فرایند جوشکاری پالس مغناطیسی | MPW

جوشکاری پالس مغناطیسی یکی از انواع روش های جوشکاری در حالت جامد است در این روش دو قطعه در حالت جامد تحت نیروی مغناطیسی به یکدیگر متصل می شوند. این روش جوشکاری از حدود ۱۶ سال پیش مورد مطالعه قرار گرفته است اما خط تولید جوشکاری پالس مغناطیسی به تازگی در کارخانه ها راه اندازی شده است. جوشکاری پالس مغناطیسی نوعی از جوشکاری با سرعت بالا است که در آن نیروی مغناطیسی ضربه ای تولید می کند؛ نتیجه این ضربه اتصال قطعات به حالت جامد است.جوشکاری پالس مغناطیسی از لحاظ عملکرد بسیار شبیه جوشکاری انفجاری است نقطه اشتراک این جوشکاری ها اتصال قطعات به یکدیگر در حالت جامد است.

تاریخچه جوشکاری پالس مغناطیسی

تاریخ شروع جوشکاری مغناطیسی مربوط می شود به سال ۱۹۷۰ در اوایل این سال صنعت خودرو سازی از یک روش جدید برای اتصال قطعات اتومبیل استفاده کرد که این روش اتصال موجب شکل گیری خودروهایی لوکس تر و زیباتر شد. زمانی که جوشکاری پالس مغناطیسی وارد صنعت خودروسازی شد تحولی عظیم را در این صنعت ایجاد کرد.یکی از علل استفاده از جوشکاری پالس مغناطیسی این است که از شکنندگی بین قسمت های جوشکاری جلوگیری کرد. از این روش برای جوشکاری فلزاتی که از لحاظ جنس با یکدیگر متفاوت هستند استفاده می شود. در مواقعی که جوشکاری ذوبی کارایی خود را نداشته باشد و نتواند فلزات را به یکدیگر اتصال دهد معمولا از روش جوشکاری پالس مغناطیسی استفاده می شود. در این روش دیگر نیازی به گازهای محافظ نمی باشد.با استفاده از جوشکاری پالس مغناطیسی یک جوشکاری با کیفیت عالی ایجاد می شود. جوشکاری پالس مغناطیسی براساس یک پالس الکترومغناطیسی با طول موج کوتاه شکل می گیرد.

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 پالس مغناطیسی به چه نحوی صورت می گیرد

در این روش جوشکاری جریان مغناطیسی با تخلیه ی یکباره به سمت سیم پیچ ها یک جریان گردابی ایجاد می کند. در واقع آن چه سبب ایجاد این جریان می شود فرکانس بسیار بالا در میدان مغناطیسی با چگالی بالا می باشد. این عملیات در میدان مغناطیسی یک فشار بسیار بالاتر از حد تسلیم ایجاد می کند که  در نتیجه موجب حرکت یکی از قطعات با سرعت بسیار بالا به قطعه بعدی می شود و در محل برخورد دو قطعه اتصال ایجاد می شود. به هنگام جوشکاری پالس مغناطیسی دو قطعه ای که به یکدیگر برخورد می کنند به صورت پلاستیکی به یکدیگر اتصال پیدا می کنند، این تغییر شکل پلاستیکی به علت دمای بالا و تنش برشی به وجود می آید.در زمان اتصال قطعات، ساختار مولکولی قطعات، لغزش ایجاد شده بین مولکول ها، تبلور تشکیل شده و… سبب جوشکاری بین قطعات در حالت جامد می شود.

شرایط تشکیل جوشکاری پالس مغناطیسی

برای داشتن اتصال با کیفیت مناسب در جوشکاری پالس مغناطیسی باید شرایطی برای جوشکاری فراهم کرد این شرایط عبارتند از:

·       ویژگی های جت: برای داشتن یک جت مناسب میزان سرعت برخورد قطعات به یکدیگر نسبت به میزان سرعت تولید شده باید بیشتر باشد.

·       نحوه تشکیل فشار بالا: سرعت مورد نیاز برای اتصال قطعات باید به اندازه ای باشد که یک شرایط هیدرودینامیکی فراهم شود، در غیر این صورت به هنگام برخورد قطعات به یکدیگر قطعات دچار چین خوردگی می شوند یا به صورتی دیگر تغییر شکل می دهند.

·       قطعات ذوب نشوند: نکته ی مهمی که در جوشکاری پالس مغناطیسی وجود دارد این است که چنانچه فشار وارد شده به قطعات بسیار بالا باشد این احتمال وجود دارد که قطعات در هنگام برخورد به یکدیگر تحت فشار بیش از اندازه ذوب شوند و یک اتصال ضعیف شکل بگیرد.

نکته ی مهمی که در مقایسه ی جوشکاری پالس مغناطیسی و جوشکاری انفجاری وجود دارد زاویه ی برخورد و میزان سرعت قطعه می باشد که در جوشکاری انفجاری این مقادیر ثابت هستند ولی در جوشکاری پالس مغناطیسی این مقادیر متغیر هستند.

مزایای جوشکاری مغناطیسی

همان طور که می دانید روش های بسیاری برای جوشکاری انواع قطعات فلزی و غیر فلزی وجود دارد. جوشکاری پالس مغناطیسی یکی از روش های جوشکاری می باشد. مزایای  این جوشکاری عبارتند از:

• با استفاده از جوشکاری پالس مغناطیسی طرح هایی را می توانید جوشکاری کنید که با سایر روش های جوشکاری امکان پذیر نیست یا بسیار مشکل است.
• سرعت مورد نیاز برای جوشکاری پالس مغناطیسی بین ۱۰ تا ۱۰۰ میکرو ثانیه می باشد.
• زمان مورد نیاز برای جوشکاری کاهش پیدا می کند. میزان مواد مصرفی جوشکاری به میزان زیادی کاهش پیدا می کند.
• با استفاده از این روش می توان میلیون ها قطعه در مدت زمان کوتاهی تولید کرد.
• این روش برای انواع قطعات فلزی و غیر فلزی کاربرد دارد.
• در روش جوشکاری پالس مغناطیسی فرایند جوشکاری به صورت سرد می باشد میزان دما از ۳۰ درجه سانتیگراد فراتر نمی شود به همین علت در نقطه اتصال قطعات گرما تولید نمی شود.
• برخلاف سایر روش های جوشکاری نیازی به مواد پرکننده نمی باشد.

ویژگی های جوشکاری مغناطیسی

• جوشکاری مغناطیسی نوعی از جوشکاری با فرآیند سبز می باشد.در این نوع جوشکاری دود و تابش وجود ندارد. برای استخراج مواد نیازی به تجهیزات نیست.
• به هنگام اتصال قطعات خلوص قطعات و صافی سطوح حفظ می شود.
• این روش جوشکاری نیازی به گاز محافظ ندارد. برای اتصال بهتر قطعات می توانید قطعات را در یک مکان بدون هوا قرار دهید.
• مقاومت مکانیکی قطعه اتصال یافته از خود قطعات بیشتر است.
• با نظارت بر میدان مغناطیسی، می توانید سایر موارد موجود در هنگام جوشکاری را با میزان دقت و تمرکز زیادی تغییر داد.
• در جوشکاری مغناطیسی با توجه به مواد مصرفی و هندسه تشکیل شده قطعات امکان اعوجاج به صفر می رسد.
• تنش های حاصل از پسماند در این روش جوشکاری وجود ندارد.
• به هنگام اتصال قطعات به یکدیگر هیچ گونه خوردگی ایجاد نمی شود.

این روش جوشکاری می تواند جایگزین لحیم کاری شود. در صنایع مربوط به لوازم خانگی به دلیل ظرافت زیادی که در این نوع جوشکاری ها وجود دارد از این روش به جای لحیم کاری استفاده می شود. نکته بسیار مهم کاربرد این روش در صنایع مربوط به لوازم خانگی این است که با کاهش ویژگی های فلزات خطر خوردگی فلزات را به میزان زیادی کاهش می دهد.

معایب و محدودیت های جوشکاری مغناطیسی

·         جوشکاری مغناطیسی بیشتر برای مواردی به کار می رود که دایره ای شکل هستند. البته می توان برای سایر اشکال هندسی از این روش استفاده کرد اما جوشکاری سایر اشکال هندسی با این روش بسیار چالش برانگیز است.

·         گاهی اوقات برای جوشکاری مغناطیسی باید شکل هندسه ی قطعات را تغییر داد به این ترتیب جوشکاری با این روش امکان پذیر می شود.

·         در صورتی که قطعات به داخل و خارج سیم پیچ پالس لغزانده نشوند نیاز به طراحی یک سیم پیچ با شکلی پیچیده تر می باشد.

·         در صورتی که مواد، قطعات، ابعاد و سایر ویژگی های قطعات تغییر کند به احتمال زیاد سیم پیچ پالس مجدد طراحی می شود.

·         قطعاتی که حال شکنندگی دارند ممکن است بر اثر یک شوک شکسته شوند.

·         اثرات پالس مغناطیسی در هر بخش از قطعات نشان داده می شود.

·         هزینه جوشکاری با این روش به ویژه در پروژه های سنگین بسیار بیشتر از روش های دیگر می باشد.

کاربرد های جوشکاری

در روش جوشکاری مغناطیسی می توان قطعاتی را که از قبل توسط روش جوشکاری اصطکاکی به یکدیگر اتصال پیدا کرده اند را جوشکاری کرد. این روش جوشکاری شرایطی را برای شما فراهم می کند تا برخی از لوله ها را با روش ماشینی جوشکاری کنید.از این روش در جوشکاری لوله های بزرگ، تولید چهارچوب خودروها، متصل کردن لوله کشی تهویه ، برای سیستم اگزوز خودروها، جوشکاری بخش هایی از لوله های خودرو استفاده می شود. پژوهش های جوشکاری زیادی انجام گرفته شده است، هدف از این پژوهش ها بررسی رفتار منطقه جوشکاری شده و رفتار قطعه ی پرتاب شده یا به پرواز درآمده می باشد. به طور کلی می توان سرعت پرواز را در منطقه اتصال مدیریت کرد. این پارامتر ها براساس دستگاه های لیزری قابل شناسایی می باشد. زمانی که شما با اعداد میزان سرعت پروازگر را محاسبه می کنید به این ترتیب می توانید مکان و زمان منطقه جوشکاری را به طور کامل مورد تحقیق قرار دهید.

الزامات طراحی

برای جوشکاری پالس مغناطیسی باید نکاتی را برای طراحی اتصالات و قطعات رعایت کنید که عبارتند از:

·       درز اتصالات: برای اتصال مناسب و یک جوش با کیفیت مناسب نیاز به حداقل فاصله بین قطعات است. چنانچه قطعات به یکدیگر متصل باشند کیفیت جوش به میزان زیادی کاهش پیدا می کند.

·       همپوشانی بین قطعات: به دلیل این که بین قطعات یک اتصال و جوش مناسب ایجاد شود نیازمند یک همپوشانی بین لایه های بیرونی به ضخامت دو تا سه برابری است.

·       آماده کردن سطوح : برای یک اتصال مناسب در جوشکاری مغناطیسی نیاز به تمیزکاری و نظافت خاصی در سطوح مختلف نیست فقط برای اینکه سرانجام قطعه ای که حاصل می شود تمیز باشد و ظاهری مناسب داشته باشد تمیز کاری های مرسوم در سایر جوشکاری ها کفایت می کند.

·       میزان دسترسی بین قطعات: باید بین سیم پیچ و محل اتصال فاصله ای ایجاد شود.سیم پیچ های مورد استفاده در این فرآیند سیم پیچ های بسته ای هستند. برای این نوع اتصالات سیم پیچ های منعطف نیز مناسب می باشند.

چه موادی برای جوشکاری مغناطیسی مناسب هستند

تمام قطعات و موادی که هادی جریان الکتریسیته هستند می توانند از این روش برای اتصال قطعات استفاده کنند. هرچقدر میزان هدایت جریان الکتریسیته زیادتر باشد میزان انرژی استفاده شده برای جوشکاری کمتر می باشد. از بهترین موادی که برای جوشکار مغناطیسی مناسب می باشند مس و آلومینیوم است. فلزات دیگر که با استفاده از این روش می توانند به یکدیگر اتصال پیدا کنند عبارتند از: فلز منیزیم، تیتانیوم، نیکل، فولاد و …