تعریف جوشکاری

تعریف: اتصال و یکدست کردن مصالح به یکدیگر با استفاده از حرارت و یا بدون کمک فشار و یا مواد پرکننده اضافی را جوشکاری می‌گویند. همچنین مصالحی که باید اتصال یابند را فلز مبنا و ماده‌ای که این اتصال را ایجاد می‌کند، فلز پرکننده یا فلز جوش می‌نامند.
به منظور ذوب فلز مبنا و فلز جوش، از حرارت استفاده می‌گردد تا مواد به شکل سیال تبدیل شده و تداخل آن‌ها میسر باشد.
در جوشکاری فولادهای ساختمانی متداول‌ترین روش، بهره‌گیری از انرژی برق به عنوان منبع حرارت است. به همین دلیل غالباً از قوس الکتریکی استفاده می‌گردد. قوس الکتریکی را می‌توان تخلیه‌ی جریان بزرگ، بین فلز جوش (الکترود یا سیم جوش) و فلز مبنا که میان ستونی از مواد یونیزه معروف به پلاسما صورت می‌گیرد، تعریف کرد. در این روش جوشکاری فرایند ذوب و اتصال با جریان مواد، در حین قوس و بدون وارد کردن فشار انجام می‌پذیرد.

انواع جوشکاری عبارتند از:

جوش قوس الکتریکی
نقطه جوش
جوشکاری فلزات رنگین
لحیم کاری
جوشکاری به طریقه برق و گاز
جوشکاری زیر آب
جوشکاری پلاستیک

تاریخچه جوشکاری چون احتیاجات بشر ، اتصال و جوش در همه موارد را خواستار بوده است، لذا مثلاً از رومی‌های قدیم ، فردی به نام “پلینی” از لحیم به نام آرژانتاریم وترناریم استفاده می‌کرد که دارای مقداری مساوی قلع و سرب بود و ترنایم دارای دو قسمت سرب و یک قسمت قلع بود که هنوز هم با پرکنندگی مورد استفاده قرار می‌گیرند.
وچون علم جوشکاری همراه با گنج تخصصی بود، یعنی هر جوشکار ماهر در طی تاریخ درآمد زیادی داشت، سبب شد که اسرار خود را از یکدیگر مخفی نمایند. مثلاً هنوز هم در مورد لحیم آلومینیوم و آلیاژ ، آن را از یکدیگر مخفی نگه می‌دارند. در جریان جنگهای جهانی اول و دوم جوشکاری پیشرفت زیادی کرد. احتیاجات بشر به اتصالات مدرن – سبک – محکم و مقاوم در سالهای اخیر و مخصوصاً بیست سال اخیر ، سبب توسعه سریع این فن گردید و سرمایه‌گذاری‌های عظیم چه از طرف دولتها و چه صنایع نظامی و تخصصی در این مورد اعمال گردید و مخصوصاً رقابت‌های انسانها در علوم هسته‌ای ( که فقط برای صلح باید باشد ) ، یکی دیگر از علل پیشرفت فوق سریع این فن در چند ده سال اخیر شد که به علم جوشکاری تبدیل گردید.

گروههای مختلف جوشکاری

1 لحیم کاری
۲ جوشکاری فشاری و پرسی
۳ جوشکاری ذوبی
4 جوشکاری زرد

تکرار می‌شود که در جوشکاری تخصصی و اصولاً تمام انواع جوش ، قابلیت جوش خوردن فلزات را باید دقیقاً دانست. در مورد مواد واسطه و الکترود و پودر جوش ، باید دقت کافی نمود. محیط لازم قبل و در حین جوشکاری و پس از جوشکاری را مثلاً در مورد چدن ، باید بوجود آورد.
گازهای دستگاههای مناسب و انتخاب فلزات مناسب از لحاظ ذوب در کوره ذوب آهن و بعد در حین جوشکاری از لحاظ جلوگیری از صدمه گاز – آتش و مشعل و برق و هوای محیط و وضعیت جسمانی و زندگی جوشکار ، خود نکات اساسی دیگر هستند که مشکلات جوشکاری می‌باشند.
جوشکاری در حقیقت ایجاد کارخانه ذوب آهن و فلزات در مساحتی حداکثر ۲×۲ متر و نقطه حساس جوشکاری چند سانتیمتر است، زیرا همان درجه حرارت کارخانه ذوب آهن در محل جوشکاری در یک نقطه ایجاد می‌گردد. مسلم است که چنین کار عظیمی احتیاج به ابتکار و تخصص و مواد و متخصص و وسائل مدرن دارد تا بتوان از این ذوب آهن چند سانتیمتری استفاده صحیح نمود شاید اضافه گوئی نباشد که در هیچیک از رشته‌های فنی تا این اندازه احتیاج به سرمایه‌گذاری و رعایت جوانب فنی و غیر فنی ضروری و لازم نباشد.
جوشکاری با استفاده از قوس الکتریکی
یکی از پرکاربردترین و آسان‌ترین روش‌ها برای اتصال فولادهای ساختمانی، استفاده از روش جوشکاری قوس الکتریکی با الکترود می‌باشد. در این روش حرارت موردنیاز با ایجاد کردن قوس الکتریکی میان الکترود روکشدار و اجزایی که می‌بایست اتصال یابند، به وجود می‌آید.
الکترود روکشدار در حین جوشکاری با ذوب شدن و انتقال به فلز مبنا، استفاده می‌شود. فلز الکترود به ماده پرکننده بدل شده و بخشی از روکش به گاز محافظ و بخش دیگر آن به گِل جوشکاری تبدیل می‌گردد. روکش الکترود از مخلوطی گِل مانند که شامل سیلیکات‌های سخت‌کننده و مواد دیگری مثل اکسیدها، کربنات‌ها، فلورایدها و آلیاژهای فلزی و سلولزی می‌باشد، تشکیل شده است. این مخلوط با پخته و فشرده شدن باعث سختی، خشکی و ایجاد تراکم بالا در روکش می‌گردد.
وظایف روکش الکترود عبارتند از:
• با تشکیل سپر گازی، هوا را جدا کرده و قوس را ثابت نگه می‌دارد.
• با وارد کردن مواد دیگری مانند احیاکننده‌ها به فلز جوش، باعث بهبود بافت ساختمانی آن می‌گردد.
• با تشکیل روکشی از گل جوشکاری روی حوضچه مذاب و جوش سخت شده، علاوه بر حفاظت آن‌ها در برابر اکسیژن و نیتروژن هوا، از سرد شدن سریع جوش نیز جلوگیری می‌کند.
علاوه بر روشجوشکاری قوس الکتریکی یا الکترود دستی، روش‌های جوشکاری قوس الکتریکی دیگری هم وجود دارند که البته غالباً به شکل اتوماتیک انجام می‌شوند. این روش‌ها عبارتند از: جوشکاری با گاز محافظ، جوشکاری با سیم‌جوش توپودری و جوشکاری زیرپودری. در این روش‌ها الکترود به شکل یک مفتول پیوسته بدون روکش بوده و عمل پوشش را با استفاده از گاز CO2 و یا پودر انجام می‌دهد. در صورت علاقه به داشتن اطلاعات در مورد چگونگی انجام این روش‌های جوشکاری و جزییات بیشتر آن، می‌توانید به منابع تخصصی معتبر مراجعه کنید.
اکثر فولادهای نرمه در رده فولادهای مناسب برای جوشکاری قرار می‌گیرند. درحالی که مقادیر مناسب برای فولادهای پرمقاومت می‌تواند از حدود تحلیلی ایده‌آل جدول بالا هم بیشتر شود.

انبرهای جوشکاری

وسیله‌ای که برای گرفتن الکترود و اجرای جوشکاری به‌کار می‌رود، انبرجوش می‌باشد. انبرها را براساس ظرفیت جریانی که قادرند از خود عبور دهند، تقسیم‌بندی می‌کنند. یک جنس عایق بسیار قوی روی انبرها پوشیده شده است. لاستیک، فیبر فشزده و کائوچو از جمله این عایق‌ها هستند.گیره‌های اتصال نیز به پایه میز جوشکاری یا به قطعه‌ی تحت جوشکاری وصل می‌گردد. این گیره‌ها علاوه بر تمیز بودن باید دارای یک فنر قوی نیز باشند تا خوب به پایه میز یا به کار بچسبند. دو تصویر بعد به ترتیب انبرجوشکاری و انبراتصال را نشان می‌دهد.

الکترودها

الکترودهائی که در جوش اتصال فولاد به کار برده می شوند مفتولهای مغزی با آلیاژ یا بدون آلیاژ دارند که جریان جوش را هدایت می کند. شعله برق بین قطعه کار و سرآزاد الکترود می سوزد و الکترود به عنوان یک ماده اضافی ذوب می شود.
الکترودهای نرم شده دارای علائم اختصاری بوده ( دین ۱۹۱۳ ) که روی بسته بندی آنها نوشته شده است. علائم اختصاری تمام نکات مهمی که در به کار بردن آن الکترود باید مراعات شوند نشان می دهند.
مشخصات الکترودها
در جوشکاری به مشخصات الکترودها با یک سری اعداد مشخص می گردند. اعداد مشخصه ترتیب زیر می باشد:
E 60 10
=Eجریان برق
۶۰ = کشش گرده جوش بر حسب پاوند بر اینچ مربع
۱ = حالات مختلف جوشکار ی
۰ = نوع جریان می باشد
علامت اول
در علائم الکترود بالا E مشخص می نماید که این الکترود برای جوشکاری برق بوده با استقاده می شود. ( بعضی از الکترودهای پوشش دار هستند که در جوشکاری با اکسی استیلن از آنها استفاده می شوند)
علامت دوم
عدد ۶ و ۰ یعنی مشخصه فشار کشش گرده جوش بر حسب پاوند بر اینچ مربع بوده بایستی آن را در ۱۰۰۰ ضرب نمود یعنی فشار کشش گرده جوش این نوع الکترود ۶۰۰۰۰ پاوند بر اینچ مربع است.
علامت سوم
حالات جوش را مشخص می کند که همیشه این علامت ۱ یا ۲ یا ۳ می باشد علامت سوم آنها
علامت چهارم
خصوصیات ظاهری گرده جوش و نوع جریان را مشخص می نماید که این علائم از ۰ شروع و به ۶ ختم می گردند.