بین 35 تا 40 درجه می تواند مناسب باشد که حد مطلوبی است، ولی توسط کارشناسان توصیه می‌شود بر طبق الکترود انتخاب شده جریان مناسب برای جوش دادن را انتخاب کنیم و بعد از آن اقدام به جوشکاری کنیم. در قدم بعدی الکترود را در موقعیت مخصوص خود تعبیه می‌کنیم و پس از آن لبه‌های مورد نظر و قطعات را برای اتصال در جوار یکدیگر قرار داده و در آخر عملیات جوشکاری را شروع می‌کنیم. هر بار که عمل جوش دادن را انجام می‌دهیم برای حفظ کیفیت و صیقل دادن به سطح جوش باید تراشه و سرباره‌های جوشکاری را پاک‌سازی کنیم.

استفاده از الکترودهایی برای انجام جوشکاری ورق‌های نازک مناسب است که حدود ۵.۴ سانتی‌متر هستند. استفاده از الکترود با قطر کمتر از 2 مناسب می باشد. در صورت انتخاب چنین مواردی، شروع کار در حرارت‌های پایین ساده‌تر خواهد بود.
در فرایند جوشکاری هم باید از سیم‌های نازک‌تر از ماده پایه استفاده شود.
برای اینکه قوس بهتر ثابت نگه داشته شود هم از الکترود نوک‌تیز بهره ببرید. چنین انتخابی به کج‌نشدن آن کمک شایانی می‌کند و کار را بهینه‌تر پیش می‌برد.

برای مشاهده اینورتر های جوشکاری احسان به روش MMA کلیک کنید.

روش پنجم: جوشکاری ورق های نازک به روش لیزری:

جوشکاری ورق نازک به روش لیزری یک روش پیشرفته و دقیق در صنعت فلزات است که برای اتصال دو قطعه ورق نازک به یکدیگر با استفاده از لیزر استفاده می‌شود. در این روش، از پرتو لیزر برای ذوب کردن و اتصال قطعات فلزی استفاده می‌شود، بدون اینکه نیاز به استفاده از مواد جوشکاری مثل الکترودها یا فیلر باشد.

از مهم‌ترین مزایای جوشکاری لیزری ورق نازک می‌توان به مواردی مثل دقت و کیفیت بالای جوش، کاهش تغییر شکل و تاب برداشتن ورق، سرعت بالا و قابلیت اتصال قطعات با ضخامت کم، کاهش آلایندگی ورق و نیاز به پس‌ کاری کمتر و … اشاره کرد

برای مطالعه بیشتر جوشکاری لیزری، کلیک کنید.

تکنیک های جوشکاری ورق های نازک

1- تکنیک جوش پراکنده

جوش پراکنده یا اسکیپ‌ولدینگ (skip-welding) هم یکی دیگر از روش‌های جوشکاری ورق نازک است. با وجود آن می‌توانید با گرمای توزیع‌شده برابر،  تاب‌خوردگی در ورق ایجاد کنید.

گرما در روش جوش پراکنده، به‌طور متوازن پخش می‌شود. جوشکاری به روش پرشی در این زمینه موردتوجه قرار می‌گیرد. این روش هم شامل تولید مجموعه‌ای از جوش‌های متناوب است که حالت بخیه دارند و روی ورق به‌وجود می‌آیند.

در روش جوش پراکنده، تلاش بر این است که تاب‌برداشتن ورق فلزی به حداقل برسد و از همین روی، گرما تا حد امکان به طور مساوی پخش می‌شود. برای تحقق چنین هدفی از روش جوشکاری پرشی استفاده می‌کنند. جوشکاری پرشی شامل به وجودآوردن مجموعه‌ای از جوش‌های متناوب یا بخیه‌مانندی است که روی ورق‌ها شکل می‌گیرد.
در جوشکاری پرشی، ظاهر نامنظم و تاب‌دار ورق کم و کمتر می‌شود. برای این کار هم اتصالات متناوب کوک‌مانندی ایجاد می‌کنند. مفصل به قطعات مساوی تقسیم و انرژی فقط به بخش‌های متناوب هدایت می‌شود.

با تکنیک پرش، انرژی معطوف به هر بخش کمتر خواهد بود و خطر خرابی مفصل هم کاهش پیدا می‌کند. خروجی چنین روندی مطلوب است و در نهایت، اتصالی در دست خواهد بود که ظاهری منظم دارد و دوامش هم زیاد است.

2- تکنیک  BACKING BARS

در این روش از فلزی دیگر به عنوان رسانای حرارت استفاده می‌شود. این کار به‌جای قراردادن ورق در هوای آزاد انجام می‌شود و محل جوش را در تماس و ارتباط با میله‌ای خنک نگه می‌دارند. باید بدانید که یک ورقه یا میله فلزی از جنس مس یا آلومینیوم در نقش فلز خنک‌کننده به‌کار می‌روند و در این صورت، گرما به بهترین شکل منتقل می‌شود.

3- تکنیک چفت‌سازی

روش جوشکاری ورق نازک چفت سازی یا فیت آپ (fit-up)، تکنیک دیگری است که مورد استفاده قرار می‌گیرد. جوشکاری ورق‌های فلزی به اتصال مستحکم نیاز دارد. قطعات باید به خوبی و به طور کامل در کنار هم قرار بگیرند تا گرما جذب شود و اتصال شکل بگیرد. از چفت‌بودن ورق‌ها که اطمینان حاصل کنید، جوشکاری بهتر صورت می‌گیرد و نیاز به تکرار هیچ بخش از عملیات وجود نخواهد داشت.

جمع بندی:

جوشکاری ورق نازک یک فرایند مهم و کاربردی در صنایع مختلف از جمله صنایع خودروسازی، ساخت و ساز، و صنایع فلزی است. این فرایند به منظور اتصال دو قطعه فلزی نازک با استفاده از حرارت و فشار انجام می‌شود. تکنیک‌های مختلفی برای جوشکاری ورق نازک وجود دارد از جمله جوشکاری با استفاده از الکترود، جوشکاری با استفاده از گاز، و جوشکاری با استفاده از لیزر. انتخاب روش مناسب بستگی به نوع ورق، محیط کار، و نیازهای قطعه دارد. اهمیت دقت، تمیزی، و استحکام اتصالات در جوشکاری ورق نازک بسیار بالا است و نیاز به تجهیزات و تخصص کارگران ماهر دارد.

به طور کلی در جوشکاری ورق های نازک، سعی کنید جریان آمپر را تا جایی که ممکن است پایین بیاورید که همانطور که در این مقاله گفته شد، محدوده 40 آمپر می تواند مناسب باشد. جوشکاری به صورت گسسته نیز کمک می کند تا گرمای قوس، تحت کنترل شما باشد و قطعه آسیب نبیند. همینطور در نظر داشته باشید که روی حوضچه مذاب مکث نکنید.

جوشکاری ورق های نازک مبحث مهم و در عین حال گسترده ای است در مقاله های آتی سعی داریم به جزییات هرکدام از روشهای جوشکاری ورق های نازک بپردازیم.

 منبع: www.millerwelds.com

از این که با ما در این مقاله همراه بودید متشکریم. با ارائه نظرات خود ما را در پیشبرد این مسیر یاری فرمایید.