جوشکاری قوس الکتریکی و روش های انجام آن

جوشکاری قوس الکتریکی از قدرت جریان الکتریکی برای اتصال دو فلز استفاده می کند. منبع تغذیه جریان الکتریکی از یک الکترود جوشکاری به فلز پایه منتقل می شود و “قوس” ای ایجاد می کند که فلزات را ذوب می کند در هنگام تماس این فرآیند به گرمای شدید نیاز دارد و پس از سرد شدن فلزات، یک پیوند متالورژی ایجاد می شود.

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.

 

جوشکاری قوس الکتریکی چیست؟

به فرآیند اتصال فلز به فلز با کمک قوس الکتریکی جوشکاری قوس الکتریکی گفته می شود. در این فرآیند جوشکاری، از قوس برای ایجاد گرمای شدید استفاده می شود و از این گرما برای اتصال فلزات به یکدیگر استفاده می شود. قوس بین دو قطعه فلزی آورده می شود و به دلیل گرمای تولید شده، فلزات ذوب می شوند و هنگامی که سرد می شود یک اتصال جوش داده شده قوی ایجاد می شود. منبع تغذیه مورد استفاده در جوشکاری قوس الکتریکی، جریان الکتریکی است. جریان الکتریکی مورد استفاده ممکن است مستقیم یا متناوب باشد. منطقه جوشکاری توسط برخی از گازهای محافظ، بخارات یا سرباره محافظت می شود. گاز محافظ از منطقه جوش در برابر آلودگی جوی محافظت می کند.

روش ایجاد جوشکاری قوس الکتریکی

در ابتدا، تماسی که روی هر دو سطح اثر می گذارد بین انتهای الکترود و جزئیات ظاهر می شود. تحت تأثیر جریان با چگالی بالا، ذرات سطوح به سرعت ذوب می شوند و یک لایه از فلز مایع تشکیل می شود. این به طور مداوم در جهت الکترود در حال افزایش است و پس از آن به شکاف می رسد. در این مرحله، فلز خیلی سریع تبخیر می شود و فاصله تخلیه شروع به پر کردن یونها و الکترون می کند. ولتاژ اعمال شده باعث حرکت آنها به آند و کاتد می شود، در نتیجه قوس جوش تحریک می شود. روند یونیزاسیون حرارتی آغاز می شود  که در آن یون های مثبت و الکترون های آزاد همچنان به تمرکز ادامه می دهند، شکاف قوس گاز حتی بیشتر یونیزه می شود و خود قوس پایدار می شود. تحت تاثیر آن،  فلزات و الکترودها ذوب شده و در حالت مایع قرار می گیرند. پس از خنک شدن، درز جوشکاری در این مکان تشکیل می شود.

برای تشکیل یک قوس باید یک اختلاف پتانسیل الکتریکی بین دو نقطه وجود داشته باشد: در یک انتها مقدار زیادی الکترون وجود دارد و از این رو یک بار منفی وجود دارد. در انتهای دیگر، کمبود الکترون منجر به بار الکتریکی مثبت می شود. این اختلاف ولتاژ ایجاد می کند.

انواع مختلف جوشکاری قوس الکتریکی

انواع مختلفی از جوشکاری قوس  الکتریکی وجود دارد، از دستی به نیمه اتوماتیک تا کاملا خودکار، اما همه آنها برای اتصال دو فلز به الکترود و جریان الکتریکی احتیاج دارند که در اثر ایجاد قوس، می تواند دستی، نیمه اتوماتیک یا کاملا خودکار باشد.

۱. جوشکاری قوس فلزی محافظ (SMAW)

SMAW (جوشکاری فلزی محافظ فلزی) همچنین “جوشکاری چوب” یا جوشکاری قوس محافظ شار نامیده می شود. در این فرآیند، الکترود با شار پوشش داده می شود و هنگام اعمال گرمای زیاد، یک استخر جوش ایجاد می شود. این یک روش همه کاره برای جوشکاری قوس است.  این روش از منبع تغذیه ولتاژ ثابت همراه با الکترود هسته شار مصرفی استفاده می کند که باعث ایجاد یک قوس ثابت می شود.

۲. جوشکاری قوس فلزی گاز (GMAW) یا (MIG):

جوشکاری قوس فلز گاز (GMAW) از گازی استفاده می کند که از واکنش فلز مذاب با جو جلوگیری می کند. نامی که به فرآیند جوشکاری داده می شود به نوع گازی بستگی دارد، مانند هلیوم، آرگون یا مخلوطی از هر دو یا فعال. به عنوان مثال CO2، استفاده می شود. فرآیندهای مربوط به جوشکاری به عنوان جوشکاری گاز بی اثر فلز (MIG) یا گاز فعال فلز (MAG) شناخته می شوند. الکترود سیم بی پایان (سیم جوش) در طی فرآیند ذوب می شود و به عنوان یک فلز پرکننده عمل می کند.

۳. جوشکاری قوس هسته ای شار (FCAW)

جوشکاری قوس هسته دار Flux (FCAW) یک فرآیند جوشکاری قوس نیمه اتوماتیک یا اتوماتیک است. این نیاز به الکترود لوله ای مداوم تغذیه شده حاوی شار و منبع تغذیه جوشکاری جریان ثابت دارد. یعنی FCAW از یک سیم لوله ای استفاده می کند که با شار پر می شود. قوس از الکترود به کار شروع می شود. شار پر شده در الکترود در طی فرآیند جوشکاری ذوب می شود و منطقه جوش داده شده را از جو محافظت می کند.

۴. جوشکاری قوس گاز تنگستن گاز (GTAW) یا (TIG)

جوشکاری گاز بی اثر تنگستن ، که گاهی اوقات TIG نامیده می شود ، نوعی جوشکاری قوسی است که با استفاده از الکترود تنگستن غیر قابل مصرف جوش تولید می کند. از گازهای بی اثر مانند آرگون یا هلیوم برای محافظت از منطقه جوش داده شده در برابر آلودگی استفاده می شود. ستونی از پلاسما ، ساخته شده از گازهای بخار فلزی و یونیزه، انرژی را از طریق قوس هدایت می کند و توسط منبع تغذیه جوش با جریان ثابت تولید می شود.

۵. جوشکاری قوس پلاسما (PAW)

PAW (جوشکاری قوس پلاسما) مشابه جوشکاری TIG است و همچنین از تنگستن استفاده می کند. از یک مشعل جوشکاری پلاسما استفاده می شود که معمولاً با آب خنک می شود.مانند جوشکاری TIG، جوشکاری پلاسما به یک الکترود غیر قابل مصرف نیاز دارد. این در بدن مشعل قرار دارد ، جایی که گاز را گرم می کند تا پلاسما ایجاد کند.

۶. جوشکاری هیدروژن اتمی (AHW)

این یک فرآیند جوشکاری با قوس است که از یک قوس الکتریکی بین دو الکترود تنگستن در حضور هیدروژن استفاده می کند. جو محافظ در جوشکاری هیدروژن اتمی از هیدروژن تشکیل شده است. فرآیند جوشکاری هیدروژن اتمی به اختصار AHW گفته می شود.

۷. جوشکاری قوس کربنی (CAW)

CAW یک فرآیند جوشکاری است که در آن فلزات توسط یک قوس الکتریکی بین قطعه کار و یک الکترود کربن غیر قابل مصرف به هم متصل می شوند. این اولین فرآیند جوشکاری قوس است که کشف شده است. پیش از این، بسیاری از افراد از فرآیند CAW استفاده می کردند اما امروزه استفاده از این فرآیند جوشکاری کاهش یافته است.

۸. جوشکاری قوس غوطه ور (SAW)

در جوشکاری قوس غوطه وری، پتو شار پودری همان عملکرد پوشش الکترود را در جوشکاری دستی قوس فلزی انجام می دهد: الکترود سیم با تغذیه مداوم در زیر پوشش پودر محافظ ذوب می شود.

۹. جوشکاری الکترواسلگ (ESW)

یک فرآیند جوشکاری که باعث ایجاد ترکیب فلزات با سرباره ذوب می شود و باعث ذوب شدن فلز پرکننده و سطح قطعه های کار می شود. استخر جوش توسط این سرباره محافظت می شود که با پیشرفت جوشکاری در امتداد سطح مقطع کامل اتصالات حرکت می کند. این فرایند توسط قوسی آغاز می شود که سرباره را گرم می کند. سپس قوس توسط سرباره رسانا که در اثر مقاومت در برابر عبور جریان الکتریکی بین الکترود و قطعه های کار ذوب شده، خاموش می شود.

۱۰. جوشکاری الکترو گس (EGW)

جوشکاری الکترو گاز یک فرآیند جوشکاری قوسی است که با استفاده از یک قوس بین الکترود فلزی پرکننده مداوم و استخر جوش ، از جوشکاری موقعیت عمودی با پشتی برای محدود کردن فلز جوش مذاب استفاده می کند. جوشکاری الکترو گاز شباهت زیادی به جوشکاری الکتریکی سرباره دارد با این تفاوت که از یک گاز بی اثر مانند دی اکسید کربن برای محافظت از جوش در برابر اکسیداسیون استفاده می شود.

جریانهای DC در مقابل AC

منبع تغذیه برق برای جوشکاری قوس الکتریکی می تواند از یک جریان مستقیم (DC) یا متناوب (AC) باشد. جوشکاری قوس الکتریکی جریان مستقیم (DC) غالبا در جوشکاری چوبی و موارد ولتاژ پایین استفاده می شود و به طور کلی بر جریان برق ترجیح داده می شود. این به این دلیل است که جریان DC از الکترون هایی استفاده می کند که به طور ثابت در یک جهت جریان می یابند و قوس صاف و پایدارتری ایجاد می کنند.

جوشکاری قوس الکتریکی جریان متناوب (AC) نوسانات بیشتری در الکترون ها دارد، زیرا آنها به طور مداوم تغییر جهت می دهند. جریان AC معمولا در جوشکاری قوس الکتریکی یک انتخاب ثانویه است، اما در بعضی موارد می تواند مفید باشد، مانند زمانی که برای جلوگیری از منفجر شدن قوس یا انتقال برق در فواصل زیاد به جریان قوی تری نیاز است .

کاربردهای جوشکاری قوس الکتریکی

جوشکاری قوس الکتریکی برای اولین بار در اواخر دهه ۱۸۰۰ توسعه یافت و در ساخت کشتی در طول جنگ جهانی دوم نقش مهمی در ساخت کشتی داشت. جوشکاری قوس الکتریکی برای ساخت کشتی بسیار مهم است زیرا اطمینان از اینکه سطح آب تنگ است برای ایجاد یک کشتی امن و دریایی ضروری است.

امروزه، جوشکاری قوس الکتریکی هنوز بخشی اساسی در ساخت کشتی است و نقش های مهم دیگری نیز در صنعت خودرو، ساخت و ساز و مکانیک دارد. جوشکاری قوس الکتریکی برای بسیاری از پروژه های بزرگ ساخت و ساز، ایجاد اتصالات مستحکم و پایدار در ساختمان ها، پل ها یک فرآیند اساسی است.

در صنعت اتومبیل سازی، هر خودرو به حدود ۱۰۰۰ جوش نیاز دارد. به عنوان مثال، جوشکاری MIG معمولا برای ایجاد پیوند بین فلز های نازکتر مورد استفاده در وسایل نقلیه، مانند آلومینیوم استفاده می شود. جوشکاری قوس  در بسیاری از کاربردهای مکانیکی برای شمارش وجود دارد، از واحدهای تهویه مطبوع ماشین آلات گرفته تا ماشین آلات رایانه ای تا مبلمان و ابزار کشاورزی.