جوشکاری قوس الکتریکی و روش‌های مختلف آن را بشناسید

جوشکاری قوس الکتریکی، از متدوال‌ترین روش‌های تولید قطعه است. از سال‌های پیش از میلاد مسیح، انسان با فشار دادن لبه‎‌های ورق جعبه‌های استوانه‌ای کوچک تولید می‌کرد. تولید جعبه به این طریق ساده‌ترین روش جوشکاری محسوب می‌شود. به طور کلی در جوش دادن مجموعه‌ای از نیروهای فشاری و حرارت در کنار ماده پرکننده بین دو قطعه اتصال برقرار می‌کنند. ازمنابع مختلفی برای تامین گرمای لازم برای ذوب فلز پایه استفاده می‌شود. قوس الکتریکی از رایج‌ترین منابع مورد استفاده در جوشکاری به حساب می‌آید. در ادامه این مقاله شما با جوشکاری قوس الکتریکی بیشتر آشنا خواهید شد.

تاریخچه جوشکاری قوس الکتریکی

در اواخر قرن ۱۹ میلادی، حدود ۸۰ سال پس از کشف قوس الکتریکی توسط پتروف، دانشمندی به نام موسیان با استفاده از جوشکاری قوس الکتریکی دو قطعه فلزی را به هم متصل کرد. در این دوران به دلیل بالا بودن آمپر و ولتاژ مورد استفاده و نیز ترد بودن فلز جوش، این روش تولید قطعه با اقبال عمومی مواجه نشد. در سال‌های بعد با گذشت زمان و پیشرفت تکنولوژی عیوب جوشکاری قوس الکتریکی برطرف شد. تا جایی که امروزه از این روش برای اتصال بسیاری از مقاطع استفاده می‌شود.

جوشکاری با قوس الکتریکی چیست؟

به فرآیندی که طی آن اتصال با استفاده از قوس صورت بگیرد، جوشکاری قوس الکتریکی می‌گویند. در این روش با عبور انرژی الکتریکی، به صورت AC یا  DC، بین الکترود و فلز پایه قوس الکتریکی ایجاد می‌شود. تخلیه الکتریکی به واسطه قوس، دما را بسیار افزایش می‌دهد. با ذوب الکترود و فلز پایه حوضچه جوش تشکیل شده و پس از سرد شدن اتصال برقرار می‌شود. البته لازم به ذکر است که الکترود مورد استفاده می‌تواند مصرفی نباشد. به همین دلیل جوشکاری قوس الکتریکی، روش‌های مختلفی دارد که در ادامه این متن با آن‌ها آشنا خواهید شد.

قوس ایجاد شده در طی فرایند جوشکاری، می‌تواند دما را تا ۲۰هزار درجه سانتی‌گراد افزایش دهد. بیشترین مقدار گرمای تولید شده در مرکز قوس متمرکز است و هرچه از مرکز دور می‌شویم، دما کاهش می‌یابد. این دمای بالا علاوه بر ترکیبات فلزی، باعث یونیزه شدن ترکیبات غیر فلزی نیز می‌شود. با وجود بالا بودن حرارت در این منطقه، تنها حدود ۷۰ درصد به تشکیل حوضچه جوش کمک می‌کند. مجموعه مذاب تشکیل شده از الکترود و فلز جوش را حوضچه جوش می‌نامند. مابقی انرژی گرمایی با ایجاد اشعه‌های قوس، تشعشع حرارتی و ذوب پوشش الکتر‌ود تلف می‌شود.

در روش‌هایی که الکترود مصرف شونده است، انتقال مذاب از الکترود به قطعه کار توسط نیروهای الکترومغناطیسی و هیدرودینامیکی صورت می‌گیرد. نقش این نیروها هنگام جوشکاری عمودی یا سقفی، کاملا مشهود است.

در تولید برخی مقاطع فولادی مثل پروفیل‌های ساختمانی، جوشکاری کاربرد دارد. برای آگاهی از قیمت پروفیل بر روی لینک  کلیک کنید.

انواع جوشکاری قوس الکتریکی

در میان تمام روش های جوشکاری، در چهار روش با استفاده از قوس الکتریکی حوضچه جوش تشکیل می‌شود. روش‌های جوشکاری قوس الکتریکی به شرح زیر است:

جوشکاری SMAW

جوشکاری قوس الکتریکی با الکترود پوشش‌دار یا SMAW از پرکاربردترین روش‌های تولید قطعه است. این روش که در دسته جوشکاری قوس الکتریکی قرار می‌گیرد، غالبا به صورت دستی انجام می‌شود. جوشکاری SMAW برای ضخامت‌های بیشتر از ۲ میلیمتر کاربرد دارد. این روش برای جوشکاری بخش‌هایی از سازه که محدودیت دسترسی وجود دارند، بسیار مناسب است.

جوشکاری SMAW

جوشکاری SAW

جوشکاری SAW یا جوش زیرپودری به سه صورت نیمه خودکار، خودکار و ماشینی انجام می‌گیرد. برای جوشکاری قوس الکتریکی با این روش، از پودر فلاکس برای حفاظت قوس استفاده می‌شود. این روش عموما برای اتصال لوله درزدار اسپیرال( مارپیچی) کاربرد دارد. برای مشاهده فرایند تولید لوله اسپیرال با جوش زیر پودری بر روی لینک کلیک کنید.

جوشکاری SAW

جوشکاری MIG

از دیگر روش های جوشکاری قوس الکتریکی، جوشکاری MIG است. در این روش با استفاده از الکترود مصرفی بدون پوشش به کمک گاز محافظ، دو جسم را به هم جوش می‌دهند. در این روش از گاز خنثی مثل آرگون یا هلیوم برای حفاظت استفاده می‌شود.  از جمله مزایای این روش می توان به هزینه تولید پایین و سرعت تولید بالا اشاره کرد. جوشکاری co2، مشابه جوشکاری میگ است با این تفاوت که گاز محافظ آن کربن دی اکسید است.

جوشکاری MIG

جوشکاری TIG

جوشکاری قوس با الکترود تنگستن یا TIG، تحت حفاظت گاز صورت می‌گیرد. از آنجا که این روش به جوش کاری آرگون معروف است، همگان تصور می‌کنند که تنها از گاز آرگون برای حفاظت استفاده می‌شود. باید توجه داشت که علاوه بر آرگون، گاز هلیوم و یا مخلوط هلیوم و آرگون نیز در این جوشکاری کاربرد دارد. در این روش الکترود غیر مصرفی و از جنس تنگستن می‌باشد. استفاده از الکترود تنگستن، شروع  قوس و حرکت الکترون‌ها را سهل‌تر می‌کند. هم چنین این الکترود از عمر نسبتا طولانی برخوردار است.

ویدئوی جوشکاری به روش تیگ را با کلیک روی لینک زیر مشاهده کنید:

جوشکاری TIG

جوشکاری TIG

الکترود مورد استفاده در جوشکاری قوس الکتریکی

در جوشکاری قوس الکتریکی توجه داشته باشید که همواره قطر الکترود از ضخامت جوشکاری کمتر باشد. می توان بر عکس نیز عمل کرد. یعنی از الکترودهایی که قطر بیشتری نسبت به  ضخامت دارند، استفاده کرد. اما این کار تنها از عهده جوشکاران حرفه‌ای بر می‌آید. پوشش الکترود نیز به سرباره سازی کمک می کند. تشکیل سرباره به حذف ناخالصی‌ها از فلز جوش، کنترل سرعت سرد شدن و ظاهر مطلوب فلز کمک می‌کند. اصلی ترین وظیفه پوشش الگترود، ایجاد فضای گازی مناسب در اطراف قوس است. ذوب و تجزیه پوشش با تشکیل فضای گازی یونیزه به  تشکیل و پایداری قوس و حوضچه مذاب کمک می‌کند.

حتما بخوانید: راه‌های کاهش مصرف الکترود در کوره قوس الکتریکی

تشعشعات جوشکاری قوس الکتریکی

قوس الکتریکی طی فرایند جوشکاری اشعه‌های مختلفی را ساطع می‌کند. این تشعشعات به صورت نور مرئی، اشعه ماورای بنفش و اشعه مادون قرمز منتشر می‌شوند. باید توج داشت که اشعه ماوراء بنفش و مادون قرمز به شدت سلامتی انسان را تهدید می کنند. به طور مثال اشعه مادون قرمز به پوست و مو و اشعه ماوراء بنفش به بافت بدن آسیب می‌رساند. علاوه بر این اشعه ها، بخارات فلزی منتشر شده از حوضچه جوش بسیار سمی هستند. بنابراین هنگام جوشکاری قوس الکتریکی بایستی تمامی موارد ایمنی را رعایت کنید.

شما در این مقاله با روش‌های جوشکاری قوس الکتریکی آشنا شدید. از محصولات تولیدی با این روش، لوله اسپیرال است. جهت آگاهی از قیمت لوله اسپیرال با مشاوران ما در آیرومارت تماس حاصل فرمایید.