انواع جوشکاری: بررسی کامل تمامی روش‌های جوشکاری

فرایند جوش و انواع جوشکاری پیشرفت بزرگی در عرصه صنعت و ساخت لوازم مختلف به شمار می‌رود. جوشکاری جزو مهارت‌های تجربی محسوب می‌شود که ارتباط بسیار نزدیکی با علوم مهندسی دارد. هیچ ابزار و لوازمی به صورت یکپارچه با ماشین‌های بزرگ صنعتی ساخته نمی‌شود، بلکه قطعات به صورت جداگانه تولیده شده و بهم اتصال پیدا می‌کنند. پیچ و مهره و جوش از جمله مهمترین روش‌های اتصال فلزات به یکدیگر هستند که هر کدام مزایا و معیاب مخصوص به خود را دارند. امروزه جوشکاری به سبب ویژگی‌های مثبتی که دارد، از شهرت بالایی برخوردار است و در مقیاس‌های کوچک و بزرگ به کار می‌رود.

جوش چنان دامنه فعالیت وسیعی دارد که روش‌های مختلف جوشکاری را پدید آورده است. انواع دستگاه جوش و اینورتر در بازار به فروش می‌رسند که هر کدام با یک روش کار می‌کنند. روش‌هایی که هر کدام ویژگی‌های خاصی از خود نشان می‌دهند و تفاوت‌های عملکردی را در حوزه‌های مختلف بروز می‌‌دهند. در ادامه مطلب با آرتا الکتریک به این موارد اشاره می‌کنیم.

جوشکاری چیست؟

جوشکاری در معنای کلی، فرایند پیوستگی و اتصال در یک ماده تعریف می‌شود. این روش جزو بهترین و قدیمی‌ترین راه‌های اتصال فلزات به یکدیگر محسوب می‌شود و طرفداران زیادی در صنایع را به خود جلب نموده است. بیشتر اوقات جهت ترکیب دو یا چند قطعه فلزی با یکدیگر، از فرایند جوشکاری استفاده می‌گردد. این کار اشکال فلزات خام مستقل را به صورت پیچیده‌تر و با کاربردهای بیشتر در زمینه ساختاری، صنعتی یا ساختمانی در می‌آورد.

جوشکاری یکی از روش‌های اتصال مواد مانند فلز، نافلز، کامپوزیت و… به یکدیگر است. به زبان ساده در جوشکاری دو قطعه را در کنار هم قرار می‌دهند و سپس با ایجاد حرارت و ذوب آنها را به هم متصل می‌کنند. جوشکاری با لحیم‌کاری تفاوت دارد. در جوش ماده پایه ذوب می‌شود اما در لحیم‌کاری چنین چیزی رخ نمی‌دهد. جوشکاری متناسب با مواد مورد استفاده و محل انجام آن صورت می‌گیرد.

جوشکاری را فرایند ساختی می‌نامند که طی آن دو قطعه یا بیشتر از طریق حرارت و فشار به یکدیگر جوش می‌خورند. سپس با سرد شدن قطعات اتصال ایجاد می‌گردد و محصول جدیدی تولید می‌گردد. در حالت معمول جوش روی مواد فلزی و ترموپلاستیکی صورت می‌گیرد اما با انجام فرایندهایی روی چوب نیز مورد استفاده قرار می‌گیرد.

جوشکاری شامل استفاده از حرارت، فشار، جریان الکتریکی و یا مواد شیمیایی است که اتصال قوی و ماندگاری را بین اجزا به وجود می‌آورد. بیراهه نیست که اگر بگوییم، اغلب وسایل دنیای اطراف ما از طریق جوش ساخته می‌شوند. عملیات‌های ساختمانی، پل‌سازی، خودرو و… جزو بخش‌هایی هستند که جوشکاری در آن‌ها نقش اساسی را ایفا می‌کند. در روش اتصال به کمک جوش اغلب از ماده‌ای به نام فیلر جهت ایجاد مواد مذاب استفاده می‌گردد. علاوه بر آن فرایند خنک کاری جوش اثر بالایی روی اتصال قوی قطعات می‌گذارد و استحکام سازه را افزایش می‌دهد.

معرفی انواع روش جوشکاری

جوشکاری از حوزه‌های وسیعی تشکیل می‌شود و به بخش‌های مختلفی نیز تقسیم‌بندی می‌گردد. یکی از دلایلی که به صورت مفصل در این مورد صحبت می‌شود، گستردگی و دامنه کاری بالای این شیوه اتصال محبوب مواد است. هر قطعه‌ای از چندین جز ریز و درشت تشکیل شده که به روش‌های گوناگونی بهم متصل می‌شوند.

انواع روش‌های جوشکاری برای اتصال دائم قطعات به کار گرفته می‌شود و کاربردهای تکنولوژیکی فراوانی را برای آنها در نظر می‌گیرند. استفاده از انواع روش‌های جوشکاری سابقه‌ای طولانی دارد و از این طریق صنایع مختلف احداث گردیدند. جوشکاری در صنایع مختلف، در شرایط متفاوتی صورت می‌گیرد که وابسته به نوع جوشکاری است. به طور حتم در مورد جوشکاری زیر آب مطالبی را شنیده‌اید، موضوعی که با شیوه‌های معمول جوشکاری در سطح خشکی تفاوت دارد. در بعد فنی جوشکاری روی خشکی با زیر آب تفاوت فاحشی دارد و از روش‌های مختلفی برای انجام آن استفاده می‌شود.

انواع روش‌های جوشکاری از اصول و قواعد خاصی پیروی می‌کند، این قوانین از آنجا اهمیت پیدا می‌کند که اتصال مستحکم و کم هزینه‌ای صورت گیرد. عدم توجه کافی به این مسائل، سبب اتلاف ماده اولیه و خسارات مالی خواهد شد. همچنین در صورت بی‌توجهی، اثرگذاری جوشکاری در حد مطلوب صورت نمی‌گیرد و نتیجه کار ناامید کننده خواهد بود. شناخت روش‌های متنوع جوشکاری در این مسیر به شما یاری می‌رساند تا با حداکثر بهره‌وری اقدام به اتصال مواد نمایید. دسته‌بندی‌های متنوعی برای انواع جوشکاری وجود دارد اما در حالت کلی به سه دسته زیر طبقه‌بندی می‌شوند:

1. جوشکاری ذوبی
2. جوشکاری غیر ذوبی یا حالت جامد
3. جوشکاری برقی یا تلفیقی

هر کدام از روش‌های بالا، مزایا و معایب خاص خودش را دارد و در زمینه کاری متفاوتی به کار گرفته می‌شود. شاید تا پیش از این نام‌های زیادی در مورد جوشکاری به گوشتان رسیده اما در ادامه مطلب با طبقه‌بندی انواع روش‌های جوشکاری آشنا می‌شوید. 

1- جوشکاری ذوبی FW

جوشکاری از روش‌های اتصال دائمی دو قطعه است، فرایندی که به خوبی در جوشکاری ذوبی نیز اتفاق می‌افتد. جوشکاری ذوبی جزو انواع جوشکاری است که در آن به شیوه ذوب کردن قطعه یا فلز، مواد بهم متصل می‌شوند. روند کار در این روش بسیار ساده و سهل به نظر می‌رسد و پیچیدگی خاصی در فرایند آن وجود ندارد. در این روش “وقتی دو لبه فلز مورد نظر را برای جوشکاری ذوب می‌کنند، این دو قطعه بهم می‌چسبند و پس از سرد شدن اتصال قطعات رخ می‌دهد”.

از جوشکاری ذوبی برای کارهای متنوعی استفاده می‌شود و قابلیت جوش قطعات پلاستیکی و سرامیکی را نیز دارا می‌باشد. در جوشکاری ذوبی، انرژی لازم برای اتصال مواد به وسیله دو منبع الکتریکی و شیمیایی تامین می‌گردد. جوشکاری ذوبی از انواع مختلف با کاربری‌های گسترده تشکیل می‌شود که شناخت آنها برای افراد فعال در صنعت حائز اهمیت است.

• جوشکاری قوس الکتریکی Arc welding
• جوشکاری گازی Qxy fuel welding
• جوشکاری با پرتو لیزری Laser beam welding
• جوشکاری با پرتوی الکترونی Electron beam welding

چهار روش بالا، جزو جوشکاری ذوبی به شمار می‌روند که هر یک نیز ویژگی مخصوص به خودش را دارد. اغلب هنگام جوشکاری فرایند ذوب کردن کنترل شده فلزات با دقت فراوانی از سوی تکنسین صورت می‌گیرد. در جوشکاری ذوبی، فلزات جامد در نقطه ذوب خود از لحاظ ساختار اتمی و مولکولی دچار تغییر می‌شوند.

جهت انجام جوشکاری ذوبی در شرایط و موقعیت‌های متفاوت، روش‌های مختلفی پدید آمده است. هر کدام از روش‌های جوشکاری ذوبی شامل فرایندهای خاصی هستند که مزایا و معایبی را برایتان به وجود می‌آورند. پیشرفت روزافزون تکنولوژی به بهبود روش‌های جوشکاری کمک شایان توجهی نموده است. به واسطه فناوری، روش‌های قدیمی منسوخ می‌شوند و جوشکاری ذوبی با شیوه‌های بهتری قطعات را بهم متصل می‌کند. در ادامه جزئیات، معروف‌ترین انواع این نوع جوشکاری را بررسی می‌کنیم.

جوشکاری قوس الکتریکی Arc welding

جوشکاری قوس الکتریکی جزو پرکاربردترین روش‌های جوشکاری ذوبی به حساب می‌آید. در این روش، از قوس الکتریکی برای ایجاد گرما، ذوب و اتصال فلزات استفاده می‌گردد. طی این عملیات، قوس الکتریکی بین الکترود مصرف شدنی یا نشدنی و قطعه کار از طریق منبع تغذیه به وجود می‌آید. نکته جالب توجه اینکه برای منبع تغذیه با محدودیتی روبرو نیستید و هر دو جریان مستقیم و متناوب در جوشکاری قوس الکتریکی به کار می‌رود. جوشکاری قوس الکتریکی Arc welding با نام‌های دیگری مانند جوشکاری قوسی یا جوشکاری arc نیز شناخته می‌شود. در ادامه از آرتا الکتریک شما را با انواع جوشکاری قوس الکتریکی آشنا خواهیم کرد.

1- جوشکاری قوسی با الکترود دستی روکش دار SMAW

جوشکاری قوسی با الکترود دستی روکش دار یا در اصطلاح SMAW جزو روش‌های شناخته شده جوشکاری ذوبی به حساب می‌آید. این روش قدمت بالایی دارد و برای اتصال سازه‌های مربوط به پروژه‌های ساختمانی و صنعتی مورد استفاده قرار می‌گیرد. از این رو مهندسین عمران، متالوژی و مکانیک به این روش جوشکاری ذوبی علاقه‌مند هستند.

در جوشکاری قوسی با الکترود روکش‌دار، مخلوطی یکپارچه از فلز و جوش ایجاد می‌شود. در واقع قوس الکتریکی میان الکترود فلزی روکش‌دار و قطعه، مخلوط یکپارچه را تولید می‌کند. مقاومت در برابر ضربه و فشار، سازگاری با شرایط آب و هوایی گوناگون و عدم نیاز به تجهیزات پیشرفته از جمله مزایای آن محسوب می‌شود. البته در مقابل معایبی مانند ناتوانی در جوشکاری فلزات سنگین و اتصالات نازک، پایین بودن نرخ رسوب و فرایند کاری طولانی برایش مطرح می‌شود.

2- جوشکاری اتمی هیدروژن

طی فرایند جوشکاری اتمی هیدروژن، قوس الکتریکی بین دو الکترود فلزی تنگستن در جو متشکل از اتم هیدروژن ابتکار عمل را به دست می‌گیرد. هیدروژن در حالت اتمی نوعی گاز کاهنده قوی محسوب می‌شود که مانع از اکسیداسیون فلز جوشکاری و سوزاندن سریع الکترودها می‌شود. در جوشکاری اتمی پس از انتشار شدید گرما، مولکول‌های هیدروژن نو ترکیب را تجزیه می‌کند. هزینه جوشکاری با این نوع دستگاه جوش کمی بیشتر از سایر انواع جوشکاری است. تکنسین هنگام کار باید لباس مخصوص را به تن کند، زیرا حرارت بالایی در فرایند جوشکاری اتمی هیدروژن ساطع می‌شود.

3- جوشکاری قوسی پلاسما PAW

جوشکاری قوسی پلاسما جزو روش‌های جوشکاری ذوبی پرکاربرد به شمار می‌آید. گرمای تولید شده از قوس محدود بین الکترودی از جنس تنگستن یا آلیاژ آن به همراه آب، انعقاد قدرتمندی را به وجود می‌آورد. البته در برخی از موارد نتیجه با جوشکاری تنگستن یا آلیاژ آن و قطعه حاصل می‌شود. طی این فرایند از دو گاز بی‌اثر استفاده می‌گردد؛ اولی سبب ایجاد قوس و دومی محافظ قوس پلاسما است. همچنین در این روش جوشکاری فلز پر کننده نقش مهمی ایفا می‌کند، زیرا قابلیت اضافه شدن یا نشدن به جوشکاری را دارا است. از این روش برای جوشکاری در صنایع ابزارسازی و لوله‌سازی استفاده می‌گردد.

4- جوشکاری قوسی زیرپودری SAW

جوشکاری پودری نوعی جوشکاری قوس الکتریکی محسوب می‌شود که در آن الکترود بدون روکش با طول پیوسته به کار می‌رود. در این روش ماده حفاظت کننده جوش را به صورت پودر داخل ناحیه موردنظر می‌ریزند. سپس در فاصله کمی پشت نازل پودر، قوس الکتریکی توسط الکترود بدون روکش زیر پودر ایجاد می‌شود.

در این شرایط پودر خاصیت رسانایی پیدا می‌کند و با عبور جریان قوس الکتریکی از آن روی قطعه کاری اثر می‌گذارد. از آنجایی که قوس الکتریکی زیر پودر برقرار می‌گیرد و هیچگونه جرقه‌ای ایجاد نمی‌شود، تکنسین ملزم به استفاده از عینک محافظ صنعتی نیست. پودر در این روش مانند روکش عمل می‌کند و فرایند جوشکاری بدون پاشیدگی، جرقه یا ایجاد دود صورت گیرد.

5- جوشکاری قوسی توپودری FCAW

جوشکاری قوسی توپودری FCAW یا FCA نیازمند مصرف مداوم الکترود حاوی پودر یا فلوکس، ولتاژ ثابت و جریان برق است. از این رو بهترین گزینه جهت جانشینی جوشکاری قوسی زیرپودری به حساب می‌آید. در این روش به جای استفاده از پودر به صورت مجزا، الکترود دارای پوشش با همان نقش به کار می‌رود. در برخی از مواقع، گاز خارجی جهت حفاظت از چشمه جوش مورد استفاده قرار می‌گیرد. اما در اغلب اوقات از خود فلوکس یا پودر جهت ایجاد محافظت ضروری از اتمسفر استفاده می‌شود. این روش جوشکاری را به طور گسترده‌ای در ساخت و ساز به کار می‌گیرند، زیرا از سرعت جوشکاری بالا و قابلیت حمل آسان بهره می‌برد.

6- جوشکاری قوسی کربنی CAW

جوشکاری کربنی نیز جزو روش‌های قوس الکتریکی است که قدمت بسیار بالایی دارد. در این روش مانند جوش SMAW قوس الکتریکی میان قطعه و الکترود کربنی حرارت را ایجاد می‌کند. در حال حاضر این روش کاربرد آنچنانی ندارد و با تغییراتی جزئی شکل جوشکاری پیشرفته‌ای به خود می‌گیرد. از آنجایی که این روش کمی قدیمی شده است، جایگزینی با نام جوش قوسی دوکربنی TCAW برایش وجود دارد. در این حالت قوس الکتریکی میان دو الکترود کربنی پدید می‌آید، همچنین حرارت را تنظیم فاصله الکترودها کنترل می‌کنند.

7- جوشکاری قوسی با الکترود فلزی تحت پوشش گاز محافظ GMAW یا MIG/MAG

جوشکاری قوسی با الکترود فلزی تحت پوشش گاز محافظ جزو روش‌های پیشرفته جوشکاری محسوب می‌شود که از طریق آن انواع فلزات را اتصال می‌دهند. در جوشکاری GMAW از الکترود بدون پوشش به صورت ممتد و گاز محافظ استفاده می‌گردد. نکته مهم اینکه این گاز از ورود هوا به حوضچه جوش جلوگیری می‌کند تا فرایند به بهترین نحو صورت پذیرد. در فرایند جوش تحت حفاظت گاز، الکترود مصرفی تحت پوشش قرار می‌گیرد و به صورت خودکار تغذیه می‌گردد. مشاهده خوضچه مذاب و قوس الکتریکی، حذف سرباره و کم شدن آن، اتصال فلزات مغناطیسی و غیرمغناطیسی و سرعت بالا از ویژگی‌های جوشکاری GMAW است.

8- جوشکاری قوسی با الکترود تنگستنی و گاز خنثی محافظ GTAW یا TIG

یکی از چالش برانگیزترین متدهای جوشکاری، جوشکاری قوسی با الکترود تنگستنی و گاز خنثی محافظ است. جوشکاری GTAW نیاز به زمان بیشتری دارد و باید با دقت زیادی انجام شود، بنابراین کیفیت و مقاومت جوش در سطح بالایی صورت می‌گیرد. چنین دقتی از آن، گزینه مناسبی برای صنایع حساس مانند هوا و فضا می‌سازد که در نوع خود جالب توجه است. طی این فرایند، قوس الکتریکی از یک الکترود تنگستنی مصرف نشدنی به سمت قطعه کاری تشکیل می‌گردد. همچنین در این روش جوشکاری گازهای خنثی محافظ مانند آرگون و هلیوم را برای حفاظت از جوش در برابر هوای آزاد به کار می‌گیرند. علاوه بر این از نوعی میله پرکننده برای تقویت فلز جوش استفاده می‌نمایند که به استحکام قطعه کاری می‌انجامد.

جوشکاری اکسی گاز OFW

جوشکاری اکسی گاز OFW کاربردهای فراوانی دارد و با عنوان جوشکاری اکسی استیلن نیز شناخته می‌شود. این شیوه جوشکاری بسیاری قدیمی است که پس از ظهور جوشکاری قوس الکتریکی کمتر مورد توجه قرار می‌گیرد. از آنجایی که اکسیژن نقش اصلی سوختنی را برای جوش فلزات بازی می‌کند، به این شیوه جوشکاری اکسی گازی یا جوشکاری گازی گفته می‌شود. جوشکاری با گاز اکسیژن برای اتصال انواع فلزات از قبیل فولاد کربنی، فولادهای آلیاژی، چدن، آلومینیوم و منیزیم به کار می‌رود. در جوشکاری با سوخت اکسیژن، دو قطعه فلز توسط مشعل حرارت می‌بینند و حوضچه مذاب جهت جوش آماده می‌شود. جوشکاری اکسی گاز نیز به شیوه‌های مختلفی صورت می‌گیرد که در زیر به آنها اشاره نموده‌ایم:

• جوشکاری با گاز و فشار
• جوشکاری هوا استیلن
• جوشکاری اکسیژن هیدروژن
• جوشکاری با اکسیژن استیلن
• جوشکاری با گاز پروپان

در این شیوه جوشکاری، اکسیژن و سوخت با نسبت صحیحی با یکدیگر مخلوط می‌شوند و تا دمای 3200 درجه سانتیگراد حرارت می‌بینند. جالب اینکه شعله را می‌توان در سه حالت خنثی، اکسیدکننده و کربورسازی قرار داد که نشان از انعطاف پذیری این روش است.

1- جوشکاری با گاز و فشار

جوشکاری گاز متشکل از حرارت مشعل شعله‌ای با گاز جهت گرمایش قطعه کاری فلزی و مواد پرکننده برای ایجاد جوش است. در این روش جوشکاری، ترکیبی از یک نوع گاز سوختی و اکسیژن به کار گرفته می‌شود تا شعله‌ای پرحرارت ایجاد شود. گازهای مختلفی می‌توانند در ترکیب با اکسیژن برای جوشکاری مورد استفاده قرار گیرند و نیازی به تامین برق تجهیزات جوش نیست. در نتیجه روشی انعطاف پذیر و قابل حمل در شرایط عدم وجود برق به شمار می‌رود. البته نقش فشار در این روش جوشکاری اهمیت زیادی دارد، زیرا پس از حرارت با فشار قطعات متصل می‌شوند. در حال حاضر این روش زیاد مورد استفاده قرار نمی‌گیرد و رو به فراموشی است.

2- جوشکاری هوا استیلن

در جوشکاری هوا استیلن از گاز تحت فشار به عنوان سوخت جوشکاری استفاده می‌شود. هزینه ساخت این گاز تحت فشار از معایب این روش است، به خصوص اگر در شرایط عدم وجود قوطی استیلن هستید. در این روش مواد شیمیایی به کار می‌روند که فرایند جوشکاری را بهبود می‌بخشند. جوشکاری هوا استیلن نقاط ضعف زیادی دارد به همین سبب از محبوبیت کمی برخودار است.

3- جوشکاری اکسیژن هیدروژن

در این شیوه جوشکاری، گازهای اکسیژن و هیدروژن ترکیب می‌شوند و حرارت لازم برای جوش دادن را فراهم می‌کنند. همچنین برای ایجاد شعله‌های متمرکز از این شیوه جوشکاری استفاده می‌شود و عملکرد دقیقی از خود نشان می‌دهد. هیدروژن نسبت به سایر گازهای سوختی توانایی فعالیت در فشارهای بالا را دارد که آن را در میان سایرین متمایز می‌کند. این ویژگی باعث می‌شود تا در فرایندهای جوشکاری در زیر آب نیز مورد استفاده قرار گیرد.

4- جوشکاری با اکسیژن استیلن

جوشکاری هوا استیلن با مخلوطی از گاز اکسیژن و گاز استیلن می‌شناسند که برای تغذیه مشعل مورد استفاده قرار می‌گیرد. جوشکاری هوا استیلن جزو متداول‌ترین روش‌های جوشکاری گازی به حساب می‌آید. مخلوط گازهای اکسیژن و استیلن، بالاترین دمای شعله ممکن را ایجاد می‌کند که فرایند اتصال فلزات را تسهیل می‌بخشد. نکته مهم اینکه این دمای زیاد سبب ایجاد جوش دقیق میان قطعات می‌گردد. البته باید به این نکته توجه نمود که گاز استیلن بسیار گران و ناپایدار است و به صورت خاصی نگهداری می‌شود.

5- جوشکاری با گاز پروپان

گاز پروپان در ترکیب با اکسیژن به عنوان گاز سوختی در جوشکاری استفاده می‌شود و اتصالات مستحکمی را ایجاد می‌کند. جوشکاری با گاز پروپان در صنعت به جوش اکسیژن نیز معروف است و حرارت بالایی را ایجاد می‌کند. پروپان نسبت به استیلن حرارت شعله پایین‌تری ایجاد می‌کند اما قابلیت حمل آسانی دارد و هزینه کمتری روی دست افراد متقاضی خواهد گذاشت.

جوشکاری با پرتو لیزری LBW

در این روش جوشکاری، گرما توسط پرتو لیزر پرانرژی تولید می‌شود و قطعه کاری را متصل می‌کند. پرتو لیزری لبه‌های قطعه کار را به خوبی گرم می‌کند و سپس اتصال را شکل می‌دهد. جوشکاری با پرتو لیزری LBW فضای تعادلی را میان سرما و گرما در حجم معینی از یک یا دو ماده جامد ایجاد می‌کند. انجماد حوضچه جوش که توسط فلز سرد پوشانده می‌شود، به همان سرعت ذوب رخ می‌دهد.

در این روش زمان تماس فلز مذاب با جو کم است، بنابراین آلودگی ایجاد نمی‌شود و به گاز خنثی نیازی نیست. در جوشکاری با پرتو لیزر، دنباله‌ای از جوش‌های نقطه‌ای به صورت پیوسته ایجاد می‌گردد و در انتها اتصال مستحکمی صورت می‌گیرد. دقت این نوع جوشکاری بسیار بالاست و برای جوش فلزات و پلیمرها گزینه مناسبی به حساب می‌آید. این جوشکاری در صنایع الکترونیک، هوا و فضا، ارتباطات، تجهیزات پزشکی و اتصال قطعات کوتاه به صورت متعدد مورد استفاده قرار می‌گیرد.

جوشکاری با پرتوی الکترونی EBW

جوشکاری با پرتوی الکترونی در دسته جوشکاری ذوبی قرار می‌گیرد و به وسیله پرتوهای الکترون شرایط اتصال را فراهم می‌کند. در واقع با تمرکز الکترون در نقاط اتصال حرارت را ایجاد می‌کند و فرایند امتزاج فلزات و جوش را پیش می‌برد. این روش جوش به یک محفظه نیاز دارد تا عملیات جوشکاری پرتو الکترونی در شرایط خلاء انجام شود.

دقت اتصال و عمق جوش بسیار بالا، دو ویژگی منحصربفرد جوشکاری با پرتوی الکترونی است که آن را نسبت به سایر انواع جوشکاری متمایز می‌کند. در این روش انرژی جنبشی ناشی از تراکم و سرعت بالای الکترون‌ها به انرژی گرمایی تبدیل می‌گردد و از طریق گرما فرایند ذوب صورت گیرد. سپس با سرد شدن قسمت‌های ذوب شده، فرایند انجماد صورت می‌گیرد و در نهایت فلزات به یکدیگر متصل می‌شوند. نکته جالب اینکه با سایر روش‌های جوشکاری تفاوت دارد و عملیات جوش فلزات با تمرکز الکترون درون محفظه صورت می‌گیرد.

2- جوشکاری غیرذوبی

تا اینجای محتوا با انواع روش‌های جوشکاری ذوبی آشنا شدید، ولی روش‌های جوشکاری غیرذوبی زیادی نیز برای معرفی وجود دارند. هر کدام از روش‌های جوشکاری، مزایا و ویژگی‌های خاص خودشان را ارائه می‌دهند. از جوشکاری غیرذوبی برای انجام اتصالات دائمی بین سطوح و قطعات مختلف فلزی بهره‌برداری می‌شود. در شرایط کاری مختلف، با توجه به نیاز، سراغ روش خاصی از جوشکاری غیرذوبی بروید.

همانطور که از نام جوشکاری غیرذوبی پیداست، فرایند جوش و اتصال فلزات بدون تشکیل حوضچه مذاب صورت می‌گیرد. در انواع روش‌های جوشکاری غیرذوبی، به فلز پایه برای ذوب کردن و جوش قطعات نیازی ندارید. روش‌های مختلفی برای جوشکاری غیرذوبی مطرح می‌شود که عناوین آن را در پایین می‌آوریم و توضیحات تکمیلی در ادامه ارائه خواهد شد:

• جوشکاری مقاومتی RW-ERW
• جوشکاری اصطکاکی FW
• جوشکاری التراسونیک یا فراصوتی UW
• جوشکاری انفجاری EW

در جوشکاری غیرذوبی هیچگونه ناخالصی به قطعات مورد نظر اضافه نمی‌شود و قطعات تحت جوش خواص خود را حفظ می‌نمایند. حرارت تولیدی در جوشکاری غیرذوبی به مراتب پایین است، به طوری که فلزات خواص فیزیکی و مکانیکی را از دست نمی‌دهند.

جوشکاری مقاومتی RW-ERW

در جوشکاری غیرذوبی مقاومتی برای اتصال دو قطعه به یکدیگر از دو مولفه فشار و حرارت با کمک جریان الکتریکی بهره می‌برند. در این نوع فرایند جوشکاری، گرما و فشار به طور همزمان برای جوش فلزات استفاده می‌شوند. اگرچه میله پرکننده در این روش کارایی خاصی ندارد اما دو الکترود مصرف نشدنی، با عبور جریان الکتریکی نقش مهمی را ایفا می‌کنند.

ایجاد حرارت در ناحیه تماس قطعات به وسیله این دو الکترود صورت می‌گیرد. همچنین از این دو الکترود برای اعمال فشار روی قطعات استفاده می‌کنند تا اتصال به خوبی صورت پذیرد. جوشکاری مقاومتی انواع متنوعی دارد که در شرایط مختلفی به کار می‌روند. در ادامه مطلب از آرتا الکتریک به معرفی آنها می‌پردازیم.

1- جوشکاری مقاومتی نقطه ای

جوشکاری مقاومتی نقطه‌ای امکان اتصالات ذوبی موضعی از طریق تمرکز جریان را برایتان فراهم می‌کند. فلزات در ابعاد و ضخامت‌های مختلفی وجود دارند که به روش‌های مختلفی بهم متصل می‌شوند. در چنین موقعیتی جوشکاری مقاومتی نقطه‌ای خود را نشان می‌دهد، زیرا در مشاغل و صنایع مختلفی به کار می‌رود.

در این روش جوشکاری از تجهیزات مخصوص استفاده می‌گردد تا اتصال‌های مقاوم و یکدستی ایجاد شود. بیشتر کاربرد این جوش در اتصال ورق‌هایی با ضخامت پایین در صنایع خودروسازی و هوا و فضا است. در این فرایند الکترودهای مسی، جریان برق و گرما را به سطح ورقه‌های مورد نظر انتقال می‌دهند. با این کار مواد ذوب شده و عملیات جوش صورت می‌گیرد، سپس با قطع جریان برق و اعمال فشار اتصال کامل می‌شود.

2- جوشکاری مقاومتی درز جوش RSEW

فرایند جوشکاری مقاومتی درز جوش شباهت زیادی به جوشکاری مقاومتی نقطه‌ای دارد، با این تفاوت که الکترودهای آن مانند غلطک هستند. این فرایند جوشکاری با نام‌های دیگری از جمله جوشکاری نواری یا جوشکاری غلطکی نیز شناخته می‌شود. به طور خلاصه، جوشکاری نواری به فرایند اتصال مواد همسان و غیر همسان در طول یک نوار گفته می‌شود. در این روش قطعات به صورت نواری یا در اصطلاح درزی در کنار هم قرار می‌گیرند و سپس بهم متصل می‌شوند. در این نوع جوشکاری نیز الکترودهای غلطک شکل با اعمال فشار و حرارت ناشی از عبور جریان برق سبب اتصال قطعات می‌شوند. نکته مهم اینکه جوش در این روش به صورت پیوسته و یکنواخت صورت می‌گیرد.

3- جوشکاری مقاومتی زائده‌ای RPW

همانطور که از نام جوشکاری مقاومتی زائده‌ای پیداست، یک یا تعدادی زائده برای هدایت جریان و تمرکز حرارت ن دخیل هستند. تعداد زائده‌ها، اشکال، فاصله و زاویه تشکیل آنها از جمله عوامل موثر در جوشکاری زائده‌ای به حساب می‌آیند. در این جوشکاری با ایجاد زائده به شکل‌های مختلف روی اجسام فلزی فرایند جوش صورت می‌گیرد. شاید همین موارد باعث شده تا این روش از محبوبیت کمی برخوردار باشد. با این شیوه جوش در هر نقطه‌ی دلخواهی از قطعات با همان مکانیزم حرارت و فشار اتصال را به وجود می‌آورید.

4- جوش آپست

یکی دیگر از روش‌های جوشکاری مقاومتی، جوش آپست نام دارد که شرایط اتصال قطعات را فراهم می‌کند. این شیوه جوشکاری به صورت اختصاصی برای اتصال لبه‌های قطعات به کار می‌رود که از این حیث نسبت به سایرین تفاوت دارد. در جوش آپست قطعات متناسب با جنس کار تا دمایی مشخص گرم می‌شوند و سپس از طریق فشار زیادی به یکدیگر متصل می‌گردند. مانند سایر روش‌های جوش مقاومتی، حرارت از طریق مقاومت و جریان الکتریکی تولید می‌شود.

جوشکاری اصطکاکی FW

جوشکاری اصطکاکی FW در زیر شاخه جوشکاری غیرذوبی قرار می‌گیرد و بر اساس اصطکاک و فشار، اتصال قطعات را به یکدیگر انجام می‌دهد. فرایند اتصال در سطوح و ناحیه موردنظر به وسیله گرما و حرارت به وجود می‌آید و سپس با ایجاد فشار تکمیل می‌گردد. نوع فلز و ضخامت فلز در جوشکاری اصطکاکی اهمیت زیادی دارد. با توجه به این نکات دما و نوع اصطکاک مشخص می‌شود و سپس با حرارت، فرایند اتصال قطعات صورت می‌گیرد.

نکته جالب توجه اینکه در این شیوه جوش به سبب دما و اصطکاک شدید ذوب رخ می‌دهد. با این وجود به خاطر تمرکز بالای مواد در یک نقطه و سطح تماس، امکان مشاهده آن از سوی شما سلب می‌شود. در حالت معمول دو نوع پرکاربرد برای جوش اصطکاکی معرفی می‌شود که در زیر آنها را آورده‌ایم:

• اغتشاشی FSW
• دورانی یا چرخشی FRW

جوشکاری اصطکاکی کاربردهای متنوع و زیادی دارد که مهارت تکنسین و ابزارهای مناسب در آن دخیل هستند. در حققت برای اینکه نتیجه کار جوش خوب از آب دربیاید، به تخصص و ابزار مناسب نیاز پیدا خواهید کرد.

جوشکاری التراسونیک یا فراصوتی UW

استفاده از فناوری التراسونیک در جوشکاری، روشی بسیار مدرن و پیشرفته به حساب می‌آید که در سال‌های اخیر محبوبیت بالایی کسب کرده است. جوش التراسونیک به شما کمک می‌کند تا اتصال‌های بسیار دقیق و مستحکمی را در مقیاس کوچک به وجود آورید. جوش فراصوتی یا التراسونیک را جزو روش‌های جوشکاری غیرذوبی می‌دانند که در آن انرژی حاصل از صوت و اعمال فشار اتصال را ایجاد می‌کند.

در چنین شرایطی دستگاه جوشکاری فراصوتی با تغییر حالت در بافت اتمی مواد و جابجا شدن مولکول‌ها و اتم‌های آن فرایند اتصال را به وجود می‌آورد. در این فرایند انرژی الکتریکی با فرکانس بالا، تویط مبدل دستگاه بع انرژی مکانیکی با صوت بالا تبدیل می‌گردد. این تبدیل انرژی در زمان بسیار کوتاهی رخ می‌دهد و با توجه اعمال فشار، حرارت و اصطکاک موجب تغییر حالت مولکولی می‌شود. از طریق این جوشکاری موادی مختلف مانند پلاستیک، فلز و سرامیک به یکدیگر اتصال پیدا می‌کنند.

جوشکاری انفجاری EW

در این نوع جوشکاری با استفاده از انفجار و نیروی حاصل از آن، فرایند جوش صورت می‌گیرد. جوشکاری انفجاری در دسته جوشکاری غیرذوبی یا جامد قرار می‌گیرد. به کمک انفجارهای کنترل شده آن، قادر به اتصال فلزات بهم می‌شوید. در این شیوه جوشکاری تحت هیچ شرایطی ذوب و انجماد صورت نمی‌گیرد و عامل اصلی انفجار و سرعت در اتصال، ضربه است. با این حال جهت انجام جوشکاری انفجاری مناسب به روانساز نیاز پیدا خواهید کرد.

انفجار و ضربه دو عامل اساسی در جوشکاری انفجاری به حساب می‌آیند که بر پایه اتصال مولکولی نقش حیاتی را در این فرایند بر عهده می‌گیرند. در این شیوه قطعات با فاصله از هم قرار می‌گیرند و سپس ماده منفجره روی یکی از قطعات قرار می‌گیرد و سپس انفجار کنترل شده‌ای رخ می‌دهد. نیروی بالای حاصل از انفجار، قطعات را با سرعت بالا بهم اتصال می‌دهد و سبب جوش آنها به یکدیگر می‌شود.

3- جوشکاری برق (ترکیبی از جوشکاری ذوبی و جامد)

جوشکاری برق جزو یکی از انواع روش‌های جوشکاری به شمار می‌رود که ترکیبی از جوشکاری ذوبی و جامد است. از آنجایی که دو روش جوشکاری ذوبی و جامد در این شیوه جوش استفاده می‌شود، کاربردهای گسترده‌ای پیدا کرده است. با دستگاه‌های جوش مختلفی نظیر میگ، تیگ و استیک قادر به انجام این روش جوش هستید. این فرایند ارتباط مستقیمی با استفاده از جریان برق و ایجاد حرارت توسط دستگاه جوش دارد. جوشکاری برق به سبب انعطاف بالا، انواع مختلفی دارد که به آنها اشاره می‌کنیم:

• جوشکاری برق عمودی
• جوشکاری برق نفوذی
• جوشکاری برق استیل
• جوشکاری برق آلومینیوم

جوشکاری برق دارای حالات و روش‌های زیادی است که از آنها برای اتصال فلزات کربی و رنگی از قبیل استیل و آلومینیوم استفاده می‌گردد. در حالت ذوبی این روش جوشکاری قادر به استفاده از الکترودهای دستی و ذوب شدنی هستید. در چنین شرایطی قوس الکتریکی ناشی از حالت ذوبی در فرایند اتصال قطعات و استحکام جوش اثر بالایی دارد.