جوشکاری سرد چه نوع جوشکاری می باشد؟

جوشکاری سرد به معنای پیوستن به فلزات بدون حرارت به یکدیگر است. همه فلزات برای جوشکاری با هم نیاز به گرما ندارند. وقتی به یک روش جوشکاری فکر می کنیم، اولین چیزی که به ذهن ما خطور می کند استفاده از گرما است. گرم کردن فلزات تا نقطه ذوب و ترکیب شدن آنها با هم نحوه کار اکثر تکنیک های جوشکاری است. تکنیک هایی مانند جوشکاری قوس ، جوشکاری اصطکاکی ، جوشکاری التراسونیک و جوشکاری لیزر ، همه به نوعی یا گرما را شامل می شوند. در حقیقت ، گرما مترادف با جوشکاری محسوب می شود و برای پیوستن دو ماده یکپارچه است.  جوشکاری سرد فرآیند جوشکاری اتصال دو فلز بدون استفاده از گرما است. ممکن است غیر ممکن به نظر برسد ، اما یکی از محبوب ترین انواع جوشکاری است.

تعریف جوشکاری سرد

جوشکاری سرد (که به آن جوشکاری فشار سرد و جوشکاری تماسی نیز گفته می شود) از فشار برای اتصال دو ماده استفاده می کند. از نظر علمی، این فرآیند انتشار حالت جامد نام دارد و از آن برای ایجاد جوش از فشار استفاده می شود. وقتی دو ماده به هم فشار داده می شوند، به طور کلی جوش نمی خورند. این عمدتا به این دلیل است که یک لایه اکسید یا یک مانع نازک روی سطح مواد وجود دارد. اگر مورد فلز را در نظر بگیریم، یک لایه اکسید روی سطح مانند سدی است که اجازه نمی دهد با فلز دیگری پخش شود.

تاریخچه جوشکاری سرد

جوشکاری سرد دارای قرن ها سابقه است. حفاران ظروف جوش سرد پیدا کرده اند که قدمت آنها به عصر برنز باز می گردد. برای اولین بار به طور علمی آزمایش جوش سرد توسط  جناب JI Desaguliers در 1724 انجام شد. آزمایش او با مشاهده اینکه هر دو گلوله سربی با قطر یکسان را فشار داده و می چرخاند، به یکدیگر می چسبند. آزمایش های بیشتر نشان داد که بعضی اوقات، مقاومت پیوند تقریباً مشابه فلز اصلی است.

نظریه های بسیاری وجود داشته است که سعی در توضیح این پدیده از جمله تبلور مجدد و فرضیه انرژی دارند. با این حال، همه آنها رد شده اند. در حال حاضر، توضیحات پذیرفته شده ایجاد پیوند فلزی است که در نتیجه فعل و انفعال بین یون های آزاد و الکترون ها هنگام فشار دو فلز به هم می آید. هنگامی که این جوشکاری با روش صحیح و با مواد به درستی انجام می شود، نتایج اغلب به اندازه فلز اصلی است.

چگونه می توانیم بدون گرما به فلزات پیوند دهیم؟

از عنصر گرما در فرآیند جوشکاری برای ساخت قطعات به اندازه کافی پلاستیکی استفاده می شود تا انتشار اتم ها یا بین دو قطعه کار یا با یک محیط متفاوت در وسط آن دو انجام شود. با این حال، استفاده از گرما برای اتصال مواد اجباری نیست. جوشکاری حالت سرد نشان می دهد که در زمان واقعی است.

روش انجام جوشکاری از نوع سرد

جوشکاری سرد با تهیه فلزات قبل از جوشکاری بر این مسئله فائق می آید. فرآیند آماده سازی شامل تمیز کردن یا مسواک زدن فلزات به حدی است که اکسید بالایی یا لایه مانع از بین برود. این امر با چربی زدایی فلز و سپس مسواک زدن با سیم حاصل می شود. پس از تمیزی سطح مطلوب، هر دو ماده به صورت مکانیکی و با نیروی مناسب به یکدیگر فشار داده می شوند. مقدار نیرو به خود ماده بستگی دارد، زیرا بعضی از مواد ممکن است فقط در فشارهای بالا جوش شوند.  یکی از شرایط مورد نیاز این است که حداقل یکی از مواد باید منعطف باشد و تحت سختی سخت قرار نگیرد. بدیهی است که این لیست موادی را که می توانند کاندید جوشکاری از نوع سرد باشند، محدود می کند. فلزات نرم بهترین انتخاب برای این جوشکاری است.

متداول ترین اتصالی که با این جوشکاری امکان پذیر است:

• مفصل لب به لب
• مفصل لپ

محدودیت های جوشکاری سرد

دستیابی به جوشکاری کاملاً سرد بسیار سخت است. این به دلایل مختلفی مانند لایه های اکسید است که در شرایط جوی در بالای فلز تشکیل می شود، بی نظمی سطح ، آلودگی سطح و موارد دیگر.  جوشکاری بهینه در سرما تنها زمانی اتفاق می افتد که دو سطح تحت فشار قرار گرفته تمیز و عاری از هر نوع آلودگی باشند. همچنین، سطح مسطح و منظم تر باعث جوشکاری آسان تر و یکنواختی است.

همچنین، محدودیت هایی در انواع فلزاتی که در این فرایند جوشکاری می تواند به آنها بپیوندد وجود دارد. فلزات نرم غیر آهنی تنها کاندیداهای مناسب برای جوشکاری سرد هستند.

مزایای استفاده از این جوشکاری

قابل توجه ترین مزیت جوشکاری سرد این است که جوشهای حاصل دارای مقاومت پیوند مشابه ماده اصلی هستند. بازآفرینی این کار در فلزکاری بسیار سخت است. سرما همچنین می تواند سری آلومینیوم 2x و 7x را جوش دهد که اغلب با سایر انواع جوشکاری امکان پذیر نیست.

آیا جوشکاری آلومینیوم به روش سرد مناسب است؟

در صنایع، جوشکاری سرد به دلیل توانایی جوشکاری آلومینیوم و مس در کنار یکدیگر شناخته می شود که جوشکاری آنها با اشکال دیگر از روشهای جوشکاری اغلب دشوار است. با این حال، پیوند ایجاد شده بین دو ماده در اثر این جوشکاری بسیار محکم است و بدون ایجاد ترکیبات بین فلزی شکننده، جوش های تمیز و محکم را فراهم می کند.

کاربردهای جوشکاری سرد

جوشکاری سرد بیشتر در سیم های جوشکاری اعمال می شود. از آنجا که هیچ حرارتی درگیر نیست و فرآیند می تواند به سرعت انجام شود، این روش می تواند سیمهای کاملا جوش داده شده که عمدتا با آلومینیوم ، مس ، برنج 70/30 ، روی ، آلیاژهای نقره و نقره ، نیکل و طلا ساخته شده اند را تضمین کند. حتی ابزار دستی نیز در دسترس است که می توانید برای جوش دادن سیم های سرد از آنها استفاده کنید و این کار را بسیار قابل حمل و آسان می کند. در مواردی که باید فلزات غیر متفاوتی مانند فلز بین مس و آلومینیوم که قبلاً بحث کردیم ، از جوشکاری کاملا سرد استفاده می شود.

منابع: interestingengineering