جوشکاری چیست؟
جوش فرآیند پیوند دائمی دو یا چند قسمت فلزی با ذوب کردن هر دو ماده است. مواد مذاب به سرعت خنک می‌شوند و دو فلز به طور دائم اتصال می‌یابند. جوشکاری نقطه‌ای و جوشکاری خطی دو روش بسیار محبوب برای قطعات فلزی ورقی است.
جوشکاری نقطه‌ای عمدتا برای اتصال قطعاتی است که به طور معمول تا ۳ میلی‌متر (۰٫۱۲۵ اینچ) ضخامت دارند. قطر جوشکاری نقطه‌ای از ۳ میلی‌متر تا ۱۲٫۵ میلی‌متر (۰٫۱۲۵ تا ۰٫۵ اینچ) است.
مواد
فولاد کم کربن مناسب برای جوش نقطه‌ای است. فولاد دارای محتوای کربن بیشتر یا فولادهای آلیاژی، جوش‌های سختی را تشکیل می‌دهند که شکننده هستند و می‌توانند شکسته شوند. این روند را میتوان با کمک گرم کردن و سرد کردن ماده به منظور بهبود خاصیت سختی و قابلیت ارتجاعی کاهش داد.
فولاد زنگ‌نزن آستنیتی در سری‌های ۳۰۰ می‌تواند همانند فولاد زنگ‌نزن فریتی جوشکاری نقطه‌ای شود. فولادهای زنگ‌نزن مارتنزیتی مناسب نیستند چون خیلی سخت هستند.
آلومینیوم‌ها را میتوان با استفاده از برق با ولتاژ بالا و سطوح آزاد اکسید بسیار پاک جوش نمود. به منظور تمیز کردن سطح بدون اکسید، هزینه‌های اضافی (که می‌تواند با فولاد کم کربن پیشگیری شود) را افزایش دهید.
باتوجه به خواص مختلف ذوب و هدایت‌های حرارتی، مواد متفاوتی را نمیتوان جوش نقطه‌ای داد. جوشکاری فولاد صفحه‌بندی شده ویژگی‌های پوشش را بر می‌گیرد. فولادهای صفحه‌بندی شده نیکل و کروم نسبتا آسان جوش نقطه‌ای داده می‌شوند، درحالی که آلومینیوم، قلع و روی نیاز به آماده‌سازی ذاتی فلزات پوششی دارند.
ملاحظات تولیدی
- ضخامت قطعات قابل جوش باید برابر باشد یا نسبت ضخامت باید کمتر از ۳: ۱ باشد.
- فاصله جوش
- مرکز جوش به فاصله لبه = ۲ * قطر جوش، حداقل.
- جوش برای شکل دهی فاصله = شعاع خم + ۱ قطر جوش، حداقل.
- دسترسی مناسب به جوش نقطه‌ای باید در نظر گرفته شود. به عنوان مثال فلنج‌های کوچک در کانال‌های U ممکن است الکترود را از ورود به قطعه محدود کند.
به علت دسترسی آسان، سطوح تخت آسان‌تر جوشکاری نقطه‌ای می‌شوند. خم‌های چندگانه محدودیت‌های دسترسی را اعمال می‌کند و اگر برای دسترسی مشکلی وجود نداشته باشد ممکن است، ثابت سازهای خاصی برای کنترل قطعات طراحی شده باشد.
قبل از اتمام، جوش‌های نقطه‌ای باید سنباده زده شوند یا از خم شدن جوش‌ها با بقیه سطح جلوگیری کنند. بهتر است اندازه جوش خطی یکسان را برای به حداقل رساندن تنظیمات و افزایش کارایی انتخاب کنید.
آبکاری مونتاژهای جوش داده شده خطی می‌تواند زمانی که فلز صفحه‌ای همپوشانی دارد باعث مشکلاتی شود. این باعث می‌شود که نمک‌های آبکاری محدود شوند; درحالی که نیاز به تمیز کردن خاص یا مشکلات خوردگی درازمدت دارند. طراحی دقیق مونتاز باعث می‌شود تا از تخلیه آسان محلول‌ها اجتناب شود.
قطعات جفتی برای جابجایی آسان قبل از جوشکاری ممکن است خود جوش باشد. این را میتوان با بنددار کردن یک قطعه و قرار دادن آن در یک شکاف مربوط به قطعه دیگر انجام داد; یا از طریق اکستروژن نوع برجستگی، دکمه‌های جوش، به طور جزئی در یک شکاف در دیگری. این نوع طراحی اغلب نیاز به ثابت سازهای خارجی را از بین می‌برد.
جوشکاری و انواع مختلف آن
انواع جوشکاری
به صورت کلی، ۵ نوع روش جوشکاری در صنعت وجود دارد:
جوشکاری قوس الکتریکی
جوشکاری اتمی هیدروژن
در این فرآیند، دو نوع الکترود فلزی استفاده می‌شود. این دو الکترود در فضایی مملو از هیدروژن عملیات جوش کاری را انجام می‌دهند.
جوشکاری فلزی بدون پوشش
الکترودها در این فرآیند به طور کامل مصرف می‌شوند و پس از فرآیند، باید از الکترودهای جدید استفاده کرد. در این نوع از جوش، از هیچ گاز پوششی استفاده نخواهد شد.
جوش قوس کربنی
در این نوع از جوشکاری از الکترودهای کربنی استفاده می‌شود. برخی اوقات و در فرآیندهای خاص نیز از مس در این نوع جوش استفاده می‌شود.
جوش قوس الکتریکی با پوشش پودر
این نوع جوش مانند جوش کاری بدون پوشش است. با این تفاوت که از پوششی پودری در الکترودها استفاده می‌شود.
جوش قوس الکتریکی با پوشش گاز
این فرآیند نیز مانند جوشکاری بدون پوشش است البته از گاز مخصوص برای پوشش مواد و قطعات استفاده می‌شود. جوشکاری آرگون یکی از انواع متداول جوشکاری با محافظت گاز است.
جوش کاری تنگستن گاز (GTAW) یا (TIG)
الکترودهای این نوع از جوشکاری، مصرفی نیستند و فرآیند آن آهسته است. البته دقیق‌ترین جوش‌ها را میتوان با استفاده از این روش انجام داد. صنایع هوا فضا یکی از کاربردهای جوش کاری تنگستن هستند.
جوشکاری قوس پلاسما
این جوشکاری شبیه به جوش تنگستن است و سطوحی بسیار با کیفیت تولید می‌کند. کاربرد عمده جوش قوس پلاسما در صنایع لوله‌سازی و ابزارسازی است.
جوشکاری همراه با پوشش فلزات
ان نوع از جوش از الکترودهای مصرفی استفاده می‌کند. منتها جریان پیوسته پودر در این فرآیند، آن را از تماس با سطح هوا حفظ می‌کند.
جوش زیرپودری
این نوع از جوش مانند روش قبلی است با این تفاوت که از پودرهای دانه‌ریز در آن استفاده می‌شود.
جوشکاری گاز اکسیژن
جوش هوا-استیلن
در این فرآیند از مواد شیمیایی به عنوان تسهیل‌کننده روند جوشکاری استفاده می‌شود. به خاطر نقاط ضعف جوشکاری هوا-استیلن، این نوع از اتصالات جوشی محبوبیت کمی در میان صنعتگران دارد.
جوشکاری اکسی-استیلن
در این نوع از جوش، از ترکیب استیلن و اکسیژن در فرآیند استفاده می‌شود. این ترکیب، قطعات را تا دمای بسیار زیاد گرم می‌کند و این دمای زیاد باعث تولید جوشی بسیار دقیق می‌شود. از طرفی، این ترکیب نسبت به ترکیب‌های دیگر ارزان قیمت‌تر است. جوشکاری اکسی استیلن عموما در فرآیندهای تعمیر و نگهداری استفاده می‌شود.
جوش پروپان
این نوع از جوشکاری در صنعت به نام جوش اکسیژن نیز شناخته می‌شود. در این فرآیند، از شعله گاز اکسیژن یا پروپان برای گرم کردن قطعه استفاده می‌شود.
جوشکاری اکسی هیدروژن
ترکیب دقیق اکسیژن و هیدروژن، باعث ایجاد جوش‌هایی دقیق در این فرآیند می‌شود.
جوشکاری گاز و فشار
در این فرایند ابتدا شعله گاز دمایی بسیار بالا تولید می‌کند. سپس از فشار قطعات برای جوش دادن استفاده می‌شود. البته این نوع از جوشکاری امروزه به نوعی منسوخ شده است.
جوشکاری و انواع آن
جوشکاری مقاومتی
جوش نقطه‌ای مقاومتی
این نوع از جوشکاری در صنعت خودرو و هوافضا استفاده می‌شود. در این فرآیند از دو الکترود نوک تیز برای اتصال دو یا چند قطعه که عموما ضخامت کمی دارند استفاده می‌شود.
جوش درز مقاومتی
این نوع از جوشکاری یکی از متداول‌ترین روش‌های اتصال قطعات است. در این فرآیند از دو الکترود رول شکل استفاده می‌شود که اعمال فشار و جریان را به صورت توامان انجام می‌دهند.
جوش آپست
در این نوع از جوشکاری، دو سطح که قرار است در لبه‌ها به هم متصل شوند، تا دمایی مشخص گرم می‌شوند و با فشار زیاد به یکدیگر متصل می‌شوند. فرآیند گرم شدن به کمک مقاومت و جریان الکتریکی ایجاد می‌شود.
