مقالات
در حال خواندن
آشنایی با فرایند جوشکاری ( Welding)
0

آشنایی با فرایند جوشکاری ( Welding)

توسط میثم نجفی ارشادی۲۸ اسفند, ۱۳۹۵

جوشکاری یکی از روش های تولید و از نوع اتصال دائمی متالوژیکی می باشد که  به روش ذوبی یا غیر ذوبی، با به کارگیری یا بدون بکارگیری فشار، با استفاده یا بدون استفاده از ماده پرکننده انجام می گیرد. درحالت کلی حذف فاصله بین اتم های دو قطعه در محل تماس به منظور ایجاد جاذبه بین اتم های آنها را جوشکاری می گویند.

معمولاً برای ساخت سازه های صنعتی از اتصال قطعات به یکدیگر استفاده می کنند. از دیدگاه مهندسی فرآیند های اتصال را می توان به سه دسته زیر تقسیم کرد:

۱- اتصال مکانیکی : مانند پیچ و مهره ،پین ،پرچ و ……

۲- اتصال شیمیایی : انواع چسب های شیمیایی

۳- اتصال متالوژیکی : انواع فرآیند های جوشکاری و لحیم کاری

و در تقسیم بندی دیگر می توان به سه دسته ی اتصال های موقت ، نیمه موقت و دائمی تقسیم بندی کرد.

فرآیندهای جوشکاری به دو دسته اصلی تقسیم می‌شود :

۱- فرآیندهای جوشکاری ذوبی                                         ۲- فرآیندهای جوشکاری غیر ذوبی

جوشکاری ذوبی   (Fusion Welding)

هر فرآیند جوشکاری که از ذوب ‌کردن فلز پایه به منظور ایجاد جوش استفاده کند جوشکاری ذوبی گفته می شود . در فرآیندهای جوشکاری ذوبی لبه های دو قطعه ذوب می شوند و با مذاب حاصل از الکترود یا فلز پرکننده درز، مخلوط شده و پس از انجماد موجب اتصال دو قطعه می گردد.

انواع فرآیند های جوشکاری ذوبی

الف) جوشکاری با قوس الکتریکی (Electric Arc Welding)

یکی از متداول ترین روش های اتصال قطعات می باشد که برای ایجاد گرمای لازم برای ذوب فلزات از برق( ACیاDC ) استفاده می شود . در این نوع از جوشکاری با استفاده از یک منبع تغذیه بین الکترود و فلز پایه، قوس الکتریکی ( تخلیه بار الکتریکی در یک کانال یونیزه شده بین دو قطب مثبت و منفی دارای اختلاف پتانسیل ) ایجاد می شود که این قوس به عنوان منبع حرارتی در جوشکاری عمل می کند.

الکترود های مورد استفاده در این فرآیند به دو دسته تقسیم می شوند: الکترود های مصرفی که خود به همراه قطعه کار ذوب و مصرف می شوند و الکترود های غیر مصرفی که به هنگام برقراری قوس الکتریکی خود الکترود ذوب نمی شود ولی قطعه کار و ماده ی پر کننده ذوب و مصرف می شوند.

فرآیند های جوشکاری قوس الکتریکی ممکن است دستی ، نیمه اتوماتیک و یا به طور کاملاً خودکار صورت پذیرد که شامل روش های زیر می باشد.جوشکاری با

  • الکترود دستی پوشش‌دار (SMAW)
  • جوشکاری زیرپودری  (SAW)
  • جوشکاری تو پودری (FCAW)
  •  جوشکاری کربنی (CAW)
  •  جوشکاری با گاز محافظ  (GMAW) یا (MIG/MAG)
  •  جوشکاری با گاز محافظ و الکترود تنگستنی  (GTAW) یا  (TIG)
  •  جوشکاری پلاسما (PAW)
جوشکاری قوس الکتریکی با الکترود دستی پوشش دار

جوشکاری قوس الکتریکی با الکترود دستی پوشش دار

ب) جوشکاری اکسی گاز (OFW)

در این فرآیند گرمای لازم برای ذوب کردن فلز پایه و الکترود از واکنش شیمیایی سوخت گازی با اکسیژن فراهم می شود به این فرآیند در صورت استفاده از گاز استیلن به عنوان سوخت ،جوشکاری اکسی استیلن گفته می شود.

جوشکاری اکسی استیلن فرآیندی است که از انرژی حرارتی ناشی از سوختن یک گاز سوختنی مثل استیلن برای ذوب کردن درز اتصال و سیم جوش فلزی بدون روپوش استفاده می شود. تجهیزات جوشکاری اکسی استیلن عبارتند از: کپسول اکسیژن، کپسول استیلن، مشعل جوشکاری، رگلاتور، شیلنگ و اتصالات مربوط به آن . درکپسول ها گاز اکسیژن و استیلن به صورت فشرده وجود دارد. فشار گازها توسط رگلاتورها کاهش یافته و تنظیم می شود و از طریق دو شیلنگ لاستیکی به طرف مشعل هدایت می شوند.علاوه بر سه راهی و رگلاتور، شیر یک طرفه نیز در مسیرگازها نصب می شود تا مانع از برگشت گاز و شعله به طرف کپسول شود. همچنین  روی دسته مشعل جوشکاری یا برشکاری اکسی استیلن شیرهای کنترل جریان گاز وجود دارد که مقدار جریان گاز خروجی به طرف سرمشعل را کنترل می کنند. مشعل های جوشکاری و برشکاری حرارتی دارای محفظه ای به منظور مخلوط شدن گازها می باشند سرمشعل نیز همگرا است که باعث تمرکز شعله و گرما در سطح کوچکی از محل درز اتصال دو قطعه می شود. این موضوع سبب میشود تا سریعتر به درجه حرارت ذوب برسیم.

تجهیزات جوشکاری اکسی استیلن

تجهیزات جوشکاری اکسی استیلن

ج) جوشکاری لیزر (LBW)

در این روش از پرتوی لیزر برای جوشکاری استفاده می‌شود. گرمای لازم برای انجام جوشکاری لیزری توسط یک باریکه از پرتو های تک رنگ لیزر فراهم می شود.

جوشکاری لیزر (LBW)

جوشکاری لیزر (LBW)

د) جوشکاری الکترونی (EBW)

در این فرآیند انرژی لازم برای ذوب لبه های قطعه کار از برخورد یک باریکه الکترونی به محل اتصال تامین می شود.

 جوشکاری الکترونی (EBW)

جوشکاری الکترونی (EBW)

جوشکاری غیر ذوبی (Non-Fusion Welding)

در فرآیندهای جوشکاری غیرذوبی لبه های دو قطعه در تماس با هم ذوب نمی شود، بلکه به طورمعمول نیروی فشار مکانیکی سبب حذف فاصله اتم ها در محل تماس و اتصال آنها می گردد.

انواع فرآیند های جوشکاری غیر ذوبی

الف) جوشکاری مقاومتی(RW)

در این فرآیند، اتصال دو سطح در اثر حرارت ناشی از اعمال جریان الکتریکی و فشار مکانیکی به صورت هم زمان ایجاد می شود. بالا بودن مقاومت الکتریکی و عبور جریان الکتریسیته در محل تماس دو سطح باعث گرم شدن و خمیدگی گردیدن محل تماس دو ورق می شود. سپس فشار لازم نیز از طریق الکترود ها به محل اتصال وارد می شود و فصل مشترک که در اثر عبور جریان برق با آمپر زیاد خمیری شده را در هم ادغام می کند . فرآیند جوشکاری مقاومتی به روش های مختلفی صورت می گیرد که جوشکاری نقطه ای متداول ترین آن است. اجرای جوشکاری مقاومتی از سرعت بالایی برخورداراست و در این فرآیند از ماده مصرفی مثل سیم جوش یا الکترود مصرفی استفاده نمی شود.  لازم به ذکر است جوشکاری قطعات بسیار ضخیم و موادی که قابلیت هدایت الکتریکی و حرارتی بالایی دارند مثل مس و آلومینیوم با این فرآیند مشکل تر است. فرآیند جوشکاری مقاومتی در صنایع خودروسازی،کابینت سازی و لوازم خانگی کاربرد وسیعی دارد.

ب) جوشکاری اصطکاکی(FW)      

در این فرآیند یکی از دو قطعه که با سرعت درحال دوران است به ‌قطعه دوم که ثابت نگه داشته‌شده تماس داده می‌شود. در اثر اصطکاک بین دو قطعه و تولید حرارت، محل تماس دو قطعه ذوب‌شده و لبه‌های تحت فشار با حرارت در همدیگر له می‌شوند.

ج) جوشکاری انفجاری(EXW)

در فرآیند جوشکاری انفجاری یک ماده منفجره روی یک یا دو قطعه گذاشته می شود و با انفجار آن نیروی فشار لازم برای جوشکاری فراهم می شود. این روش کاربرد گسترده ای در جوشکاری فلز های نامتجانس و فرآیند جوشکاری زیر آب دارد.

د) جوشکاری فرا صوتی(UW)

در این فرآیند با تبدیل انرژی الکتریکی به انرژی لرزانشی با بسامد بالا و تمرکز ساختن آن روی قطعه هایی که به هم فشرده شده اند ، اتصال صورت می گیرد و بی آنکه فلز پایه ذوب شود یک پیوند مستحکم متالوژیکی برقرار می گردد.

ه) جوشکاری نورد(FOW)

عمل اتصال در فرآیند جوشکاری نورد (آهنگری) با گرم کردن قطعه تا دمای مورد نظر و سپس با اعمال فشار از طریق وارد کردن ضربه های مناسب با هدف تغییر شکل پلاستیک ، به انجام می رسد.

نویسنده : وحید بهنود – دانشجوی مهندسی مکانیک

 

 

واکنش شما چیست؟
I like it
100%
interested
0%
Hate it
0%
What
0%
درباره نویسنده
میثم نجفی ارشادی
دانشجوی مهندسی مکانیک

پاسخ بدهید