روش های مختلفی برای جوشکاری ورق فلزی وجود دارد، اما سه روشی که در مورد آنها بحث خواهیم کرد عبارتند از MIG (گاز بی اثر فلز)، TIG (گاز بی اثر تنگستن) و جوش لیزری. روش مورد استفاده به عوامل زیادی بستگی دارد. در زیر مواردی وجود دارد که باید برای هر یک از این سه روش در نظر بگیرید.
جوش MIG:
فرآیند
جوشکاری MIG که با نام جوشکاری قوس فلزی گازی (GMAW) نیز شناخته می شود، یک فرآیند جوشکاری قوس الکتریکی است که از یک الکترود سیم جامد پیوسته استفاده می کند. از طریق یک تفنگ جوشکاری که در آن نوک تماس بار الکتریکی می شود تغذیه می شود و حرارت کافی برای ذوب شدن سیم ایجاد می کند و یک حوضچه جوش یا حوضچه جوش ایجاد می کند که این دو قطعه را به هم متصل می کند. استخر از آلاینده های محیطی که می تواند باعث نقص شود توسط یک گاز محافظ محافظت می شود. MIG برای پروژه هایی که لوازم آرایشی و ظاهر جوش از اهمیت کمتری برخوردار است، به دلیل پاششی که در حین جوشکاری ایجاد می شود، بهترین است.
سرعت
سرعت جوش دستی بسته به اندازه و محل جوش در محدوده 30 اینچ در دقیقه است. از جوش رباتیک می توان برای افزایش توان استفاده کرد.
ملاحظات مادی
فولادهای کربنی(روکش دار و بدون روکش)
جوشکاری MIG به دلیل سرعت نسبت به جوشکاری TIG برای فولاد کربنی ترجیح داده می شود. همچنین برای اتصال قطعاتی که به هم نزدیک نیستند استفاده می شود. یک مثال رایج جوش، جوش گوشه بیرونی است که باید پانسمان شود.
ورق فولادی ضد زنگ
ورق فولادی ضد زنگ مشابه فولاد کربنی است اما به طور کلی از جوشکاری پالس MIG برای کاهش پاشش استفاده می کند. در جوشکاری پالس MIG هیچ تماسی بین الکترود و استخر وجود ندارد. پالس جریان یا متناوب بین سطح بالا و پایین است و با هر پالس یک قطره فلز مذاب از الکترود به حوضچه اضافه می شود.
آلومینیومورق فلز
آلومینیوم نیز مشابه فولاد کربنی است. دستگاه پالس MIG با گاز کمکی ویژه برای ایجاد ظاهر جوش TIG مانند استفاده می شود. پاشیدگی و گرد و غبار از نگرانی های آلومینیوم هستند و معمولاً باید قبل از جوشکاری تمیز شوند تا رسوب سطح را از بین ببرند.
جوش تیگ
فرآیند
جوشکاری TIG که با نام جوشکاری قوس تنگستن گازی (GTAW) نیز شناخته می شود، با جوشکاری MIG متفاوت است زیرا از الکترود تنگستن غیر مصرفی استفاده می کند. گرما را برای جوشکاری از قوس ایجاد شده از الکتریسیته در الکترود تنگستن تحویل می دهد. مواد پرکننده اغلب برای ساخت و تقویت جوش استفاده می شود. مانند جوشکاری MIG، یک محافظ گاز از گودال در برابر آلاینده ها محافظت می کند.
سرعت
سرعت TIG بر اساس اندازه فیله، استفاده از سیم پرکننده و غیره در محدوده 7 تا 15 اینچ در دقیقه است.
ملاحظات مادی
فولادهای کربنی
جوشکاری TIG معمولاً روی فولاد استفاده نمی شود. MIG به دلیل سرعت گزینه ارجح است. با این حال، TIG ممکن است در جایی استفاده شود که اندازه تفنگ MIG دسترسی به جوش را ممنوع کند.
فولادهای ضد زنگ
TIG در درجه اول بر روی فولاد ضد زنگ استفاده می شود زیرا ظاهر تمیزی در یک محیط آرایشی دارد که اغلب مورد نیاز است. هنگام جوشکاری ضد زنگ TIG، حرارت ورودی و سرعت باید کنترل شود، زیرا ضد زنگ در معرض تاب خوردگی ناشی از گرمایش ناهموار است. این ناحیه از تاب خوردگی، ناحیه متاثر از گرما نامیده می شود. به طور کلی هیچ تمیزکاری پس از جوش وجود ندارد، مگر اینکه برنامه درخواست کند که جوش برای مطابقت با مواد مجاور، برس زده شود.
آلومینیوم
TIG برای چندین سال فرآیند پیش فرض هنگام کار با آلومینیوم بوده است. با این حال، جوشکاری پالس MIG پیشرفت قابل توجهی در تطبیق ظاهر TIG در بسیاری از کاربردها از جمله کاربردهای آرایشی داشته است. در مواد ضخیم تر، یک چرخه پیش گرم ممکن است برای اطمینان از نفوذ کامل جوش ضروری باشد. به دلیل نیاز به افزودن فلز پرکننده به حوضچه جوش، معمولاً سرعت ها بسیار کمتر از MIG است.
جوش لیزری
فرآیند
جوشکاری لیزری یک فرآیند جوشکاری ذوبی است که از پرتو لیزر برای ایجاد یک منبع گرمای متمرکز استفاده می کند که مواد را با هم ذوب می کند. این به تناسب قطعات بسیار نزدیک نیاز دارد، جایی که شکاف بین قطعات نتواند از 0.005 بیشتر شود." علاوه بر سرعت، مزایای جوشکاری لیزری شامل درزهای جوش نازک و اعوجاج کم است قطعاتی که باید در مقابل سایر فرآیندها جوش داده شوند.
انواع جوش
دو نوع جوش برای جوشکاری لیزری وجود دارد: آرایشی (یا رسانایی) و سوراخ کلید. جوش آرایشی لیزر را از فوکوس خارج می کند تا یک جوش بسیار صاف و گسترده ایجاد شود. جوش سوراخ کلید از طریق لایه اول مواد به لایه دوم می سوزد. با سرد شدن مواد مذاب، یک اتصال جوش جامد ایجاد می شود. جوش سوراخ کلید زمانی استفاده می شود که ظاهر جوش آرایشی مهم نباشد اما یکپارچگی مهر و موم هرمتیک مورد نیاز باشد.
انواع ماشین
جوشکارهای لیزر فعلی به دلیل طول موج عملیاتی مربوطه در طیف نور به عنوان ماشینهای با طول موج کوتاه یا بلند تعریف میشوند. برخی از منابع لیزری با طول موج کوتاه عبارتند از YAG، لیزرهای دیسکی یا فیبر. منابع طول موج بلند معمولاً لیزرهای نوع CO2 هستند. پرتوهای لیزری با طول موج کوتاه به آسانی در بستر جذب می شوند و بنابراین در انتقال انرژی نور کارآمدتر هستند. هر چه انرژی نور بیشتری جذب شود، بستر سریعتر به حالت مایع می رود.
سرعت
لیزرها قوام ربات مانند را با سرعت های 50 تا 80 اینچ در دقیقه ارائه می دهند.
ملاحظات مادی
فولادهای کربنی
هر دو روش جوشکاری آرایشی و سوراخ کلیدی را می توان بر روی فولاد کربنی استفاده کرد و فولاد کربنی را می توان با دستگاه های با طول موج کوتاه و بلند جوش داد. از آنجایی که میزان تجمع مواد در جوشکاری لیزری حداقل است، قطعات فولادی میتوانند مستقیماً به خط رنگ بروند و بدون تمیز کردن پس از جوشکاری انجام شوند.
فولادهای ضد زنگ
فولاد ضد زنگ نیز برای هر دو نوع جوش کاندید است و می تواند روی هر دو نوع ماشین کار کند. بسته به کاربرد محصول، ممکن است یک فرآیند پس از جوش برای حذف رنگ حرارتی مورد نیاز باشد. اگر ماده جوش داده شده از جنس فولاد ضد زنگ با روکش برس خورده باشد، به دلیل درزهای جوش کوچک، نیازی به چسباندن مجدد و مخلوط کردن نخواهد بود. یک مزیت اضافی برای جوشکاری لیزری ضد زنگ این است که ناحیه تحت تأثیر حرارت به دلیل سرعت جوش لیزر به میزان قابل توجهی کاهش می یابد یا حتی از بین می رود. در مورد نیازهای آرایشی، این امر مهم است زیرا محصول نهایی دیگر دارای تاب خوردن تغییر شکل نیست.
آلومینیوم
برای جوشکاری موثر آلومینیوم، باید از دستگاهی با طول موج کوتاه استفاده شود، زیرا در مقایسه با دستگاه با طول موج بلند، پرتو کمتری منعکس میشود. در حال حاضر بسیاری از ماشینها دارای تنظیمات پروفیل پرتو هستند که به لیزر اجازه میدهد یک جوش ثابت و تمیز ایجاد کند که بسیار شبیه به جوش TIG است. آلومینیوم می تواند هم لوازم آرایشی و هم با سوراخ کلید جوش داده شود.
فولادهای پوشش داده شده
فولادهای پوشش داده شده (گالوانیزه، گالوانیله) چالشی برای جوشکاری لیزری هستند. در مواردی که گوشه های مورد جوش بدون پوشش هستند، جوشکاری لیزری زیبایی امکان پذیر است. با این حال، در جوشکاری سوراخ کلید، نقاط ذوب مختلف پوشش و مواد زیرلایه منجر به جوش ناقص می شود. هنگامی که پوشش به گاز تبدیل می شود و حوضچه جوش را مختل می کند، پاشش زیادی ایجاد می شود. هر دو نوع ماشین می توانند فولادهای پوشش داده شده را جوش دهند