انواع فرایندهای جوشکاری

فرایندهای جوشکاری به دو گروه اصلی تقسیم می‌شوند:

1. فرایندهای جوشکاری ذوبی (Fusion Welding)
2. فرایندهای جوشکاری حالت جامد (Solid State Welding)

فرایندهای جوشکاری با قوس الکتریکی

جریان الکتریکی از جاری‌شدن الکترون‌ها در یک مسیر هادی به‌وجود می‌آید.

هرگاه در مسیر مذکور یک شکاف هوا (گاز) ایجاد شود، جریان الکترونی و در نتیجه جریان الکتریکی قطع خواهد شد.

چنان‌چه شکاف هوا به‌اندازهٔ کافی باریک بوده و اختلاف پتانسیل و شدت جریان بالا، گاز میان شکاف یونیزه‌شده و قوس الکتریکی برقرار می‌شود.

از قوس الکتریکی به‌عنوان منبع حرارتی در جوشکاری استفاده می‌شود.

حرارت ایجاد شده در جوشکاری به دلیل حرکت الکترون‌ها در ستون قوس و بمباران الکترونی قطعه کار می‌باشد.

روش‌های جوشکاری با قوس الکتریکی عبارت‌اند از:

جوشکاری با الکترود دستی پوشش‌دار (SMAW)(shield metal arc weld)
جوشکاری زیرپودری (SAW)(submerge arc weld)
جوشکاری با گاز محافظ (GMAW یا MIG/MAG)
جوشکاری با گاز محافظ و الکترود تنگستنی (GTAW یا جوشکاری TIG)
جوشکاری پلاسما

فرایندهای جوشکاری مقاومتی

در جوشکاری مقاومتی برای ایجاد آمیزش از فشار و گرما استفاده می‌شود.

گرما به‌دلیل مقاومت الکتریکی قطعات کار و تماس آن‌ها در فصل مشترک به‌وجود می‌آید. پس از رسیدن قطعه به‌دمای ذوب و خمیری فشار برای آمیخته دو قطعه به‌کار می‌رود. در این روش فلز کاملاً ذوب نمی‌شود.

گرمای لازم از طریق عبور جریان برق از قطعات به‌دست می‌آید.

روش‌های جوشکاری مقاومتی عبارت‌اند از:

• جوش نقطه‌ای
• درز جوشی
• جوش تکمه‌ای
• با استفاده از قالب

فرایندهای جوشکاری حالت جامد

دسته‌ای از فرایندهای جوشکاری هستند که در آن‌ها عمل جوشکاری بدون ذوب‌شدن قطعات دخیل در اتصال انجام می‌شود.

در واقع محل اتصال در قطعات با حرارت یا بدون حرارت به حالت خمیری در آمده و با استفادده از فشار امتزاج صورت می‌گیرد. فرایندهای این گروه عبارت‌اند از:

جوشکاری اصطکاکی (Friction Welding)

در این روش به‌جای استفاده از انرژی الکتریکی برای تولید گرمای مورد نیاز ذوب فلزات از انرژی مکانیکی استفاده می‌گردد.

به‌این ترتیب که یکی از دو قطعه که با سرعت در حال دوران است به‌قطعهٔ دوم که ثابت نگه داشته‌شده تماس داده می‌شود.

در اثر اصطکاک بین دو قطعه و تولید حرارت، محل تماس دو قطعه ذوب‌شده و لبه‌های تحت فشار با حرارت در همدیگر له می‌شوند.

جوشکاری سرد (Cold Welding)

جوشکاری با امواج مافوق صوت (Ultrasonic Welding)

فرایند جوشکاری با گاز

جوشکاری با گاز یکی از گروه فرایندهای جوشکاری است که در آن، اتصال با ذوب‌شدن توسط یک یا چند شعلهٔ مانند استیلن یا پروپان، با اعمال فشار یا بدون آن، با کاربرد فلز پرکننده یا بدون آن انجام می شود.

از لیزرهای مختلفی مانند «زر گاز کربنیکی» یا لیزر یاقوت برای جوشکاری می‌توان استفاده کرد. دقت می‌شود که انرژی پرتو، آن‌قدر زیاد نباشد که باعث تبخیر فلز شود.

فرایند جوشکاری با اشعه الکترونی

کاربرد جریانی از الکترون‌ها است که با ولتاژ زیاد

شتاب داده شده‌اند و به‌صورت باریکه‌ای متمرکز به‌عنوان منبع حرارتی جوشکاری به‌کار می‌روند. به‌دلیل دانسیتهٔ بالای انرژی در این پرتو، منطقه تفدیده بسیار باریک می‌باشد و جوشی با کیفیت مناسب به‌دست می‌آید.

این فرایند به‌عنوان اولین فرایند جوشکاری به‌کاررفته برای ساخت بدنهٔ جنگنده‌ها استفاده شد.

جوشکاری با برق

برای لوله‌کشی گاز، ساختن اسکلت فلزی و … از جوش برق استفاده می‌شود.

جوشکاری با برق متناوب

در این نوع جوشکاری از دستگاهی که در اصطلاح جوشکاران به ترانس مشهور است استفاده می‌شود.

ترانس را مستقیماً به برق شهر که برق آن متناوب است وصل می‌نمایند این دستگاه که عبارت است از یک مبدل الکتریکی (ترانسفورماتور) پتانسیل برق را پایین آورده و شدت جریان آن را زیاد می‌کند قطب منفی برق را به فلزی که باید جوش شود وصل می‌کنند و قطب مثبت آن را به الکترود جوشکاری متصل می‌کنند.

با نزدیک کردن الکترود به قطعه‌ای که باید جوشکاری شود و تنظیم فاصله آن یک قوس الکتریکی بین الکترود و قطعه به وجود می‌آید که دارای حدود ۲۵۰ درجه سانتی گراد حرارت می‌باشد این حرارت موجب ذوب شدن ۳ قطعه فلزی که در مجاورت قوس الکتریکی می‌باشد می‌گردد (الکترود و ۲ قطعه فولادی که می‌باید با جوش به همدیگر متصل بشوند) پس از ذوب شدن و دوباره سخت شدن قطعات آن‌ها به همدیگر متصل می‌گردند.

جوشکاری با برق مستقیم(DC)

در این نوع جوشکاری جوشی مقاوم تر و توپرتر حاصل می‌شود و باید اسکلت‌های فلزی ساختمان‌ها با همین برق جوشکاری شود. برای تولید این نوع برق معمولاً به ۲ طریقه عمل می‌نمایند طریقه اول آن است که برق متناوب شهری را با دستگاهی به نام رکتی‌فایر (rectifier) یا یکسوکننده به برق مستقیم تبدیل می‌کنند این دستگاه را که جوشکاران به آن دینام می‌گویند به برق شهر وصل نموده و از آن استفاده می‌کنند.

راه دیگر برای ایجاد برق متوالی استفاده از دستگاه‌های تولید برق می‌باشد این دستگاه‌ها که در اصطلاح جوشکاران به موتور سیار مشهور می‌باشد دارای موتوری است که به یک دینام تولید برق متوالی متصل است موتور که قوه محرکه دستگاه است با بنزین یا گازویل کار می‌کند در این جوش کاری قطب منفی به قطعه‌ای که می‌باید جوشکاری شود وصل می‌گردد و قطب مثبت را به الکترود جوشکاری وصل می‌کنند و از نزدیک کردن این دو قطب به همدیگر قوس الکتریکی با ۳۵۰۰ درجه حرارت تولید می‌شود که این حرارت موجب ذوب شدن و در نتیجه اتصال قطعات به یکدیگر می‌گردد.

اشتباهات مرسوم در فرایند جوشکاری با قوس الکتریک

در فرایند جوشکاری با قوس الکتریکی، پیروی از موارد ذیل از شروط لازم جهت ایجاد یک جوش عالی است.

مشاهده پاس جوش موجب می‌شود که جوشکار بتواند متغیرهای جوشکاری مانند ولتاژ، آمپر، طول قوس و زاویه دست را به منظور دستیابی به تنظیمات حرارتی صحیح تغییر دهد.

شکل پاس به شما می گوید که چه کاری می بایست انجام شود، سرعت و جریان جوشکاری و نیز طول قوس چه اندازه می بایست باشند. بنابراین بررسی پاس جوش، شما را به سوی چیزی که می بایست تغییر دهید، هدایت می‌کند.

جوشکار می بایست از اشتباهاتی که می‌تواند منجر به ایجاد عیوب جوشی مانند ترک، تخلخل و یا سایر موارد شود، مطلع باشد.

همچنین برخی موارد که ممکن است باعث ظاهر محدب یا مقعر و حتی پاشش در جوش شود. این متن در مورد چگونگی به حداقل رساندن مشکلات فوق است که به خصوص در فرایند جوشکاری الکترود دستی اهمیت ویژه ای دارد.

انتخاب جریان جوشکاری نامناسب
انتخاب ولتاژ جوشکاری نامناسب
انتخاب سرعت پیشروی نامناسب
انتخاب سرعت تزریق سیم نامناسب (در فرایندهایی مانند MIG / MAG)
طول قوس نامناسب.