جوشکاری با قوس الکتریکی چیست؛ کاربرد و انواع آن
جوشکاری با قوس الکتریکی که به‌دلیل سادگی، انعطاف‌پذیری و هزینه پایین، به یکی از متداول‌ترین روش‌های اتصال قطعات فلزی در صنایع تبدیل شده، فرآیندی است که بنیان بسیاری از سازه‌های صنعتی و ساختمانی را تشکیل می‌دهد. این تکنیک حیاتی بر پایه ایجاد و حفظ قوس الکتریکی پایدار بنا شده است. قوس الکتریکی عبارت است از جریان مداوم و شدید الکترون‌ها در یک محیط گازی یونیزه شده که بین الکترود و قطعه کار برقرار می‌شود. این تخلیه الکتریکی، انرژی الکتریکی را به حرارتی فوق‌العاده شدید تبدیل می‌کند که برای ذوب کردن سریع لبه‌های فلزات پایه و پرکننده کافی است. در نتیجه این ذوب و ترکیب، حوضچه مذاب تشکیل شده و پس از انجماد، اتصالی قوی و دائمی ایجاد می‌‌گردد.
باید توجه داشت که برای برقراری و تداوم این فرآیند، وجود هوا یا یک گاز هادی ضروری است، به‌همین‌دلیل جوشکاری در شرایط خلاء امکان‌پذیر نیست. جوشکاری با قوس الکتریکی شامل روش‌های متنوعی مانند SMAW ، TIG و MIG/MAG است و به‌دلیل سرعت بالا، قابل حمل بودن تجهیزات و سازگاری با محیط‌های مختلف، انتخابی محبوب در صنایع خودروسازی، کشتی‌سازی و ساخت تجهیزات محسوب می‌شود. در ادامه به بررسی این جوشکاری، انواع و کاربردهای آن می‌پردازیم.
جوشکاری با قوس الکتریکی چیست؟
جوشکاری با قوس الکتریکی یکی از متداول‌ترین و پرکاربردترین روش‌های جوشکاری در صنایع مختلف است که با استفاده از قوس الکتریکی بین الکترود و قطعه کار، دمای بالایی ایجاد کرده و خود به انواع مختلفی تقسیم می‌شود. این دما به اندازه‌ای است که فلز ذوب شده و دو قطعه به همدیگر جوش می‌خورند. این فرآیند به‌ویژه در جوشکاری فلزات آهنی و فولادی مورد استفاده قرار گرفته و نقش مهمی در پروژه‌های صنعتی و ساختمانی ایفا می‌کند، زیرا توانایی ایجاد اتصالات قوی و پایدار را در شرایط سخت فراهم می‌کند.
در جوشکاری قوس الکتریکی، از منابع مختلف الکتریکی مانند ترانسفورماتورها و ژنراتورها برای تأمین جریان الکتریکی استفاده می‌شود. بسته به نوع الکترود که شامل مستقیم یا متناوب است، این روش می‌تواند به‌صورت دستی یا اتوماتیک انجام شود. جوشکاری با قوس الکتریکی مزایای بسیاری دارد؛ از جمله سرعت بالا، هزینه پایین، و امکان انجام جوشکاری در محیط‌های مختلف. این ویژگی‌ها باعث شده تا این تکنیک به یکی از محبوب‌ترین انتخاب‌ها در صنایع ساختمانی، خودروسازی، کشتی‌سازی و ساخت تجهیزات صنعتی تبدیل شود.
انواع جوشکاری با قوس الکتریکی
انواع روش‌های جوشکاری با قوس الکتریکی بسته به نوع الکترود، محیط محافظ و کاربرد صنعتی متفاوت هستند. هر یک از این روش‌ها ویژگی‌ها، تجهیزات و مزایای خاص خود را دارند و انتخاب آن‌ها به جنس فلز، ضخامت قطعه و نوع اتصال موردنظر بستگی دارد.انواع روش‌های جوشکاری با قوس الکتریکی عبارتند از:
- جوشکاری قوس الکتریکی با الکترود پوشش دار (SMAW)
جوشکاری قوس الکتریکی با الکترود پوشش‌دار معروف به SMAW یکی از روش‌های ساده و رایج جوشکاری در سازه‌های فلزی است. کلمه SMAW کوتاه‌شده عبارت Shielded Metal Arc Welding است که در زبان فارسی، جوشکاری با الکترود دستی معنا می‌دهد و معمولا هم به صورت دستی انجام می‌شود. این مدل جوشکاری را می‌توان در تمام وضعیت‌ها از تخت و افقی گرفته تا سقفی و سربالا اجرا کرد. در کل، جوشکاری SMAW مناسب سازه‌های فلزی است که محدودیت دسترسی دارند و ضخامت قطعات آن‌ها بیش از 2 میلی‌متر است.
- جوشکاری قوس الکتریکی زیر پودری (SAW)
جوشکاری قوس الکتریکی زیر پودری یا SAW قابل اجرا در مدل‌های نیمه خودکار، خودکار و ماشینی است. در این روش، پودر فلاکس را جهت حفاظت از قوس به کار می‌گیرند. عمده کاربرد آن نیز مربوط به اتصال لوله‌های درزدار اسپیرال یا مارپیچی می‌شود. در عملیات جوشکاری زیر پودری بعد از ایجاد جریان الکتریکی، قوس بین الکترود و قطعه برقرار شده و حوضچه جوش به وجود می‌آید. قبل از ایجاد قوس نیز پودر فلاکس را توسط یک مجرا از درون مخزن نگهدارنده به سطوح کار منتقل می‌کنند. بعد از جوش هم پودرهای فلاکسی که ذوب نشده‌اند توسط دستگاه مکنده جمع‌آوری خواهند شد.
- جوشکاری قوس الکتریکی با گاز محافظ (GMAW)
قطعات در جوشکاری قوس الکتریکی با گاز محافظ موسوم به GMAW توسط قوسی که میان فلز و حوضچه جوش ایجاد می‌شود، ذوب شده و به یکدیگر متصل می‌شوند. کلمه GMAW برگرفته از Gas Metal Arc Welding بوده و همان‌طور که از نامش مشخص است، برای محافظت از حوضچه مذاب از گاز محافظ استفاده می‌کند. چنانچه گاز محافظ اثری نداشته باشد به آن روش میگ (MIG) می‌گویند و در صورتی که گاز از نوع فعال باشد به آن مگ (MAG) گفته می‌شود. لازم به ذکر است، جوشکاری قوس الکتریکی با کمک گاز محافظ سرعت اجرای بالایی دارد و هزینه آن نیز پایین است.
- جوشکاری قوس الکتریکی با گاز محافظ و الکترود تنگستنی (GTAW/TIG)
در این جوشکاری قوس الکتریکی، یک سمت جریان به جسم کار وصل شده و طرف دیگر جریان آن به یک تنگستن وصل می‌شود. در جوشکاری GTAW، قوس مابین قطعه و تنگستن ایجاد شده و منجر به ذوب فلز اصلی و برقراری حوضچه مذاب روی قطعه می‌شود. در کل، این مدل جوشکاری با قوس الکتریکی کاربردهای زیادی دارد و با نام TIG نیز معروف است. کلمه TIG از عبارت Tungsten Inert Gas Welding گرفته شده است.
فرآیند کلی جوشکاری با قوس الکتریکی
فرآیند کلی جوشکاری با قوس الکتریکی بدین صورت است که قوس ایجادشده باعث اتصال قطعات و اجسام مختلف به یکدیگر می‌شود. برای ایجاد قوس الکتریکی باید جریان الکترون به صورت مداوم بین دو الکترود برقرار باشد؛ همچنین، وجود هوا یا گاز هادی در جریان برقراری قوس الکتریکی الزامی است. ضمن اینکه الکترود می‌تواند مصرفی نباشد؛ به همین جهت، جوشکاری قوس الکتریکی انواع مختلفی دارد و با روش‌های متفاوتی قابل اجرا است. علاوه بر این، پروسه جوشکاری از طریق قوس الکتریکی بهتر است که توسط جوشکاران حرفه‌ای و باتجربه انجام بگیرد تا مشکلی در روند کار و کیفیت آن پیش نیاید.
چرا جوشکاری با قوس الکتریکی انتخابی درست است؟
جوشکاری با قوس الکتریکی به‌دلیل ترکیب دقت بالا، سرعت مناسب و کیفیت اتصال، یکی از مطمئن‌ترین و اقتصادی‌ترین روش‌های جوشکاری در صنایع مختلف محسوب می‌شود. در این روش، قوس الکتریکی میان الکترود و قطعه کار ایجاد شده و حرارتی در حدود چند هزار درجه سانتی‌گراد تولید می‌کند که برای ذوب و اتصال فلزات بسیار مؤثر است. این دمای بالا باعث می‌شود حتی فلزات سخت و مقاوم نیز به‌راحتی ذوب و یکپارچه شوند، درحالی‌که کنترل دقیق شدت جریان و نوع الکترود، کیفیت جوش را تضمین می‌کند. از دیگر مزایای این روش می‌توان به انعطاف‌پذیری بالا در محیط‌های مختلف، امکان جوشکاری در وضعیت‌های گوناگون، هزینه نسبتاً پایین تجهیزات و استحکام بالای درز جوش اشاره کرد. به‌همین‌دلیل، جوشکاری با قوس الکتریکی در صنایع سنگین، ساخت سازه‌های فلزی، خودروسازی و خطوط لوله، به‌عنوان انتخابی هوشمندانه و کارآمد شناخته می‌شود که توازن مطلوبی میان کیفیت، سرعت و صرفه اقتصادی ایجاد می‌کند.
