جوشکاری یکی از روش های متداول و کاربردی است که از آن برای اتصال دادن فلزات و مواد پلاستیکی استفاده می شود و دارای انواع مختلفی نیز می باشد. یکی از روش های اصلی و پر کاربرد جوشکاری، جوشکاری ذوبی است که به وسیله حرارت عمل ذوب شدن انجام می شود و پس از سرد شدن اتصال بر قرار می شود. یکی از این روش های مهم و کاربردی که در صنایع مختلف استفاده می شود جوشکاری برق است. در واقع جوش برق یکی از انواع جوشکاری ذوبی است که به وسیله حرارت ایجاد شده توسط برق، فرایند جوش و اتصال را ایجاد می کند. در این مطلب قصد داریم به طور مفصل به این مطلب بپردازیم و توضیح دهیم که جوشکاری با برق چیست؟
به همین خاطر و برای درک بهتر این موضوع علاوه بر تعریف جوش با برق به انواع جوشکاری با برق و اینکه این روش از جوشکاری در چه جاهایی کاربرد دارد و به چه روش هایی انجام می شود و اینکه چه فلزاتی را می توان به وسیله این نوع از جوشکاری، جوش داد و همچنین روش کار آن نیز خواهیم پرداخت.
تاریخچه جوشکاری برق
در سال ۱۸۰۲ دانشمندی روسی به نام ولادیمیر پتروف برای اولین بار کشف کرد که اگر دو تکه ذغال چوب را به قطب های باطری بزرگی متصل کنیم از اتصال میان آنها قوسی پدید می آید و منجر به این می شود که انتهای ذغال ها از شدت گرما سفید شود. در سال ۱۸۰۹ یک فیزیکدان انگلیسی این کار را آزمایش کرد و کشف پتروف را تایید نمود.
در سال ۱۸۸۱ شخصی به نام موسیان ،برای ذوب فلزات قوسی کربنی به وجود آورد و پس از وی در سال ۱۸۸۶ دانشمندی روسی به نام برناتدوز اختراعی را ثبت کرد که قادر بود یک قطعه فلزی را با الکترود ذغالی و با ایجاد قوس الکتریکی بین قطعات ذوب کند. همچنین در سال ۱۹۰۵ اسکار جلبرگ الکترود های پوشش دار را اختراع کرد. این آزمایشات و تحقیقات در مورد جوش برق به مرور، کامل و مدرن تر شد و به شکل امروزی آن در آمد.
جوشکاری برق چیست؟
جوشکاری برق در واقع نوعی فرایند جوشکاری است که به وسیله ذوب فلزات اتصال به وجود می آید. در این روش از جوشکاری به وسیله حرارت و فشار و گاهی اوقات نیز توسط هر دو، این فرایند و چرخه کامل می شود. در واقع می توان گفت که جوش برق یک روش جوشکاری ذوبی است که برق در آن نقش مهمی دارد و چون به وسیله جریان برق ،حرارت و گرما و سپس ذوب رخ می دهد نام این جوشکاری را جوشکاری با برق می نامیم.
در این روش از جوشکاری از ماده ای پر کننده به نام فیلر استفاده می شود اما گاهی اوقات نیز بدون این ماده عملیات جوش برق را انجام می دهیم. این نوع از جوشکاری دارای انواع مختلفی است که به وسیله آن عملیات جوش را انجام می دهیم و هر کدام از این انواع در صنایع کاربرد های متنوع و گسترده ای دارند. در ادامه این مبحث به انواع جوشکاری برق و کاربرد های آن می پردازیم.
کاربرد جوشکاری برق
جوشکاری برق از جمله روش هایی است که به وسیله آن در صنایع مختلف کارهای جوشکاری انجام می شود. از جوش برق می توان در کارهای بزرگ و کوچک برای اتصال دادن فلزات استفاده کرد و با توجه به اینکه کار در این روش به کمک حرارت و توسط برق است می توان میزان گرمای مناسبی برای عملیات جوش در اختیار داشت. از جوش برق در صنایع مهمی استفاده می شود که در زیر به این صنایع مهم اشاره می کنیم.
- جوشکاری پل ها
- جوشکاری لوله ها
- جوشکاری ورق ها در فضای آزاد
- سازه های فلزی هنری
- و…
انواع جوشکاری برق
جوش کاری برق همانند دیگر انواع جوشکاری دارای روش ها و حالت های مختلفی است و همانگونه که می دانیم این روش از جوشکاری به وسیله جریان برق و ایجاد حرارت و ذوب کردن فلزات فرایند را تکمیل می کند. در ادامه به انواع جوش برق اشاره کرده و هر کدام را بصورت جداگانه توضیح خواهیم داد.
جوشکاری میگ ( MIG )
از انواع جوشکاری برق که می توان آن را یکی از مهم ترین شاخه ها و اصلی ترین روش های جوشکاری ذوبی لحاظ کرد جوشکاری به روش میگ است که از این روش مهم و کاربردی جوشکاری، برای انواع اتصالات استفاده می شود. این روش از جوشکاری ذوبی به وسیله اینورتر و لایه قوس الکتریکی انجام می شود. در جوش میگ از یک فیلر یا مواد پر کننده استفاده می شود و به وسیله آن اتصالات بسیار پایداری نیز می توان داشت و هنگام کار نیز نیاز است که مهارت داشته و به نکات مهمی توجه داشته باشیم. این روش پاشش کمی دارد و اتصال های تمیزی نیز ایجاد می کند. در جوشکاری میگ نیاز به الکترود تمام شدنی است و با توجه به نوع فلز و آلیاژ آن از الکترود مخصوص استفاده می کنیم.
بیشتر بخوانید : جوشکاری میگ چیست ؟
جوشکاری TIG
از انواع جوشکاری که بسیار مهم و کاربردی است و موارد استفاده آن نیز گسترده و متنوع است می توان به جوشکاری تیگ اشاره کرد. جوشکاری تیگ نیز از انواع دیگر جوشکاری ذوبی است که به وسیله گاز محافظ انجام می شود و گاز مورد استفاده در آن آرگون و هلیوم است که هنگام انجام فرایند جوشکاری با این روش می توانیم اتصال های بسیار محکم و مستحکمی را در اختیار داشته باشیم. در این روش از جوشکاری ذوبی می توان فلزات رنگی را نیز جوشکاری کرد از جمله این فلزات مهم می توان به آلومینیوم، مس، استیل و … اشاره کرد. هنگام جوشکاری تیگ نیاز به الکترود مصرف شدنی نداریم و با الکترود های تنگستن یا تمام نشدنی فرایند جوشکاری را انجام می دهیم. جوشکاری در این روش بسیار تمیز و پاشش آن نیز کم است.
بیشتر بدانید : جوش تیگ چیست ؟
جوشکاری استیک
یکی از انواع جوشکاری برق، جوشکاری قوسی محافظت شده است که به این نوع از جوش، اصطلاحا جوشکاری استیک گفته می شود. جوشکاری استیک یکی از فرایند های سخت جوشکاری است و برای انجام دادن آن نیاز است که افراد با تجربه و متبحر، آن را انجام دهند. این روش از جوشکاری در فضای باز انجام می شود.
جوش برق با الکترود دستی
در برخی از روش های جوشکاری برق از الکترود دستی یا مصرف شدنی استفاده می شود. الکترود دستی در جوش برق ذوب می شود و به عنوان ماده پر کننده عمل می کند. الکترود های دستی دارای انواع مختلفی از روکش و پوشش هستند که با توجه به نوع فلز و آلیاژ آن انتخاب و استفاده می شوند. جوش برق الکترود از روش هایی است که در جوش با برقب بسیار مورد استفاده قرار می گیرد.
جوش برق نفوذی
جوش برق نفوذی از انواع جوشکاری به روش حالت جامد است که قطعه یا فلز را با توجه به شیوه های جوش جامد و انتقال حرارت از طریق برق به بخش هایی که قرار است اتصال انجام شود متصل می کنیم. در این فرایند اتم های دو فلز بر اثر فشار به مرور در یکدیگر نفوذ کرده و فرایند اتصال را کامل می کنند. هنگام انجام این روش باید دو قطعه را بسیار به یکدیگر نزدیک کنیم.
جوشکاری برق بدون الکترود
در این حالت نیاز به الکترود و سیم جوش نداریم بلکه باید قسمت هایی از فلز را که قرار است به یکدیگر متصل شوند را کنار هم قرار دهیم و مطمئن شویم که خراش و یا خوردگی در بخش های اتصال نباشد.
انواع حالت های جوش برق
جوشکاری برق عمودی
جوش برق عمودی یا سر بالا یکی از سخت ترین روش های جوشکاری است که برای اجرای آن نیاز به مهارت بالایی است. در این روش از جوشکاری باید به زاویه الکترود و تورچ دقت داشته باشیم و باید در زاویه ۴۵ درجه باشد. برای جوش سربالا از گاز آرگون و الکترود تنگستن استفاده می شود و باید فاصله میان الکترود و قطعه به اندازه ای کم باشد که بتوان کار ذوب را انجام داد. در روش جوشکاری با برق عمودی چون نیروی جاذبه وجود دارد نباید عجله کرد و به آرامی کار جوشکاری را انجام داد.
جوشکاری عمودی یا سر بالا دارای روش های مختلفی است که از جمله مهم ترین آنها می توان به تی شکل، لب به لب و … اشاره کرد. علاوه بر جوش سر بالا جوش سر پایین نیز وجود دارد و کار آن برای اتصال های جزئی است. مقدار نفوذ در این نوع جوشکاری باید زیاد باشد.
جوش برق استیل
جوش برق استیل از روش های جوشکاری با برق است که برای انجام آن نیاز به جریان برق متناسب با دستگاه های مخصوص این کار داریم که برای مقاومت های بالا نیز مورد استفاده قرار می گیرد. در حال حاضر روش جوشکاری استیل کاربردی حرفه ای در صنایع و مشاغل دارد. هنگام انجام جوش استیل باید به آلیاژ فلز توجه داشت.
جوشکاری آلومینیوم با برق
یکی از روش هایی که می توان به وسیله آن آلومینیوم را جوش داد، جوش کاری با برق است که اصطلاحاً به آن جوشکاری آلومینیوم با برق گفته می شود. برای جوشکاری آلومینیوم باید قوس الکتریکی را کوتاه نگه داریم یعنی فاصله الکترود و قطعه کار کم باشد و باید به ضخامت قطعات نیز توجه کنیم. از نکات مهم هنگام جوشکاری آلومنیوم این است که بدانیم هنگام جوش با جریان برق از قطب معکوس استفاده می شود.
بیشتر بدانید : جوشکاری آلومینیوم چیست ؟
جوشکاری بدون برق
جوشکاری بدون برق به انواع روش های جوشکاری گفته می شود که در فرآیند ذوب و اتصال فلزات از برق و قوس الکتریکی استفاده نمی شود و به این معنی است که جریان برق در ایجاد حرارت و ذوب شدگی هیچ نقشی ندارد. نمونه بارز این نوع جوشکاری که می توان آن را جوش بدون برق نیز نامید انواع روش ها و حالت های جوشکاری جامد است که تنها بر اثر فشار و اصطکاک عملیات جوشکاری انجام می شود.
روش جوشکاری برق
برای اجرای جوشکاری برق باید به چند نکته مهم توجه داشته باشیم که در ادامه به این موارد اشاره می کنیم. در قدم اول باید اجزای دینام را بشناسیم و اینکه میزان حرارتی که قرار است فلز را ذوب کند باید چه اندازه ای باشد. نکته مهم این است که دینام در جوشکاری برق خودکار است ولی نیاز است هر چند وقت یکبار آن را روان کاری و روغن کاری کنیم.
نحوه جوشکاری برق در قدم بعدی به این صورت است که قطعات را باید به وسیله یک گیره مسی به یکدیگر متصل می کنیم و سپس الکتریسیته و جریان برق از درون قطعات عبور می کند و در قسمتی که به یکدیگر متصل شده اند جوش و اتصال برقرار می شود. در قسمت اتصال گرما و حرارت بیشتری به وجود می آید. روش کار با حوشکاری برق به نسبت روش های دیگر جوشکاری ذوبی کمی ساده تر است. حرکت دست در جوشکاری برق و چگونگی حرکت دادن الکترود نیز باید به طریق درست انجام شود و نحوه صحیح آن نیز اینگونه است که ابتدا به صورتا خطی کار جوش را انجام می دهیم و سپس با حرکت های زیگزاکی به جوش ادامه می دهیم و در مرحله آخر نیز تمام فضا را پوشش می دهیم. این حرکت دست به گونه است که می بایست در جوشکاری هایی که به صورت لب به لب انجام می شود رعایت شود.
ترفند ها و تکنیک های جوشکاری برق
در جوشکاری برق برای اینکه بتوانیم یک کار و جوش با کیفیت را در اختیار داشته باشیم انجام دادن برخی ترفند ها مهم است.ترفند ها و تکنیک های جوشکاری برق یک اتصال خوب و دقیق در اختیار ما می گذارد و برای این باید موارد مهمی را رعایت کرد. ابتدا باید دستگاه جوش، الکترود ها و اتصالات را بررسی کنیم که مناسب باشند. سالم بودن نوک الکترود یکی دیگر از ترفند های مهم است که کمک می کند تا در شروع کار کیفیت کار نیز بالا باشد. از موارد مهمی که می تواند یک اتصال تمیز به وجود بیاورد این است که سطح کار و نقاط اتصال را تمیز کنیم. از برخی آلودگی های گرد و خاکی و اگر نیاز است با فرچه های سیمی تمیز کنیم تا یک سطح صاف در اختیارمان باشد. این ترفند ها کمک می کند تا همیشه با بهترین کیفیت جوشکاری را انجام دهیم. این ها به مهارت و تجربه کاربر نیز بستگی داد.
لوازم و تجهیزات جوشکاری برق
برای انجام جوشکاری برق نیاز داریم که برخی لوازم و تجهیزات را در اختیار داشته باشیم. برخی از این تجهیزات مربوط به دستگاه و روش جوش برق هستند و برخی دیگر نیز برای محافظت و ایمنی در حین کار با جوشکاری برق هستند که در ادامه به این تجهیزات و لوازم می پردازیم و کار هر کدام را توضیح می دهیم.
دستگاه جوش
دستگاه جوش اولین و مهم ترین وسیله برای انجام جوش برق هستند. این دستگاه ها با جریان برق شهری A.C کار می کنند و ورودی و خروجی آنها نیز بر حسب آمپر مشخص می شود و وظیفه کنترل جریان خروجی نیز بر عهده ترانزیستور های داخل دستگاه هستند و در واقع می توان گفت که دستگاه جوش وظیفه انتقال و کنترل جریان برق برای ایجاد حرارت و گرما جهت ذوب را به عهده دارد.
کابل جوش
از دیگر اجزاء مهم هنگام جوشکاری برق که نیاز به آن ضروری است کابل جوش است. به وسیله کابل می توانیم جریان میان انبر و قطعه کار را برقرار کنیم. کابل های جوش باید دارای انعطاف بالا و همچنین مقاومت زیادی باشند تا در برابر آسیب های احتمالی و خطر برق گرفتگی ایمن باشند.
انبر جوش
هنگامی که می خواهیم فرایند ذوب و جوش را به وجود بیاوریم نیاز به وسیله ای داریم که جریان برق و حرارت را به قطعه کار منتقل کند و در واقع انبر جوش وسیله ای است که به کمک آن و الکترود این مکانیزم را انجام می دهیم. انبر جوش یکی از وسایل مهم است که به وسیله آن الکترود را نگه داشته و کار جوش را انجام می دهیم. انبر های جوش با توجه به آمپر دستگاه جوش سایز های مختلفی دارند. در جوشکاری تیگ این کار با تورچ جوشکاری انجام می شود.
بیشتر بخوانید: انواع مشعل جوشکاری + تفاوت آن با تورچ جوشکاری
الکترود
الکترود در جوشکاری برق یکی دیگر از وسایل کاربردی است البته ذکر این نکته مهم است که این الکترود به صورت همیشگی مورد استفاده قرار نمی گیرد و در زمان هایی که به روش جوشکاری میگ فرایند جوش را انجام می دهیم نیاز به الکترود داریم و الکترود نیز وظیفه پر کنندگی را بر عهده دارد.
بیشتر بخوانید : انواع الکترود جوشکاری
لباس محافظ
همانگونه که می دانید هنگام جوشکاری امکان پاشش مواد ذوب شده وجود دارد و ممکن است به بدن آسیب و لطمه بزند به همین خاطر برای حفظ ایمنی بیشتر از لباس های محافظ چرمی و مقاوم در برابر ذوب استفاده می شود.
ماسک جوشکاری
اشعه به وجود آمده بر اثر جوشکاری با برق برای چشمها بسیار زیان آور است و حتی ممکن است که چشم دچار برق گرفتگی شود و علاوه بر این پاشش مواد ذوب شده نیز می تواند به سر و صورت آسیب بزند به همین منظور استفاده از ماسک جوشکاری برق یکی از نکات ایمنی مهمی است که باید هنگام کار مورد استفاده قرار گیرد.
چکش
در جوشکاری برق برای زدودن و پاک کردن اضافه های جوش، از چکش استفاده می شود. شکل این وسیله به صورتی است که یک نوک تیز دارد و دارای فنر در دسته خود می باشد که بتوان به راحتی از آن استفاده کرد.
مزایای جوشکاری برق
با توجه به اینکه جوشکاری برق دارای انواع محتلف و کاربرد های وسیعی است مسلما دارای مزایا و ویژگی های بسیاری نیز می باشد که این مزیت ها و ویژگی ها باعث شده تا در صنایع بسیار مورد استفاده قرار گیرد. در زیر به مهم ترین و اصلی ترین مزیت های جوش با برق اشاره می کنیم.
- مقرون به صرفه بودن
- مقاومت بالا و استحکام جوش
- قابلیت حمل آسان
- انجام جوشکاری مقاوم و مستحکم
- دقت و ظرافت بالا در حین جوشکاری
- گرمای تولید شده مناسب برای ذوب قطعات
معایب جوشکاری برق
در کنار تمام مزایایی که جوشکاری برق دارد دارای معایبی نیز می باشد اما این معایب باعث نمی شود که از این روش استفاده نشود. در ادامه به برخی از معایب جوش با برق اشاره می کنیم.
- مصرف بالای برق
- نیاز به مهارت و تجربه کافی
- هزینه بالا
عوارض جوشکاری برق
مضرات و خطرات ناشی از جوشکاری برق به دلیل ایجاد دود های مضر و گازهای شیمیایی در حین جوشکاری است که به بدن آسیب می زند. این خطر برای کاربر وجود دارد که در صورت رعایت نکات مهم با مشکلات تنفسی و ریوی در بلند مدت رو به رو شود. در جوشکاری برق به خاطر اینکه پرتو های الکترونی و لایه های محافظ گازی وجود دارد هر لحظه امکان آسیب به بدن وجود دارد. از مهم ترین این خطرات می توان به مواردی مانند آسیب های چشمی، استرس، آسیب دیدن سیستم شنوایی و … اشاره کرد.
بیشتر بخوانید: جوشکاری مس چیست؟
جریان جوش برق
در جوشکاری برق از جریان های متناوب و مستقیم استفاده می شود که هر کدام دارای عوامل مختلفی هستند و به طور کلی دو نوع جریان AC و DC در جوشکاری برق وجود دارد. انتخاب جریان برق به روکش و پوشش الکترود بستگی دارد و در جریان مستقیم از قوس الکتریکی دستی استفاده می شود اما در جریان متناوب جهت حرکت الکترون مدام در حال تغییر کردن است به این معنی که جای قطب مثبت و منفی عوض می شود.
جوشکاری برق در جریان مستقیم DC دارای دو قطب مستقیم و معکوس است که در حالت قطب معکوس سرعت ذوب سریع و نفوذ و عرض جوش کم و حوضچه جوش بیشتر است اما در حالت مستقیم نفوذ کمتر و عمق نفوذ جوش زیاد است و حوضچه کمی نیز ایجاد می شود اما در جریان متناوب AC امکان تغییر قطبیت وجود ندارد.
هر کدام از جریان های مستقیم و متناوب دارای مزیت ها و ویژگی هایی هستند که در زیر به صورت تیتر وار به آنها اشاره می کنیم:
مزیت های جوشکاری برق با جریان مستقیم:
- امکان جوشکاری با آمپرهای کم وجود.
- جوشکاری با انواع الکترود ها
- امکان تغییر قطب وجود
- برقراری قوس آسان است.
مزیت های جوشکاری برق با جریان متناوب:
- دستگاه‌های جریان AC ارزانتر است.
- هزینه نگهداری آنها کمتر است.
- امکان انحراف قوس وجود ندارد.
کلام آروا:
در این مطلب معرفی کردیم که جوشکاری برق چیست و اینکه از این نوع جوشکاری ذوبی در چه صنایعی استفاده می شود و انواع جوش با برق نیز کدام است. اما در صورتی که در این زمینه نیاز به مشاوره و دریافت اطلاعات بیشتری دارید، می توانید با همکاران ما در آروا تماس حاصل نمایید.
همچنین می توانید سوالات خود را در قسمت نظرات در زیر همین مطلب مطرح کنید. (سوالات و نظرات شما به سرعت منتشر می شود)
بدون دیدگاه