جوشکاری یک فرآیند ساخت است که دو یا چند فلز را با استفاده از گرما، فشار یا هر دو به یکدیگر متصل می کند تا یک پیوند قوی و دائمی ایجاد کند. مواد قابل جوش به طور کلی شامل فلزات و ترموپلاستیک ها هستند. جوشکاری مدرن در سال 1800 زمانی که سر همفری دیوی با استفاده از یک باتری و دو الکترود کربن به قوس الکتریکی برخورد کرد، به وجود آمد. از آن زمان، جوشکاری به اشکال بسیار متنوعی تبدیل شده است و راه را برای استفاده از آن در کاربردهای مختلف، از پروژه های کوچک گرفته تا مجموعه های تولیدی در مقیاس بزرگ، هموار کرده است. فرآیندهای مختلف جوشکاری در اکثر بخش‌های صنعت یک عنصر اصلی هستند در این مطلب از آموزشگاه فنی نحوه کار و مفاهیم پایه جوشکاری را بررسی میکنیم.
فرآیند جوشکاری
جوشکاری فرآیندی با حرارت بالا است که مواد پایه را ذوب می کند. همچنین عامل اصلی تمایز از لحیم کاری است که در آن فقط مواد پرکننده ذوب می شوند و هیچ ادغامی بین مواد اصلی رخ نمی دهد. جوشکاری با اتصال دو یا چند قطعه کار به یکدیگر در دمای بالا انجام می شود. گرما باعث ایجاد حوضچه جوشی از مواد مذاب می شود که پس از سرد شدن به صورت یک تکه جامد می شود و یک جوش ایجاد می کند. جوش حتی می تواند قوی تر از فلزات اصلی باشد.
انواع مختلفی از جوشکاری وجود دارد، اما همه آنها شامل حرارت یا فشار برای ذوب فلزات برای ایجاد اتصالات جوشی هستند. منبع حرارت یا فشار ممکن است بسته به کاربرد و ماده مورد استفاده متفاوت باشد. فلزات با توجه به مفاهیم پایه جوشکاری به عنوان متداول ترین مواد جوش داده شده شناخته می شوند. جوشکاری پلاستیک نیز بسیار گسترده است، اما جوشکاری چوب تازه در مرحله نوپایی خود است.
فرآیند جوشکاری تحت تأثیر عوامل زیادی است، مانند نیاز به ابزار اضافی خاص، گازهای محافظ، الکترودهای جوشکاری و مواد پرکننده. در ادامه نگاهی دقیق‌تر به برخی از رایج‌ترین روش‌های جوشکاری که امروزه استفاده می‌شود خواهیم داشت.
مبانی جوشکاری
در سطح پایه، جوشکاری شامل استفاده از گرما، فشار یا ترکیبی از هر دو برای اتصال دو قطعه فلز به یکدیگر است. با این حال، اگر با جوشکاری آشنا نبودید، از تعداد تکنیک‌های جوشکاری موجود و علم پشت هر یک از آن روش‌ها شگفت‌زده خواهید شد. جوشکاری فقط یک کار ساده نیست، بلکه به مهارت بالایی همراه با دانش کاری مفاهیم پایه جوشکاری، اصول اولیه فیزیک، شیمی و متالورژی نیاز دارد.
- فیزیک جوش: به دلیل خواص مکانیکی و شیمیایی مختلف، انواع مختلف فلزات در هنگام جوشکاری واکنش های متفاوتی نشان می دهند. گرما می تواند بر چقرمگی و شکل پذیری یا توانایی خم شدن یا کشش بدون شکستن فلز تأثیر بگذارد.. این مهارتی است که نیاز به تمرین و آگاهی از محل صحیح برای انجام جوش دارد.
- شیمی جوش: با جوشکاری، هیچ واکنش شیمیایی به جز گرم کردن و سرد کردن ساده فلز رخ نمی دهد. شیمی نقش کلیدی در کیفیت جوش دارد. اکسیژن با فلز مذاب واکنش می دهد، بنابراین اکسید فلز روی فلز تشکیل می شود و اگر نوعی روش حفاظتی وجود نداشته باشد، جوش را ضعیف می کند. روش‌هایی که برای محافظت از جوش در برابر تشکیل اکسید فلز استفاده می‌شود شامل استفاده از گازهای محافظ در اطراف حوضچه برای جلوگیری از ورود اکسیژن و سایر ناخالصی‌ها است.
- متالورژی جوشکاری: در کنار فیزیک و شیمی، متالورژی یکی دیگر از حوزه‌های کلیدی است که دانش‌آموزان در یک برنامه درجه جوش مانند آنچه در دانشکده ارائه می‌شود، یاد خواهند گرفت. اگرچه جوشکاران نیازی به متخصص متالورژی ندارند، اما باید در مورد خواص فیزیکی، مکانیکی و شیمیایی فلزات مختلف بدانند. دمای بالا می تواند ساختار کریستالی یک فلز را به اندازه ای تغییر دهد که فلز را ضعیف کند. در حالی که نمودارهایی وجود دارد که خواص مکانیکی مانند استحکام کششی و تسلیم را نشان می دهد، آنها ترکیب شیمیایی یا اطلاعات فیزیکی مانند رسانایی را نشان نمی دهند، بنابراین یک جوشکار باید دانش کاری در این زمینه های متالورژی نیز داشته باشد.
- جوشکاری فیوژن: جوشکاری فیوژن رایج ترین روش جوشکاری است. جوشکاری فیوژن فرآیند جوشکاری با ذوب یک یا هر دو ماده پایه و ماده پرکننده است. جوشکاری قوس الکتریکی یک نمونه رایج از جوشکاری ذوبی است. جوش قوس الکتریکی و جوش لیزری معمولاً برای جوشکاری خودکار با استفاده از بازوهای ربات استفاده می شود. در خطوط مونتاژ محصول پیچیده، مانند قطعات خودرو، از جوشکاری ربات و انسان بسته به ویژگی ها یا شرایط فرآیند استفاده می شود.
- جوشکاری تحت فشار: جوشکاری تحت فشار را می‌توان به سه نوع طبقه‌بندی کرد. جوشکاری اصطکاکی از خاصیتی بهره می‌برد که به موجب آن وقتی ماده‌ای در اثر نیروی خاصی تغییر شکل می‌دهد، تغییر شکل حتی زمانی که نیرو حذف می‌شود (پلاستیسیته) باقی می‌ماند. جوشکاری فشار گاز، دو ماده پایه را با قرار دادن آنها در تماس تحت فشار و گرم کردن آنها با گاز به یکدیگر متصل می کند. جوشکاری نقطه ای مقاومتی دو ماده پایه را با نگه داشتن آنها و هدایت جریان الکتریکی به یکدیگر متصل می کند تا آنها را با گرمای تولید شده توسط مقاومت الکتریکی گرم کند. از آنجایی که جوشکاری نقطه ای اصطکاکی و مقاومتی را می توان بدون دخالت انسان خودکار کرد، آنها به طور گسترده در ماشین های جوشکاری فشار اتوماتیک در سایت های FA (اتوماسیون کارخانه) استفاده می شوند.
- لحیم کاری: لحیم کاری روشی برای اتصال مواد پایه با استفاده از مواد پرکننده (خمیر لحیم کاری) است که دمای ذوب کمتری (نقطه ذوب) دارد. مواد پرکننده برای جلوگیری از ذوب شدن مواد پایه و برای اطمینان از اتصال مناسب با مواد پایه، با فلاکس مخلوط شده اند. مواد پرکننده باید نه تنها دمای ذوب کمتری نسبت به مواد پایه داشته باشند، بلکه میل ترکیبی بالایی نیز برای اطمینان از پیوند اتمی بین مواد پرکننده مذاب و مواد پایه ایجاد کنند. بسته به موادی که قرار است به یکدیگر متصل شوند از انواع مواد پرکننده مانند آلومینیوم، نقره، فسفر مس و برنج استفاده می شود. مواد پرکننده نرم با نقطه ذوب پایین، مانند روی، سرب، قلع و آلیاژ قلع سرب، به طور کلی لحیم نامیده می شوند. از آنجایی که لحیم کاری می تواند به راحتی فلزات را به هم وصل کنند، به طور گسترده برای کالاها، هنرهای زیبا و صنایع دستی و کاربردهای دندانپزشکی استفاده شده است. لحیم کاری که از رسانایی مواد پرکننده بهره می برد برای مدارهای الکترونیکی یا سایر دستگاه ها در صنایع مختلف از جمله لوازم خانگی، هوانوردی، انرژی هسته ای و تجهیزات شیمیایی استفاده می شود.
اصول اولیه ماشین های جوشکاری
دستگاه‌های جوش ابزاری ضروری هستند که در صنایع و کاربردهای مختلف برای اتصال مواد به یکدیگر استفاده می‌شوند. چه یک جوشکار حرفه ای باشید و چه یک کارآموز مدیریت پروژه، درک اصول اولیه دستگاه های جوشکاری برای عملیات جوشکاری ایمن و کارآمد ضروری است. در ادامه، مفاهیم اساسی دستگاه‌های جوش، انواع مختلف موجود، و ملاحظات کلیدی هنگام انتخاب دستگاه جوش مناسب برای نیازهای شما را بررسی خواهیم کرد.
- دستگاه جوش چیست: دستگاه جوش که به عنوان منبع تغذیه جوشکاری یا جوشکاری نیز شناخته می شود، دستگاهی است که جریان الکتریکی را برای ایجاد قوس با دمای بالا بین الکترود و قطعه کار تولید می کند. این گرمای شدید باعث می شود که لبه های مواد ذوب شده و به هم جوش بخورند و یک پیوند قوی و دائمی ایجاد کنند. انواع مختلفی از دستگاه های جوش وجود دارد که هر کدام برای فرآیندها و مواد جوشکاری خاصی طراحی شده اند.
- منبع انرژی: دستگاه های جوش می توانند با منابع مختلفی از جمله برق، گاز، باتری و یا حتی ترکیبی از اینها تغذیه شوند. دستگاه‌های جوشکاری برقی رایج‌ترین دستگاه‌ها هستند و می‌توانند بیشتر به دستگاه‌های AC (جریان متناوب) و DC (جریان مستقیم) دسته‌بندی شوند. دستگاه های جوش DC به دلیل قوس پایدار و سهولت استفاده برای اکثر کاربردها ترجیح داده می شوند.
- چرخه کار: به مدت زمانی اشاره دارد که یک دستگاه جوش می تواند به طور مداوم در یک دوره 10 دقیقه ای کار کند. به صورت درصد بیان می شود که نشان دهنده نسبت زمان جوش به زمان سرد شدن است. به عنوان مثال، یک دستگاه جوش با چرخه کاری 60 درصد می تواند به مدت 6 دقیقه جوش دهد و پس از آن به 4 دقیقه زمان نیاز دارد تا قبل از شروع مجدد خنک شود.
- ایمنی جوش: ایمنی در هنگام استفاده از دستگاه های جوشکاری بسیار مهم است. همیشه از تجهیزات حفاظت فردی مناسب (PPE) از جمله کلاه ایمنی جوشکاری، دستکش و لباس محافظ استفاده کنید تا از خود در برابر جرقه، اشعه ماوراء بنفش و بخارهای مضر محافظت کنید. علاوه بر این، از تهویه مناسب در ناحیه جوش برای جلوگیری از استنشاق گازهای خطرناک اطمینان حاصل کنید.
- انتخاب دستگاه جوش مناسب: هنگام انتخاب دستگاه جوش، عواملی مانند فرآیند جوشکاری، نوع و ضخامت موادی که با آن کار خواهید کرد، منبع برق موجود و سطح مهارت خود را در نظر بگیرید. سرمایه گذاری بر روی یک دستگاه جوش با کیفیت بالا که با نیازهای خاص شما مطابقت داشته باشد باعث جوش بهتر و افزایش راندمان می شود.
در نتیجه، درک اصول اولیه دستگاه های جوشکاری و مفاهیم پایه جوشکاری برای عملیات جوشکاری موفق و ایمن بسیار مهم است. خواه یک جوشکار باتجربه یا مبتدی باشید، دانستن انواع مختلف دستگاه‌های جوش، منابع انرژی، چرخه‌های کاری و اقدامات احتیاطی ایمنی به شما کمک می‌کند تا تصمیمات آگاهانه بگیرید و به نتایج جوشکاری عالی برسید.
انواع مختلف جوش
تعدادی از فرآیندهای جوشکاری وجود دارد که بسته به شکل و ضخامت ماده ای که باید به آن متصل شود، می توان از آنها استفاده کرد. با این حال، بیشتر جوش‌ها به دو دسته تقسیم می‌شوند: جوش قوس الکتریکی و جوشکاری مشعل. اگر علاقه مند به دنبال کردن حرفه جوشکاری در جوشکاری قوس الکتریکی هستید، آموزش جوشکاری بهترین دوره موجود داخلی است که از مبتدی تا حرفه ای میتوانید دانش و مهارت لازم را برا ورود به بازار کار را کسب کنید.
اگرچه مفهوم اساسی جوشکاری نسبتاً ساده است، ما آنها را بر اساس منبع انرژی مورد استفاده دسته بندی می کنیم. همانطور که این زیرمجموعه‌ها را بیشتر مورد بررسی قرار میدهیم، می‌توانیم عمیق‌تر به مفاهیم پایه جوشکاری در پشت هر روش جداگانه بپردازیم.
- جوش قوس الکتریکی: جوشکاری قوس الکتریکی شامل برخی از شناخته شده ترین فرآیندهای جوشکاری است و اینها به احتمال زیاد هنگام تجسم فرآیند جوشکاری به طور کلی به ذهن می رسد. در این فرآیندها، قوس الکتریکی بین الکترود و فلزی که قرار است جوش داده شود، گرما ایجاد می کند. الکترود ممکن است مصرفی یا غیر قابل مصرف باشد و منبع تغذیه آن می تواند از جریان متناوب (AC) تا جریان مستقیم (DC) متفاوت باشد.
- جوشکاری MIG/MAG: در جوشکاری قوس فلزی گازی (GMAW) که به عنوان جوشکاری MIG/MAG (گاز بی اثر فلز/گاز فعال فلز) نیز شناخته می شود، از یک الکترود سیم پیوسته که از طریق تفنگ جوش تغذیه می شود، استفاده می کند. همانطور که قوس الکتریکی سیم الکترود را ذوب می کند، سپس به همراه فلزات پایه در حوضچه جوش ذوب می شود. گاز محافظ به طور همزمان به ناحیه جوش عرضه می شود تا یک لایه محافظ در برابر آلودگی جوی ایجاد کند. سادگی این روش جوشکاری به آن اجازه می دهد تا یکی از انتخاب های ارجح برای جوشکاری صنعتی، تولید، ساخت و ساز و برای بخش خودرو باشد. GMAW تقریباً جایگزین جوشکاری هیدروژن اتمی (AHW) شده است، عمدتاً به دلیل در دسترس بودن گازهای بی اثر ارزان قیمت.
- جوشکاری تیگ: در جوشکاری گاز بی اثر تنگستن از یک الکترود تنگستن غیر مصرفی و یک گاز محافظ بی اثر استفاده می شود. برخلاف جوشکاری MIG/MAG، استفاده از فلز پرکننده جداگانه در جوش های TIG اختیاری است و بستگی به پروژه دارد. فرآیند جوشکاری قوسی تنگستن گاز (GTAW) جوش‌های دقیق و باکیفیت با نفوذ زیاد ایجاد می‌کند و آن را برای چندین کاربرد مانند صنایع هوافضا و خودروسازی مناسب می‌کند. در حالی که جوشکاری TIG منحنی یادگیری تندتری نسبت به جوشکاری MIG دارد، بسیاری از ویژگی ها و عملکردهای قابل تنظیم جوشکار TIG آن را به یک فرآیند بسیار همه کاره تبدیل می کند.
- جوشکاری قوس فلزی محافظ: جوشکاری قوس فلزی محافظ (SMAW) که به عنوان جوشکاری قوس فلزی دستی (MMAW/MMA) یا جوشکاری چوبی نیز شناخته می شود، از یک الکترود فلزی با روکش شار مصرفی برای اتصال فلزات استفاده می کند. همانطور که الکترود را با فلز پایه برخورد می کنیم، قوسی ایجاد می کند که مواد موجود در حوضچه جوش را ذوب می کند. شار یک گاز محافظ آزاد می کند تا از فلز جوش در برابر آلودگی محافظت کند. رسوبات سرباره پس از فرآیند خنک سازی با استفاده از ابزارهای رایج فروشگاهی مانند برس سیمی حذف می شوند. SMAW یک فرآیند جوشکاری قابل اعتماد است که تطبیق پذیری را در جوشکاری فلزات مختلف و شرایط مختلف ارائه می دهد. همچنین قابل حمل و سبک است، بدون نیاز به مخزن گاز مانند برخی از روش های جوشکاری دیگر که قبلا ذکر شد. الکترود جوشکاری به عنوان یک میله جوش ارائه می شود و آن را برای فضاهای تنگ و موقعیت های جوشکاری نامناسب می سازد.
- جوش قوسی با هسته شار: فرآیند جوشکاری قوسی با هسته فلوک در خارج از منزل برای جوشکاری سازه های فولادی انجام می شود جوشکاری قوسی با هسته شار (FCAW) یک فرآیند خودکار یا نیمه خودکار است که از یک الکترود جوشکاری استفاده می کند که حاوی یک هسته شار است که به عنوان یک عامل محافظ عمل می کند. حفاظت اضافی در برابر آلاینده ها FCAW دو محافظ نامیده می شود که در آن از یک گاز محافظ همراه با الکترود با هسته شار استفاده می شود. FCAW برای فلزات آهنی و عملیاتی که نیاز به پیش تمیز کردن کمی دارند مناسب است. بهترین استفاده از آن برای تعمیرات، لوله‌ها، مخازن، جوشکاری در فضای باز و زیر آب است زیرا از آن در برابر شرایط خارجی محافظت می‌کند. اگرچه FCAW و GMAW دو نوع جوش جداگانه هستند، تنها تفاوت عمده در محافظت از ناحیه جوش با استفاده از الکترودها و گازهای محافظ نهفته است.
- جوشکاری گاز: جوشکاری گازی یا جوشکاری با سوخت اکسیژن یکی از قدیمی ترین انواع جوشکاری حرارتی است که از اکسیژن و گازهای سوخت برای اتصال سطوح فلزی استفاده می کند. در این روش جوشکاری معمولاً از استیلن یا بنزین به عنوان گاز سوخت استفاده می شود که آن را به جوشکاری اکسی استیلن، اکسی بنزین معروف می کند. گازهای دیگر مانند هیدروژن و پروپان را می توان برای لحیم کاری و لحیم کاری فلزات غیرآهنی استفاده کرد اما گرمای کافی برای ذوب فولاد تولید نمی کنند. یکی از ویژگی های منحصر به فرد جوشکاری گازی این است که با برق کار نمی کند و در صورت در دسترس نبودن آن را به گزینه ای مناسب تبدیل می کند. این روش جوشکاری امکان همجوشی بین فلزات آهنی و غیرآهنی را فراهم می کند و امکان جوشکاری بخش های فلزی نازک و صفحات فولادی را فراهم می کند. یادگیری این فرآیند نسبتاً آسان است و طبیعتاً کم هزینه است. هنگام تنظیم جریان گاز برای دستکاری مشخصات شعله می توان از همین تجهیزات برای برش اکسی سوخت استفاده کرد.
- جوش پلاسما: جوشکاری قوس پلاسما در مفهومی مشابه با جوشکاری TIG عمل می کند، اما مشعل به گونه ای طراحی شده است که گاز بی اثر در مسیری باریک و فشرده با سرعت بالاتری از نازل خارج می شود. پلاسما زمانی ایجاد می شود که قوس با گاز بی اثر برخورد می کند و با جریان یافتن به منطقه یونیزه می شود. این منجر به دمای جوش تا 28000 درجه سانتیگراد می شود که می تواند هر فلزی را ذوب کند. دمای بالای کارکرد مشعل های پلاسما (همراه با مشعل های گازی)، امکان استفاده از فرآیندها را برای جوشکاری و برش می دهد. جوشکاری پلاسما یکی از تمیزترین تکنیک‌های جوشکاری است زیرا گرمای بسیار متمرکز یک مهره باریک ایجاد می‌کند که منجر به کمترین پاشش می‌شود. برای کاربردهایی مانند ساخت هوافضا که نیاز به دقت دقیق دارند، عالی است. جوشکاری پلاسما یکی از پرطرفدارترین فرآیندهای جوشکاری خودکار است، زیرا با هزینه های جاری کم عمل می کند و در عین حال جوش های دقیق و منظمی را ارائه می دهد.
- جوشکاری زیر آب: جوشکاری زیرپوستی (SAW) مشابه SMAW عمل می کند که با استفاده از شار از فلز جوش محافظت می کند. فناوری جوش در پشت این فرآیند جوشکاری خودکار یا نیمه اتوماتیک از یک قیف شار جداگانه استفاده می کند که فلز پرکننده دانه ای را به جوش می ریزد. این روش جوشکاری جوش های پایدار و تمیزی را ایجاد می کند که آن را بهتر از اکثر فرآیندهای جوشکاری دستی معمولی می کند. این یک انتخاب عالی برای فلزاتی مانند نیکل، فولاد و فولاد ضد زنگ است و اغلب برای تولید لوله‌ها، مخازن تحت فشار و دیگهای بخار استفاده می‌شود.
- جوشکاری مقاومتی: در جوشکاری مقاومتی یا فشاری از اعمال فشار و جریان بین دو سطح فلزی برای ایجاد همجوشی استفاده می شود. قطعات کار در فشار بالا با جریانی که از نقطه تماس می گذرد در تماس با هم قرار می گیرند. مقاومت در فلزات باعث ایجاد گرما می شود که سطوح فلزی قطعه کار را با هم ذوب می کند.
- جوش نقطه ای: جوشکاری نقطه‌ای مقاومتی (RSW) از دو الکترود برای فشار دادن فلزات روی هم‌پوشان استفاده می‌کند در حالی که جریان جوشکاری از طریق فلزات مقاوم اعمال می‌شود. گرما ایجاد می شود و سطوح فلزی به هم جوش می خورند و اتصال جوشی به شکل دکمه یا قطعه ایجاد می کنند. فلزات با استفاده از مقادیر زیادی انرژی در یک بازه زمانی کوتاه (تقریباً 100-10 میلی ثانیه) ذوب می شوند و تقریباً فوراً به قطعات کار می پیوندند. ناحیه اطراف قطعه جوش در اثر گرمای بیش از حد آسیبی نمی بیند، بنابراین ناحیه متاثر از حرارت با جوش نقطه ای حداقل است. جوش نقطه ای اغلب با استفاده از ربات های جوشکاری خودکار می شود. این باعث می شود که یکی از کارآمدترین روش های جوشکاری مورد استفاده در خطوط مونتاژ و در نتیجه انتخابی جذاب برای صنایع خودروسازی، الکترونیک و تولید باشد.
- جوشکاری درز: جوشکاری درز زیرمجموعه ای از جوشکاری نقطه ای است که از دو الکترود برای اعمال فشار در حالی که جریان از طریق قطعه کار اعمال می شود استفاده می کند. دستگاه جوش می تواند با اعمال جریان در فواصل زمانی، تک تک قطعات جوش را به قطعه کار ایجاد کند، یا بسته به پروژه می تواند پیوسته باشد. اتصالات ایجاد شده توسط جوشکاری درز مقاومتی محکم هستند و فرآیند فوق العاده سریع و تمیز است، که آن را به گزینه ای ایده آل برای جوشکاری خودکار تبدیل می کند. صنعت ورق فلز از جوشکاری درز برای تولید قوطی های قلع، رادیاتورها و درام های فولادی استفاده می کند.
- جوش لیزری: جوشکاری پرتو لیزر (LBW) همانطور که از نام آن پیداست از پرتو لیزر به عنوان منبع گرمای متمرکز برای ذوب فلزات و ایجاد جوش استفاده می کند. چگالی توان بالای LBW باعث ایجاد مناطق کوچک متاثر از گرما می شود. اندازه نقطه لیزر از 0.2 تا 13 میلی متر است که آن را برای جوشکاری مواد با ضخامت های مختلف مناسب می کند و نتیجه بهتری نسبت به فرآیند جوشکاری معمولی ایجاد می کند. جوشکاری لیزری به سرعت جوش های با کیفیت بالا را تحت تلرانس های ظریف ایجاد می کند. این فرآیند به طور کلی خودکار است و توسط صنایع خودروسازی، پزشکی و جواهرات استفاده می شود. اگرچه ممکن است تصور شود که از آنجایی که مشعل های اکسی سوخت و پلاسما را می توان هم برای جوشکاری و هم برای برش استفاده کرد، این امر در مورد مشعل های لیزری نیز صدق می کند، اما معمولاً اینطور نیست. سر برش لیزری استاندارد نمی تواند برای جوشکاری استفاده شود و سر جوش لیزری نمی تواند سرعت برش و کیفیت مورد نیاز در اکثر کاربردهای صنعتی را برآورده کند.
- جوشکاری پرتو الکترونی: جوشکاری با پرتو الکترونی (EBW) یک فرآیند جوشکاری ذوبی است که در آن الکترون های تولید شده توسط تفنگ الکترونی به سرعت های بالا شتاب می گیرند. پرتو الکترونی هنگام تماس با فلزات پایه گرمای جنبشی ایجاد می کند و باعث ذوب شدن آنها و تشکیل یک حوضچه جوش می شود. با سرد شدن اتصال یک جوش ایجاد می شود. این روش جوشکاری در خلاء کنترل شده برای جلوگیری از پراکندگی تیرها انجام می شود. جوشکاری پرتوی الکترونی دقتی را ارائه می دهد و آن را به یک فرآیند ارزشمند برای کاربردهایی که نیاز به حداقل اعوجاج دارند تبدیل می کند. برخی از کاربردهای آن شامل قطعات الکترونیکی، قطعات هواپیما، مخازن ذخیره سازی و اجزای پل می باشد. EBW اجازه می دهد تا موادی را که مستعد آلودگی هستند جوش دهید.
- جوشکاری اصطکاکی: جوشکاری اصطکاکی یک فرآیند حالت جامد است که همانطور که از نامش پیداست از اصطکاک برای ذوب فلزات استفاده می کند. برخلاف اکثر فرآیندهای جوشکاری، از مشعل جوشکاری، میله های جوشکاری یا گاز محافظ برای ایجاد جوش استفاده نمی کند. این فرآیند تنها از گرمای تولید شده از سرعت های چرخشی، ارتعاشی یا تماس جانبی بالا بین دو فلز تمیز برای ایجاد پیوند استفاده می کند. بقایای فلزی تشکیل شده در این روش پس از فرآیند خنک سازی حذف می شود. تجهیزات جوشکاری مورد استفاده در جوشکاری اصطکاکی نسبت به سایر روش ها سازگارتر با محیط زیست هستند، زیرا بخارات مضر جوش را ساطع نمی کنند یا سموم را در جو آزاد نمی کنند. سادگی آن آن را به گزینه ای عالی برای جوشکاری مته ها، میله های اتصال، لوله های محور و شیرها تبدیل می کند.
ایمنی جوشکاری
تمام فرآیندهای تولید با خطراتی همراه هستند و جوشکاری مستثنی از آن نیست. داشتن دانش مناسب و تجهیزات جوشکاری برای محافظت از خود در برابر هر گونه خطر مهم است. در کنار انجام اقدامات احتیاطی ایمنی، استفاده از وسایل حفاظتی به روز مانند کلاه ایمنی مناسب، دستکش و غیره نیز به همان اندازه ضروری است.
امروزه، فن‌آوری‌های مدرن به بهبود چشمگیر ایمنی جوش کمک می‌کنند، کارگران را از مسیر آسیب دور می‌کنند و اتوماسیون را افزایش می‌دهند. به عنوان مثال، استفاده از ربات‌های شش محوره پیشرو در صنعت، اجازه می‌دهد حتی پیچیده‌ترین جوش‌ها را بدون نیاز به نیروی انسانی برای تعامل با ابزارها در حین عملیات اجرا کنند.
چشم انداز صنعت جوشکاری
جوشکاری از زمان کشف آن در عصر برنز، زمانی که روش‌های اولیه جوشکاری فورجی توسعه یافت، راه طولانی را پیموده است. امروزه به ابزاری غیرقابل جایگزین تبدیل شده است که توسط علاقه مندان و صنایع بزرگ مورد استفاده قرار می گیرد. این صنعت یکی از نیروهای محرکه صنعتی شدن شد و تا به امروز به تغییر نحوه تولید ادامه می دهد.
همانطور که جوشکاری به تکامل خود ادامه می دهد، استانداردها و هنجارهای آن نیز با گذشت زمان بهبود می یابند. احتمالات جدید دائماً به وجود می آیند که به ما امکان می دهند ترکیبات جدید مواد را جوش دهیم و در عین حال استحکام جوش و ایمنی فرآیند را تضمین و بهبود دهیم. با پیشرفت‌های اخیر در جوشکاری هیبریدی، تنها می‌توان انتظار داشت که فناوری جوشکاری به شکل‌دهی آینده مهندسی ادامه دهد.
منابع:
https://medium.com/@Bonhoeffer/basic-principles-to-know-about-welding-machines-aca7ff8ca64e
https://www.tws.edu/blog/welding/basic-principles-of-welding/
