جوشکاری چیست و روش های جوشکاری

جوشکاری به چه فرایندی گفته می شود

در این مطلب قصد داریم تا به معرفی جوشکاری و روش های جوشکاری بپردازیم. جوشکاری (Welding) عملیاتی است که برای ساخت سازه های فلزی استفاده می شود. اما ساخت سازه های فلزی چیست؟ به مجموعه مراحل بریدن، خم کردن و سر هم کردن مواد اولیه برای تولید یک ماشین ، قطعه یا هر سازه ای گفته می شود. که اکثرا طبق نقشه و به صورت مهندسی صورت می گیرد. از جوشکاری برای اتصال مواد غیر فلزی هم استفاده می شود 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 حرارت دهی بالا و ذوب ماده و اتصال آنها به همدیگر با سرد کردن آنها انجام می گیرد. لازم به ذکر است که جوشکاری با روش های اتصال دیگر که در آن دما پایین تر است ( مثل لحیم کاری سخت یا نرم ) و ماده پایه ذوب نمی شود فرق دارد. یعنی اینکه در جوشکاری هر دو ماده پایه و مواد جوشکاری ذوب می شوند.

ماده پرکننده یا Filler

در جوشکاری علاوه بر ذوب فلز پایه از یک ماده دیگر هم استفاده می شود 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 می شود. که بعد از پر کردن حوضچه به وجود آمده از ذوب ماده پایه و فیلر سرد شده و از فلز پایه نیز قوی تر می شود. و به این صورت اتصال انجام شده و دارای استحکام بسیار بالایی خواهد بود. گاهی اوقات برای محافظت از فلز پرکننده یا فیلر در برابر اکسید شدن و دیگر آسیب ها از یک لایه محافظ استفاده می شود. که این لایه در حین جوشکاری جدا شده و تا زمان استفاده از فیلر مراقبت می کند.

منبع حرارت در جوشکاری

اما منابع مورد نیاز برای ایجاد حرارت در جوشکاری از کجا تامین می شود و از چه منابعی می توان استفاده کرد؟ برای ایجاد حرارت از شعله گاز، امواج مافوق صوت، لیزر، قوس الکتریکی، پرتوی الکترون و اصطکاک استفاده می شود. که هر کدام از این منابع با توجه به جنس فلز و شرایط کار به کار گرفته می شود. مثلا به طور معمول برای جوشکاری آهن در محیط باز از قوس الکتریکی استفاده می شود. و 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 محیط های صنعتی مختلفی انجام می شود. در فضای آزاد یا در محیط های بسته، در زیر آب یا خارج از جو زمین قابل اجراست. و با توجه به هر کدام از این محیط ها علاوه بر به کار بردن روش خاص خود خطرات و صدماتی هم می تواند داشته باشد. خطراتی مانند مشکلات بینایی، خفگی از طریق استنشاق گاز سمی، سوختگی، شوک الکتریکی و قرار گرفتن در معرض اشعه ماورا بنفش می تواند انسان را تحدید کند. پس احتیاط و رعایت نکات ایمنی و استفاده از ابزار ها و پوشش های ایمنی خاصی ضروری است.

فرایندها و روش های جوشکاری

اگر به تاریخچه جوشکاری نگاهی کنیم، در ابتدا کار بر روی فلزات و فرم دادن آنها به صورت محدود توسط آهنگر ها انجام می شد. تا از سال ۱۸۰۰ با پیدایش روش های جوش کاری این صنعت شکل گرفت و کم کم در طی سالها روش های جدید تر ابدا شدند. ابتدایی ترین روش در جوشکاری قوس الکتریکی است که به سال ۱۸۰۰ برمی گردد که چند سال برای تکمیل زمان برد. و روش های دیگر هم با توجه به نیاز (مثلا نیاز به جوشکاری در زیر آب یا موارد نظامی) پدید آمدند. امروزه روش های مختلفی برای جوش کاری وجود دارد که در چند دسته تقسیم می شوند. در زیر به دسته بندی آنها اشاره میکنیم:

انواع روش های 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)