جوشکاری ذوبی (Fusion welding) چیست؟ انواع آن ،مزایا و معایب

جوشکاری ذوبی

یکی از روش های انجام اتصال دائمی بین دو قطعه، جوشکاری است. روند جوشکاری برای انواع مواد اولیه فلزی و غیر فلزی امکان پذیر است و باید با استفاده از حرارت کافی انجام شود. به طور کلی می توان انواع جوشکاری را به دو دسته ذوبی و غیر ذوبی (جامد) تقسیم کرد. جوشکاری ذوبی دارای انواع مختلف و کاربردهای گسترده ای است که شناخت آن برای افراد فعال در صنایع مختلف ضروری است. در ادامه این مطلب قصد داریم این موضوع را مورد بررسی قرار دهیم که جوشکاری ذوبی چیست (Fusion welding)؟و انواع آن را به همراه مزایا و معایب ،به شما معرفی می کنیم تا بیشتر با این روش پرکاربرد جوشکاری آشنا شوید.

جوشکاری ذوبی چیست ؟

جوشکاری ذوبی یکی از انواع روش های جوشکاری است که در آن با استفاده از ذوب کردن قطعه یا فلز ،اتصال قطعات و روند کارها انجام می شود. روند کار در این روش به زبان ساده چنین است که وقتی دو لبه فلز مورد نظر برای جوشکاری را ذوب می کنند، این دو قسمت به یکدیگر می چسبند و بعد از سرد شدن شاهد اتصال دو قطعه هستیم. در برخی از انواع جوشکاری ذوبی ممکن است برای گرفتن نتیجه بهتر سراغ استفاده از الکترودها یا فلز اتصال برویم.

کاربرد جوشکاری ذوبی چیست ؟

کاربرد جوشکاری ذوبی بسیار گسترده است و برای قطعات پلاستیکی و سرامیکی نیز می توان از آن استفاده کرد. البته باید در نظر داشت که جوشکاری ذوبی استفاده شده برای پلاستیک و سرامیک با نام جوشکاری امتزاجی شناخته می شود. در این روش جوشکاری ،انرژی مورد نیاز به وسیله دو منبع الکتریکی و شیمیایی تامین خواهد شد.

مزایای استفاده از جوشکاری ذوبی چیست ؟

جوشکاری ذوبی مزایای زیادی را در اختیار ما می گذارد که بهتر است قبل از استفاده از این روش جوشکاری با آنها آشنا شویم. در ادامه این موارد را با هم مورد بررسی قرار می دهیم.

  • برای شرایطی که قصد اتصال بین قطعات ضخیم را داریم، استفاده از انواع جوشکاری ذوبی به صورت چند لایه امکان پذیر است.
  • تجهیزات و مواد اولیه مورد نیاز برای جوشکاری ذوبی قابلیت جابجایی دارند و در بخش های مختلف پروژه می توان از آنها استفاده کرد.
  • کاربرد جوشکاری ذوبی بسیار متنوع است، و برای قطعات، در شرایط گوناگون می توان از آن استفاده کرد.
  • ساختار نهایی قطعاتی که مورد جوشکاری ذوبی قرار گرفته اند، بسیار منظم است و نسبت به سایر روش های رایج جوشکاری ،آلودگی یا اکسید کمتری تولید می کنند.
  • امکان استفاده از روش های مختلف برای فلزات گوناگون، باعث می شود این روش جوشکاری به عنوان یکی از پرکاربردترین شیوه های انجام اتصالات دائمی در فلزات استفاده شود.

ویژگی های اصلی جوشکاری ذوبی

هنگامی که برای انجام جوشکاری سراغ ذوب کردن کنترل شده فلزات می رویم؛ می بینیم که فلزات جامد زمانی که در نقطه ذوب خود هستند، از نظر ساختار اتمی و مولکولی تغییر می کنند. همین امر باعث می شود هر کدام از ذرات ریز درون ساختاری مانند اتم و مولکول قطعه بتوانند آزادانه تر در سطح مورد نظر برای جوشکاری جابجا شوند. این جا به جایی به زبان ساده به شکستن لایه های اکسیدی که در سطح روی فلز تشکیل شده اند، کمک می کند و اجازه می دهد تا اتصال بین دو فلز به خوبی برقرار شود.

جوشکاری ذوبی چیست

بعد از انجماد قسمت ذوب شده که در آن اتصال صورت می گیرد، می بینیم که مرز بین فلز ذوب شده و بخش های جامد قطعه به مرور زمان بیشتر می شود. زمانی که این قضیه را با دقت بیشتری مورد بررسی قرار می دهیم، می بینیم که استحکام ریز ذرات در زمان انجام جوشکاری ذوبی بسیار بالا است و همین به عنوان یکی از ویژگی های اصلی این روش جوشکاری شناخته می شود.

نکات مهم برای انجام جوشکاری ذوبی

بعد از اینکه با انواع جوشکاری ذوبی و کاربرد آنها آشنا شدیم، زمان آن می رسد که نکات کلیدی مهم برای انجام این نوع جوشکاری را بهتر بشناسیم. یکی از قسمت های بسیار مهم در زمان انجام روند جوشکاری ذوبی، منبع تولید گرما است، که می تواند به شیوه های مختلف انجام شود. اما می توان گفت یک منبع تولید انرژی اولیه مناسب باید ویژگی های خاصی داشته باشد که عبارتند از:

  1. توانایی ذوب کردن فلز به صورت کنترل شده را داشته باشد.
  2. دمای کارکرد تجهیزات مورد استفاده باید بیشتر از نقطه ذوب قطعاتی که قصد جوش دادن آنها را داریم باشد.
  3. میزان گرمای تولیدی توسط این قسمت بستگی به پارامترهای مختلفی مانند ابعاد اتصال، شکل اتصال محل مورد نظر، ضخامت قطعه و ویژگی های فیزیکی ها مانند نقطه ذوب و… دارد. از همین رو بهتر است دمای تولیدی آن به خوبی قابل کنترل باشد، تا مشکلی پیش نیاید.
  4. در زمان ایجاد حوضچه جوش باید توجه داشته باشید که این محل باید تا حد امکان کوچک باشد و گرمای تولیدی توسط تجهیزات گوناگون را متمرکز کنید.

این روزها در صنایع مختلف، منابع تولید گرمای مختلفی مانند سیستم های قوس الکتریکی، سیستم مقاومت سرباره، مقاومت سطح تماس، استفاده از شعله گاز اکسیژن قابل اشتعال و… استفاده می شود.

آشنایی با انواع جوشکاری ذوبی

برای انجام جوشکاری ذوبی در شرایط و مکان های مختلف، سراغ روش های متفاوتی می رویم. هر کدام از این روش ها دارای فرایند خاصی هستند، که مزایا و معایبی را در اختیار ما خواهند گذاشت. بهتر است قبل از اینکه بخواهیم سراغ هر یک از این روش ها برویم، با جزئیات مربوط به آنها بیشتر آشنا شویم.

همچنین نباید فراموش کرد که پیشرفت روز افزون تکنولوژی باعث ظهور روش های مدرن شده است و به واسطه آنها روش های قدیمی‌ جوشکاری ذوبی کم کم در حال منسوخ شدن است. با توجه به اینکه تاکنون اطلاعات کاملی درباره اینکه جوشکاری ذوبی چیست؟ کسب کرده اید، سراغ انواع جوشکاری ذوبی می رویم و توضیحاتی را در مورد هر کدام از این روش ها ارائه می دهیم.


بیشتر بخوانید : انواع جوشکاری


جوشکاری لیزری

انواع جوشکاری ذوبی

یکی از مدرن ترین انواع جوشکاری ذوبی جوش کاری با لیزر است، که در این روش فرایند ذوب کردن فلز از طریق حرارت تامین می شود. میزان تراکم یا دانسیته انرژی تولید شده توسط دستگاه لیزر برای انجام روند جوشکاری از سایر روش ها بیشتر است. معمولاً از دو نوع لیزر یاقوت یا لیزر گاز کربنیکی برای انجام جوشکاری ذوبی استفاده می شود.

نکته مهمی که در زمان انجام این روش جوشکاری باید به یاد داشته باشید، تنظیم صحیح انرژی پرتو لیزر است. چرا که اگر این میزان انرژی بیش از حد مجاز انتخاب شود؛ شاهد تبخیر شدن فلز خواهیم بود.

روند انجام جوشکاری با لیزر چنین است که پرتو در یک نقطه بسیار کوچک متمرکز شده و حرارت زیادی را در این قسمت به وجود می آورد، که می تواند باعث ذوب شدن فلز گردد. نیرویی که توسط لیزر های دی اکسید کربنی بسیار قوی تولید می شود، معمولاً به وسیله آینه هایی که توسط آب خنک می شوند به سرعت به قطعه می رسد.

به طور کلی دو روش اصلی برای انجام جوشکاری ذوبی با لیزر داریم که عبارتند از:

  • جوشکاری با لیزر های پر انرژی : این روش در بیشتر موارد برای پر کردن حفره های مختلف قابل استفاده است.
  • روش هدایتی جوشکاری : برای اتصالالت در فلزات کم عمق معمولا از این روش جوشکاری استفاده می شود. این روش با لیزر های یاقوتی که انرژی کمتری دارند، انجام می شود.

جوشکاری پلاسما :

در روش جوش کاری ذوبی پلاسما از یک گاز یونیزه خاص استفاده می شود، که این کار اجازه می دهد تا تراکم قوس الکتریکی ایجاد شده بیشتر باشد. همین موضوع به ما کمک می کند تا بتوانیم جوشکاری های ذوبی ظریف تری انجام دهیم. اجرای این نمونه از انواع جوشکاری ذوبی نسبتاً ساده است و در انجام آن به صورت اتوماتیک یا دستی مزایای زیادی وجود دارد.

جوشکاری پلاسما

با توجه به بالا بودن دقت نهایی در این نمونه از جوشکاری ذوبی کیفیت نهایی جوش نیز قابل قبول است. در بیشتر موارد این نمونه جوش را با نام جوشکاری آرگون نیز می شناسند. و در آن معمولاً از یک الکترود تنگستنی استفاده می شود. روش کار در آن چنین است که ابتدا قوس الکتریکی بین الکترود و نازل برقرار می شود و سپس به قطعه کار می رسد. وجود قوس فشرده در این قسمت باعث افزایش دما و ذوب شدن فلز و الکترود می شود، که ذوب مورد نیاز برای جوشکاری را در اختیار ما قرار می دهد. برخورد گاز پلاسما و قوس الکتریکی در یک محدوده مشخص اجازه می دهد، تا گرمایش فشرده بالا را در یک قسمت کوچک در اختیار داشته باشیم.


بیشتر بخوانید : جوشکاری پلاسما چیست ؟


یکی از اصلی ترین مزایای جوشکاری ذوبی پلاسما برای افراد فعال در عرصه های مختلف، هزینه نهایی مقرون به صرفه در این روش است. در زمان انجام این نمونه از جوشکاری می بینیم که الکترودها به شکل ویژه مورد محافظت قرار می گیرند. همین باعث می شود تا به مرور زمان عمر مفید آنها بیشتر شود.

یکی از مزایای اصلی جوشکاری ذوبی پلاسما گسترده بودن کاربرد آن است. به صورتی که در تولید صنایع مختلف مانند تعمیر پره های موتور جت، صنایع غذایی، لوازم آشپزخانه و وسایل جراحی از این روش جوشکاری استفاده می شود. همچنین با استفاده از این روش جوشکاری می توانیم فلزات مختلفی مانند: کبالت، نیکل، آهن، نقره، طلا، برنج، مس، تانتالیوم و انواع فلزات زودگداز و دیرگداز را جوش دهیم. از سویی دیگر دقت بالای این روش جوشکاری باعث شده است تا بتوانیم در زمینه تعمیرات نیز از آن استفاده کنیم. به این صورت که در صنایع گوناگون برای پر کردن سوراخ ها، ترک ها یا شکاف های ایجاد شده روی قطعات مختلف از این روش استفاده می شود.

جوشکاری زیرپودری

همانطور که از نام این روش مشخص است، روند کار در آن به این صورت است که قوس الکتریکی و الکترود کربنی مورد استفاده برای کار، در زیر یک پوشش محافظ که به صورت پودر است، قرار می گیرند. در اواسط دهه ۱۹۳۰ میلادی این نمونه از جوشکاری ذوبی تبدیل به روشی اقتصادی و به صرفه شد.

در این روش گرمای تولیدی که توسط قوس الکتریکی بین بخش بدون روکش الکترود فلزی و قطعه انجام می شود، باعث ذوب شدن این قسمت ها و پر شدن قسمت مورد نظر از الکترود خواهد شد. البته در مواردی مشاهده شده است که از پودر فلزات گوناگون برای انجام این روش جوشکاری استفاده می شود. قوس الکتریکی که بین دستگاه مولد قدرت و بخش های مختلف ایجاد می شود، معمولاً توسط یک موتور با قابلیت کنترل خودکار مهار خواهد شد.

Fusion welding


بیشتر بخوانید : جوشکاری زیرپودری چیست ؟


این نمونه از جوشکاری ذوبی در موارد مختلفی مانند اتصال لوله ها، آماده سازی سازه های مختلف، صنایع کشتی سازی، پل سازی و ساخت مخزن های تحت فشار که با استفاده از ورق های ضخیم تولید می شوند، کاربرد دارد.

جوشکاری ذوبی قوسی با گاز محافظ ( الکترود فلزی )

روند کار در این روش جوشکاری چنین است که، قوس الکتریکی تولید شده به این فلز مبنا و بخش انتهایی الکترود وظیفه تولید حرارت را بر عهده دارد. همچنین برای تغذیه الکترود از یک موتور محرک با سرعت ثابت استفاده می شود و میزان جریان مورد نیاز بستگی به سرعت تغذیه الکترود دارد که باید آن را با توجه به حجم کار خود تنظیم کرد. مولد قدرت تعیین کننده اندازه طول قوس الکتریکی است و باید در زمان کار، فرد متخصص بخش شیپور را در فاصله‌ای ثابت که حدوداً ۲۰ میلیمتر بالاتر از حوضچه جوش در نظر گرفته می شود، نگهداری نماید‌.به این نوع جوشکاری ،جوشکاری میگ مگ نیز می گویند.


بیشتر بخوانید : جوشکاری میگ مگ چیست ؟


بخشی که در آن روند جوشکاری ذوبی و قوس الکتریکی انجام می شود، با استفاده از گاز مخصوص محافظت می گردد. برای این کار معمولاً سراغ گازهای غیر فعال و خنثی می روند که تاثیر خاصی روی روند کار نداشته باشد و اجازه دهند جوشکاری به درستی انجام شود. البته در بعضی از موارد درصد کمی از گازهای CO2 و O2 نیز برای انجام این جوشکاری ها مورد استفاده قرار می گیرد. نقش این گازها به عنوان گاز فعال در این بخش خواهد بود و به بهبود واکنش های شیمیایی کمک می کنند. O2 به عنوان گاز اکسید شونده قوی مورد استفاده قرار می گیرد، تا روند کار به درستی انجام شود. از سوی دیگر گاز CO2 به عنوان گاز خنثی در این فرایند کاربرد دارد و از روند جوشکاری محافظت می کند.

جوشکاری ذوبی- قوس الکتریکی دستی

یکی از متداول‌ ترین شیوه های اتصال قطعات فلزی جوشکاری ذوبی ،قوس الکتریکی دستی است. جریان مداوم الکترون ها بین قطعه کار و الکترود باعث ایجاد قوس الکتریکی می شود، و در نتیجه آن ،شاهد تولید حرارت زیادی خواهیم بود. در این روش جوشکاری باید بین الکترود و قطعه از یک گاز رسانا استفاده شود که در موارد مختلف هوا می تواند گزینه خوبی باشد. اما همین موضوع باعث شده تا امکان جوشکاری در خلأ برای ما وجود نداشته باشد.

۲۱ درصد از کل حرارت در این روش جوشکاری به صورت قوس در اختیار ما قرار می گیرد. مابقی حرارت در آند و کاتد تقسیم شده‌اند که ۳۶ درصد در کاتد و ۴۳ درصد در آند می باشد. همچنین نوع الکترود استفاده شده برای جوشکاری تاثیر زیادی روی حرارت نهایی به وجود آمده از قوس دارد. طول قوس ایجاد شده معمولاً بین ۰.۶ تا ۰.۸ قطر کل الکترود خواهد بود و معمولاً ۹۰ درصد از مذاب تولید شده توسط الکترود وارد حوضچه یا محل مورد نظر می شوند و ۱۰ درصد آن به عنوان بدون استفاده است و در اطراف کار پراکنده می شود.


بیشتر بخوانید : جوشکاری الکترود دستی چیست ؟


این نوع از جوشکاری در کارخانجات ماشین سازی، صنایع مختلف مربوط به تعمیر و ساخت محصولات فلزی، لوله کشی و انجام اتصالات در خطوط لوله، ساخت سازه های فولادی مورد استفاده در ساختمان ها، ساخت کشتی و منابع تحت فشار کاربرد دارد.

جوشکاری ذوبی- قوس الکتریکی تنگستنی

کاربرد جوشکاری ذوبی

در این روش جوشکاری قوس الکتریکی به وجود آمده بین این دو قسمت را با استفاده از یک الکترود تنگستنی و فلز مبنا، ایجاد می کنیم. در صورتی که برای پر کردن حوضچه نیاز به ماده پرکننده یا فلز خاص داشته باشیم، معمولاً سیم های یک متری در بازار موجود هستند که باید آنها را روی لبه جلویی حوضچه ذوب جوشکاری قرار داد.

در این روش با استفاده از یک گاز خنثی که آرگون رایج ترین آنهاست، از محل جوشکاری یا همان حوضچه مذاب محافظت می کنند. نتیجه نهایی این نوع جوشکاری بسیار با کیفیت است و برای آلیاژهای نیمونیک، فولاد ضد زنگ، ورق کاری برای ساخت سازه ها و هواپیما، آلومینیوم و مس استفاده می شود.

جوشکاری گازی یا اکسی استیلن

در این نمونه از انواع جوشکاری ذوبی، شعله وظیفه ایجاد حرارت برای ذوب کردن فلز و پر کردن حوض جوش را بر عهده دارد. در انتهای شیپوره مربوط به این جوشکاری، یک بدنه مشعل قرار دارد که مخلوطی از گاز استیلن و اکسیژن را میسوزاند.

جوشکاری گازی

در شرایطی که نیاز به یک فلز پرکننده داشته باشیم، باید از سیم های جداگانه ای که به قسمت لبه جلویی حوضچه اضافه می شوند استفاده کنیم. این روش جوشکاری معمولاً ذوب شدن یکنواختی را روی قطعه مورد نظر شما ایجاد می کند، البته نباید فراموش کرد که کیفیت نهایی کار تا حد زیادی به کیفیت کار جوشکار بستگی خواهد داشت.

کاربرد جوشکاری ذوبی گاز یا اکسی استیلن در مواردی مانند تعمیرات موتور خودرو، انجام اتصالات و فعالیت های مختلف در لوله‌ هایی که قطر کمی دارند، سیستم های شیمیایی، گرمایشی و اتصال لوله های سبک مانند سیستم های تهویه هوا و … کاربرد دارد.

سخن آخر :

آشنایی با روش های مختلف جوشکاری و کاربرد آنها به ما کمک می کند تا در شرایط متفاوت و کاربرد های مختلف از بهترین روش ها برای جوشکاری استفاده کنیم و یک تجربه متفاوت در کار را داشته باشیم.آروا نیز در این مطلب تلاش کرد تا به بهترین شکل ممکن توضیح دهد که جوشکاری ذوبی چیست و انواع و کاربردهای این نوع جوشکاری را نیز مورد بررسی قرار دادیم.اما چنانچه به اطلاعات بیشتری در زمینه این نوع جوشکاری و یا خرید دستگاه جوش نیاز داشتید می توانید با مشاوران ما در شرکت آروا تماس حاصل فرمایید.

بدون دیدگاه

دیدگاهتان را بنویسید

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