جوشکاری چیست؟
مقدمه
جوشکاریفرایند متصل کردن مواد به یکدیگر است به صورتی که یکپارچه شوند. مواد مختلف، از جمله پلاستیک، را می توان به هم جوش داد، اما در این کتاب با جوشکاری فلزات، به ویژه جوشکاری فولاد نرم یا کم کربن، سر وکار داریم. این ماده بیشترین مصرف را در صنایع سازه و ساختمان دارد.
جوشکاری پتکه ای - فرایندی که در آن فلزات را | گداخته و چکش کاری میکنند تا به یکدیگر متصل شوند - هزاران سال پیش معمول بود و به ویژه مصریان آن را به کار می گرفتند. در صنعت مدرن مواد گوناگون و بسیاری را باید به یکدیگر جوش داد، بنابراین از فرایندهای جوشکاری مختلفی استفاده می شود که بعضی از آنها بسیار تخصصی اند. اما وقتی جوشکاری را آغاز می کنید، مهمترین فرایندهای جوشکاری مورد نیاز شما عبارت اند از:
- جوشکاری اکسی استیلن که آن را جوشکاری گازی، جوش استیلن، جوش کاربید یا جوش اکسیژن نیز می نامند. در این فرایند از انرژی شیمیایی شعله مشعل جوشکاری برای ذوب کردن لبه های قطعات فلزی و متصل کردن آنها به یکدیگر استفاده می شود.
- جوشکاری قوسی دستی با الکترود فلزیکه از این پس آن را جوشکاری قوسی دستی می نامیم.
- جوشکاری قوسی با الکترود تنگستنی و حفاظ گازیکه از این پس آن را تیگ می نامیم.
- جوشکاری قوسی با الکترود فلزی و حفاظ گازیکه از این پس آن را میگ می نامیم. در هر سه این فرایندها از قوس الکتریکی (انرژی الکتریکی برای ذوب کردن لبه های قطعات فلزی و متصل کردن آنها به یکدیگر استفاده می شود. ۵. جوشکاری مقاومتی در این فرایند از اثر گرمایشی ناشی از مقاومت فلز در برابر عبور جریان برق برای ذوب کردن فلزاتی که باید به هم متصل شوند استفاده می شود.
بعضی از جوشکاران در یکی یا چند تا از این فرایندها تخصص دارند، اما بیشتر جوشکاران در انجام هر پنج فرایند ماهرند. به نظر می رسد که فراگیری این همه مهارتهای مختلف دشوار باشد، اما با پیشرفت در فراگیری فنون جوشکاری، به زودی متوجه می شوید که می توان مهارتهای کسب شده در یک فرایند را به فرایند دیگر انتقال داد و بسیاری از نکات (از قبیل نکات ایمنی) در هر پنج فرایند مشترک است
چه چیزهایی را جوشکاری می کنند؟
فهرست وسایل و کالاهایی که در ساخت آنها از جوشکاری استفاده می شود تقریبا بی پایان است. در این فهرست با وسایل و ماشینهایی مانند کشتی، موتور جت، موشک، شاتل فضایی، کامیون، اتومبیل، قطار، پل، اثاثه فلزی، ظروف و مخازن فلزی و اتصالات مختلف جوشی روبه رو می شویم. توصیه میکنیم شما هم فهرستی تهیه کنید و ببینید چه اقلامی را می توانید در آن بگنجانید. کوچکترین قطعات جوشکاری شده احتمالا قطعات به کار رفته در مدارهای الکترونیکی اند. از جمله بزرگترین قطعات جوشکاری شده می توان کشتیها و ساختمانهای اسکلت فلزی را نام برد.
فرایندهای جوشکاری
از فرایندهای مدرن جوشکاری انتظار می رود که جوشهاي مرغوبي توليد كنند که در برابر آب و هوای نامساعد و بارگذار بهای زیاد مقاوم باشند. برای آزمودن جوشها از روش های پدیده ای به نام آزمون غیر مخرب استفاده می شود. در این آزمونها پرتو X، پرتو گاما وفنون فراصولی (اولتراسونیک) به کار می رود، در صورت استفاده از پرتو Xبا پرتو گاما مهندس می تواند داخل جوشها را «ببیند»، درست همان طور که پزشک با استفاده از پرتو Xداخل بدن بیمار را می بیند». در روش بازرسی فراصوتی امواج صوتی فرکانس بالا را از جوش و فلز پیرامون آن عبور می دهند و براساس نحوه بازگشت این امواج می توان نتیجه گرفت که جوش قابل قبول هست را نیست.
فرایند هایی که در آنها برای جوشکاری باید فلز را ذوب کرد فرایندهای جوشکاری دوبی نام دارند.
گاهی با افزایش دمای لبه قطعات تا رسیدن به نقطه ذوب و فراهم آوردن امکان در هم آمیزی فلز مذاب دولبه می توان آنها را به هم جوش داد. برای جوش دادن لبه ورقهای نازک شعله اکسی استیلن با قوس الکتریکی را با دقت و با سرعت مناسب در طول لبه ها هدایت می کنند تا لبه ها ذوب شوند و به هم جوش بخورند. با استفاده از این روش به فلز اضافی املا سیم جوش نیازی نیست. اما در بیشتر عملیات جوشکاری باید به درز جوش، در هنگامی که هنوز به حالت مذاب است، فلز اضافه کرد. این فلز اضافی را فلز پرکننده یا سیم جوش می نامند.
چون جوشکاری با گرمای شدید همراه است، ممکن است سطوح فلزهایی که به یکدیگر جوش داده می شوند با هوا با محیط پیرامون خود وارد واکنش شوند و ناخالصیهای مختلف تشکیل دهند. اگر این ناخالصیها به طریقی کنترل نشوند می توانند از جریان یافتن فلز مذاب به شیوه صحیح جلوگیری کنند و در نتیجه دو فلز به یکدیگر درست جوش تورند. این ناخالصیها ممکن است در داخل جوش نیز به آخالهایی تشکیل دهند و اتصال را ضعیف کنند. برای کنترل این ناخالصیها و جلوگیری از آلوده شدن جوش از روشهای مختلف استفاده می شود.
در جوشکاری گازی فولاد کم کربن، شعله از جوش حفاظت می کند. در جای خود در این باره به تفصیل بحث می کنیم. در جوشکاری گازی مواد دیگری مانند آلومینیم یا فولاد زنگ نزن، برای حفاظت از جوش از مادهای شیمیایی به نام تنکار یا گدازآور استفاده می شود. در زردجوشکاری نیز از تنکار استفاده می شود. معمولا برای افزودن تنکار به سیم جوش، توک گداخته سیم جوش را در پودر تنکار فرو می برند. هر وقت دوباره به تنکار نیاز باشد، نوک سیم جوش را مجددا در پودر تنکار می زنند. در جوشکاری قوسی دستی مفتولهای جوشکاری را با روپوشی پوشش می دهند که حکم تنکار دارد. این مفتولها را | الکترود می نامند.
در فرایندهای تیگ و میگ، برای محافظت جوش از حفاظ گازی استفاده می کنند.
فرایندهای جوشکاری که در آنها برای تشکیل جوش فلزات را ذوب نمی کنند فرایندهای جوشکاری حالت - جامد نام دارند.
جوشکاری اصطکاکی یکی از همین فرایندهاست که در آن یک قطعه را روی قطعه دیگر (که معمولا در حال چرخش است) می مالند تا سطوح هر دو قطعه تخت شود. وقتی دو قطعه شروع به چسبیدن به یکدیگر کردند به آنها فشار وارد می کنند و حرکت متوقف می شود. وقتی موتور اتومبیل مدتی بی روغن کار کند نوعی جوشکاری شبیه جوشکاری اصطکاکی در آن رخ می دهد و می گوییم موتور گریپاژ کرده است؟
جوشکاری همیشه بهترین روش برای متصل کردن قطعات به یکدیگر نیست. گاهی جوشکار یا مهندس جوشکاری باید به سراغ روشهای دیگر اتصال فلزات برود.
در ساخت بسیاری از اتومبیلها و موتورسیکلتهایی که در مسابقات شرکت می کنند، در کنار جوشکاری ذوبی، از روشهای زردجوشکاری یا جوش برنز هم استفاده می شود. زردجوشکاری را لحیمکاری سخت نیز می نامند. با استفاده از روشهای اخیر درز جوشها تا حدودی انعطاف پذیر خواهند بود؛ این انعطاف پذیری در هنگام دور زدن و پیچیدن سریع اتومبیلهای مسابقه ای با جهش موتورسیکلت روی دست انداز ضرورت دارد.
در زردجوشکاری و جوش برنز از یک سیم جوش برنجی استفاده می شود که در دمای پایینتر از دمای ذوب فلزهایی که باید به هم متصل شوند ذوب می شود، در این روش قطعات را داغ می کنند تا سرخ و گداخته شوند و برنج مذاب به داخل درز جوش سرازیر شود. در جوشکاری هم فلزهایی باید به هم متصل شوند و هم سیم جوش با ذوبی هم فلزها ذوب می شود و برای زردجوشکاری و جو
است. تنکار سطوح کار می کند. براي زردجوشکاری و جوش برتر تنکار پودری لازم یا سطوح کار را تمیز می کند و برنج مذاب را روانتر مي كند.