جوشکاری یک فرآیند حیاتی در صنایع مختلف است که انواع مختلفی از مواد افزودنی و پوشش‌ها را مورد استفاده قرار می‌دهد. مواد افزودنی (مانند الکترودها، سیم جوش، یا مواد معدنی) و پوشش‌های جوشکاری (از جمله گازهای محافظ و مواد پوشش دهنده) نقش بسیار حیاتی در بهبود کیفیت نهایی جوش دارند

جوشکاری

جوشکاری یک فرایند صنعتی است که در آن قطعات مختلف فلزی به یکدیگر وصل می‌شوند. این فرایند از طریق ایجاد گرما و انجام عملیات ذوب بر روی قطعات فلزی، آنها را به هم می‌چسباند. این فرآیند معمولاً به وسیله حرارت و فشار صورت می‌گیرد و ممکن است از انرژی حرارتی یا فشار مکانیکی استفاده کند.
فرایند جوشکاری شامل چندین روش مختلف می‌باشد که از آن جمله می‌توان به روش‌های زیر اشاره کرد:

• 1. جوشکاری قوسی الکتریکی (Electric Arc Welding): در این روش، جریان الکتریکی بین الکترود و قطعات فلزی ایجاد می‌شود، که باعث تولید گرما و ذوب شدن مواد می‌شود. این شامل فرایندهایی مانند جوشکاری قوسی محافظه‌ای (SMAW)، جوشکاری TIG (Tungsten Inert Gas) و MIG (Metal Inert Gas) می‌شود.
• 2. جوشکاری با استفاده از گاز یا فشار (Gas or Pressure Welding): این شامل جوشکاری گازی، همچنین فرایندهایی چون جوشکاری با استفاده از گاز‌های فشرده یا حرارتی مانند جوشکاری گازی اکسی یا جوشکاری گازی سولفید هسته‌ای است.
• 3. جوشکاری فشاری (Pressure Welding): این نوع جوشکاری به وسیله اعمال فشار و گرما به طور همزمان روی قطعات فلزی صورت می‌گیرد. این شامل جوشکاری فراکشتی (Forge Welding) و جوشکاری دوگانه (Dual Pressure Welding) می‌شود.
• 4. جوشکاری همسان (Homogeneous Welding): این نوع جوشکاری شامل جوشکاری گرما یا فشار است که در آن مواد دو قطعه فلزی مختلف با یکدیگر ترکیب می‌شوند.

هر یک از این فرایندها و روش‌های جوشکاری ممکن است با توجه به نوع مواد استفاده شده، شرایط فیزیکی و شیمیایی محیط، و مواد افزودنی که به کار گرفته می‌شود، بر کیفیت نهایی جوش تأثیر بگذارند. همچنین، فنون جوشکاری از دقت و تخصص بالایی استفاده می‌کند تا جلوی مشکلات مختلفی از جمله ترک، پوکه و آسیب‌های نهایی را بگیرد و جوش‌های با کیفیت و قابل اعتماد تولید کند.

مواد افزودنی و نقش آنها در بهبود کیفیت جوش

مواد افزودنی در فرایند جوشکاری نقش بسیار حیاتی دارند و بهبود کیفیت نهایی جوش را تأمین می‌کنند. این مواد در انواع مختلفی مانند الکترودها، سیم جوش، پودرهای جوش، گازهای فرار، و مواد پوششی استفاده می‌شوند. نقش آنها در بهبود کیفیت جوش به صورت زیر است:

• 1. تأمین مواد ذوب شده: مواد افزودنی تأمین‌کننده مواد ذوب شده برای پر کردن فضاهای جوش و تشکیل پوکه‌ها هستند. این مواد باید با مواد قطعه کاری هماهنگ و سازگار باشند تا جوش با استحکام و کیفیت مناسبی فراهم شود.
• 2. کنترل ترک‌ها و پوکه‌ها: استفاده از مواد افزودنی مناسب می‌تواند به کنترل ترک‌ها و پوکه‌ها کمک کند. مواد صحیح می‌توانند تأثیرات منفی این عوامل را کاهش داده و به کاهش خطرات جوش مانند خوردگی و شکستگی کمک کنند.
• 3. بهبود استحکام جوش: مواد افزودنی، با افزایش استحکام و مقاومت جوش، می‌توانند جلوی ایجاد ترک‌ها و نقاط ضعف در جوش را بگیرند. این مواد می‌توانند کمک کنند تا جوش به صورت یکپارچه و با استحکام مناسبی ایجاد شود.
• 4. تنظیمات دما و جریان الکتریکی: مواد افزودنی می‌توانند در تنظیمات دما و جریان الکتریکی تأثیرگذار باشند، که این موضوع به کنترل دقیق‌تر فرایند جوش و بهبود کیفیت نهایی کمک می‌کند.
• 5. انتخاب مواد افزودنی بر اساس جنس فلزات: برای هر نوع فلزات مختلف، مواد افزودنی متفاوتی مورد استفاده قرار می‌گیرد. این انتخاب با توجه به خواص شیمیایی و فیزیکی متفاوت فلزات، به بهبود کیفیت جوش کمک می‌کند.

به طور خلاصه، انتخاب مواد افزودنی مناسب بسیار حیاتی است زیرا از کیفیت جوش و استحکام نهایی آن تا ایمنی و عملکرد تحت تأثیر قرار می‌دهد. استفاده از مواد افزودنی مناسب که با فرایند جوش و مواد اصلی هماهنگ باشند، به ارتقاء کیفیت جوش و کاهش خطرات ناشی از نقاط ضعف جوش کمک می‌کند.

پوشش‌های جوشکاری و نقش آنها در بهبود کیفیت جوش

پوشش‌های جوشکاری نقش بسیار مهمی در بهبود کیفیت جوش ایفا می‌کنند. این پوشش‌ها از جمله گازهای محافظ، پوشش‌های سطحی، و مواد پوشش دهنده می‌توانند به صورت مستقیم یا غیرمستقیم بر کیفیت جوش تأثیر بگذارند. نقش آنها به شرح زیر است:

• 1. حفاظت از فلزات جوشی: پوشش‌های جوشکاری مانند گازهای محافظ (مانند گازهای آرگون، CO2 و غیره) یا پوشش‌های سطحی (مثل پوشش‌های روغنی، رزینی یا فسفاتی) به حفاظت از فلزات جوشی در برابر هوا و عوامل خوردگی کمک می‌کنند. این حفاظت می‌تواند به افزایش دوام و استحکام جوش کمک کند.
• 2. کاهش تأثیرات جانبی: این پوشش‌ها می‌توانند از تأثیرات جانبی مانند خوردگی، اکسیداسیون، تغییرات شیمیایی و حتی تأثیرات حرارتی مخرب جلوگیری کنند. این مواد ممکن است فرایند های خوردگی یا اکسیداسیون را به تأخیر بیندازند و از دست دادن خواص فلز را کاهش دهند.
• 3. بهبود ظاهر جوش: پوشش‌های جوشکاری می‌توانند ظاهر نهایی جوش را بهبود بخشند. این به معنای زیبایی و صافی بیشتر سطح جوش می‌باشد.
• 4. حداکثر سازی ایمنی و کنترل دودهای خطرناک: برخی از پوشش‌های جوشکاری می‌توانند دودها و گازهای خطرناک تولید شده در فرآیند جوش را کنترل کرده و ایمنی کارگران را حفظ کنند.
• 5. حداکثر سازی بهره‌وری فرایند: با انتخاب مناسب پوشش‌های جوشکاری، بهره‌وری فرایند جوشکاری بهبود می‌یابد. این پوشش‌ها می‌توانند از ضایعات کاهش یابند و نتیجهٔ نهایی را بهبود دهند.

به طور خلاصه، پوشش‌های جوشکاری باعث بهبود کیفیت نهایی جوش، ایمنی کارگران و بهره‌وری فرآیند می‌شوند. انتخاب صحیح پوشش متناسب با نوع جوشکاری، مواد اولیه و شرایط فرآیند به کاهش خطرات و بهبود عملکرد فرآیند کمک می‌کند.

گازهای مختلف چگونه بر کیفیت تاثیر می گذارند؟

گازهای استفاده شده در فرایند جوشکاری می‌توانند تأثیر زیادی بر کیفیت نهایی جوش داشته باشند. هر گازی که برای محافظت از فلزات جوشی و پیشگیری از تغییرات شیمیایی و فیزیکی به کار می‌رود، تأثیرات خاص خود را بر روی جوش دارد. تعدادی از این گازها شامل گازهای آرگون، CO2، هلیم، اکسیژن، و مخلوط‌های گازی هستند که هر یک نقش مهمی در بهبود کیفیت جوش ایفا می‌کنند:

• 1. گاز آرگون: استفاده از گاز آرگون به عنوان گاز محافظ (به تنهایی یا در ترکیب با دیگر گازها) معمولاً برای جوشکاری فلزات ضد زنگ و فولادهای ضعیف به کار می‌رود. این گاز از عوامل تصفیه کننده است که اکسیداسیون و اکسیده شدن فلزات را کاهش می‌دهد و به کیفیت جوش کمک می‌کند.
• 2. گاز دی‌اکسید کربن (CO2): این گاز معمولاً در فرایند جوشکاری MIG/MAG به عنوان یکی از ترکیبات گازی استفاده می‌شود. CO2 می‌تواند باعث افزایش عمق نفوذ جوش و افزایش سرعت جوشکاری شود. با این حال، ممکن است اثرات خوردگی و ایجاد پوکه‌ها را نیز به همراه داشته باشد.
• 3. گاز هلیم: استفاده از گاز هلیم معمولاً در جوشکاری TIG و MIG برای جوشکاری فلزات سبک و آلومینیومی به کار می‌رود. هلیم می‌تواند دمای قوس جوش را افزایش دهد و کنترل عمق نفوذ را بهبود بخشد.
• 4. گاز اکسیژن: استفاده از اکسیژن به عنوان گاز جوشکاری می‌تواند باعث افزایش سرعت جوشکاری و توان جذب حرارت شود. اما استفاده زیاد از اکسیژن ممکن است باعث اکسیداسیون فلزات شود و کیفیت جوش را کاهش دهد.

ترکیبات مختلف این گازها و نحوه استفاده از آنها بستگی به نوع فلز و فرایند جوشکاری دارد. انتخاب مناسب و کنترل صحیح این گازها می‌تواند به کیفیت جوش کمک کرده و به ارتقاء عملکرد و استحکام نهایی جوش بیانجامد.