۳ شهریور ۱۳۹۸ ادمین ۲
به اشتراک‌ گذاری

جوشکاری و صفر تا صد انواع روش‌های آن

در صنعت، کمتر با قطعاتی روبه‌رو می‌شویم که به‌صورت یکپارچه تولید شده باشند و اکثرا متشکل از چند جزء هستند که هر کدام به صورت‌های مختلف به‌هم متصل شده‌اند. جوشکاری یکی از اتصالات دائم در این حیطه محسوب شده و کاربردهای تکنولوژیکی فراوان دارد. سابقه‌ی گسترده‌ی به‌کارگیری علم جوش‌کاری در کشور ما نیز به‌صورت وسیع بخصوص در صنعت نفت به احداث پالایشگاه آبادان و ذوب‌آهن اصفهان برمی‌گردد. در مقاله‌ی حاضر ابتدا به بیان تعاریفی اولیه از مفهوم اتصالات و جوش‌کاری و تقسیم‌بندی روش‌های جوش‌کاری پرداخته شده و سپس پرکاربردترین روش‌ها و فرایندها، مزایا و محدودیت‌های هر یک به تفضیل بیان می‌گردد.

اتصالات و مفاهیم اولیه

اتصالات را از دیدگاه‌های مختلف تقسیم‌بندی کرده‌اند. یکی از این گروه‌بندی‌ها اتصالات موقت، اتصالات نیمه موقت و اتصالات دائم هست.

  • اتصالات موقت: به راحتی جدا می‌شوند مثل پیچ، مهره، خار، پین، قلاب و غیره. انواع بسیار زیادی دارند دارای مزایا و معایبی نیز هستند. ازجمله مزایای این روش، تعمیر اتصالات سازه‌های بزرگ مثل دکل‌هاست که جهت تعمیر، اجزا به‌راحتی از هم جدا می‌شوند و نیازی به جابه‌جایی کل سازه نیست.

    اتصال موقت: پیچ

    اتصال موقت: پیچ

  • اتصالات نیمه‌موقت: این اتصالات به راحتی از هم جدا نمی‌شوند اما اگر لازم باشد با قدری زحمت می‌توان آن‌ها را از هم جدا کرد مثل لحیم، پرچ و بعضی از چسب‌ها.
  • اتصالات دائم: برای جدا کردن این اتصالات یا باید قطعه را ببریم یا بشکنیم. جوش‌کاری مهم‌ترین بحث اتصالات دائم محسوب می‌شود. همچنین بعضی از لحیم‌های دیرذوب یا سخت نیز جز اتصالات دائم هستند.

    جوشکاری

    اتصال دائم: جوشکاری

کاربردهای تکنولوژیکی جوشکاری

  1. اتصال: شامل اتصال مواد مختلف که لزوماً هم‌جنس هم نیستند مثل اتصال ورق‌ها.
  2. بازسازی عیوب قطعات ریختگی یا ماشین‌کاری شده
  3. بازسازی قطعات فرسوده و مستهلک: این مورد یکی از زمینه‌های بکری است که در صنعت کشور ما وجود دارد. قطعاتی هستند که در صنعت راه‌سازی‌، صنعت نفت، خودرو و راه‌آهن وجود دارد. یک مثال در این رابطه، غلتک‌های خط ماشین‌های ساخت اسلب به مدت زیادی با مذاب فولاد سروکار دارند و از طرفی در تماس با سیستم خنک‌کننده مثل آب هستند و امکان ترک ترک شدن سطح آن‌ها وجود دارد.

    جوشکاری

    ترک

  4. ایجاد مواضع خاص با ویژگی‌های موردنظر: در صنعت قطعاتی ساخته می‌شوند که یک بخشی از آن مثل سطح یک لبه یا یک بخش خاص از آن باید خواصی جدا از بقیه قطعه داشته باشد. سوپاپ دود، بادامک و دریچه‌ی سدها مثالی از این قطعات است.

تعریف جوش

جوش ایده‌آل، به محل اتصالی گفته می‌شود که به هیچ طریقی نتوانیم آن را از قسمت‌های دیگر قطعه تشخیص دهیم. چه به لحاظ شیمیایی، چه مکانیکی و چه از لحاظ نظم اتمی. رسیدن به چنین جوش ایده‌آلی نیازمند تکنیک‌هایی است که در کاربردهای ویژه ضروری به نظر می‌رسد. در صنعت این مسئله اصلاً عمومیت ندارد چراکه همیشه بحث هزینه و مقرون‌به‌صرفه بودن مطرح است.

فرایندهای جوش‌کاری

به‌طورکلی عمل اتصال جوش‌کاری با دو مکانیزم اصلی انجام می‌شود:

  • فرایندهای جوش‌کاری ذوبی

در این جوش‌کاری، به وسیله یک منبع حرارتی مثل شعله، قوس الکتریکی، اشعه، لیزر و غیره عمل ذوب روی بخشی از سطح اتفاق انجام می‌شود. زمانی که منبع حرارتی را برمی‌داریم بخش مذاب در آن عمل انجماد رخ می‌دهد. انجماد یعنی دوباره منظم شدن اتم‌ها و مولکول‌ها در کنار هم و در اثر این اتفاق یک نیروی چسبندگی یا کشش بین اتم‌ها به وجود می‌آید. جهت‌گیری اتم‌ها می‌تواند یکسان یا متفاوت باشد که تعیین‌کننده‌ی خواص مکانیکی جوش است. درنهایت این فرآیندها موجب اتصال دو تکه به هم می‌شود. هرچقدر بتوان فرایند پیشرفته‌تری را در این روش ابداع کرد، منطقه کوچک‌تری ذوب ‌شده، اتصال سریع‌تر برقرار می‌شود و وضعیت مطلوب‌تری از جوش محسوب می‌شود.

  • فرایندهای جوش‌کاری غیر ذوبی

در فرایندهای جوش‌کاری حالت‌جامد یا غیرذوبی از طریق اعمال فشار و تغییر شکل، عمل اتصال انجام می‌‎‌شود این روش مخصوص فلزات نرم از جمله نقره، مس و آلومینیوم است و در دمای محیط هم این اتصال می‌تواند برقرار شود. اما در مورد بعضی فلزات مثل فولاد شاید در دمای محیط خیلی راحت نتوان به این هدف رسید و باید قطعه را تا ۴۰۰ یا ۵۰۰ درجه‌ی سانتی‌گراد گرم کرد و بعد این عمل را روی آن انجام داد. قدیمی‌ترین روش جوش‌کاری مربوط به فرآیند جوش‌کاری فورجی، جوش‌کاری پتکه‌ای یا جوش‌کاری آهنگری است.

فرایندهای جوش‌کاری

تقسیم‌بندی فرایندهای جوشکاری

تکنیک سومی نیز وجود دارد که دیگر نام جوش‌کاری به آن اطلاق نمی‌شود. در اینجا لایه هوا و ناهمواری‌های سطح به کمک ماده ثالثی پر می‌شود. یعنی این تکنیک اصراری بر ذوب شدن یا تحت‌فشار قرار دادن دو تکه ندارد، بلکه توسط پل واسطه‌ای اتصال انجام می‌شود. اگر پل واسطه فلزی باشد، همان لحیم‌کاری است و بسته به نقطه ذوب آلیاژ به دو دسته‌ی لحیم‌کاری نرم یا زود ذوب و لحیم‌کاری سخت یا دیرذوب تقسیم می‌شود. در مقابل، پل واسطه‌ی غیر‌فلزی شامل انواع چسب‌ها است.

فرآیندهای جوش‌کاری قوسی

وجه اشتراک فرآیندهای قوسی استفاده از انرژی الکتریکی است، بنابراین به توضیح مقدماتی در این رابطه می‌پردازیم.

تعریف قوس: قوس الکتریکی پدیده‌ای است که ما در اطراف خود آن را با اسم دیگری می‌شناسیم و می‌بینیم. مثلا پدیده رعد و برق نوعی قوس الکتریکی است که بین دو لایه ابر به وجود می‌آید. همینطور جرقه ای که روی شمع اتومبیل زده می شود که به صورت موقتی است. به بیان دیگر که ممکن است چندان دقیق هم نباشد تبدیل انرژی الکتریکی به انرژی نورانی و حرارتی را قوس می‌نامند.

از قوس الکتریکی علاوه بر جوشکاری در برش دادن هم  استفاده می‌کند.

جوش کاری

برشکاری

 انواع قوس

چند نوع قوس در جوش‌کاری مطرح است. اکثر قوس‌ها بین دو فلز ایجاد می‌شود که یکی از آنها را الکترود و دیگری، قطعه کار نامیده می‌شود. هر کدام دارای قطب مثبت و منفی شده و بین آنها قوس الکتریکی ایجاد می‌شود. به این حالت قوس مستقیم می‌گویند.
اما فرایند جوشکاری روی سرامیک‌ها و ایجاد قوس به طریق بالا امکان پذیر نیست چرا که سرامیک‌ها هادی جریان الکتریکی نیستند. بنابراین قوس بین دو الکترود ایجاد شده و به صورت غیر‌مستقیم قطعه سرامیکی را ذوب یا خمیر کرده و یا برش داده می‌شود.

حالت اول قوس که بین الکترود و قطعه کار بود را می‌توان به دو دسته‌ی الکترود مصرفی و الکترود غیرمصرفی تقسیم‌بندی کرد. در الکترود مصرفی حرارت قوس، هم قطعه‌ی کار و هم الکترود را ذوب می کند و منطقه‌ی جوش آمیزه از هر دو فلز است.
در الکترود غیر‌مصرفی، مثل الکترود تنگستن یا کربن خود الکترود ذوب نمی‌شود و حرارت قوس صرفاً قطعه کار را ذوب می‌کند.

جوش‌کاری

electric arc

دمای قوس

دمای قوس الکتریکی بسیار بالاست و تمام فلزات زیر قوس الکتریکی ذوب شده، حتی ممکن است بخار شوند. اما این که دمای قوس چقدر باشد به عواملی از جمله محل ایجاد قوس، شدت جریان عبوری، جنس الکترود، جنس قطعه کار و جنس گاز محافظ بستگی دارد و معمولا مقداری متغیر بین ۴۰۰۰ تا ۲۰۰۰۰ درجه کلوین دارد.

فرآیند جوش‌کاری قوسی با الکترود دستی(Shielded Metal Arc Welding)

در اصطلاح عامیانه به آن جوش برق هم می‌گویند. (در صنعت، نام عامیانه‌ی جوش برق به جوش‌کاری با الکترود دستی و جوش گاز به جوش‌کاری اکسی استیلن اطلاق می‌شود). این فرایند زیر مجموعه‌ای از جوش‌کاری با انرژی الکتریکی و جوش‌کاری قوسی با محافظت سرباره است. بیشترین کاربرد جوش‌کاری در صنعت کشور ما از کارگاه‌های کوچک تا کاربردهای آن در واحدهای بزرگ صنعتی مربوط به این روش است. در گذشته جوش‌کاری با سیم فلزی لخت انجام می‌شد. اما پس از مدتی، ساخت الکترودهای پوشش دار جهت سهولت در جوش‌کاری با کیفیت بهتر مطرح شد. صنعتگری سوئدی بنام اسکار جلبرگ، با فرو بردن سیم آهنی در ترکیب غلیظی از کربنات و سیلیکات و سپس خنک کردن آن، الکترود فلزی پوشش دار را اختراع نمود. به همین دلیل بحث پوشش الکترود مطرح شد و ترکیبات پوشش اهمیت یافت.

تجهیزات

دستگاه جوش (power source): در این فرایند از هر چهار نوع مولد نیرو(دستگاه جوش) یعنی ترانسفورماتور، رکتیفایر، دینام وموتور جوش استفاده می‌شود. محدوده ی جریان این فرآیند بین ۵۰ تا ۳۰۰ آمپر است و در موارد خیلی خاص و برای الکترود‌های خیلی باریک نیاز به دستگاهی با جریان زیر ۵۰ آمپر داریم. نکته دیگری که در اینجا مطرح است سیکل تناوب است که در کاتالوگ دستگاه درج می‌شود.

جوشکاری

دستگاه جوش

وسایل کمکی: وسایلی از قبیل کابل، گیره، انبر، برس، پیشبند، ماسک و غیره نیز اهمیت دارد. به عنوان مثال ماسک، یک شیشه تار بوده و جلوی بخشی از امواج مضر برای چشم و پوست را می‌گیرد و بر اساس نوع الکترود، میزان آمپر و نوع فرآیند درجه ی تاری آن تغییر کرده و معمولاً به صورت نمره بیان می‌شود.

الکترود: الکترودها به طور کلی از دو بخش هسته و پوشش تشکیل شده که هسته معمولاً فلزی و پوشش از مواد سرامیکی ساخته شده و بر اساس نوع پوشش به چند دسته تقسیم می‌شوند که می توان به الکترودهای سلولزی، روتیلی، روتیل قلیایی، اکسیدی، اسیدی و قلیایی اشاره کرد.

جوش کاری

welding electrodes

استاندارد الکترودها

استاندارده الکترودها در کلاس های استاندارد آلمان (DIN)، ژاپن (JIS)، اروپا (EN)، امریکا (AWS) و استاندارد بین المللی (ISO) تقسیم بندی می‌شوند. استاندارد زیر مثالی از این نحوه ی خوانش اینگونه استانداردها می‌باشد.

Electrode Standard

Electrode Standard

درباره انتخاب نوع الکترود نیز باید به عوامل مختلفی از جمله جنس قطعه که می‌تواند مربوط به ترکیب شیمیایی یا ریزساختاری قطعه شود، شرایط جوش‌کاری که شامل نوع تنش، میزان تنش، دما و خورندگی محیط، نوع جریان الکتریکی، وضعیت جوش‌کاری و غیره و همچنین سهولت کار و قیمت توجه داشت.

مزایا

  • محدودیت وضعیت جوش‌کاری و محدودیت فضا و مکان در این روش وجود ندارد.
  • می‌توانیم در کارگاه یا در محل دور افتاده بیابانی حتی این فرایند را انجام دهیم فقط کافیست دستگاه جوش را عوض کنیم. -از قدرت مانور زیاد برای جوش‌کار حتی در طراحی قطعات با زوایای تنگ و بسته و جاهایی که دسترسی به محل جوش مشکل است، وجود دارد.
  • این فرایند نسبتا ارزان است.

محدودیت‌ها

  • کیفیت جوش به مهارت جوش‌کار بستگی دارد.
  • مسئله ی تعویض الکترود علاوه بر تاخیر زیادی که در حین کار بوجود می‌آورد، کیفیت جوش را از نظر یکنواختی زیر سوال می‌برد. – بحث تمیز کردن سرباره و محبوس شدن آن در بخش های داخلی جوش وجود دارد.
  • برای تمام فلزات و آلیاژها، الکترود مناسب آنها را نداریم. به عنوان مثال برای جوش‌کاری تیتانیوم و منیزیم و آلیاژهای آن الکترود متناسب وجود ندارد.
  • در برابر وزش باد حساس است.
  • محدودیت ضخامت قطعه نیز وجود دارد.

برای از بین بردن این گونه محدودیت‌ها به‌خصوص در بحث تعویض الکترود، ابداعاتی صورت گرفته که می‌توان به روش های جوش‌کاری با الکترود دستی پوشش‌دار مداوم، الکترود توپودری و یا جوش‌کاری زیرپودری اشاره کرد.

جوشکاری زیر پودری (Submerged Arc Welding)

در این روش فلز الکترود و مواد روان‍ساز از یکدیگر جدا هستند. از یک کلاف سیم توپر استفاده شده و توسط قرقره‌هایی به سمت پایین و به طرف محل جوش حرکت داده می‌شود. کل مجموعه از داخل نازلی که به جریان الکتریکی متصل است عبور می‌کند. در این روش به منظور حذف فرایند تعویض الکترود، الکترود بدون پوشش بوده و جایی که نیاز به پوشش است، از فلاکس داخل یک مخزن  می‌شود. در اثر حرارت قوس، بخشی از پودر فلاکس که روی کار ریخته شده است ذوب شده، سیم و قطعه ی کار هم ذوب شده و به این ترتیب عملیات جوش‌کاری انجام می‌شود. پوشیده شدن حوضچه‌ی مذاب با این دانه‌های ریز و پودرها، موجب حفاظت حوضچه از طریق ایجاد یک سرباره می‌شود. به این فرایند جوش‌کاری قوس مخفی نیز گفته می شود.

حتما بخوانید : جوشکاری قوس الکتریکی و روش‌های مختلف آن را بشناسید

جوش کاری

SAW welding

تجهیزات

ماشین جوش(مولد نیرو از نوع ترانس و یا رکتیفایر) و سیستم های کنترل‌کننده، تجهیزات اصلی این فرایند هستند.

سیستم‌های کنترل‌کننده شامل:

  • سیستم‌های الکترونیکی: از جمله سیستم‌های تنظیم کننده‌ی آمپر، ولتاژ، سرعت راندن سیم و سرعت جوش‌کاری ست.
  • سیستم‌های مکانیکی: از جمله تنظیم کننده‌ی مسیر جوش‌کاری و مقدار اضافه شدن پودر محافظ می‌باشد.

مزایا

  • فرایند بطور کلی ماشینی و اتوماتیک است. این مسئله چندین مزیت دارد:
  • عوامل وابسته به جوشکار از جمله مهارت و کاهش کیفیت کار ناشی از خستگی فردی از بین می برود.
  • بحث تعویض الکترود همانطور که قبلا گفتیم در این روش حذف شده است و این خود باعث ایجاد یکنواختی جوش هم از نظر ظاهری و هم از نظر کیفیت شده و سرعت کار نیز به نحو محسوسی بالا می‌رود.
  • با توجه به اینکه قوس مخفی است، مضرات ناشی از عوارض نور قوس برای چشم و پوست حذف می‌شود. علاوه بر این حساسیت جوش‌کاری در برابر وزش باد نیز ناچیز است.

محدودیت‌ها

  • مخفی بودن قوس که باعث عدم بررسی و مشاهده‌ی لحظه‌ای جوش‌کار از مسیر و روند جوش‌کاری می‌شود.
  • محدودیت در وضعیت جوش‌کاری با توجه به ماهیت فرایند و عدم استفاده از این روش برای جوش‌کاری‌های قائم و بالای سر
  • بالا بودن هزینه‌ی تمام‌شده‌ی تجهیزات و دستگاه‌ها که البته بعضا می تواند مزیت و گاها محدودیت محسوب شود.

عمده کاربردها

از فرآيند جوش‌كاري قوس زيرپودري بيشتر براي جوش‌كاري قطعات ضخيم، خط جوشهاي طويل مثل صنايع لوله‌سازي، کشتی‌سازی، جوش‌کاری اسکلت‌های فلزی و ساخت مخازن استفاده می‌شود.

 جوش‌کاری قوس با گاز محافظ (Gas Metal Arc Welding)

در فرآيند جوش‌کاری قوسي با الکترود مصرفی تحت پوشش گاز محافظ، از الکترود بدون پوشش استفاده شده و براي محافظت از حوضچه‌ی مذاب جوش‌کاری، از یک گاز كم اثر يا بی اثر در فضاي قوس و اطراف حوضچه مذاب استفاده می‌شود. گاز محافظ از طريق كپسول و لوله هاي انتقال به آرامي به اطراف قوس هدايت شده و حفاظت مناسب را ايجاد مي‌كند.

در اين فرآيند چنانچه از گاز محافظ خنثي يا بی اثر از جمله گاز آرگون یا هليوم استفاده شود(به‌خصوص برای فلزاتی که در مقابل اتمسفر حساسیت بالایی دارند از جمله آلومینیوم و فولاد زنگ نزن) به آن روش MIG می‌گویند و MAG نام همین فرایند است اگر از گاز نيمه فعال مانند CO2 استفاده شود.

تجهیزات

تجهیزات کلی و جانبی این فرایند نیز مانند فرایندهای قبلی جوش‌کاری قوسی است با این تفاوت که نیاز به یک سیستم تامین گاز محافظ نیز داریم. گاز محافظ از کپسول به كمك رگلاتور و شیلنگ به مشعل جوش‌کاری منتقل می شود. دبی سنج، شلنگ هدایت‌کننده و یک هیتر به منظور تبدیل CO2 مایع درون کپسول به گاز، از سایر تجهیزات سیستم تامین‌کننده گاز محسوب می‌شود. علاوه بر این موارد نیز به یک سیستم خنک‌کننده (مبرد) که می‌تواند هوا باشد یا سیستمی شبیه به رادیاتور ماشین و استفاده از آب به منظور خنک کردن محل جوش‌کاری، نیاز می‌باشد. مجموعه‌ی نگهدارنده‌ی الکترود، سیستم خنک‌کننده، نازل ترموستات و گاز محافظ در مشعل تفنگی(Gun torch) قرار دارد.

مزایا

  • محدودیت مربوط به وضعیت جوش‌کاری، تعویض الکترود و تمیز کردن سرباره وجود ندارد.
  • دامنه‌ی کاربرد وسیع است و برای انواع فلزات و آلیاژها را می توان از این روش بهره برد. برای مثال برای جوش‌کاری آلومینیوم، تیتانیوم و منیزیم باید از روش MIG استفاده کرد.

محدودیت‌ها

از عیوب این روش می توان به گران بودن تجهیزات آن، حساسیت بالا به وزش باد و همچنین سریع سرد شدن منطقه‌ی حوضچه‌ی مذاب اشاره کرد.

عمده کاربردها

اين روش جوش‌كاري به‌دليل تداوم جوش‌كاري و عدم توقف ناشي از تعويض الكترود به صورت اتومات و با استفاده از ربات‌ها در صنايع مختلف مثل: اتومبيل‌سازي، واگن‌سازي، كشتی‌سازي و ساير سازه‌هاي فلزي كاربرد وسيعي دارد.

فرآیند جوش‌کاری قوس با الکترود تنگستن و گاز خنثی (Tungsten Inert Gas)

این فرایند با عنوان جوش‌کاری آرگون معروف است اما این یک غلط رایج است چون در می‌توان از گاز هلیم یا مخلوطی از هلیم و آرگون نیز استفاده کرد. این فرایند معمولا برای جوشکاری‌های حساس که کیفیت بالایی مدنظر است مورد استفاده قرار می‌گیرد. اين فرآيند یکی ديگر از فرآيندهاي جوش‌كاري قوسي است كه در آن قوس بين الكترود غيرمصرفي ديرذوب تنگستن و قطعه كار برقرار می‌گردد و باعث ذوب فلز پايه و ايجاد حوضچه مذاب روي قطعه كار می‌شود،

تجهیزات

دقیقا مشابه روش MIG بوده با این تفاوت که الکترود مورد استفاده، الکترود غیر‌مصرفی دیرذوب تنگستن می‌باشد.

مزایا

  • این فرایند بصورت هر سه نوع دستی، نیمه اتوماتیک و اتوماتیک قابل انجام است.
  • فرایندی نسبتا تمیز است؛ به این معنا که هم دود و سرباره‌ای وجود ندارد، و همچنین فلز جوش عاری از هرگونه ناخالصی و آخال است چرا که در اینجا هیچ ترکیبی بین گاز و مذاب وجود ندارد و محافظت بخوبی انجام شده و ترکیب آلیاژی نهایی جوش کاملا کنترل شده می‌باشد.
  • از دیگر مزایای این فرایند، تمرکز حرارت بالا و دمای بالای قوس است که باعث افزایش کاربرد برای فلزات با هدایت حرارتی بالا می‌شود.
  • استقلال منبع حرارتی از فلز پرکننده و بالعکس نیز موجب تغییر میزان رسوب در نقاط مختلف جوش می‌شود.

محدودیت‌ها

گران بودن تجهیزات و دستگاه‌ها، بحث مسائل ایمنی بصورت شدیدتر و حساسیت بالا در برابر جریان باد از محدودیت‌های این روش است.

عمده کاربرها

صنایع موشکی و کاربردهای نظامی و تعمیرات برخی نیروگاه‌ها، جوش‌کاری آلومینیوم، مس، تیتانیوم، منیزیم و فولادهای زنگ نزن، کاربردهای مربوط به صنایع غذا و دارو که کیفیت و حساسیت بالا مد نظر است.

جوش‌كاري اكسي استيلن(Oxy-Fuel Gas Welding)

یکی از متداول ترین فرایندهای جوش‌کاری در صنعت ایران محسوب می‌شود و در بین جوشکارهای سنتی به نام جوش کاربید نیز شناخته می‌شود. این فرایند، از نظر تعداد واحدهایی که از آن استفاده می‌کنند در رتبه ی دوم و از نظر حجم و تناژ تولید محصولات با این روش در رتبه ی چهارم یا پنجم قرار دارد چون این روش بیشتر مورد استفاده برای کاربرد‌های ظریف است.

جوش‌كاري اكسی استيلن فرآیندی است که از انرژی حرارتی ناشی از سوختن یک گاز سوختنی مثل استیلن
برای ذوب کردن درز اتصال و سیم جوش فلزی بدون روپوش استفاده می‌شود. دركپسول‌ها گاز اکسیژن و استیلن به صورت فشرده وجود دارد. فشار گازها توسط رگلاتورها کاهش یافته و تنظیم می‌شود و از طریق دو شیلنگ لاستیکی به طرف مشعل هدایت می‌شوند.
علاوه بر سه راهی و رگلاتور، شیر یک طرفه نیز در مسير گازها نصب می‌شود تا مانع از برگشت گاز و شعله به طرف کپسول شود.

جوشکاری

ofw

تجهیزات

سیستم تامین گاز اکسیژن شامل سیلندر گاز اکسیژن، رگلاتور، و شیلنگی که گاز را به سمت مشعل هدایت می‌کند.
سیستم تامین گاز استیلن که به دو حالت استفاده از از کپسول(سیلندر) گاز و یا استفاده از مولد گاز استیلن در دسترس است.

مزایا

  • این فرایند نیاز به جریان برق ندارد و جاهایی که دسترسی به برق نداریم، بهترین گزینه محسوب می‌شود.
  • تجهیرات این فرایند را می‌توان برای لحیم‌کاری و نیز سخت‌کاری نیز مورد استفاده قرار داد. از طرفی این تجهیزات ارزان و قابل حمل است و علی‌رغم دقت کم در جوش‌کاری به دلیل توجیه اقتصادی، بیش‌ترین استفاده را در بین انواع روش‌ها دارد.
  • محدودیتی به لحاظ وضعیت جوش‌کاری وجود ندارد.

محدودیت‌ها

  • تمرکز حرارت بسیار پایین، غیر یکنواخت و پراکنده
  • محدودیت بیشینه ضخامت قظعات تا محدوده‌ی ۳-۵ میلی‌متر. البته جوشکاری قطعات ضخیم با صرف انرژی و زمان زیاد امکام‌پذیر است.
  • محدودیت جنس قطعه‌ی فلزی و آلیاژی.این روش برای فلزاتی که بسیار حساس و فعال بوده و قابل اشتعال و یا بخار شدن هستند،مثل منیزیم یا تیتانیوم اصلا مناسب نمی‌باشد.
  • جزو خطرناک‌ترین فرایندها محسوب شده و امکان انفجار و آتش‌سوزیوجود دارد.

عمده کاربردها

در طیف وسیعی از کاربردهای خرد از جمله صاف‌کاری خودرو تا کاربردهای کلان واحدهای صنعتی مورد استفاده قرار می‌گیرد

استفاده‌ی فراوان در صنعت لوله‌کشی و نیز تعمیرات سایر فرایندهای جوش‌کاری دارد.

جوشکاری

pipe welding

فرآیندهای جوش‌کاری مقاومتی(Electric Resistance Welding)

این دسته از فرایند‌ها هم از انرژی الکتریکی (البته بدون وجود قوس الکتریکی) استفاده می کنند.در این فرایند، جریان الکتریکی از یک مقاومت عبور می‌کند و بر اساس قوانین الکتریکی، حرارت ایجاد شده موضع مورد نظر را گرم و خمیری و حتی ذوب کرده و عمل جوش‌کاری انجام می‌شود. در واقع اتصال دو سطح در اثر حرارت ناشي از اعمال جریان الکتریکي و فشار مکانیکي به‌صورت هم زمان ایجاد مي‌شود. بالا بودن مقاومت الکتریکي و عبور جریان الکتریسیته در محل تماس دو سطح بر اساس قوانین الکتریکی، حرارت ایجاد کرده و موضع مورد نظر را گرم و خمیری و حتی ذوب کرده و عمل جوشکاری انجام می‌شود. سپس فشار لازم نیز از طریق الکترودها

به محل اتصال وارد می‌شود و فصل مشترك که در اثر عبور جریان برق با آمپر زیاد خمیری شده را درهم ادغام می‌کند.

اجراي جوش‌کاري مقاومتی از سرعت بالایي برخوردار است و در این فرآیند از ماده مصرفي مثل سیم جوش
یا الکترود مصرفي استفاده نمي‌شود. همچنین فرآیند جوش‌کاري مقاومتی از قابلیت اتوماسیون بالایي برخوردار می‌باشد.

جوشکاری

ERW

تجهیزات

ترانس و الکترود دو بخش اصلی این فرایند محسوب می‌شود و مواد مصرفی همچون فرایندهای پیشین نداریم.

مزایا

  • راندمان بالا به دلیل تمرکز حرارتی بالا علی رغم وجود شعله و گرمای خارجی
  • عدم وجود مواد مصرفی
  • ایمنی بالا و نبود مشکلاتی در رابطه با اشعه، برق گرفتگی و مشکلات تنفسی

محدودیت‌ها

  • در این فرایند محدودیت بیشینه ضخامت مطرح است و تنها مناسب قطعات با ضخامت کمتر از ۵ میلی‌متر است.
  • جنس فلز قطعه ی کار نیز اهمیت دارد و برای فلزاتی که ویژگی‌های زیر را دارند این روش مناسب نیست:
  1. مقاومت الکتریکی پایینی دارند، از جمله آلومینیوم.
  2. خاصیت سختی‌پذیری بالایی دارند مثل فولاد پر کربن و فولاد آلیاژی.
  3. دارای پوشش هستند.

عمده کاربردها

براي جوش‌کاري ورق‌هاي بسیار نازك و متوسط عملکرد خوبي دارد.
فرآیند جوش‌کاري مقاومتي در صنایع خودروسازي، کابینت‌سازي و لوازم خانگي کاربرد وسیعي دارد.

برای کسب اطلاعات بیشتر در رابطه با دنیای فولاد به بخش مقالات سایت آیرومارت(پیشرو صنعت نفت آسیا) مراجعه فرمایید.

۳ شهریور ۱۳۹۸ ادمین ۲
به اشتراک‌ گذاری
چند مطلب مرتبط:
نظرات کاربران
    1. الناز
      ۱۵ تیر ۱۳۹۹

      با سلام میشه منبع این مقاله را بفرمایید مقاله جامعی هست

      • صالح رسولی
        ۱۶ تیر ۱۳۹۹

        با سلام به طور کلی از منابع متعددی برای این مطلب استفاده شد اما کامل ترین منبعی که اصول اولیه جوشکاری را در اختیار شما میگذاره کتاب principles of welding نوشته ی .robert w. messeler, jr هستش