جوشکاری حرارتی چه فرایندی است؟

جوشکاری حرارتی یکی از انواع فرایند های جوشکاری است که در آن از عملیات های حرارتی به طور چشمگیری استفاده می شود. در این فرایند، یک منبع حرارتی برای پلاستیکی کردن قطعات و یک همزن برای ایجاد اتصال میان آنها وجود خواهد داشت. این نوع جوشکاری برای کاهش دادن تنش های HAZ موثر است اما متاسفانه تنش های داخلی جوش را افزایش خواهد داد.

عملیات های حرارتی

عملیات های حرارتی یکی از مهمترین و پرکاربردترین فرایند های صنعتی به شمار می آیند. در واقع این عملیات ها، به معنا گرم کردن و سرد کردن قطعات صنعتی به صورت کاملا کنترل شده می باشد. عملیات های حرارتی اغلب می توانند خواص فیزیکی و مکانیکی مواد را دستخوش تغییرات کنند. نکته مهم و جالب در عملیات های حرارتی، این است که با تغییر کردن خواص مکانیکی و فیزیکی مواد، شکل ظاهری آنها تغییر نخواهد کرد.

شرکت اورین الکتریک ، تولید کننده انواع دستگاه جوشکاری رکتی فایر ، تکفاز و سه فاز اینورتری ، دستگاه جوشکاری CO2 ، و دستگاه جوش آرگون و برش پلاسما ، آماده ارائه و فروش محصولات تولیدی و همچنین خدمات درخواستی به مشتریان محترم ، می باشد . به منظور تماس با کارشناسان و ارائه راهنمایی و مشاوره ، با شماره ☎️   ۰۹۱۲۱۲۶۰۱۴۲ و سایر شماره های درج شده در سایت تماس حاصل نمایید.

 

از این رو در اکثر صنایع حیاتی جهان از این فرایند های حرارتی استفاده می شود. عملیات های حرارتی را می توان حتی برای ساختن قطعات غیر فلزی نظیر سازه های شیشه ای و پلاستیکی، استفاده نمود. یکی از صنایعی که در آن عملیات های حرارتی بسیار پرکاربرد هستند، صنعت جوشکاری حرارتی می باشد. در واقع می توان عنوان کرد که جوشکاری حرارتی بر اساس عملیات های حرارتی به سرانجام می رسد.

جوشکاری حرارتی چیست؟

جوشکاری حرارتی یکی از انواع عملیات حرارتی است که برای اتصال دادن قطعات فلزی مورد استفاده قرار می گیرد. در واقع می توان گفت که جوشکاری حرارتی تلفیقی از دو روش جوشکاری مجزا می باشد. تلفیق خصوصیات جوشکاری همجوشی و جوشکاری اصطکاکی، موجب به وجود آمدن جوشکاری حرارتی شده است. در این فرایند جوشکاری، یک منبع حرارت وجود دارد که مانند جوشکاری همجوشی می تواند یک مشعل پلاسما باشد. همچنین از لیزر نیز به عنوان یک منبع ایجاد حرارت در این فرایند جوشکاری نام برده می شود.

این منبع حرارتی با ایجاد گرما مناسب برای هر نوع فلز، می تواند آنها را به حالت پلاستیکی در آورد. در واقع این فرایند جوشکاری، در دسته جوشکاری های حالت جامد قرار می گیرد و ذوب شدن کامل فلزات را به همراه ندارد. لازم به ذکر است که مرحله پلاستیکی شدن فلزات، می تواند با گرمایش القایی نیز انجام می گیرد. پس از آن، یک همزن مانند همزن های جوشکاری اصطکاکی، فلزات پلاستیکی شده را مخلوط کرده و اتصال دائمی میان آنها را به وجود می آورد.

قطعات مخصوص انجام این فرایند جوشکاری

یکی از مهمترین ویژگی های این فرایند جوشکاری، این است که برای اتصال میان دو فلز هم جنس و یا غیر هم جنس، نیازی به منبع تغذیه خارجی ندارد. اصلی ترین قطعه ای که برای انجام این فرایند جوشکاری مورد استفاده قرار می گیرد، قالب های گرافیکی هستند. کابل ها نیز از تجهیزات مهمی هستند که به وسیله آن ها می توان عملیات جوشکاری را به سرانجام رساند.

پودر های جوش را می توان از دیگر موارد مورد نیاز جوشکاری حرارتی دانست. پودر جوش ها اغلب از پور مس و گوگرد تشکیل شده اند و وزن مورد نیاز آن ها با توجه به نوع قالب های جوش گرافیکی متغیر می باشد. لازم به ذکر است که برای سوزاندن پودر های جوش، باید از فندک های مخصوص احتراق استفاده نمود. از دیگر ابزار مورد نیاز این فرایند جوشکاری می توان به پولکی ها اشاره کرد.  پولکی ها، ابزار هایی هستند که کابل ها را به محل جوش متصل می کنند. ابزار های تمیز کننده نظیر برس سیمی و کاردک برای تمیز کردن قالب ها ضروری هستند.

مراحل عملیات حرارتی جوشکاری

نخستین امری که باید در ابتدا انجام عملیات جوشکاری حرارتی انجام داد، تمیز کردن اطراف قطعاتی که قرار است جوش بخورند، می باشد. بنابراین برای ایجاد یک اتصال با کیفیت، باید اطراف قطعات از خاک و نخاله تمیز گردد. پس از آن باید از قالب جوش استفاده کرد که اصولا به شکل مربع می باشد. برای این که استحکام قطعات افزایش یابد، بهتر است که به وسیله ابزار های مخصوص، شیار های کوچکی بر روی قالب ایجاد گردد. پس از آن باید قالب جوش را بر روی کابل های فلزی که قرار است جوش بخورند، قرار دهید و با پولکی ها، آنها را فیکس نمایید.

پودر جوش را بر روی پولکی ها ریخته و یک فتیله درون آن قرار دهید. با بستن درب قالب، فتیله را آتش بزنید تا با حرارت حاصل از سوختن پودر جوش، کابل های فلزی پلاستیکی شوند و به یکدیگر اتصال یابند. پس از انجام این مراحل باید به سرعت محیط های خنک کننده در عملیات حرارتی را فراهم آورید تا قطعات به حالت جامد بازگردند. بهتر است پس از انجام عملیات جوشکاری، با استفاده از یک چکش به محل جوش ضربات متعددی بزنید تا به نوعی کیفیت اتصال را مورد آزمایش قرار داده باشید.

مزایا جوشکاری حرارتی

این نوع فرایند جوشکاری مزایا بالایی در صنایع گوناگون دارد. به طور کلی باید عنوان کرد که در این فرایند، دو پارامتر مهم به نام های گرمایش و اتصال وجود دارد. تلفیق این پارامتر ها جوشکاری حرارتی را ایجاد نموده است. این دو پارامتر در صنایع مختلف به طور دقیق اندازه گیری و کنترل می شوند. از این رو می توان گفت که این فرایند جوشکاری، یک فرایند با انعطاف پذیری بالا می باشد. از این رو می توان آن را هم به صورت دستی و هم به صورت اتوماتیک و یا نیمه اتوماتیک به انجام رساند.

این فرایند جوشکاری، یکی از بهترین فرایند ها برای ایجاد اتصال دائمی میان آلیاژ های مختلف فلزی می باشد و اتصال مستحکمی را میان فلزات غیر همجنس به وجود می آورد. در محل جوش با این فرایند جوشکاری، بلور هایی ایجاد می گردد که به سرعت با ابزار چرخان از بین خواهند رفت. از این رو محل اتصال قطعاتی که با این فرایند به یکدیگر متصل شده اند، بسیار تمیز و صیقلی می باشد.

معایب جوشکاری حرارتی

یکی از بزرگ ترین معایب در این فرایند جوشکاری، ایجاد ترک های بسیار ریز در فلزاتی است، که قرار است جوش بخورند. در واقع طی انجام مراحل این فرایند جوشکاری، تنش هایی در داخل محل جوش ایجاد می گردد که این ترک ها را به وجود می آورند. اما خوشبختانه امروزه دانشمندان توانسته اند این تنش ها و ترک ها را با استفاده از فرایند اولتراسونیک از بین ببرند. با این فناوری تنش های داخلی با استفاده از گرما و حرارت به طور کامل از بین می روند.

کاربرد این فرایند جوشکاری

در ابتدا باید یادآور شویم که جوشکاری حرارتی، از ترکیب جوشکاری های اصطکاکی و همجوشی به وجود آمده است. از این رو، از این فرایند جوشکاری می توان در هر صنعتی که از جوشکاری اصطکاکی و همجوشی بهره می برد، استفاده نمود. این فرایند جوشکاری نخستین بار توسط ناسا به وجود آمد. از این رو اصلی ترین صنعتی که از این فرایند برای اتصال قطعات و ساخت تجهیزات استفاده می کند، شرکت های هوا فضایی می باشند.

جایگاه این فرایند جوشکاری در صنعت هوا فضا بسیار بالا است و از سالیان دور از این فرایند برای ساخت هواپیما ها، فضا پیما ها و حتی موشک ها بهره می گرفتند. یکی از مهمترین ویژگی های این فرایند جوشکاری، سرعت انجام بسیار بالا آن در عین دقت و تمیزی می باشد. از این رو می توان از آن در صنایعی که به دقت زیاد نیاز دارند، استفاده نمود. صنایعی نظیر کشتی سازی و اتومبیل سازی از دیگر صنایعی است که جوشکاری حرارتی در آنها کاربرد دارد. از این فرایند جوشکاری همچنین برای ساخت مخزن های سوخت و سازه های مربوط به راه آهن، استفاده می شود.

خمیر حرارتی جوشکاری چیست؟

یکی دیگر از موادی که موجب بهبود کیفیت جوشکاری حرارتی می شود، خمیر حرارتی می باشد. این خمیر ها در واقع از جنس سیلیکون هستند و انتقال دهنده حرارت و گرما می باشند. به طور کلی می توان گفت که از این خمیر در بین قطعه ای که حرارت تولید می کند، با قطعه ای که حرارت می گیرد، استفاده می شود. رسانایی گرمایی بالایی که در این خمیر وجود دارد، می تواند در این فرایند جوشکاری اثربخش باشد.

این خمیر ها هوای میان قطعات، و عامل های مزاحمی را که اجازه نمی دهند گرما به طور کامل در کل سطح پخش شود، را از بین می برند. در بازار دو نوع خمیر حرارتی وجود دارد که یکی از آن سفید رنگ و دیگری نقره ای رنگ می باشد. این دو خمیر تفاوت عمده ای در کارایی ندارند و در این فرایند جوشکاری می توان از هر دو خمیر ذکر شده، استفاده نمود.

نکات فنی و ایمنی در رابطه با جوشکاری های حرارتی

اصلی ترین نکات ایمنی که استفاده از آنها در این فرایند الزامی است، استفاده از ماسک، دستکش و لباس مخصوص جوشکاری می باشد. زیرا که این فرایند با انفجار گوگرد و یا همان پودر جوش همراه است و می تواند آسیب زا باشد. این جوشکاری حتما باید در محیط خشک انجام گیرد. زیرا عملکرد پودر جوش در مواجهه با رطوبت دچار اختلال می شود.

برای انجام این فرایند جوشکاری ابتدا باید محیط از گاز های قابل اشتعال تخلیه گردد و سپس جوشکاری انجام گیرد. وجود کپسول های آتش نشانی در مکان انجام جوش، ضروری می باشد. یکی از مهمترین نکات فنی در این فرایند جوشکاری، این است انجام جوشکاری بر روی محل جوشی که قبلا آسیب دیده است، می تواند استحکام سازه نهایی را پایین آورد و ترک خوردگی را ایجاد کند.