از زمانی که اولین جوشکاری‌ها در دوران باستان انجام شد تا کنون، شناخت این فن و آشنایی با تفاوت انواع جوشکاری همواره به عنوان موضوعی کاربردی و جذاب مورد توجه صنعت‌گران بوده است. این فرایند که به ما کمک می‌کند تا دو قطعه فلز را به همدیگر متصل کنیم، نقش بسیار بزرگی در صنعت دارد. تقریباً می‌توان گفت که امروزه امور صنعتی بدون وجود جوشکاری بسیار پیچیده و گران تمام خواهد شد. از صنایع فضایی و کشتی‌سازی گرفته تا اتصالات استیل در یک کارگاه کوچک صنایع غذایی و حتی لوله کشی گاز در منزلتان، همه‌وهمه به نوعی از انواع جوشکاری استفاده می‌کنند. این فرایند صنعتی با توجه به نوع فلز و کاربرد آن به انواع مختلفی انجام میشود. در این مطلب قصد داریم شما عزیزان را با انواع جوشکاری و همچنین نحوه انجام این روش‌ها آشنا کنیم؛ بنابراین اگر در این رابطه کنجکاو هستید، خواندن ادامه متن را به هیچ وجه از دست ندهید.
آنچه در ادامه می خوانید:
جوشکاری چیست؟
انواع روش های جوشکاری
جوشکاری ذوبی چیست؟
انواع جوشکاری ذوبی
جوشکاری پرتو لیزری
جوشکاری قوس الکتریکی دستی
جوشکاری قوس الکتریکی تنگستنی
جوشکاری پلاسما
جوشکاری الکترود فلزی
جوشکاری زیرپودری
کلام پایانی
جوشکاری چیست؟
جوشکاری یکی از روش های معمول اتصال قطعات به یکدیگر است. این روش در صنعت از اهمیت ویژه ای برخوردار است.
در جوشکاری علاوه بر حرارت، در شرایط خاص نیاز به فشار هم داریم. برای ایجاد حرارت می توانیم از شعله گاز، قوس الکتریکی، اصطکاک، امواج فراصوت و… استفاده کرد. جوشکاری در محیط های صنعتی مختلف رخ می دهد؛ برای مثال زیر آب، خارج از اتمسفر و… . در حین انجام این کار سعی کنید تمام موارد ایمنی را رعایت کنید.
با توجه به اینکه اتصالات ناشی از جوشکاری بسیار قوی می باشند لذا می توان در صنعت شهرسازی، ساخت ماشین و مواردی از این قبیل از آن بهره برد.
از نظر علمی جوشکاری فرآیندی است که مانند ریخته گری یکی از شاخه های علم متالورژی است. از نظر فنی هم حذف فاصله بین دو قطعه به منظور ایجاد جاذبه دائمی بین اتم های آن دو را جوشکاری می نامند. جوشکاری به عنوان یک صنعت پایه و قدیمی نقشی مهم و اساسی در دیگر صنایع و پیشرفت آنها داشته است.
هر زمان که قصد داشتید دو قطعه‌ی فلزی و یا غیرفلزی را از طریق ذوب‌کردن و یا داغ‌کردن محل اتصال به هم متصل کنید، باید از فرایندی به نام جوشکاری استفاده کنید. البته این‌کار به این سادگی‌ها هم که فکر می‌کنید نیست. برای یک جوشکاری باکیفیت لازم است پارامترهای مختلفی مانند طول قوس، زاویه جوشکاری، ضخامت فلز و… را در نظر گرفته و رعایت کنید تا محصول موردنظر با ظرافت، زیبایی و دوام بالا تولید شود.
انواع روش های جوشکاری:
روشهای مختلفی برای جوشکاری فلزات مورد استفاده قرار می‌گیرد که هرکدام مزیت‌ها و معایبی دارند که شناخت انواع جوش فلزات میتواند اتنخاب بهترین روش جوشکاری برای نیاز خاص و کاربری شما را راحت‌تر کند. بسته به فلزی مورد استفاده و همچنین کاربرد آن، باید روش مناسب را انتخاب کرد. در برخی از کاربری‌ها از جوشکاری برای پر کردن فضای خالی، یا پر کردن ترک‌های قطعات استفاده میشود. در برخی از شرایط جوشکاری باید با کمترین میزان حرارت ورودی به قطعه صورت پذیرد. برای هرکدام از این موارد باید روش درست را اتخاذ کرد.
به طور کلی انواع جوشکاری به می توان به دو دسته تقسیم کرد:
♦ جوشکاری ذوبی
♦ جوشکاری غیر ذوبی (جامد)
در این مقاله قصد داریم به جوشکاری ذوبی و انواع روشهای آن بپردازیم که شناخت این موضوع برای افراد فعال در زمینه جوشکاری مهم و کاربردی می باشد.
جوشکاری ذوبی (FW)چیست؟
جوشکاری ذوبی یکی از انواع روش های جوشکاری است که در آن با استفاده از حرارت و و گرما برای ذوب کردن دو قطعه یا فلز، ذوب کردن قطعه یا فلز ،اتصال قطعات انجام می شود. روند کار در این روش به زبان ساده چنین است که وقتی دو لبه فلز مورد نظر برای جوشکاری را ذوب می کنند، این دو قسمت به یکدیگر می چسبند و بعد از سرد شدن شاهد اتصال دو قطعه هستیم. در بعضی از جوشکاری‌های ذوبی برای اینکه نتیجه بهتری به دست آید از الکترودها یا فلز اتصال استفاده می‌گردد.
♦ جوشکاری ذوبی به چهار دسته تقسیم میشود:
- جوشکاری پرتو لیزری
- جوشکاری قوس الکتریکی دستی
- جوشکاری قوس الکتریکی تنگستنی
- جوشکاری پلاسما
- جوشکاری الکترود فلزی
- جوشکاری زیرپودری
در ادامه به بررسی هر کدام از آنها به اختصار خواهیم پرداخت.
جوشکاری ذوبی - پرتو لیزری:
یکی از مدرن ترین انواع جوشکاری ذوبی جوشکاری با لیزر است، که در این روش فرایند ذوب کردن فلز از طریق حرارت تامین می شود. میزان تراکم یا دانسیته انرژی تولید شده توسط دستگاه لیزر برای انجام روند جوشکاری از سایر روش ها بیشتر است.
در جوشکاری لیزری ، اهمیت تنظیم میزان انرژی لیزر موضوع بسیار مهمی می باشد چرا که اگر به درستی انجام نشود و از حد مجاز بیشتر باشد، شاهد ذوب شدن فلز خواهیم بود. (در مورد جوشکاری لیزری بیشتر بخوانید.)
جوشکاری ذوبی - قوس الکتریکی دستی
در این روش برای ایجاد حرارت از قوس الکتریکی استفاده میشود. برای این کار باید از یک منبع تغذیه مستقیم یا متناوب برای ایجاد قوس بین قطعه‌ی موردنظر و الکترود استفاده کرد. الکترود به کار رفته در این نوع جوش میتواند مصرف شدنی یا مصرف نشدنی باشد.
جوشکاری قوسی را به نام‌های جوشکاری قوس الکتریکی و جوش arc نیز می‌شناسند. این نوع جوشکاری هم خود به چند دسته تقسیم میشود.
یکی از متداول ترین شیوه های اتصال قطعات فلزی جوشکاری ذوبی ،قوس الکتریکی دستی است. جریان مداوم الکترون ها بین قطعه کار و الکترود باعث ایجاد قوس الکتریکی می شود، و در نتیجه آن ،شاهد تولید حرارت زیادی خواهیم بود. در این روش جوشکاری باید بین الکترود و قطعه از یک گاز رسانا استفاده شود که در موارد مختلف هوا می تواند گزینه خوبی باشد. اما همین موضوع باعث شده تا امکان جوشکاری در خلأ برای ما وجود نداشته باشد.
۲۱ درصد از کل حرارت در این روش جوشکاری به صورت قوس در اختیار ما قرار می گیرد. مابقی حرارت در آند و کاتد تقسیم شده‌اند که ۳۶ درصد در کاتد و ۴۳ درصد در آند می باشد. همچنین نوع الکترود استفاده شده برای جوشکاری تاثیر زیادی روی حرارت نهایی به وجود آمده از قوس دارد. طول قوس ایجاد شده معمولاً بین ۰.۶ تا ۰.۸ قطر کل الکترود خواهد بود و معمولاً ۹۰ درصد از مذاب تولید شده توسط الکترود وارد حوضچه یا محل مورد نظر می شوند و ۱۰ درصد آن به عنوان بدون استفاده است و در اطراف کار پراکنده می شود.
جوشکاری ذوبی - قوس الکتریکی تنگستنی
جوشکاری تحت پوشش گازهای محافظ با الکترود تنگستن (Tungsten Inert Gas Welding: TIG) یک فرآیند جوشکاری قوسی می باشد که قوس بین الکترود تنگستنی ( مصرف نشدنی ) و حوضچه مذاب پدید می آید. این فرآیند جوشکاری با گاز محافظ و بدون کاربرد فشار صورت می گیرد. جوشکاری قوس تنگستنی را می توان با اضافه کردن فلز پرکننده و یا بدون آن بکار برد. نام دیگر این فرآیند جوشکاری TIG ( جوشکاری تیگ ) می باشد. در این فرآیند هیچ گونه سرباره ای وجود ندارد ، بنابراین لازم است که هم الکترود ، هم سطح قطعه و هم فلز پر کننده توسط گاز محافظ پوشش داده شوند تا از آلودگی آن ها جلوگیری گردد. (در مورد جوشکاری آرگون بیشتر بخوانید.)
الکترود در فرآیند جوشکاری TIG مصرف شونده نیست بلکه تنها نقش تأمین کننده جریان الکتریکی و رساندن آن به منطقه قوس را بر عهده دارد. گاز هلیوم اولین گاز محافظ در این فرآیند بوده است. بعد ها از گاز آرگون نیز استفاده شد. اما امروزه از مخلوطی از گاز های هلیوم و آرگون به عنوان محافظ استفاده می شود.
جوشکاری ذوبی - پلاسما
اگر بخواهیم یک نوع جوشکاری با شباهت بالا به جوشکاری تنگستنی را نام ببریم، باید به جوشکاری پلاسما (Plasma Arc Welding) اشاره کنیم. در روش پلاسما هم از الکترود تنگستن غیر مصرفی استفاده میشود. این روش جوشکاری نیز موجب اجرای یکی از دقیق‌‌ترین اشکال جوشکاری میشود، اما بر خلاف جوشکاری تنگستن، عمده کاربرد جوشکاری پلاسما در محیط‌هایی مانند ساخت ابزار و یا ساخت لوله استیل است. تفاوت انواع جوشکاری پلاسما و تنگستنی تنها همین مورد است. با توجه به حرارت بالایی که در این روش ایجاد میشود از آن برای برش فلزات نیز استفاده میشود.
یکی از مزایای اصلی جوشکاری ذوبی پلاسما وسعت کاربرد آن است. به صورتی که در تولید صنایع مختلف مانند تعمیر پره های موتور جت، صنایع غذایی، لوازم آشپزخانه و وسایل جراحی از این روش جوشکاری استفاده می شود. همچنین با استفاده از این روش جوشکاری می توانیم فلزات مختلفی مانند: کبالت، نیکل، آهن، نقره، طلا، برنج، مس، تانتالیوم و انواع فلزات زودگداز و دیرگداز را جوش دهیم. از سویی دیگر دقت بالای این روش جوشکاری باعث شده است تا بتوانیم در زمینه تعمیرات نیز از آن استفاده کنیم. به این صورت که در صنایع گوناگون برای پر کردن سوراخ ها، ترک ها یا شکاف های ایجاد شده روی قطعات مختلف از این روش استفاده می شود.
جوشکاری ذوبی - الکترود فلزی
این نوع از جوشکاری در کارخانجات ماشین سازی، صنایع مختلف مربوط به تعمیر و ساخت محصولات فلزی، لوله کشی و انجام اتصالات در خطوط لوله، ساخت سازه های فولادی مورد استفاده در ساختمان ها، ساخت کشتی و منابع تحت فشار کاربرد دارد.
جوشکاری ذوبی - زیرپودری
در جوشکاری زیرپودری (Submerged Arc Welding) نوک آزاد الکترود را به درون پودر خاصی وارد می‌کنند و جوشکاری در آن شرایط انجام میشود. در واقع جوشکاری زیر پودری نوعی روش جوشکاری خاص قوسی به شمار می‌آید که در آن از پودرهای خاصی برای جلوگیری از اکسید و پاشیده شدن مواد مختلف و ایجاد جرقه استفاده میشود؛ همین امر موجب تفاوت انواع جوشکاری زیر پودری و توپودری میشود. این روش معمولا به صورت اتوماتیک و نیمه اتومات انجام می‌گردد. میزان پُر کردن محل جوش در این روش بسیار بالاست.
کلام پایانی
فرآیند جوشکاری ذوبی یکی از مهم‌ترین و پرکاربردترین روشهای اتصال دائمی قطعات فلزی است. این فرآیند با استفاده از حرارت و گرما، امکان ایجاد اتصالات قوی و دوام بین قطعات را فراهم می‌کند. با انتخاب و استفاده از منابع گرمای مناسب و کنترل دقیق دما، می‌توان اتصالات با کیفیت بالا و ساختار منظمی را به دست آورد. از آنجایی که این روش در صنایع مختلف مورد استفاده قرار می‌گیرد، آشنایی با تکنولوژی‌ها و تجهیزات مرتبط و همچنین رعایت نکات ایمنی و استانداردهای مربوطه، امری حیاتی است. با رعایت این موارد، از مزایای بی‌شمار جوشکاری ذوبی بهره‌مند شوید.
اگر با انواع روش های جوش دادن قطعات آشنا باشید و کاربرد آنها را بدانید می‌توانید در شرایط متفاوت از بهترین روش برای این عملیات استفاده کنید. ما در این مطلب تلاش کردیم تا به بهترین شکل ممکن جوشکاری ذوبی را تعریف کرده و آن را شرح دهیم.
از اینکه با ما در این مقاله همراه بودید متشکریم.
#جوشکاری #جوشکاری_ذوبی #الکترود #جوشکاری_آرگون #جوشکاری_تیگ #جوشکار #اتصال_قطعات #زیرپودری #توپودری