دستگاه جوش سر به سر چیست؟ نگاهی به گذشته های بسیار دور و با توجه به تجزیه و تحلیل ابزارهای کشف شده از قرون اولیه نشانگر این واقعیت است که انسان اولیه با استفاده از اصول فیزیکی که امروزه مبنای اصلی جوشکاری های مدرن را تشکیل می دهند، یعنی متصل نمودن فلزات به یکدیگر از طریق روی هم قراردادن لبه های گرم و ذوب شده و ضربه زدن چکش، مبادرت ورزیدند.

دستگاه جوش سر به سر (Spot Welding Machine) یکی از رایج‌ترین و متداول‌ترین فرآیندهای جوشکاری در صنعت فلزات است. این فرآیند به منظور ایجاد اتصالات قوی و مستحکم بین دو قطعه فلزی با سطح مقطع مشابه، بدون نیاز به مواد پرکننده (فیلر) و با استفاده از فشار و جریان الکتریکی به کار می‌رود.

ویژگی‌ها و اجزای مهم دستگاه جوش سر به سر :

• الکترودها (Electrodes): این دستگاه دارای دو الکترود است که به قطعات کار وصل می‌شوند و بر روی سطح قطعات فشار اعمال می‌کنند. الکترود مثبت به عنوان الکترود فوقانی در بالای قطعه و الکترود منفی در زیر قطعه کار قرار داده میشود .
• منبع جریان الکتریکی (Power Supply): این منبع برق مسئول تأمین جریان الکتریکی مورد نیاز برای ایجاد حرارت و ذوب فلزات در نقطه تماس الکترودها با قطعات کار است.
• کنترلر (Controller): دستگاه جوش سر به سر دارای یک کنترلر است که میزان فشار و زمانی که الکترودها در تماس با قطعات فلزی هستند را تنظیم و کنترل می‌کند. این کنترلر مسئول مدیریت دقیق فرآیند جوشکاری است.
• قطعه کار (Workpiece): قطعات فلزی که قرار است جوش داده شوند و در میانه الکترودها قرار می‌گیرند.
• خنک‌کن (Cooling System): بعد از اتمام جوشکاری، برای سریع‌تر خنک شدن نقاط جوشکاری و تثبیت جوش، یک سیستم خنک‌کن (معمولاً آبی) ممکن است استفاده شود.

در واقع یکی از روشهای قدیمی اتصالات، صنعت جوش است که از گذشته انجام می شده و مورد اهمیت بوده است. از اواخر دهه 1930 که ساخت پل ها، جاده راه آهن، خیابان ها و نیز کشتی های اقیانوس پیما و غیره با روش جوش دادن قطعات به یکدیگر با سرعت آغاز گردید، تا به امروز که انسان مشغول ساختن فضاپیما، آسمان خراش، نیروگاه هسته ای، میکروپروسسرها و غیره است، هنوز جوشکاری از روشهای بسیار مهم اتصال به حساب می آید.

امروزه به جایی رسیده ایم که این تکنولوژی تا حد قابل توجهی از یک کار دستی بودن خارج شده و به سوی اتوماسیون کامل پیش رفته است. مثلاً به عنوان نمونه می توان به استفاده از روبات ها (robots) که توسط میکروپروسسرها عمل و کنترل جوشکاری را هدایت میکنند، اشاره کرد.

علاوه بر توسعه روش های جوشکاری، توجه خاصی نیز به بهره وری بالاتر، اقتصاد بهتر، آسانی کار و قابلیت اطمینان بیشتر این روش ها شده است.

علی رغم توسعه روش های جوش در صنعت، آن ها را به دو گروه عمده جوش های ذوبی و جوش های غیر ذوبی تقسیم می کنند که یکی از زیر گروه های جوش غیر ذوبی جوش های مقاومتی یا Resistance Welding است که آن نیز خود به چهار روش ذیل تقسیم میشود:

1. نقطه جوش
2. جوش برجسته
3. درز جوش
4. جوش سر به سر

 کاربرد دستگاه جوش سر به سر در صنایع:

دستگاه جوش سر به سر یا Spot Welding Machine در انواع مختلف صنایع به عنوان یک فرآیند جوشکاری حیاتی و مؤثر مورد استفاده قرار می‌گیرد. در زیر به برخی از صنایعی که از این دستگاه استفاده می‌کنند، اشاره شده است:

• صنعت خودروسازی: در تولید خودروها، دستگاه‌های جوش سر به سر به طور گسترده برای ایجاد اتصالات در بخش‌های مختلف خودروها مانند بدنه، و قطعات ساختاری مورد استفاده قرار می‌گیرند. این فرآیند به دلیل سرعت اجرا و اتصالات مطمئن، در تولید انبوه خودروها بسیار مؤثر است.
• صنعت الکترونیک: در تولید محصولات الکترونیکی مثل باتری‌ها، مدارهای چاپی، و کامپوننت‌های مختلف الکترونیکی، دستگاه جوش سر به سر برای ایجاد اتصالات دقیق و محکم در قطعات الکترونیکی استفاده می‌شود.
• صنعت بسته‌بندی: در تولید محصولات بسته‌بندی شده مثل قوطی‌ها، بطری‌ها و ظروف فلزی، این دستگاه‌ها برای ایجاد جوشکاری‌های محکم در اطراف سطح‌های بسته‌بندی به کار می‌روند.
• صنعت اسباب‌بازی: در تولید اسباب‌بازی‌ها و مواد بازی، دستگاه جوش سر به سر برای اتصال قطعات پلاستیکی یا فلزی به کار می‌رود.
• صنعت ماشین‌آلات و تجهیزات صنعتی: در تولید ماشین‌آلات صنعتی، اتصالات جوشی برای تقویت و اتصال قطعات مورد استفاده قرار می‌گیرند.
• صنایع ساخت و ساز: در ساخت سازه‌ها و ساختمان‌ها، از دستگاه جوش سر به سر برای ایجاد اتصالات فولادی در قسمت‌های مختلف استفاده می‌شود.
• صنایع فولاد و فلزات: در تولید قطعات فلزی مختلف مانند لوله‌ها، تیرآهن، و قطعات ساختمانی، جوشکاری جرقه‌ای به عنوان روش ایجاد اتصالات مورد استفاده قرار می‌گیرد.

در کل، دستگاه جوش سر به سر به دلیل سرعت اجرا، کیفیت اتصالات، و استفاده‌ی محدود از مواد پرکننده، در انواع مختلف صنایع به عنوان یک فرآیند مؤثر و اقتصادی برای جوشکاری قطعات فلزی مورد استفاده قرار می‌گیرد.

آشنایی با پروسه جوش مقاوتی سر به سر :

در این فرآیند، دو قطعه کار از مقطع‌های مشابه به هم متصل می‌شوند. ابتدا، این دو قطعه کار در گیره‌های هادی الکتریکی (فک دستگاه) قرار می‌گیرند. از این فک‌ها، جریان الکتریکی به دو قطعه کار می‌رسد و از طریق آنها عبور می‌کند. هنگام عبور جریان الکتریکی از قطعه کار، نقطه تماس دو قطعه به دلیل مقاومت الکتریکی بالا سرخ و خمیری می‌شود. در این لحظه، به علت فشار افقی، مقداری فلز مذاب به همراه ناخالصی‌ها از نقطه تماس دو قطعه به سمت محیط آنها جاری می‌شود. این فرآیند باعث پاک شدن محل اتصال از اکسید و مواد زائد می‌گردد.

در زمینه متالوژی، این فرآیند به نام “تبلور نو” شناخته می‌شود که در اثر افزایش حرارت و فشار، دانه‌بندی‌های نزدیک به سطح فلز با یکدیگر آمیخته و پس از عمل جوش، دانه‌بندی جدید و مشترکی برای دو قطعه ایجاد می‌شود. این تبلور نو باعث می‌شود که دو قطعه پس از عمل جوش کاملاً یکپارچه باشند. اما در مورد خانواده‌ فولادهای پرکربن، ممکن است مقداری از خواص مکانیکی فلز نیز تغییر کند. این تغییرات می‌توانند با استفاده از سیستم انیلینگ (نرمال‌سازی) کنترل شوند تا خواص فلز به حالت اولیه خود بازگردانده شود.

انواع جوش سر به سر

•  جوش سر به سر مقاومتی بدون عمل قوس (UPSET WELDING)
•  جوش سربه سر جرقه ای (FLASH WELDING)
•  جوش سربه سر اصطحکاکی (FRICTION WELDING)

جوشکاری جرقه ای، جوش سر به سر و اصطحکاکی، خانواده ای از جوشکاری را تشکیل می دهند که کاربرد آنها در جوش قطعاتی با سطح مقطع یکسان و از طریق ایجاد جوش در سر تا سر محل اتصال، بدون اضافه نمودن فلز پرکننده در محل اتصال است. در این فرآیند نیروی ادغام، قبل، در حین و بعد از چرخه حرارتی به قطعات وارد می شود تا اتصال درونی بین آنها ایجاد کند. روش گرم کردن و زمان کاربرد نیرو این سه فرآیند را از هم متمایز میکند.

فرق اساسی دستگاه جوش مقاومتی درمکانیزم عمل دستگاه به گونه ای است که اجازه تشکیل قوس بین دو قطعه کار را نمی دهد.

شرایط جوش سر به سر چیست؟

– شرایط جوش بالا (High- rate conditions):

در این پروسه مقدار جریان (چگالی جریان) زیاد و زمان عبور جریان کوتاه است و طول اثر حرارت روی قطعه کم و از تغیر شکل جلوگیری مینماید. حاصل این روش جوش معمولاً ترد بوده و عموماً نیاز به آنیل (حرارت مجدد) شدن دارد. در ضمن، این روش در مقاطع پایین و برای فلزات رنگی کاربرد دارد.

– شرایط جوش پایین (Low – rate conditions):

در این پروسه مقدار جریان (چگالی جریان ) کم و زمان عبور جریان طولانی تر است. در نتیجه، اثر حرارتی در طول قطعه بیشتر خواهد بود و جوش از نرمی محسوسی برخوردار است. برای قطعات با سطح مقطع بزرگ از این روش استفاده میشود.

 مزایای جوش سر به سر چیست؟

• سرعت: اين فرآيند معمولاً كمتر از يك ثانيه طول مي كشد.
• سادگي كنترل: فرآيند فقط سه متغير عمده دارد (جريان، نيرو و زمان)
• عيوب كمتر: عيوب جوشكاري ذوبي مانند تخلخل، ذوب ناقص، پاشش و ترك خوردگي در اين روش مشاهده نميشود.
• خواص جوش مناسب: خواص متالوژيكي منطقه جوش و منطقه متاثر از حرارت، در اين روش مناسبتر از فرآيند هاي ذوب است. به عنوان مثال استحكام منطقه جوش مانند روش هاي ذوبي كاهش نمييابد .
• سادگي تجهيزات: تجهيزات اين روش پيچيدگي خاصي ندارند و نيازمند هزينه هاي نگهداري بالايي نيست.
• نداشتن مشکل: برخي از مشكلات مربوط به حضور عناصر آلياژي در منطقه جوش كه در فرآيندهاي ذوبي وجود دارد، در اينجا مشاهده نميشود.
• امكان انتقال موادي كه از نظر جوشكاري مشكلاتي دارند: آلياژهايي كه به طور معمول غيرقابل جوشكاري هستند را ميتوان با اين فرآيند جوشكاري كرد. مثلا انواع مختلفي از فولادهاي زنگ نزنA-286 ، سوپر آلياژها (شامل نيكل TD)، مواد ديرگداز (مثل تنگستن)، تيتانيوم (گريد ٢) و آلياژهاي آلومينيوم را ميتوان جوشكاري سر به سر كرد.
• اثرات شرايط جوشكاري: به جز پارامترهاي اصلي نيرو، جريان و فشار، عموماً خيلي محدود است.

برخی از نکات مفید در جوشکاری مقاومتی (جوش سر به سر)

1- مقدار زائده ایی که به صورت دایره ای از اطراف جوش خارج میشود، کمک به اتصال از اکسید می نماید.

2- پهنه وسیعی از فلزات به شکل سیم، میله، تسمه و لوله قابل جوش به روش سر به سر هستند از جمله: فولادهای کربنی، فولادهای ضد زنگ، آلیاژهای آلومینیم، برنج، مس، آلیاژهای نیکل، آلیاژهای مقاومتی الکتریکی هستند.

3- جوش سر به سر مس و آلیاژهای آن به اشکال مختلف امکان پذیر است. در انتهای کار، پس از خمیری شدن میبایست با حداقل فشار در هم ادغام بشوند.

4- به طور کلی آلیاژهای مس با در صد بالای روی (cu-zn) قابلیت جوشکاری خوبی دارند.

5- برای جوش سربه سر فلزات با دو جنس مختلف، از جوش سر به سر جرقه ای (Flash Welding) استفاده میکنند; مانند جوش سر مته به ساقه آن و همچنین آلومینیم به مس و پروفیل ها.

پروسه عملکرد دستگاه جوش سر به سر

• بار گذاری ماشین با قطعات کار، در یک راستا و به شکل سر به سر.
• گیر دادن قطعات به طور محکم.
• اعمال نیروی جوش.
• استارت جریان جوش.
• اعمال نیروی ادغام.
• قطع جریان جوش.
• رها نمودن نیروی ادغام.
• آزاد نمودن قطعه کار.
• به عقب برگرداندن فک ها و بی بار کردن ماشین.

تصاویر دستگاه جوش سر به سر مقاومتی

1) جوشکاری مقاومتی نقطه ای

جوشکاری مقاومتی نقطه ای یکی از روش های جوشکاری مقاومتی است که اتصال در اثر ذوب موضعی بوسیله تمرکز جریان الکتریکی بین الکترودهای استوانه‌ای انجام میگیرد. این فرآیند در صنایع مختلف از جمله لوازم خانگی، اتومبیل سازی و غیره کاربرد دارد. بدین صورت که، قطعه کار بین الکترودها تحت فشار قرار گرفته و جریان از طریق ترانسفورماتورها و بازوهای دستگاه جوشکاری به الکترودها و سپس قطعه کار منتقل می شود. جوش به صورت دگمه یا دیسک بین دو لایه ورق(قطعه)، بوجود می آید. (شکل 7)

دستگاه  جوش مقاومتی نقطه ای شامل دو واحد اصلی ذیل میباشد:

• واحد الکتریکی(حرارتی)
• واحد فشاری(مکانیکی)

واحد اول باعث باعث بالا بردن درجه حرارت موضع مورد جوش، و واحد دوم سبب ایجاد فشار لازم برای اتصال دو قطعه بر رویه هم در محل جوش است.

منبع معمولی تامین انرژی الکتریکی، جریان متناوب 220 یا 250 ولت است که برای پایین آوردن ولتاژ و افزایش شدت جریان (به مقدار مورد لزوم برای جوشکاری مقاومتی) از ترانسفورماتور استفاده می شود. سیم پیچی اولیه با سیم نازک تر و دور بیشتر و سیم پیچ ثانویه با سیم ضخیم تر و دور کمتر (اغلب یک دور) به الکترودها متصل است. جریان الکتریکی از طریق دو الکترود (فک ها) به قطعه کار و موضع جوش هدایت می شود که معمولا الکترود پایین ثابت و الکترود بالایی متحرک است. الکترودها همانند گیره یا فک ها دو قطعه را در وضعیت لازم نگه داشته و جریان الکتریکی برای یک لحظه معین، از فصل مشترک دو قطعه عبور می کند که عامل ایجاد حرارت موضعی در سطح مشترک دو ورق می شود. جریان الکتریکی در سطح تماس باعث ذوب منطقه کوچکی از دو سطح شده و پس از قطع جریان و ادامه اعمال فشار معین و در نهایت انجماد، دو قطعه به یکدیگر متصل می شوند.

یک فرآیند جوش مقاومتی نقطه ای متشکل از پارامترهای زیر است:

1. زمان فشار tv (cyc)
2. زمان جوش ts (cyc)     
3. زمان نگهداری tn (cyc)   
4. جریان جوشکاری Is (kA)
5. نیروی فشاری الکترود FE (N)  

شکل 8 متغیرهای جوشکاری مقاومتی نقطه ای را نشان میدهد.

2) دستگاه جوشکاری مقاومتی

انواع مختلف دستگاه های جوشکاری مقاومتی نقطه ای در بازار موجود است. شکل های 10 و 11 قسمت های مختلف دستگاه های جوشکاری مقاومتی نقطه ای را نشان می دهد. این دستگاه نقطه جوش با جریان یک فاز یا سه فاز و یا از طریق انرژی ذخیره شده (خازن) تغذیه میشوند. برای کنترل شدت جریان و تنظیم آن با فشار الکترود و زمان، تدابیر مختلفی در مدار الکتریکی سیم پیچ اولیه ترانسفورماتور در نظر گرفته می شود تا اولا کنترل شدت جریان به مقدار معین آسان باشد و ثانیا افزایش شدت جریان و کاهش آن با هر عمل جوش نقطه ای به طور تدریجی انجام گیرد. بدیهی است هماهنگی زمان عبور جریان الکتریکی و فشار وارد بر الکترود نیز حائز اهمیت بوده و باید در نظر گرفته شود، بدین جهت اغلب سویچ (کلید) قطع و وصل جریان الکتریکی با پدال یا دریچه هوای فشرده ارتباط دارد. شکل های 9 و 10 دستگاه های جوشکاری مقاومتی نقطه ای را نشان می دهند.

  2-1) مقاومت در مدار جوشکاری

  در ناحیه نقطه به طور عمده دو نوع مقاومت وجود دارد: مقاومت های ناشی از جنس ماده و مقاومت های سطحی، که در این مقاومت ها به قرار زیر هستند:

• مقاومت در بالا و پایین الکترود (مواد)
• مقاومت در بالا و پایین ورق (مواد)
• اتصال بالا و پایین الکترود به ورق (سطح)
• اتصال بین ورق ها (سطح)

انواع مختلف مقاومت ها در هنگاه جوشکاری نقطه ای در شکل 11 نشان داده شده است.

2-2) تاثیر پارامترهای مختلف بر روی مقادیر مقاومت

    2-2-1) تاثیر نیروی الکترود

        شکل 12 تاثیر نیروی فشاری الکترود بر روی مقاومت سطح را نشان می دهد:

2-2-2) تاثیر شرایط اتصال

تغییر شرایط اتصال در طی زمان جوشکاری به واسطه گرما و نیروی الکترود در شکل 13 نشان داده شده است.

2-2-3)تاثیر تغییرات مقاومت و درجه حرارت در طی زمان جوشکاری نقطه ای

تغییر مقاومت ها و درجه حرارت در طی زمان جوش کاری در شکل 14 آمده است.

شکل 15 تغییرات مقاومت های مختلف بر حسب زمان را در جوشکاری نقطه ای، یک نوع فولاد پوشش داده نشان می دهد.

2-3) اتلاف حرارت در طی زمان جوشکاری مقاومتی نقطه ای و بعد از آن

    شکل 16 اتلاف حرارت را در طی زمان جوشکاری مقاومتی نقطه ای نشان می دهد.

2-4) پارامترهای توصیه شده جهت جوش مقاومتی نقطه ای

دستورالعمل های زیادی برای جوشکاری مقاومتی وجود دارد. این دستورالعمل ها، فاکتورهایی چون شکل الکترود، مواد و شرایط سرد شدن به خصوصیات دستگاه نقطه جوش بستگی دارد.

2-4-1) کنترل کیفیت

اصل کلی در جوشکاری مقاومتی نقطه ای(RSW) پایه گذاری کنترل کیفیت خواص جوش و همچنین یکنواختی و استحکام نتایج، میباشد. کیفیت جوش های نقطه ای معمولا توسط بازرسی چشمی و یا توسط آزمایشات غیر مخرب، انجام می شوند.

 2-5) توصیه های ایمنی

جوشکاری مقاومتی چیست؟  فرآیندی است که در آن نیروهای فشارهای بسیار بالای الکترود اعمال میشود. لذا، در هنگام استفاده از دستگاه نقطه جوش با محتاط باشیم. فاصله بین الکترودهای جوشکاری در هنگام کار باید کمترین مقدار ممکن باشد (جدول 3).

برای محافظت از چشم ها، دست ها و بدن از صدمه دیدن باید از عینک، دستکش و لباس کار مناسب استفاده کرد.

البته انرژی مخاطره آمیز نیست زیرا ولتاژ استفاده شده کمتر از 15V است.

رابطه الکترود نقطه جوش و قطر جوش (دکمه جوش)

در جوش نقطه ای شدت جریان در سطحی که میان دو الکترود مسی قرار می‌گیرد، متمرکز می شود، از این رو جوش با قطر نوک الکترود نقطه جوش ارتباط دارد.

مقاومت برشی در جوش باید به اندازه ای باشد که در اثر نیروی کششی از محل جوش گسیختگی ایجاد نشود. در صورت گسیختگی، محل آن دور تا دور نقطه جوش خواهد بود.

روشی که امروزه برای تعیین قطر نوک الکترود به کار می رود، و در صنایع نیز پذیرفته شده است، همانند روابط ساق پرچ و ضخامت ورق است. در پرچ کاری رابطه بین ساق پرچ و ضخامت ورق به این صورت است که در آن قطر ساق پرچ = d _{r و}

ضخامت یکی از ورق ها = t میشود.

d _{r = 1/2√t}

نکته ای که در مورد پرچ و نقطه جوش وجود دارد این است که در پرچ ورق ها را سوراخ می کنند که این امر باعث تضعیف آن می شود، در صورتی که در نقطه جوش این ضعف وجود ندارد و رابطه را بصورت t = √ d_e  در نظر می‌گیرند.

قطر نوک الکترود = d_e

ضخامت ورق=  t

d_{e = (0./1+2t)}

جنس الکترود نقطه جوش

در جوش مقاومتی (نقطه جوش) سطح تماس بین الکترود و ورق دارای اهمیت ویژه ای است. در عمل نمیتوان الکترود را صاف و مسطح در نظر گرفت از نظر مکانیکی ضعیف خواهد شد. به این دلیل نوک الکترودها را برای اینکه سطح تماس کمتر باشد، با زاویه 30 درجه می تراشند و نیز برای جلوگیری از تمرکز حرارت در نوک الکترود، آن را از مس یا آلیاژهای آن انتخاب می کنند. از طرفی، از یک سیستم خنک کننده مانند آب بهره می گیرند.

الکترودها بر مبنای سه عامل عمده و اساسی ساخته می شوند و به کار می روند:

الف – انتقال شدت جریان از الکترود به قطعه کار بدون اینکه حرارت زیادی میان آنها ایجاد شود

ب – اعمال فشار از طریق نوک الکترود به قطعه کار بدون اینکه تغییر شکلی پیش آید

ج – انتقال گرما از ورق بدون اینکه حرارت زیادی در نوک الکترود ایجاد شود.

برای اینکه الکترود بتواند شرایط گفته شده را داشته باشد، فلز آن بایستی هادی بسیار خوبی در برابر جریان الکتریسیته و حرارت باشد، بعلاوه باید بتواند بدون تغییر شکل، در برابر نیروی فشاری در درجه های حرارت ایجاد شده مقاومت کند.

فلزاتی که برای ساختن الکترود جوش نقطه ای به کار می روند عبارتند از:

• مس خالص تجاری
• آلیاژ مس و کادمیم
• آلیاژ مس و کروم
• آلیاژ مس و تنگستن

1 – مس خالص تجاری: در ساختن بعضی از الکترودها از مس خالص تجاری که بر روی آن کار شده است استفاده می کنند، به این ترتیب که سختی آن را از طریق عملیات مکانیکی افزایش می دهند. این نوع الکترودها از نظر هدایت الکتریسیته و حرارت، هادی بسیار خوبی هستند ولی از نظر مکانیکی ضعیف اند. به ویژه در کارهای متوالی حرارت تغییر شکل می دهند. این نوع الکترودها در جوشکاری فلزاتی مانند آلومینیم و آلیاژهای آن کاربرد دارند و سختی آنها در حدود 90DPH است.

2 – الکترودهای آلیاژ مس-کادمیم: این نوع الکترود محتوی 1 درصد کادمیم است که از مس خالص سخت تر است اما تا حدودی مقاومت الکتریکی آن افزایش و ضریب هدایت حرارتی آن کاهش یافته است. سختی این نوع الکترودها را از راه عملیات مکانیکی به 110DPH می رسانند.

3 – آلیاژ مس-کروم: این نوع الکترود از الکترود از الکترودهای قبل سخت تر است و می تواند در زیر فشار تا درجه حرارت 450 درجه سانتی گراد مقاومت کند. قیمت این نوع الکترودها نسبت به انواع دیگر بسیار بیشتر است ولی عمر الکترود (تعداد نقطه جوش را که می توان با آن انجام داد)، در نظر بگیریم، تفاوت قیمت به این ترتیب از میان می رود.

4 – آلیاژ مس-برلیوم: این نوع الکترود از نوع قبلی مقاوم تر بوده و می تواند زیر فشار تا 1000 کیلوگرم درجه حرارت 500C مقاومت کند قیمت این نوع الکترود نیست به حالت قبل تا 50% بسته بوده اما از لحاظ طول عمر تقریبا تا 2 برابر حالت قبل کارایی داشته، از این نوع الکترود در جهت انواع فولاد با ضخامت ها بالا متوان استفاده کرد.

مشخصات الکترودهای متفاوت

5 – آلیاژ مس-تنگستن: این الکترود سخت ترین نوع الکترود است که در صنعت از آن استفاده می شود. باید توجه داشت که معمولا جنس کل الکترود از آلیاژ مس و تنگستن نبوده و فقط قسمت سر (نوک الکترود) آن را از آلیاژ مس- تنگستن ساخته و به تنه جوش داده شده است. سختی قسمت سر بین DPH 280-180 است ولی قابلیت هدایت حرارتی و الکتریکی آن کاهش یافته است، از این رو، در کارهای عمومی کاربرد ندارد. در جدول قبل مشخصات عمومی الکترودها نشان داده شده است.

قسمت های اصلی الکترود جوشکاری نقطه ای

یک الکترود جوشکاری نقطه ای 4 قسمت اصلی دارد:

• وجه رویی
• پایه
• انتها یا محل اتصال
• سیستم سرد کننده

• وجه رویی

وجه رویی الکترود قسمتی است که با قطعه تماس دارد. طراحی آن به ترکیب، ضخامت و شکل هندسی قطعات جوش بستگی دارد. در مقابل، شکل هندسی وجه رویی الکترود، دانسیته جریان و فشار را در منطقه جوش تعیین می کند. شکل21 سطح رویی الکترود استاندارد RWMA  را نشان می دهد. انواع شعاعی، گنبدی و مسطح، متداول‌ترین انواع هستند. الکترود مسطح برای حداقل کردن اثر روی سطح، یا به دست آمدن بالانس حرارتی به کار می رود.

وجه رویی می تواند مانند اشکال A , B, C, E, F شکل 21 هم مرکز با محور الکترود باشد، یا مانند شکل 21D  غیر هم مرکز باشد، یا مانند شکل22 با محور زاویه داشته باشد. شکل23 الکترودهایی را نشان می دهد که در جوشکاری نزدیک گوشه ها یا قسمت های دور از دسترس دیگر به کار می رود.

• پایه

پایه الکترود باید سطح مقطع کافی برای تحمل نیروی فشاری الکترود و محل جریان جوش را داشته باشد. پایه  می تواند مستقیم باشد که در شکل 21 نشان داده شده است، یا مانند شکل 24 خم شده باشد. قطرهای استاندارد پایه در شکل 21 نشان داده شده است.

• محل اتصال

اتصالات نخی در جایی به کار می روند که نیروی الکترود زیاد موجب سختی استفاده از الکترودهای باریک می شود یا محل قرارگیری الکترود بحرانی است. الکترودهای نخی معمول، در شکل 25 نشان داده شده اند.

الکترودهای پایه مستقیم برای انتقال نیروهای فشاری زیاد جوشکاری به خصوص در قطر 4/3 و 7/8 in به کار می روند. الکترود به صورت مکانیکی توسط یک کوپل در جای خود نگه داشته می شود که در شکل26 مشاهده می شود.

• سرد شدن

در صورت امکان، الکترودهای جوشکاری نقطه ای باید دارای یک سیستم سردکننده داخلی در نزدیکی وجه خارجی جوش باشند. این مورد باید طوری طراحی شود که لوله های ورودی آب در اطراف لوله قرار داشته باشند. لوله باید طوری قرار گیرد که آب سرد کننده در جهت عکس نوک الکترود حرکت کند. در اکثر موارد، لوله جزئی از نگه دارنده الکترود است. الکترودهای خم شده در این مورد استثنا هستند. در جایی که سرد کردن داخلی مقدور نباشد، سرد کردن خارجی الکترودها مورد نیاز خواهد بود. شکل27 سیستم خنک کننده الکترود را نشان می دهد.

الکترودهای دو تکه ای

الکترودهای دو تکه ای به صورت کلاهک های نر و ماده وجود دارند که در شکل 28 نشان داده شده است.

این نوع الکترودها با پایه مستقیم و خم شده وجود دارند. استفاده از این طراحی الکترود اقتصادی است. هزینه نگهداری کلاهک ها کمتر است زیرا فقط خود کلاهک تعویض می شود. از سوی دیگر مقاومت سطح تماس کلاهک و نگه دارنده الکترود می توانند موجب گرم شدن و فرسایش الکترود شود. این موارد در هر کاربرد در نظر گرفته شوند تا ارجحیت یا عدم ارجحیت آن نسبت به طرح یک تکه ای مشخص شود.

روش های ساخت الکترودها

الکترودهای مستقیم از ماشین کاری میله های کار سرد شده ساخته می شوند. الکترودهای خم شده را می توان با شکل دادن سرد الکترودهای مستقیم از طریق فورج یا ریخته گری بدست آورد. فورج یا ریخته گری معمولا در جایی به کار می رود که شکل مورد نظر را نمی توان با شکل دادن سرد بدست آورد. بیشتر الکترود های خمیده شکل دهی سرد می شوند زیرا مزایایی بر دیگر روش ها دارد که عبارتند از:

• خواص فیزیکی و شیمیایی بهتر میله پس از کشش سرد
• قرار دادن لوله آب در مجرای سرد کردن، قبل از شکل دهی
• هزینه تولید کمتر

نگهداری الکترودها

سطح الکترود جوشکاری نقطه ای در تماس با قطعه است. این سطح تماس با قارچی شدن بزرگتر شده و دانسیته جریان و فشار کاهش می یابد. در نتیجه جوش کوچکتر می شود. الکترود مقداری فلز از قسمت جوش بر میدارد. مقدار کم این فلز برداشته شده مشکلی ایجاد نمی کند اما اگر این مقدار قابل توجه باشد، الکترودها بیش از حد گرم می شوند و قارچی شدن سریع تر اتفاق می افتد. قبل از نیاز الکترودها به تعمیر نمی توان پیش بینی نمود که برای چند جوش می توان از آنها استفاده کرد. کنترل کردن دوره ای کیفیت جوش و شکل الکترود می تواند تعداد جوش انجام شده را قبل از نیاز به تعمیر الکترود تعیین کند. برنامه ریزی برای تعمیر الکترودها باید طوری انجام شود که کیفیت قطعه حفظ شود.

پیشنهادات زیر می تواند در استفاده صحیح از الکترودهای جوشکاری نقطه ای مفید واقع گردد:

• استفاده از الکترودهای استاندارد و نگه دارنده در صورت امکان
• استفاده از مواد ساخت الکترود مناسب برای کاربرد مورد نظر
• سرد شدن کافی آب و چرخش آب در جهت صحیح نسبت به الکترودها
• جهت گیری صحیح الکترودها، الکترودها باید نسبت به دیگر قطعات زاویه مناسب داشته باشند
• استفاده از ابزار لاستیکی مانند چکش در نصب الکترود در محل مورد نظر و ابزارهای مناسب برای خارج کردن الکترود از دستگاه
• تنظیم و ترکیب صحیح دستگاه، الکترودها باید قبل از برقراری جریان حداقل ضربه را به قطعه وارد کنند و باید تا زمان قطع جریان اتصال خود را با آن حفظ کنند

خواص و شناسایی

الکترودهای جوشکاری نقطه ای شامل 2 استاندارد هستند:

• ANSI/RWMA: بولتن شماره 16، استانداردهای جوشکاری مقاومتی، چاپ شده توسط انجمن تولید جوش مقاومتی.
• SAE HS-J1156 /A WS D .86: استاندارد الکترودهای جوش نقطه ای مقاومتی خودکار، چاپ شده توسط انجمن جوش آمریکا جامعه مهندسین اتوماسیون.

این استانداردها یک سیستم کدگذاری ارائه می کنند که طراحی الکترودهای استاندارد مختلف از این طریق مقدور است. این کدها شکل دماغه، دسته آلیاژی، اندازه پایه و طول را مشخص می کنند. روش هایی نیز ارائه شدهه است که شکل خمیدگی الکترود، وجوه خاص در آن و الکترودهای کلاهکی را نیز مشخص می کند.

نگهدارنده الکترود

الکترودها توسط نگه دارنده ها به دستگاه جوش نقطه ای متصل می شوند. طرح های مختلفی برای نگه دارنده ها وجود دارد که برای کاربرد معین انتخاب می شوند. نگه دارنده ها توسط گیره به بازوهای دستگاه جوش متصل می شوند. بیشتر نگه دارنده ها دارای قسمی برای عبور آب سرد کننده می باشند و برخی نیز دارای خارج کننده الکترود ها هستند.

سه طرح اصلی برای ساخت نگه دارنده ها وجود دارد:

• مستقیم
• قوس دار(دو خم)
• متعادل کننده جهت با قابلیت تنظیم

این سه نوع اصلی دارای طرح و اندازه استاندارد برای به کارگیری در دستگاه های جوش نقطه ای هستند. ضمن آن که قوانین طراحی برای ساخت نگه دارنده های خاص نیز وجود دارد.

سه نوع نگهدارنده استاندارد در انواع خارج کننده و غیر خارج کننده وجود دارد. نگه دارنده های مستقیم از هر دو نوع در شکل 29 نشان داده شده است.

نوع خارج کننده الکترود بوسیله ضربه سر خارج کننده یا چکش خارج میشود. در نوع غیر خارج کننده taper الکترود با چرخش الکترود آزاد می شود. نگه دارنده ها با طول ها و قطرهای مختلفی در دسترس هستند. نگه دارنده های قوس دار و متعادل کننده جهت با سر 90 درجه و 30 درجه ساخته می شوند که در شکل 30 نشان داده شده است. نگه دارنده با اینرسی کم با یک فنر برای حرکت سریع نیز به کار می رود.

نگه دارنده های چند تایی الکترود نیز برای انجام هم زمان چند جوش نقطه ای به طور موازی وجود دارند. این نگه دارنده ها دارای سیستم برابرسازی نیروی فنری، مکانیکی و یا هیدرولیکی می باشند. از آنجا که جوش در مدارهای موازی انجام میگیرد، تقسیم مناسب جریان به هر جوش به مقاومت هر مسیر بستگی دارد. مسیری که کمترین امپدانس را دارد جریان بیشتری عبور خواهد داد و اندازه جوش می تواند با مقدار جریان تغییر کند.

الکترود و اندازه دکمه جوش

تمرکز جریان الکتریکی بوسیله سطح تماس بین الکترود و کار انجام می شود. استحکام برشی دکمه جوش باید به اندازه ای باشد که اگر تحت تنش قرار گرفت شکست در منطقه اطراف دکمه در ورق ایجاد شود. قطر الکترود و ضخامت ورق نیز باید مناسب انتخاب شوند، در عمل بین قطر الکترود، ضخامت ورق و پارامترهای دیگر وابطی وجود دارد که با کمک جداول راهنما مشخص و به کار برده می شوند. باید در نظر داشت که به علت پیچیدگی در اطراف جوش تنش اعمال شده بر روی جوش (تحت نیرو) کاملا تنش برشی نیست و در این حالت نرمی و انعطاف پذیری ورق بر روی خواص جوش اثر دارد. معیار مفید از نرمی و انعطاف پذیری جوش نسبت به استحکام کششی عرضی مربوط به استحکام برشی آن ورق می باشد که برای ماکزیمم نرمی این مقدار معادل 1 و برای حالت تردی حدود صفر است. این نکته در مورد جوشکاری فلزات حساس در مقابل سخت شدن حائز اهمیت است.

سطح تماس بین دو الکترود و قطعه کار اهمیت زیادی دارد. معمولا الکترود را به صورت یک میله استوانه ای با قطر مورد نظر نمی سازند، بلکه با قطر بزرگتر ساخته و نوک آن را با زاویه 30 درجه به صورت مخروطی می تراشند، که نوک آن بنابر موقعیت کار به شکل ها و طرح های مختلف ساخته می شود.

نیاز به هدایت الکتریکی و حرارتی بالا همراه با خواص استحکامی و مقاومت سایشی خوب در درجه حرارت کار موجب شده تا جنس الکترود و شکل و اندازه آن مورد توجه قرار گیرد و درست انتخاب شود. افزایش فشار بر روی الکترودها علاوه بر اینکه موجب تماس بهتر دو سطح و پایین آمدن مقاومت الکتریکی تماسی می شود، گاه باعث شکسته شدن لایه اکسیدی سطحی نیز خواهد شد. از نظر کلی نیروی فشاری بالا بر روی الکترود مطلوب است ولی در جوشکاری فلزات با مقاومت الکتریکی کم اعمال نیروی زیاد چندان جالب نخواهد بود زیرا باید مقاومتی در بین دو ورق در موضع جوش وجود داشته باشد تا حرارت لازم ایجاد شود. از طرف دیگر نیروی زیاد باعث اثرگذاری روی سطح ظاهری ورق در موضع جوش و احتمالا تغییر شکل الکترود نیز خواهد شد. نیروی وارده معمولا برای چند سیکل پس از قطع شدن جریان الکتریکی نگاه داشته شده و اندکی نیز افزایش می یابد و سپس رها می شود.

انتخاب الکترود متناسب با ضخامت ورق از طریق منحنی هایی که روابط بین شدت جریان و استحکام جوش نقطه ای را نشان می دهند، انجام می شود. همچنین به کمک روابط ساده ای می توان شدت جریان و زمان موثر برای جوش را تعیین کرد، بعنوان مثال یکی از این روابط تجربی برای فولاد معمولی بصورت زیر است که در آن زمان 10 سیکل (جریان متناوب با فرکانس 50 سیکل در ثانیه) فرض شده است.

d = چگالی جریان الکتریکی (میلی متر مربع/ آمپر)

718/2 = e

480 =k  عدد ثابت

t= ضخامت ورق (میلی متر)

D=192+ke^-t

الکترودها و آلیاژ جوش مقاومتی

الکترودهای جوشکاری مقاومتی به صورت الکترودهای قابل مصرف شبیه آنچه در الکترودهای جوش های قوس دستی است، میباشد. وظیفه الکترود جوش مقاومتی، هدایت کردن نیروی فشاری الکترود و جریان جوشکاری به قطعه های فلز جوشکاری شونده است. بعد از جوشکاری، الکترودها نقش کاهنده گرما از قطعه کار را دارند تا دکمه جوش مذاب سرد شود.

طراحی الکترودها

طراحی الکترود ممکن است به صورت های زیر انجام شود:

• الکترود توپر
• نگهدارنده الکترود + نوک الکترود
• الکترودهای با نوک ماده
• الکترودهای با نوک نر
• الکترودهای نوک برجسته (برای نیروهای بالاتر)

(شکل 3 انواع مختلف طراحی الکترودهای جوشکاری مقاومتی را نشان می دهد.)

مواد  و جنس الکترود جوش مقاومتی

الکترودها معمولا از آلیاژهای مس ساخته می شوند. انتخاب مواد مناسب بر حسب سختی و قابلیت هدایت (الکتریکی و حرارتی) انجام می شود.

(شکل های 4-5-6 خواص مختلف مواد الکترود جوشکاری مقاومتی را نشان می دهند.)

مواد الکترود جوشکاری مقاومتی  توسط RWMA طبقه بندی شده اند. این مواد در سه دسته قرار می گیرند:

• آلیاژهای پایه مس
• ترکیبات نسوز فلزی
• مواد خاص

جدول 1 حداقل خواص آلیاژهای پایه مس را برای رسیدن به حدود لازمه RWMA نشان می دهد. ترکیبات مشخص آلیاژی داده نشده، زیرا در بین تولیدکنندگان مختلف متفاوت است.

گروه A: آلیاژهای پایه مس

آلیاژهای پایه مس به 5 دسته مختلف تقسیم می شوند:

• دسته (1) : این دسته از آلیاژها قابلیت جوشکاری مقاومتی دارند و می توان از آنها در  دستگاه جوشکاری نقطه ای و درزی برای ساخت الکترود استفاده کرد زیرا در این کاربردها هدایت الکتریکی و حرارتی مهم تر از خواص مکانیکی است. کاربردهای دیگر آن در محور دستگاه های جوش درزی و نگهدارنده های جوشکاری می باشد. این دسته آلیاژها برای الکترود جوش درزی و نقطه ای فلزات آلومینیم، برنج، برنج، منیزیم و فولاد پوشش دار به کار می روند زیرا این این آلیاژها هدایت الکتریکی و حرارتی بالایی دارند.

این آلیاژها قابل عملیات حرارتی نمی باشند و سختی و استحکام آنها با کار سرد افزایش می یابد. در نتیجه مزیتی بر مس خالص ریخته گری ندارند و به ندرت به این صورت به کار می روند.

• دسته (2) : آلیاژهای این دسته خواص مکانیکی بهتری دارند ولی هدایت الکتریکی و حرارتی آنها کمتر از آلیاژهای دسته(1) است. آلیاژهای این دسته مقاومت خوبی به تغییر شکل تحت فشارهای متوسط دارند و بهترین آلیاژ برای مصارف عمومی هستند. این دسته آلیاژ مناسب تولید انبوه جوش های نقطه ای و درزی در مورد فولادهای کم کربن، فولاد زنگ نزن، آلیاژهای پایه مس با هدایت کم و آلیاژهای نیکل هستند. آلیاژهای این دسته همچنین برای ساخت محور، گیره نگهدارنده، بازوی تفنگ و دیگر اجزاء ساختاری حامل جریان در جوشکاری مقاومتی مناسب می باشند. آلیاژهای این دسته قابل عملیات حرارتی می باشند و می توان از آنها بصورت کارپذیر و ریختگی استفاده کرد. حداکثر خواص مکانیکی در حالت کارپذیر و با کار سرد بعد از عملیات حرارتی بدست می آید.
• دسته (3) : این آلیاژها نیز قابل عملیات حرارتی می باشند اما استحکام مکانیکی بالاتر و هدایت الکتریکی کمتری دارند. کاربرد اصلی آنها در الکترودهای جوشکاری نقطه ای و درزی برای جوشکاری آلیاژهای مقاوم به حرارت است که استحکام مکانیکی آنها در دماهای بالا حفظ می شود. جوشکاری این نوع آلیاژها نیازمند نیروی فشاری زیاد به الکترود است که در نتیجه این آلیاژها نیز باید استحکام کافی داشته باشند. آلیاژهای مقاوم حرارتی شامل فولادهای کم آلیاژ، زنگ نزن و آلیاژهای نیکل-کروم-آهن هستند. این آلیاژها به خصوص برای گیره های الکترود و اجزاء ساختاری حامل جریان در دستگاه های جوش مقاومتی مناسب می باشند. خواص انها در شرایط کارپذیر و ریختگی مشابه است زیرا بیشتر خواص مکانیکی خود را از عملیات حرارتی می گیرند.
• دسته (4): آلیاژهای این دسته آلیاژهای پیر سخت شونده می باشند که بیشترین سختی و استحکام را در گروه A یعنی گروه آلیاژهای مس دارند. هدایت الکتریکی و حرارتی کم آنها باعث می شود برای ساخت الکترودهای نقطه ای و درزی مناسب نباشند. این آلیاژها معمولا برای اجزایی توصیه می شوند که سطح تماس نسبتا زیادی با قطعه دارند. این آلیاژها کاربردهای دیگری مانند دستگاه های پشتیبانی، و دیگر اجزاء دستگاه ها که مقاومت به فرسایش و فشار زیاد در آنها مهم است، نیز دارند. این آلیاژها به صورت کارپذیر و ریختگی وجود دارند. به خاطر سختی بالا بعد از عملیات حرارتی، معمولا در شرایط محلول و آنیل شده ماشینکاری می شوند.
• دسته (5): آلیاژهای این دسته به صورت ریختگی و با استحکام مکانیکی بالا و هدایت الکتریکی متوسط وجود دارند. این آلیاژها بیشتر برای الکترودها بیشتر برای الکترودهای جرقه ای، مواد پشتیبان برای دیگر آلیاژهای مورد استفاده برای ساخت الکترود و انواع متعددی از اجزاء ساختاری حامل جریان در دستگاه های جوش مقاومتی به کار می روند.

گروه B : ترکیبات نسوز فلزی

این مواد حاوی یک فلز نسوز به صورت پودر می باشند. این فلز معمولا مولیبدن یا تنگستن است. این پودرها از طریق فرآیندهای متالوژی پودر بدست می آیند و خاصیت اصلی آنها مقاومت به تغییر شکل حین کار است. وقتی دو الکترود مختلف برای جبران تفاوت ضخامت یا ترکیب آلیاژهای جوش داده شده مورد نیاز است، این مواد بالانس حرارتی ایجاد می کنند.

ترکیبات دسته 10، 11و 12 ترکیبی از مس و تنگستن هستند. افزایش تنگستن، سختی، استحکام و دانستیه را افزایش داده و هدایت الکتریکی را کم می کند. تعیین روش به کار گیری هر نوع مشکل است. طراحی الکترود، تجهیزات جوشکاری، جنس الکترود دیگر، و ترکیب قطعه و موقعیت آن، متغیرهایی هستند که در هر مورد باید به آن توجه شود.

دسته 13 و 14 به ترتیب تنگستن و مولیبدن خالص تجاری هستند. این مواد تنها مواد سازنده الکترود می باشند که در جوشکاری فلزات غیرآهنی که هدایت الکتریکی بالایی دارند عملکرد خوبی از خود نشان می دهند.

گروه C : دیگر مواد

تعدادی از آلیاژهای مس و دیگر به صورت طبقه بندی نشده مناسب برای ساخت الکترود جوش مقاومتی می باشند. مناسب بودن هر ماده برای الکترود، به کاربرد آن بستگی دارد. با وجودی که موادی که تحت استاندارد RWMA هستند هر یک اکثر خصوصیات لازم را دارا می باشند، در موادی، از مواد دیگر به طور مشابه یا بهتر عمل می کنند. به عنوان مثال می توان از فولاد برای ساخت الکترود جوش جرقه ای در کاربردهای خاصی برای آلومینیوم استفاده کرد.

مس استحکام یافته ماده طبقه بندی نشده ای است که می تواند در ساخت الکترود به کار رود. این مس با خواص استحکام یافته بالا حاوی مقادیر بسیار کمی اکسید آلومینیوم در ابعاد بسیار کوچک است که به طور یکنواخت در زمینه پخش شده اند. اکسید آلومینیوم استحکام مس را تا حد قابل توجهی افزایش می دهد و دمای تبلور مجدد فلز کار سرد شده را افزایش می دهد. دمای تبلور مجدد بالا در مواد کارپذیر، موجب مقاومت عالی به نرم شدن و قارچی شدن الکترود در تماس با سطوح داغ می شود و در نتیجه عمر الکترود تا حد قابل توجهی افزایش می یابد.

الکترود و نگه دارنده ها

ابزارهای غیر دائمی به کار رفته در جوشکاری مقاومتی عبارتند از الکترودها که می توانند به صورت چرخ، رل، میله، صفحه، گیره یا ترکیبی از این مواد باشد. در بیشتر کاربردهای جوشکاری نقطه ای، از نگه دارنده الکترود برای نصب الکترود به دستگاه استفاده می شود.

الکترود جوشکاری، مسئول انجام یک یا چند مورد از کاربردهای زیر است:

• هدایت جریان جوشکاری به قطعات
• انتقال نیروی فشاری به محل اتصال
• نگه داشتن، تعیین محل قطعات در جهت مناسب
• زدودن حرارت از جوش یا قطعات هم جوار

در طراحی الکترود همواره باید جرم کافی برای انتقال نیروی جوش و جریان و سرد شدن مناسب در صورت لزوم، در نظر گرفته شود. در کاربردهای تولیدی گاهی مقاطع ضخیمی وجود دارد که نیازمند طراحی الکترودهای خاصی است. تغییر طرح در صورت لزوم بر عمر الکترود، کیفیت جوش، نرخ تولید یا هر سه اثر می گذارد. در نتیجه انتخاب ماده الکترود برای عملکرد خوب، بسیار مهم است.

اصول کلی جوشکاری مقاومتی

1-1-تعریف فرآیند جوشکاری مقاومتی

در روش های جوشکاری مقاومتی، اتصال دو سطح توسط حرارت و فشار تواما انجام می گیرد. فلزات به دلیل مقاومت الکتریکی در اثر عبور جریان الکتریکی گرم شده و حتی به حالت ذوب نیز می رسند که طبق قانون ژول، حرارت حاصل با رابطه زیر تعیین می شود:

Q=KRI²t

Q: حرارت (ژول)

K: ضریب ثابت معادل 1

R: مقاومت (اهم)

I: شدت جریان (آمپر)

t: زمان(ثانیه)

به عبارت دیگر در فرآیندهای قوس الکتریکی، حرارت بر روی کار به وسیله هدایت و تشعشع توزیع می شود اما در فرآیندهای جوشکاری مقاومتی، حرارت در عرض داخلی و سطح مشترک دو ورق در موضع اتصال در اثر عبور جریان الکتریکی تولید و منتشر می شود. جریان الکتریکی مذکور از طریق الکترودها و تماس آنها به سطح کار منتقل و یا از طریق ایجاد حوزه مغناطیسی احاطه شده در اطراف کار به قطعه القاء می شود. هر چند هر دو روش بر اساس حرارت مقاومتی پایه گذاری شده اند، اما معمولا نوع اول به فرآیند جوشکاری مقاومتی و نوع دوم فرآیند جوشکاری القائی مرسوم شده است.

فاکتورهای شدت جریان و زمان از طریق دستگاه جوش قابل کنترل هستند، اما مقاومت الکتریکی به عوامل مختلف از جمله:

• جنس و ضخامت قطعه کار
• فشار بین الکترودها
• اندازه، شکل و جنس الکترودها
• چگونگی سطح کار یعنی صافی و تمیزی آن بستگی دارد.

انواع مختلف روش های جوشکاری مقاومتی، به روش ایجاد مقاومت موضعی بالا و تمرکز حرارت در نقطه مورد نظر ارتباط دارد، ولی به هر حال تماس فیزیکی بین الکترودهای ناقل جریان الکتریکی و قسمت هایی که باید متصل شوند نیز مورد نیاز است.
برای ایجاد مهره جوش، باید درجه حرارت در مواد جوشکاری شونده افزایش یابد. تغییرات درجه حرارت از رابطه زیر حاصل می شود:

T=Q/m.c∆

که در آن :

m = جرم ماده ای که گرم میشود.

c = گرمای ویژه(j/kg.k)

∆T= تغییرات دما
میباشد.

1-2- انواع جوشکاری مقاومتی

مطابق شکل انواع فرآیندهای جوشکاری مقاومتی به شرح زیر میباشد :

• جوشکاری نقطه ای
• جوشکاری سربه سر
• جوشکاری نواری یا درزی
• جوشکاری پیش طرحی یا زائده ای

1-3- متغیرهای جوشکاری مقاومتی

متغیرهای جوشکاری مقاومتی عبارتند از :

• جریان
• زمان جوشکاری
• نیروی فشاری الکترودها بر قطعه کار
• خصوصیت دستگاه جوشکاری
• نوع و شرایط دستگاه
• شرایط الکترودها و بازوها
• شرایط سطحی مواد

1-4- مزایای جوشکاری مقاومتی

مزایای جوشکاری مقاومتی عبارتند از:

• نرخ سریع تولید
• عدم نیاز به فلز پر کننده
• تجهیزات نیمه اتوماتیک
• امکان انجام عملیات جوشکاری با اپراتورهای نیمه ماهر
• جوشکاری فلزات متشابه و غیر متشابه
• کیفیت بالای جوش
• اعوجاج کمتر قطعات جوشکاری شده

1-5- معایب جوشکاری مقاومتی

• هزینه بالای تجهیزات
• کنترل و نگهداری تجهیزات توسط افراد ماهر
• آماده سازی سطحی ویژه در بعضی موارد
• عدم امکان جوشکاری مقاطع با ضخامت های بالا

1-6- کاربردها

جوشکاری مقاومتی در موارد زیر استفاده می شود:

• اتصال میله ها، لوله ها، ورق ها، تیوپ ها
• ساخت تیوپ ها و ابزار آلات فلزی
• جوشکاری قسمت های مختلف هواپیماها و اتومبیل ها
• ساخت ابزار برش
• ساخت باک سوخت اتومبیل ها و بارکش ها
• ساخت کانتینرها و سیم ها

باتوجه به نکات فوق می توان:

1. فولادهای معمولی: فولاد معمولی را میتوان بدون مشکل خاصی، جوش مقاومتی داد.
2. فولاد سختی پذیر: چون این نوع فولاد در الکترود سیستم آبگرد وجود دارد، محل جوش و احیانا اطراف آن سریع سرد شده و ترد و شکننده می شود و گاه لازم است عملیات حرارتی آنیل کردن بر روی آن انجام شود.
3. فولادهای زنگ نزن: فولادهای فریتی و مارتنزیتی کمتر با این روش جوش داده می شوند. اما فولادهای آستنیتی پایدار و ناپایدار را به راحتی می توان از طریق جوش مقاومتی اتصال داد، به ویژه این که هدایت حرارتی و الکتریکی کمتری نسبت به فولادهای معمولی دارند و سیکل جوش باید در زمان کوتاه تری انجام شود. البته از نظر مقاومت خوردگی محل جوش و اطراف آن مسائل مهمی وجود دارد که هنوز هم تحقیقات زیادی را به خود اختصاص داده است.
4. فولادهای پوشش داده شده: فولادهایی هستند که با مواد مختلف و روش های گوناگون پوشش داده می شوند. پوشش قلع، روی و یا رنگ از آن جمله اند. در مورد پوشش انواع رنگ که اغلب هادی جریان الکتریکی نیستند، باید حتما محل جوش از رنگ تمیز شود. اما فولادهای گالوانیزه شده و پوشش قلع نیز غیر قابل جوشکاری مقاومتی هستند، ولی به علت نقطه ذوب پایین این پوشش ها، مقداری از آنها در محل و اطراف موضع جوش از بین می روند و از نظر عمل محافظت ضعیف می شوند و مقداری هم به الکترود می چسبند که در نتیجه در مورد تمیز کردن نوک الکترودها در این مواقع دقت بیشتری لازم است. البته مخلوط شدن این مواد از قبیل قلع و روی به مذاب جوش سبب تردی جوش نیز می شود که در مواقعی که نیاز به استحکام و انعطاف پذیری معینی باشد، باید سطوح تماس دو ورق را تمیز کرد. گاهی لازم شرایط فشار و آمپر نیز تغییر کند.
5. فلزات غیرآهنی، آلیاژهای آلومینیوم، آلومینیوم- منیزیم و آلومینیوم – منگنز قابل جوشکاری مقاومتی هستند مشروط بر آنکه سطح اکسیدی محل جوش تمیز شده و ظرفیت دستگاه جوش به اندازه کافی باشد. آلیاژهای آلومینیوم- مس، برنج و برنز برای این نوع جوشکاری مناسب نیستند. مس به علت هدایت الکتریکی و حرارتی بالا، به دستگاه با ظرفیت خیلی بالا و الکترودهای سطح سخت و یا تنگستن نیازمند است و معمولا ورق های ضخامت بالاتر از 6/1 میلی متر را با روش های دیگر جوشکاری اتصال می دهند. و آلیاژهای نیکل شبیه فولادهای زنگ نزن هستند.

1-7- اصول جوشکاری مقاومتی

دو عامل اصلی و تعیین کننده در جوشکاری مقاومتی عبارتند از:

1. تولید گرما در نقطه ای که دو قطعه به هم متصل می شوند.
2. به کار بردن فشار در محلی که اتصال جوش شکل می گیرد.

1-7-1- گرما

گرما(H) در جوشکاری مقاومتی در نتیجه عبور کردن یک جریان الکتریکی زیاد (KA100-3) و ولتاژ(25Volt)، از میان دو قطعه که با هم در تماس هستند، مطابق فرمول:

H=KRI²t

ایجاد می شود(شکل 2 تغییرات درجه حرارت و مقاومت را در قسمت های مختلف یک جوش مقاومتی نشان می دهد).

در فرمول بالا :

H: گرمای تولید شده بر حسب ژول

t: مدت زمان کسری(از ثانیه تا چند ثانیه) عبور جریان از قطعات

I: جریان

R: مقاومت بر حسب اهم

1-7-2- جریان

در جوشکاری مقاومتی جریان جوشکاری کافی جهت گرم کردن قطعات و رسیدن به حالت پلاستیک لازم است. معمولا جریان از یک ترانسفورماتور Step-down بدست می آید. از آن جایی که دانستیه جریان افزایش می یابد، زمان جوشکاری می تواند به طور موثری، بدون اینکه سطوح تماس الکترود از بیش گرم شوند، کاهش یابد. هنگامی که جریان جوشکاری افزایش می یابد، در مهره جوش نیروی شکست اتصال جوشکاری شده افزایش می یابد.

1-7-3- مقاومت (R)

مقاومت کلی سیستم بین الکترودها متشکل از:

• مقاومت قطعه کار R₁
• مقاومت اتصال بین الکترودها و قطعه کار R₂
• مقاومت بین سطوح دو قطعه فلز که باید به هم جوشکاری شوند R₃

R₁بستگی به طبیعت ذاتی ماده و ضخامت آن دارد، به عبارت دیگر غیر قابل تغییر است. اگر ماده مقاومت الکتریکی پایینی داشته باشد، مانند آلومینیوم، می توان از جریان بالایی جهت ایجاد جوش و درجه حرارت مناسب برای جوشکاری استفاده کرد.

R₂ مقاومت تماس بین الکترود و قطعه کار است که در حالات زیر می توان حداقل باشد:

الف: تمیز نگهداشتن نوک یا سطح الکترود و سطح قطعه کار

ب: استفاده از الکترودهای جوشکاری با مواد با هدایت بالا، مانند آلیاژهای Cu-Cd یا Cr-Cu

ج: کنترل شکل و اندازه سطح الکترودها

د: استفاده از فشار بین الکترودها و قطعه کار

R₃ مقاومت بین سطوح دو قطعه که با کیفیت سطح تغییر می کند. سطوحی که تمیز نشده اند و دارای آلودگی هستند، مقاومت زیادی را در برابر عبور جریان ایجاد می کنند. سطوح صاف و براق و فشار الکترود بالا، مقاومت R₃ را کاهش می دهند. از گرم شدن بیش از حد الکترودها با استفاده از سیستم آبگرد می توان جلوگیری کرد.

1-7-4- زمان (t)

چهار دوره زمانی در دستگاه جوشکاری مقاومتی در طی سیکل جوشکاری عبارتند از:

• مدت زمان برقراری فشار
• زمان جوشکاری
• زمان نگهداری
• زمان خاموشی

• مدت زمان برقراری فشار: فاصله زمانی ایجاد فشار اولیه الکترود روی قطعه کار و ایجاد جریان اولیه جهت جوشکاری در طی این دوره زمانی الکترود بالایی در تماس با قطعه کار قرار می گیرد و نیروی فشاری الکترود اعمال می شود. در پایان این زمان، جریان جوشکاری برقرار می گردد.
• زمان جوشکاری: در طی این دوره زمانی، جریان جوشکاری در مدار برقرار می شود. جریان از الکترود عبور کرده، وارد دو قطعه کار می شود و از آن عبور کرده و در نهایت از الکترود دوم خارج می گردد.
• زمان نگهداری: زمانی است که نیرو به محل جوشکاری بعد از قطع جریان همچنان اعمال می شود.
• زمان خاموشی: فاصله زمانی از خاتمه زمان نگهداری تا شروع دوره زمانی برای سیکل بعدی جوشکاری است.

در دستگاه جوش مقاومتی اتوماتیک تمامی این دوره های زمانی بصورت خودکار کنترل می شود در حالی که در دستگاه های غیر اتوماتیک تنها زمان جوشکاری به صورت اتوماتیک کنترل می شود و دوره های زمانی دیگر بوسیله اپراتور تنظیم می گردد. زمان جوشکاری بوسیله استفاده از یک زمان سنج الکترونیکی مناسب کنترل می شود.

انواع جوشکاری مقاومتی

روش‌های مختلف جوشکاری مقاومتی، بر اساس نحوه ایجاد مقاومت موضعی بالا و تمرکز حرارت در نقطه مورد نظر، به دسته‌های زیر تقسیم می‌شوند:

• جوشکاری نقطه‌ای: در این روش، دو الکترود مسی، جریان الکتریکی را به قطعات کار منتقل می‌کنند و با اعمال فشار، باعث ایجاد حرارت و ذوب موضعی در نقطه تماس می‌شوند. پس از قطع جریان، فشار همچنان حفظ می‌شود تا فلز مذاب سرد شده و اتصال برقرار شود. جوشکاری نقطه‌ای، برای اتصال ورق‌های فلزی با ضخامت کم تا متوسط مناسب است و در صنایع خودروسازی و لوازم خانگی کاربرد فراوانی دارد.
• جوشکاری سر به سر: در این روش، دو قطعه کار در کنار یکدیگر قرار گرفته و جریان الکتریکی از طریق آن‌ها عبور می‌کند. با اعمال فشار، حرارت در محل تماس ایجاد شده و باعث ذوب و اتصال دو قطعه می‌شود. جوشکاری سر به سر، برای اتصال میلگردها، لوله‌ها و پروفیل‌ها با سطح مقطع کوچک تا متوسط مناسب است و در صنایع ساختمانی و فلزی کاربرد دارد.
• جوشکاری نواری یا درزی: در این روش، دو الکترود غلتکی، جریان الکتریکی را به قطعات کار منتقل می‌کنند و با حرکت بر روی آن‌ها، باعث ایجاد حرارت و ذوب در امتداد یک خط یا نوار می‌شوند. پس از قطع جریان، فشار همچنان حفظ می‌شود تا فلز مذاب سرد شده و اتصال درزی ایجاد شود. جوشکاری نواری، برای اتصال ورق‌های فلزی با طول زیاد و ضخامت کم مناسب است و در صنایع بسته‌بندی، خودروسازی و لوازم خانگی کاربرد دارد.
• جوشکاری پیش‌طرحی یا زائده‌ای: در این روش، یکی از قطعات کار دارای زائده یا پیش‌طرح است که در تماس با قطعه دیگر قرار می‌گیرد. با عبور جریان الکتریکی، حرارت در محل تماس زائده با قطعه دیگر ایجاد شده و باعث ذوب و اتصال آن‌ها می‌شود. جوشکاری پیش‌طرحی، برای اتصال قطعات با شکل‌های پیچیده و هندسه‌های خاص مناسب است و در صنایع الکترونیک و هوافضا کاربرد دارد.

مزایا و معایب جوشکاری مقاومتی

مزایا:

• سرعت تولید بالا: جوشکاری مقاومتی یک فرآیند بسیار سریع است که امکان تولید انبوه قطعات را فراهم می‌کند. این سرعت بالا، به ویژه در صنایعی که نیاز به تولید سریع و با حجم بالا دارند، بسیار حائز اهمیت است.
• عدم نیاز به فلز پرکننده: در جوشکاری مقاومتی، نیازی به استفاده از فلز پرکننده یا الکترود مصرفی نیست. این امر باعث کاهش هزینه‌ها و ساده‌تر شدن فرآیند جوشکاری می‌شود.
• کیفیت جوش بالا: جوش‌های ایجاد شده در جوشکاری مقاومتی، دارای استحکام و کیفیت بالایی هستند و در برابر خوردگی و خستگی مقاومت خوبی دارند. این ویژگی، جوشکاری مقاومتی را به یک گزینه ایده‌آل برای اتصال قطعات حساس و بحرانی تبدیل می‌کند.
• اعوجاج کمتر قطعات جوشکاری شده: در جوشکاری مقاومتی، حرارت به صورت موضعی و کنترل شده اعمال می‌شود و باعث کاهش اعوجاج و تغییر شکل قطعات جوشکاری شده می‌شود. این ویژگی، به ویژه در جوشکاری قطعات با دقت ابعادی بالا، بسیار مهم است.
• قابلیت اتوماسیون و کنترل دقیق پارامترهای جوشکاری: جوشکاری مقاومتی به راحتی قابل اتوماسیون است و می‌توان پارامترهای جوشکاری مانند جریان، زمان و فشار را با دقت بالا کنترل کرد. این امر باعث افزایش کیفیت و تکرارپذیری جوش‌ها می‌شود.
• امکان جوشکاری فلزات متشابه و غیر متشابه: جوشکاری مقاومتی، امکان اتصال فلزات متشابه و غیر متشابه را فراهم می‌کند. این ویژگی، کاربردهای این روش جوشکاری را گسترش می‌دهد و امکان اتصال قطعات با جنس‌های مختلف را فراهم می‌کند.
• صرفه‌جویی در انرژی و مواد مصرفی: در جوشکاری مقاومتی، انرژی به صورت مستقیم و متمرکز به محل اتصال اعمال می‌شود و باعث کاهش مصرف انرژی می‌شود. همچنین، عدم نیاز به فلز پرکننده، باعث صرفه‌جویی در مواد مصرفی می‌شود.
• سازگاری با محیط زیست: جوشکاری مقاومتی، یک فرآیند تمیز و سازگار با محیط زیست است که تولید گازهای سمی و آلودگی‌های محیطی را به حداقل می‌رساند.
•   معایب جوشکاری مقاومتی:

• هزینه بالای تجهیزات: تجهیزات جوشکاری مقاومتی، به ویژه دستگاه‌های اتوماتیک و پیشرفته، هزینه بالایی دارند. این هزینه بالا، می‌تواند برای کسب‌وکارهای کوچک و متوسط، یک چالش باشد.
• نیاز به نیروی متخصص برای راه‌اندازی، تنظیم و نگهداری تجهیزات: جوشکاری مقاومتی، نیاز به دانش و تخصص فنی دارد و برای راه‌اندازی، تنظیم و نگهداری تجهیزات، نیاز به نیروی متخصص است. این امر می‌تواند هزینه‌های آموزش و استخدام نیروی کار را افزایش دهد.
• محدودیت در جوشکاری مقاطع با ضخامت‌های بالا: جوشکاری مقاومتی، برای اتصال قطعات با ضخامت‌های کم تا متوسط مناسب است و برای جوشکاری مقاطع با ضخامت‌های بالا، ممکن است نیاز به استفاده از روش‌های دیگر جوشکاری باشد.
• نیاز به آماده‌سازی سطحی ویژه در برخی موارد: برای دستیابی به کیفیت جوش بالا، در برخی موارد نیاز به آماده‌سازی سطحی ویژه مانند تمیزکاری، چربی‌زدایی و صاف کردن سطوح قطعات کار است. این امر می‌تواند زمان و هزینه‌های آماده‌سازی را افزایش دهد.

کاربردهای جوشکاری مقاومتی

جوشکاری مقاومتی به دلیل مزایای فراوان، در صنایع مختلفی کاربرد دارد، از جمله:

• صنعت خودروسازی: جوشکاری مقاومتی، به طور گسترده در صنعت خودروسازی برای اتصال بدنه، شاسی، سیستم اگزوز، صندلی‌ها، داشبورد، قطعات سیستم تعلیق و سایر قطعات خودرو استفاده می‌شود. سرعت بالا، کیفیت جوش مناسب و قابلیت اتوماسیون، این روش را به یک گزینه ایده‌آل برای تولید انبوه خودروها تبدیل کرده است.
• صنعت هوافضا: در صنعت هوافضا، جوشکاری مقاومتی برای اتصال قطعات حساس و بحرانی هواپیما، موشک و ماهواره استفاده می‌شود. کیفیت جوش بالا، استحکام و مقاومت در برابر خستگی، از ویژگی‌های مهم جوشکاری مقاومتی در این صنعت هستند.
• صنعت الکترونیک: جوشکاری مقاومتی، در صنعت الکترونیک برای اتصال قطعات الکترونیکی کوچک و حساس مانند ترانزیستورها، مقاومت‌ها، خازن‌ها و آی سی‌ها به بردهای مدار چاپی استفاده می‌شود. دقت بالا و عدم ایجاد حرارت بیش از حد در قطعات، از مزایای مهم جوشکاری مقاومتی در این صنعت هستند.
• صنعت لوازم خانگی: در صنعت لوازم خانگی، جوشکاری مقاومتی برای اتصال قطعات مختلف لوازم خانگی مانند یخچال، ماشین لباسشویی، اجاق گاز، تلویزیون و … استفاده می‌شود. سرعت بالا، کیفیت جوش مناسب و هزینه پایین، از مزایای مهم جوشکاری مقاومتی در این صنعت هستند.
• صنعت بسته‌بندی: جوشکاری مقاومتی، در صنعت بسته‌بندی برای ساخت قوطی‌ها، ظروف فلزی، درب بطری‌ها و سایر بسته‌بندی‌های فلزی استفاده می‌شود. سرعت بالا، استحکام جوش و قابلیت آب‌بندی مناسب، از ویژگی‌های مهم جوشکاری مقاومتی در این صنعت هستند.
• صنعت ساختمانی: در صنعت ساختمانی، جوشکاری مقاومتی برای اتصال میلگردها، لوله‌ها، پروفیل‌ها و سایر قطعات فلزی در سازه‌های ساختمانی استفاده می‌شود. استحکام جوش بالا و قابلیت اتصال قطعات با ضخامت‌های مختلف، از مزایای مهم جوشکاری مقاومتی در این صنعت هستند.
• صنعت پزشکی: جوشکاری مقاومتی، در صنعت پزشکی برای ساخت ابزار جراحی، ایمپلنت‌ها، پروتزها و سایر

دستگاه درز جوش چیست و به چه روشی کار میکند؟

نگاهی به گذشته های بسیار دور و با توجه به تجزیه و تحلیل ابزارهای کشف شده از قرون اولیه نشانگر این واقعیت است که انسان اولیه با استفاده از اصول فیزیکی که امروزه مبنای اصلی جوشکاریهای مدرن را تشکیل می دهند،یعنی متصل نمودن فلزات به یکدیگر از طریق روی هم قراردادن لبه های گرم و ذوب شده و ضربه زدن چکش،مبادرت ورزیدند.

درواقع یکی از روشهای قدیمی اتصالات،صنعت جوش می باشد که از گذشته انجام شده و مورد اهمیت واقع بوده.از اواخر دهه 1930 که ساخت پل ها، جاده راه آهن، خیابانها، و نیز کشتیهای اقیانوس پیما و غیره با روش جوش دادن قطعات به یکدیگر با سرعت آغاز گردید تا به امروز که انسان مشغول ساختن فضا پیما، آسمان خراش، نیروگاه هسته ای و میکروپروسسرها و غیره می باشد، هنوز جوشکاری از روشهای بسیار مهم اتصال بحساب می آید.

امروزه به جایی رسیده ایم که این تکنولوژی تا حد قابل توجهی از یک کاردستی خارج شده و بسوی اتوماسیون کامل پیشرفته است مثلاً استفاده از روباتها (robbates) که توسط میکروپروسسرها عمل و کنترل جوشکاری را هدایت می کنند.

علیرغم توسعه روشهای جوش در صنعت آن را به دو گروه عمده جوشهای ذوبی و جوشهای غیر ذوبی تقسیم می کنند که یکی از زیر گروههای جوش غیر ذوبی جوشهای مقاومتی resistance welding می باشد که آن نیز خود به چهار روش تقسیم می شود:

1. نقطه جوش
2. جوش برجسته
3. درزجوش
4. سر به سر

آشنایی با پروسه درزجوش (SEAM WELDING)

دستگاه درزجوش یا غلطکی یکی از روش های جوش مقاومتی است که مشابه نقطه جوش است با این تفاوت که در دستگاه درزجوش به جای الکترودهای میله ای دو تا دیسک از جنس مس های آلیاژی قرار میگیرد و قطعه کار مابین دو تا دیسک مطابق شکل (1) قرار میگیرد و با فشار و چرخش آنها قطعه کار هم حرکت میکند و جوشکاری انجام میگردد.

همانطور که دیسکها دوران میکنند جریانی با شدت بالا و بطور مداوم از آنها و قطعه کارها عبور میکند و در اثر آن و مقاومت الکتریکی فلزاتی که بین دیسکها قرار گرفته اند تمرکز حرارت بین دو قطعه کار بالا رفته و موجب جوش خوردن آنها به یکدیگر میشود. در ادامه با دوران دیسکها و حرکت قطعه کار جوشکاری در امتداد یک خط مستقیم ادامه می یابد.

معمولا یکی از دیسکها و یا هر دوی آنها به وسیله موتور و گیربکس حرکت میکند و در همان حال حرکت انتقال جریان را نیز میدهند. در همین حین وجود تابلو کنترل زمان و شدت جریان و نحوه اعمال آن بصورت پیوسته یا منقطع و همچنین زمان جریان دهی فرایند جوشکاری را تابلو کنترل هدایت میکند.

درز جوش همان نقطه جوش بصورت پیوسته و متصل به یکدیگر میباشد. در حقیقت اگر تعداد زیادی نقطه جوش را در یک ردیف بصورت پشت سر هم متصل به هم ایجاد کنیم تشکیل یک نوار از نقطه جوش را خواهیم داد که از آن می توان برای جوشکاری درز بین ورق ها و یا اتصال آب بندی بین قطعات استفاده نمود. فرآیند ایجاد نقطه جوش های نواری توسط دستگاه درزجوش انجام می شود.

 انواع درزجوش به روش مقاومتی

• درزجوش بدون استفاده از سیم مصرفی
• درزجوش با استفاده از سیم مصرفی

فرق روش دوم با آنچه که در مقدمه بحث تشریح شد این است که الکترودهای دیسکی در این روش دارای شیاری است که سیم مسی می تواند بین آنها و قطعاتی که قرار است جوشکاری شوند قرار می گیرد. این سیم از یک منبع قرقره ای می آید و به دور دیسکها می پیچد.

مزیت درزجوش با استفاده از سیم مصرفی در سرعت بالای آن تا 70 متر در دقیقه و همچنان قابلیت جوشکاری فولادی های ضدزنگ و روکش شده میباشد. این فرآیند نیز بسیار قابل اعتماد است امکان ایجاد جوشکاری لب به لب را نیز دارد.

مشاهده تمام دستگاه های درز جوش الکتروتکنوتک

تنظیم سرعت در دستگاه های درزجوش

در یک ماشین جوشکاری درزی استاندارد، فاصله حداقلی بین مراکز دیسکها وجود دارد و اگر نیاز باشد یک دیسک کوچکتر باشد دیگری باید متناسب با آن بزرگتر انتخاب شود، اگر نسبت قطر دیسک متصل به موتور (گرداننده) بیشتر از 2 به 1 باشد، دیسک کوچکتر نیز میبایست متحرک باشد تا لغزش به حداقل برسد.

مزایای جوشکاری درزی مقاومتی

از مزیت جوشکاری RSW مقاوتی یا همان درز جوش می توان از تمیز بودن این روش بادگرد، همچنین پاشش در آن وجودندارد و از هیچگونه گاز محافظی استفاده نمی گردد، دود حاصل از جوشکاری در آن تشکیل نمی شود و برای جوشکاری هیچگونه ماده کمکی نیاز  نمی باشد کاربری آسانی دارد و نیاز به مهارت خاصی نیست.

معایب درزجوش مقاومتی

با اینکه این روش جوشکاری برای خطوط مستقیم بسیار پراستفاده می باشد، اما نمی توان از آن برای جوشکاری خطوط پیچیده و منحنی استفاده نمود. همچنین در گوشه های داخلی نیز کارایی لازم را ندارد، بطور کلی از این جوشکاری در مکان هایی که دیسکها قادر به حرکت نباشند نمی توان استفاده نمود.

از دیگر معایب آن می توان به اتصال و جوشکاری ورق هایی با نهایت ضخامت 3 میلیمتر اشاره نمود و همچنین هزینه خرید اولیه این نوع ماشین جوشکاری بسیار زیاد است.

اشکال متفاوت  درزجوش

مطابق شکل برای دستگاه جوشکاری درزی مقاومتی سه نوع طراحی می شود.

• قرقره جوش(بصورت دایره ای)
• درزجوش(جوشکاری بصورت طولی)
• کلگی متحرک(جوشکاری در عرض ورق ها)

کاربرد دستگاه درزجوش

از این نوع فرآیند در جوشکاری تانک های سوخت ماشین ها استفاده میشود، همچنین برای جوشکاری قوطی ها آهنی، مخازن، بالشتک معدن، اگزوز، بشکه قیر یا نفت استفاده می گردد.

فلزات جوش پذیر به روش درزجوش

فولاد کم کربن، پر کربن، کم آلیاژی، استحکام بالای کم آلیاژی(HSLA) ضد زنگ و تعدادی از فولادهای پوشش دار می توانند بطور قابل قبولی بصورت نواری جوشکاری شوند.

در بعضی مواقع این عملیات می تواند در ماشین جوشکاری انجام گیرد. آلومینیوم، آلیاژهای آلومینیوم نیکل، آلیاژهای نیکل و آلیاژهای منیزیم می توانند جوشکاری درزی یا نواری شوند ولی جوشکاری مقاومتی نواری برای مس و آلیاژهای با درصد بالای مس توصیه نمی شود. ترکیبات سازگار(مناسب)شامل سایر فلزات و آلیاژها نیز می توانند جوش نواری داده شوند.

مقدمه

جوشکاری یک تجارت در حال تقاضا است که می تواند حرفه شما باشد. اما جوشکاری همچنین مهارتی است که می توانید از آن برای کارهای روزمره مانند ایجاد هنر باغ یا تزئینات استفاده کنید. حتی می توانید از آن برای بهبود شغل فعلی خود به ویژه در کشاورزی یا صنایع خودرو استفاده کنید. جوشکاری بسته به نوع جوشکاری و ماشین جوشکاری که می خواهید یاد بگیرید، امکانات بی حد و حصر دارد.

چهار نوع اصلی جوشکاری وجود دارد

• MIG : جوشکاری قوس فلزی گاز (GMAW)
• TIG : جوشکاری قوس تنگستن گاز (GTAW)
• استیک : جوشکاری فلزی محافظ فلزی (SMAW)
• هسته شار : جوشکاری قوس هسته ای شار (FCAW)

ما در اینجا هر نوع جوشکاری عمیق تر فرو می رویم.

MIG : جوشکاری قوس فلزی گاز (GMAW)

جوشکاری MIG در صنعت خودرو برای ترمیم اگزوز ماشین استفاده می شود و همچنین در ایجاد خانه ها و ساختمان ها مورد استفاده قرار می گیرد. این یکی از متداول ترین انواع جوشکاری است. این نوعی جوشکاری قوسی است که از سیم پیوسته ای به نام الکترود استفاده می کند. شما همچنین از یک گاز محافظ استفاده خواهید کرد که از طریق تفنگ جوش عبور می کند و از آلودگی محافظت می کند.

TIG : جوشکاری قوس تنگستن گاز (GTAW)

جوشکاری TIG از قوس الکتریکی مانند MIG نیز استفاده می کند. هنگام کار با جوشکاری TIG، از الکترود ساخته شده از تنگستن استفاده می کنید. تنگستن یکی از سخت ترین مواد فلزی است. این حل نمی شود و نمی سوزد. جوشکاری می تواند از طریق فرایند معروف به همجوشی انجام شود که از فلز پرکننده استفاده می کند یا استفاده نمی کند. TIG همچنین از یک گاز خارجی مانند آرگون یا هلیوم استفاده می کند.

استیک : جوشکاری فلزی محافظ فلزی (SMAW)

آیا می خواهید جوشکاری خود را انجام دهید؟ یک نکته مثبت در مورد جوشکاری Stick قابل حمل بودن آن است. جوشکاری استیک در ساخت، نگهداری و تعمیر، خطوط لوله زیر آب و ساخت صنعتی استفاده می شود.

برای این نوع جوشکاری، شما از یک جوشکاری محافظ فلزی استفاده می کنید یا بیشتر به جوش Stick معروف است. شما از یک الکترود مصرفی و محافظت شده یا چوب استفاده خواهید کرد. این چوب با حرارت دادن با قوس بین الکترود فلزی پوشیده شده و قطعه کار فلزات پایه، نرم و ترکیب می شود. همانطور که چوب ذوب می شود، پوشش محافظ آن نیز ذوب می شود و منطقه جوش را از اکسیژن و گازهای دیگر که در هوا هستند محافظت می کند.

جوش هسته ای : جوشکاری قوس هسته ای شار (FCAW)

جوشکاری قوس هسته ای شار مانند جوشکاری MIG است زیرا هر دو از سیم پیوسته و منبع تغذیه استفاده می کنند. شما یک الکترود پیوسته را با یک فلز پایه ترکیب خواهید کرد. الکترود یک لوله توخالی پر از شار است که از طریق تفنگ جوش و به استخر جوش خورانده می شود. هنگام جوشکاری در فضای باز، یک محافظ شار محافظت در برابر عناصر آب و هوایی را ارائه می دهد. این نوع جوشکاری برای جوشکاری فلزات ضخیم تر مورد استفاده قرار می گیرد و در صنایع ماشینکاری مورد استفاده قرار می گیرد.

دستگاه جوش لیزری

جوشکاری لیزری به علت گرمای ورودی اندک، دقت و کنترل پذیری بالا، تکنیکی شناخته شده و بسیار مفید برای اتصال انواع فلزات، بویژه ورق های نازک فولادی به شمار می رود. طرح اتصال های مختلف نظیر جوشکاری لب به لب (Butt welding)، روی هم (Overlapp welding) و… نیاز به تجهیزات ویژه ای علاوه بر چشمه لیزر و سامانه های اپتیکی انتقال و تمرکز باریکه لیزر دارند. بنابراین لازم است برای تامین قید و قرار (Jig & Fixtuer) مورد نیاز در جوشکاری لیزری قطعات مختلف، ماشین های مخصوصی فراهم گردد تا بتوانند اتصال مورد نظر را با سرعت و کیفیت مناسب تامین نمایند.

از این رو در بسیاری از فرآیندهای صنعتی و خطوط تولید نوین، لازم است ماشین جوشکاری قطعات با استفاده از لیزر فراهم شود که یکی از محصولات این شرکت است.

دستگاههای مخصوص جوشکاری لیزری

از دستگاه جوش لیزری برای جوش دادن انواع آلیاژهای تیتانیوم، نیکل، فولادها، آلومینیوم، مس، کروم، نایوبیوم، طلا، نقره و بسیاری دیگر از فلزات استفاده می شود. از جوشکاری لیزری برای جوش دادن دو نوع فلز مختلف مانند: مس- نیکل، نایوبیوم- تیتانیوم و مس – فولاد  نیز می توان استفاده کرد.

جوشکاری لیزری در شکل ها و جنس های مختلف:

1. 1. جوشکاری لیزری هم جنس و ناهمجنس انواع آلیاژهای آهن. جوشکاری لیزری آلیاژهای تیتانیوم
   2. دستگاه جوش لیزر ظریف خطی: این دستگاه جوش ظریف، با اندازه کوچک خود عملکرد با کیفیت بالایی دارد. دستگاه جوش برای جوش لیزری صفحاتی با ضخامت کمتر از یک میلیمتر مناسب است. از این دستگاه برای جوش به صورت خط مستقیم یا جوش به صورت کمان می توان استفاده کرد. این دستگاه در صنایع دارویی، صنایع الکترونیک، باتری سازی، ساخت ابزارآلات و صنایع دیگر قابل استفاده است.
   3. دستگاه جوشکاری لیزری پیشرفته که ممکن است از چشمه های لیزر پالسی Nd:YAG یا لیزر پیوسته فیبر استفاده نماید.

از این دستگاه جوش لیزر، به طور وسیعی در موارد زیر استفاده می شود:

• جوشکاری برای پر کردن حفره ها در تعمیر تجهیزات حساس و ساخت زیورآلات
• جوشکاری نقطه ای برآمده در ساخت زیورآلات برای نگه داشتن نگین
• تعمیر و جوشکاری اتصالات زیورآلات و زنجیرهای طلا
• جوشکاری در مواردی که اثر حرارتی بر منطقه کوچکی باید اعمال شود مثل بوردهای الکترونیک
• جوشکاری در مواردی که نقطه جوش باید اندازه مشخصی داشته باشد
• جوش دقیق و صاف بدون نیاز به فرآیند های ماشینکاری پس از جوشکاری
• جوشکاری غیر هم جنس دو نوع فلز

دستگاه جوشکاری ترانسفورماتور

از دستگاه جوش ترانسفورماتوری به عنوان ساده‌ترین نوع این ابزار صنعتی یاد می‎شود. از ترانسفورماتور برای افزایش و یا کاهش ولتاژ استفاده خواهد شد. در دستگاه جوشکاری انواع کاهنده آن مورد توجه قرار می‌گیرد. در فرآیند جوشکاری به ولتاژ پایین و شدت جریان بالا نیاز است. میزان ولتاژ حدود ۱۰ تا ۵۰ ولت در نظر گرفته می‎شود و شدت جریان الکتریکی حدود ۵۰ تا ۴۰۰ آمپر است.  یعنی با استفاده  از آنها جریان متناوب و یا همان AC با شدت کم و ولتاژ بالا، به جریان الکتریکی با شدت بالا و ولتاژ پایین تبدیل خواهد شد. این امر سبب می‎شود تا ایمنی دستگاه نیز بیشتر شود، چرا که خطر برق گرفتگی با کاهش ولتاژ، کمتر خواهد شد.

در ساختار ترانسفورماتور از دو سیم پیچ اولیه و ثانویه استفاده شده است. زمانی که دستگاه توسط فیش به جریان متناوب برق شهری می‎شود، برق ابتدا وارد سیم پیچ اولیه خواهد شد. این امر سبب ایجاد یک میدان مغناطیسی می‎شود که بر روی سیم پیچ ثانویه تاثیر گذار است. به این ترتیب شدت  و ولتاژ جریان ورودی برای جوشکاری تغییر خواهد کرد. ترانسفورماتورهایی که در این دستگاه وجود دارند، به صورت ساده و پیچیده طراحی خواهند شد. در انواع ساده آن با استفاده از باتری ماشین نیز می‎توان از آنها استفاده نمود و در انواع پیچیده از فناوری‌هایی نظیر IGBT و یا کنترلرهای کامپیوتری CNC استفاده شده است.

بررسی دستگاه جوشکاری رکتی فایر

دستگاه جوشکاری رکتی فایر، مبدل‌هایی هستند که می‎توانند جریان‌های متناوب با شدت ۳۸۰ و یا ۲۲۰ ولت را به جریان مستقیم DC تبدیل کرده تا انرژی لازم برای جوشکاری فراهم شود. اینورتر جوشکاری به طور کلی به جریان برق سه فاز نیاز دارند. برای این منظور فیش مخصوصی برای آنها طراحی شده است. جوشکاری با این دستگاه از طریق الکترودهای مختلف  انجام خواهد شد و باید گفت که جوشکاری از کیفیت بسیار بالایی برخوردار خواهد بود. از این دستگاه بیشتر برای پروژه‌های سنگین و صنعتی استفاده خواهد شد. وزن زیادی داشته و جابه‌جایی آن مشکل است. همچنین باید بدانید که این نوع از دستگاه‌های جوش نسبت به انواع دیگر گران‎تر هستند. رکتیفایرها در شرایط سخت و زمانی که به برق شهری دسترسی وجود ندارد، می‌توانند بسیار کاربردی باشند.

به طور کلی می‎توان گفت رکتی فایر به دو دسته نیم موج و موج کامل تقسیم می‎شود. در نوع نیم موج، جریان الکتریکی تنها از یک قطب منفی و یا مثبت عبور خواهد کرد، این در حالی است که در رکتیفایر موج کامل، جریان الکتریکی از هر دو قطب مثبت و منفی گذر خواهد کرد. یکی از قطعات مهم در رکتیفایر، دیود است. در انواع  نیم موج دستگاه تنها دارای یک تا دو دیود است، در صورتیکه در رکتیفایر موج کامل، تعداد دیودها به چهار عدد می‎رسد.

دستگاه جوشکاری ژنراتور الکتریکی

در این نوع از دستگاه‎ها از مولدهایی به نام دینام جوشکاری استفاده خواهد شد. بوسیله آنها جریان الکتریکی مستقیم برای جوشکاری ایجاد می‎شود. جوش و اتصال فلزات از کیفیت خوبی برخوردار است، اما باید گفت که این دستگاه‌ها حجم و وزن زیادی داشته و در عین حال هزینه تعمیر و نگهداری آنها نیز بالا است. به همین دلیل کمتر مورد توجه قرار گرفته‎اند.

ژنراتورهای احتراقی نیز عملکردی مانند ژنراتورهای الکتریکی دارند و مهمترین تفاوت، به سوخت آنها باز می‎گردد. همانطور که از نام آنها می‎توان حدس زد، انرژی آنها از طریق سوخت‌هایی نظیر بنزین و گازوئیل تامین خواهد شد. از آنها در پروژه‌ها ساختمانی و شهری استفاده نخواهد شد. وزن زیادی داشته و سر و صدای بسیار زیادی تولید می‎کنند. این در حالی است که دستگاه‌های جوش پیشرفته‌ایی وجود که با کمترین میزان آلودگی و در سریع‌ترین زمان ممکن، جوشکاری با کیفیتی را به شما تحویل خواهند داد که از آن جمله می‌توان به دستگاه جوش اینورتر اشاره کرد.

در دستگاه جوش اینورتر از چه تکنولوژی استفاده می‌شود؟

در دستگاه  نقطه جوش اینورتری از تکنولوژی ماسفت MOSFET و IGBT  استفاده می‎شود. کلیه مبدل‎های الکتریکی دارای قطعه‎ایی به نام سوییچ قدرتی هستند. عملکرد همه مبدل‎هایی الکتریکی به این سوییچ‌ها بستگی خواهد داشت. از جمله پرکاربردترین آنها می‎توان به ماسفت MOSFET و IGBT اشاره کرد. از لحاظ ساختاری باید گفت که IGBT ساختار پیچیده‎تری نسبت به ماسفت دارد. به همین دلیل  انتظار می‎رود، تعمیر آن کمی سخت‎تر باشد.

دستگاه جوش ماسفت چه ویژگی‌هایی دارد؟

• آنها به راحتی تعمیر خواهند شد.
• قطعات آنها در دسترس بوده و از قیمت کمتری نیز برخوردار هستند.
• وزن بیشتری دارند.
• تعداد قطعات بیشتری در آنها بکار برده شده است.
• هزینه تولید آنها بالا است.
• دستگاه جوش IGBT چه ویژگی‌هایی دارد؟
• کیفیت جوش در آنها بهتر بوده و بیشتر نفوذ می‎کنند.
• مصرف بهینه انرژی
• دستگاه از حجم و وزن کمتری برخوردار است.

در صنعت به سه روش جوشکاری انجام می گیرد

1. جوشکاری با دستگاه جوش الکترود دستی
2. جوشکاری با دستگاه جوش زیر پودری
3. جوشکاری با دستگاه جوش با سیم

انواع دستگاه جوش و کاربرد آنها

جوشکاری با دستگاه جوش الکترود به چهار گروه تقسیم می گردد:

۱. جوشکاری با ترانس های قدیمی

امروزه از این دستگاه جوشکاری بخاطر مصرف برق بالا، بزرگ بودن و وزن زیاد دستگاه، استفاده نمی شود.

۲. جوشکاری با دستگاه جوش مجهز به مولد یا دینام جوشکاری

هزینه بالای نگهداری و تعمیر و همچنین وزن بالای این دستگاه جوشکاری از آن استفاده نمی شود.

۳. جوشکاری با دستگاه جوش رکتی فایر

دستگاه های که جریان های متناوب دویست و بیست ولت شهری و سیصد و هشتاد ولت را به جریان مستقیم تغییر می دهد، دستگاه جوش رکتی فایر نام دارد. لازم به ذکر است دستگاه جوش رکتی فایر مانند دستگاه های ترانسفورماتور است که سیستم یکسو شونده ی جریان الکتریسیته دارد. دستگاه رکتی فایر به کمک فیش های مخصوصی جریان برق سه فاز را دریافت می کند. در دستگاه های رکتی فایر تغییر مقدار جریان توسط پتانسیومتر انجام می گردد، همچنین دستگاه رکتی فایر دارای یک کلید گردشی می باشد که در تغییر مقدار جریان دخیل می باشد. یک صفحه نمایش بر روی دستگاه تعبیه شده که برای نشان دادن مقدار خروجی آمپر می باشد. کلید گردشی دستگاه رکتی فایر دارای دو درجه می باشد. SMAW جهت جوشکار و GTAW به منظور جوشکاری. بعضی از دستگاه های رکتی فایر برای ایجاد قوس پایدار و راحتی در جوشکاری یک کلید انتخاب جریان بر طبق نوع الکترود دارند.

مزایای جوشکاری با دستگاه جوش رکتی فایر

• امکان جوشکاری با الکترود های مختلف
• کیفیت بالا در جوشکاری
• قابلیت کار با دستگاه جوش رکتی فایر در مواقع ای که برق شهری در دسترس نمی باشد.

۴. جوشکاری با دستگاه جوش اینورتر

جدید ترین نسل دستگاه های جوش، دستگاه های جوش اینورتر هستند. این دستگاه جوش دارای دو مدل می باشد؛ دستگاه هایی که با دو جریان AC یا متناوب و جریان DC یا مستقیم کار میکنند و دستگاه هایی که فقط با جریان مستقیم برق کار می کنند. دستگاه جوشکاری اینورتر دارای منبع تغذیه ای است که به کمک یک نرم افزار کامپیوتری، جریان های بالای خروجی و ولتاژ را که در جوشکاری ایجاد می شود را تنظیم و کنترل می کند.

تفاوت میان دستگاه جوش اینورتر با انواع دستگاه جوش قدیمی

بارز ترین  فرق در بین دستگاه اینورتر با دستگاه های نسل قدیم در روش تبدیل کردن جریان های متناوب یا AC به جریان مستقیم یا DC خروجی است.

دستگاه های نسل قدیمی جوشکاری از یک دستگاه تقویت ولتاژ با هسته ی آهنی بزرگ برای تغییر دادن مقدار جریان پایین با ولتاژ بالا به جریان بالای متناوب با ولتاژ پایین، کمک می گرفتند. و بعد از آن جریان متناوب را به کمک رکتی فایر به جریان مستقیم تبدیل می کردند.

اما در دستگاه های جوش اینورتر قضیه متفاوت است. این دستگاه جوشکاری از ابتدا جریان ورودی AC یا متناوب را به وسیله یک رکتی فایر به جریان مستقیم یا DC تبدیل می کند. توجه داشته باشید که این جریان حاصل شده، فرکانس بالایی در حدوده ده هزار تا بیست هزار هرتز ایجاد می کند. به همین جهت باید مدارهای الکترونیکی جایگزین هسته آهنی در دستگاه جوش اینورتر شده اند. به همین خاطر در هنگام خرید دستگاه جوش اینورتر باید دقت لازم را نسبت به کیفیت لوازم یدکی و قطعه های آن داشته باشید.

دستگاه های اینورتر در مقابل دستگاه های جوش قدیمی، به خاطر تکنولوژی بکار برده شده در آنها هزینه ساخت کمتری دارند و همچنین این دستگاه ها قدرت جوش بهتر و قوی تری نسبت به دستگاه های قدیمی دارند و می توان از انواع الکترود ها در آنها استفاده کرد. به دلیل این مزایا در سال های اخیر خرید این دستگاه های جوش توسط جوشکاران بیشتر شده است.

تفاوت دستگاه جوش رکتی فایر با دستگاه جوش اینورتر

تفاوت وزن

دستگاه های جوش رکتی فایر با توجه به میزان آمپر آنها نسب به دستگاه های جوش اینورتر با همان آمپر، سه برابر وزن دارند.

تفاوت در آمپر دریافتی

در دستگاه های جوش اینورتر میزان آمپر دریافتی دستگاه در حدود هجده تا بیست و دو آمپر است ولی در دستگاه های جوش رکتی فایر میزان آمپر دریافتی تا بیست و پنج آمپر می باشد که باعث ایجاد نوسان در برق منازل می شود.

مزیت دستگاه جوش اینورتر

• عدم ایجاد آلودگی صوتی
• بالا بردن کیفیت جوشکاری انجام شده
• توانایی در کنترل مشخصه های دینامیکی دستگاه اینورتر در شرایط متفاوت
• مصرف کم انرژی به وسیله دستگاه جوش
• بازه کاری بالا در دستگاه های جوش اینورتر در مقابل دستگاه های جوش قدیمی
• حمل آسان و سبک
• دارای قوس بادوام و تعادل مناسب قوس

عوامل مؤثر در انتخاب انواع اینورتر جوشکاری

معیار ها و مشخصاتی که در انتخاب انواع اینورتر جوشکاری تأثیر دارد موارد زیادی هستند که در ادامه به ۲ مورد زیر می پردازیم.

• متریالی که جوشکاری می‌کنیم، چه ارتباطی به انتخاب نوع اینورتر جوشکاری دارد؟
• موقعیت جوشکاری چه تاثیری در نوع اینورتر جوشکاری انتخابی ما می‌گذارد؟

متریالی که جوشکاری می‌کنیم، چه ارتباطی به انتخاب نوع اینورتر جوشکاری دارد؟

هر چند که اینورتر جوشکاری قابل استفاده برای متریال‌های مختلف است، اما اولین نکته‌ای که شما باید به آن دقت کنید. این است که از اینورتر جوشکاری خود برای چه فلزاتی می‌خواهید، استفاده کنید. در ادامه به دسته بندی انواع متریال‌های قابل جوشکاری توسط اینورتر پرداخته‌ایم:

• فولاد- فولادهای خفیف، کم کربن، فولاد آلیاژی، هاردوکس، آهن فورفوژه، کروم، مولی (Moly)، چدن، منگنز و کورتن
• آلومینیوم- سری آلیاژ ۱۰۰۰ تا ۷۰۰۰
• برنج- کارتریج c330، c360
• طلا- نمرات جواهرات
• مس- فاقد اکسیژن، سطح سخت، فسفر بدون اکسیداسیون

موقعیت جوشکاری چه تاثیری در نوع اینورتر جوشکاری انتخابی ما می‌گذارد؟

یکی دیگر از معیارهای مهم در انتخاب دستگاه اینورتر جوشکاری، زاویه استفاده از این دستگاه است. جوشکاری‌هایی که بر روی سطوح افقی و صاف می‌شوند با جوشکاری بر روی سطوح عمودی یا زاویه‌دار، تفاوت چشمگیری دارد. سرعت جریان سیم، ترکیب گاز یا مواد شیمیایی دیگر معیارهای مهم هنگام تغییر موقعیت در هنگام کار با دستگاه جوشکاری است. از آنجایی که هر ماده  در زمان جوشکاری و هنگام گرم شدن تغییر شکل می‌دهد، بنابراین جوشکار باید دانش مناسبی در زمینه ایجاد ترکیب مناسب گاز و مواد پرکننده برای ایجاد یک جوش مستحکم و عالی داشته باشد.

انواع اینورتر جوشکاری فلزات کدامند؟

تا به امروز سه نوع دستگاه جوشکاری فلز وجود دارد که هر کدام برای کار بر روی انواع مختلفی از متریال ساخته شده‌اند. بسته به این که چه نوع متریالی را جوشکاری می‌کنید، هر دستگاه جوشکاری دارای ویژگی و مزایای متفاوتی است که می‌تواند آن چه شما در جوشکاری انتظار دارید، برآورده کند. در ادامه به این سه نوع دستگاه جوشکاری خواهیم پرداخت:

۱. دستگاه جوشکاری میگ (MIG)

دستگاه جوشکاری میگ به دستگاه جوشکاری گازهای بی اثر فلزی گفته می‌شود که به جوشکاری قوسی فلزی نیز معروف هستند. از این نوع از دستگاه‌ها برای بازه بسیار متفاوتی از کاربردها استفاده می‌شود از جوشکاری برای کارهای امنیتی تا برای کارهای هنری و مجسمه سازی. قوس الکتریکی الکترود، فلز را حرارت می‌دهد و باعث می‌شود که آن‌ها با هم ترکیب شوند.

۲. دستگاه جوشکاری (TIG)

جوشکاری گاز بی اثر (TIG) با الکترود تنگستن با دستگاه جوشکاری میگ متفاوت هستند زیرا مانند دستگاه جوشکاری میگ الکترود در جوشکاری ذوب نمی‌شود. در دهه ۳۰ میلادی از این جوشکاری در صنعت هواپیماسازی استفاده می‌شده است. در قرن ۲۱ نیز این کاربرد برای این جوشکاری ادامه پیدا کرده است و از آن در صنعت هواپیما سازی و خودروسازی استفاده می‌شود. ویژگی این نوع جوشکاری این است که پاشش در زمان جوشکاری به وجود نمی‌آید و جوشکاری بسیار دقیق انجام می‌شود.

۳. جوشکاری نقطه‌ای

ورق‌های فلزی که رو به روی هم قرار دارند، می‌توانند با استفاده از تکنیک‌های جوشکاری نقطه‌ای به هم جوش داده شوند. در این روش از طریق دو الکترود که در مقابل هم قرار گرفته‌اند، دو قطعه به هم جوش داده می‌شوند. زمانی که برق فشار قوی از یک الکترود به الکترود دیگر منتقل می‌شود، گرمای حاصل از مایع شدن فلز در قطعه کار و تشکیل جوش کافی است. از آن جایی که جوشکاری نقطه‌ای قابل اطمینان و ساده است به عنوان مصارف تجاری و صنعتی استفاده می‌شود.

انواع دستگاه جوش اینورتر در بازارهای ایران

همان طور که می دانید در ایران مدل های مختلف از دستگاه اینورتر کاربرد دارند که هر کدام با توجه به کشور سازنده و برند آن با دیگر دستگاه های اینورتر دارای تفاوت هایی بوده و از نظر کیفیت با یکدیگر تفاوت دارند. دستگاه های جوش اروپایی دارای کیفیت بسیار بالایی می باشند اما با توجه به قیمت بالای آنها برا همه به صرفه نمی باشند.

دستگاه پرس جوش چیست؟ نگاهی به گذشته های بسیار دور و با توجه به تجزیه و تحلیل ابزارهای کشف شده از قرون اولیه نشانگر این واقعیت است که انسان اولیه با استفاده از اصول فیزیکی که امروزه مبنای اصلی جوشکاریهای مدرن را تشکیل می دهند، یعنی متصل نمودن فلزات به یکدیگر از طریق روی هم قراردادن لبه های گرم و ذوب شده و ضربه زدن چکش، مبادرت ورزیدند.

درواقع یکی از روشهای قدیمی اتصالات، صنعت جوش میباشد که از گذشته انجام شده و مورد اهمیت واقع بوده. از اواخر دهه 1930 که ساخت پلها، جاده راه آهن، خیابانها، و نیز کشتیهای اقیانوس پیما و غیره با روش جوش دادن قطعات به یکدیگر با سرعت آغاز گردید تا به امروز که انسان مشغول ساختن فضا پیما، آسمان خراش، نیروگاه هسته ای و میکروپروسسرها و غیره می باشد، هنوز جوشکاری از روشهای بسیار مهم اتصال به حساب می آید.

امروزه به جایی رسیده ایم که این تکنولوژی تا حد قابل توجهی از یک کاردستی خارج شده و بسوی اتوماسیون کامل پیشرفته است. مثلاً، استفاده از روباتها (Robots) که توسط میکروپروسسرها عمل و کنترل جوشکاری را هدایت می کنند.

علاوه بر توسعه روشهای جوشکاری، توجه خاصی نیز به بهره وری بالاتر ،اقتصاد بهتر، آسانی کار، و قابلیت اطمینان بیشتر این روشها مبذول گردیده است.

علیرغم توسعه روشهای جوش در صنعت، آن را به دو گروه عمده جوشهای ذوبی و جوشهای غیر ذوبی تقسیم میکنند که یکی از زیر گروههای جوش غیر ذوبی جوشهای مقاومتی Resistance Welding میباشد که آن نیز خود به چهار روش تقسیم می شود.

1- نقطه جوش                                                  2- جوش برجسته (پرس جوش)

3- درز جوش                                                     4-  سر به سر

آشنایی با پروسه جوش برجسته (Projection Welding)

تکنیکی است مشابه نقطه جوش، که قطعه کار ها بطور همزمان در چند نقطه میتواند جوش شود و موقیت این نقاط توسط برآمدگی حیاتی (نک) مشخص می شوند. این نک ها را معمولاً در یک طرف قطعه (یکی از قطعات) به وجود می آوردند هدایت جریان الکتریسیته از طریق این برآمدگی ها انجام می گیرد و منجر به ذوب برآمدگی روی قطعه دوم می گردد. فیکسچرها می بایست به گونه ای طراحی شوند که فشار یکسان روی تمام برآمدگی ها وجود داشته باشد.

به علت اینکه در جوش برجسته،سطح تماس بین برآمدگی و قسمت صاف کم است، لذا مقاومت الکتریکی تماسی بین قطعات درگیر توسط الکترود بیشتر از همان فلز مشابه در نقطه جوش می باشد.هنگامی که جریان جوش برقرار شود، دمای فلز در قسمت برجسته سریعاً افزایش می یابد ونوک برآمدگی متلاشی می شود.مقاومت الکتریکی تماسی سریعاً پایین می آید و گرما اساساً به علت مقاومت خود فلز ایجاد می شود.هنگامی که حوضچه مذاب به اندازه مناسب رسید جریان جوش قطع می شود و فلز اجازه می یابد که خنک شود.درتصویر (3-1) چگونگی پروسه نشان داده شده است.

قطعات با شکل های مختلفی مانند میله ها، لوله ها، سیم به ورقه و غیره میتوانند با این پروسه جوشکاری شوند.

تصاویر (4-1) تکنیک هایی از جوش پروجکشن را نمایش میدهد.

تصویر (4-1)

اصولی که از جوشکاری به روش پرس جوش مورد انتظار می باشد

1. جوش سریع و تمیز
2. هزینه پایین اجرای جوش و عدم نیاز به استفاده از مواد کمکی
3. طرز کار آسان و عدم نیاز به اپراتور حرفه ای
4. عدم ایجاد اعوجاج روی قطعه کار و ناحیه متاثر از گرما

مشخصات دستگاه پرس جوش

دستگاه پرس جوش جوش فقط به صورت ایستگاهی ساخته می شود و دارای مشخصات زیر است:

1. وجود ترانسفورماتور کاهنده جهت ایجاد جریان بالای مورد نیاز جوشکاری
2. تابلو کنترل جهت کنترل دقیق زمان جریان دهی و شدت جریان مورد نیاز
3. بدنه فلزی و استراکچر تنومند ، جهت اعمال نیروهای وارده به دستگاه هنگام جوشکاری
4. دارای ادوات ساخته شده از فلزات رنگی جهت انتقال جریان و فشار از ترانسفورماتور به قطعه کار(فکها و بازوها)
5. دارای سیلندر بادی یا هیدرولیکی یا سروموتو جهت ایجاد فشار مورد نیاز جوشکاری
6. لزوم وجود مدارهای آب گردش در کلیه قسمت های دستگاه جهت حفظ راندمان کاری

نکات ضروری در حین کار با دستگاه پرس جوش

1. لزوم اتصال دستگاه به منبع گردش آب خنک؛ وجود جریان آب در دستگاه به حفظ راندمان و سلامت دستگاه کمک شایانی می کند
2. استفاده از تایمر کنترل کننده زمان جوشکاری (زمان جریان دهی به قطعه)؛ جهت ایجاد کیفیت مناسب و دوام و کیفیت جوش ها
3. انتخاب صحیح جنس الکترود با قطعه کار
4. منطبق بودن کفشک بالا و پایین به طور کامل بر روی یکدیگر
5. تنظیم صحیح مقدار جریان و فشار مورد نیاز جوشکاری بر حسب ضخامت و جنس ورق ها
6. تمیز بودن کلیه ادواتی که از ترانسفورماتور تا قطعه کار وظیفه انتقال جریان را دارند نظیر شینه های مسی، فک ها، بازوها، هویه و الکترودها

   شکل (5-1)

روش اجرای پرس جوش

1. آماده سازی ورق:

قبل از شروع جوش کاری سطوح قطعات فلزي را بايد از چربي، كثيفي و آلودگي زدود و كاملاً تميز نمود زيرا اين عوامل مانع از ایجاد اتصال بین قطعات می‌شوند. در جدول زیر عوامل، اثرات آنها و راه تمیز‌کاری شرح داده شده است.

2. تنظیم و راه اندازی دستگاه پرس جوش:

تنظیم و راه اندازی دستگاه پرس جوش شامل مراحل ذیل است.

2-1) کنترل اجزای دستگاه نقطه جوش:

1. کنترل الکترود شکل و نحوه عایق بندی
2. کنترل هم راستایی الکترودها (مهم)
3. کنترل شلنگ آبگرد و اتصال آن به الکترود و خروجی آب

2-2) تنظیم پارامترهای دستگاه:

1. تنظیم شدت جریان
2. تنظیم زمان نگهداری
3. تنظیم نیروی اعمالی (فشار)

انواع دستگاه های پرس جوش

1. دستگاه های پرس هیدرولیکی و هیدرو نیوماتیکی
2. دستگاه های پرس پنوماتیکی
3. دستگاه های پرس جوش با دو هد جوشکاری
4. دستگاه های پرس جوش با کنسول بلند جهت جوشکاری شبکه های مشی

مشخصات دستگاه پرس

• مجهز به سیستم فک پرس با قابلیت تبدیل به نقطه جوش
• امکان حرکت کنسول ها برای تنظیم فاصله آنها از یکدیگر
• مجهز به سیستم آب خنک در ترانس، بازوها و فک ها
• مجهز به واحد کنترل پارامترهای جوشکاری بصورت میکرو پروسسوری (دیجیتال)
• کاربری و تنظیم ساده و آسان و عدم نیاز به اپراتور حرفه ای
• امکان نصب جک دو مرحله ای
• مجهز به واحد مراقبت پنوماتیک با فشار bar6
• امکان نصب شیر تناسبی برای سفارشهای ویژه
• امکان نصب تقویتی بازوی پایین برای کاربردهای خاص

مزایای روش پرس جوش نسبت به جوش نقطه ای

• سهولت استفاده بالانس حرارتی در ترکیباتی از ورق ها که جوشکاری آنها مشکل می باشد.
• ایجاد جوش یکنواخت تر.
• امکان ایجاد چندین جوش به صورت همزمان.
• عمر طولانی تر الکترودها.
• جوش ها می توانند بسیار نزدیک به هم باشند.
• قطعات جوش خورده ظاهر بهتری دارند.
• قابلیت جوشکاری برخی نقاط خاص وجود دارد.