جوشکاری یکی از روش‌های مرسوم برای اتصال فلزات است که از طریق اعمال حرارت بالا و ذوب شدن صورت می‌گیرد. این فرایند پر کاربرد در صنعت، به وسیله روش‌های مختلفی انجام است. در جوشکاری با گاز نیاز به یک گاز قابل احتراق و اکسیژن است که تا بتوان این فرایند را انجام داد. در این میان جوشکاری کاربیت یکی از روش‌های جوشکاری بوده که در آن به سوخت یک گاز با اکسیژن نیاز است تا از این طریق انرژی مورد نیاز جهت ایجاد حرارت بالا در فلزات فراهم شود. در ادامه با جوش کاربیت و خصوصیات آن بیشتر آشنا می‌شویم.
جوش کاربیت چیست؟
جوشکاری کاربیت، به سوختن یک نوع گاز با اکسیژن اشاره دارد و از این طریق انرژی لازم برای افزایش دمای فلز و رسیدن آن به دمای ذوب را فراهم می‌کند. در این جوشکاری، گاز سوختنی مورد نظر با اکسیژن به مقدار تعریف شده‌ای ترکیب شده و با یکدیگر واکنش می‌دهند. سپس انرژی حاصل شده در سر مشعل جمع و گردآوری می‌شود.
نحوه تولید گاز با سنگ کاربید
برای تولید گاز با سنگ کاربید از دو روش کلی زیر استفاده می‌شود:
- ریختن آب روی کاربید و واکنش آن با آب
- تماس کاربید با سطح آب
همانطور که مشخص است، زمانی که کاربید با آب به هر طریقی واکنش نشان دهد، از خود گاز ساطع می‌کند. جوشکاری با گاز، یکی از روش‌های معمول جوشکاری بوده که برای اولین باز از آن برای قطعات آلومینیومی استفاده میشده است. در حال حاضر همچنان از آن جهت ساختن ظروف آشپزخانه و لوازم دکوراسیون نیز استفاده می‌گردد.
مزایای استفاده از گاز کاربیت برای جوشکاری
استفاده از گاز کاربیت برای جوشکاری مزایای زیادی دارد. با این گاز، فرایند جوشکاری ساده‌تر انجام شده و از آن میتوان برای جوش ورق‌های نازک و لوله‌های جدار نازک استفاده کرد. وسایل مورد نیاز برای این جوشکاری، ارزان و قابل حمل هستند و بدون نیاز به تامین برق میتوان از آن استفاده کرد. گاز کاربید برای ساخت قطعات به طور گسترده کاربرد دارد و گرم و سرد شدن آن به طور آهسته‌ای صورت می‌گیرد. با این حال این گاز و استفاده از آن برای جوشکاری، محدودیت‌هایی دارد. برای مثال سرعت آن کم بوده و باقی ماندن روانساز در لابه‌لای درزها سبب می‌شود تا خوردگی سریع‌تر روی دهد. همچنین دود حاصل از آن زیاد بوده و نیاز به دستگاه تهویه مناسبی برای محیط اجرای آن می‌باشد. از آنجایی هم که این روش برای تمام فلزات قابل استفاده نیست، باید به فلز توجه کرد.
دستگاه جوش کاربیت خانگی و مزایا و معایب آن
یکی از دستگاه‌هایی که برای جوشکاری کاربیت استفاده می‌شود، دستگاه جوش کاربیت خانگی است. این دستگاه که به دستگاه جوشکاری اکسی استین هم معروف است، جزو دستگاه‌های قدیمی در فرایند جوشکاری محسوب می‌شود. با این حال با وجود قدیمی بودن دستگاه، عده‌ای همچنان از آن استفاده می‌نمایند. دلیل آن هم این است که این دستگاه‌ها خصوصیات و ویژگی‌های خاصی دارند و از همان قدیم تا به امروز مورد توجه افراد جوشکار قرار داشته‌اند. دستگاه جوشکاری کاربیت مزایا و معایبی دارد که در زیر به آنها اشاره می‌کنیم.
مزایای دستگاه جوش کاربیت
- این دستگاه‌ها ساده هستند و قیمت مناسبی دارند.
- دستگاه جوش کاربیت خانگی سبک بوده و قابلیت حمل آسانی دارد.
- با استفاده از این دستگاه‌ها امکان لحیم کاری نرم و سخت وجود دارد.
- درجه رقت دستگاه جوش کاربیت پایین است.
- از این دستگاه میتوان برای جوش دادن و اتصال ورقه‌های نازک استفاده کرد.
- معایب دستگاه جوش کاربیت
- دستگاه جوش کاربیت برای تمام فلزات مناسب نبوده و تنها برخی از فلزات با آن قابل جوشکاری هستند.
- به دلیل حرارت بیش از حد نیاز و موارد دیگر، احتمال خطر انفجار در آن وجود دارد.
- سرعت دستگاه جوش کاربیت پایین است و جوشکاری با آن با سرعت کمتری انجام می‌شود.
ویژگی‌های گاز قابل استفاده در دستگاه جوش کاربیت
هر گازی در دستگاه جوش کاربیت قابل استفاده نیست. به طور کلی گازهایی قابل استفاده هستند که از شرایط زیر برخوردار باشند:
- گازهایی که آثار مخرب کمتری بر روی دستگاه جوش کاربیت داشته باشند.
- دمای شعله تولیدی توسط آن به اندازه مناسبی بالا باشد.
از میان گازهای موجود، گاز استیلن جزو گازهایی است که شرایط بالا را دارد. برای همین است که بیشتر از گاز استیلن برای این دستگاه استفاده می‌شود. گاز استیلن، از مواد اولیه کاربید کلسیم و سنگ کاربید حاصل می‌شود که خود آنها حاصل ترکیب اکسید آهک و کک هستند. کلسیم کاربید با آب واکنش نشان داده و آن را جذب می‌کند. با رسیدن مقداری آب به کلسیم کاربید، گاز استیلن از آن حاصل می‌شود. به جز گاز استیلن، از گازهای دیگری نیز میتوان برای این دستگاه استفاده کرد که گازهایی چون گاز پروپان، گاز متیل و گاز طبیعی از این دست می‌باشند. گازهای اشاره شده گرمای کمتری نسبت به استیلن تولید کرده و برای فرایندهایی چون لحیم کاری که گرمای کمتری نیاز دارند، مناسب‌تر می‌باشند.
روش پیش دستی و پس دستی در جوشکاری اکسی استیلن
- روش پیش دستی: در این روش از جوشکاری، مشعل در دست راست جوشکار قرار می‌گیرد. در دست چپ او نیز الکترود یا سیم جوش قرار دارد و مشعل بین سیم جوش و ماده مذاب قرار می‌گیرد.
- روش پس دستی: این روش همچون روش بالا است؛ یعنی مشعل در دست راست و سیم جوش در دست چپ است. با این تفاوت که در اینجا سیم جوش بین مذاب و مشعل قرار داده می‌شود.
معرفی تجهیزات و لوازم اولیه برای جوشکاری کاربیت
رگولاتور: رگولاتور یا تنظیم کننده فشار، از انواع مختلفی برخوردار است و برای فشارهای مختلف ورودی و خروجی طراحی و ارائه شده‌اند. رگولاتورها از دو نوع فشارسنج برخوردار هستند که یکی از آنها برای نمایش فشار داخل مخزن و دیگری برای نمایش فشار گاز خروجی می‌باشد.
مشعل‌ها: وظیفه مشعل در جوشکاری این است که حجم معینی از گاز سوختنی را با اکسیژن ترکیب کند و آن را به سمت نازل هدایت کند. با این کار، شعله مورد نظر برای جوشکاری فراهم می‌گردد. هر مشعل از سه جز اصلی و مهم لوله اختلاط، دسته مشعل و شیرهای تنظیم گاز سوختنی و اکسیژن تشکیل می‌شود.
علاوه بر دو مورد بالا، به تجهیزات دیگری برای استفاده از کاربیت نیاز می‌باشد که در زیر به نام آنها اشاره می‌کنیم:
- شیلنگ هوا برش
- دیگ کاربید
- کپسول‌های گاز اکسیژن
- سرپیک برش برای برش کاری
- سرپیک جوش برای جوشکاری
- مانومتر مخصوص اکسیژن
چند نکته مهم برای استفاده از کلسیم کاربید
- گاز کاربید در بشکه جمع شده و موقع باز کردن درب آن باید احتیاط زیادی کرد. در این زمان نباید از لوازم جرقه‌زا و آتش‌زا در اطراف استفاده کرد.
- کلسیم کاربید با برخی آلیاژها چون نقره و مس واکنش نشان می‌دهد که این واکنش‌ها بسیار گرمازا هستند. برای همین نباید این ماده را در ظروفی از این جنس نگهداری کرد.
- برای اینکه از واکنش کلسیم کاربید با بخار آب موجود در هوا جلوگیری شود، میتوان از غوطه‌ور کردن آن در نفت سفید استفاده کرد.
- محل نگهداری گاز کاربیت باید خشک باشد و به دور از هرگونه رطوبتی باشد.
- همچنین محل نگهداری آن باید از آسیب‌های فیزیکی نظیر ضربه، اصطکاک و سقوط به دور باشد.
- به دلیل ایجاد دودهای زیاد در محیط، باید از تهویه هوای مناسبی برای آن استفاده کرد.
- انبارهایی که گاز کاربیت یا کلسیم کاربید در آن نگهداری می‌شوند، باید از سیستم اطفای حریق خودکار و لوازم مورد نیاز برای این کار برخوردار باشند.
- استفاده از تجهیزات ایمنی نظیر عینک مخصوص، ماسک و دستکش هنگام به کارگیری این مواد الزامی است؛ چرا که این ماده در طولانی مدت سبب آسیب به چشم، پوست ریه و حتی مسمومیت می‌شود.
مهمترین کاربرد جوشکاری کاربید تنگستن
از جوشکاری کاربید تنگستن برای دو ابزار مهم استفاده می‌شود. یکی از آنها تیغ‌های ارزان قیمت اره گرد بر با دندانه کاربید تنگستن است. دیگری نیز تیغ اره نواری با دندانه کاربید تنگستن می‌باشد. از جوشکاری کاربید تنگستن بیشتر برای این دو ابزار کاربردی استفاده می‌گردد. با ین حال توجه داشته باشید هنگام خرید این تیغ‌ها، چیز دیگری را به اشتباه نخرید. برخی از تیغ‌های ارزان قیمت کاربیدی در بازار وجود دارند که با این گونه از تیغ‌ها فرق دارند. اغلب این تیغ‌ها از دندانه‌های فولادی به جای کاربید تنگستن برخوردار هستند. در بخش لیبل و توضیح این تیغ‌ها هم ذکر می‌شود که بیش از 90 درصد دندانه‌های تیغ از آهن و تنها مقداری از آن از کاربید تنگستن است.
جمع بندی
جوشکاری کاربیت به سوختن یک نوع گاز با اکسیژن اشاره دارد که از طریق این سوختن، انرژی لازم برای رسیدن فلز به دمای ذوبش فراهم می‌شود. در این جوشکاری، مقدار معینی از گاز سوختنی مورد نظر با اکسیژن ترکیب شده و با هم واکنش می‌دهند. سپس انرژی حاصل شده در سر مشعل جمع و گردآوری شده و به سمت نازل هدایت می‌شود. برای جوشکاری کاربیت، میتوان از دستگاه‌های مختلفی چون دستگاه جوش کاربیت خانگی استفاده کرد.
