جوشکاری یکی از روشهای تولید میباشد. هدف آن اتصال دایمی مواد مهندسی (فلز، سرامیک، پلیمر، کامپوزیت) به یکدیگر است به گونهای که خواص اتصال برابر خواص ماده پایه باشد.
پیشینه
موسیان در ۱۸۸۱ قوس کربنی را برای ذوب فلزات مورد استفاده قرار داد.
اسلاویانوف الکترودهای قابل مصرف را در جوشکاری به کار گرفت.
ژول در ۱۸۵۶ به فکر جوشکاری مقاومتی افتاد
لوشاتلیه در ۱۸۹۵ لوله اکسی استیلن را کشف و معرفی کرد.
الیهوتامسون آمریکائی از جوشکاری مقاومتی در سال ۷-۱۸۷۶ استفاده کرد.
در جریان جنگهای جهانی اول و دوم جوشکاری پیشرفت زیادی کرد. احتیاجات بشر به اتصالات مدرن – سبک – محکم و مقاوم در سالهای اخیر و مخصوصاً بیست سال اخیر سبب توسعه سریع این فن شدهاست.
________________________________________
فرایندهای جوشکاری
فرایندهای جوشکاری با قوس الکتریکی
جریان الکتریکی از جاری شدن الکترونها در یک مسیر هادی به وجود میآید. هرگاه در مسیر مذکور یک شکاف هوا(گاز)ایجاد شود جریان الکترونی و در نتیجه جریان الکتریکی قطع خواهد شد. چنانچه شکاف هوا باندازه کافی باریک بوده و اختلاف پتانسیل و شدت جریان بالا، گاز میان شکاف یونیزه شده و قوس الکتریکی برقرار میشود. از قوس الکتریکی به عنوان منبع حرارتی در جوشکاری استفاده میشود.روشهای جوشکاری با قوس الکتریکی عبارتاند از:
• جوشکاری با الکترود دستی یا MAW
• جوشکاری زیر پودریSMAW
• جوشکاری با گاز محافظ یا GMAW یا MIG/MAG
• جوشکاری با گاز محافظ و الکترود تنگستنی یا GTAW یا TIG
• جوشکاری پلاسما
فرایندهای جوشکاری مقاومتی
در جوشکاری مقاومتی برای ایجاد آمیزش از فشار و گرما هردو استفاده میشود.گرما به دلیل مقاومت الکتریکی قطعات کار و تماس آنها در فصل مشترک به وجود میآید. پس از رسیدن قطعه به دمای ذوب و خمیری فشار برای آمیخته دو قطعه بکار میرود.در این روش فلز کاملاً ذوب نمیشود. گرمای لازم از طریق عبور جریان برق از قطعات بدست میآید.روشهای جوشکاری مقاومتی عبارتاند از:
• جوش نقطهای
• درز جوشی
• جوش تکمهای
فرایندهای جوشکاری حالت جامد
دستهای از فرایندهای جوشکاری هستند که در آنها، عمل جوشکاری بدون ذوب شدن لبهها انجام میشود. در واقع لبهها تحت فشار با حرارت یا بدون حرارت در همدیگر له میشوند. فرایندهای این گروه عبارتاند از:
• جوشکاری اصطکاکی'متن سیاه'متن سیاهمتن ایتالیکمتن سیاه
• جوشکاری نفوذی
• جوشکاری با امواج مافوق صوت
جوشکاری حالت جامد : اخیراً ثابت شدهاست که فلزات در دمای اتاق هم قابل اتصالند . این عمل توسط ایجاد پیوندهای فلزی در دو سطح مورد اتصال ، انجام میگیرد . بطور ایده آل ، تشکیل اتصال فلزی بوسیلهٔ جوشکاری سرد ، و یا پیوند ( Bonding ) بطریق زیر متصور است : دو قطعهٔ بسیار صیقلی و تمیز در اختیار است . هرکدام از ایندو، مجموعهای از بارهای (+) و (-) میباشد به گونهای که هر قطعه بدون عیب و با استحکام کافی دارای پایداری است . اگر دو قطعه کاملاً نزدیک هم قرار گرفته و به هم بچسبند ، الکترونهای فرار از هر قطعه ، بین آندو مشترک میشود و در نتیجه نیروی عکس العمل بین سطوح زیاد میگردد . بنابراین وقتی دو سطح تماس کامل داشته باشند ، نیروهای عکس العملی بین اتمها ، خودبه خود زیاد شده و یک اتصال محکم و قدرتمند بوجود میآید . ولی در عمل ، یک فلز هرگز صیقل کامل نمیخورد و همواره اعجاج ماکروسکوپی در سطح دارد. [ ultra Mic or Macroscopic] و همین ناهمواریها ، مساحت واقعی تماس را چند برابر مقدار واقعی میکند . بدلیل وجود نقاط ناهموار میکروسکوپی ، لایههای سطحی فلز دارای انرژی سطحی قابل ملاحظهای در اثر پیوندهای فلزی اشباع نشده ، جاهای خالی و نیز نابجائیها Vacancies & Dislocations میباشد . بنابراین عکس العملهای شدیدی بین انتهای سطح فلز و محیط ایجاد میشوند . دقیقاٌ بلافاصله پس از سطح فلز ، یک ابر پیوسته از الکترونهای متحرک موجود است که متناوباً از سطح جدا و به آن مجدداً میپیوندند (dipole ۷ Double electric ) دانسیته بار این لایه که شامل دو قطب + و – میباشد ، ثابت نمیماند و به هندسهٔ میکروسکوپی و سطح وابستهاست