جوشکاری چیست؟ معرفی کامل انواع جوشکاری
جوشکاری یک فرآیند تولید است که در آن دو یا چند قطعه فلزی با استفاده از حرارت و فشار به هم متصل می شوند. در این فرآیند، ابتدا قطعات فلزی در نقطه اتصال گرم شده و سپس به هم فشرده می شوند تا در نهایت به صورت یک قطعه دربیایند.
جوشکاری به طور گسترده در صنایع مختلفی از جمله صنعت خودروسازی، ساخت و ساز، صنایع دریایی، هواپیمایی، صنایع برق، صنایع فضایی و صنایع نظامی استفاده می شود. همچنین در تعمیرات و نگهداری ماشین آلات و قطعات فلزی نیز از جوشکاری استفاده می شود.
جوشکار کیست؟
جوشکار یک کارگر صنعتی است که با استفاده از تجهیزات و ابزارهای مختلف، مسئولیت ایجاد اتصالات دائمی بین قطعات فلزی را بر عهده دارد. جوشکاری یکی از فرایندهای حیاتی در صنعت فلزات است و به دلیل کاربرد گسترده در صنایع مختلف، جوشکاران به عنوان یکی از مهمترین کارگران صنعتی شناخته می شوند.
جوشکاران برای انجام کار خود نیاز به مهارت و دانش فنی، توانایی کار با تجهیزات و ابزارهای مختلف و دقت بالا دارند. همچنین، آن ها باید دانش کافی در زمینه مواد فلزی، نحوه عملکرد تجهیزات و ابزارهای جوشکاری و استانداردهای ایمنی و بهداشتی صنعت جوشکاری داشته باشند.
کاربردهای جوشکاری
جوشکاری در بسیاری از صنایع و بخش های مختلف زندگی ما کاربرد دارد. در ادامه به برخی از کاربردهای جوشکاری اشاره می کنیم:
- صنایع خودروسازی: جوشکاری در صنایع خودروسازی برای تولید قطعات بدنه، شاسی و قطعات مختلف خودروها استفاده می شود.
- ساختمان سازی: جوشکاری در ساختمان سازی برای تولید قطعات فلزی مورد نیاز برای ساخت ساختمان ها استفاده می شود. این قطعات می توانند شامل پل ها، سازه های فلزی ساختمان های مسکونی و غیرمسکونی، درب ها و پنجره ها باشند.
- صنایع دریایی: جوشکاری در صنعت دریایی برای تعمیر کشتی ها و ساخت قطعات مورد نیاز برای ساخت کشتی ها، از جمله تانکرها، کشتی های باربری و زیردریایی ها استفاده می شود.
- صنعت هواپیمایی: جوشکاری در صنعت هواپیمایی برای تولید و تعمیر قطعات فلزی مورد نیاز برای ساخت هواپیماها استفاده می شود.
- تولید لوله های گاز و نفت: جوشکاری در تولید لوله های گاز و نفت برای جوشکاری قطعات فلزی به کار می رود. این قطعات برای انتقال گاز و نفت در میان های بلند استفاده می شوند.
- صنعت الکتریکی و الکترونیکی: جوشکاری در صنعت الکتریکی و الکترونیکی برای تولید و تعمیر قطعات فلزی مورد نیاز برای ساخت تجهیزات الکتریکی و الکترونیکی مانند قطعات داخلی کامپیوتر، تلویزیون ها، تلفن های همراه و غیره استفاده می شود.
وسایل موردنیاز در جوشکاری
برای انجام جوشکاری، ابزارها و وسایل زیر لازم هستند:
- دستگاه جوشکاری: دستگاه جوشکاری معمولاً شامل منبع برق جوشکاری، الکترودها، کابل ها و لوازم جانبی دیگر است.
- الکترود: الکترود یک قطعه فلزی است که برای ایجاد قوس الکتریکی در جوشکاری به کار می رود. انواع مختلفی از الکترودها وجود دارد که برای جوشکاری انواع مختلف فلزات به کار می روند.
- ماسک جوشکاری: ماسک جوشکاری برای حفاظت از چشم ها و صورت جوشکار در برابر نور و اشعه مضر قوس الکتریکی استفاده می شود.
- دستکش های جوشکاری: دستکش های جوشکاری برای حفاظت از دست ها در برابر حرارت و برق استفاده می شوند.
- چکش و میله: چکش و میله برای کوبیدن قسمت های فلزی جوش خورده به کار می روند.
- برش کاری: برای برش قطعات فلزی به صورت دقیق از برش کارهای خاصی استفاده می شود.
- دستگاه های تمیزکننده: بعد از جوشکاری، دستگاه های تمیزکننده مانند برس برای تمیزکردن قسمت های جوش کاری شده استفاده می شوند.
همچنین، بسته به نیاز و نوع جوشکاری، وسایل و لوازم جانبی دیگری نیز ممکن است به کار رود.
انواع جوشکاری
انواع جوشکاری از نظر روش اجرا به شکل زیر هستند:
- جوشکاری قوس الکتریکی: در این نوع جوشکاری، قوس الکتریکی بین الکترود و قطعه کار ایجاد می شود و حرارت مورد نیاز برای جوشکاری توسط قوس الکتریکی ایجاد می شود.
- جوشکاری گازی: در این نوع جوشکاری، گازی مانند آرگون، کربن دی اکسید، اکسی ژن یا نیتروژن برای حفاظت از فلزات در برابر هوا و اکسیداسیون استفاده می شود.
- جوشکاری فشاری: در این نوع جوشکاری، دو قطعه فلزی به یکدیگر فشار داده شده و به وسیله یک ابزار جوشکاری به هم جوش داده می شوند.
- جوشکاری اصطکاکی: در این نوع جوشکاری، دو قطعه فلزی در برابر یکدیگر حرکت داده شده و انرژی حرکتی به وسیله اصطکاک بر روی قطعات اعمال شده و باعث جوشکاری قطعات می شود.
- جوشکاری لیزری: در این نوع جوشکاری، پرتو لیزر بر روی قطعات فلزی تمرکز شده و باعث جوشکاری آنها می شود.
- جوشکاری الکترونی: در این نوع جوشکاری، پرتو الکترون بر روی قطعات فلزی تمرکز شده و باعث جوشکاری آنها می شود.
هر کدام از این روش ها بسته به نوع فلز، ضخامت و مورد استفاده متفاوت هستند.
1- جوشکاری قوس الکتریکی
جوشکاری قوس الکتریکی یکی از روش های پرکاربرد جوشکاری است که در آن از قوس الکتریکی به عنوان منبع حرارت برای جوشکاری استفاده می شود. در این روش، دو قطعه فلزی که قرار است به یکدیگر متصل شوند، با هم تماس داده شده و بعد از آن، با استفاده از یک الکترود، قوس الکتریکی بین دو قطب درست می شود. هنگامی که الکترود به سمت قطعات فلزی حرکت می کند، قوس الکتریکی حرارت را ایجاد می کند و باعث ذوب شدن قطعات فلزی و ایجاد استحکام بین دو قطعه فلزی می شود.
این روش برای جوشکاری فلزاتی مانند فولاد، آلومینیوم و مس استفاده می شود و در صنایعی مانند خودروسازی، ساختمان سازی، صنعت دریایی و صنعت فضایی کاربرد دارد. در مقایسه با روش های دیگر، جوشکاری قوس الکتریکی دارای مزایایی از جمله قابلیت استفاده در محل و عدم نیاز به گاز محافظ است که می تواند زمان و هزینه را کاهش دهد.
2- جوشکاری گازی
جوشکاری گازی در واقع یک نوع جوشکاری است که در آن از گازهای مختلفی مانند آرگون، کربن دی اکسید، اکسیژن و نیتروژن برای حفاظت از فلزات در برابر هوا و اکسیداسیون استفاده می شود. در این نوع جوشکاری، قطعات فلزی با یکدیگر به صورت مستقیم جوش می خورند و یا به کمک یک الکترود مصنوعی جوش داده می شوند.
گازهایی که در جوشکاری گازی استفاده می شوند، دارای ویژگی های خاصی مانند خلوص بالا، استحکام در برابر حرارت، خاصیت نفوذپذیری کم و قابلیت استفاده در مقادیر بسیار کم هستند. این گازها معمولاً به صورت ترکیبی با یکدیگر استفاده می شوند تا ویژگی های مختلفی را به دست آورده و به جوشکاری فلزات کمک کنند.
جوشکاری گازی برای جوشکاری قطعات فلزی با ضخامت بالا، فلزاتی با خواص مختلف یا در شرایطی که نیاز به حفاظت از فلزات در برابر هوا و اکسیداسیون باشد، استفاده می شود. همچنین، جوشکاری گازی می تواند در صنایع مختلفی مانند خودروسازی، ساخت و ساز، صنعت هوا و فضا و صنایع دریایی مورد استفاده قرار گیرد.
3- جوشکاری فشاری
جوشکاری فشاری یک نوع خاص جوشکاری است که در آن از فشار بالا برای ایجاد اتصالات دائمی بین قطعات فلزی استفاده می شود. در این نوع جوشکاری، فشار بالا و دمای بالایی اعمال می شود که باعث اتصال دائمی قطعات فلزی می شود.
جوشکاری فشاری به دو نوع اصلی تقسیم می شود: جوشکاری فشاری گازی و جوشکاری فشاری الکتریکی. در جوشکاری فشاری گازی از اکسیژن برای ایجاد فشار بالا و حرارت بالا استفاده می شود. در جوشکاری فشاری الکتریکی از یک جریان الکتریکی برای ایجاد حرارت بالا و فشار بالا استفاده می شود.
جوشکاری فشاری به دلیل اتصالات دائمی و قوی ای که بین قطعات فلزی ایجاد می کند برای صنایعی مانند نفت و گاز، صنایع شیمیایی، ساخت و ساز ساختمانی، صنایع دریایی و هواپیمایی و صنایع خودروسازی بسیار مورد استفاده قرار می گیرد. همچنین، این نوع جوشکاری برای ایجاد اتصالات در قطعات با ضخامت بالا و برای جوشکاری فلزاتی با خواص مختلف نیز مناسب است.
4- جوشکاری اصطکاکی
جوشکاری اصطکاکی یک روش جوشکاری است که در آن دو قطعه فلزی به کمک اصطکاک گرمایی به هم متصل می شوند. در این روش، اصطکاک گرمایی بین دو قطعه فلزی باعث ایجاد حرارت بالا و نرم شدن قسمت هایی از فلزات می شود که در نتیجه این دو قطعه به یکدیگر فشرده می شوند و اتصال دائمی بین آن ها ایجاد می شود.
جوشکاری اصطکاکی برای اتصال قطعات فلزی با ضخامت بالا و جوشکاری فلزاتی با خواص متفاوت، مانند اتصال فلزات غیرقابل جوشکاری، مناسب است. این روش جوشکاری در صنایع خودروسازی، هوافضا، دریانوردی و صنایع ساختمانی مورد استفاده قرار می گیرد.
5- جوشکاری لیزری
جوشکاری لیزری یکی از روش های پیشرفته جوشکاری است که در آن از پرتو لیزر برای اتصال دو قطعه فلزی استفاده می شود. در این روش، نور لیزر بر روی نقطه ای از قطعات فلزی متمرکز شده و باعث ایجاد حرارت شدیدی در آن نقطه می شود. سپس، قطعات فلزی به یکدیگر متصل شده و اتصال دائمی بین آن ها ایجاد می شود.
جوشکاری لیزری به دلیل دقت بالا، سرعت بالا، عمق کمتر جوشکاری و کاهش اشعه های مضر برای کارگران در صنایع خودروسازی، هوافضا، الکترونیک، پزشکی و صنایع دفاعی مورد استفاده قرار می گیرد.
با وجود مزایای بسیاری که جوشکاری لیزری دارد، هزینه بالای اجرای آن مانع استفاده گسترده از آن در صنایع مختلف می شود. همچنین، نیاز به تجهیزات گران قیمت و کارشناسان متخصص برای اجرای آن نیز یکی دیگر از محدودیت های این روش جوشکاری است.
6- جوشکاری الکترونی
جوشکاری الکترونی یا جوشکاری الکترونیکی، یکی از روش های پیشرفته جوشکاری است که در آن از الکترون برای اتصال دو قطعه فلزی استفاده می شود. در این روش، الکترون ها با سرعت بالا از یک مبدا به سمت قطعه فلزی دیگر حرکت کرده و باعث ایجاد حرارت شدیدی در آن قطعه می شوند. سپس، قطعات فلزی با یکدیگر متصل شده و اتصال دائمی بین آن ها ایجاد می شود.
جوشکاری الکترونی به دلیل دقت بالا، عمق کمتر جوشکاری، سرعت بالا و کیفیت بالای جوشکاری، در صنایع هوافضا، الکترونیک، پزشکی، خودروسازی و صنایع دفاعی مورد استفاده قرار می گیرد. همچنین، این روش جوشکاری قابلیت کنترل دمای جوشکاری را دارد که این امر می تواند در کاهش تغییرات دمایی و تنش های باقیمانده در اتصالات جوشکاری بسیار مفید باشد.
اما با وجود مزایای بسیاری که جوشکاری الکترونی دارد، هزینه بالای اجرای آن مانع استفاده گسترده از آن در صنایع مختلف می شود. همچنین، نیاز به تجهیزات گرانقیمت و کارشناسان متخصص برای اجرای آن نیز یکی دیگر از محدودیت های این روش جوشکاری است.