جوشکاری چیست | انواع روش های جوشکاری زیر ذره‌بین

حتما تا به حال جرقه‌های جوشکاری را دیده‌اید و چشم شما اذیت شده است! تا به حال برایتان سوال پیش آمده مصالح مورد نیاز جوشکاری چیست ؟! یا در حین جوشکاری چه فرآیندی رخ می‌دهد؟! انواع روش های جوشکاری کدام‌اند؟!

جوشکاری علمی است که کاربردهای زیادی در صنعت عمران دارد. آگاهی از تعریف جوشکاری و انواع روش‌های آن می‌تواند بسیار سودمند باشد، چرا که با دانستن این نکات می‌توانید بهترین روش را جهت جوشکاری انتخاب کنید. پس برای دانستن تمامی نکات لازم، این مقاله کامل و جامع را از دست ندهید!

 

آنچه در این مقاله می آموزید:

جوشکاری چیست ؟

مصالح موردنیاز در علم جوشکاری

نقش جوشکاری‌

انواع حالت های جوشکاری

انواع روش های جوشکاری از نظر منبع حرارتی

انواع جوشکاری از نظر روش اجرا

انواع روش های جوشکاری

کاربرد جوشکاری‌

 

جوشکاری چیست ؟

اغلب سازه‌ها از اعضای مختلفی تشکیل شده‌اند که با روش‌های مختلفی به یکدیگر وصل می‌شوند. روش‌های گوناگون اتصال اعضای سازه به هم بر اساس نوع فرآیند یا فن اتصال را می‌توان به شرح زیر دسته بندی کرد:

روش‌های مکانیکی مانند پیچ، پرچ و میخ

روش‌های شیمیایی مانند چسب‌های معدنی و آلی

روش‌های متالوژیکی مانند جوشکاری‌ و لحیم کاری

به عملی که در آن دو نقطه از فلز با استفاده از حرارت یا ذوب فلز مبنا بهم وصل می‌شوند، جوشکاری گویند.

جوشکاری بر حسب تفاوت در ذوب فلز و ریختن فلز ذوب شده در محل اتصال حدود ۳۵ نوع مختلف دارد.

همچنین در جوشکاری‌ علاوه بر حرارت از فشار نیز بعضاً استفاده می‌شود. به طور مثال می‌توان به جوشکاری فورجینگ اشاره کرد.

انواع جوشکاری با تصویر

مصالح موردنیاز در علم جوشکاری

پس از تعریف جوشکاری به وسایل مورد استفاده می‌رسیم که خود موضوع مهمی است:

منبع تولید حرارت یا فشار

منبعی که جهت تولید حرارت استفاده می‌شود، می‌تواند الکتریکی یا شعله باشد.

 

فلز پایه

منظور همان قطعات فلزی هستند که باید بهم جوش شوند.

 

فلز پرکننده یا فلز جوش

فلزی که در جوشکاری ذوب شده و درز بین قطعات را پر می‌کند. استفاده از فلز جوش امری ضروری نبوده و حتی بدون آن نیز می‌توان کار خود را انجام داد.

فلز پایه جوش

نقش جوشکاری

متصل کردن فلزات

شاید زمانی که متصل کردن فلزات را می‌گوییم، لحیم کاری به نظرتان بیاید اما خیر، با جوشکاری بسیار متفاوت است.

در جوشکاری حرارت به قدری بالا است که سبب ذوب شدن فلز پایه می‌شود، اما در لحیم کاری اینگونه نیست.

گرما سبب ایجاد یک حوضچه جوش از مواد مذاب می‌شود که به آرامی سرد شده و سبب متصل شدن فلز پایه و قطعه دیگر می‌شود.

نخبگان اجرای ساختمان

آموزش صفر تا صد تخریب تا نازک‌کاری

نخبگان دفترفنی

آموزش الفبای قراردادها تا پیروزی در مناقصات!

همان طور که در بالا گفتیم، علاوه بر حرارت از فشار نیز می‌توان استفاده کرد.

البته شایان ذکر است که از گاز محافظ جهت محافظت از آلودگی یا اکسید شدن فلزات ذوب شده نیز می‌توان استفاده کرد.

جوشکاری چیست - انواع روش های جوشکاری

متصل کردن پلاستیک

بله در جوشکاری حتی پلاستیک را نیز می‌توان به یکدیگر جوش داد! در این حالت با ایجاد پیوند مولکولی بین دو پلاستیک که با هم سازگار هستند، جوشکاری انجام می‌شود.

مراحل آن به طور کلی بدین شرح است:

۱) فشار دادن

۲) گرم کردن

۳) سرد شدن

روش مورد استفاده در پلاستیک می‌تواند از نوع گرمایش داخلی یا خارجی باشد.

متصل کردن پلاستیک

متصل کردن چوب

در جوشکاری چوب، از گرمای تولید شده در نتیجه اصطکاک جهت اتصال استفاده می‌شود. این یک نوع فرآیند سریع است که اتصال چوب را بدون میخ و چسب امکان‌پذیر می‌کند.

متصل کردن چوب

انواع حالت های جوشکاری

جوش‌کاری دو حالت دارد که در ادامه هر دو حالت را به طور کامل توضیح داده‌ایم:

حالت جامد

در این حالت ذوبی صورت نگرفته و بلکه هدف فقط اتصال متالوژیکی بین اجزا است.

به همین دلیل در این حالت، نباید میزان حرارت مورد استفاده از نقطه ذوب فلز بیشتر شود. همچنین در این حالت از آلیاژ پرکن ذوب شونده استفاده نمی‌شود.

انواع جوشکاری حالت جامد بدین شرح است:

اصطکاکی

نوردی

فشاری

انفجاری

ضربه‌ای

با فرکانس بالا

اصطکاکی – اختلاطی

مینیاتوری

نفوذی

حالت جامد

حالت مذاب

در این حالت از ذوب کردن لبه‌ها یا سطح برای جوش دو نقطه از فلز استفاده می‌شود.

البته لازم به ذکر است که:

می‌توان از فلز پرکننده استفاده کرد یا نکرد.

فشار اعمال کرد یا نکرد.

همان طور که در ابتدا گفتیم جوش‌کاری‌ تنها برای فلزات کاربرد نداشته، بلکه می‌توان حتی برای ترموپلاستیک‌ها و چوب نیز استفاده کرد.

حالت ذوبی در اتصال پلاستیک‌ها و سرامیک‌ها نیز مورد استفاده قرار می‌گیرد که به عنوان “جوشکاری‌ امتزاجی” معروف است.

کیفیت محصول به دست آمده در این حالت، به میزان زیادی به نحوه اجرا وابسته است.

ویژگی‌های خاص حالت ذوبی عبارتند از:

شدت منبع حرارتی

نرخ ورود حرارت به قطعه

نحوه پوشش دادن ناحیه جوش

 

گفتیم که منبع حرارتی موضوع مهمی است، بر همین اساس فرآیندهای جوشکاری‌ مختلفی داریم:

شیمیایی

مقاومتی

قوس

پرتوهای پر انرژی

حالت مذاب در جوشکاری

انواع روش های جوشکاری از نظر منبع حرارتی

در حالت کلی سه روش اصلی برای جوش‌کاری وجود دارد. که جوشکار باید با توجه به مواد مصرفی و شرایط، بهترین را انتخاب کرده و بر اساس آن کار خود را انجام دهد:

قوس الکتریکی

گازی

لیزر

 

جوش قوس الکتریکی

جوشکاری با روش قوس الکتریکی کاربرد بسیاری در ساختمان دارد.

در این روش متصل کردن قطعات فلز پایه با ذوب کردن لبه‌های درز و سخت شدن بعدی آن‌ها انجام می‌شود.

به هنگام ذوب، فلز مادر و فلز پرکننده با یکدیگر مخلوط شده و پس از سخت شدن، به خوبی به یکدیگر متصل می‌شوند.

 

منبع حرارتی در جوشکاری قوس الکتریکی

حرارت مورد نیاز جهت ذوب قطعات فلزی در این روش توسط قوس الکتریکی تأمین می‌شود.

قوس الکتریکی بین الکترود و فلز مادر تشکیل می‌شود. با نزدیک کردن الکترود به درز جوش، قوس تشکیل شده و حرارتی برابر با ۳۶۰۰ درجه سلسیوس در قوس ایجاد می‌شود.

همین حرارت زیاد سبب ذوب شدن فلز پایه و نوک الکترود شده و در نتیجه حوضچه مذابی از هر دو فلز در نوک الکترود ایجاد می‌شود.

با حرکت الکترود، حوضچه مذاب به سمت جلو حرکت می‌کند و حوضچه مذاب پشتی به تدریج سرد شده و سبب جوش خوردن این قطعات به یکدیگر می‌شود.

منبع حرارتی در جوشکاری قوس الکتریکی

جوشکاری گازی

برای جوشکاری گازی از گاز اکسیژن و استیلن (C2H2) با نسبت‌های مساوی استفاده می‌شود.

این نوع از جوش‌کاری با نام جوش کاربید نیز معروف است.

به طور عمده در کارگاه‌های کوچک برای تعمیرات جزئی و متصل کردن ورق‌های نازک استفاده می‌شود.

در جوشکاری گازی از سیم جوش به عنوان ماده جوش استفاده کرده و گازها تحت فشار به مشعل جوش هدایت و با هم مخلوط شده، سپس در نازل مشعل با دمای حدود ۳۰۰۰ درجه سانتی‌گراد شعله‌ور می‌شوند تا این عملیات انجام شود.

جوشکاری گازی

جوشکاری لیزری

جوشکاری لیزری از آخرین نوآوری‌ها در این صنعت است که در کارهای صنعتی بزرگ مورد استفاده قرار می‌گیرد.

در این روش، از پرتویی با انرژی بالا به عنوان منبع حرارتی جهت ایجاد حوضچه مذاب و جوش دو قطعه استفاده می‌شود.

لیزری

انواع جوشکاری از نظر روش اجرا

جوش‌کاری‌ به طور کلی از نظر روش اجرا ۳ دسته است:

دستی

نیمه خودکار

 خودکار

انواع روش های جوشکاری از نظر روش اجرا

حال ببینیم تفاوت این سه روش در چه مواردی است؟

هدایت انبر در روش دستی و نیمه خودکار توسط کارگر انجام می‌شود.

نوع الکترود

در جوشکاری دستی: الکترود روکش دار با طول محدود

در جوشکاری نیمه خودکار و خودکار: الکترود بدون روکش با طول پیوسته که دور قرقره پیچیده شده

نحوه محافظت از نوار جوش مذاب در حال سخت شدن

 

فرآیندهای جوش‌کاری‌ خودکار و نیمه خودکار عبارتند از:

جوش زیرپودری 

جوش تحت حفاظت گاز با الکترود فلزی

جوش تحت حفاظت گاز با الکترود تنگستن

جوش تحت حفاظت گاز با الکترود توپودری

جوش سرباره الکتریکی

جوش گاز الکتریکی

تفاوت عمده این فرآیندهای گفته شده در نحوه محافظت از نوار جوش به هنگام سخت شدن است.

برای مثال در جوشکاری دستی این کار با استفاده از روکش الکترود که به هنگام ذوب الکترود با آن ذوب شده و به صورت لایه سخت در روی جوش خود را می‌بندد، انجام می‌شود.

جوشکاری چیست - انواع روش های جوشکاری

انواع روش های جوشکاری چیست ؟

آشنایی با انواع جوشکاری می‌تواند برایتان بسیار سودمند باشد چرا که دانستن این موارد باعث انتخاب بهترین روش جوش شده و کارتان بسیار آسان‌تر خواهد بود. اصلی‌ترین انواع روش‌ های جوشکاری بدین ترتیب است:

 

جوشکاری SMAW چیست ؟

جوش‌کاری قوس الکتریکی روکش دار که نام دیگر آن SMAW (Metal Arc Welding Stick) از متداول‌ترین روش‌های جوش‌کاری در ایران است.

در این جوشکاری، الکترود مورد استفاده از نوع روکش دار و کوتاه است که طول آن در حالت کلی حدوداً ۱۵ تا ۴۵ سانتی‌متر است ولی برای کاربردهای ویژه با طول بلندتر نیز تولید می‌شود. قطر الکترود نیز بر اساس کاربرد آن متفاوت بوده ولی عموماً ۱٫۵ میلی‌متر تا ۶ میلی‌متر است.

الکترودها خود دو قسمت هستند:

مغزی، به شکل ROD (میله)

پوشش الکترود، مخلوطی از مواد معدنی و شیمیایی

همان طور که در مقاله جوش‌کاری گفته بودیم، یکی از انواع روش های جوشکاری بر حسب اجرا روش دستی بود، جوش‌کاری SMAW یکی از نمونه‌های خوب برای این حالت است.

مراحل جوش‌کاری قوس الکتریکی روکش دار بدین ترتیب است:

۱) متصل کردن الکترود به یکی از قطب‌های مثبت یا منفی

۲) متصل کردن قطعه به یکی دیگر از قطب‌ها

۳) تشکیل قوس الکتریکی بین الکترود و قطعه کار در اثر مالش الکترود به قطعه

در مورد این روش در مقاله «جوش‌کاری قوس الکتریکی دستی با الکترود روکش دار یا SMAW چیست ؟» به طور کامل صحبت کردیم، خواندن این مقاله را از دست ندهید.

 جوشکاری smaw

جوشکاری TIG

یکی دیگر از انواع جوشکاری‌ها، جوش‌کاری TIG یا همان جوش‌کاری قوس گاز تنگستن، نوعی جوش‌کاری قوس الکتریکی است. مراحل اجرای جوش‌کاری تیگ:

۱) متصل کردن یک قطب جریان به قطعه

۲) متصل کردن یک قطب به تنگستن

۳) تشکیل قوس بین الکترود تنگستن و قطعه موردنظر

۴) تشکیل حوضچه مذاب فلز پایه

۵) حفاظت از حوضچه مذاب با استفاده از گاز خنثی در برابر عوامل خارجی (خصوصاً اکسیژن)

گاز خنثی مدنظر می‌تواند با توجه به کاربرد، از نوع آرگون، هلیم یا نیتروژن باشد. توجه کنید که این روش جوش‌کاری می‌تواند به هر ۳ حالت (دستی، نیمه خودکار و خودکار) انجام شود.

جوشکاری tig

جوشکاری GMAW

جوش‌کاری GMAW یا جوش‌کاری قوس الکتریکی با گاز محافظ یکی دیگر از روش‌های پرکاربرد است. در این روش جوش‌کاری از الکترود و گاز محافظ برای جلوگیری از ورود هوا به جوش تازه استفاده می‌شوند.

روش انجام این کار نیز به حالت خودکار بوده که الکترود در آن تحت پوشش گاز محافظ است. گازهای مورد استفاده عمدتاً شامل CO2 هستند.

برای آشنایی بیشتر با این نوع جوش‌کاری می‌توانید مقاله جوش‌کاری قوس الکتریکی با گاز محافظ یا GMAW چیست ؟ را مطالعه کنید.

جوشکاری gmaw

جوشکاری SAW

جوش‌کاری SAW یا همان قوس الکتریکی زیرپودری از دیگر روش‌های متداول جوش‌کاری در ایران است که از پودر و قوس الکتریکی در جوش‌کاری استفاده می‌شود.

این روش جوش‌کاری به صورت ماشینی یا همان خودکار بوده و پودر به کار رفته سبب حفاظت از جوش تازه در برابر هوا شده و از آن در برابر سرد شدن سریع حفاظت می‌کند.

برای آشنایی بیشتر با این روش مقاله «جوش‌کاری زیر پودری یا SAW چیست؟» را از دست ندهید!

جوشکاری saw

جوشکاری FCAW

جوش‌کاری FCAW یا قوس الکتریکی توپودری که در آن از سیم تو خالی لوله‌ای شکل که در داخل آن نوع خاصی از پودر یا مواد حفاظتی وجود دارد، استفاده می‌شود.

مواد داخلی الکترود نقش همان پودر را در جوش‌کاری قوس الکتریکی زیرپودری دارد که جهت حفاظت از جوش استفاده می‌شود.

الکترود مورد استفاده در این روش خود بسیار موضوع مهمی است که در مقاله «جوش‌کاری توپودری یا FCAW چیست و چه کاربردی دارد؟ » کاملاً توضیح داده شده است.

جوشکاری fcaw

جوشکاری EGW

در ادامه معرفی انواع جوش و جوشکاری یکی دیگر از موارد مهم جوش‌کاری گاز الکتریکی است.

جوش‌کاری EGW روشی خودکار برای جوش‌کاری درزها در حالت قائم است که در این فرآیند از الکترود ممتد بدون روکش یا الکترود توپودری می‌توان استفاده کرد.

کاربرد عمده این روش جوش‌کاری در پر کردن درز جوش ورق‌های ضخیم به صورت یک باره است.

egw

جوشکاری ESW

جوش‌کاری سرباره الکتریکی که همانند جوش‌کاری گاز الکتریکی است، اما با این تفاوت که جوش در سرباره الکتریکی با کمک حرارت به دست آمده از مقاومت سرباره جوش در مقابل جریان الکتریکی انجام شده و سرباره ذوب شده سبب حفاظت از جوش تازه و همچنین ذوب مفتول و لبه‌های ورق می‌شود.

از مزیت‌های قابل توجه این روش می‌توان به جوش‌کاری یک باره ورق‌ها با هر ضخامتی اشاره کرد. 

جوش esw

جوش خمیری

در ادامه انواع روش های جوشکاری به مورد آخر می‌رسیم. جوش خمیری یا جوش فورجینگ برای جوش‌کاری میلگردها به طور عمده استفاده می‌شود. در این روش دو سر میلگرد را که هر کدام به یک قطب مولد وصل شده‌اند، به یکدیگر نزدیک می‌کنند و زمانی که قوس الکتریکی موجود در دو سر میلگرد داغ و سرخ شد، این دو را به یکدیگر می‌فشارند تا متصل شوند.

برای مطالعه بیشتر در مورد جوش‌کاری فورجینگ به مقاله « جوش فورجینگ چیست و چگونگی اجرای آن » حتما سر بزنید.

جوش خمیری

جوشکاری گل میخ

از رایج‌ترین روش‌های جوش‌کاری می‌توان به جوش‌کاری گل میخ‌های فلزی به فلز پایه اشاره کرد. اگر دقیقاً نمی‌دانید که گل میخ به چه چیزی می‌گویند، به مقاله « کلیات گل میخ | برش گیر سقف کامپوزیت و عرشه فولادی » سر بزنید. در این روش گل میخ به عنوان الکترود عمل کرده و سبب ایجاد قوس الکتریکی بین نوک گل میخ و سطح ورق می‌شود.

در نتیجه این قوس، ذوب شدگی صورت گرفته و سبب اتصال گل میخ با ورق فولادی می‌شود. همچنین از انبری تپانچه‌ای شکل نیز در این فرآیند استفاده می‌شود.

جوش گل میخ

کاربرد جوشکاری چیست ؟

در ادامه اطلاعات در مورد جوشکاری به کاربردهای آن می‌رسیم. در مکان‌های مختلفی اعم از موارد زیر کاربرد دارد:

مکان‌های بسته

مکان‌های باز

زیر آب

خلاء

جوشکاری‌ در هر مکانی با استفاده از روش‌های درست و فرد متخصص به خوبی قابل اجرا است.

به هنگام انجام این عملیات امکان ایجاد دمای بالا، برق، اشعات زیان‌آور و گازهای مضر وجود دارد و به همین دلیل باید با توجه به کاربرد مدنظر از بهترین روش که کمترین میزان آسیب را دارد، استفاده کرد.

استفاده از روش‌های نادرست می‌تواند نتایج جبران ناپذیری در پی داشته باشد.

جوش زیر آب

امیدواریم در پایان این مقاله به جواب تمام سوال‌های خود در مورد جوشکاری چیست رسیده باشید و از اینکه تا پایان مقاله با ما همراه بودید، تشکر می‌کنیم. نظرات و تجربیات خود را در مورد این مقاله با ما به اشتراک بگذارید.

مسیر یادگیری مهندسی عمران یک مسیر رایگان برای حرفه‌ای شدن

حتما تو این مسیر با ما همراه شو!

بر روی اینجا کلیک کنید

ارسال دیدگاه

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *