بررسی جوشکاری مقاومتی و کاربرد آن
از متداول‌ترین نیازهای عرصه صنعت و تولید، نیاز به تکنولوژی ها و فناوری های جدید در اتصلات قطعات به یکدیگر است. از دریرباز تاکنون جوش لیزر یکی از محبوب‌ترین انواع روش‌ها در اتصال دادن دو قطعه فلزی و یا غیر فلزی به یکدیگر است. فرآیند جوش دادن دو قطعه فلزی به یکدیگر می‌تواند توسط روش‌های مختلف انجام گیرد که به طور کلی می‌توان این روش‌ها را در دو دسته جوشکاری ذوبی و جوشکاری غیر ذوبی قرار داد.
جوش مقاومتی یکی از روش‌های کاربردی در صنعت است که در دسته جوشکاری های غیر ذوبی قرار می‌گیرد. خود فرآیند جوشکاری مقاومتی نیز دارای انواع مختلف است. همین گستردگی و تنوع در روش‌ها باعث ایجاد مزایای مختلف و امتیازهای خاصی در هر روش از جوش مقاومتی می‌شود. مزایای هریک از این روش‌ها آنها را تبدیل به گزینه ای جذاب، کاربردی، سریع و البته کم هزینه برای صنایع مختلف می‌کند. در این مقاله به بررسی جامع جوش مقاومتی و جایگاه ویژه آن در صنعت می‌پردازیم.
جوشکاری مقاومتی چیست؟
جوش مقاومتی RW ( Resistance Welding ) به عنوان یکی از روش‌های مقرون به صرفه جوشکاری الکتریکی شناخته می‌شود. جوش مقاومتی در واقع ترکیبی پر قدرت از گرما، فشار و زمان است. فاکتور گرما در این روش با استفاده از جریان برق ایجاد شده و به وسیله الکترودها به قطعه کار منتقل می‌شود. این انتقال گرما به طور کلی موجب ذوب شدن فلز نمی‌شود بلکه با انتقال جریان برق به قسمت مورد نظر توسط الکترودها و رخداد جوش، باعث حالتی شبیه به ذوب شدگی و کاهش مقاومت ماده مورد نظر در سطح قطعه کار می‌شود. با اعمال فشار با سرعتی متناسب به سطح قطعه کار عمل جوش انجام می‌شود. فاکتورهای مهم فشار و زمان در این حالت باید باتوجه به ضخامت ورق، شدت جریان عبوری و شکل سطح مقطع الکترودها اندازه گیری و اعمال شوند.
درباره برش لیزر بیشتر بدانید
انواع روش های جوشکاری مقاومتی
- نقطه جوش
- جوشکاری مقاومتی از نوع سر به سر فشاری
- نقطه جوش هفت تیری
- نقطه جوش لحظه‌ای
- جوشکاری مقاومتی از نوع سربه‌سر لحظه‌ای
- درز جوش
- نقطه جوش برجسته
- نقطه جوش خازنی
- جوش مقاومتی از نوع پینی
- جوشکاری مقاومتی به کمک ورقه نازک فلز
- جوش مقاومتی با افت فلزی
- جوش مقاومتی تصادمی یا ضربه‌ای
- جوش مقاومتی با فرکانس بالا
کاربرد جوشکاری مقاومتی
امروزه مهم‌ترین کاربرد جوش مقاومتی در صنعت خودرو سازی است. جوشکاری مقاومتی در خودکارسازی عملیات قابلیت‌های زیادی دارد. در همین راستا امروزه تعداد زیادی از ربات‌های نقطه جوش در شرکت‌های خودروساز در جهت اتصال ورقه‌های بدنه خودرو در حال فعالیت هستند.
جوش مقاومتی در صنعت‌های دیگر نیز نقش مهمی ایفا می‌کند. در زیر به صورت تیتر وار به معرفی دیگر کاربردهای جوش مقاومتی در صنعت می‌پردازیم.
- صنایع بسته‌بندی
- اتصال میله‌ها، وزق‌ها، لوله‌ها، تیوپ‌ها
- ساخت تیوپ‌ها و ابزارآلاتت فلزی
- جوشکاری قسمت‌های مختلف هواپیما و اتومبیل
- ساخت ابزار برش
- ساخت باک سوخت اتومبیل‌ها و بارکش‌ها
- ساخت کانتینرها و سیم‌ها
- تولید مخازن تحت فشار
- چسباندن چسب‌های فلزی در کلینیک‌های دندان پزشکی
- ساخت لوله‌های درز دار فلزی
- و…
مزایای استفاده از جوشکاری مقاومتی
با توجه به کاربردهای گسترده جوش مقاومتی می‌توان فهمید که استفاده از این روش در صنعت از مزایای زیادی برخوردار است. در زیر به مزایای استفاده از جوشکاری مقاومتی در صنعت تولیدات اشاره می‌کنیم.
درباره برش لیزر روتاری بیشتر بدانید
- استفاده از جوشکاری مقاومتی در خط تولید محصولات با کوتاه‌تر کردن زمان انجام فرآیند جوشکاری باعث افزایش چشمگیر سرعت در نرخ تولیدات می‌شود.
- به هنگام انجام فرآیند جوش مقاومتی دیگر نیازی به استفاده از فلز های پر کننده در محل اتصال نیست.
- یکی از امتیازات بهره مندی از روش جوش مقاومتی در صنعت، استفاده از الکترودهای غیر مصرفی است.
- تمامی تجهیزات به کار رفته در جوشکاری مقاومتی حالتی نیمه اتوماتیک دارند که روند کار با این دستگاه را به مراتب آسان‌تر نموده است.
- تجهیزات استفاده شده در ساخت دستگاه‌های جوش مقاومتی همگی دارای اتصال الکترو مکانیکال مورد اعتماد هستند.
- کار با دستگاه‌های جوشکاری مقاومتی به قدری آسان است که دیگر نیاز به استخدام متخصصین و اپراتورهای فوق ماهر نیست. انجام فرآیند جوشکاری مقاومتی می‌تواند به سادگی توسط یک اپراتور نیمه ماهر و آشنا به جوشکاری انجام شود.
- از مهم‌ترین مزایای استفاده از این روش توانایی آن در اتصال قطعات فلزی مشابه و یا غیر مشابه است. که در صنعت تولیدات به شدت اهمیت دارد.
- کیفیت بالای نقطه جوش و اتصال یکی دیگر از مزایای عمده استفاده از این روش در صنعت است.
- تمیزی و داشتن اعوجاج و پاشش کمتر در محل اتصال و نقطه جوش ازدیگر عوامل محبوبیت استفاده از این روش در صنایع مختلف است.
- امنیت کار در جوشکاری مقاومتی به دلیل استفاده از ولتاژ کم به مراتب بیشتر از سایر روش‌ها است.
- در جوشکاری مقاومتی میزان تولید گازهای آلاینده، بخارات و مواد مضر بسیار پایین است و این روش دوستدار محیط زیست است.
- استفاده از روش‌های جوشکاری مقاومتی برای تولیدکنندگان بسیار مقرون به صرفه است.
معایب استفاده از جوشکاری مقاومتی
مانند هر روش دیگر استفاده از جوش مقاومتی نیز در کنار مزایای زیاد خود دارای معایب و محدودیت هایی در ساختار خود است. اگرچه این معایب در مقابل کاربرد گسترده این روش و مزایای منحصر به فرد آن چندان به چشم نمی‌آید اما در زیر به چند معایب استفاده از این روش اشاره می‌نماییم.
- تهیه تجهیزات جوشکاری مقاومتی در ابتدا کار نیاز به سرمایه‌ی زیادی دارد.
- اگرچه کار با دستگاه‌های جوشکاری مقاومتی امری ساده است؛ اما نگهداری و کنترل این دستگاه ها همواره نیازمند دانش زیاد متخصصین مجرب و ماهر این حوزه است.
- به هنگام عمل جوش مقاومتی، برخی از سطوح قطعه کار نیازمند آماده‌سازی ویژه سطح برای انجام عمل جوشکاری هستند.
- از مهم‌ترین معایب استفاده از جوش مقاومتی، عدم توانایی آن در جوشکاری مقاطع با ضخامت‌های بالا است. حداکثر ضخامتی که می‌توان توسط این روش انجام داد 6 میلی‌متر است.
- برای داشتن جوش‌های مقاومتی با ضخامت‌های متفاوت نیازمند دستگاه‌ها و تجهیزات بیشتر هستیم. چراکه هر دستگاه جوش مقاومتی با ضخامت متناسب با توان خود انجام می‌دهد.
- برای انجام عملیات جوشکاری باید قطعه کار به هر دو الکترود دسترسی کامل داشته باشد.
- عملیات اتصال و جوش در جوش مقاومتی فقط در نقطه تماس الکترود با فلز انجام می‌شود.
- اگر فشار وارد شده به قطعه کار کافی نباشد عملیات اتصال و جوش انجام نمی‌گیرد.
- ظاهر عملیات جوش مقاومتی مناسب نیست و ترکیب بدی دارد.
- جوش‌های غیر پیوسته در جوش مقاومتی از استحکام پایینی برخوردارند.
درباره ورق استیل بیشتر بدانید
- جوشکاری مقاومتی برای چه فلزاتی مناسب تر است؟
همانطور که گفتیم جوشکاری مقاومتی از دسته جوشکاری‌های غیر ذوبی است که در اتصال فلزات به یکدیگر نقش دارد. همچنین دانستید که این جوشکاری با انواع روش‌های مختلف قابل اجرا است. هریک از روش‌های جوش مقاومتی به همراه دستگاه ویژه خود برای فلزات مخصوصی کارآیی دارد. در زیر به اختصار به توضیح فلزات مورد استفاده مناسب در هر روش می‌پردازیم.
- جوشکاری مقاومت ساده در اتصال فلزاتی با متریال‌های آلومینیوم، آهن گالوانیزه و برنج کارایی دارد. جنس الکترودهای دستگاه جوش نیز باید از فلز مس و کادمیوم تشکیل شده باشد.
- در جوش مقاومتی سربه‌سر یا جرقه‌ای، معمولا از فلزات فولاد ضد زنگ که استحکام بیشتری دارند استفاده می‌شود. جنس الکترودهای دستگاه جوش در این حالت را، ترکیبی از فلزات مس و زیرکونیم تشکیل می‌دهد.
- در جوشکاری مقاومتی نقطه‌ای و درز جوش، اغلب از فلزاتی با متریال فولاد نرم، فولاد ضد زنگ و نیکل استفاده می‌شود. جنس الکترودهای دستگاه نیز در این روش ترکیبی از فلزات مس و نیکل است.
نکات مهمی که در جوشکاری مقاومتی باید رعایت شود
قبل از انجام جوشکاری مقاومتی نیاز است تا با پارامترهای مؤثر در این روش آشنا شوید. شدت جریان الکتریکی، زمان برقراری جریان الکتریکی، فشار الکترودها و زمان نگهداشت فشار الکترودها جهت ازدیاد حرارت ورودی از جمله پارامترهای اصلی در فرآیند جوشکاری مقاومتی هستند. همچنین بهتر است بدانید که می‌توان علاوه‌بر ازدیاد شدت جریان الکتریکی، از افزایش زمان برقراری جریان نیز در جوش مقاومتی بهره برد. اما باید توجه داشته باشید که گرمای بیش از حد و فشار زیادی باعث از بین رفتن فلز و عملیات جوشکاری می‌شود.
در فرآیند جوشکاری مقاومتی نقطه‌ای، امکان انجام عملیات پیش گرم، پس گرم و عملیات حرارتی بر روی قطعه کار وجود دارد. این عملیات از طریق کنترل شدت و زمان برقراری جریان الکتریکی انجام می‌گیرد. همچنین بهتر است بدانید که انجام فرآیندهای جوش مقاومتی برای فلزات آلومینیوم، مس و آلیاژهای مس توصیه نمی‌شود.
حداکثر زمان لازم برای انجام عملیات جوش معمولاً کمتر از یک ثانیه است. فلذا کوچکترین تغییر در مقدار آن می‌تواند موجب تغییر در ساختار جوش شود.
جمع بندی
در این مقاله به توضیح جامع و کامل جوشکاری مقاومتی پرداختیم. همانطور که خواندید انعطاف و ویژگی های خاصی که در جوشکاری مقاومتی وجود دارد سبب شده تا این روش کاربرد گسترده‌ای در صنعت داشته باشد. با این حال فراموش نکنید که روزانه با گسترش علم و تکنولوژی، فرآیند جوشکاری نیز هر روز در حال پیشرفت است و روش‌های جدیدتر و بهینه‌تر هر روز در حال جایگزینی با روش های قدیمی هستند. در نتیجه بهتر است در این زمینه اطلاعات خودتان را همیشه به روز نگه دارید.
منبع : aws
