جوشکاری قوس الکتریکی یک نوع جوشکاری ذوبی است. در این نوع جوشکاری، قوس الکتریکی موجب ایجاد گرما و ذوب فلزات می شود. بنابراین، ذوب فلزات اتصالاتی بین آن ها برقرار خواهد کرد. قوس الکتریکی در اثر استفاده منبع تغذیه از جریان مستقیم و یا متناوب، بین الکترود و ماده پایه ایجاد می شود. در این مقاله اطلاعات جامعی درباره جوشکاری قوس الکتریکی، خصوصیات و کاربردهای آن مطرح نمودیم تا بتوانیم پاسخ مناسبی برای سؤالات مخاطبان در اختیار آن ها قرار دهیم. از علاقمندان به یادگیری جوشکاری قوس الکتریکی دعوت می کنیم تا در دوره آموزش جوشکاری برق آموزشگاه فنی برق ثبت نام و شرکت نمایند.
جوشکاری قوس الکتریکی چگونه کار می کند؟
در جوشکاری قوس الکتریکی از یک منبع تغدیه AC و یا DC گرمای زیادی در حدود 6500 درجه فارنهایت ایجاد می شود. در اثر ذوب شدن فلزات، اتصال آن ها در محدوده جوش شکل خواهد گرفت.
مسیر اتصال قوس فلزات می تواند به صورت دستی یا مکانیکی هدایت شود. این در حالی است که الکترود با هدایت و یا حمل جریان، موجب ذوب شدن فلز پر کننده و برقراری اتصال بین فلزات می شود.
استفاده از گاز محافظ جوشکاری برای از بین بردن نیتروژن و اکسیژن موجود در هوا و به حداقل رساندن تماس بین فلز مذاب و هوا و جلوگیری از ایجاد واکنش های شیمیایی الزامی است.
انواع مختلف جوشکاری قوس الکتریکی
جوشکاری قوس الکتریکی را می توان به دو دسته الکترود مصرفی و غیر مصرفی تقسیم بندی کرد:
روش های الکترود مصرفی
روش های الکترود مصرفی عبارتند از: جوشکاری فلز با گاز بی اثر (MIG) و جوشکاری فلز با گاز فعال (MAG).
روش های الکترود مصرفی
جوشکاری با الکترود دستی پوشش دار (SMAW)
این نوع جوشکاری با عنوان های مختلفی مانند جوشکاری قوسی فلزی دستی (MMA) یا (MMAW)، جوشکاری قوسی محافظ شار یا جوشکاری چوب نیز شناخته می شود. جوشکاری با الکترود دستی پوشش دار فرآیندی است که در آن قوس بین میله فلزی روکش دار با شار الکترود مصرفی و قطعه کار، ذوب می شود. این ذوب شدن همزمان پوشش شار روی میله موجب تولید یک گاز شده که محل جوش را از گازهای اطراف موجود در امان نگه می دارد.
این نوع جوشکاری برای برقراری اتصال مواد آهنی و غیر آهنی مختلفی در موقعیت های متفاوت می باشد.
جوشکاری با هسته شار (FCAW)
جوشکاری با هسته شار جایگزین جوشکاری با الکترود دستی پوشش دار می باشد. به این نوع جوشکاری، جوشکاری قوسی با مفتوب توپودری هم می گویند.
در جوشکاری FCAW از الکترود مصرفی با تغذیه مداوم و یک منبع تغذیه با ولتاژ ثابت استفاده می شود. همین امر سبب می شود تا طول قوس ثابتی ایجاد شود. در این فرآیند یا با کمک گازی که از ذوب شدن شار ایجاد می شود و یا با استفاده از یک گاز محافظ، از آلوده شدن فضا جلوگیری می شود.
جوشکاری زیر آب (SAW)
نام دیگر جوشکاری زیر آب، جوشکاری زیر پودری نیز می باشد. فرآیند آن با یک الکترود مصرفی پوشش دار و تعذیه مداوم انجام می شود. همزمان با ذوب شدن شار و رسانا شدن آن، جریانی بین قطعه مورد نظر و الکترود ایجاد خواهد شد. همچنین شار به موارد دیگری از جمله جلوگیری از جرقه زدن و پاشش کمک می کند و موجب سرکوب دود و اشعه ماوراء بنفش می شود.
جوشکاری سرباره الکتریکی (ESW)
جوشکاری الکترواسلگ یک جوشکاری عمودی است؛ یعنی جوشکاری از پایین قطعات شروع شده و به سمت بالا ادامه می یابد. از جوشکاری سرباره الکتریکی برای جوش دادن صفحات ضخیم تر از 25 میلی متر و یا جوش قطعاتی که دسترسی به آن ها سخت یا غیرممکن باشد، استفاده می شود.
پس از شروع شدن جریان قوس الکتریکی، گرمای ذوب سیم و صفحات، با مقاومت سرباره مذاب در برابر عبور جریان الکتریکی تولید خواهد شد. در نتیجه، حرارتی که قوس ایجاد می کند، موجب ذوب شدن پودر و تشکیل سرباره مذاب خواهد شد. در ادامه، قوس الکتریکی متوقف شده و جوشکاری با حرارتی که از مقاومت الکتریکی سرباره مذاب ایجاد شده است، انجام می شود.
جوشکاری گلمیخ قوس الکتریکی (SW)
جوشکاری گل میخ زمانی است که یک مهره، پیچ یا بست به بخشی از یک فلز متصل می شود. این فرآیند ذوبی در اثر گرمایی که در قوس الکتریکی ایجاد می شود، گل میخ را به یک پایه فلزی متصل می کند. از این نوع جوشکاری در صنایع مختلفی مانند خودرو، پزشکی، ساختمان، نفت و همچنین گاز استفاده های زیادی می شود.
از مزایای جوشکاری گل میخ می توان به قابلیت برقراری اتصال بین صفحات مواد مختلف، استحکام بسیار بالا، قابلیت اتصال و جوش فلزات بسیار نازک، صرفه جویی در هزینه های تمام شده و همچنین زمان صرف شده برای پروژه ها اشاره کرد.
روش های الکترود غیر مصرفی
انواع جوشکاری قوس الکتریکی با الکترودهای غیر مصرفی عبارتند از:
جوشکاری با گاز بی اثر تنگستن (TIG)
جوشکاری TIG را جوشکاری قوس تنگستن گاز (GTAW) نیز می گویند. در این نوع جوشکاری از یک الکترود غیر مصرفی تنگستن برای ایجاد قوس و همچنین از یک گاز برای محافظت از جوش و سطح کار در برابر آلودگی های محیطی استفاده می شود. در مقاله جوشکاری آرگون (TIG) توضیحات مفصل تری درباره این نوع جوشکاری ارائه داده ایم؛ برای کسب اطلاعات بیشتر آن را مطالعه بفرمایید.
جوشکاری قوس پلاسما (PAW)
جوشکاری قوس پلاسما مشابه روش جوشکاری با تنگستن، از یک قوس الکتریکی بین یک الکترود غیر مصرفی و یک آند استفاده می کند که در بدنه مشعل قرار می گیرد.
قوس الکتریکی در این جوشکاری برای یونیزه کردن گاز موجود در مشعل و همچنین ایجاد پلاسما استفاده می شود و با منفذی که در آند وجود دارد، به صفحه پایه می رسد. بنابراین، جداسازی پلاسما از گاز محافظ از این طریق انجام می شود. پس از آن پلاسمای جدا شده با فشار زیاد از یک منفذ عبور می کند و موجب تجمع قوس الکتریکی می شود. در نهایت پلاسما از دهانه عبور خواهد کرد.
در جوشکاری قوس پلاسما در مواردی از فلز پر کننده استفاده می شود و در بسیاری از موارد نیز اضافه نشدن مواد پر کننده، مشکلی را به وجود نخواهد آورد.
جوش دادن فلزات با ضخامت کم و زیاد، از طریق جوشکاری پلاسما امکانپذیر است.
انواع میله های مورد استفاده در جوشکاری قوس الکتریکی
در قوس الکتریکی از میله های مختلفی استفاده می شود که با توجه به ویژگی های متفاوت هر کدام تأثیر زیادی در کیفیت نهایی جوش به وجود می آید. میله هایی که دارای پوشش هستند، نسبت به میله های بدون پوشش، از مزایایی مانند راحتی بیشتر در کنترل قوس، پاشش کمتر جرقه های جوشکاری و حذف بهتر اکسیدها یا گوگردهای آلوده برخوردارند. همین تفاوت ها سبب شده است تا استفاده از میله های بدون پوشش در جوشکاری خیلی رایج نباشد.
پوشش هایی که روی میله های جوشکاری به کار می روند، با یکدیگر متفاوت هستند. سه نوع پوشش سلولزی، مواد معدنی و یا ترکیبی از هر دو وجود دارد.
میله های جوشکاری به دستگاه جوش متصل شده و برای اتصال قطعات به یکدیگر جریانی از آن ها عبور خواهد کرد.
در مواردی از جمله جوشکاری با الکترود دستی (SMAW) میله ها ذوب می شوند و به عنوان یک بخشی از جوش مورد استفاده قرار می گیرند. این نوع میله ها الکترودهای مصرفی هستند.
در موارد دیگری مانند جوشکاری با تنگستن (TIG) میله ها ذوب نخواهند شد که به آن ها الکترودهای غیر مصرفی می گویند.
انتخاب میله روکش دار و یا بدون روکش، باید به درستی انجام شود تا جوش قوی، تمیز و با کیفیت شکل بگیرد.
مزایای جوشکاری قوس الکتریکی
جوشکاری قوس الکتریکی در مقایسه با سایر روش های جوشکاری از مزایای بسیاری برخوردار است که به آن ها می پردازیم.
- با توجه به این که برای انجام برخی از روش های آن به گاز نیاز نیست،
- هزینه تجهیزات و ابزار جوشکاری آن کمتر خواهد بود؛ به همین دلیل یکی از روش های مقرون به صرفه می باشد.
- همچنین از جوشکاری قوس الکتریکی می توان در شرایط آب و هوایی مختلف و روی فلزات که سطح آن ها تمیز نشده، استفاده کرد.
معایب جوشکاری قوس الکتریکی
یکی از معایبی که جوش قوس الکتریکی دارد، ضایعات زیادتر آن نسبت به سایر روش هاست. این موضوع برای برخی از مشاغل می تواند با اهمیت باشد؛ زیرا افزایش ضایعات جوش گاهی می تواند هزینه ها را نیز به میزان بیشتری بالا ببرد. بنابراین، مهارت زیاد جوشکار در جوشکاری قوس الکتریکی موضوع مهمی به شمار می رود.
از موارد دیگری که می توان به آن اشاره کرد سخت تر بودن فرآیند جوش صفحات خیلی نازک با استفاده از جوشکاری قوس الکتریکی است.
جمع بندی
جوشکاری قوس الکتریکی در صنایع مختلفی مانند هوافضا، نفت، ساختمان سازی، خودرو سازی، کارخانجات تولید لوله استیل و … کاربرد دارد. بنابراین، از انواع جوشکاری بسیار کاربردی و با اهمیت به شمار می رود. در این مقاله تمامی روش های جوشکاری قوس الکتریکی را بررسی و پوشش میله های مورد استفاده در جوشکاری را نیز معرفی کردیم. در انتهای مقاله نیز مزایا و معایب به کار بردن این روش را بیان نمودیم تا با تمامی جوانب این رشته جوشکاری آشنا شوید.
دیدگاه کاربران