انواع روشهای جوشکاری؛ راهنمای کامل آشنایی با فرآیندهای جوشکاری در صنعت
جوشکاری یکی از مهمترین فرآیندهای اتصال دائمی قطعات فلزی و حتی برخی مواد غیرفلزی است که امروزه در صنایع ساختمان، نفت و گاز، خودروسازی، نیروگاهها، صنایع دریایی، خطوط انتقال برق، تجهیزات صنعتی و ساخت ماشینآلات کاربرد گستردهای دارد. بدون استفاده از روشهای مختلف جوشکاری، تولید بسیاری از تجهیزات صنعتی و سازههای فلزی امکانپذیر نخواهد بود.
در این مقاله با انواع روشهای جوشکاری، مزایا، معایب، کاربردها و نکات مهم انتخاب هر روش آشنا میشویم.
جوشکاری چیست؟
جوشکاری (Welding) فرآیندی است که طی آن دو یا چند قطعه با استفاده از حرارت، فشار یا ترکیبی از هر دو به یکدیگر متصل میشوند. پس از سرد شدن محل اتصال، قطعات به صورت دائمی به هم متصل شده و استحکام بسیار بالایی پیدا میکنند.
در بسیاری از روشهای جوشکاری از فلز پرکننده (فیلر) نیز استفاده میشود تا اتصال قویتر و یکنواختتری ایجاد شود.
مزایای جوشکاری نسبت به اتصال پیچ و مهره عبارتاند از:
- استحکام بسیار بالا
- کاهش وزن سازه
- حذف قطعات اضافی
- مقاومت بهتر در برابر لرزش
- آببندی مناسب
- افزایش سرعت تولید
تفاوت جوشکاری و لحیمکاری
گاهی این دو فرآیند با یکدیگر اشتباه گرفته میشوند اما تفاوتهای مهمی دارند.
| جوشکاری | لحیمکاری |
|---|---|
| فلز پایه ذوب میشود | فلز پایه ذوب نمیشود |
| استحکام بسیار زیاد | استحکام کمتر |
| مناسب سازههای صنعتی | مناسب مدارهای الکترونیکی |
| دمای بالا | دمای پایینتر |
انواع روشهای جوشکاری
به طور کلی روشهای جوشکاری به دو گروه اصلی تقسیم میشوند:
- جوشکاری ذوبی (Fusion Welding)
- جوشکاری غیرذوبی یا حالت جامد (Solid State Welding)
جوشکاری ذوبی (Fusion Welding)
در این روش، لبههای قطعات توسط حرارت ذوب شده و پس از سرد شدن به یکدیگر متصل میشوند. معمولاً در این روش از فلز پرکننده نیز استفاده میشود.
۱. جوشکاری قوسی (Arc Welding)
جوشکاری قوسی رایجترین روش جوشکاری در جهان است. در این فرآیند یک قوس الکتریکی بین الکترود و قطعه کار ایجاد شده و حرارت حاصل باعث ذوب فلز میشود.
انواع جوشکاری قوسی
- SMAW (الکترود دستی)
- MIG / MAG
- TIG
- FCAW
- SAW (زیرپودری)
مزایا
- کیفیت مناسب
- هزینه اقتصادی
- تجهیزات متنوع
- مناسب پروژههای ساختمانی
کاربردها
- اسکلت فلزی
- سولهها
- مخازن
- دکلهای برق
- خطوط لوله
- صنایع نفت و گاز
۲. جوشکاری اکسیگاز
در این روش شعله حاصل از ترکیب اکسیژن و گاز سوختنی، حرارت لازم برای ذوب فلز را ایجاد میکند.
گازهای رایج:
- استیلن
- پروپان
- هیدروژن
- گاز طبیعی
مزایا
- تجهیزات ساده
- قابل حمل
- مناسب تعمیرات
کاربرد
- لولهکشی
- تعمیرات
- ورقهای نازک
- برش فلزات
۳. جوشکاری لیزری (Laser Welding)
در این روش از پرتو لیزر با انرژی بسیار بالا برای ایجاد اتصال استفاده میشود.
مزایا
- سرعت بالا
- دقت فوقالعاده
- حداقل تغییر شکل
- کیفیت بسیار زیاد
کاربرد
- خودروسازی
- تجهیزات پزشکی
- صنایع الکترونیک
- هوافضا
۴. جوشکاری پرتو الکترونی (Electron Beam Welding)
در این روش، پرتو الکترون در محیط خلأ به قطعه برخورد کرده و انرژی جنبشی آن به حرارت تبدیل میشود.
مزایا
- نفوذ بسیار زیاد
- کیفیت عالی
- اعوجاج بسیار کم
کاربرد
- صنایع نظامی
- نیروگاهها
- هواپیماسازی
- توربینها
جوشکاری غیرذوبی (Solid State Welding)
در این روش فلز پایه ذوب نمیشود و اتصال از طریق فشار، اصطکاک یا ارتعاش ایجاد میشود.
۱. جوشکاری مقاومتی
در این فرآیند جریان الکتریکی از محل اتصال عبور کرده و به دلیل مقاومت الکتریکی، حرارت تولید میشود.
انواع
- جوش نقطهای (Spot Welding)
- جوش درزی (Seam Welding)
- جوش برجسته
کاربرد
- صنایع خودروسازی
- تولید لوازم خانگی
- ساخت بدنه فلزی
۲. جوشکاری اصطکاکی
در این روش با ایجاد اصطکاک بین دو قطعه، گرمای لازم تولید شده و سپس با اعمال فشار اتصال ایجاد میشود.
مزایا
- کیفیت بسیار بالا
- بدون نیاز به فیلر
- بدون دود و گاز
کاربرد
- صنایع ریلی
- خودروسازی
- صنایع نفت و گاز
۳. جوشکاری فراصوتی (Ultrasonic Welding)
در این روش ارتعاشات فراصوت با فرکانس بالا باعث اتصال قطعات میشوند.
کاربرد
- صنایع پزشکی
- قطعات الکترونیکی
- پلاستیک
- باتریهای لیتیومی
۴. جوشکاری انفجاری
یکی از خاصترین روشهای جوشکاری است که با استفاده از انرژی حاصل از مواد منفجره دو فلز را به یکدیگر متصل میکند.
کاربرد
- صنایع نفت
- مبدلهای حرارتی
- صفحات دو فلزی
- صنایع دریایی
انتخاب بهترین روش جوشکاری
انتخاب روش مناسب به عوامل مختلفی بستگی دارد:
- نوع فلز
- ضخامت قطعه
- استحکام مورد نیاز
- شرایط محیطی
- هزینه پروژه
- سرعت تولید
- کیفیت نهایی اتصال
نکات ایمنی در جوشکاری
برای جلوگیری از آسیبهای احتمالی رعایت موارد زیر ضروری است:
- استفاده از ماسک جوشکاری استاندارد
- دستکش نسوز
- لباس کار مقاوم
- کفش ایمنی
- تهویه مناسب محیط
- استفاده از عینک محافظ
- دور نگه داشتن مواد اشتعالزا
کاربرد جوشکاری در صنعت برق
جوشکاری در صنعت برق نقش بسیار مهمی دارد و در ساخت و تعمیر تجهیزات زیر استفاده میشود:
- دکلهای انتقال نیرو
- پایههای فلزی برق
- تابلوهای برق
- سینی کابل
- نردبان کابل
- تجهیزات پستهای برق
- سازههای نیروگاهی
- شاسی ترانسفورماتورها
جمعبندی
جوشکاری یکی از مهمترین فرآیندهای اتصال در صنایع مختلف است که با پیشرفت فناوری، روشهای متنوع و پیشرفتهای برای آن توسعه یافته است. از جوشکاری قوسی و اکسیگاز گرفته تا جوشکاری لیزری، پرتو الکترونی، مقاومتی و فراصوتی، هر روش ویژگیها و کاربردهای خاص خود را دارد. انتخاب صحیح روش جوشکاری علاوه بر افزایش کیفیت اتصال، موجب کاهش هزینههای تعمیرات، افزایش طول عمر تجهیزات و بهبود بهرهوری پروژه خواهد شد.
در صورتی که قصد خرید تجهیزات جوشکاری، دستگاههای جوش، الکترود، کابل جوش، انبر جوش، ماسک جوشکاری یا سایر تجهیزات مرتبط را دارید، میتوانید آگهی فروشندگان معتبر را در تکه کابل مشاهده کرده و مناسبترین گزینه را انتخاب کنید.
امروزه و با صنعتی شدن بیشتر خدمات استفاده از جوشکاری و جوش دادن قطعات ابزارها به هم بسیار افزایش یافته است. در قدیم بیشتر قطعات به صورت پیچ و مهره به هم متصل می شدند که با گذشت زمان ممکن بود پیچ و مهره ها فرسوده شده و دیگر نتوان آنها را از هم باز کرد، بنابراین آن قطعه نیز دیگر قابل استفاده نبود. امروزه اکثریت قطعات تولید شده در کارخانه ها چندین پارچه بوده و بسیاری از آنها به وسیله جوشکاری به هم متصل می شوند. در کارخانه ها و مراکز تولیدی به صورت کلی از انواع روشهای جوشکاری برای اتصال قطعات به هم استفاده می شود که در ادامه به بررسی آنها خواهیم پرداخت.
جوشکاری چیست؟
اگر بخواهیم تعریف جامعی از جوشکاری ارائه دهیم باید بگوییم؛ جوشکاری (welding) یک فرآیند می باشد که در طی ان دو یا چند قطعه در اثر گرما، فشار و سرد شدن به یکدیگر جوش میخورند. به صورت کلی جوشکاری به کاری گفته می شود که در مورد متصل نمودن دو قطعه فلزی یا غیر فلزی انجام شده و تمامی این مراحل با گرم کردن و ذوب دو طرف قطعه به هم متصل می شوند.
نکته بسیار مهم در این رابطه این است که فرآیند جوشکاری با لحیم کاری متفاوت است. جوشکاری بسیار سریعتر انجام می شود و بعد از جوش میزان استحکام آن بسیار بالاتر می باشد. نکته دیگر که در مورد جوشکاری باید بدان اشاره شود این است که جوشکاری تنها در خشکی انجام نمی شود بلکه ممکن است در داخل آب و یا مکانهای مرطوب نیز انجام گردد.
انواع روشهای جوشکاری
جوشکاری ذوبی
یکی از انواع روشهای جوشکاری، روش ذوبی است. منظور از جوشکاری ذوبی این است که در آن دو سر قطعاتی که می خواهیم به هم متصل نماییم به وسیله حرارت ذوب شده و و بعد از آنکه منبع حرارت از آن برداشته شد، به دلیل سرد شدن دو قطعه به هم متصل میشوند. در این نوع جوشکاری هیچ گونه فشارخارجی اعمال نمی شود بلکه برای پر کردن فاصله بین دو قطعه از فیلر استفاده می شود.
براساس نحوه جوش و انرژی به کار رفته این نوع از جوشکاری به دسته های متفاوتی تقسیم بندی می شود:
1- جوشکاری قوسی
یکی از مهمترین و پرکاربردترین روشهای جوشکاری می باشد که طی آن با استفاده از انرژی الکتریکی دمای مورد نیاز برای جوش در دو طرف ایجاد شده و دو سر قطعه به هم متصل می شوند. در این روش برای ایجاد قوس الکتریکی از یک منبع تغذیه استفاده می شود. به این نوع از جوشکاری قوس الکتریکی یا جوشکاری arc نیز گفته می شود.
انواع جوشکاری قوسی
- روش کربنی
- روش الکترود دستی روش زیر پودری
2- جوشکاری اکسی گاز
یکی دیگر از انواع جوشکار ذوبی می باشد، برای این نوع از جوشکاری از یک مشعل گاز استفاده میشود که گرمای بسیار زیادی ایجاد کرده و باعث ذوب دو طرف جوش میشود. در ادامه نیز سرد شدن قطعات اتصال مورد نیاز را فراهم می آورد. در این نوع از جوشکاری از گاز استیلن استفاده می شود. در این نوع جوشکاری از گازهای زیر نیز استفاده میشود:
- گاز پروپان
- گاز و فشار هوا
- استیلن
- اکسیژن استیلن
- اکسیژن هیدروژن
3- جوشکاری با پرتو لیزری
یکی دیگر از انواع روشهای جوشکاری ذوبی استفاده از لیزر می باشد که با ایجاد حرارت بسیار زیاد موجب اتصال دو سر شده و بعد از آن با استحکام بسیار بالایی به هم متصل می شوند. این روش بسیار پیشرفته بوده و بیشتر در مکانهایی که حجم کار بسیار زیاد بوده و از انواع ابزارهای صنعتی استفاده می شود، کاربرد دارد. بیشترین کاربرد این نوع از جوشکاری در صنعت خودروسازی، ساخت لوازم کشاورزی و غیره است.
4-جوشکاری با پرتو الکتریکی
جوشکاری EBW یا پرتو الکتریکی یکی از گرانترین و در عین حال با کیفیت ترین انواع جوشکاری می باشد که در ان با استفاده از انرژی الکتریکی گرمای مورد نیاز برای ذوب دو قطعه فراهم می شود. شیوه کار بدین صورت است که در ان الکترون با سرعت زیاد در درون فلز به جریان افتاده و همین امر موجب ایجاد گرما در آن ناحیه می شود که این موضوع باعث ایجاد اتصال محکم در آن ناحیه می شود.
این روش و میتواند هر نوع فلزی را به هم جوش بزند؛ اما مشکلی اصلی آن این است که باید در خلاء انجام شده و همین امر موجب گران شدن این نوع اتصالات می شود. از این روش بیشتر در قطعات پیشرفته مانند صنایع هواپیمایی وامور نظامی استفاده می شود.
جوشکاری غیر ذوبی
در این نوع از جوشکاری با ایجاد فشار و تغییر شکل ماده مورد نظر و ایجاد اصطکاک، دو طرف را به هم جوش می نمایند. البته این روش تنها برای فلزات نرم مانند مس و آلومینیوم کاربر دارد و با فشار زیاد می توان آنها را به هم جوش داد. در سایر موارد با ایجاد فشار بسیار زیاد دمای سطح فلز به میزان بسیار زیادی بالا رفته دو قطعه به هم جوش خواهند خورد. همانند جوشکاری ذوبی این مورد نیز به انواع متفاوتی تقسیم می شود که در ادامه به آنها خواهیم پرداخت.
1- جوشکاری مقاومتی
یکی از انواع جوشکاری غیر ذوبی می باشد که در آن با اعمال فشار و همچنین استفاده از انرژی الکتریکی فلزات مورد نظر به هم متصل می شود. در این روش از موارد زیر نیز استفاده می شود.
نقطهای درز جوش
2- جوشکاری انفجاری
یکی دیگر از انواع جوشکاری غیر ذوبی می باشد که در طی آن با استفاده از ماده منفجره و به صورت دورانی دو قصد داریم آنها به یگدیکر جوش بدهیم در مقابل هم قرار میگیرند و با استفاده از انرژی ایجاد شده از ماده منفجره حرارت لازم برای اتصال آنها به هم ایجاد می شود.
3-جوشکاری فراصوتی
در این روش از انواع ارتعاشات فراصوتی استفاده می شود، بدین صورت که طی آن با تاباندن ارتعاشات فراصوتی و ایجاد حرارت در قطعه مورد نظر و ایجاد فشار بر آنها دوسر قطعه به هم متصل شده و جوش حاصل می گردد.
777 بازدید
الهه زینالی
