انواع روش های استفاده از مواد مصرفی جوش

جوشکاری یکی از فرآیندهای بسیار پر کاربرد اتصالات دائمی قطعات و سازه‌ها در صنایع مختلف است. از انواع روش های استفاده از مواد مصرفی جوش مانند جوشکاری ترمیت، جوشکاری زیرآب، جوشکاری آلتراسونیک، جوشکاری لیزر، گاز و … اشاره کرد.

مکانیسم جوشکاری

جوشکاری یکی از بهترین ترفندها برای اتصال دائم قطعات تفکیک شده است که موجب می شود این قطعات به صورت دائم بدون هیچگونه مشکلی در کنار یکدیگر قرار گیرند؛ این فرایند با دقت و عملکرد بالا انجام می شود به همین خاطر کوچکترین عیب و ایرادی بر روی سازه نمی ماند چرا که امروزه جوشکاری دچار تحولاتی شده که در نتیجه منجر به سهولت انجام کار می شود.

اگر به دنبال راهی هستید تا قطعات کوچک و بزرگ را به صورت دائمی به یکدیگر متصل کنید (بدون در نظر گرفتن محیط خشکی یا آبی) باید به سمت جوشکاری بروید زیرا تنها در صورتی می توانید شاهد باکیفیت ترین و پایدارترین اتصالات باشید که از جوشکاری استفاده کنید؛ فراموش نکنید که جوشکاری در محیط های آبی هم انجام می شود و محدودیتی از این لحاظ ندارد.

مکانیسم و سازوکار جوشکاری با گرم و ذوب کردن مواد صورت می گیرد اما همین گرم و ذوب کردن انواع مختلفی دارد که در ادامه با روش های مختلف جوشکاری و مزایای هر یک آشنا می شوید.

انواع روش‌های جوشکاری

•  جوشکاری با قوس الکتریکی
• جوشکاری با شعله یا گاز
• جوشکاری با لیزر
• جوشکاری با پرتو الکترونی
• جوشکاری اصطکاکی
• جوشکاری انفجاری
• جوشکاری فرا صوتی
• جوشکاری مقاومتی
• جوشکاری داخل آب

جوشكاری قوسي arc welding

در این روش جوش، منبع حرارتی برای ذوب کردن بواسطه قوس الکتریکی که بین دو قطعه و کار و الکترود یا مابین دو الکترود برقرار می شود تأمین می گردد. این امر باعث ایجاد درجه حرارتی بالاتر از 7000 درجه فرانهایت می‌شود. منبع انرژی جریان مستقیم برق DC یا متناوب AC است. اگر قطعه کار به قطب مثبت متصل شده باشد و الکترود به قطب منفی، در آن صورت دارای پلاریته مستقیم است (Straight polarity). زمانی که الکترود به قطب مثبت و قطعه کار به قطب منفی وصل شود، در آن صورت پلاریته معکوس است. (Reversed Pplarity)

جنس الکترود استفاده شده در این روش، از فلز است که در اثر اعمال حرارت قوس الکتریکی ذوب می گردد. پس الکترود ماده مصرفی بوده و کار فیلتر را انجام می دهد تا در اثر ذوب شدن سوراخ شکاف محل اتصال را پر کند. با ذوب شدن الکترود طول مسیر قوس تغییر کرده و در نتیجه مقاومت الکتریکی تغییر خواهد کرد.

جوشکاری قوس با الکترود روپوش‌دار shielded metal-arc welding

در واقع با پیدا شدن این نوع الکترود و بهبود در آن، این جوشکاری را به طوری در صنایع مختلف میتوان به کار برد که روی آن به وسیله مواد شیمیایی پوشش داده شده است. این نوع الکترودها دارای مفتول فلزی با قطر های متفاوت حدود 61/ 61 تا 8 / 3 تغییر می‌یابد.

مزایای استفاده از الکترود روپوش دار به شرح زیر است:

• در طول عمل جوشکاری اتمسفر محل ذوب را محافظت میکند.
• سبب پایداری قوس الکتریکی می شود.
• عمل فلاکس را انجام می دهد (Flux) و ناخالصی های موجود در مذاب جوش را جمع آوری می‌کند.
• مجموع ناخالصی‌ها در سر باره جمع و منجمد می‌گردد که این امر سبب می‌شود حوضچه مذاب به آهستگی خنک شود و در عین حال از اکسیداسیون این محل نیز جلوگیری شود.
• از پاشیده شدن و پخش شدن مذاب جلوگیری میکند و ته نشین شدن Deposition را بهبود می بخشد.
• عناصر آلیاژی را اضافه میکند .نفوذ (penetration) قوس جوشکاری را مؤثرتر می کند.

الکترودها بر اساس انواع روپوش دسته‌بندی می‌شوند و بوسیله 4 یا 5 عدد نشان داده می‌شوند. برای مثال الکترود E7016. این الکترود مشخص کننده الکترود فولادی کربن است که دارای استحکام کششی حداقل 7000 PSI در محل جوش خواهد بود؛ به شرط آنکه تنش حبس شده وجود نداشته باشد.

جوشکاری با گاز یا شعله

جوشکاری با گاز شعله یکی از اولین روش‌های جوشکاری معمول در قطعات آلومینیومی بوده و هنوز هم در کارگاه‌های کوچک، صنایع ظروف آشپزخانه، دکوراسیون و تعمیرات بکار برده می‌شود. در این روش فلاکس یا روانساز یا تنه کار برای برطرف کردن لایه اکسیدی بکار میرود.

مزایا و محدودیت‌های جوشکاری با گاز

مزایا: سادگی فرایند و ارزانی و قابل حمل و نقل بودن وسایل

محدودیت‌ها: باقی ماندن روانساز لابلای درزها و تسریع خوردگی، سرعت کم و ..
منطقه H.A.Z وسیع است .

.قطعات بالاتر از 2.5میلی متر را به علت عدم تمرکز شعله و افت حرارت با این روش جوش نمیدهند.

چگونگی تامین حرارت در این فرایند

حرارت لازم در این روش از واکنش شیمیایی گاز با اکسیژن بوجود می آید. حرارت توسط جابجایی و تشعشع به کار منتقل می شود. قدرت جابجایی به فشار گاز و قدرت تشعشع به توان چهارم درجه حرارت شعله بستگی دارد. لذا تغییر کمی در درجه حرارت شعله می‌تواند میزان حرارت تشعشعی و شدت آنرا
به مقدار زیادی تغییر دهد. درجه حرارت شعله به حرارت ناشی از احتراق و حجم اکسیژن لازم برای احتراق و گرمای ویژه و حجم محصول احتراق (گازهای تولید شده) بستگی دارد. اگر از هوا برای احتراق استفاده شود، مقدار ازتی که وارد واکنش سوختن نمی شود، قسمتی از حرارت احتراق را جذب کرده و باعث کاهش درجه حرارت شعله می‌شود. بنابراین تنظیم کامل گاز سوخت و اکسیژن، لازمه ایجاد شعله با درجه حرارت بالا است. گازهای سوختنی نظیر استیلن یا پروپان یا هیدروژن و گاز طبیعی نیز در این روش قابل استفاده است که مقدار حرارت احتراق و در نتیجه درجه حرارت شعله در آنها نیز متفاوت خواهد بود.
در عین حال معمولترین گاز سوختنی گاز استیلن است. تجهیزات و وسایل اولیه این روش شامل سیلندر گاز اکسیژن، سیلندر گاز استیلن یا مولد گاز استیلن، رگولاتور تنظیم فشار برای گاز، لوله لاستیکی انتقال دهنده گاز به مشعل و مشعل جوشکاری است.
استیلن با فرمول C2H2 و بوی بد در فشار بالا ناپایدار و قابل انفجار است و نگهداری و حمل و نقل آن نیاز به رعایت و مراقبت بالا دارد. فشار گاز در سیلندر حدود psi 2200 است و رگولاتورها این فشار را تا زیر psi 15 پایین می آورند و به سمت مشعل هدایت می شود. (در فشارهای بالا ایمنی کافی وجود ندارد). توجه به این نکته نیز ضروری است که اگر بیش از 5 مترمکعب در ساعت از استیلن استفاده شود، از سیلندر استن بیرون خواهد زد که خطرناک است. بعضی اوقات از مولدهای استیلن برای تولید گاز استفاده می‌شود. بر اساس ترکیب سنگ کاربید با آب گاز استیلن تولید می‌شود. CaC2 + 2 H2O = C2H2 + Ca(OH)2
روش تولید گاز با سنگ کاربید به دو نوع کلی تقسیم می‌شود:
1- روشی که آب بر روی کاربید ریخته میشود.
2- روشی که کاربید با سطح آب تماس حاصل میکند و با کم و زیاد شدن فشار گاز سطح آب در مخزن تغییر می‌کند.

رگولاتورها (تنظیم کننده‌های فشار) هم دارای انواع گوناگونی هستند و برای فشارهای مختلف ورودی و خروجی مختلف طراحی شده‌اند. رگولاتورها دارای دو فشارسنج هستند که یکی فشار داخل مخزن و دیگری فشار گاز خروجی را نشان میدهد. رگولاتورها در دو نوع کلی یک مرحله‌ای و دو مرحله‌ای تقسیم میشوند که این تقسیم بندی همان مکانیزم تقلیل فشار است. ذکر جزییات دقیق رگولاتورها در اینجا میسر نیست؛ اما اطلاع از فرایند تنظیم فشار برای هر مهندسی لازم است.

کار مشعل، آوردن حجم مناسبی از گاز سوختنی و اکسیژن، سپس مخلوط کردن و هدایتشان به سوی نازل است تا شعله مورد نظر را ایجاد کند.

اجزا مشعل

الف-شیرهای تنظیم گاز سوختنی و اکسیژن
ب-دسته مشعل
ج-لوله اختلاط
د-نازل
قابل ذکر است که طرح‌های مختلفی در قسمت ورودی گاز به لوله اختلاط مشعل وجود دارد تا ماکزیمم حرکت اغتشاشی به مخلوط گازها داده شود و سپس حرکت گاز در ادامه مسیر در ادامه مشعل کندتر شده تا شعله‌ای آرام بوجود آید.

جوشکاری با لیزر

به طور عمده از دو نوع لیزر در جوشکاری و برشکاری استفاده می شود : لیزرهای جامد مثل Ruby و ND:YAG و لیزرهای گاز مثل لیزر CO2. در زیر اصول کار لیزر Ruby که از آن بیشتر در جوشکاری استفاده می شود توضیح داده می‌شود.

اصول کار لیزر Ruby

این سیستم لیزر از یک کریستال استوانه ای شکل تشکیل شده است. Ruby یک نوع اکسید آلومینیوم است که ذرات کرم در آن پخش شده اند. دو سر آن کاملا صیقلی و آینه‌ای شده و در یک سر آن یک سوراخ ریز برای خروج اشعه لیزر وجود دارد . در اطراف این کریستال، لامپ گزنون قرار دارد که این لامپ برای کار در سرعت حدود 1000 فلاش در ثانیه طراحی شده است. لامپ گزنون با استفاده از یک خازن که حدود 1000 بار در ثانیه شارژ و تخلیه شده فلاش می‌زند و هنگامی که کریستال Ruby تحت تاثیر این فلاش‌ها قرار بگیرد، اتمهای کرم داخل شبکه کریستالی تحریک شده و در اثر این تحریک امواج نور از خود ساطع می‌کنند. با باز تابش این اشعه ها در سطوح صیقلی و تقویت آنها، اشعه لیزر شکل می‌گیرد . اشعه لیزر شکل گرفته از سوراخ ریز خارج شده و سپس به وسیله یک عدسی بر روی قطعه کار متمرکز شده که بر اثر برخورد انرژی بسیار زیادی در سطح کوچکی آزاد می‌کند که باعث ذوب و بخار شدن قطعه و انجام عمل ذوب می‌شود .

محدودیت لیزر Ruby پیوسته نبودن اشعه آن است؛ در حالیکه انرژی خروجی آن بیشتر از لیزرهای گاز مانند لیزر CO2 است که در آنها اشعه حاصله پیوسته است. از لیزر CO2 بیشتر به منظور برش و از لیزر ND:YAG بیشتر برای جوشکاری آلومینیوم استفاده می‌شود. از آنجا که در این روش مقدار زیادی از انرژی مصرف شده به گرما تبدیل می شود، این سیستم باید به یک سیستم خنک کننده مجهز باشد.

در جوشکاری لیزر دو روش عمده برای جوشکاری وجود دارد : یکی حرکت دادن سریع قطعه زیر اشعه است تا یک جوش پیوسته شکل بگیرد و دیگری جوش دادن با چند سری پرتاب اشعه است. روش دوم روش مرسوم‌تری بوده و بیشتر مورد توجه قرار دارد.  در جوشکاری لیزر تمامی عملیات ذوب و انجماد در چند میکروثانیه انجام می گیرد و به خاطر کوتاه بودن این زمان هیچ واکنشی بین فلز مذاب و اتمسفر انجام نمی‌شود و از این رو گاز محافظ لازم ندارد.

طراحی اتصال در جوشکاری لیزر

بهترین طرح اتصال برای این نوع جوشکاری طرح اتصال لب به لب می‌باشد و با توجه به محدودیت ضخامت در آن، می‌توان از طرح اتصال‌های T یا اتصال گوشه نیز استفاده کرد.

جوشکاری با پرتو الکتروني

فرآیند جوشکاری با پرتو الکترونی یک فرآیند اتصال ذوبی است که در طی آن قطعه کار توسط جریانی متراکم از الکترون های دارای سرعت بالا بمباران شده و کل انرژی جنبشی الکترون ها، در اثر برخورد با قطعه کار به حرارت تبدیل می‌شود. این حرارت موجب ذوب لبه‌های قطعات و اتصال دو قطعه پس از انجماد می‌شود. این جوشکاری معمولا در یک محفظه خلا با استفاده از یک سیستم تولید و تمرکز پرتو الکترونی انجام می‌شود. مهمترین صنایعی که از این فرآیند استفاده میکنند عبارتند از صنایع هوافضا، صنایع هسته‌ای، صنایع الکترونیک و پزشکی، صنایع خودروسازی و جوشکاری پلاسما. در این صنایع به تناسب کاربرد دستی و اتوماتیک، پلاسما پیشنهادات سودمند زیادی در تولید در مقیاس کوچک و دقت جوش، حجم زیاد فلز و در مجموع تجهیزات دارد. از سال 1964 که مقدمه ای برای صنعت جوشکاری بود، جوشکاری پلاسما براساس مزایای اصلی، کنترل و دقت با تولید جوشهایی با کیفیت بالا با استفاده از الکترودهای بادوام در کارهایی با حجم زیاد توسعه یافت. اکنون از پلاسما برای جوشکاری هر چیزی استفاده می‌شود از وسایل جراحی و آشپزخانه از طریق صنایع غذایی گرفته تا تعمیر پره‌های موتور جت.

درواقع پلاسما گازی است که در دمای خیلی زیاد، گرم و یونیزه می‌شود. به طوری که هادی جریان الکتریکی می‌شود. فرایند جوشکاری قوسی پلاسما شبیه GTAW (جوشکاری با الکترود تنگستنی به همراه گاز محافظ) است که  ازپلاسما برای انتقال جریان الکتریکی لازم برای ایجاد قوس به قطعه کار استفاده می‌شود. قطعه کار بر اثر گرمای شدید قوس، گداخته و ذوب می‌شود. انواع فلزاتی که می‌توانند توسط پلاسما جوش داده شوند عبارتند از : فولاد ضد زنگ فلزات دیرگداز و دیگر فولادها: تیتانیم، تانتالیم ،مس، برنج ،طلا، نقره، الیاژی از آهن و نیکل و کبالت (kovar) و Inconel , و zircall قوس جوشکاری TIG / GTAW) ) چپ و
(پلاسما ) راست در مشعل جوشکاری پلاسما الکترود تنگستنی در یک نازل مسی که در نوک آن دریچه‌ی کوچکی وجود دارد قرار می‌گیرد .شعله قوس ابتدا میان مشعل الکترود و نوک نازل بوجود می‌آید و سپس قوس ایجاد شده به قطعه
کار منتقل می‌شود. گاز پلاسما و قوس در یک مسیر با یک منفذ محدود شده با هم برخورد می‌کنند و مشعل یک گرمای فشرده و متمرکز با دمای بالا به قسمت کوچکی اعمال می‌کند. با این فرایند تجهیزات جوش پلاسما کارایی بالایی دارد که قادر است جوش‌هایی با کیفیت خیلی خوب تولید کند. در جوشکاری موادی که  گرم می‌شوند تمایل به خروج گاز دارند و الکترودهایی که محافظت می‌شوند، کمتر در معرض آلودگی و فساد قرار می‌گیرند .

 تجهیزات اضافی لازم برای جوشکاری پلاسما شامل موارد زیر هستند:

منبع قدرت، consol پلاسما (درونی یا بیرونی)، دستگاه گردش آب (درونی یا بیرونی)، مجموعه مشعل فرعی جوش پلاسما نوک‌ها، سرامیک‌ها، گیره و دستگاه اندازه گیری نصب الکترود. شروع و انتقال قوس پلاسما آرام، پیوسته و یکنواخت است که این امر برای جوش صفحات نازک و سیم‌های باریک و اجزای کوچک مناسب است. شکل و طول قوس و توزیع حرارت پلاسما، فاصله بحرانی گریز جوش را نسبت به حالت GTAW کمتر می‌کند. تقریباً در تمام کاربردها به کنترل اتوماتیک ولتاژ (AVC) نیازی نیست. پایداری بالای قوس در طی جوشکاری از وزش و انحراف قوس می‌کاهد و اپراتور را قادر می‌سازد از وسایل شروع کننده قوس در نزدیکی و مجاورت محل اتصال جوش برای نفوذ بهتر حرارت استفاده نماید. چگالی انرژی قوس در پلاسما در حدود 3 برابر انرژی قوس GTAW است که از شکستگی و تغییر شکل جوش و از H .A .Z می‌کاهد که این امر باعث ریزدانه شدن جوش و افزایش سرعت جوشکاری می‌شود. (این جوش در
کمتراز 7,775 ثانیه کامل می‌شود) جریان اولیه کمتر از 6 آمپر می‌تواند دقت جوشکاری اجزای کوچک و کنترل بهتر جوش را در جوشکاری لبه ای شیب دار را در برداشته باشد. هنگام شروع قوس منبع قدرت پلاسما، کمترین صدا را تولید می‌کند و پلاسما می‌تواند از تجهیزات کنترل عددی (NC) بدون دخالت الکتریکی استفاده کند. این امر همچنین در درزگیری با جوش اجزای الکترونیکی بر خلاف فرایند GTAW که با دخالت الکتریکی ممکن است آسیب‌هایی به اجزای حساس الکترونیکی درونی وارد کند، استفاده می‌شود. منبع پلاسما دامنه وسیعی از فرکانس برای کاربردهای پالسی در اختیار ما قرار می‌دهد که گاهی اوقات این فرکانسها به بالاتر از 67 Khz می‌رسد. جوشکاری پلاسما کاربردهای فراوان و گوناگونی دارد. بطور کلی برش و تعمیر قالب ها در صنعت با استفاده از پلاسما در حال رشد است.
منبع قدرت میکروقوس این توانایی را دارد که قوسی با جریان پایین ایجاد کند و راهی موثر برای تعمیر و شکافهای کم و جزیی و گودی‌های ناشی از استفاده نادرست و فرسودگی و تعمیر اصولی و عملیات حرارتی داشته باشد. برای جوش لبه‌های بیرونی فرایند پلاسما به استفاده از طول قوسی بلندتر و پایدار که به مهارت زیادی در کنترل حوضچه ندارد، نیاز است. در مواجه با گوشه‌های درونی شکاف‌ها، الکترود تنگستنی GTAW/TIG می‌تواند انجام فرایند جوش را بهتر کند. در جوشکاری تسمه‌ها توسط پلاسما انتقال قوس به قطعه کار با کار کردن بر روی لبه‌های اتصال بطور پیوسته صورت می‌گیرد. در کاربردهای اتوماتیک در جوشهای طویل و بلند نیازی به کنترل فاصله نیست و این فرآیند نیاز کمتری به تعمیر اجزای مشعل دارد. تیوب و لوله از نورد تیوب و بوسیله رولهای فرم دهنده مواد و جوشکاری لبه‌ای در محل جوش تولید می‌شوند. کارایی و بازده نورد تیوب به سرعت جوشکاری و مجموع زمان های صرف شده در
جوشکاری بستگی دارد. جوشکاری پلاسما ویژگی های مهم و سودمندی دارد. برای مثال میتوان افزایش سرعت جوشکاری تیوب، جوشهایی با کیفیت مناسب بخاطر پایداری و ثبات قوس و افزایش عمر نوک الکترود را نام برد.

جوشکاری اصطکاکی

در جوشکاری اصطکاکی از حرارت تولید شده توسط اصطکاک بین دو قطعه برای جوش دادن آن دو به یکدیگر استفاده می‌شود. بطور سنتی در جوشکاری اصطکاکی یک قطعه را در طی یک سطح مشترک بر روی قطعه دیگری همراه با اعمال نیروی فشاری آنقدر حرکت میدهند تا حرارت تولید شده بر اثر اصطکاک در فصل مشترک قطعه، باعث نرم شدن ماده دو قطعه در مجاورت فصل مشترک شود. در این زمان بخشی از ماده موجود در سطح مشترک دو قطعه که خاصیت مومسان (پلاستیکی) پیدا کرده، به فضای بیرون فصل مشترک رانده می‌شود. سپس حرکت نسبی دو قطعه متوقف شده و یک نیروی فشار بزرگتر اعمال می‌شود و همزمان دو قطعه شروع به سرد شدن می‌کنند. این عمل باعث جوش خوردن دو قطعه به یکدیگر میشود. کلید اصلی عملیات جوشکاری اصطکاکی این است که از آنجایی که ماده مذابی تولید نمی‌شود، جوشکاری در فاز جامد فلزات صورت گرفته است.
از مزایای جوشکاری اصطکاکی می‌توان موارد زیر را نام برد:
• گرمای اصطکاکی فقط در محل جوش خوردن قطعات تولید میشود. بنابراین مجموعه تحت جوشکاری بطور گسترده نرم نمی‌شود.
• جوش در تمامی سطح مقطع اتصال دو قطعه در یک زمان صورت می‌پذیرد.
• از این تکنیک برای جوش دادن فلزات ناهم جنس میتوان استفاده کرد.
• فرایند در چند ثانیه با قابلیت بالای تولید مجدد صورت می‌پذیرد. بنابراین برای تولید انبوه بسیار مناسب است.

جوشکاری اصطکاکی دورانی

در طی این جوشکاری یک قطعه در برابر پیشانی قطعه دیگر دوران می‌کند. بسیاری از انواع محورهای فولاد کربنی و محورهای فرعی بدین شیوه مونتاژ می‌شوند. از این فرایند برای تولید شفتهای محرک، سوپاپ موتور، محور فرمان و میل کمک فنر (suspension rod) استفاده می‌شود. قابلیت این فرایند در اتصال مواد ناهمجنس بدین معنی است که می‌توان بدنه و سرسوپاپ را از مواد متفاوتی که مناسب سیکل کاری و حرارتی آنها است ساخت.

جوشکاری اصطکاکی خطی

در این نوع جوشکاری حرکت دو قطعه نسبت به هم خطی است و بیشتر برای اتصال پره ها به دیسک‌های چرخان در صنایع موتورسازی هواپیما به کار می‌رود. انواع کم هزینه‌تر این فرایند برای تولید برخی قطعات خودرو نیز بکار می‌رود.

جوشکاری اصطکاکی اغتشاشی (Friction Stir Welding)

این نوع جوشکاری نیز یک ناحیه از مواد مومسان شده به شیوه‌ای متفاوت از انواع دیگر فرایند جوشکاری اصطکاکی تولید می‌کند. یک ابزار چرخشی به سوی مواد تحت جوشکاری فشار داده می‌شود. دوران ابزار باعث گرم و نرم شدن دو ماده در تماس با یکدیگر شده و با حرکت ابزار در طول خط اتصال دو قطعه، ماده نرم شده از دور ابزار به دو طرف حرکت کرده و خط اتصال را محو می کند.

جوشکاری انفجاری

جوش انفجاری، تحت ضربهای مایل و با سرعت بالا انجام می‌گیرد. به این ترتیب که انفجار باعث میشود تا یک موج ضربهای مایل در فصل مشترک قطعات ایجاد شود. همین امر موجب میشود فلز جامد به صورت سیال رفتار کند. بر اثر همین ضربه، قشر جهنده‌ای از ذرات فلز با سرعت زیاد در سطح دو فلز تشکیل می‌شود که به آن جت فلز گویند. این امرباعث تمیز شدن سطح دو صفحه از اکسید و مواد خارجی شده و بر اثر فشار حاصل از انفجار، عمل اتصال انجام میپذیرد.
است که با » صفحه پرنده « فرم کلی یک جوش انفجاری در شکل ) 6( نشان داده شده است. در این شکل، صفحه بالایی موسوم به قرار داشته و صفحه ساکن نیز روی یک تکیه‌گاه به نام سندان قرار دارد. » صفحه ساکن « زاویه ? نسبت به صفحه زیرین موسوم به سطوح فوقانی صفحه پرنده، توسط یک لایه ضربه‌گیر محافظت میشود و این قشر ضربه‌گیر میتواند از لاستیک پلیتن یا مقوا و یا حتی یک قشر ضخیم رنگ باشد. یک لایه از مواد منفجره به صورت ورقه و یا به شکل پودری، بر روی قشر محافظ قرار میگیرد.
فشار زیاد برخورد دو صفحه و امواج حاصل از انفجار، باعث به وجود آمدن نیروی زیاد میشود؛ به طوری که از مقاومت فلز در ناحیه تماس، میتوان صرفه نظر کرد و ماده را همانند یک سیال درنظر گرفت. بنابراین لازم است با فلز همانند یک سیال رفتار شده و در محاسبات همانند یک سیال عمل شود. اندازه سرعت صفحه پرنده، به نوع، میزان و همچنین چگالی ماده انفجاری بستگی دارد.
شکل 2 زمان کوتاهی پس از انفجار را نشان میدهد. قبل از اینکه موج به انتهای خرج برسد، جهت سرعت صفحه پرنده پس از انفجار، به سهولت قابل تشخیص نمی‌باشد. برای انجام جوشکاری انفجاری چند شرط وجود دارد. یکی از آنها این است که وقتی صفحات به صورت موازی قرار میگیرند، شرایطی به وجود آید که هوای تولید شده توسط جت فلز بتواند از ناحیه فصل مشترک قطعات خارج شود. این جت فلز باعث تمیز شدن سطوح دو صفحه فلز از قشر اکسید و مواد زائد خواهد شد و به صورت پاشش فلزی ظاهر شده و باعث کاهش جرم جزئی می‌شود.

جوشکاری فراصوتی

جوشکاری فراصوت یا التراسونیک (Ultrasonic Welding)، علاوه بر اتصال قطعات پلاستیکی، به منظور اتصال فلزات به پلاستیک‌ها و مغزی دادن فلز در داخل پلاستیک پس از قالب گیری و اتصال مواد غیر همجنس به یکدیگر مورد استفاده قرار می‌گیرد. در جوشکاری التراسونیک، با قرار دادن قطعات در معرض حرکت ارتعاشی با فرکانس ثابت در حدود 47 27 میکرومتر تغییر می‌کند. اجزای یک ماشین جوشکاری – حرارت تولید می‌شود. دامنه این حرکت ارتعاشی عموماً بین 47 التراسونیک در شکل زیر نشان داده شده است.
ولتاژ و فرکانس توسط یک منبع نیرو افزایش داده می شود. خروجی آن به یک مبدل را ترانسدیوسر (Transducer) متصل می‌گردد. ترانسدیوسر شامل یک یا چند لایه از صفحات پیزوالکتریک بوده که در بین چند قطعه فلزی قرار گرفته‌اند. با برقراری ولتاژ در دیسک پیزوالکتریک، ارتعاشاتی به صفحات فلزی منتقل می‌گردد. در واقع خاصیت این صفحات پیزوالکتریک آن است که انرژی الکتریکی را به ارتعاش تبدیل می‌کنند. بعد از ایجاد ارتعاشات در مبدل، امواج تولیدی به یک تقویت کننده (Booster) منتقل می‎‌شوند تا دامنه ارتعاش آنها افزایش داده شود. در نهایت امواج تقویت شده از طریق یک دماغه یا سونوترود
(Sonotrode) به قطعه هدایت می‌شود. مطابق شکل سه جز مبدل، تقویت کننده و دماغه، ستون التراسونیک نامیده می‌شوند که حین جوشکاری به صورت عمودی نگه داشته شده و نوک دماغه با یکی از قطعاتی که قرار است جوش داده شود، تماس دارد.

جوشکاری التراسونیک

حرارت در جوشکاری فرا صوت از ارتعاشات تقویت شده ناشی می‌شود. این انرژی ارتعاشی در سطح مشترک قطعاتی که قرار است بهم جوش داده شوند، متمرکز می‌شود. در نتیجه این کار، حرارت لازم برای ذوب پلاستیک از طریق اصطکاک ناشی از ارتعاش یک سطح روی سطح دیگر در محل اتصال ایجاد می‌شود. لذا حرارت تنها در موضع اتصال ایجاد می‌شود و مابقی قسمت‌های قطعه سرد باقی می‌ماند. موادی را که می‌توان از طریق جوشکاری اولتراسونیک به یکدیگر اتصال داد، در شکل زیر مشخص شده‌اند.

آشنایی با انواع جوشکاری مقاومتی

جوشکاری Resistance Welding انواع گسترده‌ای دارد. در اینجا به دو مورد از انواع آن اشاره می‌کنیم:

• نقطه جوش

جوش نقطه‌ای یا نقطه جوش از انواع جوشکاری مقاومتی است. در این فرایند از جوشکاری از دو الکترود نوک تیز برای اتصال قطعات استفاده می‌شود. بیشتر قطعات استفاده شده در این نوع از جوشکاری، از ضخامت کمی برخوردار هستند و معمولا بین 3 تا 5 میلی‌متر ضخامت دارند. از جوش نقطه‌ای مقاومتی در صنایعی چون خودروسازی و هوافضا استفاده می‌شود.

• جوش مقاومت غلطکی

این نوع از جوشکاری مقاومتی شباهت زیادی با جوشکاری نقطه‌ای دارد؛ با این تفاوت که در این روش از جوشکاری، به جای الکترود از غلطک استفاده می‌شود. غلطک‌های به کار رفته در این جوشکاری مقاومتی، با حرکت خود موجب ایجاد جریان برق به طور متناوب می‌شوند. از روش جوش مقاومت غلطکی بیشتر برای جوش ورق و جوشکاری لب به لب استفاده می‌شود.

جوشکاری زیر آب

جوشکاری زیر آب که با عناوین دیگری چون جوشکاری Hyper Baric نیز شناخته می‌شود، یکی دیگر از انواع مهم جوشکاری است. همانطور که از نام این جوشکاری مشخص است، از این روش جوشکاری برای اتصال و جوش قطعات در داخل آب استفاده می‌شود. افرادی که قصد انجام فرایند جوشکاری زیر آب را دارند، باید امکان غواصی در آب را داشته باشند. در نتیجه اگر دوره آموزش غواصی را گذراندید و دوست دارید در زمینه جوشکاری به درآمد خوبی برسید، می‌توانید به سراغ این شغل بروید. از جوشکاری زیر دریا، برای جوش سازه‌های داخل آب مانند دکل‌ها، سکوهای حفاری نفت و لوله‌های گازی استفاده می‌شود. در بسیاری از مواقع این سازه‌ها تحت عوملی دچار آسیب می‌شوند و نیاز به تعمیر پیدا می‌کنند. در این شرایط افراد غواص که به جوشکاری زیر آب واقف هستند، می‌توانند به تعمیر سازه‌های داخل آب بپردازند.

آشنایی با انواع جوشکاری زیر آب

• جوشکاری مرطوب

در این نوع از جوشکاری زیر آب، فرآیند جوشکاری کاملا در معرض تماس با آب انجام می‌شود. این جوشکاری خود به روش‌های مختلفی قابل انجام است که از جمله آن می‌توان به جوشکاری قوس الکتریکی با الکترود و جوشکاری قوسی توپودری اشاره کرد. خصوصیت جوشکاری مرطوب در این است که جوشکار کاملا آزاد بوده و می‌تواند در زیر آب به راحتی به این کار بپردازد. تنها ایرادی که این جوشکاری دارد این است که کیفیت جوشکاری زیر آب نسبت به جوشکاری در هوا پایینتر خواهد بود.

• جوشکاری خشک

در جوشکاری خشک، تمام یا بخشی از فرآیند جوشکاری بدون تماس با آب انجام می‌شود. برای جوشکاری خشک نیز حالات مختلفی وجود دارد که افراد می‌توانند بسته به شرایط از یکی از آنها استفاده نمایند. این روش از جوشکاری زیر آب نسبت به جوشکاری مرطوب کیفیت بیشتری دارد؛ اما هزینه انجام جوشکاری خشک نسبت به جوشکاری مرطوب بیشتر است.

جمع بندی

فرایند جوشکاری بسیار پرکاربرد است و در جاهای مختلفی مورد استفاده قرار میگیرد اما مهم این است که بدانید بهترین نوع جوشکاری کدام است که باید به سمت آن برود که ما پیشتر شما را با انواع جوشکاری و مزایای هر یک آشنا کردیم؛ با این آگاهی از انواع جوشکاری بهتر می توانید به سمت این صنعت برای حل برخی مشکلات کوچک خود بروید.

اگر خودتان در فرایند و پروسه جوشکاری مهارت و استعداد دارید می توانید با انتخاب بهترین روش جوشکاری به سمت آن بروید و اقدامات مورد نیاز خود را انجام دهید اما اگر جزو افرادی هستید که تجربه کافی برای جوشکاری ندارید توصیه می کنیم که حتما از افراد مجرب و خبره برای این کار کمک بگیرید تا شاهد کوچکترین آسیبی نشوید.