تاریخچه صنعت جوشکاری
در دهه 1800 در طول انقلاب صنعتی جوشکاری اختراع شد. زمان آغاز جوشکاری وقتی است که آهن به عنوان یک نوع فلز کشف شد و به شکلی در عصر برنز و عصر آهن وجود داشت. انسان های اولیه برای تهیه سلاح و ظروف مورد نیاز شروع به ساختن چنین وسایلی با استفاده از جوشکاری کردند. باستان شناسان جعبه های کوچکی از طلا با مفاصل پیدا کردند که بیش از دو هزار سال پیش با فشار جوش داده شده بودند. علاوه بر این، شواهدی وجود دارد که مصریان باستان می دانستند که چگونه آهن را به هم جوش دهند.
جوشکاری به دو دسته ذوبی و غیر ذوبی تقسیم میشود. جوشی که در آن قطعه ذوب شود، جوشکاری ذوبی و جوشی که از طریق آهنگری، انفجاری و اصطکاکی انجام شود جوش غیر ذوبی نامیده می شود. البته در گذشته که دستگاه جوش وجود نداشت، بشر برای ساخت وسایل مورد نیاز خود از فلز آهن را با حرارت بسیار بالا و با روش کوفتن، شکل و فرم میداد. این روش یکی از روش های قدیمی و اولین روش جوشکاری است. با کشف فلزات جدید همچون برنج، سرب، مس و تکامل یافتن انسان ها، روشهای جوشکاری بسیاری به وجود آمد.
با گذشت زمان گروه زیادی از مردم به آهنگری روی آوردند. آهنگران در کوره های هیزمی ابتدا با گداختن، آهن را در جهت حالت دادن نرم می کردند. سپس با سوراخ کردن، پرچ کردن و کوبیدن پتک روی قطعه فلز می توانستند اشیا مورد نظر را تولید کنند.
از گذشته بشر نیاز به اتصال و جوشکاری داشته است. بعضی از شهرستان ها همچنان شاهد این گونه آهنگری هستیم. قطعات فلز به صورت سرد یا گداخته روی هم قرار می گیرد. و در اثر کوبیدن به یکدیگر متصل می شوند تا قطعه یک تکه و یکنواخت تولید شود. بعد از گذشت زمان تغییراتی در نحوه جوشکاری و اتصال ایجاد شد. به عنوان نمونه ابتدا از مایعات قابل اشتعال برای مشعل استفاده می کردند.
چگونگی پیدایش جوش به روش قوس الکتریکی
دانشمندی روسی به نام واسیلی ولادیمیر پتروف دو تکه زغال چوب را به قطب های باتری وصل کرد. سپس دو تکه زغال چوب را به هم تماس داد و جدا کرد. قوسی بین دو تکه زغال چوب به وجود آمد. زغال ها از شدت گرما سفید شدند و نور خیره کننده ای به وجود آمد.
79 سال بعد از این کشف پتروف، شخصی به نام موسیان برای ذوب فلزات قوس کربنی را به کار برد. در سال 1885 شخصی به نام برنادوز جوشکاری با قوس الکتریکی به وسیله الکترود زغالی را ابداع کرد. روش کار بدین صورت بود که دو قطعه فلز را در فاصله ای از یکدیگر قرار داد. از پدیده قوس استفاده کرد و الکترود زغالی بین دو قطعه را وارد کرد. با وارد کردن همزمان میله ای فلزی همجنس، در داخل قوس الکتریکی فلز آب شد. پس از منجمد شدن این فاصله بین دو قطعه پر شد و باعث به هم پیوستن دو قطعه فلز شد.
با گذشت زمان دانشمند دیگری به نام اسلاویانوف روش الکترود ذوب شونده را اختراع کرد. روش کار بدین صورت بود که الکترود فلزی را جایگزین الکترود زغالی کرد. الکترود زغالی علاوه بر ایجاد قوس وظیفه پر کردن فلز را نیز بر عهده داشت.
در جریان جنگ های جهانی اول و دوم به علت نیازهای صنایع نظامی به اتصالات مستحکم،جوشکاری بسیار پیشرفت کرد.
ارتقا جوشکاری و انواع مختلف آن
امروزه جوشکاری و دستگاه جوش از فرآیندهای مهم در ساخت و تولید است که در صنایع مختلف کاربردهای فراوانی دارد.
یکی از پرکاربردترین دستگاه ها برای اتصال فلزات به یکدیگر دستگاه جوش میباشد. پیشرفت تکنولوژی باعث شده تغییراتی در ساختار و کارایی دستگاه جوش به وجود بیاید. در ادامه مطلب انواع مختلف دستگاه جوش را معرفی میکنیم. از انواع دستگاه های جوش میتوان به ترانسفورماتور، رکتی فایر، ژنراتور الکتریکی، ژنراتور احتراقی و اینورتر اشاره نمود.
دستگاه جوش ترانسفورماتور از انواع دستگاه جوشکاری محسوب میشود که جریان برق شهری را با تفاوت ولتاژ پایین و یا بالا تبدیل کرده و برای جوشکاری های طولانی مدت بسیار مناسب میباشد. دستگاه جوش ترانسفورماتور به گونه ای طراحی شده است که در جوشکاری های طولانی مدت هیچگونه آسیبی نمیبیند.
دستگاه جوش رکتی فایر از لحاظ کارایی شباهت بسیار زیادی به دستگاه ترانسفورماتور دارد و تنها تفاوت آنها در این است که دستگاه جوش رکتی فایر از قابلیت حمل برخوردار است. دستگاه ژنراتور الکتریکی از جمله دستگاه های جوشی است که به عنوان مولد عمل میکند و میتواند جریان برق را برای عملیات جوشکاری افزایش دهد.
دستگاه ژنراتور احتراقی یکی از انواع دستگاه جوش هایی است که به دلیل معایب خود کنار گذاشته شد و از دستگاه های منسوخ شده محسوب میشود. ژنراتور احتراقی به دلیل ایجاد آلودگی های زیاد دیگر مورد استفاده قرار نمیگیرد. یکی دیگر از مشکلات این دستگاه ها ایجاد سر و صدای زیاد آنها میباشد. سر و صدای زیاد این نوع دستگاه جوش منجر به آزار و اذیت ساکنین به محل پروژه میشود.
دستگاه جوش اینورتری آخرین نسل از دستگاه جوش می باشد که از مزیتهای بسیار زیادی برخوردار است. دستگاه جوش اینورتری از وزن بسیار کمی برخوردار است و میتوان آنرا به مکان های مختلف پروژه برای انجام عملیات جوشکاری حمل نمود. این دستگاه با توجه به وزن کوچک از کیفیت جوشکاری بسیار بالایی برخوردار است و میتواند اتصال بسیار محکمی را ایجاد کند. دستگاه جوش اینورتر میتواند با برق خانگی به راحتی کار کند. نیازی نیست تا برای استفاده از این دستگاه به دنبال برق ۳ فاز باشید.
دستگاه جوشکاری
در هر دستگاه جوش دو قطب آند و کاتد وجود دارد. در صورت برخورد این دو قطب باهم واکنشی روی می‌دهد که در جریان آن جوش فلزات اتفاق می‌افتد. در بخش کاتد دستگاه جوش 3200 درجه و در بخش آند تا 3900 درجه در دستگاه جوش حرارت به وجود می‌آید. وقتی الکترود به دستگاه جوشکاری متصل میشود دمایی حدود 2600 درجه را برای آن در نظر می‌گیرند که این دما برای جوش دادن هر نوع فلزی کافی است. این اختلاف دمایی به دلیل آن رخ می‌دهد که تقریباً حدود 40 درصد گرمای تولیدشده به‌صورت تلفات گرمایی به هدر می‌رود.
پس از نزدیکی نوک الکترود به محل جوش حدود 90 درصد از قطرات مذاب به حوضچه مذاب ایجادشده، وارد میشود. 10 درصد بقیه از قطرات مذاب به اطراف پراکنده میشود. لازم است الکترود مدنظر با قطر مناسب در نظر گرفته شود برای آنکه جوش ایجادشده از مقاومت بالایی برخوردار باشد. جوش‌هایی که به‌صورت V شکل با زاویه‌ای کمتر از 40 درجه هستند با الکترود با قطر 2 میلی‌متر انجام میشود. استفاده از این الکترود سبب میشود تا جوش به‌صورت کامل انجام شود. لازم به ذکر است اگر الکترود با قطر بیشتر انجام شود بخشی از تفاله در ریشه جوش خواهد ماند که در این صورت استحکام و قدرت نهایی جوش ایجادشده توسط دستگاه جوش اینورتر کاهش پیدا کند.
