کامل ترین راهنمای ابزار و تجهیزات جوشکاری به همراه فیلم و عکس

زمانی که از کنار یک ساختمان نیمه کاره رد می‌شوید حتما برق ناشی از جوشکاری به چشمانتان خورده است. یا حتما دقت کرده‌اید که جوشکار هنگام جوشکاری یک نقاب پلاستیکی را جلوی صورت و چشمان خود می‌گیرد. به دلیل کاربرد بالای جوشکاری در صنعت و خطراتی که عدم رعایت ایمنی دارد، لازم است تا با ابزارها و تجهیزات جوشکاری به خوبی آشنا باشیم.

در این مقاله ابتدا جوشکاری و انواع آن را تعریف کردیم. سپس تمام تجهیزات جوشکاری قوس الکتریکی و انواعش را بررسی کرده و در انتها نیز تمام تجهیزات حفاظت فردی در این فرآیند را توضیح دادیم. با ما در آکادمی عمران همراه باشید.

برای درک بهتر این جوشکاری مشاهده فیلم زیر را از دست ندهید.

جوشکاری فرآیندی است که در آن برای اتصال قطعات به یکدیگر، محل مورد نظر را حرارت می‌دهیم تا در موضع جوش ذوب شده و با یکدیگر یکپارچه شوند. پس از سرد شدن، دو قطعه به یکدیگر وصل شده و در واقع جوشکاری انجام می‌گردد. جوشکاری را می‌توان به عنوان یکی از قدیمی‌ترین روش‌های اتصال دو قطعه به یکدیگر نام برد. این عملیات در حالات و وضعیت‌های متفاوتی انجام می‌شود که برای هر کدام باید از ابزار و تجهیزات متناسب با آن استفاده کرد. در قدم اول بررسی تجهیزات جوشکاری، لازم است ابتدا به انواع آن بپردازیم.

انواع جوشکاری 

همانطور که گفتیم در جوشکاری ذوبی از حرارت برای اتصال دو قطعه به یکدیگر استفاده می‌کنیم. در برخی از روش‌ها از مواد پر کننده که اصطلاحا فیلر نامیده می‌شود استفاده می‌کنیم. به طور کلی این فرآیند را در مکان‌های مختلفی از جمله فضای بسته، فضای باز و حتی زیر آب انجام می‌دهند که هر کدام انواع مختلفی از این فرآیند هستند. نکته مهم در انواع جوشکاری این است که با توجه به شرایط و همچنین بکارگیری نیروی متخصص به انجام آن بپردازیم.

به طور کلی جوشکاری دو حالت دارد که در تصویر زیر فرآیند‌های هر حالت را عنوان کردیم. در مقاله جوشکاری در مورد تمام این موارد صحبت کرده‌ایم. برای مطالعه آن روی لینک آبی رنگ کلیک کنید.

انواع جوش ذوبی را با توجه به تفاوت آن‌ها در منبع انرژی به چهار دسته جوشکاری قوس الکتریکی، جوش با اکسی گاز، جوش با پرتوی الکترونی و پرتو لیزری تقسیم می‌کنند.

جوشکاری قوس الکتریکی یا قوسی یکی از انواع حالت مذاب است که در مهندسی عمران و دیگر صنایع کاربرد چشمگیری دارد. این جوشکاری به چند نوع مهم تقسیم می‌شود که عبارتند از:

قوسی با الکترود دستی

• زیرپودری
• قوسی تو پودری
• قوسی با الکترود فلزی
• قوسی با الکترود تنگستنی
• قوسی پلاسما
• قوسی کربنی

تجهیزات جوشکاری 

در بررسی تجهیزات جوشکاری به این نکته توجه کنید که برخی از این ابزارها در همه انواع روش‌ها کاربرد داشته و به عبارتی وسایل مورد نیاز برای انجام عملیات هستند. این تجهیزات عبارتند از:

1) ماشین‌های جوش قوس الکتریکی : منبعی که از آن برای تولید حرارت استفاده می‌شود. این منبع می‌تواند الکتریکی یا شعله باشد. در ادامه مقاله درباره ماشین‌های جوشکاری صحبت می‌کنیم.

2) مواد پر کننده یا فیلر جوشکاری: فلزی که در جوشکاری ذوب شده و با پر کردن درز بین قطعات باعث جوش خوردن آن‌ها می‌شود. این مواد می‌تواند الکترود، سیم جوش یا پودر جوش باشد که با توجه به روش مورد نظر از آن‌ها استفاده می‌کنیم.

3) تجهیزات حفاظت فردی جوشکاری (دستکش، ماسک جوشکاری و غیره)

همانطور که در بخش انواع جوشکاری گفتیم جوش قوس الکتریکی و انواع آن بیشتر مورد استفاده هستند. لذا در ادامه به بررسی تجهیزات جوش قوس الکتریکی می‌پردازیم.

طوفان تخفیفی آکادمی عمران تو راهه

مشاهده جزئیات

ماشین های جوشکاری قوس الکتریکی

دقت کنید که برای تولید جریان مستقیم در فرآیند جوش دادن نیاز به ماشین‌های جوش داریم. ماشین‌های جوش، جریان متناوب را به شکلی به جریان مستقیم تبدیل می‌کنند که حرارت مورد نیاز برای جوشکاری تامین شود.

انواع ماشین‌های جوشکاری عبارتند از:

• تراسفورماتور
• ژنراتور
• اینورتر
• رکتی فایر
• دینام

در ادامه هر یک از ماشین‌های جوش را بررسی می‌کنیم.

ترانسفورماتور جوشکاری

تراسفورماتور یکی از ساده‌ترین دستگاه‌هایی است که در جوشکاری استفاده می‌شود. به کمک این دستگاه می‌توان جریان متناوب یعنی AC را با شدت کم و ولتاژ بالا به جریان الکتریکی با شدت بالا ولی ولتاژ کم تبدیل کرد.

تراسفوماتورها به کمک یک فیش صنعتی به برق شهر وصل شده و به وسیله دو ترمینال خروجی که کابل‌های انبر اتصال به آن‌ها وصل می‌شود، جریان مناسب و مورد نیاز را ایجاد می‌کنند.

ژنراتور جوشکاری

ژنراتور  هم یک مولد است چرا که جریان برق را برای جوشکاری افزایش می‌دهد. این دستگاه با استفاده از سوخت‌هایی مانند بنزین و گازوئیل انرژی مورد نیاز را ایجاد می‌کند.

البته این ماشین جوش دارای معایبی همچون سر و صدای زیاد و آلودگی محیط زیست است که استفاده از آن در تمام مناطق پیشنهاد نمی‌شود.

اینورتر جوشکاری

این دستگاه از نمونه‌های جدید ماشین جوش است و بعضی از انواع آن قابلیت کار با هر دو نوع جریان مستقیم و متناوب را دارند.

رکتی فایر جوشکاری

رکتی‌ فایرها مبدل‌هایی هستند که جریان متناوب 220 یا 380 ولتی را به جریان مستقیم تبدیل می‌کنند. به عبارتی رکتی فایرهای جوش همان دستگاه‌های ترانسفورماتور هستند اما به آن‌ها یک سیستم یکسوکنندگی جریان الکتریسته نیز اضافه شده است.

رکتی فایرها معمولا با جریان برق سه فاز کار کرده و برق مورد نظر را به وسیله فیش مخصوص دریافت می‌کنند.

دینام جوشکاری

این ماشین جوش، ژنراتوری است که محور آن توسط یک موتور الکتریکی تامین می‌گردد و سبب ایجاد جریان DC می‌شود. دینام‌های جوشکاری جدید کیفیت جوش بهتری نسبت به نمونه‌های قدیمی دارند اما آن‌ها هم به دلیل سنگینی و هزینه بالای تعمیرات دستگاه کنار گذاشته شده‌اند.

سایر ابزارهای جوشکاری 

تجهیزاتی نیز وجود دارند که به طور کلی در بسیاری از روش‌‌ها کاربرد داشته و باید با آن‌ها آشنا باشید. این ابزار و تجهیزات عمومی جوشکاری عبارتند از:

آچار : در جوشکاری برای ثابت قرار گرفتن فلز پایه در حین عملیات و برای سفت یا باز کردن مهره‌های گیره جوش استفاده می‌شود.

چکش : برای براده برداری و حذف سرباره و کثیفی روی فلز جوش، استفاده‌ می‌شود.

مقیاس فلز : مقیاس فلز یکی از ابزارهای با اهمیت در جوشکاری است. به کمک این ابزار می‌توان ضخامت فلز را به صورت کاملا دقیق اندازه‌گیری کرد تا با توجه به آن به انتخاب ابزار دیگر مانند الکترود بپردازیم.

مشعل یا تورچ : از مهمترین تجهیزات جوشکاری تورچ یا مشعل است. تورچ یا مشعل با مخلوط کردن گازها، شعله‌ای داغ برای انجام عملیات جوش ایجاد می‌کند. حرارت زیادی که این وسیله تولید می‌کند موجب ذوب شدن و متصل شدن قطعات مورد نظر به یکدیگر می‌شود. مقدار حرارت تولید شده توسط مشعل جوشکاری تقریبا به اندازه 2750 تا 3300 درجه سانتی‌گراد است.

مشعل‌های جوش در دو نوع فشار بالا و فشار پایین وجود دارند که در مشعل فشار پایین، ابتدا گاز استیلن وارد محفظه شده و در آن‌جا با جریانی از اکسیژن که فشار بالایی دارد ترکیب می‌شود. در این حالت شدت جریان اکسیژن مقدار استیلن مشتعل را کنترل می‌کند. اما در مشعل فشار بالا هر دو گاز اکسیژن و استیلن تحت فشار با هم مخلوط شده و مقدار حرارت تولید شده توسط اندازه دهانه مشعل جوشکاری کنترل می‌شود. در حالت مشعل با فشار بالا هرچه دهانه نصب شده بر سر مشعل بزرگتر باشد، فشار گاز بیشتر خواهد بود.

انبر جوشکاری : از این ابزار برای نگه داشتن سیم جوش استفاده می‌شود.

اسکنه : برای تمیز کردن سطح فلز از سرباره و هرگونه ناخالصی پس از جوش از این ابزار استفاده می‌گردد.

نوار متر : برای متر کردن قطعات کار که دارای ابعاد بزرگ هستند استفاده می‌شود.

مخزن گاز : با توجه به اینکه بعضی از روش‌های جوشکاری نیاز به گاز خاصی دارند در نتیجه مخزن گاز یکی از تجهیزات جوشکاری محسوب می‌شود.

شیر تنظیم کننده گاز : این ابزار به ما کمک می‌کند تا بتوانیم فشار گاز را در حین انجام جوشکاری کنترل کنیم.

انبر قطعه گیر : از انبر قطعه گیر برای نگهداشتن قطعه فلزی که جوشکاری می‌شود استفاده می‌گردد. جنس انبرهای قطعه گیر معمولا از فولاد بوده و دارای اهمیت بالایی است.

فندک جرقه ای : از این وسیله برای روشن کردن گاز داخل تورچ استفاده می‌شود.

تمیز کننده نازل جوشکاری : این ابزار برای تمیز کردن نازل و سیم جوش کاربرد دارد.

شلنگ : از شلنگ برای رساندن گاز مورد نظر از رگلاتور به مشعل جوش استفاده می‌شود. جنس شلنگ‌ها معمولا از پلاستیک با کیفیت است.

سندان : سندان از یک فلز قوی با سطحی صاف است و از آن در مواقعی که لازم است روی فلز جوش داده چکش بزنید استفاده می‌شود.

پانچ جوشکاری : پانج جوشکاری یکی دیگر از ابزار و تجهیزات جوشکاری است که با آن می‌توان بر روی فلز علامت‌گذاری کرد تا نقطه‌ شروع جوشکاری مشخص گردد.

سیلندر گاز جوشکاری : برای باز و بسته کردن سوپاپ مخزن گاز مورد نیاز برای جوشکاری از سیلندر گاز استفاده می‌شود.

برس سیمی : برای تمیز کردن سطح کار، قبل و بعد از جوشکاری، از برس سیمی استفاده می‌کنیم.

گیره جوشکاری : گیره‌های جوشکاری ورقه‌های فلزی هستند که به طور موقتی و برای ثابت ماندن سطح جوش دو قسمت از فلز را محکم کنار هم نگه می‌دارند. به عبارتی می‌توان گفت گیره‌های جوشکاری با نگهداشتن دو فلز ایمنی کار را افزایش می‌دهند. البته قبل از شروع عملیات جوشکاری، باید از محکم بودن گیره‌ها اطمینان داشته باشیم.

آسیاب زاویه ای : آسیاب زاویه‌ای وسیله‌ای است که دارای یک دیسک یا سنگ مصرفی بوده و از آن برای صاف و صیقلی کردن تمام سطوح فلز قبل از فرآیند جوشکاری استفاده می‌شود.

تجهیزات حفاظت فردی جوشکاری 

در عملیات جوشکاری با توجه به فرآیندی که طی می‌شود لازم است تا ایمنی به خوبی رعایت شده و از تجهیزات حفاظت فردی استفاده شود. پیش از  بررسی تجهیزات حفاظت فردی لازم است بدانیم در این عملیات چه خطراتی وجود دارد.

این موارد عبارتند از سوختگی، برق گرفتگی، آسیب رسیدن به چشم و ریه. در نتیجه برای پیشگیری از رخ دادن این مسائل باید نکات ایمنی کاملا دقیق رعایت شود.

تجهیزات حفاظت فردی در جوشکاری شامل موارد زیر است:

کلاه ایمنی : مهم‌ترین تجهیزاتی که به آن نیاز است کلاه ایمنی است. کلاه ایمنی علاوه بر محافظت از چشم‌ها، از پوست سر و صورت نیز در برابر جرقه‌ها محافظت می‌کند.

لباس جوشکاری : به طور کلی برای جوشکاری از سه جنس پارچه، کتان و جین برای این لباس استفاده می‌شود. البته الیاف این لباس‌ها باید سبک بوده و در برابر گرما و حرارت مقاومت بالایی داشته باشند. برای جوش آرگون از لباس قرمز جوش استفاده می‌شود چرا که در این روش اشعه های فرابنفش و مواد رادیواکتیو استفاده شده و لباس باید طوری طراحی شود که این مواد را دفع کند.

دستکش : برای جوشکاری از انواع دستکش‌ها با توجه به نوع آن می‌توان استفاده کرد. دستکش لاستیکی، دستکش جوش آرگون، دستکش جوش هوبارت و دستکش ضدبرش از انواع دستکش‌ها هستند.

دستکش جوشکاری آرگون از جنس چرم گوسفندی یا چرم بز است. دستکش جوشکاری هوبارت زرد از جنس چرم ضخیم و یکنواخت گاوی با یک لایه آستر پارچه‌ای و نمد تشکیل شده است. از این دستکش در انواع دیگر جوشکاری مانند میگ، تیگ، قوس دستی و سنگ زنی می‌توان استفاده کرد. دستکش هوبارت قرمز نیز که مخصوص جوش الکترود و co2 است، از جنس چرم ضخیم گاوی و یک دست با یک لایه آستر پارچه ای یا نمدی تشکیل شده است.

کفش ایمنی : در جوشکاری با پوشیدن کفش ایمنی از برق گرفتگی، سوختگی پا و برخورد اجسام سنگین جلوگیری می‌کنیم. کفش‌های ایمنی باید سبک بوده و تا حد امکان راحت و طبی باشند. همچنین رویه کفش باید با یک لایه چرم پوشانده شود تا مقاومت بیشتری نسبت به کفش‌های ایمنی معمولی داشته باشد. زیره کفش نیز اصولا از جنس مموری فوم ساخته می‌شود.

مقنعه جوشکاری : از این ابزار برای پوشاندن سر و گردن اپراتور استفاده می‌شود. این وسیله از جنس کتان و چرم است.

عینک جوشکاری : این عینک‌ها به شکلی ساخته شده‌اند که از چشم در برابر اشعه ماوراء بنفش و مادون قرمز شعله گاز با دمای بالا محافظت می‌کنند.

ساق بند : برای پوشاندن ساق دست‌ها هنگام جوشکاری مخصوصا زمانی که دستکش مورد استفاده ساق کوتاه است از ساق بند استفاده می‌شود. جنس ساق بندها از چرم اشبالت بوده و در برابر ضربه، سوختگی، حرارت و مواد شیمیایی مقاوم هستند.

گتر پا : همانطور که در تصویر زیر مشاهده می‌کنید گتر پا از ساق و زانو در برابر عوامل آسیب زننده مانند ضربه، حرارت و مواد شیمیایی محافظت می کند. گتر پا نیز از جنس چرم است.

پیش بند مخصوص جوشکاری : پوشیدن پیشبند چرمی مخصوص جوش باعث جلوگیری از سوختن لباس و بدن اپراتور در مقابل جرقه‌ها می‌شود.

تجهیزات جوشکاری قوس الکتریکی

پیش از پرداختن به تجهیزات جوش قوس الکتریکی فیلم زیر را مشاهده کنید تا بهتر با این روش آشنا شوید. البته در صورتی که مایل به مطالعه بیشتر درباره جوشکاری قوس الکتریکی هستید، روی لینک آبی رنگ کلیک کنید.

• تجهیزات جوشکاری قوس الکتریکی با الکترود دستی (SMAW)

جوشکاری با الکترود دستی یا SMAW از کارآمدترین روش‌ها است که در سازه‌های فولادی از آن استفاده می‌شود. مراحل انجام این روش را به طور کلی می‌توان به سه گام تقسیم کرد. در گام اول تجهیزات جوشکاری را آماده می‌کنیم. سپس عملیات انجام شده و در نهایت سطح جوش سرد­شده از سرباره پاکسازی می‌گردد. برای آشنایی با این روش فیلم زیر را مشاهده کنید.

تجهیزات جوشکاری با الکترود روکش‌ دار عبارتند از:

1. منبع تغذیه جریان الکتریکی
2. الکترود روکش­دار (هماهنگ با فلز پایه)
3. پایه نگهدارنده و میز
4. تجهیزات حفاظت فردی

• تجهیزات جوشکاری قوس الکتریکی زیر پودری (SAW)

جوش زیرپودری یا SAW یک روش ماشینی است که در آن از الکترود بدون روکش (لخت) و پودر به عنوان ماده محافظ استفاده می‌شود. در این روش ماده محافظت کننده به صورت یک نوار پودری روی درز جوش ریخته می‌شود. در این روش، همانطور که در تصویر مشاهده می‌کنید قوس الکتریکی از نوک الکترود ایجاد می‌شود.

برای آشنایی بیشتر با جوش زیرپودری فیلم زیر را مشاهده کنید. همچنین در آموزش اجرای ساختمان ، در بخش اسکلت فولادی تمام نکات و ریزه‌کاری‌های جوشکاری را به همراه بازدیدهای کارگاهی برایتان آماده‌ کرده‌ایم. برای مشاهده سرفصل‌های این آموزش روی لینک آبی رنگ کلیک کنید.

از تجهیزات جوشکاری زیرپودری می‌توان به موارد زیر اشاره کرد:

1. پودرهای مخصوص جوش زیرپودری
2. سیم الکترود
3. منبع تغذیه (موتور ژنراتور یا ترانسفورماتور)

• تجهیزات جوشکاری قوس الکتریکی با الکترود تو پودری (FCAW)

در جوشکاری قوسی توپودری یا fcaw از الکترود ممتد فلزی لوله‌ای شکل استفاده می‌کنیم که مواد حفاظتی را در داخل خود جای داده است. در این روش به خاطر اینکه مفتول‌های قرقره پیچ نمی‌توانند روکشی بر روی سیم داشته باشند در نتیجه از یک سپر گازی استفاده می‌کنیم. برای محافظت بیشتر هم می‎‌توانیم از گاز CO_{2 کمک بگیریم.}  در واقع در این روش، تامین حرارت به کمک قوس الکتریکی که بین الکترود پر کننده و فلز پایه ایجاد می‌شود، خواهد بود.

تجهیزات مورد نیاز برای روش FCAW شامل موارد زیر است:

1. تفنگ جوشکاری
2. منبع برق
3. سیم جوش یا الکترود
4. کابل انتقال برق
5.  دستگاه اندازه گیری جریان هوا
6. گاز محافظ (در صورت نیاز)

• تجهیزات جوشکاری قوس الکتریکی با الکترود فلزی تحت پوشش گاز (GMAW)

جوشکاری GMAW یا قوس الکتریکی با گاز محافظ یکی از پرکاربردترین روش‌ها است که در آن از الکترود و گاز محافظ استفاده می‌شود تا هوا به محل جوش تازه نفوذ نکند. جوش با گاز محافظ به صورت خودکار بوده و عمدتا از گاز CO_{2 برای حفاظت از آن استفاده می‌شود. برای درک بهتر این روش فیلم زیر را مشاهده کنید.} 

تجهیزات جوشکاری قوس الکتریکی با گاز محافظ یا میگ (MIG) عبارتند از:

1. نازل یا تورچ
2. حلقه سیم جوش یا الکترود
3. کپسول گاز محافظ
4. منبع  تغذیه
5. کنترل کننده نرخ تغذیه سیم جوش

• تجهیزات جوشکاری قوس الکترود تنگستن (GTAW)

جوشکاری الکترود تنگستنی یا تیگ نوعی جوش قوسی است که در آن قوس الکتریکی بین الکترود تنگستن ثابت و فلز پایه ایجاد شده و همزمان توسط یک گاز خنثی از  الکترود و اکسیداسیون مذاب آن حفاظت می‌شود. در این روش یک مفتول آلومینیومی که همان فلز پر کننده است توسط اپراتور و به صورت دستی در ناحیه مذاب تغذیه می‌شود.

تجهیزات جوشکاری TIG یا الکترود تنگستنی موارد زیر را شامل می‌شود:

1. اینورتر به عنوان منبع تغذیه
2. الکترود تنگستن
3. سیلندر گاز محافظ خنثی
4. مشعل یا تورچ مخصوص

• تجهیزات جوشکاری قوسی پلاسما (PAW)

جوشکاری قوس الکتریکی پلاسما یکی از انواع پرکاربرد در صنایع پیشرفته است. این روش مانند  GTAW است اما در آن به جای الکترود تنگستنی از گاز یونیزه شده استفاده می‌شود. از این روش به دلیل قوس متمرکزی که در آن ایجاد می‌شود برای جوش دادن ورق‌های با ضخامت نازک تا ضخیم آلومینیومی استفاده می‌شود.

تجهیزات جوشکاری قوس پلاسما عبارتند از:

1. کنترل کننده گاز و جریان
2. منبع برق
3. ژنراتور با فرکانس بالا و امکان محدود کردن جریان
4. مشعل پلاسما
5. فیکسچر
6. گاز پوشاننده
7. کنترل کننده ولتاژ

• تجهیزات جوشکاری قوسی کربنی (CAW)

جوشکاری قوسی کربنی یا CAW یکی از روش‌های قدیمی جوش است که امروزه نیز از آن استفاده می‌کنند. در این روش نیز مانند جوش SMAW تامین حرارت توسط قوس الکتریکی که بین فلز پایه و الکترود کربنی است، به وجود می‌آید. الکترود کربنی در جوش قوسی کربنی معمولا از جنس گرافیتی است.

تجهیزات جوشکاری قوسی کربنی عبارتند از:

1. منبع تغذیه جریان الکتریکی
2. الکترود کربنی
3. پایه نگهدارنده و میز
4. تجهیزات حفاظت فردی

جمع بندی

جوشکاری یکی از فرآیندهایی است که در بسیاری از مراحل اجرای ساختمان مخصوصا در سازه‌های فولادی کاربرد زیادی دارد. تجهیزات جوشکاری می‌تواند با توجه به هر نوع آن مشخص شود. البته ابزارهایی هم هستند که در تمام انواع این فرآیند کاربرد دارند. در این مقاله تمام این موارد را بررسی کرده و تجهیزات حفاظت فردی را زیر ذره بین بردیم.

در انتهای این مقاله امیدواریم اطلاعات خوبی درباره تجهیزات جوشکاری کسب کرده باشید. در صورتی که در این مورد سوالی دارید می‌توانید آن را در بخش دیدگاه با ما به اشتراک بگذارید.

مسیر پیشنهادی مطالعه مقالات آکادمی عمران

مشاهده مسیر یادگیری