جوش نقطه ای چیست؟

جوش نقطه ای

جوشکاری نقطه ای یک فرآیند جوشکاری مقاومتی است که با اعمال فشار در حین تامین جریان الکتریکی به ناحیه جوش، فلزات را به یکدیگر متصل می کند. اولین بار در سال 1885 هنگامی که الیهو تامسون به طور تصادفی دو سیم مسی را در آزمایشی با هم ذوب کرد، معرفی شد.

جوش نقطه ای به یک فرآیند جوشکاری اصلی در تولید و مونتاژ، به ویژه در بخش ساخت ورق فلز و صنعت خودرو تبدیل شده است. مناسب بودن برای اتوماسیون نقش مهمی در افزایش محبوبیت آن دارد زیرا جوشکاری نقطه ای رباتیک در سرعت و کارایی برتر است.

جوشکاری نقطه ای مقاومتی چیست؟

جوش نقطه ای (RSW) یک فرآیند جوشکاری با مقاومت الکتریکی است که فلزات روی هم را بین دو الکترود متصل می کند. فشار با فشردن قطعات کار بین الکترودها اعمال می شود و گرما با عبور جریان جوش از فلزات مقاوم ایجاد می شود. این اجازه می دهد تا مواد ذوب شده و یک اتصال جوش ایجاد کنند . اتصال ایجاد شده از طریق جوشکاری نقطه ای مقاومتی شبیه یک دکمه یا یک قطعه است، بنابراین اصطلاح جوش نقطه ای ابداع شد زیرا جریان دقیقاً در یک منطقه کوچک روی سطح فلز اعمال می شود.

از آنجایی که فلزات با استفاده از مقادیر زیادی انرژی در مدت زمان کوتاهی (تقریباً 100-100 میلی ثانیه) ذوب می شوند، ناحیه اطراف قطعه جوش در اثر گرمای بیش از حد آسیبی نمی بیند، بنابراین ناحیه متاثر از حرارت به حداقل می رسد و یک جوش تمیز ایجاد می شود.

مقدار گرمای تولید شده در جوشکاری نقطه ای با فرمول گرما-انرژی بیان می شود:

Q = I2Rt

در جایی که Q انرژی گرمایی است، I جریان است، R نشان دهنده مقاومت الکتریکی و t زمان یا مدتی است که در آن جریان اعمال می شود.

فرآیند جوشکاری نقطه ای

فرآیند جوشکاری نقطه ای از طریق تحویل پالس های الکتریکی با ولتاژ پایین و جریان بالا به الکترودهای جوش انجام می شود تا در حالی که فشار کافی برای ذوب شدن فلزات اعمال می شود، تقریباً فوراً فلز ذوب شود. این فرآیند از نظر اعمال فشار شبیه فرآیند جوش سرد است ، اما در جوش سرد، جریان الکتریکی به جوش داده نمی شود.

اولین مرحله در جوشکاری نقطه ای، قرار دادن ورق های فلزی یا قطعات کار است که روی هم قرار گرفته اند. پس از اینکه فلزات به طور محکم در جای خود قرار گرفتند، اعمال فشار از طریق نیروی الکترود انجام می شود. این فشار بسته به نوع دستگاه ممکن است به صورت دستی، پنوماتیک، توسط فنرها یا از طریق هیدرولیک اعمال شود.

مرحله دوم شامل اعمال جریان سنگین به ناحیه مورد نظر بین الکترودها است. فلز مذاب با واکنش جریان با مقاومت داخلی فلز تشکیل می شود. فلزات به حدود 2000 درجه سانتیگراد می رسند که بالاتر از نقطه همجوشی آنها است. الکترودها باید نقطه ذوب بالاتری نسبت به قطعات کار داشته باشند. به طور کلی، از الکترودهای آلیاژ مس استفاده می شود، اما بسته به فلز جوش داده شده، الکترودها می توانند از تنگستن، مولیبدن و سایر مواد نیز ساخته شوند.

مرحله نهایی شامل خنک شدن و انجماد قطعه است. در این مرحله، الکترودهای جوشکاری در تماس با قطعه باقی می‌مانند و با سرد شدن و سخت شدن فلزات به عنوان تکیه‌گاه عمل می‌کنند. پس از سرد شدن فلزات، این فرآیند به پایان می رسد.

در مورد مش های سیمی، جوش های نقطه ای در تماس بین دو سیم که به صورت عمود قرار گرفته اند ایجاد می شود. این امر اتصال دائمی بین سیم ها را تضمین می کند و استحکام و دوام را ارائه می دهد. این یک جایگزین عالی برای مش های سیمی بافته شده است که به طور دائم با هم ذوب نشده اند.

پارامترهای جوش نقطه ای

متغیرهای زیادی برای بررسی و تنظیم در طول چرخه جوش برای ایجاد جوش با کیفیت رضایت بخش وجود دارد:

1. فشاراعمال مقدار صحیح فشار یا نیروی الکترود در ایجاد جوش با کیفیت بسیار مهم است. اگر فشار اعمال شده کافی نباشد، مفصل خیلی کوچک و ضعیف می شود. از طرف دیگر، فشار بیش از حد ممکن است باعث ایجاد ترک در جوش نقطه ای شود، زیرا فلز مذاب می تواند باعث نازک شدن ورق ها شود. توصیه می شود که عمق فرورفتگی الکترود هرگز نباید از 25 درصد ضخامت ورق تجاوز کند.
2. جاریمقدار گرمای تولید شده به مقاومت الکتریکی و هدایت حرارتی فلز بستگی دارد. طبقه بندی فلز باید هنگام تعیین مقدار جریان برای دستگاه در نظر گرفته شود.
3. قطر نوکقطر نوک جوش اندازه نقطه جوش را کنترل می کند. اگر نوک خیلی کوچک باشد، قطعه جوش می تواند خیلی کوچک و ضعیف باشد، در حالی که نوک خیلی بزرگ می تواند باعث گرم شدن بیش از حد فلزات و ایجاد حفره ها و حفره های گاز شود.
4. چرخه زمانی جوشکاریبا تنظیم زمانی که فلزات تحت فشار الکترود و جریان جوش قرار می گیرند، می توان نتایج جوش نقطه ای را بهبود بخشید و از عیوب جلوگیری کرد.
   • زمان فشرده سازی به دوره ای اطلاق می شود که نوک جوش الکترود به فلزات همپوشانی فشار وارد می کند.
   • شیب زمانی است که در آن جریان الکتریکی به حداکثر مقدار خود می رسد.
   • زمان جوش مدت زمانی است که در آن جریان الکتریکی بین الکترودها جریان می یابد. در این مدت گرما تولید می شود و همجوشی بین فلزات صورت می گیرد.
   • شیب پایین دهانه ای است که جریان الکتریکی از مقدار اوج آن قطع می شود.
   • زمان نگه داری به دوره استراحت اشاره دارد که در آن فلز مذاب جامد می شود. فشار الکترود همچنان در این دوره اعمال می شود و الکترودها گرما را از محل جوش دور می کنند.
   • زمان خاموش برای نشان دادن تاخیر جریان از پایان دنباله تا شروع دنباله بعدی استفاده می شود.

برای اطمینان از کیفیت بالا و ایمن بودن جوش نقطه ای برای استفاده در کاربردها، فلزات جوش داده شده ممکن است تحت روش های آزمایشی مانند بازرسی اولتراسونیک و تست استحکام مکانیکی (برشی کششی، آزمایش پوسته شدن و غیره) قرار گیرند.

جوش نقطه ای مواد مختلف

جوش نقطه ای برای فلزاتی که رسانایی حرارتی پایین همراه با مقاومت الکتریکی بالا مانند فولاد کم کربن دارند، بهترین کار را انجام می دهد. اگرچه جوشکاری نقطه‌ای هنوز می‌تواند روی فلزاتی که دارای این ویژگی‌های ذاتی نیستند (به عنوان مثال فولادهای با کربن بالا) انجام شود. اما مراقب باشید که جوش ها بیشتر مستعد شکستگی و ترک هستند زیرا ممکن است ریزساختارهای شکننده و سختی داشته باشند.

در اینجا لیستی از موادی که به طور کلی برای جوشکاری نقطه ای مناسب هستند آورده شده است:

• فولاد کم کربن ( فولاد ملایم )
• فولادهای ضد زنگ
• فولاد گالوانیزه
• منیزیم
• آلومینیوم
• آلیاژهای روی
• آلیاژهای نیکل
• مونل
• اینکونل
• تیتانیوم
• سیلیکون برنز

همه فلزات مطابق با مشخصات جوش نقطه ای نیستند، این استثنائات اغلب می توانند با روش های جوشکاری جایگزین مانند لحیم کاری به یکدیگر متصل شوند. صنعت واشر اصفهان یکی از شرکت های تولیدی صنعتی در اصفهان است که انواع واشرآلات صنعتی و مواد نسوز از قبیل عایق حرارتی و برودتی را ارائه مینماید.