تقریبا اکثر افراد با مفهوم جوشکاری تا حدودی آشنایی دارند و می‌دانند که با استفاده از این فرآیند می‌توان دو سطح عموما فلزی را به یکدیگر متصل کرد. اما خوب است بدانید که جوشکاری سرشار از تکنیک‌ها و ترفندهای مختلف است و با روش‌های متفاوتی انجام می‌شود. در این مطلب قصد داریم به شما بگوییم جوشکاری چیست و تعریفی دارد. همچنین با انواع روش های جوشکاری و مزایا و معایب آنها نیز آشنا خواهید شد.
تعریف جوشکاری
جوشکاری در واقع یکی از روش‌های ساخت در مرحله اجرای سازه است که با هدف اتصال سخت و دائمی دو قطعه فلزی، سرامیکی، کامپوزیتی یا پلیمری به یکدیگر انجام می‌شود. جوشکاری عموما از طریق حرارت بالا و ذوب شدن بخشی از قطعه اصلی انجام شده و پس از سرد شدن، اتصال دائمی بین قطعات ایجاد می‌شود.
نکته‌ای که باید به آن توجه داشت این است که در جوشکاری فلز پایه یا مبنا ذوب می‌شود و این فرآیند با لحیم‌کاری نرم (سولدِرینگ) یا لحیم‌کاری سخت (بریزینگ) تفاوت دارد. در جوشکاری ماده‌ای که وظیفه پر کردن شکاف بین دو قطعه را برعهده دارد فلز جوش یا فلز پر کننده نامیده می‌شود. جوشکاری یکی از مهم‌ترین و پرکاربردترین فرآیندهایی است که امروزه در صنایع مختلف به‌کار گرفته می‌شود.
جوشکاری نقطه‌ای و خطی دو مورد از محبوب‌ترین روش‌های جوشکاری هستند که برای اتصال دائمی قطعات فلزی ورقی مورد استفاده قرار می‌گیرد. اگر کمی دقیق‌تر به محیط اطراف خود نگاه کنید، وسایل نقلیه، ابزارآلات، سازه‌های مختلف و ساختمان‌هایی را می‌بینید که در ساخت تمامی آنها از نوعی جوشکاری استفاده شده است.
انواع جوشکاری
با توجه به کاربری و محل جوشکاری، امروزه از انواع مختلفی از روش های جوشکاری استفاده می‌شود. فرآیند جوشکاری از نظر ساختار به طور کلی به دو دسته جوشکاری ذوبی و جوشکاری حالت جامد قابل تقسیم است.
در جوشکاری ذوبی همان‌طور که از نامش مشخص است، اتصال فلز پایه با استفاده فرآیند ذوب انجام می‌شود. در واقع در این نوع فرآیند جوشکاری، با ذوب شدن لبه یا سطح قطعه فلزی پایه و ایجاد شدن امتزاج موضعی، اتصال بین دو سطح برقرار می‌شود. البته این روش صرفا برای فلزات کاربرد نداشته و برای سطوح پلاستیکی و سرامیکی نیز قابل استفاده است. منبع انرژی در جوشکاری ذوبی عموما الکتریکی یا شیمیایی است.
در جوشکاری حالت جامد فرآیند به این صورت است که با ایجاد حرارت زیاد، دو سطح تا حالت خمیری شدن گرم می‌شوند. این حرارت با استفاده از روش‌های مختلفی مانند اصطکاک یا فشار نیز قابل تولید است. به طور کلی منبع انرژی در فرایند جوشکاری حالت جامد می‌تواند به یکی از سه شکل مکانیکی، الکتریکی و یا شیمیایی باشد.
روش‌های جوشکاری عموما با توجه به جنس قطعات، محلی که جوشکاری انجام می‌شود و حساسیت و دقت مورد نیاز انتخاب می‌شوند. در ادامه به مهم‌ترین و پرکاربردترین روش‌های جوشکاری اشاره می‌کنیم.
پیشنهادی: بتن ریزی چیست
جوش قوس الکتریکی
یکی از پرکاربردترین انواع جوشکاری که برای اتصال قطعات فلزی مختلف مورد استفاده قرار می‌گیرد. در این روش با ایجاد قوس الکتریکی بین دو الکترود و قطعه، حرارت زیادی تولید می‌شود که با ذوب شدن الکترود و سطح قطعه فلزی، اتصال محکمی بین دو قطعه ایجاد خواهد شد. برای جوشکاری با قوس الکتریکی حتما به هوا یا یک گاز هادی (مثل اکسیژن) نیاز داریم و عموما در شرایط خلا نمی‌توان با این روش جوشکاری کرد.
این جوشکاری خود انواع مختلفی دارد که از متداول‌ترین آنها می‌توان به جوشکاری قوس کربنی، جوش قوس الکتریکی با پوشش پودری، جوش زیرپودری، جوش قوس پلاسما، جوشکاری اتمی هیدروژن و جوشکاری تنگستن گاز اشاره کرد.
جوشکاری نقطه‌ای
جوشکاری نقطه‌ای یا جوشکاری به روش نقطه جوش یکی دیگر از پرکاربردترین انواع جوشکاری محسوب می‌شود که امروزه در صنایع مختلف به‌کار گرفته می‌شود. در این روش، دو قطب فک‌های جوشکاری به ترانسفورماتور مبدل متصل می‌شوند. فک‌ها در اثر عبور جریان از نقطه تماس و وجود مقاومت جریان، حوزه مورد نظر بر روی قطعات را به سرعت گرم می‌کنند.
این گرما تا حد ذوب شدن سطح قطعه پیش می‌رود و فقط محدود به همان نقطه است. سادگی، سرعت عمل و تمیزی نتیجه باعث شده است تا از این روش جوشکاری برای اتصال صفحات فلزی نازک استفاده شود.
جوشکاری زیر آب
جوشکاری در زیر آب نخستین بار در سال 1932 توسط یک دانشمند روسی به کار گرفته شد. این جوشکاری در دو نوع خشک و مرطوب انجام می‌شود. در جوشکاری مرطوب، غواص مستقیما در زیر آب اتصال قطعات یا ترمیم‌های لازم را انجام می‌دهد. بدین منظور از نوعی الکترود ویژه استفاده می‌شود و فرایند کلی جوشکاری با جوشکاری در فضای بیرون آب تفاوت زیادی ندارد.
در جوشکاری خشک یک اتاقک مخصوص در نزدیکی محل جوشکاری قرار می‌گیرد و جوشکار با تجهیزات لازم درون اتاقک کار لازم برای اتصالات و ترمیم بخش‌های مختلف قطعات را انجام می‌دهد. درون این اتاقک هوای فشرده وجود دارد تا فشار داخل و بیرون اتاقک در حد تعادل باشد.
درجه جوشکاری چیست؟
درجه جوشکاری یا درجه رقت در واقع به درصد مشارکت فلز مبنا در فلز جوش اشاره دارد. درجه رقت جوش نشان می‌دهد که ترکیب نهایی فلز جوش یا پر کننده به چه صورتی خواهد بود. به بیان ساده‌تر، چه مقدار از ترکیب شیمیایی فلز جوش از فلز مبنا و چه مقداری از آن از فلز جوش تشکیل شده است.
درجه جوشکاری از آنجایی اهمیت دارد که تغییرات در ترکیب شیمیایی منطقه ذوب، باعث ایجاد تغییرات بزرگ در ریزساختار قطعات و در نهایت خواص آنها می‌شود. از این رو باید در فرآیند جوشکاری به دقت اثرات درجه رقت را در نظر داشت.
عموما در اکثر فرآیندهای جوشکاری، درجه رقت پایین‌تر از 50 درصد است. فرآیند جوشکاری زیر پودری بالاترین درجه رقت را در بین فرآیند مرسوم دارد و جوشکاری تیگ نیز کمترین درجه رقت را ارائه می‌دهد.
مزایا و معایب جوشکاری
تا به امروز روش‌ها و فرآیندهای جوشکاری مختلفی در صنایع به کار گرفته شده‌اند. هر کدام از این روش‌ها برای کاربردهای به‌خصوص طراحی می‌شوند و مزایا و معایب خودشان را دارند. اما در ادامه قصد داریم مزایا و معایب کلی جوشکاری را مورد بررسی قرار دهیم.
مزایای جوشکاری
- اتصالات قوی و دائمی
- مقرون‌به‌صرفه بودن اکثر روش‌های جوشکاری
- قابلیت جوشکاری اتوماتیک
- عدم محدودیت در ضخامت قطعات
معایب جوشکاری
- جداسازی دشوار و غیرممکن اتصالات
- احتیاج به نیروی متخصص در برخی روش‌ها
- حساسیت بالا و نیاز به بازرسی
- حرارت زیاد و آسیب دیدن فلز پایه
- وجود خطراتی برای سلامتی جوشکار
