جوشکاری
برای ایجاد اتصال محکم و دائم بین دو قطعه از فرآیندی چند مرحله ای که بسیار در صنعت کاربرد دارد و به روش های مختلفی انجام میگردد استفاده مینمایند که جوشکاری نام دارد . برای انجام این فرآیند از دستگاهی استفاده میشود که با منبع ولتاژ باعث ایجاد جریان الکتریکی میشود این دستگاه برقی که به نام دستگاه جوش یا موتور جوش معرفی شده در اتصال قطعات فلزی و گاها غیر فلزی مثل اتصال سرامیک ها، کامپوزیت ها و… استفاده می شود که هرکدام از این موارد دستگاه مخصوص خود را دارند.باتوجه به این که عملیات جوشکاری چندین مرحله دارد و با روش های گوناگونی به صورت لیزری، شیمیایی و یا الکتریکی انجام میشود دستگاه جوش های متفاوتی ساخته شده است که با توجه به عواملی چون مهارت جوشکار، قطعه کار، موقعیت مکانی، بودجه و… دستگاه مورد نظر انتخاب شود.در این عمل میله ای به نام الکترود توسط یک قوس الکتریکی به همراه شدت جریان بالا ذوب شده و باعث اتصال دو قطعه فلزی می گردد.دستگاه های جوشکاری باتوجه به نوع ساختار و نوع عملکرد آنها طیف گسترده ای دارند که در ادامه به معرفی آنها میپردازیم .
از روش های جوشکاری در صنعت میتوان به
جوشکاری با ..
۱_ دستگاه جوش الکترود دستی
۲_ دستگاه جوش زیر پودری
۳_ جوشکاری با دستگاه جوش با سیم
اشاره کنیم .همانطور که در مطلب بالا اشاره شد فرایند جوشکاری به دلیل انجام مرحله های مختلف و روش های مختلف در انواع متفاوتی ساخته شده که با توجه به مهارت جوشکار،قطعه ،موقعیت ،مبلغی که به عنوان بودجه کاردر درنظرگرفته شده انتخاب و استفاده میشود. یکی از ارائه دهنده انواع ماشین آلات ساختمانی به نام هایپرفامکو انواع دستگاه جوشکاری خود را در 4 مدل ارائه نموده که قصد داریم به معرفی آنها بپردازیم .
دستگاه جوش ترانسفورماتور (موتور جوش)
دستگاه جوش دیزلی (مولد یا دینام جوشکاری)
دستگاه جوش اینورتر (اینورتر جوشکاری)
دستگاه جوش رکتیفایر
دستگاه جوش فورجینگ (جوش سر به سر میلگرد)
دستگاه جوش گل میخ زن عرشه فولادی (Stud Welder)
دستگاه جوش میگ یا مگ
دستگاه جوش ترانسفورماتور
۱_جوشکاری با ترانس های قدیمی
یکی از انواع اولیه دستگاه های جوشکاری که در واقع ساده ترین نوع دستگاه جوش میباشد ، دستگاه ترانسفورماتور نام دارد
که نسبت به سایر دستگاه های جوشکاری برق زیادی مصرف میکند و به دلیل جثه ی بزرگ دستگاه فضای بیشتری اشغال میکند. ازاین دستگاه که جهت افزایش یا کاهش ولتاژ از آن استفاده می شود.
در گذشته در جوشکاری اسکلت فلزی و ایجاد جوش با عمق و جریان بالا مورد استفاده قرار می گرفته ولی امروزه
به دلیل قدیمی بودن نوع دستگاه و عدم وجود تکنولوژی های جدید در تولید آنها ، معمولا مورد استفاده قرار نمیگیرند ولی در میان کاربران افرادی نیز وجود دارند که از این دستگاه استفاده مینمایند .هنگام کار با این نوع دستگاه جوش شاهد جرقه های زیاد و صدای کم میباشیم .همچنین در ساختار دستگاه جوش ترانسفورماتوری از دو سیم پیچ اولیه و ثانویه استفاده شده است .ترانسفورماتور های آن به دو شکل ساده و پیچیده طراحی شده اند و در شکل ساده آن می توان از باطری ماشین نیز استفاده کرد ولی در استفاده از این دستگاه نمی توان از هر الکترودی استفاده کرد. و باید برای انجام کار جوشکاری الکترود مخصوص این نوع دستگاه را تهیه نمایید . این دستگاه به ولتاژ پایین و شدت جریان بالا نیاز دارد و با توجه به اینکه در جوشکاری جهت ایجاد حوضچه مذاب به ولتاژ کم و جریان بالا از 50 تا 500 آمپر نیاز میباشد ، میزان ولتاژ در آن حدود ۱۰ تا ۵۰ ولت است و شدت جریان الکتریکی ۵۰ تا ۴۰۰ آمپر است.روش کار موتور جوش به این صورت است که ولتاژ و جریان الکتریکی متوسط پس از اتصال مولد به کابل برق شهری، به ولتاژ پایین و جریان الکتریکی بالا تبدیل می شود و توسط دو ترمینال خروجی که کابل های انبر اتصال به آن ها متصل شده جریان مناسب برای جوشکاری ایجاد می گردد.
۲_دستگاه جوش دیزل (مولد یا دینام جوشکاری)
دستگاه جوشکاری دیزلی یا مولد جوشکاری در پروژه هایی با سطح وسیع جوشکاری و در صورت عدم دسترسی به شبکه برق با آمپر بالا نورد استفاده قرار میگیرد و همچون یک ژنراتور عمل مینماید و کارایی بسیار زیادی در صنعت ساختمان سازی و اسکلت فلزی و ساخت پل ها و سوله های صنعتی و …. دارد. این نوع دستگاه دیزل جوش در مناطقی که برق شهری یا برق صنعتی در دسترس نباشد کاربرد فراوانی دارد ولی به دلیل ایجاد سر و صدای زیاد و تولید آلودگی زیستی استفاده چندانی به جز موارد خاص ندارد.از کاربرد های دستگاه دیزل جوش میتوان به مواقعی که برق برای جوشکاری در دسترس نیست ، برق موجود مناسب جوشکاری نیست ،سایت های کارگاهی دور افتاده که امکان رساندن برق شهری و صنعتی وجود ندارد ، جوشکاری با جریان بالا
در مواردی که هزینه برق به دلیل جوشکاری گسترده بالا می رود دیزل جوش مقرون به صرفه تر می باشد اشاره کرد .این دستگاه که با سوخت بنزین و گازوئیل راه اندازی می شود و در انواع وزنی قابل حمل تا حداکثر 150 کیلوگرم و نوع ثابت تا 1000 کیلوگرم موجود بوده ودر پروژه هایی که امکان دسترسی به برق وجود ندارد برای جوشکاری در ابعاد وسیع قابل استفاده میباشد و امکان تولیدبرق برای روشنایی و راه اندازی ابزار آلات برقی دیگر را به وجود می اورد خنک کننده موتور در انواع دیزلی جریان آب و هوا بوده و در انواع بنزینی هوا می باشد .این نوع مولد ها در دو نوع دستگاه های جوش دیزلی سری قابل حمل و ثابت میباشند .سری قابل حمل دستگاه موتور جوش در دو نوع بنزینی و گازوئیلی و سری حرفه ای و یا ثابت دستگاه جوش دیزلی تنها با سوخت گازوئیل راه اندازی می شود و در واقع دیزل ژنراتوری با قابلیت ایجاد جریان مستقیم مورد نیاز جوشکاری می باشند.
همانطور که در مطلب بالا اشاره کردیم به دلیل ایجاد سر و صدای زیاد و تولید آلودگی زیستی این نوع موتور جوش ها بجز موارد خاص زیاد مورد استفاده قرار نمیگیرند ولی از مزایای استفاده از موتور جوش میتوان به امکان تولید برق جهت راه اندازی دستگاه های دیگر، تولید برق جهت روشنایی پروژه ، امکان استفاده از سوخت فسیلی جهت انجام جوشکاری در سطح گسترده
، امکان حمل به محل پروژه در هر نقطه ،اطمینان از تداوم جوشکاری به جهت راندمان بالای موتور جوش و … را یادتور شد
۳_ دستگاه اینورتر جوشکاری
یکی از جدیدترین نسل انواع دستگاه جوشکاری میباشد که در واقع میتوان گفت از تکنولوژی روز دنیا بهره گرفته و مدرن ترین و پیشرفته ترین انهاست و نسبت با دستگاه جوش ترانسفورماتور حجم آن کم تر و سبک تر میباشد چرا که در این نوع دستگاه از مبدل های بسیار کوچکتر نسبت به دستگاه های جوش قدیمی استفاده شده، به همین علت سبک تر، فشرده تر میباشند که مشکلات ناشی از جابجایی و اشغال حجم زیادی از فضای کارگاه را ندارد در واقع یک ابزار قابل حمل میباشد که میتوان مانند کیف دستی آن را همراه خود حمل نمود.در این مدل بر خلاف دستگاه های جوش سنتی نیاز به برق سه فاز و صنعتی نیست و به دلیل اینکه مصرف برق بسیار کمتری دارد و با ولتاژ کم تری کار میکند با برق خانگی نیز میتوانیم دستگاه را روشن و کارمان را انجام دهیم
ولی بیشتر برای کارهای جزئی و سبک استفاده میشود .اینورتر قطعه ای میباشد که می تواند جریان برق را چند برابر قوی تر کند همچنین منبع تغذیه اینورتر جوشکاری می تواند شدت جریان بالای مورد نیاز دستگاه برای جوشکاری را فراهم و به کمک یک نرم افزار کامپیوتری، جریان های بالای خروجی و ولتاژ را که در اثر جوشکاری ایجاد می شود را تنظیم و کنترل نماید.کابل برق ورودی دستگاه جوش اینورتر در دو نوع تک فاز و سه فاز میباشد و در نوع تک فاز دو رشته برای جریان 220 ولت شهری AC می باشد، اینورتر جوشکاری ابتدا برق متناوب (AC) را توسط یکسری سوئیچ به جریان متناوب و یا برق مستقیم (DC) تبدیل نموده (نوعی المان‌های الکترونیکی که با فرکانس بالا جریان متناوب برق شهری را به مستقیم تبدیل مینماید) و سپس DC را به ترانسفورماتور گام به گام تبدیل می نماید تا ولتاژ یا جریان مورد نظر جوش ایجاد شود.
مقدار جریان خروجی و ولتاژ دستگاه جوش اینورتر قابل تنظیم است و در طول فرایند جوشکاری توسط ولوم آمپر خروجی دستگاه جوش کنترل می شود.
از انواع دستگاه جوش اینورتر میتوان
۱_دستگاه جوش برق
۲_ دستگاه جوش CO2
۳_دستگاه جوش CO2 دبل پالس
۴_دستگاه جوش آرگون
۵_دستگاه جوش آرگونAC/DC
۶_ دستگاه جوش آرگون پالسی را نام برد
تمامی این دستگاه های اینورتر دارای جوش زنجیره ای توضیحا بدون قطع و وصل می باشد،امکان جوشکاری به وسیله انواع الکترودهای رتیلی، قلیایی، سلولزی و انواع سیم و فیلرهای جوشکاری را دارند ،باعث آلودگی صوتی نمیشوند و بی صدا میباشند،دارای بازدهی و قدرت بالا میباشند ، به نسبت سایر مولد های جوش سبک هستند و حجم کم تری از فضارا میگیرند،در هنگام جوشکاری نسبت به نیاز شما امکان کنترل جریان را دارند
همچنین میتوانند حوزچه جوش و قوس الکتریکی مناسب برای کار شمارا فراهم نمایند.IGBT ترانزیستور دو قطبی با گِیت عایق شده از نیمه‌هادیهای قدرت میباشد که دارای قابلیت عملکرد در ولتاژها و جریان‌های بالا و نیز سوئیچینگ سریع است و وظیفه آن افزایش فرکانس می باشد و این امر نظر تولید کنندگان دستگاه جوش اینورتر را به آن جلب نمود.این ترانزیستور که استفاده از آن موجب کاهش سایز، وزن و هم چنین مصرف برق شود در بسیاری از لوازم مدرن از جمله خودروی برقی، یخچال‌ها، دستگاه‌های تهویه مطبوع،تقویت کننده‌های قدرت، سیستم‌های استریو و قطار ها و .. استفاده میشود. همچنین در ساخت اینورترها، ترانس جوشکاری و منبع تغذیهٔ UPS نیز کاربرد دارد.در سال‌های اخیر به دلیل ارزانی و مزایای این قطعه از آن استفاده زیادی شده‌است.
با سوییچ کردن ترانزیستورها در فرکانس‌های بالا میتوان از آنها برای کنترل سطح ولتاژ DC استفاده کرد. به این دلیل، ترانزیستور باید بتواند ولتاژها و جریان‌های زیاد و نیز فرکانس سوئیچینگ زیاد را تحمل کند. به همین دلیل از از ترانزیستور ماسفت قدرت استفاده میشود. اما با بالا رفتن قدرت، تلفات آن زیاد میشود. برای رفع این مشکل از IGBT استفاده میشود .
تفاوت میان دستگاه جوش اینورتر با انواع دستگاه جوش قدیمی
مهم ترین فرق در بین این دو دستگاه روش تبدیل کردن جریان های متناوب یا AC به جریان مستقیم یا DC خروجی است.
دستگاه جوش اینورتر در مقابل دستگاه جوش قدیمی، سبک و کوچکتر و مصرف برق کمی دارد، به همین دلیل در جوشکاری ها به استفاده از این دستگاه به صرفه میباشد هم چنین به دلیل تکنولوژی استفاده شده در آنها هزینه ساخت کمتر ، قدرت جوش بهتر و قوی تری نسبت به دستگاه های قدیمی دارند و می توان از انواع الکترود ها در آنها استفاده نمود
دستگاه جوش رکتیفایر
از دستگا‌های جوش های برگی که از دو قسمت اینورتر و ترانس استفاده میکنند و معمولا از یک یا چند دیود تشکیل شده میتوان گفت نوعی اینورتر است که جهت یک سو سازی جریان الکتریکی طراحی شده جریان های متناوب برق شهری را به جریان مستقیم با ولتاژ کم تبدیل می کند.همچنین دستگاه رکتیفایر دارای یک کلید گردشی می باشد که در تغییر مقدار جریان دخیل می باشد
برخلاف اینورتر ها که میزان آمپر دریافتی آنها بین کار ۱۸ تا ۲۲ آمپر میباشدجریان دریافتی رکتیفایر ها گاها از ۲۵ آمپر هم می‌گذرد و موجب بروز نوسانات برق میشود این دستگاه جوش مانند ترانسفورماتورها برای کارهای سنگین مورد استفاده قرار میگیرند ولی قابلیت جابه جایی آنها آسان تر است همچنین به دلیل اینکه توانایی کار با قوس الکتریکی مداوم و پایدار را دارد ، می تواند نفوذ و پایداری قوس بیشتری را برای جوشکاری فراهم نمایددر واقع دستگاه جوشکاری رکتیفایر نسخه بهبود یافته دستگاه جوش ترانسفورماتور می باشد که امکان جوشکاری با الکترودهای مختلف را دارد .از مزایای جوشکاری با دستگاه جوش رکتی فایر میتوان به امکان جوشکاری با الکترود های مختلف
، کیفیت بالا در جوشکاری ،قابلیت کار با دستگاه جوش رکتی فایر در مواقعی که برق شهری در دسترس نیست و افزایش سرعت
اشاره کرد که موجب شده بیشتر در پروژه های سنگین صنعتی مورد استفاده قرار گیرد
دستگاه جوش فورجینگ (جوش سر به سر میلگرد)
دستگاه جوش فورجینگ و یا سر به سر میلگرد دستگاهی است که با قابلیت ایجاد فشار گاز مکان جوش سر به سر میلگرد بر اساس استاندارد مقررات ملی ساختمان را تحت حرارت حاصل از فشار بالای گاز فراهم میسازد بدین صورت که که با استفاده از پمپ هیدرولیک بر روی جک های مخصوص این دستگاه و با استفاده از مشعل مخصوص ، دو سر میلگرد را تحت حرارت ناشی از فشار هوا و گاز تحت فشار به یکدیگر فورج میکند که باعث اتصال یکپارچه دو سر میلگرد به یکدیگر میشود. این روش در صنعت فورجینگ نام دارد و به صورت اختصاصی برای جوش سر به سر میلگرد مورد استفاده قرار می گیرد. اجزای تشکیل دهنده این دستگاه پمپ تحت فشار هیدرولیکی، شیلنگ مخصوص، مشعل و مانومتر فشار گاز می باشد.استفاده از این دستگاه باعث کاهش حجم میلگرد مصرفی ،کاهش هزینه خرید میلگرد
،کاهش قابل توجه زمان آرماتور بندی در پروژه های بزرگ ،
ایجاد اتصال یکپارچه در سیستم اتصال میلگردها به یکدیگر
و عبور روان تر سنگدانه های بتن از لابلای شبکه آرماتور و همچنین استحکام بالاتر نسبت به روش اتصال مکانیکی و روش اتصال همپوشانی میلگردها میگردد ،از این دستگاه جوش فورجینگ در آرماتور بندی در ابعاد وسیع
،آرماتور بندی پی و دیوار برشی ،آرماتور بندی پل ها،آرماتور بندی ساختمان های بلند مرتبه و آرماتور بندی سد های بتنی استفاده میشود
دستگاه جوش تفنگی
دستگاه جوش تفنگی از انواع دستگاه های جوش رکتیفایر است که مجهز به تکنولوژی IGBT و از نظر فیزیک ظاهری شبیه به دریل می باشد ابعاد کوچک این دستگاه و وزن کمی که دارد باعث شده این ابزار قابل حمل و استفاده از ان بسیار راحت و سرعت کار نیز بالاتر رود.تفاوت اصلی اینورتر جوش تفنگی با دیگر دستگاه های جوش عدم استفاده انبر جوشکاری در آن است. این دستگاه بدون نیاز به استفاده از انبر جوش، الکترودهای با قطرهای مختلف را ذوب می کند.در این نوع از دستگاه جوش پس از اتصال به پریز، الکترودی را که در اینورتر تفنگی قرار دارد، در جهت عقربه های ساعت بچرخانید تا سفت و محکم شود. سپس باید کابل انبر اتصال به ترمینال منفی وصل شود و با چرخاندن، محکم شود. در انتها با روشن کردن دستگاه جوش تفنگی و تنظیم آمپر مدنظر، عملیات جوشکاری را انجام داد.اینورترهای جوشکاری تفنگی کاربردهای صنعتی و خانگی دارند که می توان با توجه به سطح کار و نیاز در هرکار، آمپر آن را تنظیم کرد
دستگاه جوش تفنگی به دودسته معمولی و چند منظوره تقسیم میشوند. که دستگاه جوش تفنگی معمولی با حرارتی بیش از ۴۰۰ درجه سانتیگرادی که ایجاد می کند منجر به جوش دادن الکترودهای مختلف میشود. دستگاه جوش تفنگی معمولی قابلیت این را دارند که فولادهای آلیاژی و کم کربن را جوش دهند ولی دستگاه تفنگی چند منظوره یک دستگاه جوش جدید بدون الکترود می باشد که حرارت ۴۰۰ درجه سانتیگراد را ایجاد میکند
ولی این مدل از اینورترها نمی توانند قوس الکتریکی ایجاد کنند و با استفاده میکند وبا استفاده از آن می توان فلزات مختلف از جمله استیل، گالوانیزه و تیتانیوم را جوش داد ولی این دستگاه الکترودهایی را که پوشش دارند، ذوب نمی کنند.
دستگاه جوش بدون الکترود
دستگاه جوش های بدون الکترود به دستگاه های جوشی گفته میشود که نیازی به استفاده از سیم جوش و الکترود ندارند،این نوع دستگاه جوش ها نسبت به دستگاه های جوش معمولی مزیت های بسیاری دارند از جمله بسیار سبک میباشند،در ارتفاعات قابلیت استفاده دارند،نسبت به باقی دستگاه جوش ها ارزان تر و یا به نسبت مقرون به صرفه ترند،قابلیت جوش با انواع الکترودهای اسیدی و قلیایی و روتیلی دارند،در برابر اضافه جریان ها و افزایش حرارت ناخواسته دارای سیستم حفاظتی خودکار میباشند، قابلیت جوشکاری فولاد آلیاژی و سخت و ضد زنگ، که باعث افزایش کیفیت جوش و کارایی بهتر در جوشکاری میشوتد همین ویزگی ها باعث شده توجه بسیاری از جوشکاران به استفاده از این نوع دستگاه ها جلب شود
دستگاه جوش میگ یا دستگاه جوش مگ
دستگاه جوشکاری میگ به دستگاه جوشکاری گازهای بی اثر فلزی گفته میشود این نوع دستگاه جوش ها که به جوشکاری قوسی فلزی نیز شناخته شده اند در صنعت جوش فلزات جایگاه و کاربرد ویژه ای دارند. در این نوع دستگاه جوش ها ، جوشکاری برای رسیدن به بالاترین کیفیت ممکن تحت حفاظت گازهای خنثی مانند CO2 انجام میشود و همین قابلیت باعث شده به دستگاه های جوش تحت حفاظت گاز نیز شناخته شوند.در دستگاه جوش
که از ماشین آلات ساختمانی به شمار می رود و قادر به ایجاد جوش نقطه ای با حوضچه مذاب عمیق نیز می باشد، از سیستم وایر فیدر جهت سهولت در استفاده از سیم جوشکاری و برای ایجاد اتصال بین قطعات از سیم جوشکاری با متراژ 30 متر استفاده می شود.این دستگاه با قابلیت ایجاد جوش های عمیق و یکنواخت و ممتد بدون نیاز به جوشکاری در پاس های متعدد برای رسیدن به کیفیت بهتر و ، با استفاده از قرقره سیم های جوشکاری و وایر فیدر جوش های با کیفیت و استقامت بسیار بالایی بین قطعات فلزی ایجاد می کنند.این فرایند در جوشکاری جهت ایجاد حوضچه عمیق ذوب برای ایجاد جوش هایی با استحکام و کیفیت بالا به کار گرفته میشود به این ترتیب که قوس الکتریکی الکترود، فلز را حرارت می‌دهد و باعث میشود که آنها با هم ترکیب شوند.
دستگاه های جوش با توجه به نوع و ویژگی هرکدوم کار برد های متفاوتی دارندبه طور مثال در کارهای امنیتی ، کارهای هنری ، مجسمه سازی و…. استفاده میشود که دستگاه جوش های میگ هم جزئی ازین دستگاه های جوش میباشد و کاربردبسیاری دارد
دستگاه میگ بیشتر در جوشکاری های سنگین مثل برای جوشکاری آهن و استنلیس استیل و ورق های ضخیم با سرعت 20 تا 30 متر بر دقیقه مورد استفاده قرار می گیرد. این دستگاه دارای سه اندوکتانس خروجی متفاوت برای رسیدن به نقطه کار بهتر می باشد و سیستم تغذیه سیم چهار حلقه با توان کاری بالا و مجهز به بلبرینگ ، قابلیت پس گاز در مود چهار ضرب، از دیگر ویژگی های دستگاه جوش مگ میباشدهمچنین این دستگاه دارای قابلیت ترمز سیم و تنظیم سرعت تغذیه سیم و تنظیم تمامی پارامتر های جوشکاری را دارا بوده و با قابلیت برن بک جهت جلوگیری از چسبیدن سیم و مشعل به قطعه جوشکاری میشود.
جوشکاری گاز بی اثر (TIG)
یکی از مهم‌ترین روش‌های جوشکاری در صنایع مختلف کوچک و بزرگ پتروشیمی، نظامی، دریایی، هوایی، نیروگاه‌های برق و …جوشکاری تنگستن گاز خنثی و یا به دلیل استفاده از گاز آرگون در این فرایند جوشکاری با نام اختصاری جوش آرگون شناخته میشود.این نوع دستگاه های جوش الکترود تنگستن با دستگاه جوشکاری میگ متفاوت هستند زیرا مانند دستگاه جوشکاری میگ الکترود در جوشکاری ذوب نمی‌شود هم چنین پاشش در زمان جوشکاری به وجود نمی‌آید و جوشکاری بسیار دقیق انجام میشود. وهمانطور که اشاره شد بیشتر در صنعت هواپیما سازی و خودروسازی ،کشتی سازی و … استفاده میشود
