سیر تا پیاز انواع فرآیندهای جوشکاری شرکت تامین روانکار کارو
جوشکاری

سیر تا پیاز انواع فرآیندهای جوشکاری

تاریخچه جوشکاری از آغاز تا امروز

بشر از ابتدای تاریخ تمدن خود همواره به دنبال ابداع روش های آسان تر و کامل تری برای ساخت قطعات مورد نیاز خود بوده است. شاید بتوان ریخته گری را از قدیمی ترین ابداعات انسان برای شکل دادن قطعات مورد نیاز فلزی خود دانست .  اما ریخته گری محدودیت های خاص خود را دارد و نمی تواند به سهولت و در همه جا مورد استفاده قرار گیرد. لذا این محودیت ها سبب توسعه جوشکاری شد .

بنابراین اتصالات به انواع مختلف ابداع شدند تا انسان بتواند از اتصال چند قطعه به شکل دلخواه خود برسد. بشر اولیه زمانی که فلز را شناخت و به نحوه ذوب و ریخته گری آن پی برد، در زمینه اتصال قطعات فلزی تلاش های زیادی کرد . وی توانست لحیم کاری و بعضی از روشهای ساده جـوشــکاری را ابداع نماید. در کاوش های باستان شناسی دستبندهای طلائی پیدا شده است که مربوط به دوران ما قبل تاریخ بوده و سر این دستبندها به وسیله ضربات چکش ، متصل شده بودند .

تاریخچه لحیم کاری در تاریخ

در جواهرات قدیمی ذرات ریز طلا را به وسیله صمغ درخت و نمک مس به هم چسبانده، سپس آن را آتش می زدند. در اثر حرارت حاصل از سوختن صمغ درخت، فلز مس احیا شده و با طلا ترکیب می شد و بدین ترتیب اتصال قطعات ریز طلا انجام می گرفت. رومیان قدیم از آلیاژهایی برای لحیم کاری استفاده می کردند که هنوز هم در صنعت امروزی کاربرد دارند.

توسعه فرآیند جوشکاری با انقلاب صنعتی

جوشکاری به صورت امروزی در قرن نوزدهم اهمیت بیشتری پیدا نمود و پیشرفت کرد. فرآیندهای جـــوشکـــاری در طی تاریخ خود همواره در جهت اتصالات کامل تر، کارا تر و آسان تر بوده و آنچنان در حال حاضر با روح صنعت پیوند خورده است که هیچگاه جدایی از آن ممکن نخواهد بود.

سنگ بنای متدهای معمولی جوشـکـــاری بعد از شیوه های ابتدایی اتصال لبه های گداخته قطعات فلزی بوسیله ضربه های چکش که از دیر باز رواج داشته است . در سال ۱۸۸۷ میلادی توسط Berndas که موفق شد با الکترود ذعالی و ایجاد قوس الکتریکی حوضچه مذاب ایجاد کند ، بنا گذاشته شد .

سپس دانشمند دیگر روسی بنام Slavianir روش الکترود ذوب شونده را اختراع نمود  و یک صنعتگر به نام Oscar Kjelberg الكترود فلزی پوشش دار را ابداع کرد . الكترود فلزی پوشش دار موجب محافظت از گرده جوش و پایداری قوس الکتریکی و یکنواخت شدن جوش گردید .

سرانجام در سال ۱۹۱۸ میلادی اولین قایق تعمیراتی با جوشکاری تمام اتصالاتش به آب انداخته شد و از اواخر سال ۱۹۳۰ احداث پل ها و خطوط راه آهن و ساخت کشتی های اقیانوس پیما با روش جوشکاری به سرعت گسترش یافت .

مزایای جـوشـکــاری که سبب توسعه آن شد

جوشکاری دارای مزایایی مانند زیر بود که در قرن بیستم به سرعت مورد توجه قرار گرفت و گسترش یافت .

  1. هر ضخامتی از فلز با روش جوشکاری قابل اتصال بود
  2. سازه های جوشی در حدود ۳۰ ٪ سبک تر از سازه های مشابه پیچ و مهره بودند
  3. سرعت ساخت با روش جوشکاری خیلی بیشتر از سازه های پیچ و مهره بود

که این سیر شتابان هم اکنون نیز ادامه دارد و روز به روز تکنیک ها و کاربرد های جوشــــکـاری اضافه می گردد تا جایی که دامنه آن بر غیر ملزومات نیز گسترده شده است. امروزه جوشکاری را به عنوان یک شاخه علمی مطرح نموده است و دارای شاخه های متعددی در زمینه فرآیندهای جوشکاری، طراحی، بازرسی، متالوژی و غیره می باشد و جمعیت زیادی را در این صنعت مشغول به کار نموده است.

 

تعریف فرآیند جـوشـکــاری

جوشــکــاری و به انگلیسی Welding یکی از روش های تولید می باشد که هدف آن اتصال دائمی مواد مهندسی به یکدیگر است این مواد می‌توانند مواد فلزی،  سرامیک ، پلیمر یا حتی کامپوزیت باشد .

انواع فرآیندهای جـوشـکــاری

فرایندهای جــوشــکاری  را می‌توان به دو دسته فرایند جوشکـــاری ذوبی  (Fusion Welding) و فرایند جوشکــاری غیر ذوبی   (Non-Fusion Welding)  تقسیم بندی کرد .

 

 

انواع فرآیندهای جـوشـکــاری ذوبی

  1. فرآیند جوشــکـــاری قوسی یا الکترود دستی SMAW یا MMAW
  2. فرآیند جوشــکـــاری با گاز محافظ  (GMAW) شامل فرآیند MIG  و MAG
  3. فرآیند جوشــکـــاری زیر پودری SAW
  4. فرآیند جوشــکـــاری مقاومتی RW
  5. فرآیند جوشــکـــاری با لیزر LBW
  6. فرآیند جوشــکـــاری پرتو الکترونی EBW
  7. فرآیند جوشــکـــاری پلاسما PAW
  8. فرآیند جوشــکـــاری توپودری FCAW
  9. فرآیند جوشکـــــــاری با گاز اکسیژن و سوخت

 

معرفی فرآیند های جوشــکـــاری قوسی

جوشکـــاری قوسی یک فرآیند جوشکــاری است که در آن حرارت به وسیله یک قوس الکتریکی بین یک الکترود و قطعه کار به وجود می آید. قوس الکتریکی یک تخلیه الکتریکی بین دو الکترود از میان گازهای یونیزه شده میباشد.

جــوشــکاری قوسی (arc welding) یک روش جوشکــاری است که از یک منبع تغذیه جوشکاری (welding power supply )  برای ایجاد قوس الکتریکی بین الکترود ( electrode) و ماده پایه و ذوب کردن فلزات در محل جوش استفاده می کند. جریان می تواند مستقیم DC یــا متناوب AC و الکترودها و مصرفی و یا غیر مصرفی باشند. منطقه جوش معمولاً توسط برخی از انواع گاز محافظ shielding gas  یا سرباره slag محافظت میشود. فرآیندهای جوشــکاری قوس الکتریکی میتوانند دستی، نیمه اتوماتیک و یا اتوماتیک کامل باشند.

انواع روش‌های جوشـــکاری با قوس الکتریکی

  1. جوشکاری با الکترود دستی پوشش‌دار (SMAW)(shield metal arc weld)
  2. جوشکاری زیرپودری (SAW) (submerge arc weld)
  3. جوشکاری با گاز محافظ (GMAW یا MIG/MAG)
  4. جوشکاری توپودری (FCAW)
  5. جوشکاری با گاز محافظ و الکترود تنگستنی (GTAW یا جوشکاری TIG)
  6. جوشکاری پلاسما

 

۱-۱ ) جـوشـکــاری قوسی فلزی دستی SMAW یا MMA

جوشـــکـــاری با قوس الکتریکی  SMAW یا MMA بر اساس ایجاد قوس به وجود می آید ، اما  مکانیزم ایجاد قوس چیست؟ در اثر ایجاد قوس الکتریکی ، انرژی گرمایی و انرژی نورانی بوجود آمده که از گرما برای ذوب نمودن فلز مبنا استفاده شده و انرژی نورانی آن نیز مضراتی دارد که باید از آن دوری جست.

نحوه ایجاد قوس

اساس جوشـــکــاری با الکترود دستی قوس الکتریکی (ELECTRIC ARC) است ، تخلیه الکترون ها از طریق فضای یونیزه ما بین دو قطب مثبت و منفی در یک مدار الکتریکی را قوس می گویند ، ایجاد قوس اساس فرآیند جوشکاری با قوس الکتریکی است . که در آن انرژی الکتریکی به انرژی حرارتی تبدیل می شود. انرژی حرارتی دارای کاربرد حرارتی و انرژی نورانی دارا می باشد که در صنعت جـــوشکـــاری از انرژی حرارتی جهت جوش و برش استفاده شده  و خطرات انرژی نورانی را توسط وسایل مخصوص کاهش می دهند .

معمولاً یکی از قطب های مثبت و منفی را فلز مبنا و قطب دیگر را الکترود فلزی تشکیل می دهد و بنابراین به آن قوس فلزی می گویند که از این به بعد بجای واژه قوس الکتریکی به کار میرود .

 

۱-۲) جوشکــــاری زیرپودری Submerged Arc Weld

جوشکاری زیرپودری ، به انگلیسی (submerge arc weld)  که مخفف آن (SAW) است . یکی از فرایندهای جوشکاری قوسی است که در آن، نوک الکترود داخل پودری از مواد معدنی ویژه قرار می‌گیرد و قوس در زیر این پودر در امتداد مسیر جوشکاری تشکیل می‌شود.

این نوع جوش در حدود سال ۱۹۳۰ میلادی در کشور آمریکا و بعلت محدود های موجود با روش جوشکاری الکترود دستی اختراع شد مهمترین این عوامل به شرح زیر بودنند :

نارسانا بودن پوشش محافظ در روش جوشکاری الکترود دستی ، تماس الکتریکی بین منبع تغذیه الکتریکی و الکترود غیرممکن است .

رول کردن الکترود در روش جوشکاری الکترود دستی موجب جدا شدن پوشش آن می‌گردد. تماس پوشش الکترود با قرقره‌های تغذیه کننده الکترود باعث خرد شدن پوشش می‌شود.

انواع روش های انجام جوشکــاری زیرپودری

جوشکاری زیرپودری می‌تواند به ۳ روش نیمه خودکار، خودکار و ماشینی انجام گیرد .

الف) روش نیمه خودکار در این روش جوشکاری با استفاده از نازل جوشکاری دستی که وظیفه انتقال الکترود و پودر محافظ را دارد، انجام می‌شود. تغذیه سیم جوش به صورت خودکار بوده و پودر محافظ تحت اثر نیروی گرانش از مخزن با ته مخروطی یا تحت فشار هوا توسط شیلنگ به محل اتصال، انتقال می‌یابد و کاربرد این روش در سرعتهای متوسط و برای الکترودهای با قطر کم می‌باشد.

ب ) روش خودکار جوشکاری زیرپودری به روش خودکار توسط دستگاه و کنترل کننده‌های خودکار، بدون دخالت کاربر انجام می‌گیرد.

ج) روش ماشینی

جوشکاری توسط ماشین انجام گرفته ولی شروع، پایان، نظارت بر جوشکاری، کنترل سرعت و تنظیم متغیرهای جوشکاری توسط کاربر انجام می‌گیرد.

مزایا و محدودیت های جوشـکـاری زیرپودری

جوشـکـاری زیرپودری دارای مزایای زیادی از جمله جوشکاری بدون دود و تشعشع ؛ کیفیت بالای جوش ؛ جوش با سطح هموار و بدون پاشش قطرات مذاب ؛ رسوب الکترود با بازدهی بالا ؛ جوشکاری با سرعت بالا ؛ بی‌نیازی از جوشکار ماهر است و جوشکاری زیر پودری SAW  بطور گسترده در جوشکاری مخازن تحت فشار ؛ خطوط لوله، مخازن ذخیره، سازه‌های سنگین ، کشتی سازی و ساخت واگن‌های راه‌آهن استفاده میشود .

 

انواع اتصالات جوشکاری و حالت های جوشکاری (پوزیشن های جوشکاری)

 

۱-۳ ) فرآیند جـوشـکــاری با گاز محافظ  (GMAW)

فرآیند جوشــکــاری با گاز محافظ ( GMAW)  ، فرآیندی است که گرما توسط قوس بین الکترود و قطعه کار بوجود می آید. الکترود یک سیم جوش توپر است که پیوسته به محل جوش تغذیه شده و مصرف می شود. حفاظت الکترود، ستون و حوضچه مذاب جوش وحتی قسمتی از فلز مبنا که نزدیک محل ذوب است با کامل توسط یک گاز یا ترکیب گاز انجام می گیرد.

نام جوشکــاری با گاز محافظ

جوشکــاری با گاز محافظ  (GMAW) به انگلیسی Gas metal arc welding نام یک فرآیند جوشکاری جامع است ، که فرآیند های جوشکـاری میگ و مگ و جوشکاری CO2 را نیز در بر می گیرد .

در فرآیند جوشـــکـاری با گاز محافظ ، گاز محافظ باید یک حفاظت کامل و خوب را انجام دهد زیرا اندک ذره مضر از طرف آتمسفر محیط به راحتی وارد مذاب شده و باعث آلوده شدن فلز جوش می شود.

فرآیند جوشـــکــاری با گاز محافظ  شامل دو نوع اتوماتیک و نیمه اتوماتیک است که در هر دو اندازه طول قوس و سرعت تغذیه الکترود ثابت بوده و در نوع اتوماتیک آن علاوه بر این، سرعت حرکت تورچ و حالت قرار گرفتن تورچ نسبت به درز جوش نیز ثابت است و در نوع نیمه اتوماتیک آن سرعت حرکت تورچ و حالت آن بسته به مهارت جوشکار دارد .

 

جوشکاری مَگ و جوشــکـاری میگ

فرآیند جوشــکــاری با گاز محافظ در سال ۱۹۴۸ در ایالات متحده آمریکا بوجود آمد و در آن زمان این فرایند تحت نام میگ (MIG) یا Metal Inert Gas ، یعنی جوشکاری با الکترود مصرفی شدنی فلزی و گاز محافظ خنثی نامیده میشد و توسط گازهای خنثی هلیم و آرگون برای جوشکاری آلومینیوم به کار می رفت . [ انواع گازهای محافظ در فرآیند جوشکاری را مطالعه کنیـد ]  سپس این فرآیند برای جوشــکــاری فولاد نیز توسط گاز CO۲ به کار رفت و در سال ۱۹۵۳ نام جوشکاری COیا جوشـکـــاری مَگ Metal Active Gas ) MAG ) به معنای گاز محافظ فعال را به خود اختصاص داد و در نهایت در سال ۱۹۷۳ از ترکیب دو نوع و فرآیند MIG و MAG نام جـــوشـــکاری قوسی فلزی با گاز محافظ  (GMAW ) را برای کل فرآیند نام گذاری شد .

۴-۱ ) جـوشـکــاری توپودری (FCAW)

فرایند جوشکاری توپودری (FCAW)  که مخفف کلمه انگلیسی  Cored Arc Welding Flux​ است بسیار شبیه فرآیند جوشکاری با گاز محافظ است و به همین علت توضیح جوشکاری توپودری  را بعد از جوشکاری میگ و مَگ قرار دادیم.

نحوه فرایند جوشکاری توپودری

در فرایند جوشــکــاری قوس الکتریکی با سیم توپودری مصرفی (FCAW) یا به اختصار جوشکاری توپودری، قوس بين فلز پایه و ماده مصرفی که سیم جوشی حاوی پودری است، ایجاد شده و حرارت حاصل از آن موجب ذوب و ایجاد اتصال می شود. در این فرایند تشکیل حوضچه مذاب توسط دود حاصل از سوختن پودر جوش و یا توسط گاز با منبع خارجی محافظت می شود. در حال اول فرایند را خود محافظ (Self-Shielded) و در حالت دوم آن را گاز محافظ (Gas Shielded) می نامند.

حداقل سطح اتوماسیون این روش، مانند فرایند جوشکاری با سیم مصرفی یا میگ / مگ (MIG / MAG یا GMAW)، نیمه خودکار بوده اما امکان خودکار و رباتیک نمودن آن نیز به خوبی وجود دارد.

فرایند جوشکاری توپودری (FCAW)  بطور گسترده در جوشکاری فولادهای استـــــحکام بالا نقش دارد .

​۱-۵ ) جوشکاری تیگ  TIG (تنگستن)

جوشکاری تیگ (TIG) که مخفف کلمه انگلیسی Tungsten Inert Gas می باشد طبق استاندارهای آمریکـــایی با نام فرآیند جوشکاری با الکترود تنگستنی و گاز محافظ (GTAW) که مخفف کلمه انگلیســـی Gas Tungsten Are Welding شناختــــه می شود، یک فرایند جوشکاری ذوبی بوده و حرارت لازم برای ذوب فلز پایه و سیم جوش مصرفی از طریق تشکیل قوس الکتریکی بین الکترود تنگستنی ( غیر مصرفی ) و سطح گاز ایجاد می گردد.

در این فرایند برای محافظت قوس الکتریکی، حوضچه جوش و مناطق حرارت دیده اطراف از گاز خنثی استفاده می گردد. جوشکاری تیگ (TIG) می تواند با اضافه کردن و یا بدون فلز یک پرکننده (سیم جوش) مورد استفاده قرار گیرد. جوشکاری تیگ  TIG   (فرایند جوشکاری  تنگستن ) به عنوان یک روش مناسب برای بسیاری از صنایع ضروری شده است. زیرا جوش با کیفیت بالا ایجاد می کند و تجهیزات کمی نیاز دارد.
توسعه فرآیند جـوشـکــاری تیگ
 در ابتدای دهه ۱۹۲۰ میلادی امکان استفاده از گاز هلیوم برای محافظت از قوس الکتریکی و حوضچه جوش مطرح شد و در آن زمان هیچ پیشرفتی در این روش انجام نشد. در جنگ جهانی دوم وقتی که نیاز زیادی به توسعه صنعت هواپیمایی احساس شد به جای پرچ کردن اتصالات فلزاتی نظیر آلومینیوم و منیزیم از جوشکاری تیگ  (TIG) استفاده شد. با استفاده از الکترود تنگستنی و ایجاد قوس با جریان مستقیم الکترود منفی یک منبع گرمایی مؤثر و با ثبات ایجاد شد که با جوش های عالی می توانست ایجاد شود گاز هلیوم برای عمل محافظت انتخاب شد چون در آن زمان تنها گاز خنثی بود که به آسانی در دسترس بود .
جوشکاری GTAW همان تیگ است ؟
این نوع جوشکاری  طبق استاندارد فنی انجمن جوشکاری آمریکا (AWS) ، این فرآیند را  (GTAW) نام گذاری کرده است . زیرا برای محافظت می توان ترکیبی از گازهایی که خنثی نیست را برای کاربردهای معینی استفاده نمود . برای مثال می توان از گاز فعال CO برای جوشکاری فولادهای زنگ نزن آستنیتی استفاده نمود .
از روزهای نخستین اختراع این فرآیند در تجهیزات آن پیشرفت های زیادی حاصل شده است مخصوصأ منابع نیرو جریان برای این فرایند توسعه یافته اند و منبع های هوا خنک و آب خنک نیز پیشرفته شده اند .
 البتـــه باید اشاره کرد که به اشتباه گاهی این فرآیند جوشکاری در ایران با نام جوش آرگون بکار برده می شود که صحیح نیست چون لزوماً گاز محافظ در این فرآیند آرگون نمی باشد .
الکترود فرآیند جـوشـکــاری تیگ  TIG

در فرآیند جوشکاری تیگ TIG از یک الکترود تنگستنی مصرف نشدنی که در داخل مشعل قرار گرفته است، استفاده می گردد. برای بالا رفتن قابلیت انتشار و پخش الکترون ها از سطح الكترود ، درصد کمی از عناصر فعال به صورت آلیاژ به الکترود تنگستنی اضافه شده است که این امر باعث بهبود بخشیدن به شروع قوس و پایداری قوس و طول عمر الکترود می شود .

از گاز محافظ که از سر نازل خارج می شود برای حفاظت از الکترود، حوضچه جوش مذاب و جلوگیری از تأثیر مخرب منشی عناصر موجود در هوا استفاده می گردد.
مزایا و محدودیت های فرآیند تیگ
 فرآیند جوشکاری تیگ TIG  دارای مزایای فراوانی از جمله جوش با کیفیت بالا و بدون عیب ؛ جوشکاری  بدون پاشش جرقه ؛ کنترل عالی در نفوذ جوش پاس ریشه و جوشکاری ورق های نازک را نام برد .
 فرآیند جوشکاری تیگ TIG دارای محدودیت هایی از جمله نرخ رسوب کمتــر از روش های دیگر مانند جوشکاری قوسی با الکترود دستی ، مهارت بالای جوشکاری نسبت به فرآیندهای دیگر و مقرون به صرف نبودن برای جوشکاری ورق های ضخیم تر از ۱۰ میلیمتـــراشاره کرد .

 

۱-۵ ) جوشکاری پلاسما

جوشکاری قوس پلاسما Plasma Arc Welding یک فرایند قوس الکتریکی مشابه فرآیند جوشــکــاری با گاز محافظ (GTAW) است. قوس الکتریکی بین الکترود (که معمولا تنگستن متخلخل ساخته شده است) و قطعه کار تشکیل شده است. تفاوت کلیدی جوشکاری قوس پلاسما  با فرآیند جوشــکــاری با گاز محافظ ؛  قرار دادن الکترود درون بدنه مشعل در فرآیند پلاسما است . انرژی قوس در جوشــکــاری پلاسما  بسیار متمرکز تر و پایدار تر از روش جوشکاری با گاز محافظ و الکترود تنگستنی TIG است .

در نتیجه جوشکاری پلاسما قابلیت نفوذ عمیق تر و جوش باریکتری را تولید می کند. این به این معنی است که نسبت عمق به عرض بیشتر از سایر روش ها است.

قوس پلاسما را می توان برای جوشکاری یا برش استفاده کرد، بنابراین می توان مشعل های پلاسما را نیز فراهم آورد که می توانند جوشکاری یا برش پلاسما را انجام دهند.

پلاسما چیست ؟

پلاسما به معنی گاز یونیزه شده می‌باشد. به دلیل اینکه این گاز در این درجه حرارت و حالت از قانون گازها پیروی نمی‌کند، حالت چهارم وجود ماده به آن گفته می‌شود (جامد، مایع، گاز، پلاسما) چنانچه هوا یا گاز در قوس الکتریکی شرایط گذار به حالت پلاسما را بیابد قوس مربوط دارای انرژی حرارتی بسیار زیادی خواهد شد. پلاسمای قوس حالت موقتی گاز است. گاز پس از عبور جریان الکتریکی از طریق آن، یونیزه می شود و به یک هادی برق تبدیل می شود. در اتم های حالت یونیزه، الکترون ها (-) و کاتیون ها (+) شکسته می شوند و سیستم شامل مخلوطی از یون ها، الکترون ها و اتم های بسیار پر انرژی  است.

کاربرد و مزایای جوشــکــاری پلاسما

در ابتدا بايد يادآوري كنيم كه پروسه برش و جوش پلاسما تنها در مواد هادي جريان الكتريسيته قابل اجرا است . در واقع در اين روش با عبور پلاسما از ميان تورچ و خوردن آن به ماده شكلی از انرژي از يك چشمه انرژی به ماده انتقال پيدا می كند و ماده بريده می شود .

پروسه برش پلاسما بر خلاف پروسه برش هوا گاز بيشتر بر گرمای زياد براي ذوب و سرعت بالای گاز تكيه دارد نه بر اكسيد شدن ماده . به اين ترتيب از اين روش مي توان هم براي فلزات آهنی و هم برای فلزات غير آهنی مانند جوشکاری آلومينيوم استفاده كرد .

با اين روش ديگر مشكل اكسيد مقاوم بعضي از فلزات وجود ندارد . فرآيند جوشكاری پلاسما به صورت اتوماتيك و دستی قابل دسترس است . اين روش در عمليات مختلف اعم از جوشكاری در حجم های بالا ( مثل ورق های فولادی ) تا جوشكاری دقيق مثل ابزارهای جراحی استفاده مي شود .

۲) فرایند جـوشـکــاری حالت جامد

جوشـــکاری حالت جامد ، گروهی از فرآیندهای جوشـکـاری هستند که در آنها، پیوستگی مواد در دماهایی زیر نقطه ذوبشان رخ می‌دهد. ‌این پیوستگی بدون ذوب فلز پایه اتفاق می‌افتد. ‌در این فرآیندها از هیچ ماده پرکننده لحیمی استفاده نمی‌شود. ممکن است در این فرآیندها فشار استفاده شود یا نشود.‌ در این روش‌‌، فلزات اتصال، خواص اولیه خود را حفظ می‌کنند. ‌مشکلات ناشی از ناحیه متاثر از حرارت ‌در این فرآیندها دیده نمی‌شود. در جوشکاری مواد غیر هم جنس، اختلاف ضریب انبساط حرارتی و هدایت گرمایی مواد از اهمیت بسیار کمتری‌ برخوردار است.

روش‌های جوشــکــاری حالت جامد

این گروه شامل جوشــــکاری سرد، جوشکاری نفوذی، جوشکاری اصطکاکی، جوشکاری پتکه‌ای، جوشکاری انفجاری، جوشکاری فشاری داغ، جوشکاری نوردی، و جوشکاری فراصوتی است.‌

روش‌هایی که بیشتر متداول هستند شامل موارد زیر است.

  • جوشــــکـاری اصطکاکی Friction welding
  • جوشـــــکـاری آهنگری یا پتکه‌ای Forge welding
  • جوشـــــکـاری با امواج صوتی Ultrasonic welding

 

 

۲-۱) جوشکاری اصطکاکی

جوشکــاری اصطکاکی یک نوع از جوشکــاری حالت جامد است که با تولید گرما از طریق اصطکاک مکانیکی موجب ایجاد جوش بین دو قطعه میشود .

در واقعیت ، یک سطح صاف قطعه از بسیاری از قلل و فرج میکروسکپی تشکیل شده است ، و وقتی که دو سطح روی هم کشیده میشود اصطحکاک بین آنها ایجاد گرما میکند و این گرما سبب خمیری شکل شدن ناحیه اتصال میگردد و پیوند بین دو قطعه اتفاق میافتد .

جـوشـکــاری اصطکاکی ، ۴ نوع دارد که مکانیزیم آنها مشابه یکدیگر است .

۱) جوشکاری اصطکاکی اغتشاشی (FSW)

۲) جوشکــاری اصطحکاکی نقطه ایی (FSSW)

۳) جوشکــاری اصطکاکی خطی (LFW)

۴) جوشکــاری اصطکاکی دوار (RFW)

در مقاله ایی جدا به تفکیک این روش ها خواهیم پرداخت .

 

۲-۲) جوشکاری فورج

جوشکــاری فورج (FOW) که مخفف کلمه انگلیسی Forge Welding است ، یک فرایند جوشکاری حالت جامد است که با گرم کردن قطعات در دمای بالا ، دو قطعه فلز را به در کنار هم قرار میگیرند و سپس با  چکش کاری پیوند بین آنها برقرار میشود . ، این فرایند یکی از ساده ترین روش های اتصال فلزات است و از زمان های بسیار قدیم مورد استفاده قرار گرفته است . جـوشـکـاری فورج میتواند اکثر فلزات مختلف هم جنس را به یکدیگر متصل کند . امروزه با به وجود آمدن روش های نوین تر جـوشـکــاری ، جـوشـکـاری فورج ، به دید یک نوع فرآیند جـوشـکـاری در نظر گرفته نمیشود اما به عنوان یک روش ساخت و تولید بسیار مورد توجه است .

۲-۳) جوشکاری اولتراسونیک

جوشکاری اولتراسونیک یک فرآیند جـوشـکـاری حالت جامد است ، که به کمک ارتعاشات صوتی فراصوت با فرکانس بالا ، اتصال بین دو قطعه ایجاد میشود با استفاده از جوش اولتراسونیک میتوان قطعات پلیمری و فلزی هم جنس و غیر هم جنس { با احتیاط چون این حرف زده میشود چون باید دو ماده مشابه یکدیگر باشند }  به هم متصل کرد ، کاربرد جوشکاری اولتراسونیک ، در جوش پلاستیک بیشتر و شناخته تر از جوش فلزات میباشد .
مکانیزیم جوشکاری اولتراسونیک ، حرکت مکانیکی با فرکانس بالا ، همراه با نیروی اعمال شده ، است که باعث ایجاد گرمای اصطکاک در سطوح جفت کننده قطعات  (ناحیه مشترک)  می شود ، در نتیجه فصل مشترک قطعات ذوب شده و پیوند مولکولی بین قطعات ایجاد می کنند.

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *

2 × سه =