جوشکاری ورق نازک؛ معرفی تکنیک‌های و روش‌های جوشکاری

یکی از مهم‌ترین فرایندهای صنعتی برای اتصال قطعات مختلف به یکدیگر، جوشکاری است. جوشکاری یک فرایند حرارتی و فشاری است که با استفاده از ابزار‌های متنوع و در روش‌های مختلف انجام می‌شود.

در این راستا، جوشکاری ورق‌های نازک یکی از حوزه‌های حساس در صنایع مختلف از جمله صنایع خودروسازی، صنایع فلزی، صنایع ساختمانی و صنایع الکترونیکی است. ورق‌های نازک به دلیل نیاز به اتصالات دقیق و با کیفیت بالا، نیازمند بهره‌گیری از روش‌های جوشکاری مناسب و تکنولوژی‌های پیشرفته است. روش های جوشکاری لیزری چیست؟

در این مقاله از شرکت روتک، قصد داریم تا شما را با جوشکاری ورق نازک آشنا کنیم و در ادامه به بررسی انواع فرایندهای جوشکاری که برای ورق‌های نازک، تکنیک‌های بهینه جوشکاری، متریال و تجهیزات مورد نیاز، معایب و راه‌حل‌های جوشکاری و تأثیر پارامترهای مختلف بر کیفیت جوش می‌پردازیم. پس اگر دوست دارید تا بیشتر درباره این موضوع اطلاع داشته باشید، تا انتها همراه ما باشید.

جوشکاری ورق نازک چیست؟

به زبان ساده جوشکاری ورق نازک به نوعی فرایند صنعتی گفته می‌شود که در آن از روش‌های مختلف برای اتصال دو یا چند قطعه ورق فلزی نازک به یکدیگر استفاده می‌شود. این فرایند جوشکاری برای ایجاد اتصالات دائمی و محکم بین ورق‌های نازک از جنس‌های مختلف مورد استفاده قرار می‌گیرد. ضخامت ورق‌های مورد استفاده در جوشکاری ورق نازک معمولا کمتر از 3 میلی‌متر است. دستگاه جوش لیزری صنعتی چیست

هدف اصلی از جوشکاری ورق نازک، ایجاد اتصالات دقیق و مستحکم بین ورق‌های نازک بوده و علاوه بر این، این اتصالات باید دارای ظرافت و دقت کافی نیز باشند. در انجام این فرایند، انتخاب روش مناسب جوشکاری، استفاده از پارامترهای صحیح، استفاده از تجهیزات و مواد مناسب و کنترل کیفیت دقیق بسیار اهمیت دارد.

روش‌های مختلفی برای جوشکاری ورق نازک وجود دارد، اما به طور کلی دو روش جوش تیگ و آرگون به عنوان مناسب‌ترین روش‌ها برای جوشکاری ورق‌های نازک شناخته شده‌اند. همچنین، در برخی موارد می‌توان از روش‌های دیگری مانند جوش برنج یا جوش CO2 نیز برای اتصال ورق‌های نازک استفاده کرد. این فرایند جوشکاری برای صنایع مختلف از جمله خودروسازی، الکترونیک، ساخت و ساز و صنایع فلزی بسیار حیاتی و حساس است و نیازمند دقت و توجه خاص به جزئیات فنی است.

بیشتر بدانید: نازل دستگاه جوش لیزری چیست

از چه الکترودی برای جوشکاری ورق نازک استفاده می‌شود؟

برای جوشکاری ورق نازک استفاده از هر الکترودی توصیه نمی‌شود؛ با توجه به این نکته پیش از انتخاب الکترود، بهتر است تا به عوامل و آیتم‌های زیر توجه کافی را داشته باشید:

• ضخامت ورق نازک
• روش جوشکاری مورد استفاده برای ورق نازک
• جنس متریال قابل جوشکاری در ورق نازک

مطالعه مقاله: دستگاه جوش CO2 چیست؟

انواع جوشکاری ورق نازک

انواع دستگاه جوش لیزری برای جوشکاری ورق نازک وجود دارد که بسته به اهمیت و انتخاب روش مناسب، شرایط جوشکاری نیز متغیر خواهد بود. در ادامه این بخش به بررسی انواع روش‌ها برای جوشکاری ورق نازک می‌پردازیم:

جوشکاری ورق نازک به روش لیزری

جوشکاری ورق نازک به روش لیزری یک روش پیشرفته و دقیق در صنعت فلزات است که برای اتصال دو قطعه ورق نازک به یکدیگر با استفاده از سورس لیزر استفاده می‌شود. در این روش، از پرتو لیزر برای ذوب کردن و اتصال قطعات فلزی استفاده می‌شود، بدون اینکه نیاز به استفاده از مواد جوشکاری مثل الکترودها یا فیلر باشد.

از مهم‌ترین مزایای جوشکاری لیزری ورق نازک می‌توان به مواردی مثل دقت و کیفیت بالای جوش، کاهش تغییر شکل و تاب برداشتن ورق، سرعت بالا و قابلیت اتصال قطعات با ضخامت کم، کاهش آلایندگی ورق و نیاز به پس‌ کاری کمتر و … اشاره کرد. دستگاه جوش لیزری چیست؟

جوشکاری ورق نازک با روش MIG

یکی دیگر از روش‌های مناسب برای جوشکاری ورق نازک، استفاده از گاز فلزی است. این روش یک روش سریع و مناسب است که بدون استفاده از الکترود یا میله پرکننده و برای ایجاد جوشکاری‌های دائمی ورق‌های نازک به ویژه ورق‌های آلومینیومی مورد استفاده قرار می‌گیرد. دستگاه جوش بدون الکترود چیست؟

جوشکاری ورق نازک به روش تیگ (TIG)

جوشکاری TIG نوعی روش جوشکاری ورق نازک است که با استفاده از گاز تنگستن صورت می‌گیرد. این روش در واقع، یک روش دقیق و کنترل شده برای جوشکاری آلومینیوم است که امکان جوشکاری قطعات نازک و حساس را فراهم می‌کند . اتصالات با کیفیتی را ایجاد می‌کند. برای مطالعه مقاله جوش لیزری آلومینیوم روی لینک کلیک کنید.

این روش، به عنوان یکی از روش‌های پیشرفته و مورد توجه در صنایع فلزی، امکاناتی برای ایجاد اتصالات دقیق و مستحکم در آلومینیوم فراهم می‌آورد و بهبود کیفیت و دقت در جوشکاری این نوع فلزات را تضمین می‌کند. در ادامه به بررسی مراحل جوشکاری ورق نازک به روش میگ می‌پردازیم:

آماده‌ سازی متریال: در ابتدا باید لبه‌های ورق‌ها را از هرگونه آلودگی، زنگ‌زدگی پاک کرده و لبه‌های آن را با استفاده از بست در کنار همدیگر قرار دهید.

تنظیم کردن دستگاه: با توجه به ضخامت مدنظر و متریال مورد استفاده، تنظیمات لازم را انجام شود.

انتخاب الکترود متناسب: در این روش از الکترود تنگستن با قطر مناسب با ضخامت ورق استفاده می‌شود. انواع الکترودهای جوشکاری را در این مقاله بخوانید.

آغاز فرایند جوشکاری: در ابتدا باید مشعل را در زاویه مناسب در برابر ورق نگه دارید و در ادامه با نزدیک کردن الکترود به قطعه کار، قوس مناسب را ایجاد شود؛ این حرکت باید به صورت مداوم و پیوسته در جهت خط جوش ادامه پیدا کند.

حوضچه جوش: در ادامه با تشکیل حوضچه جوش به آن توجه شود تا چنانچه لازم بود، تنظیمات کنترل شود.

اتمام جوشکاری: پس از اتمام مراحل، باید اجازه داد تا قطعه کار به آرامی خنک شود؛ این کار منجر به بهبود کیفیت جوش خواهد شد.

جوشکاری ورق نازک با تیگ پالسی

یکی دیگر از روش‌‌های جوشکاری ورق نازک، جوشکاری تیگ پالسی است. در این روش با استفاده از قوس الکتریکی تنگستن و گاز محافظ پالسی، ورقه‌های نازک فلز را با استفاده از یک الکترود تنگستنی غیر مصرفی و یک گاز محافظ مثل آرگون به همدیگر متصل می‌کنند.

در این روش باید در ابتدا یک قوس الکتریکی مناسب بین الکترود و قطعه کار ایجاد کرد و پس از ایجاد گرمای مناسب و ذوب شدن فلز، حوضچه جوش ایجاد کرد. انتخاب متریال مناسب و پرهیز از ایجاد گرمای زیاد در جوشکاری ورق نازک در این روش نیز از اهمیت زیادی برخوردار است.

علاوه بر موارد ذکر شده، سرعت حرکت مشعل، تناسب گرمای ورودی، استفاده از گاز محافظ مناسب و انتخاب ورق با ضخامت متناسب با کار از دیگر موارد مهمی است که نقش بسیار مهمی در ایجاد یک جوشکاری باکیفیت و پیشگیری از اکسیداسیون جوش دارد.

بیشتر بدانید: راه های کارآفرینی با دستگاه جوش لیزری

جوشکاری ARE  یا جوشکاری الکتریکی

جوشکاری ARE  یا جوشکاری با استفاده از الکتریک یکی از روش‌های اقتصادی، قدیمی و پرکاربرد است. در این روش از نیروی الکتریسیته و قوس الکتریکی، برای اتصال فلزات به یکدیگر استفاده می‌‌شود.

یکی از مهم‌ترین چالش‌ها در این روش کنترل دقیق گرما و جلوگیری از ذوب شدن زیاد قطعات است. روش جوشکاری ARE با امکانات اقتصادی و وسیعی که ارائه می‌دهد، یکی از روش‌های محبوب در صنایع مختلف مانند صنایع فلزی، ساخت و ساز و خودروسازی استفاده می‌شود.

SMAW یا جوشکاری با الکترود پوشش دار دستی

در این روش از الکترود پوشش دار برای اتصال فلزات استفاده می‌کند. این روش برای جوشکاری فولاد، استیل ضد زنگ و چدن مناسب است. SMAW به عنوان یکی از روش‌های قدیمی و موثر جوشکاری شناخته می‌شود و از آن برای جوشکاری فلزات زنگ زده و کثیف، و همچنین برای فلزات با ضخامت زیاد استفاده می‌شود. این روش از یک الکترود که پوشش دارد برای ایجاد قوس الکتریکی و رساندن فلز ذوب شده به نقطه مورد نظر استفاده می‌کند. SMAW یکی از روش‌های پرکاربرد و قابل اعتماد در صنعت جوشکاری است و توانایی اتصال فلزات مختلف را دارا است.

FCAW یا جوشکاری قوسی توپودری

در این روش جوشکاری، از یک سیم توپودری و منبع تغذیه برای انجام فرایند جوشکاری استفاده می‌کند. این روش به عنوان جوشکاری قوس الکتریکی نیز شناخته می‌شود. در FCAW، تو پودر فلزی به همراه گاز محافظ از طریق سیم به نقطه جوش رسانده می‌شود و قوس الکتریکی بین توپودر و قطعه فلزی ایجاد می‌شود. این روش برای جوشکاری ورق‌های نازک و ضخیم، حتی در شرایط محیطی مختلف، مناسب است. FCAW از جوشکاری در محیط‌های خارج از اتاق جوشکاری، اتصال فولاد، استیل و آلومینیوم، و همچنین جوشکاری در موقعیت‌های مختلف مانند افقی، عمودی و بالا پایین به خوبی پشتیبانی می‌کند. این روش از جوشکاری سریع‌تر و با کیفیت‌تر نسبت به روش‌های دیگر شناخته شده است و بیشتر در صنایع ساختمانی، خودروسازی و دریایی استفاده می‌شود.

جوشکاری Torch Welding

معمول‌ترین و سنتی‌ترین روش جوشکاری، روش استفاده از Torch Welding است که با استفاده از مشعل، فلزات مختلف را به یکدیگر متصل می‌کنند. در این روش جوشکاری مقابله با گرما و پیشگیری از سوختگی حین کار بسیار مهم است.

بیشتر بخوانید: جوشکاری برنز چگونه انجام می شود؟

انواع جوشکاری ورق نازک بر اساس جنس متریال

جوشکاری ورق نازک، به دلیل کاربرد متنوعی که در صنعت به ویژه صنعت فلزات دارد، براساس نوع و جنس متریال نیز دسته بندی می‌شود. در ادامه به بررسی انواع جوشکاری ورق نازک بر اساس جنس متریال می‌پردازیم:

جوشکاری ورق نازک استیل

یکی از مهم‌ترین فلزات در صنعت جوشکاری ورق نازک، استیل است. جوشکاری این فلز که نیازمند به هنر و مهارت قابل توجهی است، کاربردهای فراوانی در بخش‌های مختلف مثل ساخت و ساز، تولید لوازم پزشکی، صنایع غذایی، تولید لوازم خانگی و … دارد. اوراق استیل که از جنس فولاد ضد زنگ تولید شده‌اند در انواع 304، 430 و 316 به تولید می‌رسند که در این بین اوراق استیل 304 متداول‌ترین و معروف‌‌ترین اوراق مورد استفاده هستند.

در جوشکاری ورق نازک استیل، از الکترودهای کوچک برای ایجاد جریان جوش مناسب استفاده می‌شود تا از تغییر شکل و سوختگی جلوگیری شود. جوش لیزری استیل را در این مقاله مطالعه کنید.

همچنین ممکن است در روند جوشکاری ورق نازک استیل از فیلرها استفاده شود؛ این موضوع وابسته به آیتم‌هایی مثل کاربرد جوش، ضخامت متریال، مهارت و چیره دستی جوشکار، نوع ورق مورد استفاده و … دارد؛ اما به طور کلی نقش سوء ندارد و باعث ایجاد جوشکاری یکنواخت و پیشگیری از سوختن ورق نازک استیل هنگام جوشکاری می‌شود.

جوشکاری ورق نازک آلومینیوم

یکی دیگر از فلزات مهم و چالش برانگیز برای جوشکاری ورق نازک استیل، جوشکاری متریال آلومینیومی است. این متریال که به دانش و مهارت زیادی برای جوشکاری نیاز دارد، همواره با مشکلاتی مثل رسانایی بالا یا نقطه جوش پایین و … مواجه است.

بدین منظور پس از ایجاد مشکلات پس از جوشکاری، جوشکاری سنتی آلومینیوم کنار گذاشته شد و بجای آن از روش‌های مثل جوشکاری لیزری استفاده کرد. جوشکاری با استفاده از تکنولوژی لیزر یکی از روش‌های پیشرفته و کاربردی برای اتصال ورق‌های نازک است. در این روش، از پرتو پر قدرت لیزر برای ذوب کردن نقاط مدنظر استفاده می‌شود تا اتصالات قوی و بدون عیبی ایجاد شود. کاربرد دستگاه جوش لیزری چیست؟

با این روش، قطعات فلزی با سرعت و دقت بالا جوش داده می‌شوند که به وجود اتصالات دقیق و مستحکم کمک می‌کند. جوشکاری لیزری به عنوان یک روش پیشرفته، امکاناتی برای ایجاد اتصالات دقیق و با کیفیت بالا در ورق‌های نازک فلزی فراهم می‌کند و بهبود کارایی و کیفیت محصولات نهایی را ایجاد می‌کند. علاوه بر جوشکاری لیزری برای جوشکاری ورق نازک آلومینیوم می‌توان از روش‌هایی مثل تیگ، میگ و حتی روش ARC نیز استفاده کرد.

جوشکاری ورق نازک آهن گالوانیزه

امروزه آهن گالوانیزه یکی از اصلی‌ترین مواد فلزی است که با روش‌های گوناگونی جوش داده می‌شود. در کل، جوشکاری ورق نازک گالوانیزه نیازمند رعایت دما و سرعت مناسب جوش است. با استفاده از الکترودهای با سرعت بالا و گاز مانند گاز آرگون، می‌توان کیفیت جوش را بهبود بخشید و از سوختگی جلوگیری کرد. آشنایی با انواع گاز جوشکاری

برای بهبود جوش، انتخاب الکترودهای مناسب و بهبود فرایند کار می‌تواند مفید باشد. همچنین، برای حفظ کیفیت جوش و جلوگیری از انتقال حرارت به سطح پایین‌تر ورق گالوانیزه، استفاده از ورق مسی زیر محل جوش توصیه می‌شود تا انتقال حرارت کاهش یابد.

بیشتر بدانید: عیوب جوشکاری چیست؟

نکات مهم جوشکاری ورق نازک

جوشکاری ورق نازک، به دلیل چالش‌های خاصی که شامل دقت و ظرافت بالا است، به یکی از پیچیده‌ترین فرایندهای جوشکاری تبدیل شده است. رعایت نکات اساسی در این فرایند برای دستیابی به اتصالاتی با کیفیت و بدون عیب ضروری است. در ادامه به بررسی برخی از مهم‌ترین نکات در جوشکاری ورق نازک می‌پردازیم:

اهمیت دما و کیفیت پرتو در جوشکاری

در جوشکاری ورق نازک، دما و روش کار باید به‌دقت تنظیم شوند تا از مشکلاتی نظیر ذوب بیش‌ازحد، کاهش حجم فلز، تاب برداشتن ورق و ایجاد سوراخ یا ترک در محل جوش جلوگیری شود. حساسیت بالای این فرایند به حرارت به این معناست که اگر حرارت بیش‌ازحد باشد، ورق به راحتی خواهد سوخت و در صورت ناکافی بودن گرما، اتصالات قوی و مناسبی حاصل نخواهد شد.

انتخاب سیم جوش و گاز محافظ

برای جوشکاری ورق نازک به روش جوشکاری میگ (MIG)، توصیه می‌شود از سیم جوش با قطر کوچک (در حدود 0.023 تا 0.024 اینچ) استفاده شود. این انتخاب به دستیابی به اتصالات دقیق و با کیفیت کمک می‌کند. برای جلوگیری از اکسیداسیون و تشکیل حفره‌ها در محل جوش، استفاده از گازهای محافظ مبتنی بر آرگون ضروری است. همچنین، در جوشکاری ورق نازک با سیم‌های جامد، استفاده از الکترود مثبت به عنوان یک روش موثر توصیه می‌شود، زیرا این روش حرارت را به سمت سیم جوش هدایت کرده و از آسیب به فلز پایه جلوگیری می‌کند.

روش‌های کاهش تاب‌خوردگی و ذوب غیرضروری

برای جلوگیری از تاب‌خوردگی یا ذوب بیش‌ازحد ورق، بهتر است از جوش‌های کوتاه و با فاصله مناسب استفاده شود. در روش جوشکاری تیگ (TIG) برای ورق‌های نازک، می‌توان از سه تکنیک اصلی استفاده کرد: بافندگی، نقطه‌ای و stringer bead. هر یک از این تکنیک‌ها بسته به نیاز و مهارت جوشکار، قابلیت ایجاد اتصالات دقیق و مستحکم را دارند.

کنترل حرارت و تنظیم ولتاژ

انتخاب روش مناسب جوشکاری می‌تواند به کنترل بهتر میزان حرارت ورودی کمک کرده و از ایجاد سوختگی یا حرارت بیش‌ازحد جلوگیری نماید. به‌ویژه در جوشکاری ورق نازک، ورق‌ها باید به‌طور کامل از هرگونه ناخالصی و چربی پاک شوند. تنظیم دقیق ولتاژ نیز باید بر اساس نیازها و شرایط خاص هر پروژه صورت گیرد تا بهترین نتیجه حاصل شود.

دستگاه‌های مناسب برای جوشکاری ورق نازک

دستگاه جوش لیزری فایبر یکی از پیشرفته‌ترین و مناسب‌ترین دستگاه برای جوشکاری ورق‌های نازک به شمار می‌رود. این دستگاه با استفاده از فناوری فایبر و سیستم کنترل از طریق HMI (Human-Machine Interface) به‌صورت کاملا کارآمد عمل می‌کند و به دلیل کاربردهای گسترده، به‌طور وسیع در صنایع مختلف مورد استفاده قرار می‌گیرد. دستگاه جوش لیزری فایبر قادر به جوشکاری و برش متریال‌هایی مانند آهن، آلومینیوم، نیکل، برنج و استیل است و به همین دلیل در بسیاری از بخش‌های صنعتی و غیرصنعتی کاربرد دارد.

مزایای کلیدی این دستگاه عبارت‌اند از:

• سرعت بالا: دستگاه جوش لیزری فایبر سرعت بسیار بیشتری نسبت به روش‌های جوشکاری سنتی دارد و موجب افزایش بهره‌وری در تولید می‌شود.
• کاهش مصرف انرژی: این دستگاه به‌طور قابل توجهی مصرف برق را کاهش می‌دهد که در نتیجه منجر به کاهش هزینه‌های تولید می‌شود.
• هد دستی سبک و کاربرد آسان: طراحی ارگونومیک و وزن کم هد دستی این دستگاه، کاربری آن را آسان‌تر و کارآمدتر می‌سازد.
• کیفیت جوش بالا: این دستگاه توانایی ایجاد جوش‌هایی با کیفیت بالا و بدون ساییدگی را دارد که منجر به بهبود استحکام و طول عمر اتصالات می‌شود.
• رفع معایب دستگاه‌های کوچک: با استفاده از هد دستی، این دستگاه معایب مربوط به دستگاه‌های کوچک را کاهش می‌دهد و دقت عملیات را افزایش می‌دهد.
• افزایش مقاومت بخش‌های پردازش شده: استفاده از تکنولوژی لیزری باعث افزایش آستانه تحمل و مقاومت مکانیکی بخش‌های جوش داده شده می‌شود.
• طراحی فشرده و میز کار کوچک: این دستگاه به دلیل ابعاد کوچک خود به راحتی در محیط‌های کاری محدود قابل استفاده است و فضای کمی اشغال می‌کند.
• مجهز به تجهیزات چرخدار: وجود تجهیزات چرخدار باعث افزایش تحرک دستگاه و سهولت در جابجایی آن در محیط کارگاه می‌شود.

این ویژگی‌ها، دستگاه جوش لیزری فایبر را به یکی از دستگاه‌های اصلی در فرایندهای تولید و جوشکاری ورق‌های نازک تبدیل کرده است. این دستگاه به دلیل دقت و کارایی بالای خود، به‌ویژه در صنایعی که نیاز به اتصالات دقیق و باکیفیت دارند، به‌عنوان یک دستگاه کلیدی مطرح است.

جمع بندی موضوع جوشکاری ورق نازک

جوشکاری ورق نازک یکی از فرایندهای اساسی و کاربردی در صنایع مختلف از جمله خودروسازی، ساخت‌وساز و صنایع فلزی است که به‌منظور اتصال دقیق و مستحکم قطعات فلزی نازک به‌کار می‌رود. این فرایند از طریق اعمال حرارت و فشار به منظور ایجاد پیوند میان فلزات انجام می‌شود و نیازمند دقت و کنترل بسیار بالایی است. انتخاب روش مناسب برای جوشکاری ورق نازک، به‌طور مستقیم به نوع ورق، شرایط محیط کار و الزامات فنی قطعه موردنظر وابسته است. از جمله تکنیک‌های متداول می‌توان به جوشکاری الکترودی، جوشکاری با گاز محافظ و جوشکاری لیزری اشاره کرد.

اهمیت بالای دقت، تمیزی و استحکام اتصالات در این نوع جوشکاری، موجب می‌شود که نیاز به تجهیزات پیشرفته و تخصص فنی کارگران ماهر به‌طور جدی مطرح باشد. هر یک از روش‌های جوشکاری دارای ویژگی‌ها و چالش‌های خاص خود هستند و برای حصول به نتیجه‌ای مطلوب، انتخاب روش باید با توجه به ویژگی‌های متریال و الزامات کاربردی انجام شود. به‌عنوان مثال، جوشکاری لیزری به دلیل دقت بالا و توانایی کنترل حرارت، برای ایجاد اتصالات بدون عیب و با کیفیت عالی در ورق‌های نازک بسیار مناسب است.

در این مقاله از شرکت روتک، به بررسی جوانب مختلف جوشکاری ورق نازک پرداختیم. هدف ما ارائه اطلاعات جامع و کاربردی به منظور بهبود کیفیت فرایندهای جوشکاری و کمک به انتخاب بهینه دستگاه جوشکاری بوده است.

برای مشاوره و تهیه مناسب‌ترین دستگاه جوشکاری، می‌توانید با کارشناسان مجرب ما در شرکت روتک تماس حاصل کنید. همچنین، برای کسب اطلاعات بیشتر در مورد قیمت دستگاه‌های جوش لیزری و نحوه خرید آن‌ها، به وب‌سایت شرکت روتک مراجعه نمایید.