مقالات

جوشکاری فشاری یا pressure butt welding چیست؟

جوشکاری فشاری

جوشکاری فشاری ( pressure butt welding ) یکی از تکنیک های معمول جوشکاری است که می تواند به صورت جوشکاری دستی یا اتوماتیک انجام شود . این نوع جوش روی قطعات فولاد قابل انجام است . از این جوشکاری برای اتصال دو قطعه از فلز مانند لوله استفاده می شود .

جوشکاری مقاومت فشاری برای اتصال فلزات و مواد شبیه به یکدیگر استفاده می شود . یکی از انواع فرایند های جوش مقاومت است . این فرایند در یک مرحله انجام می شود و کل ناحیه ای که باید جوش شود را در بر می گیرد . گرمای ایجاد شده در ناحیه جوش به دلیل مقاومت فلز به جریان عبوری از آن است . این جریان در قطعات انتقال می یابد . این قطعات علاوه بر تحمل جریان عبوری از آن ها تحت فشار نیز قرار می گیرند . بعد از اعمال جریان و گرم شدن و نرم شدن منطقه ای که قرار است جوش شود ، به آن ها فشار وارد می شود . این فشار قطعات نرم شده را به یکدیگر متصل می کند . به این ترتیب فرایند جوشکاری تکمیل می شود و اتصال جوشی شکل می گیرد .

جوشکاری مقاومت فشاری یک فرایند حالت جامد است . فشار وارده بر سطوحی که باید جوش شوند ، باعث تغییر شکل سطوح می شود . در اثر این فشار سطوح به قدری به یکدیگر نزدیک می شوند تا بین آن ها تماس ایجاد شود و جوش شکل گیرد .

نحوه اتصال قطعات در جوشکاری فشاری

در فرایند جوشکاری PBW ، دو قطعه فلز بصورت سریال در یک مسیر پشت سر یکدیگر در یک خط قرار می گیرند . این فرایند می تواند توسط دستگاه های بزرگ جوشکاری انجام شود یا اینکه می تواند توسط ماشین های قابل حمل ، دستی و کوچک بوسیله فرد جوشکار انجام شود . فرایند جوشکاری فشاری یک فرایند اقتصادی و قابل اعتماد است . این فرایند به هیچ وسیله اضافی نیاز ندارد .

جوشکاری فشاری

فرایند جوشکاری PBW ، می تواند برای فلز و پلاستیک مورد استفاده قرار گیرد . زمانی که دو ورقه فولادی در کنار یکدیگر قرار می گیرند و در یک خط به یکدیگر جوش داده می شوند ، اتصال جوش فشاری شکل می گیرد .

این مقاله را حتما بخوانید  تکنولوژی arc force در دستگاه جوشکاری اینورتر

جوشکاری فشاری

ضخامت موادی که می توانند به روش PBW جوش شوند

اگر موادی که قرار است به یکدیگر جوش داده شوند نازک باشند ، شکل جوش مربعی ( squre ) یا لبه ساده برای جوش آن ها مناسب است . اگر فلزاتی که قرار است به هم متصل شوند ضخامت بیشتری داشته باشند ، لبه ها باید طوری تراشیده شوند که به شکل V در بیایند ( single-v) . در این مواقع هر لبه می تواند بصورت جداگانه به شکل V تراشیده شود ( Double – v ) . ایجاد شیار به شکل double – v برای ضخیم ترین نوع مواد مناسب است . این بدان معناست که فلزات باید در هر دو طرف به شکل V تراشیده شوند . در این مواقع باید از ماده فیلر ( filler  ) در هر دو طرف استفاده کرد . شکل double – v برای فلزات بسیار ضخیم و اشیاء بسیار بزرگ قابل استفاده است .

موارد استفاده از جوشکاری PBW

اکثر مواقع در جوشکاری ( welding )  و اتصال لوله ها به یکدیگر از فرایند جوشکاری PBW استفاده می شود . در این موارد انتهای لوله هایی که باید به هم متصل شوند ابتدا تراشیده می شود و برای اتصال آماده می شود . جوشکاری فشاری منجر به اتصال قوی و قابل اعتماد می شود .

جوشکاری فشاری

برای انجام این فرایند گرمای ورودی زیادی مورد استفاده نیست . ناحیه تاثیر پذیرفته از گرمای (  HAZ ) کوچکی در این روش ایجاد می شود . سرعت انجام این فرایند بسیار بالا است .

مقایسه جوشکاری فشاری و جرقه ای سر به سر

جوشکاری جرقه ای و جوشکاری فشاری هر دو جوشکاری مقاومتی ( ERW ) هستند . در هر دو نوع جوشکاری تمام ناحیه جوش به یک باره در معرض جریان و حرارت قرار می گیرد . در هر دو فرایند از مقاومت نسبت به جریان الکتریکی در دو قطعه حرارت ایجاد می شود . در بسیاری از موارد این دو فرایند با یکدیگر اشتباه گرفته می شوند . گرما در این فرایند ها از فرمول زیر محاسبه می شود .

Heat = I2RT

در این فرمول I ، جریان الکتریکی موجود در فرایند به آمپر است . R ، مقاومت الکتریکی قطعات موجود در جوشکاری است . T هم تعیین کننده زمان است . هر دو روش جوشکاری فشاری و جرقه ای می توانند به وسیله جریان متغیر ( AC ) یا جریان مستقیم ( DC ) انجام شوند .

این مقاله را حتما بخوانید  فیش جوشکاری چیست | فیش نری و مادگی دستگاه جوش

جوشکاری فشاری چگونه انجام می شود

یکی از اولین انواع جوشکاری مقاومتی مورد استفاده در صنایع ، فرایند جوشکاری فشاری است . جوشکاری فشاری و جرقه ای ( FBW ) هر دو به وسیله یک دستگاه جوشکاری قادر به انجام هستند . تفاوت عمده این دو جوشکاری موضوع فشار و جریان الکتریکی است .

جوشکاری فشاری

در فرایند جوشکاری فشاری ، دو قطعه کاری ابتدا به یکدیگر فشار داده می شوند . جریان الکتریکی در مرحله بعدی به آن ها وارد می شود . این جریان سبب می شود قطعات داغ شوند و بدلیل اینکه تحت فشار هستند به یکدیگر متصل شوند . به بیان دیگر جوشکاری فشاری یک فرایند تک مرحله ای است .

فشار و جریان تا حدی به قطعه وارد می شوند که اتصال ایجاد شود . فشار متداول در ناحیه نرم شده در اثر گرما ، منجر به تولید جوش می شود . یک جوشکاری فشاری از هیچ نوع جرقه ای استفاده نمی کند . نتیجه نهایی جوش یک منطقه صاف و متقارن است . نمونه های مدرن استفاده از جوشکاری فشاری ،  فرایند اتصال سیم ها و میله های با قطر بسیار کم به یکدیگر است .

پیشرفت های صورت گرفته در زمینه جوشکاری PBW

با اینکه جوشکاری فشاری به طور گسترده در صنایع امروزی به کار گرفته می شود ، اما ، بدلیل استفاده از جریان الکتریکی زیاد قطعات به مقدار بیش از اندازه ای داغ می شوند . همچنین برای انجام این فرایند دقت نگهداری و یک سری کارهای اولیه و پیش نیاز مورد نیاز است . سطح قطعاتی که باید به یکدیگر جوش داده شوند باید بسیار تمیز ، صاف و در راستای یکدیگر باشد . اگر فرایند به درستی انجام نشود جوش حاصله ضعیف خواهد بود . یکی از عوامل درست انجام نشدن این فرایند جریان الکتریکی نامناسب است .

اینگونه تصور می شود که جوش حاصل از جوشکاری PBW بسیار ضعیف تر از جوشکاری جرقه ای است .  استفاده از میکروپروسسور های پیشرفته و استفاده از جریان محدود DC باعث شده است که این تصور غلط از میان برود .

جوشکاری فشاری در ابتدا توسط ماشین های کوچک تر 5 تا 100 KVA و جریان AC تک فاز انجام می شدند . پروژه های بزرگ تر نیازمند جریان الکتریکی بیشتری هستند . جریان زیاد نیازمند منبع برق قوی تر و تجهیزات بزرگ تر است .

این مقاله را حتما بخوانید  تنظیم دستگاه جوش و مراحل انجام آن چگونه است؟

در سال های اخیر ، منبع برق DC سه فاز ، برای جوشکاری فشاری مورد استفاده قرار می گیرد . ماشین های جوشکاری مجهز به منبع برق DC سه فاز ،  مقدار جریان اولیه را کاهش می دهند و همچنین به میزان بیشتری منطقه آماده برای جوش را گرم می کنند . مواد آهنی و غیر آهنی با استفاده از این نوع ماشین های جوشکاری ، بصورت موفقیت آمیزی جوش می شوند .

ماشین های سه فاز DC مورد استفاده در فرایند های جوشکاری هزینه بالایی دارند . تحقیقات نشان می دهد ناحیه گرم ( HAZ ) کوچکتری در این فرایند شکل می گیرد .

نتیجه گیری

مانند سایر انواع فرایندهای جوشکاری ، تکنولوژی های جدید به سرعت ابزار به کار رفته در جوشکاری جرقه ای و جوشکاری فشاری را تغییر می دهند . پیشرفت متوالی ابزارهای کنترلی ، منابع برق AC و DC ، هیدرولیک های فوق پیشرفته و پیشرفت والوها باعث پیشرفت هر دو فرایند جوشکاری شده اند . همچنین در همین زمان ، این تکنولوژی های مدرن باعث شده اند پروژه هایی که با این روش ها قابل انجام هستند نیز گسترده تر شوند .

به دلیل تنوع مواد و محصولاتی که می توانند با جوشکاری جرقه ای یا فشاری انجام شوند ، بهتر است برای هر پروژه از جوشکاری متناسب با آن استفاده شود . نیازمندی های پروژه ، کارایی و تمیزی و عدم پاشش جوش همه فاکتورهای مهمی برای انتخاب نوع جوشکاری هستند .

هر دو نوع جوشکاری نیاز به گاز محافظ ندارند . از این فرایند ها در صنایع حودرو سازی ، کشاورزی ، ساخت لوله ، توربین و سایر پروژه ها استفاده می شود . آلیاژهایی که در این نوع جوشکاری ها استفاده می شوند می توانند ، نیکل ، آلومینیوم ، و مس باشند .

از اینکه در این مقاله با ما همراه بودید سپاسگزاریم . منتظر نظرات شما هستیم .

منابع : twi-globalthepipefittingthefabricator

0 0 رای ها
امتیازدهی به مقاله
اشتراک در
اطلاع از
guest

0 نظرات
بازخورد (Feedback) های اینلاین
مشاهده همه دیدگاه ها