انواع روش های جوشکاری
جوشكاري یکی از شاخه های علم متالوژی است که به عنوان یک صنعت پایه و قدیمی نقش بسیار مهمی در پیشرفت صنایع دیگر دارد. اگر در این حوزه فعالیت می کنید و علاقمند هستید اطلاعات بیشتری در خصوص انواع روش های جوشکاری و ویژگی های آنها کسب کنید دعوت می کنیم در ادامه با فولاد نصر آذربایجان همراه باشید.
جوشکاری چیست ؟
به حذف فاصله بین دو قطعه به منظور ایجاد جاذبه دائمی بین اتم های آن ها را جوشکاری می گویند. از مزایای اتصال دائمی یا جوشکاری نسبت به اتصال موقت با پیچ یا پرچ می توان به استحکام بسیار بالاتر ، سرعت در اجرا ، قابلیت آب بندی و طول عمر زیاد اشاره کرد.
انواع روش های جوشکاری
در حالت کلی روش های جوشکاری به دو دسته ی جوشکاری ذوبی و غیرذوبی تقسیم بندی می شوند.
جوشکاری ذوبی :
در این نوع جوشکاری لبه های دو قطعه ذوب می شوند، سپس مذاب حاصل از دو قطعه با مذاب حاصل از پر کننده ی درز مخلوط شده و پس از انجماد موجب اتصال دو قطعه می شود. از مزایای جوشکاری ذوبی (Fusion welding) می توان به امکان اتصال قطعاتی از جنس سرامیک ، پلاستیک و یا قطعاتی که ضخامت زیادی دارند اشاره کرد.
جوشکاری غیر ذوبی :
در جوشکاری غیر ذوبی (Solid-state welding) یا حالت جامد ؛ دو قطعه با اعمال فشار بالا دچار پیوستگی شده و بدون ذوب شدن فلز در هم تنیده می شوند. در این روش ها هیچ ماده پرکننده ای به کار نمی رود و فلزات خواص اولیۀ خود را از دست نمی دهند.
انواع جوشکاری ذوبی
1-جوشکاری قوسی :
پرکاربرد ترین نوع جوشکاری ذوبی، جوشکاری با قوس الکتریکی است. در این روش ، از قوس الکتریکی اعمال شده میان الکترود و قطعه، برای ذوب کردن قطعه و ایجاد اتصال استفاده می شود.
جوشکاری قوسی خود انواع مختلفی دارد که در زیر شرح داده می شود.
جوشکاری قوسی با الکترود روکش دار دستی :
پر کاربرد ترین ، ساده ترین و ارزان ترین روش جوشکاری با تجهیزاتی قابل حمل است، اما برای جوشکاری فلزات غیرآهنی مناسب نیست. از این نوع جوشکاری در دکل های مخابرات، تاسیسات نفتی، کشتی سازی و سایر جوشکاری فلزات سنگین و ضخیم استفاده می شود.
جوشکاری قوسی زیر پودری :
در این روش قوس الکتریکی در زیر تودۀ پودر محافظ ایجاد می شود و قسمتی از تودۀ پودری ذوب شده و باعث تشکیل سرباره روی فلز مذاب جوش می شود. از جوشکاری زیر پودری بیشتر برای جوشکاری قطعات ضخیم و خط جوش های طویل لوله ها استفاده می شود. این روش به دلیل لزوم وجود پودر فقط به صورت سطحی یا افقی قابل اجراست.
جوشکاری قوسی تو پودری :
این روش پیشرفته تر از دو روش قبلی است و تفاوت آن با جوشکاری قوسی زیر پودری این است که پودر درون سیم جوش قرار دارد. در این روش قوس الکتریکی بین قطعه کار و سیم جوش حاوی پودر ایجاد می شود و حرارت حاصل از آن موجب ذوب و ایجاد اتصال می شود .
جوشکاری قوسی کربنی : یکی از قدیمی ترین روش های جوشکاری ؛ جوشکاری قوسی کربنی است.
در این روش حرارت به وسیله قوس الکتریکی میان قطعه کار و الکترود کربنی به وجود می آید. و باعث ذوب شدن و اتصال دو قطعه می شود. همچنین با تنظیم فاصله ی الکترود ها می توان میزان حرارت را کنترل کرد.
جوشکاری قوسی با الکترود تنگستنی با حفاظت گاز خنثی : در این روش قوس بین الکترود غیرمصرفی دیر ذوب مانند تنگستن و قطعه کار برقرار شده و باعث ذوب قطعه کار و ایجاد اتصال می شود.
همچنین گاز محافظ خنثی از کپسول توسط رگلاتور و شلنگ های مخصوص به طرف تورچ جوشکاری هدایت می شود.
در میان روش های جوشکاری قوسی این روش بعد از اتصال ظاهر مناسبی را به فلز می دهد ؛ اما عیب آن این است که نرخ رسوب و سرعت پایینی دارد و قیمت آن گران تر است.
جوشکاری قوسی پلاسما : این نوع جوشکاری یکی از انواع جوشکاری قوسی با الکترود تنگستنی است. که به جای گاز خنثی از گاز یونیزه شده یا پلاسما استفاده می شود.
این روش به دلیل انرژی پایدارتر و بالاتر و همچنین قوس متمرکزتر جوش پلاسما، برای اتصال ورق های نازک تا ضخیم، به خصوص برای جوشکاری آلومینیوم مورد استفاده قرار می گیرد.
جوشکاری قوسی با الکترود فلزی تحت پوشش گاز محافظ : این روش جوشکاری با الکترود بدون روکش انجام می شود و برای جلوگیری از آسیب رسیدن به فلز مذاب (به دلیل اثرات سوء اتمسفر مانند اکسیژن و ازت)، یک گاز بی اثر یا فعال در فضای قوس و اطراف حوضچه مذاب جایگزین اتمسفر می شود.
در صورتی که گاز استفاده شده بی اثر باشد، به آن جوشکاری میگ و اگر از گاز محافظ فعال استفاده شود، به آن جوشکاری مگ می گویند. در این روش گاز محافظ معمولا از طریق کپسول و لوله های انتقال به آرامی به اطراف قوس هدایت شده و حفاظت مناسب را ایجاد می کند.
2- جوشکاری لیزری :
یکی از جدیدترین روش های جوشکاری ذوبی ؛ جوشکاری با لیزر است. در این روش با کمترین میزان گرما، جوشی نازک و عمیق ایجاد می شود و از آن برای اتصال انواع فلزات می توان استفاده نمود و نیازی به فلز پر کننده ندارد. اما افزایش سرعت جوش با لیزر گاها ممکن است باعث ایجاد ترک گردد.
3- جوشکاری الکترونی :
یکی از پیشرفته ترین و گران ترین روش های جوشکاری ذوبی، جوشکاری با پرتو الکترونی است. در این روش با برخورد الکترون ها به سطح قطعه کار ، انرژی جنبشی الکترون ها به انرژی گرمایی تبدیل و موجب ذوب لبه های دو قطعه می شود. در این روش شدت گرما به حدی است که در کسری از ثانیه دمای قطعه به حدود ۲۵۰۰۰ درجه سانتی گراد می رسد که می تواند قطعاتی با ضخامت بسیار زیاد از هر جنسی که باشد را به هم وصل کند . گفتنی است که در این روش کمترین میزان انحراف قطعه کار وجود دارد.
4_ اکسی گاز :
در جوشکاری اکسی گاز یا اکسی اسیلن دو قطعه از طریق گرمای حاصل از سوخت گازی به نام استیلن ذوب شده و به هم متصل می شوند. در این روش روی دسته مشعل جوشکاری شیرهای کنترل جریان گاز وجود دارد که میزان جریان گاز خروجی به طرف سرمشعل را کنترل می کنند. همچنین مشعل محفظه ای برای مخلوط شدن گازها دارد و همگراست که باعث تمرکز شعله و گرما در سطح کوچکی از محل درز اتصال دو قطعه می شود. به همین دلیل باعث می شود دو قطعه سریع تر به درجه حرارت ذوب برسند.
انواع جوشکاری غیر ذوبی
1– جوشکاری نورد :
در جوشکاری به روش نورد بعد از تمیز کردن سطح ورق ها به شکلی روی هم قرار می گیرند که سطوح آن ها کاملا با هم در تماس باشند. سپس به وسیله ی نورد هم زمان به دو یا چند ورق، فشار بسیار زیادی وارد می شود تا ورق ها به هم تنیده شوند.
2- جوشکاری فرا صوتی :
در این روش برای اتصال دو فلز به یکدیگر از ارتعاشات التراسونیک با فرکانس 20-70 کیلوهرتز استفاده می شود. به این صورت که در نقطۀ تماس، نوسان هایی با فرکانس بالا ایجاد می شود. این نوسان ها نیز باعث کج شدن اتم ها و مولکول های فلزی به هم دیگر شده و به کمک فشار، یک اتصال مکانیکی به وجود می آید.
3-جوشکاری انفجاری :
در جوشکاری به روش انفجاری بین دو ورق فلزی یک انفجار در ورق پایینی اتفاق می افتد. سپس در نتیجۀ برخورد سریعی که ورق بالایی به پایینی دارد، یک پیوند متالورژیکی ایجاد شده و به هم متصل می شوند.
4- جوشکاری اصطحکاکی :
یکی از مهم ترین روش ها برای جوشکاری فلزات غیر هم‌جنس جوشکاری اصطحکاکی است. در این روش ابتدا یکی از قطعات توسط نیروی مکانیکی در جهت خاصی به گردش در می آید؛ در حالی که قطعۀ دیگر توسط یک گیره محکم نگه داشته می شود و حرکتی ندارد. سپس در اثر تماس دو قطعه با یکدیگر و وجود ضریب اصطکاک بین سطوح تماس، حرارت تولید می شود. این گرمای تولید شده توسط اصطکاک، سطوح تماس را به حالت خمیری درآورده و با اعمال فشار موجب اتصال دو قطعه به یکدیگر می شود.
جوشکاری اصطحکاکی خود به سه نوع جوشکاری اصطکاکی خطی، دورانی و داخلی تقسیم می شود.
5- جوشکاری مقاومتی :
یکی از پرکاربرد ترین روش های جوشکاری غیر ذوبی ، جوشکاری مقاومتی است. که سرعت بالایی دارد و در آن از سیم جوش استفاده نمی شود. در این روش اتصال دو سطح در اثر حرارت ناشی از اعمال جریان الکتریکی و فشار مکانیکی به صورت هم زمان ایجاد می شود.
انواع جوشکاری مقاومتی
جوشکاری مقاومتی خود انواع مختلفی دارد که در زیر شرح داده می شود.
- جوشکاری مقاومتی نقطه ای : در این روش برای اتصال دو ورق فلزی به یکدیگر ، از فشار و گرما استفاده می شود. و گرمای تولیدی به علت مقاومت الکتریکی ورق ها در نقطه اتصال به وجود می آید. و پس از اینکه به دمای ذوب رسید و قطعات کار خمیری شدند، اعمال فشار انجام می شود تا در هم تنیدگی اتفاق افتد.
- جوشکاری مقاومتی درز جوش : این روش با مکانیزمی شبیه جوشکاری مقاومتی نقطه ای عمل می کند با این تفاوت که در این روش گرمای تولیدی از مقاومت و جریان الکتریکی، جوش نقطه ای ایجاد نمی کند. بلکه یک جوش رگه ای ایجاد می شود که با اتصال دو بخش از یک سازه، موجب تولید مفصل های فلزی می شود.
- جوشکاری مقاومتی زائده ای : این روش با همان مکانیزم مقاومت و جریان الکتریکی عمل می کند. با این تفاوت که باید در نقطۀ دلخواه یک زائده یا برآمدگی ایجاد کرد. با برقراری جریان این زائده حالت خمیری پیدا کرده و جوش اتفاق می افتد. امروزه این روش کاربرد چندانی ندارد.
- جوشکاری سرباره ای : در جوشکاری سرباره ای یا الکترواسلگ جوشکاری از سطوح پایین تر نزدیک به زمین شروع شده و به سمت بالا ادامه می یابد.
ابتدا سرباره با ترکیب دلخواه تهیه می شود. سپس در اثر مواجهه با قوس الکتریکی موقت، سرباره ذوب می شود. در ادامه ی فرایند نیز این سرباره ی مذاب نقش مقاومت الکتریکی را ایفا کرده و با عبور جریان الکتریکی از آن، گرمای لازم برای ذوب الکترود مصرفی و سطوح لبه های قطعات مورد اتصال به وجود می آید.
سخن آخر
همان طور که اشاره شد در صنعت برای اتصال دو قطعه به یکدیگر از علم جوشکاری استفاده می شود. در حالت کلی جوشکاری به دو نوع ذوبی و غیر ذوبی یا جامد دسته بندی می شود که هر یک نیز دارای انواع مختلفی هستند که شرح داده شد. انتخاب هر کدام از این روش ها نیز به نوع پروژه و ویژگی های آن ، امکانات در دسترس ، هزینه ی مصرفی و …… بستگی دارد.
امیدواریم با مطالعه ی این مقاله اطلاعات مفیدی در خصوص انواع روش های جوشکاری کسب کرده باشید.
در صورتی که به انواع قطعات فلزی مانند تیرآهن ، نبشی ، ناودانی ، میلگرد ، قوطی و … نیاز داشتید ؛ ما در شرکت فولاد نصر آذربایجان به عنوان یکی از بزرگترین واحد های تولیدی در شمال غرب کشور آماده ی ارائه خدمات به شما هموطنان عزیز هستیم. شما مشتریان محترم می توانید جهت مشاوره رایگان و سفارش محصول با شماره 04134329481 تماس حاصل فرمایید. و اقلام مورد نیاز خود را با بهترین کیفیت و مناسب ترین قیمت تهیه فرمایید.
مختصر ومفید
خوشحالیم که مقاله رو مطالعه کردید
پیروز باشید
توضیح خیلی مختصر و کم بود بود امیدوارم که کامل مطرح کنید من ۲۰ سال در کار تاسیسات هستم و اشنایی نسبی دارم قانع کننده نبود
ممنون از اینکه متن رو مطالعه کردید احمد عزیز
بله حتما ، این متن برای آشنایی اولیه بود در متن های آینده به صورت تخصصی تری موضوعات جوشکاری را بررسی خواهیم کرد
پیروز باشید