معایب جوشکاری قوس الکتریکی

pooyaadmin مقالات 07 / مارس 2024

10 مورد از معایب جوشکاری قوسی (جوشکاری الکتریکی)

جوشکاری قوس الکتریکی ، فرآیندی چند منظوره است که به دلیل توانایی‌اش در ایجاد اتصالات محکم و دائمی به سرعت در قطعات فلزی، مورد توجه قرار گرفته است. نام «جوشکاری قوسی» به درستی انتخاب شده است، زیرا از قوس الکتریکی برای ایجاد گرمای لازم جهت ذوب و اتصال قطعات کار استفاده می‌کند.

قوس الکتریکی توسط یک منبع تغذیه AC یا DC ایجاد می‌شود و بین الکترود و قطعه کار حرکت می‌کند. به دلیل انعطاف‌پذیریِ روش‌های مختلف جوشکاری قوسی، می‌توان از این روش در محیط‌های گوناگون و روی مواد مختلف استفاده کرد. روش‌های مختلف جوشکاری قوسی در صنایع مختلفی از جمله هوافضا، خودرو، پزشکی، ساختمان و دریایی کاربرد دارد.

با این حال، جوشکاری قوسی بدون معایب و محدودیت نیست. از نیاز به اپراتور ماهر و آموزش دیده گرفته تا سرعت پایین‌تر نسبت به سایر روش‌های اتصال، معایب مختلفی برای جوشکاری قوسی وجود دارد. این مقاله به بررسی 10 مورد از معایب جوشکاری قوسی می‌پردازد.

معایب جوشکاری قوس الکتریکی عبارتند از :

1. نیاز به تجهیزات و مهارت تخصصی

برای اینکه جوشکاری قوسی موفقیت آمیز باشد، به تجهیزات تخصصی و اپراتور ماهر نیاز است. جوشکاری قوسی به تجهیزات ویژه‌ای مانند: منبع تغذیه، الکترود (مصرفی یا غیرمصرفی)، ماشین آلات تغذیه سیم، سامانه حفاظت برای محافظت از محیط جوشکاری، قوطی‌های گِل لحیم یا گاز محافظ، و تجهیزات جانبی برای امکان‌پذیر کردن فرآیند جوشکاری، نیاز دارد. علاوه بر این، برای انجام ایمن فرآیند جوشکاری، استفاده از تجهیزات کامل حفاظت فردی (PPE) شامل کلاه خود تاریک شونده اتوماتیک، دستکش‌های جوشکاری و ژاکت جوشکاری ضروری است.

از نظر مهارت، اپراتورها باید نحوه استفاده از ابزارهای خاص جوشکاری را آموزش دیده باشند و با چگونگی تأثیر پارامترهای مختلف جوشکاری بر کیفیت جوش آشنا باشند. این امر به این دلیل است که اکثر فرآیندهای جوشکاری قوسی هنوز به صورت دستی انجام می شوند. برای تسلط بر جوشکاری، مطالعه و تمرین گسترده مورد نیاز است. اگر جوش‌ها به درستی ایجاد نشوند، اتصالات می‌توانند ضعیف و شکننده شوند و در نتیجه استحکام سازه‌ای قطعه را به خطر بیندازند.

2. تولید گرما، دود و جرقه فراوان

از آنجا که جوشکاری قوسی فرآیندی حرارتی است که شامل برق و فلز مذاب است، مطمئناً گرمای شدید، دود و جرقه ایجاد می کند. این امر محیطی خطرناک را به وجود می آورد که نیازمند اقدامات احتیاطی گسترده ای از جمله: استفاده از تجهیزات کامل حفاظت فردی (PPE)، تهویه مناسب و پرده های جوشکاری برای اطمینان از سلامت و ایمنی اپراتور و سایر افراد حاضر در آن منطقه است. عدم رعایت چنین اقداماتی نه تنها می تواند به دلیل پاشش جوش، جرقه و دود بر کیفیت جوش تأثیر بگذارد، بلکه می تواند افراد را به شدت دچار جراحت کند.

3. قابلیت استفاده محدود برای ضخامت و مواد خاص

جوشکاری قوسی فرآیندی است که از دمای بسیار بالا (تا 6000 درجه فارنهایت) برای ذوب و اتصال فلزات استفاده می کند. در حالی که جوشکاری قوسی برای ایجاد جوش های محکم و عمیق در قطعات ضخیم عالی است، دمای بسیار بالا ممکن است باعث تغییر شکل قطعات کار نازک شود. همچنین، بسته به نوع جوشکاری قوسی، این فرآیند فقط برای مواد خاصی قابل استفاده است. برخی از انواع جوشکاری قوسی، مانند FCAW، فقط برای استفاده روی مواد آهنی مناسب هستند. از طرف دیگر، جوشکاری قوسی با گاز خنثی تنگستن (TIG) را می توان روی انواع بیشتری از فلزات استفاده کرد. با این حال، این روش نیازمند سرمایه اولیه بیشتر و آموزش به مراتب بیشتری برای انجام موفقیت آمیز عملیات جوشکاری است.

4. احتمال ایجاد ترکیدگی یا تخلخل در جوش در صورت عدم اجرای صحیح

اتصال جوشکاری از قطعات جداگانه فلزی تشکیل شده است که گرم شده و با هم ذوب می شوند. برای ایجاد یک جوش موفق، حوضچه فلز مذاب باید با سرعت مناسب و بدون هیچگونه حفره (تخلخل) در ماتریس فلز جامد شود. جوش های نامناسب ممکن است هم شکننده و هم متخلخل یا هر دو باشند. جوش ها در صورت استفاده از فلز پرکننده نامناسب یا عدم رعایت شیب خنک شدن مناسب، ممکن است شکننده شوند. تخلخل ناشی از گازهای موجود در هوای اطراف یا آلاینده هایی مانند روغن است که در حوضچه مایع جوش گیر کرده و قبل از شروع انجماد جوش قادر به فرار نیستند.

5. نیاز به تعویض الکترودهای جوشکاری به طور منظم

از دیگر معایب جوشکاری قوسی، نیاز به تعویض منظم الکترودهای جوشکاری است. الکترودها موادی هستند که توسط جوشکار برای ایجاد قوس الکتریکی استفاده می شوند. الکترودها را می توان به مصرفی یا غیرمصرفی طبقه بندی کرد. صرف نظر از نوع، الکترودها باید تعویض شوند. الکترودهای مصرفی در فرآیند جوشکاری ذوب می شوند و به طور مداوم مورد استفاده قرار می گیرند. در حالی که الکترودهای غیرمصرفی ذوب نمی شوند، اما همچنان به دلیل تبخیر یا اکسیداسیون مواد الکترود در طول زمان از بین می روند.

6. فرآیندی کند در مقایسه با سایر روش های جوشکاری

یکی از معایب اصلی جوشکاری قوسی این است که فرآیندی کندتر از سایر روش های خاص جوشکاری، مانند جوشکاری لیزری است. در حالی که قوس الکتریکی در مدت زمان کوتاهی مقدار زیادی گرما تولید می کند، لیزرها در فرآیندهای جوشکاری لیزری می توانند تقریباً به طور آنی مواد را ذوب کرده و با هم ترکیب کنند. با این حال، حوضچه های جوشکاری ایجاد شده توسط فرآیندهای جوشکاری لیزری بسیار کوچکتر از حوضچه های جوشکاری قوسی هستند. علاوه بر این، جوشکاری قوسی گاهی اوقات برای تکمیل شدن جوش ها نیاز به چندین مرحله عبور دارد، در حالی که جوشکاری لیزری می تواند جوش ها را در یک مرحله واحد تکمیل کند.

7. محدودیت تحرک در هنگام جوشکاری سازه های بزرگ یا پیچیده

جوشکاری سازه های بزرگ یا پیچیده با استفاده از فرآیندهای جوشکاری قوسی دشوار است. از آنجایی که جوشکاری قوسی فرآیندی عمدتا دستی است، جوشکاری در مسافت طولانی باعث افزایش احتمال بروز خطا در جوشکاری می شود. علاوه بر این، جوشکاری سازه های بزرگ یا پیچیده ممکن است نیازمند این باشد که اپراتورها جوشکاری را به صورت مرحله ای انجام دهند، به این معنی که اپراتورها بخشی از یک جوش بزرگ را تکمیل می کنند، سپس تجهیزات خود را برای تکمیل بخش دیگری از جوش جابجا می کنند و این کار را تا تکمیل کل جوش تکرار می کنند. این امر می تواند باعث خنک شدن ناهموار در سازه شده و منجر به ضعیف و شکننده شدن جوش در برخی مناطق شود. در حالی که ممکن است دشوار باشد، سایر فرآیندهای جوشکاری مانند جوشکاری لیزری و جوشکاری با پرتو الکترونی، به طور کلی برای جوشکاری سازه های بزرگ یا پیچیده قابل استفاده نیستند.

8. دشواری یا عدم امکان جوشکاری در موقعیت های خاص

در برخی از کارها نیاز است تا جوشکاری بالای سر اپراتور یا در فضاهای تنگ و دور از دسترس انجام شود. جوشکاری در این موقعیت ها ریسک ایمنی بیشتری را برای اپراتور به همراه دارد. علاوه بر این، جوشکاری در موقعیت های دشوار ممکن است منجر به ناراحتی شود که در نتیجه بر کیفیت جوش تأثیر می گذارد. هرچند این فرآیند ممکن است دشوار باشد، اما جوشکاری قوسی بهترین روش اتصال برای چنین موقعیت هایی است.

9. نیاز به منبع برق، که ممکن است در همه مکان‌ها در دسترس نباشد

جوشکاری قوسی به دلیل نقش اساسی قوس الکتریکی در این فرآیند، نیازمند یک منبع برق است. ممکن است برخی از جوشکاری ها در مکان هایی نیاز به انجام داشته باشند که منبع الکتریکی در دسترس نباشد. ژنراتورهای برق یک جایگزین مناسب هستند و می توانند در هر کجا که نیاز باشد، برق را تامین کنند، اما همیشه کاربردی نیستند. بدون یک منبع برق قابل اعتماد، جوشکاری قوسی غیرممکن است.

10. احتمال تغییر شکل یا تاب برداشتن قطعه کار در اثر جوشکاری قوسی

جوشکاری قوسی از دماهای بسیار بالایی که توسط قوس الکتریکی ایجاد می شود برای ذوب و اتصال قطعات کار استفاده می کند. در حالی که جوشکاری قوسی برای ایجاد جوش های مقاوم و عمیق در قطعات ضخیم عالی است، قطعات کار نازک‌تر به دلیل ورودی گرما و سرعت‌های خنک‌کننده ناهموار در معرض تغییر شکل و تاب برداشتن قرار می‌گیرند. علاوه بر این، برخی از مواد نسبت به سایر مواد بیشتر در معرض انبساط حرارتی هستند. جوشکاری قوسی ممکن است برای اتصال قطعات کار نازک یا برای موادی که نرخ انبساط حرارتی بالایی دارند مناسب نباشد.

جوشکاری جوشکاری قوس الکتریکی