با فرایند جوش‌کاری احتراقی و پرتو لیزری آشنا شوید

جوش قطعات با استفاده از «فولاد ترمیت مایع» (liquid Thermit steel) حول قطعه جوش، «جوش‌‌کاری ترمیت یا احتراقی» (Thermit welding) نامیده می‌شود.

جوشکاری احتراقی (Thermit welding)

جوش‌کاری احتراقی یا «کدولد» (CAD WELD) یک نوع فرآیند «جوشکاری ذوبی» (fusion welding process) است. در این فرایند، نه از قوس و نه از شعله‌های آتش برای تولید گرما استفاده نمی‌شود. درجه حرارت بالا در نتیجه‌‌ی یک واکنش گرمازا به دست می‌آید. اساس این نوع جوش‌کاری گرمای شدید واکنش ترمیت است که برای جوش‌کاری در حالت پلاستیکی استفاده می‌گردد. در فرایند جوش‌کاری احتراقی فشار مکانیکی برای اتصال بهتر اعمال می‌شود.

این فرایند به واکنش شیمیایی اکسید آهن و آلومینیوم بستگی دارد. واکنش گرمازای مورد نیاز در جوشکاری احتراقی فقط حدود ۳۰ ثانیه طول می‌کشد. دمای حاصل از گرمای واکنش به ۲۸۰۰ درجه سانتیگراد می‌رسد. این دما دو برابر دمای ذوب فولاد است.

نحوه عمل‌کرد

ترمیت ترکیبی از آلومینیوم و اکسید آهن به نسبت یک به سه است. این ترکیب در یک کوره قرار داده و مشتعل می‌شود. حین حرارت دادن، واکنش شیمیایی به سرعت اتفاق می‌افتد. در نتیجه این واکنش، مایع و سرباره (slag) بسیار داغ به وجود می‌آید که برای جوش‌کاری استفاده می‌شوند.

فرایند جوش‌کاری احتراقی به دو شکل انجام می‌گردد:

۱. فرایند جوش‌کاری فشاری (Pressure welding process)

در طول فرایند جوش‌کاری فشاری، مراحل زیر انجام می‌شود:

• قطعات جوش به یکدیگر متصل می‌گردند و در قالب قرار می‌گیرند. قالب پس از جوشکاری فلزات به راحتی جدا می‌شود.
• سرباره داغ آهن به قالب تزریق می‌گردد.
• پس از آن اکسید آلومینیوم بر روی قطعات جوش، اضافه می‌شود.
• این عمل قطعات را گرم می‌کند و سپس قطعات مورد نظر با فشار به یکدیگر متصل می‌گردد.

۲. فرایند جوش‌کاری بدون فشار (Non-pressure welding)

در این فرایند، مراحل زیر انجام می شوند:

• قطعات کار به صورت موازی مرتب و یک شیار نازک در هر کدام ایجاد می‌گردد.
• شبکه‌ای از موم درون و اطراف قطعات تشکیل می‌شود.
• سپس در اطراف شبکه‌ی موم ماسه می‌ریزند و قالب با صفحات مخصوص (gate, runner و riser) تکمیل می‌گردد.
• سپس قالب گرم و موم ذوب می‌شود که در نتیجه‌ی‌ آن فضایی بین محل اتصال ایجاد می‌گردد.
• در نهایت، سرباره آهن و آلومینیوم داغ به درون قالب تزریق می‌شود.

جوشکاری پرتو لیزری (Laser beam welding)

کلمه لیزر (Laser) مخفف عبارت «تقویت نور به روش گسیل القایی تابش» (light Amplification by the stimulated emission of radiation) است.

فیلم آموزش کاربردهای لیزر (رایگان) در فرادرس

کلیک کنید

مبنای کار لیزر

انرژی نور به انرژی گرمایی تبدیل می‌شود. در این فناوری، انرژی نور از منبع لیزر مانند میله‌ی یاقوت به شکل «نور تک‌رنگ» (monochromatic light) به دست می‌آید.

نحوه عملکرد

تخلیه‌ی الکتریکی از خازن‌ها (capacitor) باعث تبدیل انرژی الکتریکی در تیوب تشعشع (flash tube) به پرتوهای نور می‌گردد. سپس میله‌ی یاقوتی در معرض پرتوهای قدرتمند نور قرار می‌گیرد. انرژی زیاد نور «اتم‌های کروم» (chromium atoms) موجود در بلور یاقوت را تهییج می‌کند و به سطوح انرژی بالاتر می‌برد. این سطح انرژی بالا به سرعت با ساطع کردن نور فلورسنت قرمز (red fluorescent light) به حالت میانی و در نهایت اولیه باز می‌گردد.

نور لیزر کاملا متمرکز است و بدون از دست دادن تمرکز می‌تواند منتشر شود. نور لیزر با استفاده از عدسی، متمرکز‌تر می‌شود و به شکل نور تک‌رنگ به قطعه کار می‌تابد.

تمام انرژی نور به سطح قطعه‌ی کار منتقل می‌شود. انرژی فوتون‌‌های نور پس از برخورد با سطح قطعه‌ی کار به انرژی گرمایی تغییر شکل می‌دهد. این انرژی گرمایی قطعات جوش را ذوب می‌کند. از لیزر‌های مورد استفاده می‌توان به لیزر مایع (Liquid laser)، لیزر گازی (Gas laser)، لیزر یاقوت (Ruby laser) یا لیزر شبه‌رسانا (Semi-conductor laser) اشاره کرد.

اگر به این دست مطالب علاقه دارید، می‌توانید آموزش‌های زیر را دنبال کنید.

• با جوش‌کاری پرتو الکترونی، اصطکاکی و نفوذی آشنا شوید
• ماشین‌کاری قوس پلاسما چیست و چه کاربردی دارد؟
• آنچه در مورد جوش قوس پلاسما باید بدانید

^^

منبع