جوشکاری حالت جامد (غیر ذوبی)

فرایند جوشکاری به دو دسته کلی ذوبی و غیر ذوبی (حالت جامد) تقسیم می‌شود. در این مقاله تلاش شده است که دسته بندی کلی و توضیح مختصری از انواع جوشکاری حالت جامد بیان شود.

در مدل غیر ذوبی، به هم پیوستن مواد در دماهای زیر نقطه ذوب آن‌ها رخ می‌دهد؛ یعنی بدون اینکه فلز پایه ذوب شود، پیوستگی رخ می‌دهد. در نتیجه اثرات ناشی از حرارت در منطقه جوش مشاهده نمی‌شود. در این روش، برای جوش دادن مواد غیر هم جنس با اختلاف ضریب هدایت گرمایی و انبساط حرارتی مشکلات کمتری اتفاق می‌افتد. به علاوه در حالت جامد از ماده پرکننده مانند لحیم استفاده نخواهد شد. در این دسته از روش‌ها، فلزات خواص اولیه خود را حفظ می‌کنند. متداول‌ترین روش‌های جوشکاری حالت جامد شامل موارد زیر می‌شود:

 جوشکاری اصطکاکی

این مدل بر اساس تبدیل انرژی مکانیکی به انرژی گرمایی عمل می‌کند.‌ در این روش دو قسمت مورد اتصال، به هم نزدیک شده و با ایجاد حرکت دورانی سریع‌، گرمای زیادی تولید شده و موجب حالت پلاستیسیته در لبه‌های اتصال می‌شود. با فشار اعمال شده نهایی، قطعات در هم فرو می‌روند و اتصال ایجاد می‌شود. جوشکاری اصطکاکی به طور کلی به دو دسته لحظه‌ای و مداوم تقسیم می‌شود. در این نمونه‌ ماده مذابی تولید نمی‌شود و کار در فاز جامد فلزات صورت می‌گیرد. از این فرایند برای تولید شافت‌های محرک، سوپاپ موتور، محور فرمان و میل کمک فنر استفاده می‌شود.

جوشکاری اصطکاکیشکل 1. تصویری از فرایند جوشکاری اصطکاکی.

 جوشکاری با امواج فراصوتی

انرژی لازم برای این روش از انرژی مکانیکی تامین می‌شود. در واقع، انرژی از طریق ارتعاش الکترود جوشکاری و تولید امواج فراصوت به سطح جوش منتقل می‌شود و پیوند فلزی در منطقه جوش تشکیل می‌شود. در این روش حرارت بالایی تولید نشده و اصولا بیشترین درجه حرارت تولیدی بین 30 تا 50 درصد نقطه ذوب فلز است. از این روش در جوش دادن شیشه‌ها، فویل‌های آلومینیومی، سیم‌های مسی و غیره استفاده می‌شود. از مزایای این روش می‌توان به هزینه‌های کمتر و راندمان و سرعت بالا آن نسبت به سایر روش‌ها اشاره کرد. از معایب این روش نیز محدودیت طول اعمالی خط جوش است.

جوشکاری فراصوتشکل 2. تصویری از فرایند جوشکاری با امواج فراصوتی.

جوشکاری فشاری

در مدل فشاری سرد یک باند اتم به اتم بین اجزای جوش است. جوشکاری غلتکی سرد نیز جز دسته فشاری بوده و برای مدل پیوسته ورقه‌های فلزی استفاده می‌شود. از عوامل موثر بر این روش فشار عمودی وارد بر فصل مشترک، انبساط سطحی فصل مشترک، عملیات آماده سازی سطحی و عملیات حرارتی بعد از فرایند جوش دادن است. به طور کلی در کلیه روش‌های سرد با افزایش فشار عمودی و درصد انبساط سطحی، استحکام جوش افزایش می‌یابد.

 جوشکاری آهنگری

این روش از قدیمی‌ترین فرایند‌ها جوشکاری است و آهنگران از این فرایند استفاده می‌کنند. مخازن تحت فشار و لوله‌های فولادی در زمان‌های قدیم با جوشکاری فورجینگ ساخته می‌شدند. با بهینه کردن شرایط و استفاده از دما و فشار لازم، امروزه نیز در کاربردهایی مانند تولید لوله و فلزات روکشی استفاده می‌شود.

از دیگر روش‌های جوشکاری حالت جامد می‌توان به مدل ارتعاشی، نفوذی، انفجاری، سرد، مقاومتی، جرقه‌ای و نوردی اشاره نمود. به طور کلی از معایب مدل حالت جامد، آماده سازی دقیق و زدایش هرگونه چربی و آلودگی از زیر سطح مورد نظر می‌باشد. همچنین هزینه تجهیزات در این دسته از روش‌ها بالا بوده و صرفه اقتصادی کمی دارد.



دیدگاهتان را بنویسید