فرآیند جوش با ابزار جوشکاری

جوشکاری یک روش تولید است که هدف آن اتصال دائمی مواد مهندسی مثل فلز، سرامیک، پلیمر و کامپوزیت به یکدیگر است. این اتصال نیاز به استحکام بالا دارد که این اتصال با استفاده از ابزار جوشکاری امکان پذیر می شود. فرآیند جوش با ابزار جوشکاری مختلفی صورت می گیرد که هر کدام ویژگی های خاص خود را دارند.

فرآیندهای جوشکاری به دو دسته اصلی جوشکاری ذوبی و جوشکاری غیرذوبی تقسیم میشوند.

نکات مهم در فرآیند جوش با ابزار جوشکاری

در جوشکاری با قوس الکتریکی جریان الکتریکی از جاری شدن در یک مسیر هادی ایجاد میشود؛ زمانی که در این مسیر شکاف هوا ایجاد شود، جریان الکترونی قطع میشود و در نتیجه جریان الکترونیکی نیز قطع خواهد شد. اگر این شکاف خیلی باریک باشد و اختلاف پتانسیل و جریان بالایی داشته باشد؛ گاز میان شکاف یونیزه شده و قوس الکتریکی به وجود می آید. قوس الکتریکی منبع حرارتی در جوشکاری محسوب میشود. حرارت ایجاد شده در جوشکاری به دلیل حرکت الکترون ها در ستون قوس و بمباران الکتریکی قطعه کار است.

در این فرآیند جوش با ابزار جوشکاری از الکترود استفاده می شود. فلز جوشکاری و پوشش روی فلز قسمت های اصلی الکترود جوشکاری را تشکیل میدهند.معمولا از یک کدگذاری ثابت برای مشخص کردن الکترودها استفاده میشود. الکترودهای جوشکاری با قوس الکتریکی با حرف E در ابتدا مشخص میشوند. اعدادی که بعد از آن می آیند حداقل استحکام کششی فلز جوش بر حسب کیلو پوند بر اینچ مربع؛ وضعیت مجاز جوشکاری که الکترود برای آن طراحی شده، جریان و قطبیت مورد استفاده و همچنین نوع ترکیبات پوشش الکترود را بیان میکنند.

به عنوان مثال اگر الکترودی با کد E6010 نشان داده شود بدان معناست که  حداکثر استحکام کششی فلز جوش 60000 پوند بر اینچ مربع است، الکترود برای جوشکاری در هر وضعی مناسب است؛ و با جریان دائم و قطب گرایی معکوس به طور رضایت بخش کار میکند.الکترودهای جوش در چند سایز متفاوت تولید میشوند. الکترود سایز 2 کوچکترین سایز الکترود جوشکاری است و معمولا با آمپر 60 تا 90 جوشکاری میشود و برای جوش لوله گاز و آب خانگی و جوشکاری آهن های 2 و 3 میلیمتر و راویز کاری  کاربرد دارد.

سایز 3.25 در بازار با نام الکترود 3 شناخته میشود و برای فلزات ضخیم تر از 5 میلیمتر استفاده دارد. برای جوش این الکترود به 100 تا 200 آمپر جریان نیاز است که میزان دقیق آن روی بسته بندی الکترود درج میشود.الکترودهای سایز 4 و 5 استفاده های خاص دارند و مثلا در جوشکاری اسکلت ساختمان استفاده میگردند و معمولا جریان کار آنان بین 200 تا 250 آمپر است.

برای فرآیند جوش با ابزار جوشکاری، دستگاه های متفاوتی تولید شده اند که هر یک ویژگی های خاص خود را دارند.

• ژنراتورجوش تولید کننده جریان DC است و معمولا با موتور احتراقی یا انرژی های دیگر چرخانده میشود.
• موتور جوش هم یک ژنراتور DC است که نیروی لازم را توسط یک موتور الکتریکی تولید میکند.
• دینام جوش مانند موتور جوش از موتور الکتریکی برای تولید جریان DC کمک میگیرد.

ریکتیفایر جوش مبدلی است که جریان متناوب 220 یا 380 ولت را به جریان مستقیم مناسب جوشکاری تبدیل میکند. ریکتیفایرها معمولا با جریان برق سه فاز کار میکنند.

ترانس جوش یا ترانسفورماتور از یک سیم پیچ اولیه، یک سیم پیچ ثانویه و یک هسته تشکیل شده است. در جوشکاری به ولتاژ پائین حدود 10 تا 50 ولت و شدت جریان بالا بین 50 تا 400 آمپر نیاز است. ترانسفورماتور با جریان AC کار میکند و این کار را انجام میدهد.

اینورتر جوش به وسیله مدار الکترونیکی جریان DC تولید میکند و در دو مدل تک فاز و سه فاز تولید میشود. اینورتر جوش سبک و قابل حمل است و بهره و ری اقتصادی بالایی دارد. اینورتر جوش میتواند تنها با 12 آمپر ورودی عملیات جوشکاری انجام دهد.

در اینورتر ها برای تولید نوسان و افزایش شدت جریان از قطعات ترانزیستوری پیچیده ای کمک گرفته میشود که به نوعی قلب تپنده اینورتر هستند. دو تکنولوژی رایج در این قطعات MOSFET و  IGBT هستند.

تکنولوژی Mosfet و IGBT

در این ابزار جوشکاری از تکنولوژی های ماسفت و IGBT استفاده شده که احتمالا در هنگام خرید اینورتر این دو تکنولوژی را از فروشندگان شنیده باشید. در تمام اینورترهای جوشکاری سوئیچ الکتریکی قدرتی وجود دارد که عملیات توسط آن ها انجام می شود. این سوئیچ ها در انواع گوناگونی موجود هستند که معروف ترین و کاربردی ترین آن ها Mosfet و IGBT است. اینورترهای IGBT از مدار پیچیده تری برخوردار هستند اما در عین حال وزن کمتر و کیفیت بهتری در فرایند جوش دارند.

بنابراین علی رغم پیچیدگی هایی که در سیستم IGBT وجود دارد، بسیاری از تولیدکنندگان معتبر و برندهای بزرگ این سیستم الکترونیکی را در انجام فرآیندهای جوشکاری بهتر از ماسفت می دانند. در واقع اینورتر IGBT به عنوان یک ابزار جوشکاری از کیفیت جوش بهتر و نفوذ بیشتری برخوردار است.

روش های ایمنی در فرآیند جوش با ابزار جوشکاری

1- خرید کلاه ایمنی جوش و عینک ایمنی

با توجه به این که فرآِند جوش با ابزار جوشکاری با تولید جرقه و نور بسیار روشن همراه است، ممکن است به چشم ها آسیب وارد کند. همچنین احتمال برخورد ذرات فلزی یا جرقه به صورت کاربران وجود دارد. بنابراین لازم است برای محافظت از چشم و صورت در برابر جرقه ها و گرمای حاصل از فرآیند جوش با ابزار جوشکاری، یک کلاه ایمنی و یک عینک و ماسک مخصوص تهیه نمایید.

2- دستکش جوشکاری سنگین داشته باشید

برای محافظت از دست ها در برابر شوک الکتریکی، گرمای حاصل از فرآیند جوش با ابزار جوشکاری و تابش استفاده از دستکش های جوشکاری ضروری می باشد.

3- پیش بند چرمی بپوشید

استفاده از پیش بند چرمی در هنگام فرآیند جوش با ابزار جوشکاری باعث جلوگیری از تماس جرقه های حاصل به لباس افراد می شود و از سوختن لباس و بدن آن ها جلوگیری می کند. بنابراین پیش از فرآیند جوش با ابزار جوشکاری یک پیشبند بادوام و غیر قابل اشتعال تهیه نمایید.

4- در یک منطقه با تهویه مناسب کار کنید

فرآیند جوش با ابزارهای جوشکاری به دلیل تولید گازهای خطرناک هوا را برای استنشاق آلوده می کند. بنابراین لازم است جوشکاری را در یک فضای باز انجام دهید و یا درها و پنجره های آن فضا را باز بگذارید.

نکته: در محیط هایی با تهوبه نامناسب از جوشکاری فولاد گالوانیزه پرهیز کنید؛ زیرا گاز خطرناکی ایجاد می کند.

نکته: جوشکاری را در مکان هایی که احتمال آتش سوزی وجود دارد، انجام ندهید. همچنین با توجه پرتاب شدن جرقه در هنگام جوشکاری دستگاه را در مجاورت اشیا قابل اشتعال قرار ندهید.

سؤالات متداول

• ترانسفورماتور از چه قسمت هایی تشکیل شده و با چه جریانی کار می کند؟
  با جریان AC کار می کند و از یک سیم پیچ اولیه، یک سیم پیچ ثانویه و یک هسته تشکیل شده است.
  
  
• کاربرد الکترود سایز 2 در چه مواردی است؟
  الکترود سایز 2 کوچکترین سایز الکترود جوشکاری است و برای جوش لوله گاز و آب خانگی و جوشکاری آهن های 2 و 3 میلی متر و راویز کاری کاربرد دارد.
  
  
• برای جوش الکترود سایز 3 به چه جریانی احتیاج است؟
  برای جوش این الکترود به 100 تا 200 آمپر جریان نیاز است که میزان دقیق آن روی بسته بندی الکترود درج می شود.

جمع بندی

در مطالب فوق شما را با فرآیند جوش با ابزار جوشکاری آشنا کردیم. با توجه به این که جوشکاری از گذشته با به امروز از مشاغل ضروری می باشد، برای انجام این فرآیند دستگاه های جوش مختلفی تولید شده است. استفاده از دستگاه های جوش ممکن است خطر آفرین باشد و به همین علت توجه به نکات ایمنی در این فرآیند باید جدی گرفته شوند. به دلیل کاربرد گسترده ابزارهای جوشکاری بسیاری از تولید کنندگان در سراسر جهان با توجه به نیاز بازار این ابزار را تولید کرده اند. شرکت رونیکس نیز انواع اینورتر جوشکاری را تولید کرده و شما می توانید برای بررسی و مشاهده مشخصات این دستگاه جوش به وبسایت رونیکس مراجعه نمایید.