جستجو مطالب وبلاگ: 

روش‌های اتصال فلزات رایج: از جوشکاری صنعتی تا لحیم‌کاری دقیق

۱۶ مهر ۱۴۰۴ اینورتر جوش ، صنعت روش جوشکاری الومینوم ، روش جوشکاری فولاد ، روش جوشکاری آهن ، روش جوشکاری مس ، لحیم کاری ، لحیم کاری سخت ، لحیم کاری دقیق

 

اتصال دائمی فلزات (Joining) فرآیندی است که نیازمند درک عمیق خواص فیزیکی و شیمیایی هر ماده است. فلزات مختلف به دلیل تفاوت در نقطه ذوب، رسانایی حرارتی و تمایل به اکسیداسیون، به روش‌ها، تجهیزات و تکنیک‌های گرمایشی متفاوتی نیاز دارند. در این مقاله، روش‌های بهینه اتصال برای رایج‌ترین فلزات صنعتی و نرم مورد بررسی قرار می‌گیرد.

 

۱. آهن و فولاد (Iron and Steel): ستون فقرات صنعت

آهن و آلیاژهای آن (فولاد کربنی، آلیاژی و ضدزنگ) پرمصرف‌ترین فلزات هستند و معمولاً از طریق فرآیندهای جوشکاری قوس الکتریکی متصل می‌شوند.

روش بهینهنوع جریانملاحظات فنی و تجهیزات
الکترود دستی (SMAW)DC -ACساده‌ترین و همه‌کاره‌ترین روش. استفاده از الکترودهای کم‌هیدروژن () برای استحکام بالا و جلوگیری از ترکیدگی.
GMAW (MIG/MAG)DCسرعت بالا در تولید انبوه. استفاده از گاز محافظ (برای فولاد کربنی) یا ترکیب آرگون/.
GTAW (TIG)DCدقت بالا و بدون پاشش. ضروری برای فولاد ضدزنگ و آلیاژهای حساس به خوردگی.
نکته کلیدی: برای فولادهای پرکربن و ضخیم، پیش‌گرمایش (Preheating) برای جلوگیری از ترک‌خوردگی ناشی از سرد شدن سریع (Cold Cracking) ضروری است.  

 

۲. آلومینیوم (Aluminum): فلز سبک‌وزن

 

آلومینیوم به دلیل نقطه ذوب پایین (حدود ) و رسانایی حرارتی بالا، و مشکل اکسیداسیون، نیازمند تکنیک‌های خاص است.

  • چالش فنی: آلومینیوم در معرض هوا یک لایه اکسیدی سخت () تشکیل می‌دهد که نقطه ذوب آن (حدود ) بسیار بالاتر از فلز پایه است.

  • روش بهینه :

    • جریان متناوب : ضروری است. در چرخه ، یک نیم‌موج برای نفوذ (Penetration) و نیم‌موج دیگر برای شکستن و تمیز کردن (Cleaning Action) لایه اکسیدی استفاده می‌شود.

    • گاز محافظ: آرگون خالص.

  • روش بهینه : برای جوشکاری‌های با سرعت بالا و ضخامت‌های بالاتر استفاده می‌شود. نیاز به دستگاه‌های تغذیه سیم مخصوص (با سرعت بالا و اصطکاک پایین) دارد تا سیم نرم آلومینیوم مچاله نشود.

 

۳. مس و برنج (Copper and Brass): آلیاژهای رسانای حرارت

مس و آلیاژهای آن (مانند برنج که مس و روی است) به دلیل رسانایی حرارتی فوق‌العاده بالا، گرمای جوش را به سرعت از ناحیه اتصال دور می‌کنند.

 

الف) مس خالص (Copper)

  • چالش فنی: رسانایی حرارتی بسیار بالا. برای حفظ دمای مذاب، نیاز به ورودی حرارتی بسیار بالا و اغلب پیش‌گرمایش قطعه کار دارد.

  • روش بهینه: () با جریان مستقیم (DC) و الکترود تنگستن خالص. از لحیم‌کاری سخت (Brazing) برای اتصالات لوله‌کشی (با آلیاژهای مس-نقره) نیز استفاده می‌شود.

 

ب) برنج (Brass)

  • چالش فنی: دارای فلز روی () است. روی دارای نقطه جوش پایین است و هنگام جوشکاری تبخیر شده و دود سفید سمی (اکسید روی) تولید می‌کند.

  • روش بهینه: لحیم‌کاری سخت (Brazing) با استفاده از مشعل (Torch) روش ترجیحی است، زیرا حرارت کمتر از جوشکاری، تبخیر روی را کاهش می‌دهد. در صورت جوشکاری ، باید از سیستم تهویه قوی استفاده شود.

 

۴. قلع و سرب (Tin and Lead): فلزات نرم و لحیم‌کاری

قلع و سرب و آلیاژهای آن‌ها (مانند آلیاژهای لحیم قلع-سرب یا قلع-نقره) به دلیل نقطه ذوب بسیار پایین، هرگز جوشکاری (Welding) نمی‌شوند، بلکه فرآیند اتصال آن‌ها لحیم‌کاری نرم (Soft Soldering) نام دارد.

  • نقطه ذوب: لحیم‌ها معمولاً در دمای زیر (اغلب زیر ) ذوب می‌شوند.

  • تکنیک لحیم‌کاری:

    1. تمیزکاری: سطوح فلزات باید کاملاً تمیز و عاری از اکسید باشند.

    2. فلاکس (Flux) / تمیز کننده: یک ترکیب شیمیایی است که قبل یا حین گرمایش اعمال می‌شود تا اکسیدهای سطح را حل کند و از اکسیداسیون مجدد در حین اتصال جلوگیری نماید.

    3. گرمایش: با استفاده از هویه (Soldering Iron) یا مشعل کوچک، حرارت فقط به فلز پایه داده می‌شود تا به دمای ذوب لحیم برسد.

    4. تغذیه لحیم: سیم لحیم ذوب شده و توسط خاصیت مویینگی در شکاف اتصال جریان می‌یابد.

  • کاربردها: لحیم‌کاری در الکترونیک، اتصال لوله‌های مسی، و آب‌بندی ورقه‌های قلعی یا سربی.

 

۵. تجهیزات و آموزش مشترک

 

جزءاهمیتملاحظات فنی
ایمنی (Safety)حیاتیتهویه مناسب (به ویژه برای برنج و سرب)، استفاده از ماسک تنفسی برای دودهای سمی، و تجهیزات حفاظت فردی.
تجهیزات گرمایشمناسب‌سازیجوشکاری قوس: دستگاه‌های اینورتر . لحیم‌کاری سخت: مشعل‌های اکسیژن/استیلن یا پروپان. لحیم‌کاری نرم: هویه‌های الکتریکی.
تمیزکاری سطحتضمین کیفیتتمام فلزات باید قبل از اتصال عاری از روغن، زنگ‌زدگی یا اکسید باشند. برای آلومینیوم، برس‌کاری با استیل ضدزنگ و برای قلع، استفاده از فلاکس قوی ضروری است.
آموزش و گواهینامهحرفه‌ای بودنآموزش‌های تخصصی در زمینه کدهای و برای جوشکاری فولاد و آلومینیوم و همچنین کسب مهارت‌های عملی در تنظیم آمپراژ و تکنیک حرکت تورچ.

نتیجه‌گیری: انتخاب موفق روش اتصال فلزات به توازن دقیقی بین خواص حرارتی فلز و ورودی حرارتی دستگاه وابسته است. در حالی که فولادها از قدرت بالای قوس الکتریکی بهره می‌برند، فلزاتی مانند آلومینیوم و مس به مدیریت جریان (مانند برای آلومینیوم) و حرارت (پیش‌گرمایش برای مس) نیاز دارند. برای فلزات نرم، پایین نگه داشتن دما و تمرکز بر تمیزکاری شیمیایی (فلاکس) با لحیم‌کاری، کلید یک اتصال قوی است.

۵
از ۵
۳ مشارکت کننده
  • لینک
  • تلگرام
  • واتساپ
  • ایکس (توییتر)
  • لینکدین
  • فیسبوک
  • پینترست
  • اشتراک گذاری
سبد خرید