جوشکاری CO2 چیست | جوشکاری یکی از روش‌های اصلی تولید و اتصال قطعات فلزی است که در صنایع مختلف از جمله صنایع خودروسازی، ساخت و ساز، صنایع فلزی و … مورد استفاده قرار می‌گیرد. یکی از تکنولوژی‌های مورد استفاده در جوشکاری، جوشکاری با لیزر CO2 است. در این فناوری جوشکاری از پرتو لیزر CO2 برای اتصال و جوش دادن قطعات و متریال‌های فلزی مختلف به یکدیگر استفاده می‌کنند.
در این مطلب از شرکت روتک، قصد داریم تا شما را با مزایا و معایب جوشکاری CO2، روش‌های اجرایی، کاربردها و تکنولوژی‌های پیشرفته در این حوزه آشنا کنیم؛ همچنین، در ادامه به بررسی اهمیت و تاثیر این روش جوشکاری بر صنایع مختلف و نکات کلیدی برای انتخاب بهینه این فناوری در فرایندهای تولیدی بپردازیم.
جوشکاری CO2 چیست؟
یکی از مهم‌ترین گازهای مورد استفاده در صنعت جوشکاری، گاز کربن دی اکسید است. این گاز با ایجاد قوس الکتریکی و با استفاده از سیم جوش بجای الکترود، قادر است تا قطعات فلزی مختلف را به صورت بسیار محکم و با دوام به یکدیگر متصل کند. این روش جوشکاری نسبت به دیگر روش‌ها از سرعت و دقت بالایی برخوردار بوده و منجر به کاهش هزینه‌ها در پروژه‌های مختلف به ویژه پروژه‌های بزرگ می‌شود. انواع الکترودهای جوشکاری را در این مقاله بخوانید.
جوشکاری CO2 یکی از روش‌های جوشکاری قوسی با گاز محافظ است که از گاز کربن دی اکسید برای جوش استفاده می‌کند. این فرایند با دستگاه‌های جوشی که قابلیت جوشکاری با این گاز را دارند انجام می‌شود و با استفاده از اینورترهای جوشکاری CO2 یا MIG، این کار به آسانی قابل انجام است.
جوشکاری CO2 دارای خاصیت حفاظتی بالا بوده و در آن، قوس الکتریکی و حوضچه مذاب برای جوشکاری به صورت واضح و آشکار است. علاوه بر این خصوصیت‌های محافظتی، قیمت گاز محافظ CO2 نسبت به گاز آرگون بسیار ارزان‌تر است که از این روش در صنایع وابسته به فولاد به میزان زیادی استفاده می‌شود.
در جوشکاری با CO2، یک لایه نازک سرباره بر روی گرده جوش تشکیل می‌شود که باید از سطح جوش پاک شود. این فرایند می‌تواند بهبود قابلیت جوشکاری و کیفیت نهایی اتصالات فلزی را تضمین کند.
بیشتر بدانید: کارآفرینی با دستگاه جوش لیزری
اجزای دستگاه جوشکاری CO2 چیست؟
دستگاه جوشکاری CO2 یک تجهیزات حیاتی در فرایند جوشکاری است که برای اتصال و جوش قطعات فلزی با استفاده از گاز کربن دی اکسید (CO2) استفاده می‌شود. اجزای اصلی یک دستگاه جوشکاری CO2 عبارت‌اند از:
منبع تغذیه
این قسمت از دستگاه مسئول ایجاد جریان الکتریکی برای ایجاد قوس الکتریکی بین الکترود و قطعه فلزی است و باید ولتاژ مناسبی را برای عملیات جوشکاری ایجاد کند.
سیم جوش
سیم جوش در واقع همان الکترود است که به عنوان متریال برای جوشکاری استفاده می‌شود و از طریق الکترود به قطعه فلزی تغذیه می‌شود. سیم جوش در سه مدل آلیاژ بر پایه نیکل، بدون آلیاژ و کم آلیاژ مورد استفاده قرار می‌گیرد.
سیم جوش CO2 با انواع مختلف مانند آلومینیوم، فولاد و استیل در دسترس قرار دارد؛ در صورت استفاده از سیم جوش فولادی، قطر معمول آن بین 0.8 تا 1.6 میلی‌متر است. (جوش لیزری آلومینیوم چیست؟)
گاز محافظ
در جوشکاری CO2، گاز کربن دی اکسید به عنوان گاز محافظ برای حفاظت از قوس الکتریکی و منطقه جوش مورد استفاده قرار می‌گیرد.
مشعل یا تورچ
وظیفه این بخش انتقال سیم، جریان و گاز از منبع تغذیه به محل جوشکاری است.
گیره
این بخش وظیفه اتصال بین تورچ یا مشعل را دارد.
بیشتر بدانید: پردرآمدترین شغل های جوشکاری
لوازم جوشکاری CO2 چیست؟
از دیگر لوازم مهم و مورد نیاز برای جوشکاری CO2 می‌توان به:
رگلاتور یا شیر تنظیم به منظور کنترل میزان گاز خروجی به کار می‌رود
تغذیه کننده سیم که در بیشتر مواقع یک توپ با طول ۱۰ هزار متر سیم دارد
انبر جوشکاری CO2 برای هدایت گاز و سیم به نقطه جوشکاری استفاده می‌شود و با فشار دکمه آن، می‌توان جوشکاری را آغاز کرد.
منبع تغذیه برای جوشکاری ولتاژ مناسب برای ذوب و اتصال فلزات را با استفاده از یک منبع تغذیه مناسب فراهم می‌کند.
مطالعه بیشتر: مقایسه دستگاه جوش لیزری و دستگاه جوش CO2
دلایل استفاده از جوشکاری CO2 چیست؟
جوشکاری CO2 یا MAG برای اتصال صفحات فولادی نازک و نیمه ضخیم بسیار عالی عمل می‌کند و علل استفاده از این روش عبارت‌اند از:
جلوگیری از شکل گیری عیوب جوشکاری
استفاده از CO2 از ایجاد عیوبی مانند گل جوش و سوختگی کنار جوش پیشگیری می‌کند و خط جوش‌های دقیق‌تر و سالم‌تری را ایجاد می‌کند.
قابلیت ترکیب با سایر گازها
CO2 قابلیت ترکیب با گازهای دیگر را دارد و می‌تواند فرایند جوشکاری را بهبود بخشد.
افزایش نفوذ جوش
استفاده از CO2 حرارت را متمرکز کرده و نفوذ جوش را بهبود می‌بخشد.
کیفیت جوش بالا
CO2 به طور قابل توجهی کیفیت جوش را بهبود می‌بخشد و خواص مکانیکی فلز جوش را بهبود می‌بخشد. تاثیر قطر و کیفیت پرتو لیزر بر عمق جوشکاری
کاهش اکسیداسیون
تجزیه گاز CO2 در دمای بالا به مونوکسید کربن و اکسیژن، از اکسیداسیون فولادهای کربنی جلوگیری می‌کند و بهبود خواصی مانند استحکام، چقرمگی و سختی را ایجاد می‌کند.
کاهش تنش سطحی
CO2 تنش سطحی را کاهش داده و منجر به نفوذ بیشتر جوش می‌شود.
کاهش هزینه‌های جوشکاری
استفاده از CO2 به جای گازهای بی‌اثر هلیم و آرگون، هزینه جوشکاری را کاهش داده و صرفه اقتصادی بالاتری ایجاد می‌کند. دستگاه جوش آرگون چیست
پروتکل جوشکاری CO2 چیست؟
در جوشکاری CO2، از کپسول گاز برای تامین گاز فعال استفاده می‌شود و همچنین، جوش CO2 با استفاده از سیم جوش پر از گاز نیز ممکن است. سیم جوش با استفاده از یک مشعل جوشکاری به سمت حوضچه جوش قطعه کار هدایت شده و سپس با ایجاد جریان الکتریکی در سیم جوش، قوس الکتریکی بین نوک الکترود و فلز ایجاد شده و باعث ذوب شدن سیم جوش و فلز می‌شود.
در جوشکاری CO2، گاز محافظ CO2 از نازل مشعل برای جلوگیری از اثر گذاشتن اکسیژن و نیتروژن اتمسفر بر روی حوضچه جوش استفاده می‌شود. دستگاه جوش ولتاژ ثابتی را تأمین کرده و یک قوس اتصال کوتاه بین سیم جوش و متریال جوش داده شده ایجاد می‌کند که به ذوب شدن لبه‌های جوش منجر می‌شود. تنظیم ولتاژ و آمپراژ دستگاه بسیار حیاتی است و باید با توجه به ضخامت قطعه و نیاز گرمایی صحیح انجام شود تا به پاشش و جرقه جوش بالا جلوگیری شود و اتصال جوشی قوی و مطمئن ایجاد شود.
بیشتر بدانید: دستگاه جوش لیزری چیست
کاربرد جوشکاری CO2 چیست؟
جوشکاری با استفاده از گاز کربن دی اکسید (CO2) یک روش جوشکاری از نوع فلز به فلز است که در صنایع مختلف استفاده می‌شود. کاربردهای اصلی جوشکاری CO2 شامل موارد زیر می‌شود:
جوشکاری فلزات
یکی از کاربردهای اصلی جوشکاری CO2 در جوشکاری فلزات مختلف مانند فولاد، آلومینیوم و استیل است. این روش جوشکاری معمولا برای اتصال قطعات فلزی در صنایع خودروسازی، ساخت و ساز، صنایع فولاد و صنایع فلزی استفاده می‌شود.
جوشکاری تعمیر و نگهداری
جوشکاری CO2 همچنین برای تعمیر و نگهداری قطعات و تجهیزات فلزی استفاده می‌شود. این روش می‌تواند برای تعمیر قطعات خراب یا جوش دادن قطعات جدید به تجهیزات مورد استفاده باشد.
جوشکاری ساخت و تولید
در صنایع تولیدی، جوشکاری CO2 برای اتصال قطعات فلزی در فرایندهای تولید و ساخت محصولات مختلف استفاده می‌شود. این روش جوشکاری امکان اتصال دو قطعه فلزی به یکدیگر را فراهم می‌کند.
جوشکاری سازه‌های فلزی
در ساخت سازه‌های فلزی بزرگ مانند پل‌ها، ساختمان‌ها و تجهیزات صنعتی، جوشکاری CO2 برای ایجاد اتصالات قوی و مطمئن بین قطعات فلزی استفاده می‌شود.
جوشکاری در صنعت خودروسازی
برای جوشکاری بدنه خودرو از جوشکاری CO2 به دلیل جوش پذیری بالا و نیاز به اتصالات قوی استفاده می‌شود.
در صنعت نفت و گاز
جوشکاری CO2 برای اتصال لوله‌های فولادی با قدرت جوش بالا و مقاوم در برابر شرایط سختی مانند رطوبت، فشارهای شدید و دما اهمیت دارد.
کشتی سازی
در ساخت بدنه کشتی‌ها و مقاومت فلزات مورد استفاده در برابر فشار آب و رطوبت موجود، از جوشکاری کربن دی اکسید استفاده می‌شود.
بیشتر بخوانید: جوش لیزری دستی چیست
مزایا و معایب دستگاه جوشکاری CO2 چیست؟
به طور کلی، استفاده از جوشکاری CO2 دارای مزایا و معایب خود است که بستگی به شرایط کاری، مهارت جوشکار و رعایت نکات ایمنی دارد. در ادامه به بررسی مزایا و معایب جوشکاری با استفاده از گاز کربن دی اکسید (CO2) می‌پردازیم:
مزایای استفاده از دستگاه جوشکاری CO2 چیست:
- قیمت پایین‌تر نسبت به جوشکاری با گازهای بی اثر مانند آرگون
- کاهش جرقه زنی نسبت به روش‌های دیگر جوشکاری
- توانایی تغذیه مستمر سیم جوش
- کاهش مدت زمان جوشکاری با توجه به تغذیه مستمر سیم جوش
- کاهش تنش سطحی بین صفحات فلزی و افزایش کیفیت و نفوذ جوش
- قابلیت استفاده در تمام وضعیت‌های جوشکاری
- مشاهده وضوح حوضچه مذاب و قوس الکتریکی
- کمترین تولید سرباره نسبت به روش‌های دیگر
- استفاده از سیم جوش با قطر کم برای افزایش چگالی جریان
بیشتر بخوانید: مزایای دستگاه جوش لیزری
معایب استفاده از دستگاه جوشکاری CO2 چیست:
- قیمت بالای تجهیزات و ادوات دستگاه جوش CO2
- پیچیدگی کار با دستگاه و نیاز به مهارت و آموزش
- تولید گاز مونوکسید کربن
- خطر اشعه قوس برای چشم‌ها و پوست
- نیاز به محافظت از گاز CO2 در برابر باد
- حساسیت به کیفیت و خلوص گاز و تمیزی سیم جوش
بیشتر بدانید: عیوب جوشکاری
نکات ایمنی در جوشکاری CO2 چیست؟
- اطمینان حاصل شود که محیط جوشکاری دارای تهویه مناسب است تا گاز CO2 به طور صحیح تخلیه شود و احتمال ایجاد خطرات از جمله اختلال در تنفس را کاهش دهد.
- استفاده از عینک و ماسک محافظ مناسب برای محافظت از چشم‌ها در برابر اشعه‌های قوس و استفاده از لباس‌های مناسب برای محافظت از پوست در معرض خطرات حرارتی و اشعه‌های قوس ضروری است.
- استفاده از دستکش‌های مناسب و لباس‌های ضد حرارتی برای حفاظت از دست‌ها و بدن در برابر خطرات جوشکاری الزامی است.
- اطمینان حاصل شود که تمام افرادی که در فعالیت‌های جوشکاری شرکت می‌کنند، دارای آموزش و آگاهی کافی در زمینه نکات ایمنی مربوط به جوشکاری CO2 هستند.
- حضور افراد غیر ضروری در نزدیکی محل جوشکاری باید محدود شود و اطمینان حاصل شود که همه افراد در اطراف از خطرات مربوط به جوشکاری آگاهی دارند.
- داشتن طرح اضطراری و آمادگی برای بروز حوادث مانند آتش‌سوزی یا صدمات احتمالی در هنگام جوشکاری ضروری است.
- اطمینان حاصل شود که تجهیزات جوشکاری، ایمن و جدید هستند و همچنین مرتباً بازبینی و نگهداری منظم را انجام شود.
- در صورت لزوم، استفاده از محافظت‌های مکمل مانند پوشک، کلاه، گوشواره و ادوات حفاظتی دیگر نیز توصیه می‌شود.
- علاوه بر موارد ذکر شده بهتر است تا در هنگام جوشکاری CO2 به موارد زیر نیز توجه شود:
- در تمیز کردن و تعمیر دستگاه، قبل از هر اقدامی دستگاه را از برق اصلی جدا شود.
- کپسول گاز باید عمودی و ثابت باشد.
- به جریان برق در هنگام کار با دستگاه جوش توجه شود.
- هنگام جوشکاری، نباید دست‌ها خیس یا چرب نباشند و شیر کپسول روغن‌کاری شده باشد.
- قبل از شروع جوشکاری، ضروری است که سطح قطعات را با ابزار مناسب صاف کرده و سپس به جوشکاری پرداخته شود.
- برای تنظیم فشار گاز، به قطر سیم جوش توجه شود و مقدار مناسب تنظیم شود.
مطالعه بیشتر: روش های جوشکاری لیزری
دستورالعمل‌های مهم در جوشکاری CO2 چیست؟
برای انجام کار با دستگاه جوش اینورتر CO2، باید موارد زیر را رعایت شود:
قبل از شروع جوشکاری، از یک ماسک با فیلتر مناسب، دستکش، لباس، کلاه و کفش ایمنی برای جلوگیری از آسیب‌های احتمالی در زمان کار با دستگاه جوش CO2 استفاده شود.
- باز کردن شیر گاز کپسول و سپس روشن کردن دستگاه
- تنظیم خروجی گاز را با استفاده از رگولاتور
- تنظیم ولتاژ بر اساس نوع و ضخامت قطعه کار
- تنظیم کردن سرعت سیستم تغذیه سیم را بر اساس فاکتورهای صدای جوش و نوع ضربه زدن به قطعه کار
- آغاز به جوشکاری
بیشتر بخوانید: کاربرد دستگاه جوش لیزری
آیا جوشکاری CO2 بدون کپسول ممکن است؟
یکی از مشکلات اساسی در دستگاه‌های جوش CO2، حمل و نقل دشوار آنها است که علت اصلی این مشکل به دلیل استفاده از کپسول گاز است. کپسول‌های گاز، جای‌گیر بوده و برای محیط‌های مختلف به ویژه محیط‌های کوچک و کارگاه‌های محدودیت‌هایی ایجاد می‌کنند.
در حال حاضر، دستگاه‌های جوشکاری CO2 بدون نیاز به کپسول گاز به تولید رسیده‌اند که به دو صورت تک فاز و سه فاز تقسیم بندی می‌شوند و در اکثر صنایع مورد استفاده قرار می‌گیرند.
بیشتر بدایند: جوشکاری برنز
تفاوت دستگاه جوش فایبر دستگاه جوشکاری CO2 چیست؟
دستگاه لیزر کربن دی اکسید یکی از دستگاه‌های مناسب برای متریال و منسوجات ارگانیک مثل چوب و پوست یا متریال‌هایی مثل پلاستیک، پلکسی، مقوا و … است؛ طول موج دامنه این دستگاه 10600 نانومتر است.
دستگاه لیزر فایبر به دلیل استفاده از طول موج‌هایی در دامنه1060 نانومتر، قادر است تا فلزات و قطعات فلزی مختلف را برش دهد. دستگاه برش لیزر فلزات را در این لینک مشاهده کنید.
دستگاه لیزر فایبر نسبت به دستگاه لیزر CO2 کاربردی‌تر بوده و قابلیت کنتراست بالا، علامت گذاری و حکاکی درست و دقیق را دارد؛ البته دستگاه لیزر CO2 نیز برای حکاکی و بسته بندی متریال‌های غیر فلزی و کاربردهای دیگر دارد.
دستگاه لیزر فایبر نسبت به دستگاه لیزر CO2 انرژی کمتری مصرف می‌کند و در نتیجه هزینه کمتری را برای شرکت‌ها و کمپانی‌ها به ارمغان می‌آورد.
توان و قدرت انجام عملیات در دستگاه فایبر حداقل 3 و حداکثر 4 برابر دستگاه لیزر CO2 است.
تکنولوژی CO2 نسبت به تکنولوژی فایبر قدیمی‌تر است؛ بنابراین بدیهی است که کاربرد و عملکرد دستگاه لیزر فایبر عملکرد چند برابری نسبت به دستگاه لیزر CO2 ارائه کند.
مهم‌ترین مزیت دستگاه‌های فایبر، عدم نیاز به تعمیر و نگهداری و طول عمر بالاست؛ این ویژگی جدید و منحصر به فرد، در دستگاه‌های لیزر کربن دی اکسید دیده نمی‌شود.
دستگاه جوش فایبر و دستگاه جوش لیزری CO2 هر دو از تکنولوژی لیزر برای جوشکاری استفاده می‌کنند، اما تفاوت‌هایی در عملکرد و کاربردهای آنها وجود دارد.
دستگاه جوش فایبر از لیزرهای فیبری برای تولید اشعه لیزر استفاده می‌کند که از فیبر نوری به عنوان منبع اصلی استفاده می‌کند؛ اما دستگاه جوش لیزری CO2 از لیزر CO2 برای تولید اشعه لیزر استفاده می‌کند که از گاز CO2 به عنوان منبع اصلی استفاده می‌کند.
دستگاه جوش فایبر از قدرت بالا و دقت بالایی برای جوشکاری استفاده می‌کند و معمولا برای کاربردهای صنعتی پیچیده و حساس مناسب است؛ اما دستگاه جوش لیزری CO2 به طور عمومی دارای قدرت و دقت کمتری نسبت به دستگاه جوش فایبر بوده و بیشتر برای کاربردهای کوچک و خلاقانه مناسب هستند.
بیشتر بدانید: آشنایی با اصطلاحات جوشکاری
جمع بندی موضوع آشنایی با جوشکاری CO2 چیست؟
جوشکاری با لیزر CO2 یک فناوری پیشرفته است که در صنایع مختلف برای اتصال و جوش قطعات فلزی استفاده می‌شود. این روش جوشکاری از انرژی لیزر CO2 بهره می‌برد که باعث ایجاد اتصالات قوی و دقیق بین قطعات می‌شود. از مهم‌ترین مزایای جوشکاری با لیزر CO2 می‌توان به دقت و سرعت بالا، کیفیت بالای جوش، کارایی توان و امکان جوشکاری قطعات ناهموار و حساس و … اشاره کرد.
به طور کلی، جوشکاری با لیزر CO2 انعطاف پذیری بالایی را در انجام فرایندهای جوشکاری ارائه می‌دهد و می‌تواند بهبود قابل توجهی در کیفیت و کارایی تولیدات صنعتی داشته باشد. انتخاب این فناوری بر اساس نیازهای خاص فرایند تولیدی، نوع متریال و اندازه قطعات می‌تواند به بهبود عملکرد و بهره‌وری کمک کند.
در این مطلب از شرکت روتک، به بررسی موضوع آشنایی با جوشکاری CO2 چیست پرداختیم.
شما می‌توانید با دریافت مشاوره از کارشناسان مجرب ما، مناسب‌ترین دستگاه جوشکاری لیزری را تهیه کنید. برای خرید دستگاه جوش لیزری به سایت روتک سر بزنید یا با ما تماس حاصل کنید.
جوشکاری CO2 چیست؟
این گاز با ایجاد قوس الکتریکی و با استفاده از سیم جوش بجای الکترود، قادر است تا قطعات فلزی مختلف را به صورت بسیار محکم و با دوام به یکدیگر متصل کند.