جوشکاری با قوس الکتریکی
جوشکاری با قوس الکتریکی یکی از متداول ترین روش‌های اتصال قطعات کار می باشد، ایجاد قوس الکتریکی عبارت از جریان مداوم الکترون بین دو الکترود و یا الکترود و یا الکترود و کار بوده که در نتیجه آن حرارت تولید می شود. باید توجه داشت که برای برقراری قوس الکتریک بین دو الکترود و یا کار و الکترود وجود هوا و یا یک گاز هادی ضروری است. بطوریکه در شرایط معمولی نمی توان در خلاء جوشکاری نمود. در ادامه به صورت کامل به بررسی و آشنایی با فرایند جوشکاری با قوس الکتریکی می‌پردازیم.
جوشکاری با قوس الکتریکی چیست؟
جوشکاری با قوس الکتریکی یا جوشکاری قوسی یکی از روش‌های مرسوم و محبوب جوشکاری در دنیا است که یک منبع تغذیه جهت برقراری قوس الکتریکی میان الکترود و ماده اصلی و ذوب شدن فلزات در منطقه جوش به کار گرفته می‌شود. درواقع، در این نوع جوشکاری، قوس باعث اتصال قطعات می‌شود. انرژی الکتریکی با عبور از الکترود و فلز پایه به شکل AC یا DC قوس الکتریکی را ایجاد می‌کند. تخلیه الکتریکی توسط قوس نیز باعث افزایش دما می‌شود. الکترود و فلز پایه هم بعد از ذوب یک حوضچه جوش را ایجاد می‌کنند که بعد از سرد شدن آن، اتصال شکل می‌گیرد.
انواع روش های جوشکاری با قوس الکتریکی
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.
فرایند 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.
در قوس الکتریکی گرما و انرژی نورانی در مکانهای مختلف یکسان نبوده بطوریکه تقریباً ۴۳% از حرارت درآند و تقریباً ۳۶% در کاتد و ۲۱% بقیه بصورت قوس ظاهر می شود. دمای حاصله از قوس الکتریکی بنوع الکترودهای آن نیز وابسته است بطوریکه در قوس الکتریکی با الکترودهای ذغالی تا ۳۲۰۰ درجه سانتیگراد در کاتد و تا ۳۹۰۰ در آند حرارت وجود دارد. دمای حاصله در آندو کاتد برای الکترودهای فلزی حدوداً ۲۴۰۰ درجه سانتیگراد تا ۲۶۰۰ درجه تخمین زده شده است.
