جوشکاری و مونتاژ

در عملیات جوشکاری با استفاده از حرارت و فشار زیاد، دو یا چند قطعه متفاوت را به هم متصل می‌کنیم. به محض خنک شدن قطعه زیر کار، مواد به صورت دائمی فیوز می‌شوند و یک قسمت واحد را تشکیل می دهند. جوشکاری یک روش معمول در طیف گسترده ای از تولید، ساخت و ساز و سایر تنظیمات صنعتی است. جوشکاری و مونتاژ جزو کلیدی ترین مراحل ساخت است. ساخت اصطلاح وسیع تری است که به هر تعداد فرآیند تولیدی که برای ایجاد یک محصول نهایی استفاده می‌شود مانند نمونه سازی، برش، ماشینکاری یا مونتاژ اشاره دارد.

انواع جوشکاری

متخصصان جوشکاری ما در مجموعه پارسیان لیزر سه نوع از خدمات جوشکاری را ارائه می‌دهند. هر فرآیند متفاوت است و در کاربردهای خاص بهترین عملکرد را دارد.

• جوشکاری MIG

جوشکاری با گاز بی اثر فلزی (MIG)، به طور مداوم یک سیم فلزی را به ناحیه اتصال دو قطعه تزریق می‌کند. یک قوس الکتریکی بین سیم مصرفی و قطعه کار تشکیل می‌شود که سیم را ذوب می‌کند و یک استخر جوشکاری از مواد مذاب پرکننده ایجاد می‌کند که به دو جسم متصل می‌شود. جوشکاری MIG را گاهی جوشکاری قوس فلزی گاز (GMAW) هم می‌نامند.

• جوشکاری TIG

جوشکاری با گاز بی اثر تنگستن (TIG)، برای ایجاد جو بی اثر در ناحیه جوش متکی به یک گاز بی اثر مانند هلیوم یا آرگون است. گرمای جوشکاری از طریق قوس الکتریکی بین الکترود تنگستن مورد مصرف و قطعه کار تولید می‌شود. استفاده از مواد پرکننده در جوشکاری TIG اختیاری است، اما اگر از مواد پر کننده استفاده شود باید به صورت جداگانه اضافه شود زیرا الکترود تنگستن در مجاورت مواد دیگر ذوب نمی‌شود. جوشکاری TIG اغلب خودکار است. این روش به عنوان جوشکاری قوس گاز تنگستن (GTAW) نیز شناخته می‌شود.

• جوشکاری رباتیک

جوشکاری رباتیک اصطلاحی کلی است که به هر فرآیند جوشکاری انجام شده توسط یک ربات گفته می‌شود. قطعات و لوازم جانبی جوشکاری رباتیک شامل موقعیت دهنده ها، کنترل کننده ها، سنسورها و لوازم جانبی است. جوشکاری رباتیک برای ایجاد جوش های دقیق و قابل اطمینان ایده آل است.

• جوشکاری آلومینیوم

در حالی که جوشکاری آلومینیوم به خودی خود یک فرایند نیست، اما در بخش انواع جوشکاری لازم است که در مورد آن صحبت کنیم. زیرا یافتن ارائه دهنده خدماتی که بتواند جوشکاری این مواد را انجام دهد، اغلب دشوار است. نقطه ذوب آلومینیوم بسیار کمتر از فولاد است؛ بنابراین روند جوشکاری بسیار ظریف تر است. گرم شدن آلومینیوم مدت زمان زیادی طول می کشد اما آزاد شدن گرما در طی یک مدت کوتاه اتفاق می افتد. به همین ترتیب، کنترل جریان ارائه شده توسط جوشکاری TIG آن را به روش ایده آل برای جوشکاری آلومینیوم بدون گرم شدن بیش از حد قطعه کار تبدیل می‌کند.

روش های مختلف مونتاژ و ساخت

روش های زیادی برای بستن دو قسمت در کنار هم وجود دارد که هر کدام مزایا و معایب خاص خود را دارند. انتخاب روش صحیح اتصال یا مونتاژ می‌تواند محصول را از نظر ساختاری و اقتصادی مناسب تر سازد. در این بخش از مقاله؛ برخی از متداول ترین روش های مونتاژ را به شما معرفی می‌کنیم.

1. مونتاژ سخت افزارس
2. جوشکاری
3. لحیم کاری

مونتاژ سخت افزاری

مونتاژ سخت افزاری به اتصال تعدادی از قطعات توسط اتصالات فیزیکی مانند مهره و پیچ و مهره گفته می‌شود. این نوع مونتاژ در درجه اول زمانی استفاده می‌شود که بتوانید در طول چرخه عمر محصول، قطعات را به صورت جداگانه ای از مونتاژ خارج کنید. برخی از نمونه های مونتاژ اتصالات کشویی، اتصالات استوانه ای و اتصالات توپی هستند.

جوانب مثبت: مونتاژ سخت افزار امکان تعویض آسان و کم هزینه قطعاتی را فراهم می‌کند که ممکن است در مقایسه با سایر روش های مونتاژ با سرعت بیشتری خراب یا فرسوده شوند.

منفی: هزینه اضافی در رابطه با مواد چفت و بست وجود دارد. این مواد همچنین می‌توانند وزن قابل توجهی در مقایسه با یک اتصال دائمی اضافه کنند.

جوشکاری

جوشکاری یک روش اتصال دائمی است که فلزات را با استفاده از برق به هم متصل می‌کند. در جوشکاری سنتی، بخش از فلز هر دو قسمت در حال جوشکاری ذوب می‌شود. جوش اغلب از خود فلز قوی تر است و می‌تواند به کل ساختار استحکام دهد. انواع مختلفی از جوشکاری با تفاوت های ظریف وجود دارد. چند نوع عبارتند از: جوشکاری MIG، جوشکاری با شار هسته، جوشکاری TIG و جوشکاری چوبی.

 

جوانب مثبت: جوش ها سبک، محکم و از نظر زیبایی مورد پسند هستند.

موارد منفی: جوشکاری به نیروی کار ماهر و تجهیزات تخصصی نیاز دارد. بسیاری از تکنیک های جوشکاری به محافظ گاز نیاز دارند. همچنین ممکن است زمان بیشتری نسبت به سایر روش ها طول بکشد. که همه اینها همه می تواند منجر به هزینه های بالای تولید شود.

لحیم کاری

لحیم کاری با ذوب یک فلز پرکننده، بین دو قطعه فلزی را به یکدیگر متصل می‌کند. .

لحیم کاری همان فرآیند جوشکاری است؛ اما در جوشکاری از فلز پرکننده ذوب شده استفاده می‌شود که دمای آن بالای 450 درجه سانتیگراد است. از نظر ساختاری مقاومت کمتری نسبت به جوش ها دارند اما زمان کمتری لازم دارند و نیازی به ذوب فلز پایه نیست. لحیم کاری ضعیف تر از دو روش ذکر شده است، اما اغلب برای اتصال قطعات الکتریکی بر روی برد های الکتریکی در اندازه نانو و میکرو متر استفاده می‌شود. از آنجا که فلز مذاب در دمای پایین تری قرار دارد، احتمال آسیب دیدگی کمتر است.

جوانب مثبت: مناسب برای اتصالات الکترونیکی یا اتصالات حساس به گرما. سریع تر از جوشکاری است و نیاز به محافظت آنچنانی نیست چون از گاز خاصی استفاده نمی‌شود.

موارد منفی: می تواند ضعیف باشد؛ بنابراین بهتر است که به عنوان اتصال اولیه سازه مورد استفاده قرار نگیرد و اغلب برای حمایت از تنش قابل توجه نیاز به تقویت اتصال دیگری دارد.

 

جوش کاری آرگون

یکی از معروف­ترین انواع جوش کاری­ها که در صنایع مختلف و بسیاری کاربرد داشته و از اهمیت زیادی برخوردار است، جوش کاری قوس تنگستن با پوشش گاز محافظ می­باشد. این نوع جوش کاری که با نام جوش کاری آرگون نیز شناخته می­شود، در صنایع مهمی همچون صنایع پتروشیمی و دیگر صنایع وابسته به آن، صنایع نظامی و موارد بسیار دیگری کاربرد دارد.

از آن جایی که معمولا این نوع جوش کاری را جوش کاری آرگون می­نامند، با این نام بیشتر شناخته شده است. در حقیقت در این نوع جوش کاری، گاز آرگون اهمیت بسیاری دارد و برای انجام جوش کاری، نیاز به گاز آرگون می­باشد. این نوع جوش، در کنار جوش کاری CO2 از اهمیت زیادی در صنعت برخوردار می­باشد.

جوش کاری آرگون چیست؟

در حقیقت نام اصلی این نوع جوش کاری به اختصار TIG است و برای جوش دادن انواع فلزات سخت و نرم با جنس­های مختلف، از جمله آهنی و غیر آهنی به کار می­رود. کاربرد وسیعی که این نوع جوش کاری دارد، سبب استفاده رایج آن شده است. برای مثال از این نوع جوش کاری در جوش دادن ورقه­های نازک فلزی و حتی ضخیم­ترین ورقه­های فلزی نیز استفاده می­شود و این به دلیل کارآمدی بسیار بالای این جوش کاری آرگون است.

در واقع علت استفاده از این نوع جوش کاری و رواج آن، ایجاد شرایطی ایده­آل برای جوش دادن دو ورقه بدون دخالت اتمسفر است. می­دانید که در اتمسفر، گاز اکسیژن به مقدار زیادی وجود دارد. گاز اکسیژن نیز واکنش پذیری بالایی دارد و می­تواند به راحتی و به سرعت با هر فلزی یا هر عنصری( به جز تعداد معدودی از فلزات و گازهای نجیب) واکنش نشان داده و آن را اکسیده کند. با اکسیده شدن ورقه­های فلز، پوسیدگی و زنگ زدن آن­ها نیز تسریع می­شود. به همین علت تلاش بر این شد که فضایی در حوضچه یا قوس ایجاد کنند که از اتمسفر به دور باشد و قوس را در برابر آن محافظت کند. به این ترتیب روش جوش کاری آرگون ابداع شد تا انقلابی در صنعت­های مختلف ایجاد کند. این جوش کاری با استفاده از الکترودهای تنگستن و گازی خنثی که اغلب گاز آرگون است، صورت می­گیرد.

در این نوع جوش کاری از سیم جوش(Filler metal) به عنوان فلز پرکننده استفاده شده و سیم جوش نیز همانند جوش کاری با اشعه اکسی استیلن (MIG/MAG)در عمل جوش استفاده می­گردد.

تاریخچه جوش کاری آرگون

آرگون گازی نجیب است و بی بو، بی مزه و بی رنگ می­باشد. نام آرگون، واژه­ای یونانی به معنای تنبل بوده و علت نام گذاری این عنصر نیز واکنش ناپذیری آن با سایر عنصرها است. این عنصر توسط Lord Rayleigh فیزیکدان انگلیسی و William Ramsay شیمیست اسکاتلندی در سال ۱۸۹۴ کشف گردید. گاز آرگون معمولا درصد کمی از گازهای اتمسفر را تشکیل می­دهد و از هوای اتمسفری نیز استخراج می­شود. جوش کاری آرگون نیز همان طور که از نامش مشخص است، با این عنصر انجام می_­­گیرد. گاز آرگون از تقطیر جز به جز هوای مایع به دست آمده و استخراج می­شود. جالب است بدانید که گاز آرگون قابلیت حل شدن در آب را همانند اکسیژن دارد. آرگون جزو گازهای بی اثر یا گازهای نجیب است. این بدین معنی می­باشد که آرگون میل ترکیبی شیمیایی اندکی دارد و با سایر عنصرها ترکیب نخواهد شد.

تا چندی پیش که تنها نوع رایج استفاده از جوش، جوش کاری CO2 بود، با رونمایی از این نوع جوش، انقلابی جدید در صنعت به ثبت رسید. به دلیل این که گاز آرگون توانایی ترکیب با سایر عنصرها، مخصوصا عنصرهای فلزی را ندارد، برای ایجاد شرایط ایده­آل در هنگام جوش کاری و ایجاد یک محیط بی اثر، از گاز آرگون برای جوش کاری آرگون استفاده می­شود. از آن جایی که ترکیب این گاز در هوای مایع، از سایر گازهای بی اثر بیشتر است، استفاده از این گاز برای ایجاد محیط بی اثر علاوه بر آسان­تر، کم هزینه­تر نیز خواهد بود.

موارد استفاده از جوش کاری آرگون

جوش کاری آرگون برای جوش دادن لوله­های تحت فشار، ورقه­های نازک فلزی و بسیار ظریف و همچنین ورقه­هایی با ضخامت­های متنوع و مختلف کاربرد فراوانی دارد. در واقع به علت ضخامت کمی که ورقه­های فلزی دارند، امکان پوسیدگی گسترده از طریق ترکیب شدنشان با اکسیژن بسیار فراوان است اما با استفاده از این نوع جوش کاری، می­توان از بروز این مشکل جلوگیری کرد. به دلیل اهمیت و ظرافت بالایی که در انجام این جوش کاری نیاز است، باید از کسانی که در این زمینه تجربه بسیاری دارند کمک گرفت. در صنایع دریایی، پتروشیمی، نظامی و… این نوع جوش کاربرد فراوانی دارد.

جوش کاری CO2 چیست؟

یکی از رایج­ترین گازهای پوششی محافظ در هنگام جوش کاری، گاز CO2 است. قیمت این گاز نسبت به گاز آرگون نیز بسیار مناسب­تر بوده و کاربرد و استفاده بیشتری دارد. از آن جایی که گاز CO2 گازی با ظرفیت پر است، گازی بی اثر محسوب می­شود به همین علت در جوش کاری CO2، این گاز به خوبی فضای ایده­آلی را به وجود می­آورد. به جوش کاری CO2 در صنعت، MAG هم گفته می­شود.

تفاوت جوش کاری آرگون و جوش کاری CO2

یکی دیگر از رایج­ترین جوش­ها بجز جوش آرگون، جوش CO2 است. در ادامه به برخی از تفاوت­های این دو خواهیم پرداخت.

اولین تفاوت این دو جوش، در استفاده از تنگستن و آرگون است. اما در جوش کاری CO2 از گاز کربن دی اکسید به عنوان گاز محافظ استفاده می­شود. از تفاوت دیگر این دو جوش نیز تفاوت قیمت میان آن­ها است. قیمت جوش کاری کربن CO2 بسیار پایین­تر از نوع دیگر می­باشد. همچنین جرقه­های ایجاد شده در جوش کاری CO2 نیز بسیار کمتر است. در جوش کاری آرگون از هر دو نوع جریان برق AC  و DC می­توان استفاده نمود اما در جوش کاری CO2  تنها از جریان DC  با قطب معکوس می­توان استفاده کرد. از دیگر تفاوت­های این دو می­توان به موارد زیر اشاره کرد:

• حداکثر و حداقل میزان ضخامت قابل جوش
• استفاده از سیم جوش
• مصرف الکترود
• سرعت جوش کاری

مزیت­های جوش کاری آرگون

کیفیتی که جوش کاری آرگون به ارمغان می­آورد، بسیار بالا است به همین دلیل استفاده از آن باید توسط یک متخصص انجام شود.

به علت ظرافت بسیار این نوع جوش، در بسیاری از صنایع­های دستی کاربردهای گسترده­ای دارد. از دیگر مزایای جوش کاری آرگون می­توان موارد زیر را نام برد:

• بهره ‌­وری بالا
• نیاز به کمترین پاکسازی
• توانایی جوشکاری ورق‌های فلزی در تمامی وضعیت‌ها
• امکان انجام جوشکاری طولانی‌ مدت و بی ‌وقفه
• جوشکاری رسوبی با کیفیت بالاتر
• توانایی اتصال تنوع گسترده‌ای از فلزات در ضخامت‌های مختلف
• توانایی جوشکاری در تمامی وضعیت‌ها
• مهره‌ جوش مناسب
• پاشش حداقلی مواد مذاب به مقطع

در حقیقت مزیت اصلی این نوع جوش کاری به نسبت سایر جوش کاری­ها خصوصا جوش کاری CO2، کنترل آسان­تر آن برای اپراتور است.

مضرات جوش کاری آرگون

از آن جایی که گاز آرگون می­تواند شرایطی ایده­آل را ایجاد کند، بسیار مفید و عالی تلقی می­شود. اما خوب است بدانید که این گاز مضراتی نیز به همراه خود خصوصا برای انسان دارد. اولین مورد برای این مضرات، مشکلات ریوی، حنجره و مجاری ادراری­ای است که جوش کاری آرگون به دنبال خود دارد. در حقیقت اگر فرد مشغول به جوش دادن فلزات خطرناک و سمی­ای مانند کادمیوم، نیکل، بریلیوم ، کروم و آرسنیک باشد، به علت گرمای ایجاد شده، سبب بخار شدن این دسته از فلزات و پخش آن­ها در هوای قابل تنفس می­شود و این مورد بسیار خطرناک خواهد بود چرا که عوارضی مانند برونشیت، آسم، التهاب ریه­ها، کاهش حجم ریه­ها، رسوب غبار یا سیلیس یا اکسید آهن در ریه­ها و مشکلات قلبی را به دنبال خود دارد. مشکلات پوستی، کاهش شنوایی و مشکلات گوارشی مثل التهاب مزمن معده و روده­ها و زخم معده و اثنی عشر و صدمات کلیوی از دیگر عوارض جوش کاری آرگون است.

همچنین به علت نور شدیدی که در هنگام جوش کاری آرگون در محل ایجاد می­شود، می­تواند آسیب بسیار شدیدی به شبکیه چشم زده و موجب التهابات شدید در ناحیه چشم و کاهش دید می­شود. اگر میان هر جوش کاری، فواصل زمانی زیادی باشد، این نورها اثراتی موقتی دارند اما اگر به صورت متوالی جوش کاری آرگون یا جوش کاری CO2 انجام شود، می­تواند کاهش دید همیشگی را شامل شود.

سخن پایانی

در این مطلب به معرفی جوش کاری آرگون پرداخته شد. از آن جایی که این نوع جوش به شدت در صنایع مورد استفاده قرار داشته و از اهمیت بالایی برخوردار است، سعی کردیم به نحو احسن تمامی نکات و توضیحات مربوط به این جوش را برای شما آورده باشیم. همچنین در کنار آن سعی کردیم گریزی نیز به تعریفات جوش کاری CO2 که استفاده رایجی نیز دارد، داشته باشیم تا با این نوع جوش نیز آشنایی کوچکی پیدا کنید. در این مطلب سعی شد تا علاوه بر پرداختن به مزیت­های استفاده از جوش کاری آرگون، به صورت کامل مضرات آن را نیز نام ببریم. البته باید به این مهم نیز توجه داشته باشید که این مضرات منحصر به این نوع جوش نیست و معمولا تمام نوع جوش­ها را در بر می­گیرد.

امید است این مطلب برای شما مفید بوده باشد و شما را هر چند اندک، راهنمایی کرده باشد. از همراهی شما تا پایان این مقاله، صمیمانه تشکر می­کنیم.