جوشکاری جرقه ای چیست؟
یکی از فاکتورهای مهم در جوشکاری، استحکام بالای نقطه جوش است. در همین راستا جوشکاری مقاومتی یکی از روش‌های کاربردی در جوشکاری‌های صنعتی است. جوشکاری مقاومتی در صنعت همواره به شیوه‌های مختلفی قابل اجرا است. یکی از این روش‌های آن با عنوان جوشکاری جرقه ای مطرح می‌شود که به نام جوشکاری FBW و یا جوشکاری سربه سر جرقه ای نیز شناخته می‌شود. در این شیوه خاص با جوشکاری جرقه ای سر به سر، استحکام نقطه جوش اتصالات به طرز قابل توجهی بالا می‌رود.
پس به طورکلی در تعریف جوشکاری جرقه ای می‌توان گفت« زیر مجموعه‌ای از جوشکاری مقاومتی است که در آن از هیچ فیلتر فلزی استفاده نمی‌شود». در روش جوشکاری جرقه ای سر به سر عمل اتصال از طریق اعمال فشار و جرقه زدن انجام می‌گیرد. برای انجام جوشکاری جرقه ای سر به سر، قطعه کارهای فلزی با توجه به ضخامت و نوع قطعه فلز در فاصله مشخصی از هم جهت اتصال قرار می‌گیرند. سپس در اثر اعمال جریان بین فاصله‌ی قطعات قوس ایجاد می‌شود. در نتیجه اعمال جریان سطح قطعه فلزها ذوب شده و به یکدیگر متصل می‌شوند.
درباره جوش لیزر بیشتر بدانید
نحوه کار جوشکاری جرقه ای
جوشکاری جرقه ای به دو روش دستی و استفاده از ماشین جوشکاری انجام می‌شود. در این شیوه از جوشکاری قطعه‌های مورد نظر توسط یک گیره‌ی هادی از جنس مس و یک سیستم سرد کننده کنار یکدیگر قرار می‌گیرند. که این گیره‌های هادی در این فرآیند نقش الکترود برای تولید جریان را برعهده دارند. با نزدیک کردن دو قطعه به یکدیگر و درنتیجه تماس بین آن‌ها جرقه ایجاد می‌شود.
در این روش به دلیل بالا بودن چگالی گرما و جریان، مقاومتی ایجاد می‌شود که منجر به ذوب شدن دو قطعه می‌شود. با اعمال فشار از طرفین قطعه‌ها در هم فرو می‌روند و سپس با قطع جریان دو قطعه به هم متصل می‌شوند.
مزایای جوشکاری جرقه ای
جوشکاری سر به سر در صنعت از مزایای بالایی برخوردار است. برای بیان گوشه‌ای از مزیت‌های جوشکاری fbw می‌توان به موارد زیر اشاره کرد:
- استحکام بالای نقطه جوش در اتصال جرقه‌ای از مهم‌ترین مزیت‌های استفاده از این روش است.
- کیفیت جوش به دلیل اتصال جامد در این روش بسیار بالاست.
- به دلیل عدم وجود حوضچه جوش، بسیاری از اثرات مرسوم و منفی جوشکاری در این روش از بین رفته است.
- انجام فرآیند جوشکاری به شیوه جرقه‌ای کاملا راحت بوده و نیازی به آماده سازی و گرمادهی قطعه کار پیش از شروع عملیات جوشکاری نیست. در نتیجه کیفیت جوشکاری در این فرآیند تحت تاثیر شرایط آب و هوایی ، دما و تاخیرهایی که ممکن است وجود داشته باشد قرار نمی‌گیرد.
- فرایند جوشکاری جرقه ای مجهز به سیستم‌های کنترل اتوماتیک است، درنتیجه مهارت‌های جوشکاری دستی در آن مورد نیاز نیست.
- در این روش میزان مواد زائد موجود در محل اتصال دو قطعه به حداقل می‌رسد.
- ایرادهایی مانند پاشش و ترک خوردگی در این نوع اتصال به ندرت دیده می‌شود.
- اتصال دو قطعه فلز با متریال و جنس‌های مختلف در روش جوشکاری جرقه ای به راحتی ممکن است.
- نرخ تولید در جوشکاری جرقه ای سر به سر بسیار بالا است.
- تمرکز حرارتی بر روی قطعه کار در روش جوشکاری جرقه ای زیاد است.
- ظاهر جوش‌های اتصال در این روش معمولا هموارتر و متقارن‌تر از دیگر روش‌های جوشکاری است .
- سرعت انجام فرآیند جوشکاری در این روش بالا است.
- عدم استفاده از گازهای محافظ و مصرفی باعث کاهش آلودگی‌های محیط می‌شود.
- پیش نیازی برای انجام این حرفه نیاز نیست.
- درباره برش لیزر بیشتر بدانید
معایب جوشکاری جرقه ای
جوشکاری جرقه ای در عرصه صنعت جوشکاری از جمله روش‌های بسیار کاربردی است. این روش نیز همانند دیگر شیوه‌های جوشکاری دارای معایبی در عملکرد خود است. اما این معایب در مقایسه با مزایای بسیار زیاد آن چندان حائز اهمیت نیست. معایب روش جوشکاری جرقه ای بدین شرح است:
- هنگام انجام این عملیات نیاز به دقت بسیار بالایی است.
- انجام جوشکاری جرقه ای نیاز به تجهیزات خاص و حرفه‌ای دارد که ممکن است هزینه تهیه آن‌ها چندان مقرون به صرفه نباشد.
جوشکاری سر به سر جرقه‌ای
جوشکاری سر به سر جرقه‌ای نیز یکی دیگر از زیر مجموعه‌های جوشکاری مقاومتی الکتریکی است. در واقع در این نوع جوشکاری انتقال انرژی توسط مقاومت قطعات در برابر گرما است. در جوشکاری سر به سر (uw) با دادن حرارت به قطعه مورد نظر و تغییر شکل آن عمل جوش انجام می‌گیرد. حرارت ایجاد شده در این روش حاصل از مقاومت در برابر فلوی جریان الکتریکی در فصل مشترک سطوح قطعاتی است که درون هم فرو رفته‌اند و قرار است به هم جوش داده شوند.
به بیان ساده‌تر در این روش ابتدا نیروی جوشکاری به سطوح قطعات اعمال می شود تا در اثر گرما تغییر فرم در ظاهر آن‌ها ایجاد شود و مقداری قطعات درهم فرو روند. در جوشکاری سر به سر جرقه‌ای برخلاف دیگر روش‌ها در محل اتصال ذوبی تشکیل نمی‌شود. چراکه اگر حوضچه ذوبی در منطقه اتصال بوجود بیاید به علت نیروی اعمالی، قطعات به بیرون پرتاب می‌شوند.
عمل جوشکاری سر به سر جرقه‌ای می‌تواند به صورت دستی نیز انجام شود. اما امروزه بیشتر ماشین‌های جوشکاری این فرآیند را به صورت نیمه اتوماتیک یا تمام اتوماتیک انجام می‌دهند.
درباره برش لیزر روتاری بیشتر بدانید
نحوه جوشکاری سر به سر جرقه ای
قطعه کارها در این روش پشت سر هم قرار می‌گیرند و محدوده جوش کامل را بوجود می‌آورند. به هنگام انجام عمل جوشکاری، قطعاتی که قرار است به یکدیگر متصل شوند را به آرامی به سمت یکدیگر نزدیک می‌کنند و به آن‌ها یک جرقه ولتاژ الکتریکی اعمال می‌شود. با ایجاد یک تماس کوچک بین قطعات چگالی جریان بالا می‌رود. گرمای حاصل از مقاومت مواد باعث ذوب شدن قطعات و تشکیل اتصال در نقاط ذوب شده می‌کند.
همین عملیات زمینه را برای ایجاد یک جرقه آماده می‌سازد. جرقه ایجاد شده به سرعت رشد می‌کند و با اضافه شدن گرما در محل اتصال، یک ناحیه نرم در انتهای دو لبه قطعه کارها ایجاد می‌شود. بعد از اعمال گرما به میزان کافی و نرم شدن لبه قطعات، با اعمال فشار از طرفین باعث ایجاد جوش لب به لب می‌شوید. در نهایت هیچ نوع فلز ذوب شده‌ای در ناحیه اتصال دو قطعه باقی نمی‌ماند.
کاربرد جوشکاری سر به سر جرقه ای
جوشکاری سر به سر جرقه‌ای به عنوان یکی از زیرمجموعه‌های جوشکاری مقاومتی، به دلیل استحکام و سرعت بالا در صنعت از کارایی بالایی برخوردار است. از کاربردهای ویژه این روش می‌توان به موارد زیر اشاره کرد:
- اتصال لوله‌های حامل مواد و گازهای خورنده در صنایع گوناگون
- اتصال قطعات ریل آهن
- جوشکاری دیگ بخار
- اتصال لوله‌های حمل روغن
- اتصال لوله‌های نیروگاه‌های شیمیایی و قدرت
- اتصال لوله‌های صنعت نفت و گاز
- ساخت و ساز اتصالات دوچرخه
- و…
مواد قابل جوش با جوشکاری جرقه ای
روش جوشکاری جرقه ای از جمله روش‌های موثر در جوشکاری موادی مانند آلومینیوم، فولاد، برنج و مس است. در جوشکاری جرقه‌ای مواد با سطح مقطع 1/0 تا 20 اینچ مربع را می‌توان از این طریق به یکدیگر متصل کرد. همچنین این روش برای اتصال فولادهای تجاری، فولادهایی که در برابر خوردگی مقاوم هستند، فولادهایی که آلیاز کمی دارند و یا درصد کربن پایین تری دارند نیز انتخاب بسیار مناسبی است. اما شایان به ذکر است که برای اتصال این نوع از فولادها لازم است که سرعت جرقه بسیار زیاد باشد تا عمل اتصال را بتوان برروی آن‌ها انجام داد.
درباره ورق استیل بیشتر بدانید
جمع بندی
در این مقاله به شرح و بررسی روش جوشکاری جرقه ای و جوشکاری سر به سر جرقه‌ای پرداختیم و سعی کردیم تمام نکات مربوط به این روش را برای شما بیان کنیم. همانطور که گفتیم این روش به دلیل برخورداری از استحکام جوش بالا در صنایع مختلف کارایی بالایی دارد.
منبع : theguardian
