جوشکاران باید با تکنیک‌ها و اصول جوشکاری به خوبی آشنایی داشته باشند تا بتوانند به درستی از پس کار برآیند. از مواردی که هر جوشکاری باید نسبت به آن اطلاع داشته باشد، اتصالات در جوشکاری است. با اطلاع از انواع اتصالات میتوان جوشکاری را به بهترین نحو ممکن انجام داده و اتصال خوبی را در محل برقرار کرد. در ادامه با مهمترین انواع اتصالات در جوشکاری آشنا می‌شویم.
منظور از اتصالات جوشکاری چیست؟
به فرآیند اتصال و یکپارچه کردن قطعات (عمدتا فلزی) به کمک حرارت، جوشکاری گفته می‌شود. این کار معمولا با استفاده از فشار یا مواد پرکننده انجام می‌شود. استفاده از نیروی برق به عنوان منبع حرارتی، از متداولترین روش‌های جوشکاری به خصوص جوشکاری فولاد است. برای همین در بیشتر اوقات از قوس الکتریکی استفاده می‌شود.
حال برای یکپارچه کردن قطعات مختلف از اتصالات جوشکاری استفاده می‌شود. این اتصالات در یکپارچه کردن سازه نقش بسیار مهمی دارند. اتصالات جوشکاری دارای دو نوع ثابت و متحرک هستند که در نوع متحرک قابلیت باز و بسته شدن وجود دارد. اما اتصالات ثابت این قابلیت را ندارند و به شکل ثابتی هستند.
نقش اتصالات در جوشکاری
اتصالات در جوشکاری وظیفه قرارگیری تمام اجزای یک سازه با توزیع مناسب نیرو را بر عهده دارند. برای این کار هم مقررات و دستورالعمل‌هایی وجود دارد که جوشکار باید بر اساس آنها به انجام کار بپردازد. انتخاب مناسب‌ترین نحوه اتصال در جوشکاری هم بسیار مهم است و میتواند در نتیجه کار تاثیر زیادی بگذارد. تنها افراد ماهر و با تجربه میتوانند از پس این کار برآیند و بهترین نوع اتصال را در نظر بگیرند. طبق اطلاعات ارائه شده از سوی جامعه جوشکاران آمریکا (AWS)، مهمترین اتصالات جوشکاری شامل 5 نوع لب به لب، روی هم، گونیا یا گوشه، پیشانی و سپری هستند. در بخش‌های بعدی با این دسته از اتصالات بیشتر آشنا می‌شویم.
جوشکاری غیر ذوبی و مهمترین اتصالات آن
فرآیند جوشکاری در حالت کلی به دو دسته ذوبی و غیر ذوبی تقسیم می‌شود. جوشکاری غیر ذوبی فرآیندی است که طی آن قطعات بدون ذوب‌شدگی در کنار هم قرار گرفته و به هم متصل می‌شوند. به بیان ساده روند کار به این صورت است که دو قطعه تا حد سرخ شدن گرم می‌شوند و سپس به وسیله پتک یا سایر ابزارهای موجود به هم فشرده و متصل می‌شوند. پس اتصالات جوشکاری غیر ذوبی از اعمال فشار، پیچ و اتصالات پرچی صورت می‌گیرند. اتصالات جوشکاری غیر ذوبی به اندازه دیگر انواع اتصالات جوش دوام و استحکام ندارند و بیشتر از آنها برای اتصال فلزات نرم همچون مس، نقره و آلومینیوم استفاده می‌شود.
نقش پیچ و پرچ در انواع اتصالات جوشی
پیچ
پیچ یکی از اتصال دهنده‌های غیر دائمی است که معمولا با استفاده از فولاد ضد زنگ، استیل کربن یا فولاد آلیاژی ساخته می‌شود. پیچ‌ها اتصال دهنده‌های غیر دائمی هستند. چرا که آنها را میتوان بدون آسیب رساندن به دیگر اجزای اتصال از سازه جدا کرده و اتصال را از بین برد. استفاده از آنها هم بسیار ساده است و نیازی به اعمال نیروی برق جهت برقراری اتصال ندارند. با این که پیچ‌ها جزو پرکاربردترین اتصال دهنده‌ها در انواع سازه محسوب می‌شوند و میتوانند به عنوان یکی از انواع اتصالات جوشی طبقه‌بندی شوند، اما توانایی بالایی برای تحمل نیروی سازه ندارند. برای همین در استفاده از آنها باید دقت شود.
پرچ
پرچ هم یکی از انواع اتصالات است. با این حال معایبی از جمله سروصدای زیاد، احتمال آتش‌سوزی در محل و عدم استحکام مناسب دارد. همچنین این اتصال نیاز به افراد متخصص دارد و هزینه آن هم نسبتا بالا است. با این وجود پرچ میتواند سبب افزایش سرعت کار در زمان اتصال ورقه‌های فولادی شود. نحوه اتصال از طریق آنها هم به این صورت است که در ابتدا قطعات فلزی سوراخ شده و سپس پرچ با استفاده از حرارت از سوراخ‌ها عبور داده می‌شود. در پایان هم انتهای پرچ با استفاده از حرارت تغییر شکل پیدا می‌کند.
جوشکاری ذوبی و اتصالات آن
جوشکاری ذوبی یکی از روش‌های نوین و محبوب جوشکاری است که در آن با استفاده از ذوب کردن مقطعی از سطح قطعه یا فلز، اتصالات شکل می‌گیرد. جوشکاری ذوبی در میان انواع اتصالات جوشی نیاز به تخصص بیشتری دارد. از انواع اتصالات جوشی هم باید به اتصال لب به لب، اتصال گونیا، اتصال سپری، اتصال پوششی و اتصال پیشانی اشاره کرد.
اتصال لب به لب و انواع آن
اتصال لب به لب یکی از مهمترین اتصالات در جوشکاری است که از آن برای اتصال ورق‌های مسطح با میزان ضخامت یکسان استفاده می‌شود. در زمان استفاده از جوش شیاری در اتصال لب به لب، اندازه این اتصال به حداقل رسیده و از نظر ظاهری جوش خوبی ایجاد می‌کند. اتصال لب به لب دارای انواع مختلفی است که عبارتند از:
- اتصال لب به لب تخت: آماده‌سازی امکانات در اتصال لب به لب تخت، کار ساده و کم هزینه‌ای است. اما این اتصال از ضخامت کافی برخوردار نمی‌باشد.
- اتصال لب به لب با پخ V شکل: این اتصال برای قطعات ضخیم قابل استفاده است و استحکام بالایی دارد.
- اتصال لب به لب با پخ نیم جناغی: این اتصال جوشی دارای دو نوع یک طرفه و دو طرفه است.
- اتصال لب به لب با پخ V دو طرفه: این اتصال پیچیدگی زیادی ندارد و کاملا قابل کنترل است. از آن هم بیشتر برای قطعات با ضخامت زیاد استفاده می‌شود.
- اتصال لب به لب به شکل J: این نوع اتصال دارای هزینه زیادی است و بیشتر در پروژه‌هایی که به استحکام بالا نیاز دارند استفاده می‌شود. میزان مصرف الکترود جوشکاری در این اتصال بسیار کم است.
- اتصال لب به لب U شکل دو طرفه: این اتصال جهت قطعات با ضخامت بالا و استحکام زیاد کاربرد دارد.
- اتصال لب به لب U شکل یک طرفه: در این روش امکان جوش یک طرفه وجود دارد و مصرف الکترود در آن کم است. برای همین نسبت به نوع دو طرفه از هزینه کمتری برخوردار است.
مزایا و معایب اتصال لب به لب
همانطور که ملاحظه کردید اتصال لب به لب شامل انواع مختلفی است که هر یک از آنها در شرایط خاصی مورد استفاده قرار می‌گیرند. از مزایای این نوع اتصال جوشی باید به این مورد اشاره کرد که امکان خارج شدن از مرکزیت وجود ندارد. اما معمولا این موضوع در اتصالات روی هم به چشم می‌خورد.
عیبی که اتصال لب به لب دارد این است که اتصال باید به صورت پخ زدن لبه‌ها و هم راستا قرار دادن آنها در محل جوشکاری انجام شود. برای همین این اتصال نیاز به دقت بالایی دارد و در صورت امکان باید در شرایط کارخانه انجام شود. چرا که در این مکان‌ها امکان نظارت دقیق بر روی آن وجود دارد.
اتصال روی هم و مزایای آن
اتصال روی هم یا پوششی از اتصالات ساده و متداول در جوشکاری است که با یک برش عادی روی قطعه مورد نظر میتوان آن را آماده کرد. از مزایای آن هم باید به اجرای ساده اتصال اشاره کرد که طی آن میتوان بدون نیاز به دقت زیاد قطعات را روی هم قرار داده و جوشکاری کرد. همچنین در این اتصال نیازی به آماده‌سازی خاصی وجود ندارد و معمولا با یک برش معمولی به وسیله شعله میتوان لبه‌ها را برای جوشکاری آماده کرد. از دیگر مزایای اتصال جوشکاری روی هم باید به امکان اتصال ورق‌ها با ضخامت‌های مختلف اشاره کرد. برای همین از آن جهت اتصال نبشی و ناودانی استفاده زیادی می‌شود.
اتصال گونیا یا گوشه
اتصال گونیا یا گوشه‌ای یکی دیگر از مهمترین اتصالات در جوشکاری است. این نوع اتصال عمدتا در ساخت مقاطع جعبه‌ای مستطیل شکل یا قوطی‌ها که تیرها و ستون‌های مقاوم در برابر پیچش را تشکیل می‌دهند، استفاده می‌گردد. اتصال گونیا یا گوشه به جهت مقاومت در برابر پیچش، در انواع اتصالات ستون، تیر، گوشه سازه متحمل بار و مقاطع مستطیل شکل کاربرد دارد. نکته جالب در رابطه با اتصال گونیایی این است که این اتصال انواع مختلفی از اشکال جوش را دارد. در این رابطه هم میتوان به اشکال U شکل، V شکل و J شکل اشاره کرد.
اتصال پیشانی
اتصال پیشانی اغلب نقش سازه‌ای بر عهده ندارد. معمولا هم برای نگه داشتن دو یا چند ورق در یک سطح و یا نگهداری امتداد اولیه عضو استفاده می‌گردد. در این روش لبه‌های قطعات در کنار هم جوش می‌خورند. البته در این نوع اتصال جوشکاری ضخامت قطعات فلزی میتواند با هم متفاوت باشد.
اتصال پیشانی در میان انواع اتصالات جوشکاری از استحکام کمتری برخوردار است که این موضوع به خاطر عدم رسوب جوش در قطعات و شیارها است. با این حال اگر جوشکار بخواهد استحکام آن را افزایش دهد، میتواند از فلز پر کننده استفاده کند تا لبه قطعات به طور کامل ذوب شده و سبب استحکام بیشتر اتصال شود.
اتصال جوش سپری
اتصال سپری که به اتصال تی شکل هم معروف است، برای ساخت قطعات I و T شکل در سازه‌هایی با اتصال سخت و نشیمن‌گاه در تیرهای فولادی استفاده می‌شود. متصل کردن بخش‌ها به هم با زاویه انجام می‌گردد و در آنها از جوش گوشه یا شیاری استفاده می‌شود.
جمع بندی
در این مطلب با مهمترین اتصالات در جوشکاری آشنا شدیم. همانطور که اشاره کردیم اتصالات لب به لب، روی هم، گونیا یا گوشه، پیشانی و سپری از مهمترین اتصالات جوشی هستند و هر یک در موقعیت خاصی مورد استفاده قرار می‌گیرند.
