جوشکاری چیست؟
جوشکاری فرآیند ساختی است که طی آن دو قطعه یا بیشتر از طریق حرارت، فشار یا هر دو به یکدیگر چسبانده می‌شوند و پس از سرد شدن، یک اتصال را تشکیل می‌دهند. هدف اصلی انجام فرآیند جوشکاری، اتصال مقاوم، محکم و دائمی مواد (فلز، سرامیک، پلیمر، کامپوزیت) به‌یکدیگر به‌شرط برابر بودن خواص اتصال برابر با خواص ماده، است. جوش معمولا بر روی فلزات و ترموپلاستیک ها استفاده می‌شود اما می‌تواند بر روی چوب نیز استفاده شود. اتصال جوش خورده کامل با نام قطعه جوش شناخته می‌شود.
تاریخچه جوشکاری
در اصل قدمت جوشکاری به عصر برنزی باز می‌گردد زمانی که مصریان یاد گرفتند با به کار گیری ابزار آهنگری و روش های مختلف، لبه‌های جعبه‌های مستطیل شکل را با فشار به همدیگر متصل کنند و بچسبانند. اولین تکنیک‌های جوشکاری در عصر آهن و حدود ۲ تا ۳ هزار سال پیش قبل از میلاد کشف شد. جعبه‌های دایره‌ای طلایی کوچک که با اتصالات جوشکاری به هم وصل شده بودند، احتمالاً اولین فلزات جوش خورده بودند. نخسین بار ۱۸۰۰ سال قبل از میلاد، عمل حرارت دادن فلز تا درخشیدن و نرم شدن آن و سپس اتصال مورد استفاده قرار گرفت. از این روش، برای ساخت یک ستون آهنی در هند استفاده شد. کم کم گاو آهن و ابزارهای آهنی مانند داس و شمشیر ساخته شد. در سال ۱۸۰۰، سر همفری دیوی، شیمیدان بریتانیایی توانست، برای اولین اولین قوس الکتریکی را بین دو الکترود کربن ایجاد کند. دستاورد او الهام بخش تمام اشکال جوشکاری قوس الکتریکی بعد از آن شد آزمایشات در مورد روش‌های مختلف جوشکاری ادامه یافت، تا سر انجام در سال ۱۸۸۰ شخصی به اسم موسیان روشی به نام قوس کربنی ابداع کرد که با آن فلزات را ذوب کنند. پنج سال پس از این اختراع مهم روشی بهتر ابداع شد که در آن از الکترودهای ذغالی برای جوش فلزات استفاده میشد هرچه زمان جلوتر میرفت روش‌های بهتری برای جوش قطعات فلزی مورد استفاده قرار می‌گرفت. تا در سال ۱۸۹۱، دانشمند روسی دیگر به نام اسلاویانوف با استفاده از روش ذوب الکترود فلزی جوش را انجام داد اما به دلیل قرار گرفتن نوک الکترود و شکاف فلز در معرض هوا جوش به سرعت اکسید میشد و ناپایدار بود اما این صنعت باز هم پیشرفت کرد. در سال ۱۹۰۰ اولین تورچ جوشکاری ساخته شد. یک صنعتگر سوئدی الکترود روکش دار را در سال ۱۹۰۵ اختراع کرد. روکش این الکترودها از کربنات و سیلیکات بود. هنگام ذوب این الکترود گازهایی منتشر میشد که از جوش و فلزات در برابر آثار بد و منفی هوا جلوگیری می‌کرد. این جوش‌ها استحکام و مقاومتی برابر با فلز پایه داشتند در سال ۱۹۳۰، روش جوش زیر پودری ابداع شد که خود یک پیشرفت بزرگ در این صنعت به حساب می‌آمد. در واقع تا پایان قرن نوزدهم، تنها فرآیند جوشکاری، آهنگری بود که شامل حرارت دادن فلز، ریختن در قالب و چکش کاری میشد. در اوایل قرن بیستم با توجه به شروع جنگ جهانی، افزایش تقاضای فرآیند جوشکاری برای سلاح‌های جنگی به سرعت پیشرفت کرد. چندین تکنیک جوشکاری از جمله جوشکاری با گاز محافظ، جوشکاری زیر آب و جوشکاری با هسته شار در این دوران توسعه یافت.
انواع اتصالات جوش
- اتصال لب به لب : (Butt Joint) از این نوع اتصال، عموماً به منظور متصل کردن انتهای ورق‌های مسطح با ضخامت‌های تقریباً یکسان استفاده می‌شود. مزیت اتصال لب‌به‌لب، جلوگیری از خروج از مرکزیتی است که در اتصالات روی هم یکطرفه مطابق ایجاد می‌گردد. اگر در اتصالات لب‌به‌لب از جوش شیاری با نفوذ کامل بهره گرفته شود، اندازه اتصال به کمترین مقدار خود رسیده و شکل ظاهری آن هم بسیار مطلوب‌تر از دیگر اتصالات می‌گردد.
- اتصال سپری : (Tee Joint) کاربرد اتصال سپری غالباً در ساخت نیمرخ‌های مرکب به شکل T و I، سخت‌کننده‌های تحت بار، تیرورق‌ها، آویزها، قطعاتی که با زاویه باهم جفت می‌شوند و همچنین نشیمن‌های طاقچه‌ای می‌باشد.
- اتصال پیشانی : (Edge Joint) این مدل اتصال، اصولاً نقش سازه‌ای بر عهده ندارد و کاربرد آن‌ها صرفاً در نگهداری دو یا چند صفحه در یک سطح و یا نگهداری امتداد اولیه عضو می‌باشد.
- اتصال گونیا : (Corner Joint) کاربرد اتصال گونیا عمدتاً در ساخت مقاطع جعبه‌ای به شکل مستطیل است که تیرها و ستون‌های مقاوم در برابر پیچش را تشکیل می‌دهند.
- اتصال روی هم یا پوششی : (Lap Joint) روش اتصال روی هم، متداول‌ترین روش اتصال است و دارای دو مزیت عمده می‌باشد:
الف) سهولت در جفت و جو کردن: برخلاف روش‌های دیگر، ساختن قطعات در این نوع اتصال به زمان زیادی نیاز ندارد. همچنین در اتصال پوششی قطعات می‌توانند اندکی روی هم جابه‌جا شوند تا ایرادهای کوچک ساخت را پوشانده یا تنظیم طول را ممکن سازند.
ب) سهولت در اتصال دادن: در این نوع اتصال، نیازی به آمادگی خاص لبه‌های قطعات متصل شونده نیست و غالباً آن‌ها یا با شعله یا به صورت عادی برش می‌خورند. در اتصال روی هم عمدتاً از جوش گوشه استفاده می‌شود.
