جوشکاری در حالت کلی به دو دسته ذوبی و غیر ذوبی تقسیم می‌شود. هر یک از این دسته‌ها روش‌ها و متدهای خاصی را در برمی‌گیرند. از انواع جوشکاری غیر ذوبی که کاربرد وسیعی هم در صنایع دارد، باید به جوشکاری مقاومتی اشاره کرد. جوشکاری مقاومتی جزو قدیمی‌ترین روش‌های جوشکاری الکتریکی است که امروز در صنعت از آن استفاده زیادی می‌شود. در این مطلب قصد داریم به بررسی جوشکاری مقاومتی بپردازیم و با انواع و کاربردهای آن بیشتر آشنا شویم.
جوشکاری مقاومتی چیست؟
جوشکاری مقاومتی (Resistance Welding) که به طور مخفف RW نامیده می‌شود، یکی از روش‌های جوشکاری الکتریکی است. این روش از جوشکاری ترکیبی از گرما، فشار و زمان است. ایجاد گرما به وسیله جریان برق انجام شده و از طریق الکترودها به قطعه کار منتقل می‌شود. از دیگر فاکتورهای مهم جوشکاری مقاومتی باید به فشار و زمان اشاره کرد که با توجه به ضخامت ورق اندازه‌گیری می‌شوند.
همانطور که در ابتدای متن اشاره کردیم، جوشکاری مقاومتی از انواع جوشکاری غیر ذوبی است. این یعنی فلز به طور کامل در آن ذوب نمی‌شود. بلکه تنها از طریق جریان برق به بخش مورد نظر و ایجاد جوش، حالتی همچون ذوب‌شدگی با کاهش مقاومت ماده مورد نظر رخ داده و با اعمال فشار عمل اتصال انجام می‌شود. در جوشکاری مقاومتی سرعت کار بسیار بالا است و میتوان به راحتی فرآیند جوش را کنترل کرد.
عوامل مهم در جوشکاری مقاومتی
هنگام جوشکاری مقاومتی باید به موارد زیادی از جمله ضخامت قطعه، میزان جریان عبوری، مدت زمان جریان عبوری و شکل سطح مقطع الکترود توجه شود. به عبارتی جوشکاری مقاومتی به این عوامل بستگی دارد. هر چقدر موارد اشاره شده بیشتر مدنظر و مورد توجه جوشکار قرار بگیرند، جوش مقاومتی به شکل بهتری انجام می‌شود. از سوی دیگر گرمای بیش از حد و فشار بالا سبب از بین رفتن فلز و خراب شدن فرآیند جوشکاری می‌گردد. برای همین باید به این موضوع نیز توجه شود.
نحوه جوشکاری مقاومتی به چه صورت است؟
در جوشکاری مقاومتی ابتدا جریان برق به الکترودها منتقل می‌شود. هر یک از الکترودها با توجه به انواع مختلف جوش مقاومتی دارای اشکال متفاوتی هستند. پس از انتقال جریان برق در بخش اتصال، گرمای زیادی تولید می‌شود که همین امر سبب خمیرشدگی فلز می‌گردد. این فرآیند با اعمال فشار تکمیل شده و در زمان سرد شدن اتصال را ایجاد می‌کند. شکل دستگاه‌ها و الکترود جوشکاری مقاومتی به گونه‌ای طراحی شده است که بتوان از طریق آنها انواع جوش مقاومتی را انجام داد.
برای مثال در روش جوشکاری غلتکی، در ابتدا دستگاه جوشکاری مقاومتی آماده شده و سپس ورق‌ها جهت اتصال داخل دستگاه گذاشته می‌شوند. با عبور جریان برق و ایجاد گرما هم فرآیند جوش شکل می‌گیرد. پس در تمام انواع جوشکاری مقاومتی روش کار ثابت است و با انتقال جریان برق، تولید گرما و اعمال فشار عمل جوش انجام می‌شود.
جوشکاری مقاومتی چه کاربردی دارد؟
جوشکاری مقاومتی جزو روش‌های پرکاربرد است و از آن در صنایع مختلفی استفاده می‌شود. این روش جزو روش‌های پر سرعت با دقت بالا است و استفاده از آن در بسیاری از صنایع رایج است. از آنجایی هم که جوش مقاومتی شامل انواع مختلفی است، کاربردهای آن با توجه به نوع روش متفاوت است. در رابطه با مهمترین کاربردهای جوشکاری مقاومتی الکتریکی میتوان به موارد زیر اشاره کرد:
- تولید مخازن تحت فشار
- ساخت لوله‌های درزدار فلزی
- چسباندن چسب‌های فلزی در دندانپزشکی
- جوشکاری ورقه‌های بدنه خودرو در صنعت خودروسازی
بررسی انواع روش‌های جوشکاری مقاومتی
جوشکاری مقاومتی دارای انواع مختلفی است که هر یک از آنها بر روی فلزات خاص و در شرایط به خصوصی انجام می‌شوند. هر یک از روش‌های جوش مقاومتی دارای کیفیت جوش بسیار مطلوبی هستند. در ادامه به بررسی انواع جوشکاری مقاومتی و ویژگی‌ها و کاربرد هر کدام می‌پردازیم:
1. جوشکاری مقاومتی نقطه‌ای
جوشکاری مقاومتی نقطه‌ای جهت اتصال و جوش تعدادی ورق استفاده می‌شود. مکانیزم جوش نقطه‌ای به این شکل است که به وسیله الکترودهای مسی به سطح ورق‌های مورد نظر جریان برق و گرما اعمال شده تا مواد تا مرحله ذوب پیش روند. در این مرحله فرآیند جوش شکل گرفته و سپس جریان برق قطع می‌گردد. در نهایت هم با اعمال فشار عمل اتصال به پایان می‌رسد.
در جوشکاری مقاومتی نقطه‌ای، گرما و فشار توسط دو الکترود مسی به نقطه مورد نظر اعمال می‌شوند. این امر سبب ایجاد جوش مقاومتی در محل مورد نظر می‌شود. استفاده از الکترود مسی به این خاطر است که مس رسانای قوی بوده و گرمای بیشتری را به سطح منتقل می‌کند. دلیل نامگذاری این روش به جوش نقطه‌ای هم این است که جوش در نقاط مشخص شده انجام می‌گردد. جوشکاری مقاومتی نقطه‌ای به دلیل سهولت در استفاده و راحتی کار، کاربردهای زیادی دارد. از مهمترین کاربردهای جوش نقطه‌ای میتوان به صنعت خودروسازی، صنعت هوافضا، صنعت راه آهن، صنایع الکترونیک و ساخت مخازن فلزی اشاره کرد.
مزایای جوشکاری مقاومتی نقطه‌ای:
- انجام فرآیند توسط الکترودهای غیر مصرفی
- زمان کوتاه فرآیند جوشکاری
- امنیت جوشکاری به دلیل ولتاژ کم
- اتصال الکترومکانیکال قابل اطمینان
- عدم وجود پاشش در جوش
- دوستدار محیط زیست
در رابطه با معایب جوش نقطه‌ای هم باید به این موارد اشاره کرد که اگر فشار کافی نباشد، اتصال و جوش رخ نمی‌دهد. هر دستگاه هم جوش با ضخامت خاصی را انجام می‌دهد. از سوی دیگر اتصال و جوش تنها در نقطه تماس الکترود با فلز رخ می‌دهد و به هر دو الکترود باید دسترسی کامل باشد.
2. جوشکاری مقاومتی غلتکی، نواری یا درزی
از دیگر انواع جوشکاری مقاومتی باید به جوشکاری غلتکی اشاره کرد که با عناوین جوشکاری نواری و درزی هم شناخته می‌شود. در این روش نیز به دو عامل مهم جریان برق و فشار مکانیکی نیاز است. الکترودهای آن هم به شکل دیسک و غلتک هستند که با انتقال جریان برق از غلتک‌ها به ورق‌های فلزی و سپس اعمال فشار عمل جوش صورت می‌گیرد. در رابطه با مکانیزم جوشکاری نواری هم باید اشاره شود که لبه‌های ورق‌های فلزی از زیر غلتک‌ها (همان الکترودهای مسی) عبور کرده و با اعمال گرما سبب حالت ذوب در مواد می‌شوند. پس از آن فشار توسط همان غلتک‌ها ایجاد شده و درز جوش پدید می‌آید. جوش نواری هم جزو فرآیندهای پرکاربرد است و از آن در صنایع مختلفی استفاده می‌شود. در رابطه با کاربردهای جوشکاری مقاومتی نواری یا غلتکی باید به ساخت اگزوز، ساخت تانکرهای سوخت، ساخت ترانسفورماتورهای یخچال و مخازن تحت فشار اشاره کرد.
مزایای جوشکاری مقاومتی نواری:
- استحکام بالا و سرعت بالای جوشکاری
- دستیابی به اتصال بدون نشتی
- عدم پاشش جوش
- امکان جوشکاری به صورت اتوماتیک
در رابطه با معایب جوشکاری مقاومتی غلتکی باید به عدم جوش مناسب در ورق‌های ضخیم و جوشکاری سخت در حالت‌های نواری و غیر صاف اشاره کرد.
3. جوشکاری مقاومتی زائده‌ای
جوشکاری مقاومتی زائده‌ای روشی است که زائده‌هایی مانند پیچ یا گل جوش به وسیله تفنگ جوشکاری بر روی یکی از قطعات گذاشته شده و با عبور جریان برق و رسیدن گرما به زائده‌ها، عمل ذوب انجام می‌شود. پس از آن هم به وسیله فشار وارده به ورق‌ها اتصال شکل می‌گیرد. دلیل ایجاد زائده به این خاطر است که جریان برق تنها بر روی قسمت‌های برجسته شده و زائده‌ای شکل متمرکز می‌شود. این روش از جوشکاری مقاومتی نیز دارای کاربردهای زیادی است که از مهمترین آنها باید به جوشکاری الماس، ساخت قطعات کمپرسور و ساخت درب و پوشش‌های فن اشاره کرد.
مزایای جوشکاری مقاومتی زائده‌ای:
- صرفه‌جویی در مصرف برق
- ایجاد تعادل گرمایی
- طول عمر بالای الکترود
- جوشکاری در ضخامت‌های مختلف
از معایب جوشکاری مقاومتی زائده‌ای باید به زمان زیاد جهت ایجاد زائده و قابل استفاده نبودن برای جوشکاری فلزاتی همچون مس و برنج اشاره کرد.
تجهیزات و دستگاه‌های جوشکاری مقاومتی
جوشکاری مقاومتی همچون سایر روش‌های جوشکاری به دستگاه‌ها و تجهیزات خاصی نیاز دارد. دستگاه‌های جوشکاری مقاومتی به گونه‌ای طراحی می‌شوند که جریان برق با کمترین مقاومت داخلی به فلزات پایه انتقال داده می‌شود. این دستگاه‌ها معمولا شامل سه بخش حرارتی (الکتریکی)، فشاری (مکانیکی) و کنترل (الکترونیکی) هستند.
بخش الکتریکی، جریان و حرارت لازم جهت جوشکاری و بخش مکانیکی، فشار مورد نیاز جهت ایجاد اتصال را فراهم می‌کند. الکترودها همچون گیره قطعات را گرفته و جریان برق از طریق آنها به قطعه وارد می‌شود. این جریان در سطح تماس قطعات سبب ذوب یک منطقه کوچک شده که اعمال فشار توسط الکترودها و نگه داشتن قطعات بر روی هم سبب اتصال آنها به هم می‌شود. بخش کنترل هم وظیفه کنترل زمان و جریان را برعهده دارد و خود شامل دو قسمت قدرت و فرمان می‌شود.
چند نکته در جوشکاری مقاومتی
جوشکاری مقاومتی برای فلزات آلومینیوم، مس و آلیاژهای مس توصیه نمی‌شود. این فرآیند بیشتر جهت اتصال بر روی فولادهای ساده کربنی و فولادهای ضد زنگ کاربرد دارد. در فرآیند جوشکاری مقاومتی نقطه‌ای امکان پیش گرم، پس گرم و عملیات حرارتی وجود دارد و از طریق کنترل شدت و زمان برقراری جریان الکتریکی فرآیند انجام می‌شود.
جمع بندی
در این مطلب با جوشکاری مقاومتی و انواع روش‌های آن آشنا شدیم. همانطور که متوجه شدیم جوشکاری مقاومتی بر اثر سه فاکتور جریان برق، اعمال گرما و فشار انجام می‌شود. برای انجام آن هم به دستگاه‌ها و الکترودهای خاصی نیاز است. جهت خرید تجهیزات و الکترودهای جوشکاری مقاومتی میتوانید از طریق شرکت پاشا جوش صنعت اقدام کرده و آنها را با قیمت مناسب خریداری نمایید.
