امروزه ثابت شده که استفاده از دستگاه جوش لیزری نسبت به دیگر فناوری‌ها کاربرد بیشتری در صنایع مختلف برای اتصال قطعات و فلزات مختلف دارد. هر چند که روش جوشکاری با دستگاه جوش لیزری یک روش سریع، دقیق و پرسرعت است، اما همچنان ممکن است که مشکلات و نقص‌هایی در فرایند جوشکاری با دستگاه جوش لیزری وجود داشته باشد که نیاز به تصحیح داشته باشد.
در این مقاله از شرکت روتک قصد داریم تا به بررسی علل ایجاد عیوب در جوشکاری با دستگاه جوش لیزری، انواع عیوب و روش‌های رفع عیوب جوشکاری با دستگاه جوش لیزری بپردازیم. همچنین در ادامه به معرفی روش‌های بهینه برای اجرای جوشکاری با دستگاه جوش لیزری به منظور کاهش احتمال ایجاد عیوب خواهیم پرداخت؛ بنابراین اگر دوست دارید تا کیفیت جوشکاری خود را بیشتر کنید و با اشتباهات احتمالی در فرایند جوشکاری با دستگاه جوش لیزری آشنا شوید، این مطلب برای شماست.
بیشتر بدانید: کارآفرینی با دستگاه جوش لیزری
عیوب جوشکاری چگونه ایجاد می‌شوند؟
فرایند جوشکاری یک فرایند کاربردی و مهم در صنعت است که به منظور یکسان سازی و اتصال بین قطعات مختلف انجام می‌شود. برای انجام جوشکاری روش‌ها و دستگاه‌های مختلفی وجود دارد. (دستگاه جوش آرگون چیست)
یکی از مهم‌ترین مشکلات در جوشکاری، عیوب جوشکاری است که ممکن است به دلایل مختلف ایجاد شود که آشنایی با این عوامل می‌تواند از ایجاد آن ها جلوگیری کنند.
برخی از عوامل اصلی منجر به ایجاد عیوب در جوشکاری عبارت‌اند از:
- ایجاد لکه قوس
- گرده جوش‌های اضافی
- به وجود آمدن ناخالصی‌های حبس شده
- ایجاد تخلخل
- ذوب نشدن
- اورلپ
- شکستن جوش
- عدم ورود و نفوذ کامل سیم جوش
- ایجاد جرقه و پاشش
- عدم پرشدگی شیارها
- ایجاد ترک و بریدگی
دانستن عیوب جوشکاری و آشنایی با آن تنها منجر به ایجاد جوش باکیفیت نمی‌شود و حتی ممکن است در مواردی مثل بخش‌های صنعتی بزرگ یا ساختمان‌ها، عیوب جوشکاری منجر به رخداد حادثه‌ای ناگوار، تخریب و ایجاد ضرر به دستگاه شوند.
ایجاد جوش‌های معیوب مشکلات مختلف دیگری از جمله خراب شدن اتصالات، خورده شدن متریال، عدم یا کاهش چسبندگی بین متریال جوش، کاهش استحکام متریال و … می‌شود؛ بنابراین آشنایی با عیوب جوشکاری به روش‌های مختلف برای یک جوشکار یا یک تکنسین صنعتی بسیار مهم است.
بیشتر بدانید: مقایسه جوش لیزری و جوش آرگون
رایج‌ترین عیوب جوشکاری
همانطور که گفته شد، آشنایی با عیوب جوشکاری و دلایل رخداد آن می‌تواند نقش مهمی در افزایش کیفیت جوشکاری و مهارت فرد داشته باشد. در ادامه به بررسی مهم‌ترین و رایج‌ترین عیوب جوشکاری می‌پردازیم:
ایجاد لکه قوس
چنانچه قوس جوش در خارج از شکاف اتصال انجام شود، لکه قوس ایجاد می‌شود و نقطه‌های کوچک و بزرگی را روی سطح فلز اصلی ایجاد می‌کند. این لکه‌ها در نهایت باعث ایجاد شدن ترک‌های خطرناک در محل جوش می‌شوند. علت اصلی ایجاد لکه قوس حاصل از ذوب و سرد شدن فلز اصلی با سرعت بالا و در نقاط مشخص است.
گرده جوش‌های اضافی
در برخی از مواقع دیده شده است که مقدار جوش تولیدی برای پر کردن یا اتصال از مقدار مدنظر ما بیشتر است؛ این اتفاق در نهایت باعث ایجاد گوشه‌های تیز در پنجه جوش می‌شوند که باعث افت کیفیت جوشکاری و ایجاد خطر می‌شوند.
اورلپ
اگر فلز جوش پیش از ذوب شدن کامل فلز اصلی روی آن جریان پیدا کند، در نهایت باعث ایجاد یک شیار تیز می‌شود؛ علت اصلی این اتفاق سرعت پایین در هنگام جوشکاری است.
به وجود آمدن ناخالصی‌های حبس شده
چنانچه در هنگام جوشکاری یک متریال جامد غیر فلزی در میان فلز جوش و فلز اصلی حبس باشد، ممکن است عیوبی را برای جوشکاری ایجاد کند. این مشکل بیشتر در جوشکاری‌های زیر پودری اتفاق می‌افتد و برای جلوگیری از آن لازم است تا قبل از اجرای هر پاس، گل جوش قبلی را جدا کرده و برای انجام پاس بعدی توجه بیشتری داشت.
ایجاد تخلخل
ایجاد تخلخل پس از اتمام جوشکاری یکی دیگر از مهم‌ترین مشکلات است. تخلخل زمانی رخ می‌دهد که گازهای زیر سطح در جوش ذوب شده در فلز حبس شوند و پس از سرد شدن فلز از آن خارج نشوند. این اتفاق به دلیل عواملی مثل طول قوس بلند، رطوبت، استفاده از الکترود نامناسب و … رخ می‌دهد. همچنین تخلخل ممکن است در سایزهای مختلف از کوچک تا بزرگ و به صورت پراکنده روی سطح فلز ظاهر شود. برای پیشگیری از تخلخل باید به مواردی مثل طول قوس، میزان شدت جریان و تنظیم آن، توجه به شرایط آب و هوایی در هنگام جوشکاری، خشک بودن الکترود و … اشاره کرد.
ذوب نشدن سیم جوش
یکی از مهم‌ترین و رایج‌ترین مشکلات جوشکاری، عدم ذوب یا ذوب ناقص سیم جوش به فلز یا قطعه مدنظر است که در نهایت منجر به عدم اتصالات صحیح و ایجاد اتصالات نامناسب می‌شود. علت اصلی این اتفاق ناشی از آلودگی‌های سطحی مانند روغن، گرد و خاک، گل جوش، زنگ زدگی یا عوامل دیگری مثل استفاده کردن از الکترود‌های نادرست، استفاده نامناسب و غلط از جریان گاز، کمبود حرارت، قطبیت جریان نامناسب و … است.
عدم ورود و نفوذ کامل سیم جوش
یکی دیگر از رایج‌ترین عیوب جوشکاری، عدم نفوذ کامل سیم جوش است. این اتفاق در صورتی رخ می‌دهد که سیم جوش پس از اتمام جوشکاری به درستی درون شیارهای مورد نظر قرار نگیرد و نفوذ خوبی نداشته باشد. برای حل و کاهش این مشکل باید به عواملی مثل میزان جریان و شدت بیش از حد جریان، بررسی میزان سرعت حرکت الکترودها، اندازه و ضخامت الکترودها و زاویه اتصال دو قطعه مربوط توجه داشت. عدم ورود و نفوذ کامل سیم جوش ممکن است در نهایت منجر به عدم اتصال دو قطعه و کاهش کیفیت جوشکاری شوند.
ترک در جوشکاری
ترک‌ها از آن دسته از عیوبی هستند که ممکن است هم بر روی فلز اصلی و هم روی فلز جوش دیده شود و انواع مختلفی مثل ترک سطح جوش، ترک فلز و … دارند.
ایجاد جرقه و پاشش
یکی از رایج‌ترین اتفاقات در جوشکاری، پراکنده شدن ذرات کوچکی از سیم جوش در هنگام جوشکاری است. برای پیشگیری از این موضوع و جلوگیری از آسیب به چشم بهتر است تا از عینک‌های جوشکاری استفاده شود تا عملیات جوشکاری با دقت بیشتری انجام شود و اصول ایمنی نیز رعایت شود.
شکستن جوش
شکستن جوشکاری شایع‌ترین مشکل جوشکاری است که ممکن است وابسته به دلایلی مثل عدم آمادگی سطح کار، کثیف بودن سطح، تنظیم نادرست دستگاه، مهارت کم اپراتور و … اشاره کرد.
نگرفتن جوش
دلایل زیادی برای عدم موفقیت جوش و نگرفتن آن وجود دارد که از مهم‌ترین آن‌ها میتوان به کثیفی سطح، زنگ زدگی، استفاده از الکترود نادرست و نامناسب جوشکاری و حتی استفاده از آمپر نامناسب اشاره کرد.
ایجاد بریدگی
ترک و بریدگی در جوشکاری در واقع به وجود شیارهای ذوب شده روی فلز اشاره می‌کند که توسط جوش پر نشده است. این اتفاق ناشی از شدت جریان یا طول قوس بالا بوده و باعث جدا شدن یا حتی سوختن بخش‌هایی از فلز مدنظر و ایجاد مشکلات و نقاطی در فرایند جوشکاری می‌شوند. در صورت بروز بریدگی، تعمیر با جوش مجدد ممکن است موثر نباشد و تعویض قطعات بهتر باشد.
بیشتر بخوانید: نکات ایمنی جوش لیزری را در این مقاله مطالعه کنید.
عیوب جوشکاری با دستگاه جوش لیزری
امروزه جوشکاری با دستگاه جوش لیزری از طرق سورس لیزر فایبر، به عنوان یکی از بهترین و مناسب‌ترین روش‌ها برای جوشکاری سریع و آسان فلزات و اتصال قطعات شناخته شده است. هر چند که این روش، روش محبوب و کاربردی در صنایع مختلف است اما مانند هر روش دیگری همراه عیب و مشکلاتی است.
ایجاد جوشکاری‌های نامتقارن و غیر یکسان
یکی از مهم‌ترین عیوب جوشکاری با دستگاه جوش لیزری ایجاد جوش‌های غیر یکسان و با ضخامت‌های مختلف است. مواد ناهمگون می‌توانند منجر به شکستگی و ترک خوردن شوند، به ویژه در آلیاژهای آلومینیوم و مس. همچنین، اتصال فلزات با ابعاد مختلف و نامتقارن نیز چالش‌های خود را دارد، به عنوان مثال اتصال یک ورق نازک به یک قطعه ضخیم‌تر. تناسب مناسب برای میدان گرمایی هر دو قطعه با اشکال نامتقارن، چالشی است که راه‌حلی مشخص برای آن وجود ندارد.
تخلخل یا ایجاد حفره‌های کوچک و بزرگ
با اینکه تخلخل بیشتر در جوشکاری‌های سنتی دیده می‌شود اما میتوان گفت یکی از عیوب جوشکاری با دستگاه جوش لیزری نیز محسوب می‌شود. از آنجایی که هنگام جوشکاری با دستگاه لیزر به سرعت سرما و منجمد سازی اتفاق می‌افتد، حباب‌ها یا گازهای هوا فرصت خروج از ناحیه جوشکاری را پیدا نمی‌کنند و تخلخل را ایجاد می‌کنند.(برای اطلاع از دستگاه جوش تفنگی چیست روی لینک مقاله کلیک کنید)
برای رفع عیوب جوشکاری تخلخل ابتدا باید آلودگی‌ها را از روی سطوح و بخش‌های مختلف پاکسازی کرد و سپس از سیم‌های پرکننده با اضافه کردن عناصری مثل سیلیسیم و آلومینیوم به فلز جوش استفاده کرد. همچنین میتوان با افزایش دقت و افزایش زمان جوشکاری از ایجاد تخلخل جلوگیری کرد. برای اطلاع از مقاله جوش لیزری آلومینیوم روی لینک کلیک کنید.
ترک خوردگی
همانطور که در بخش قبلی به آن اشاره شد، ترک خوردگی یا ایجاد ترک در هنگام جوشکاری یکی از متداول‌ترین اتفاقات است و حتی ممکن است هنگام جوشکاری با دستگاه جوش نیز اتفاق بیفتد.
برای پیشگیری یا رفع عیوب جوشکاری ترک خوردگی هنگام جوشکاری لیزری بهتر است تا از یک سیم پرکننده برای پر کردن ترک‌های استفاده کرد یا منطقه مدنظر را کمی زودتر گرم کرد تا با ایجاد یک محیط گرم و میدان گرمایی مناسب حرارت لازم را ایجاد و از ایجاد عیوب پیشگیری کرد.
پاشیدن مواد و قطرات
یکی از عیوب جوشکاری با دستگاه جوش لیزری که بسیار شایع است، پاشیدن مواد و قطرات ریز متریال است که باعث کاهش کیفیت جوشکاری، آسیب به لنز دستگاه یا خسارت‌های دیگر می‌شود. برای پیشگیری یا حل این مشکل باید با کاهش میزان انرژی و قدرت لیزر، میزان پاشش را کاهش داد. (برای اطلاع از دستگاه جوش لیزری چیست روی لینک مقاله کلیک کنید.)
شکاف یا آند کات
یکی از عیوب جوشکاری با دستگاه جوش لیزری، اندر کات یا شکاف است که غالبا به دلیل سرعت بالا در هنگام جوشکاری اتفاق می‌افتد. در جوشکاری با لیزر، سرعت سرد شدن قسمت مذاب بسیار بالا بوده و اگر زمان تابیدن پرتو لیزر کوتاه باشد، اتصال و آمیختن قسمت‌های مذاب برای ترکیب مناسب اتفاق نمی‌افتد که می‌تواند باعث ایجاد برش در جوش پیوسته شود. برای رفع این مشکل، تناسب مناسب توان و قدرت لیزر با سرعت جوشکاری ضروری است. اهمیت تعادل بین سرعت جوشکاری و توان لیزر برای جلوگیری از گسترش حوضچه مذاب و حفظ استحکام جوش باید مدنظر قرار گیرد.
مطالعه بیشتر: چه متریالی را میتوان با دستگاه جوش لیزر جوش داد؟
روش‌های رفع عیوب جوشکاری با دستگاه جوش لیزری
در این بخش به بررسی روش‌های مختلف برای رفع عیوب جوشکاری با دستگاه جوش لیزری می‌پردازیم. آشنایی با این روش‌های می‌تواند در ایجاد جوشکاری‌های دقیق و باکیفیت نقش مهمی داشته باشد و باعث بهبود فرایند جوشکاری با دستگاه جوش لیزر شود. در ادامه به روش‌های رفع عیوب جوشکاری با دستگاه جوش لیزری می‌پردازیم:
از بین بردن تخلخل یا روزنه جوشکاری با دستگاه جوش لیزری
همانطور که اشاره شد یکی از عیوب جوشکاری با دستگاه جوش لیزری تخلخل (porosity) یا تشکیل روزنه است. با توجه به اینکه حوضچه مذاب جوش لیزری نسبتا عمیق و باریک است، سرعت خنک شدن آن نیز بسیار سریع است؛ این اتفاق در نهایت منجر به ایجاد گازها درون حوضچه می‌شود و منافذی را ایجاد می‌کند.
برای پیشگیری و رفع عیوب جوشکاری با دستگاه جوش لیزری بهترین کار این است که پیش از شروع کار، سطح کار را تمیز شود و از گرد و غبار، روغن و زنگ زدگی پاک شود. همچنین، استفاده از سیستم‌های رباتیک می‌تواند به افزایش سرعت و بهره وری در جوشکاری لیزری کمک کند.
ریختن جوش لیزری
یکی از عیوب جوشکاری با دستگاه جوش لیزری، ریختن جوشکاری است. در فرآیند جوشکاری لیزری، اگر سرعت جوشکاری کند و آهسته باشد، حوضچه مذاب بزرگ و عریض شده و ممکن است باعث فروپاشی مرکز جوش و ایجاد فروپاشی‌ها و گودال‌ها شود. برای جلوگیری از این مشکل، بهتر است تا انرژی لیزر متناسب با چگالی انرژی لیزری باشد تا از ریزش حوضچه مذاب جلوگیری شود. با درک صحیح عیوب و علل ایجاد شده در جوشکاری لیزری، میتوان مشکلات جوشکاری غیرعادی را به راحتی شناسایی و حل نمود.
ایجاد ترک در جوش لیزری
یکی از مهم‌ترین عیوب جوشکاری با دستگاه جوش، ایجاد ترک‌های مختلف هنگام کار با دستگاه جوش لیزری است. ترک‌های حرارتی، مانند ترک‌های کریستالیزاسیون و ترک‌های ناشی از گدازه و … اغلب در جوش‌های پیوسته با دستگاه جوش لیزری ایجاد می‌شوند. این ترک‌ها اغلب به علت انقباض زیاد جوش قبل از انجماد کامل ایجاد می‌شوند. برای رفع و پیشگیری عیوب جوشکاری با دستگاه جوش لیزری میتوان اقداماتی مانند پر کردن سیم و پیش‌گرم کردن و … منجر به کاهش یا حتی از بین بردن این ترک‌ها شود.
پاشش دستگاه جوش لیزری
پاشش در دستگاه جوش لیزری بیش از حد تصور بر کیفیت جوشکاری و سطح جوش اثر می‌گذارد و به راحتی لنز را آلوده کرده و از بین می‌برد؛ برای رفع عیوب جوشکاری با دستگاه جوش لیزری بهترین راه کاهش متناسب انرژی لیزری جوشکاری و در نهایت کاهش پاشش است چرا که اگر انرژی لیزر کافی برای نفوذ وجود نداشته باشد می‌شود تا سرعت جوش را کم کرد و دقت و کیفیت فرایند جوشکاری را افزایش داد.
آندر کات یا برش زیرین
در فرایند جوشکاری لیزری، وجود برش زیرین یا Undercut می‌تواند از اتصال کامل و صحیح قطعات جلوگیری کند. این اتفاق ممکن است در صورت سرعت جوشکاری بسیار زیاد یا شکاف مونتاژ اتصال قطعه کار بیش از حد بزرگ رخ دهد. همچنین، زمان رسیدن انرژی به دو قطعه و کنترل توان لیزر و سرعت جوشکاری نیز می‌تواند تاثیرگذار بر ایجاد برش زیرین باشد. به کمک کنترل دقیق این پارامترها، میتوان از ایجاد برش زیرین در جوشکاری لیزری جلوگیری کرد و کیفیت اتصالات را بهبود بخشید.
بیشتر بدانید: دستگاه جوش CO2 چیست
معرفی دستگاه جوش لیزری فایبر
یکی از بهترین دستگاه‌ها برای جوشکاری‌های دقیق با استفاده از دستگاه لیزر، دستگاه جوش لیزری فایبر است. این دستگاه برای جوشکاری روی متریال‌های فلزی مثل آهن، آلومینیوم، مس، کروم و آلیاژهای مختلف مورد استفاده قرار می‌گیرد و بدین منظور در صنایع مختلف مورد استفاده قرار می‌گیرد. این دستگاه پر کاربرد با استفاده از تکنولوژی جوشکاری و لیزر فایبر ساخته شده است و قابلیت جوشکاری، برش و حتی تمیز کنندگی فلزات مختلف را دارد.
از مهم‌ترین مزایای این دستگاه میتوان به ایجاد شکاف جوش یکنواخت، جوشکاری‌های با کیفیت و بدون ساییدگی و سرعت جوشکاری بسیار بالا نسبت به روش‌های سنتی اشاره کرد.
این دستگاه سبک وزن و مناسب قادر است تا فلزاتی مثل مس به برنج، تیتانیوم به طلا، نیکل به مس و … به راحتی جوشکاری کند. (برای مطالعه مقاله دستگاه جوش لیزری صنعتی چیست روی لینک کلیک کنید.)
جمع بندی موضوع رفع عیوب جوشکاری با دستگاه جوش لیزری
در فرایند جوشکاری با دستگاه جوش لیزری، ممکن است عیوبی مانند تخلخل، پاشش، آندر کات، پاشش و … و بر کیفیت و دقت جوش تاثیر بگذارد. برای رفع این عیوب، مواردی از قبیل تمیز کردن مناسب سطح قبل از جوشکاری، کنترل دقیق سرعت و توان لیزر، کاهش چگالی انرژی و استفاده از سیستم‌های رباتیک جهت افزایش سرعت و بهره وری می‌تواند مفید باشد. با درک عیوب احتمالی و اعمال تغییرات مناسب، میتوان بهبودی در کیفیت و نتایج جوشکاری با دستگاه جوش لیزری داشت.
مطالعه مقاله: نازل دستگاه جوش لیزری چیست
در این مطلب از شرکت روتک، به بررسی رفع عیوب جوشکاری با دستگاه جوش لیزری پرداختیم. شما می‌توانید با دریافت مشاوره از کارشناسان مجرب ما، مناسب‌ترین دستگاه جوش لیزری را تهیه کنید. برای کسب اطلاعات بیشتر درباره خرید و آشنایی با دستگاه برش لیزر مختلف به سایت روتک سر بزنید و با ما تماس حاصل کنید.
مطالعه مقاله: جوشکاری برنز با دستگاه جوش لیزری چگونه انجتم می شود؟
رایج‌ترین عیوب جوشکاری چیست؟
ایجاد لکه قوس
گرده جوش‌های اضافی
اورلپ
به وجود آمدن ناخالصی‌های حبس شده
ایجاد تخلخل
ذوب نشدن سیم جوش
عدم ورود و نفوذ کامل سیم جوش