جوشکاری به چه فرایندی گفته می‌شود؟

 

 

در این مطلب قصد داریم تا به معرفی جوشکاری و روش‌های جوشکاری بپردازیم. جوشکاری (Welding) عملیاتی است که برای ساخت سازه‌های فلزی استفاده می‌شود. اما ساخت سازه‌های فلزی به چه معناست؟ به مجموعه مراحل بریدن، خم کردن و سر هم کردن مواد اولیه برای تولید یک ماشین، قطعه یا هر سازه‌ای، ساخت سازه‌های فلزی گفته می‌شود. این کار معمولا طبق نقشه و به صورت مهندسی صورت می‌گیرد. از جوشکاری برای اتصال مواد غیر فلزی هم استفاده می‌شود؛ اما مورد بحث ما در این مطلب جوشکاری فلزات است.

هدف اصلی از جوشکاری در این فرایند اتصال دائمی مواد به صورت مهندسی شده به یکدیگر است. موادی مانند آهن، آلومینیوم، نیکل و غیره که از طریق حرارت‌دهی بالا، ذوب ماده و اتصالشان با سرد کردن انجام می گیرد. لازم به ذکر است که جوشکاری با روش‌های اتصال دیگر که در آن دما پایین‌تر است و ماده پایه ذوب نمی‌شود، فرق دارد. (مثل لحیم‌کاری سخت یا نرم). این یعنی در جوشکاری هر دو ماده پایه و مواد جوشکاری ذوب می‌شوند.

ماده پرکننده یا Filler چیست

در جوشکاری علاوه بر ذوب فلز پایه از یک ماده دیگر هم استفاده می‌شود که حفره ایجاد شده را که برای اتصال دو فلز بعد از ذوب تشکیل شده پر کند. به این ماده پر کننده نقطه اتصال، فیلر (Filler) گفته می‌شود. بعد از پر کردن حوضچه به وجود آمده از ذوب ماده پایه، فیلر سرد شده و از فلز پایه نیز قوی‌تر می‌شود. به این صورت اتصال انجام شده و دارای استحکام بسیار بالایی می‌شود. گاهی اوقات برای محافظت از فلز پرکننده یا فیلر در برابر اکسید شدن و دیگر آسیب‌ها، از یک لایه محافظ استفاده می‌شود. این لایه در حین جوشکاری جدا شده و تا زمان استفاده از فیلر مراقبت می‌کند.

منبع حرارت در جوشکاری

 

 

منابع مورد نیاز برای ایجاد حرارت در جوشکاری از کجا تامین می‌شود و از چه منابعی میتوان برای این کار استفاده کرد؟ برای ایجاد حرارت از شعله گاز، امواج مافوق صوت، لیزر، قوس الکتریکی، پرتوی الکترون و اصطکاک استفاده می‌شود. هر کدام از این منابع با توجه به جنس فلز و شرایط کار به کار گرفته می‌شوند. برای مثال به طور معمول، جهت جوشکاری آهن در محیط باز از قوس الکتریکی استفاده می‌شود. اگر این جوشکاری بخواهد برای فلز دیگر یا در شرایط دیگر مثل زیر آب انجام شود، ممکن است از منبع دیگری استفاده شود.

محیط جوشکاری

 

 

جوشکاری در محیط‌های صنعتی مختلفی انجام می‌شود. در فضای آزاد یا در محیط‌های بسته، در زیر آب یا خارج از جو زمین جوشکاری قابل اجرا است. با توجه به هر کدام از این محیط‌ها، علاوه بر به کار بردن روش خاص خود، خطرات و صدماتی هم می‌تواند داشته باشد. خطراتی مانند مشکلات بینایی، خفگی از طریق استنشاق گاز سمی، سوختگی، شوک الکتریکی و قرار گرفتن در معرض اشعه ماورا بنفش می‌تواند انسان را تهدید کند. پس احتیاط، رعایت نکات ایمنی و استفاده از ابزارها و پوشش‌های ایمنی خاص ضروری است.

فرایندها و روش‌های جوشکاری

 

 

اگر به تاریخچه جوشکاری نگاه کنیم، در ابتدا کار بر روی فلزات و فرم دادن آنها به صورت محدود توسط آهنگرها انجام می‌شد. اما از سال 1800 با پیدایش روش‌های جوشکاری، این صنعت شکل گرفت و کم کم در طی سالها روش‌های جدیدتری ابداع شدند. ابتدایی‌ترین روش، در جوشکاری قوس الکتریکی است که به سال 1800 برمی‌گردد که چند سال برای تکمیل آن زمان برد. روش‌های دیگر هم با توجه به نیاز (مثلا نیاز به جوشکاری در زیر آب یا موارد نظامی) پدید آمدند. امروزه روش‌های مختلفی برای جوشکاری وجود دارد که در چند دسته تقسیم می شوند. در زیر به دسته‌بندی آنها اشاره می‌کنیم:

انواع روش‌های جوشکاری

• جوشکاری ذوبی (Fusion Welding)

جوشکاری قوسی (Arc Welding)

قوس ضربه ای (Pulsed Arc)

برق و گاز محافظ (Electrogas)

انتقال اسپری (Spray Transfer)

جوشکاری پیچی (Stud Welding)

جوشکاری با هواگاز (Oxyfuel Gas Welding)

اکسیژن استیلن (Oxyacetylene)

فشار گاز (Pressure Gas)

جوشکاری مقاومتی (Resistance Welding)

نقطه جوش (Spot Welding)

درز جوش (Seam Welding)

جوشکاری پروجکشن (Projection Welding)

 

• جوشکاری حالت جامد (Solid State Welding)

جوشکاری واپخشی (Diffusion Welding)

جوشکاری اصطکاکی (Friction Welding)

جوشکاری التراسونیک (Ultrasonic Welding)

جوشکاری آهنگری (Forge Welding)

جوشکاری سرد (Cold Welding)

جوشکاری انفجاری (Explosion Welding)

جوشکاری نوردی (Roll Welding)