در جوشکاری برنز که گاهی به آن جوش برنز نیز می گویند، از میله های برنز پرکننده برای جوش دادن دو قطعه فلز به یکدیگر استفاده می شود. با لحیم کاری متفاوت است زیرا سطوح فلزی را گرم کرده و کمی ذوب می کند تا با برنز مخلوط شوند و جوش قوی تری ایجاد کنند. علاوه بر این، اجسام ظریف برنزی را می توان با استفاده از محافظ گاز و جریان الکتریکی اصطلاح کرد. با جمع آوری مواد مناسب و اتخاذ رویکردی آهسته و یکنواخت، می توانید پروژه جوشکاری برنز خود را حرفه ای جلوه دهید.
مراحل جوشکاری برنز
یک دستگاه جوش تیگ (TIG) تهیه کنید
دستگاه جوش تیگ، یک دستگاه جوش قوس الکتریکی است. برای جوشکاری از جریان الکتریکی استفاده می کند. دستگاه شما باید یک الکترود تنگستن و یک محفظه برای گاز محافظ داشته باشد. این ها را می توان در فروشگاه های محلی پیدا کرد. مشعل های اکسی استیلن گزینه ای برای تولید یک جوش ضعیف تر در فرآیندی است که به عنوان لحیم کاری شناخته می شود، که نباید با جوشکاری اشتباه گرفته شود. همان مراحل جوشکاری برنز TIG را دنبال می کند، اما فقط میله پرکننده را ذوب می کند، نه سطح فلز را.
اجزای اصلی دستگاه جوش تیگ عبارتند از:
- منبع تغذیه: منبع تغذیه جریان الکتریکی لازم برای ایجاد قوس را فراهم می کند. می توان از انواع مختلف منبع تغذیه از جمله AC، DC و DC پالس استفاده کرد.
- الکترود تنگستن: الکترود تنگستن غیرمصرفی است که در حوضچه جوش ذوب نمی شود. الکترودها در قطرها و آلیاژهای مختلف موجود هستند.
- مشعل: مشعل ابزاری است که برای نگه داشتن الکترود تنگستن و هدایت گاز محافظ به حوضچه جوش استفاده می شود.
- گاز محافظ: گاز محافظ مانند آرگون یا هلیوم برای محافظت از حوضچه جوش از اکسیداسیون و آلودگی استفاده می شود.
- کابل ها و اتصالات: کابل ها و اتصالات برای اتصال منبع تغذیه به مشعل و الکترود استفاده می شوند.
مزایای استفاده از دستگاه جوش تیگ:
- جوش با کیفیت بالا: جوش TIG می تواند جوش با کیفیت بالا با نفوذ عمیق و ظاهر تمیز ایجاد کند.
- قابلیت جوشکاری انواع فلزات: می توان از TIG برای جوشکاری انواع فلزات آهنی و غیر آهنی از جمله فولاد، آلومینیوم، مس و تیتانیوم استفاده کرد.
- کنترل دقیق: TIG به شما کنترل دقیقی بر قوس و حوضچه جوش می دهد.
- ایمنی: TIG فرآیندی نسبتاً ایمن است زیرا جرقه و دود کمتری نسبت به سایر روش های جوشکاری ایجاد می کند.
تهیه گاز محافظ آرگون
گاز محافظ چیزی است که از موادی که در حال جوشکاری هستید از محیط محافظت می‌کند. ورود اکسیژن و بخار آب به پروژه شما باعث تضعیف جوش می‌شود. گازی که استفاده می‌کنید آرگون است که بسته به عمق جوش احتمالاً با مقداری هلیوم ترکیب شده است. سیلندر حاوی گاز در محفظه دستگاه جوشکاری شما قرار می‌گیرد. آرگون خالص برای جوش‌هایی با ضخامت تا دو میلی‌متر استفاده می‌شود. هرچه جوش ضخیم‌تر باشد، هلیوم بیشتری در گاز می‌خواهید.
همان‌طور که گفتیم در برخی موارد، هلیوم نیز به آرگون اضافه می شود. هلیوم رسانایی گرمایی بالایی دارد و می تواند به ذوب عمیق تر فلز کمک کند. نسبت آرگون به هلیوم در مخلوط گاز محافظ به عوامل مختلفی بستگی دارد:
- نوع فلز: برای مثال، برای جوشکاری آلومینیوم، معمولاً از مخلوطی با هلیوم بیشتر استفاده می شود.
- ضخامت فلز: برای جوشکاری فلزات ضخیم تر، ممکن است به نفوذ بیشتر هلیوم نیاز باشد.
- نوع جوشکاری: برای مثال، در جوشکاری TIG، معمولاً از مخلوطی با آرگون بیشتر استفاده می شود.
- شرایط محیطی: در محیط های بادخیز، ممکن است نیاز به هلیوم بیشتر برای حفظ قوس الکتریکی باشد.
دلایل استفاده از گاز محافظ:
- جلوگیری از اکسیداسیون: اکسیژن موجود در هوا می تواند با فلز داغ واکنش داده و اکسید فلز ایجاد کند. اکسید فلز ضعیف و شکننده است و می تواند کیفیت جوش را به شدت تحت تاثیر قرار دهد. گاز محافظ با ایجاد یک محیط بی اثر از اکسید شدن فلز جلوگیری می کند.
- جلوگیری از آلودگی: بخار آب و سایر آلاینده های موجود در هوا می توانند به فلز داغ نفوذ کرده و کیفیت جوش را تحت تاثیر قرار دهند. گاز محافظ با ایجاد یک محیط تمیز از آلودگی فلز جلوگیری می کند.
- حفاظت از قوس الکتریکی: گاز محافظ می تواند به حفظ قوس الکتریکی و افزایش ثبات آن کمک کند.
تهیه الکترودهای پرکننده
الکترود در جوشکاری نقش بسیار مهمی دارد و به عنوان یکی از اجزای اصلی فرآیند جوشکاری شناخته می‌شود. وظایف اصلی الکترود عبارتند از:
- ایجاد قوس الکتریکی: الکترود با عبور جریان الکتریکی از آن، قوس الکتریکی ایجاد می‌کند که گرمای لازم برای ذوب شدن فلز را فراهم می‌کند.
- انتقال فلز: الکترود در فرآیند جوشکاری ذوب می‌شود و فلز مذاب را به حوضچه جوش اضافه می‌کند.
- ایجاد سرباره: در برخی از الکترودها، پوشش الکترود ذوب می‌شود و سرباره را تشکیل می‌دهد. سرباره از حوضچه جوش در برابر اکسیداسیون و آلودگی محافظت می‌کند.
- آلیاژسازی: الکترودها می‌توانند به فلز جوش آلیاژ اضافه کنند. این امر می‌تواند خواص مکانیکی و متالورژیکی جوش را بهبود بخشد. الکترودها در انواع مختلفی
از جمله الکترودهای روکش‌دار، الکترودهای تنگستن و الکترودهای کربنی موجود هستند. هر نوع الکترود برای کاربرد خاصی مناسب است.
الکترودهای پرکننده (filler rods) همان چیزی است که برای ایجاد جوش استفاده می‌کنید. برای جوشکاری برنز، شما از یک الکترود برنزی استفاده خواهید کرد، اما این الکترودها انواع مختلفی دارند که مقادیر متفاوتی از مس، آلومینیوم و سایر فلزات دارند. در حالت ایده‌آل، بهتر است ترکیب الکترودی را که استفاده می‌کنید با فلزی که جوش می‌دهید و ضخامت جوش مورد نیازتان مطابقت دهید.
به عنوان مثال، الکترود برنزی با 10 درصد آلومینیوم برای اتصالات نزدیک مناسب است، اما الکترود برنزی با قلع 7 درصد برای جوشکاری فلزات ناهمسان و ناشناخته مناسب است. الکترودهای جوش ضخیم‌تر از الکترودهای لحیم کاری هستند. الکترودهای لحیم کاری بسیار باریک به نظر می‌رسند زیرا از آن‌ها برای باقی گذاشتن تنها یک خط برنز روی فلز استفاده می‌شود.
انتخاب شار مناسب
شار یا فلاکس (Flux) ماده ای است که فلز را تمیز می کند، از آن محافظت می کند و انتقال حرارت را تسهیل می کند. هنگام استفاده از دستگاه جوشکاری TIG، شار برای انجام جوشکاری لازم نیست، اما ممکن است همچنان بخواهید از آن برای تمیز کردن استفاده کنید. شار را انتخاب کنید که با فلزات موجود در اشیاء و میله هایی که جوش می دهید مطابقت داشته باشد. اگر از مشعل اکسی استیلن استفاده می کنید، برای محافظت از فلز در برابر اکسیدها به شار نیاز دارید.
وظایف اصلی شار عبارتند از:
- تمیز کردن سطح فلز: شار با حل کردن اکسیدها و سایر آلاینده ها از سطح فلز، آن را تمیز می کند. این امر باعث می شود که فلز به طور موثرتر به لحیم یا فلز پرکننده بچسبد.
- محافظت از فلز: شار با ایجاد یک لایه محافظ روی سطح فلز، از آن در برابر اکسیداسیون و سایر آلاینده ها محافظت می کند.
- تسهیل انتقال حرارت: شار با افزایش رسانایی گرمایی فلز، انتقال حرارت را تسهیل می کند. این امر باعث می شود که لحیم یا فلز پرکننده به طور یکنواخت ذوب شود.
شارها در انواع مختلفی از جمله شارهای مایع، شارهای خمیری و شارهای پودری موجود هستند. هر نوع شار برای کاربرد خاصی مناسب است.
اقدامات احتیاطی ایمنی را انجام دهید. جوشکاری فقط زمانی باید شروع شود که پوست شما کاملاً محافظت شود. برای جلوگیری از اسید، جوش، جرقه و قطعات سرگردان، از ماسک استفاده کنید. در زیر آن، کت و شلوار جوشکاری بپوشید که بازوها و پاهای شما را بپوشاند. قبل از شروع و استفاده از مشعل، دستکش بپوشید. درنهایت برای جلوگیری از خروج بخار از گاز، گرما و فلز، در یک منطقه با تهویه مناسب جوش دهید.
برای کسب اطلاعات بیشتر در این زمینه مقاله “راهنمای مبتدیان برای یادگیری نحوه جوشکاری” را مطالعه نمایید.
فلز را تمیز نمایید
برای به دست آوردن یک جوش خوب، سطح فلزی که استفاده می کنید باید عاری از موادی مانند اکسید، گریس و روغن باشد. وجود مواد خارجی می تواند باعث ایجاد نقص در جوش مانند تخلخل، ترک و عدم نفوذ شود. تمیز کردن سطح فلز باعث می شود که جوش به طور کامل به فلز پایه بچسبد و استحکام آن افزایش یابد. درنهایت جوشکاری روی سطح تمیز فلز، جوشی با ظاهری تمیز و صاف ایجاد می کند.
ابتدا از یک محلول چربی زدایی استفاده کنید تا ابتدا گریس و روغن پاک شود. زنگ و رسوب را می توان با خیساندن فلز در یک اسید قوی سازگار مانند اسید هیدروکلریک از بین برد. برای از بین بردن کثیفی از مواد ساینده مانند پارچه سنباده استفاده کنید. قبل از جوشکاری، فلز را در آب گرم بشویید تا باقیمانده اسید و مواد زائد از بین برود.
اگر از فلاکس استفاده می کنید، از یک برس برای پوشش دادن نقطه ای که در آن جوش اتفاق می افتد استفاده کنید. فلاکس شبیه خمیر است و باید به طور مساوی در امتداد سطح پخش شود. الکترود پرکننده را نیز بپوشانید یا آن را در فلاکس فرو کنید. آن را کاملا با فلاکس بپوشانید. هرچه قطعه و میله جوش بزرگتر باشد، برای دریافت گرمای بیشتر به شار بیشتری نیاز خواهید داشت.
دستگاه جوشکاری را راه اندازی کنید
اگر از دستگاه جوشکاری تیگ (TIG) استفاده می کنید، آن را روی جریان کم، حدود 80-95 آمپر تنظیم کنید. تنظیم AC (جریان متناوب) برای خارج نگه داشتن اکسید هنگام استفاده از برنز آلومینیومی خوب است، اما در غیر این صورت DC (جریان مستقیم) یک انتخاب رایج است. جریان DC سریعتر گرم می شود و نیاز به راه اندازی مجدد کمتری دارد.
سطح جوش را گرم کنید
مشعل یا تفنگ جوشکاری خود را راه اندازی کرده و حرارت را به سطح برنز نزدیک کنید. این فلز دارای نقطه ذوب بالاتری نسبت به میله جوش خواهد بود، اما همچنان از نشان دادن مستقیم حرارت به سطح خودداری کنید. مشعل را در حال حرکت نگه دارید که باعث می شود فلز به طور یکنواخت گرم شود. به دنبال تغییر رنگ فلز مانند قرمز یا نارنجی باشید. فلز در گرما منبسط می شود. این باعث می شود که مواد پرکننده کاملاً به آن بپیوندند.
الکترود را روی حرارت پایین بیاورید
مشعل را طوری نگه دارید که به پایین میله جوش برخورد کند. برای گرم نگه داشتن فلزی که جوش می‌دهید باید کمی گرما برسد. میله جوش را در امتداد سطح حرکت دهید تا مواد پرکننده جمع شوند و جوش را تشکیل دهند. سطح را برای توزیع یکنواخت گرما کنترل کنید. اگر از فلاکس استفاده کردید، شار رنگ تغییر می کند و وقتی داغ می شود ناپدید می شود. فیلر شما به سمت گرمترین مناطق حرکت می کند.
اجازه دهید جوش خنک شود. مشعل خود را خاموش کنید و آنچه از میله جوش پرکننده باقی مانده است را کنار بگذارید. قبل از اینکه بخواهید آن را تمیز کنید، جوش باید سفت شود.
درنهایت جوش را تمیز کنید. اگر از فلاکس استفاده کرده اید، باید مطمئن شوید که تمام آن از بین رفته است وگرنه فلز را می‌خورد. اگر می توانید فلز جوش داده شده را در حالی که هنوز داغ است در آب داغ بشویید. برای از بین بردن پوسته های سخت از برس سیمی استفاده کنید. برای اکسید تشکیل شده در حین جوشکاری، فرآیند pickling فلز را در حمام اسیدی مانند اسید هیدروکلریک تکرار کنید. به یاد داشته باشید که برای محافظت در برابر اسیدهای آسیب رسان از لباس های محافظ استفاده کنید.
فلزات, مقالات در گروه صبا | نویسنده : امید مرادی | بروزرسانی : 17 بهمن 1402
