جوشکاری پالسی: معرفی، کاربردها و مزایا

جوشکاری پالسی روشی نوآورانه در صنعت اتصال فلزات است که با ایجاد نوسان کنترل ‌شده در جریان الکتریکی، دقت و کیفیت اتصالات را به طور چشمگیری افزایش می ‌دهد. این تکنیک که در سال ‌های اخیر محبوبیت فزاینده ‌ای یافته، توانسته مشکلات رایج جوشکاری سنتی مانند پاشش زیاد و نفوذ ناکافی را برطرف کند.

جوشکاری پالسی با ترکیب هوشمندانه جریان‌ های اوج و پایه، امکان کار روی انواع فلزات را از ورق‌ های نازک گرفته تا آلیاژهای خاص فراهم کرده است. در ادامه به تعریف، کاربرد و مزایای جوشکاری پالسی خواهیم پرداخت.

جوشکاری پالسی چیست؟

جوشکاری پالسی چیست؟ این سوالی است که بسیاری از افراد تازه کار در حوزه جوشکاری می پرسند، جوشکاری پالسی نوعی روش نوین جوشکاری است که در آن شدت جریان به طور متناوب بین دو سطح مختلف تغییر می کند.

در این تکنیک، جریان الکتریکی بین مقدار بالا (جریان اوج) و مقدار پایین (جریان پس زمینه) نوسان کرده و این چرخه به طور مداوم تکرار می شود، جریان اوج موجب نفوذ عمیق در قطعه کار می شود، در حالی که جریان پس زمینه با حفظ قوس الکتریکی، انرژی گرمایی کمتری به قطعه وارد می کند.

این شیوه جوشکاری نسبت به روش های سنتی که از جریان ثابت در آنها استفاده می شود، دقت و کنترل بیشتری روی فرآیند جوش دارد.  جوشکاری پالسی چیست؟ پاسخ به این سوال را می توان در عملکرد آن یافت: روشی که امکان کار روی فلزات نازک و حساس به حرارت را بدون آسیب رساندن به آنها میسر می سازد.

نسبت جریان اوج به جریان پس زمینه (که معمولاً بین ۲۰ تا ۵۰ درصد است) نشان دهنده زمان روشن بودن قوس نسبت به زمان خاموشی آن است. کنترل دقیق این پارامترها به جوشکار امکان می دهد تا کیفیت جوش را ارتقا دهد.

نحوه انجام جوشکاری پالسی

شناخت دقیق اینکه جوشکاری پالسی چیست به درک روند انجام آن کمک می کند. این فرآیند با آماده سازی سطوح آغاز می شود و قطعات باید کاملاً از هرگونه آلودگی، چربی و زنگ زدگی پاک شوند.

این مرحله برای جلوگیری از بروز عیوب جوش ضروری است. سپس تنظیم دقیق پارامترهای دستگاه شامل جریان اوج، جریان پس زمینه، فرکانس پالس و نسبت کار انجام می شود. تنظیم صحیح این مقادیر بسته به نوع و ضخامت فلز، تکنیک جوشکاری و نتیجه مورد نظر متفاوت است.

با شروع کار، در هر پالس یک قطره فلز مذاب در انتهای الکترود شکل می گیرد. هنگامی که جریان به نقطه اوج می رسد، این قطره از طریق قوس به داخل حوضچه جوش انتقال می یابد. در جوشکاری پالسی، حرکت الکترود باید با سرعت ثابت و فاصله مناسب از قطعه کار انجام شود تا جوشی یکنواخت ایجاد شود.

 پس از اتمام کار، قطعه باید به تدریج خنک شود، این روش نیازمند مهارت و تجربه کافی است، زیرا انتخاب نادرست پارامترها می تواند کیفیت جوش را کاهش دهد.

یکی از نکات مهم در جوشکاری پالسی، نحوه نگهداری تورچ و زاویه آن نسبت به قطعه کار است، معمولاً زاویه ۷۰ تا ۸۰ درجه نسبت به سطح کار توصیه می شود، اما این زاویه بسته به موقعیت جوشکاری و نوع اتصال می تواند متغیر باشد.

در روش TIG پالسی، فاصله نوک الکترود تا قطعه کار حدود ۲ تا ۳ میلی متر و در MIG پالسی حدود ۱۲ تا ۱۵ میلی متر در نظر گرفته می شود تا بهترین نتیجه حاصل شود.

سرعت پیشروی در جوشکاری پالسی نیز اهمیت بسزایی دارد. سرعت بیش از حد می تواند منجر به عدم نفوذ کافی و سرعت بسیار کم باعث سوختگی قطعه کار شود. تنظیم دقیق فرکانس پالس (معمولاً بین ۰.۵ تا ۱۰۰ هرتز) متناسب با سرعت پیشروی، ضخامت قطعه و جنس آن، تاثیر زیادی در کیفیت نهایی جوش دارد. 

مزایای جوشکاری پالسی

جوشکاری پالسی در مقایسه با روش های متداول جوشکاری، مزایای زیادی دارد. کاهش قابل توجه پاشش جرقه و ذرات مذاب از اصلی ترین این مزایاست که موجب کاهش نیاز به تمیز کاری پس از جوشکاری می شود.

این تکنیک کنترل دقیق تری روی حوضچه جوش ایجاد کرده و امکان جوشکاری در وضعیت های دشوار مانند بالای سر را آسان تر می سازد. نفوذ بهتر و عمیق تر جوش بدون افزایش حرارت کلی، از دیگر برتری های این روش است.

کاهش تغییر شکل و اعوجاج قطعات به دلیل کاهش حرارت ورودی، بهبود خواص مکانیکی و ظاهری جوش، و امکان کار روی فلزات نازک بدون سوراخ شدن یا سوختگی از مزایای دیگر جوشکاری پالسی است. این روش باعث کاهش مصرف انرژی و مواد مصرفی شده و عمر الکترود را افزایش می دهد.

با توجه به نوسانات قیمت آهن آلات و هزینه‌ های تولید، این صرفه‌ جویی‌ ها می‌ تواند تاثیر قابل توجهی در اقتصاد پروژه‌ های صنعتی داشته باشد. ایجاد جوش های تمیزتر با سرباره کمتر و مقاومت بالاتر در برابر ترک خوردگی، خستگی و خوردگی از ویژگی های مهم جوش های ایجاد شده با این روش بوده که آن را برای صنایع حساس مناسب ساخته است.

از دیگر مزایای جوشکاری پالسی می توان به افزایش سرعت کار و بهره وری اشاره کرد. فرکانس بالای پالس ها، امکان جوشکاری سریع تر را فراهم ساخته و زمان تولید را کاهش می دهد، همچنین، این روش دقت و تکرارپذیری بیشتری نسبت به روش های سنتی داشته که برای صنایعی که به دنبال استاندارد سازی محصول خود هستند، بسیار ارزشمند است. قابلیت اتوماسیون بالاتر این تکنیک نیز به کاهش خطای انسانی و افزایش یکنواختی جوش ها کمک می کند.

انعطاف پذیری بالا در تنظیم پارامترهای جوشکاری، امکان سازگاری سریع با انواع مختلف پروژه ها را فراهم می کند، با تغییر فرکانس پالس، نسبت زمان جریان اوج به جریان پس زمینه و سایر پارامترها، می توان جوشکاری را برای انواع مختلف فلزات و ضخامت ها بهینه کرد.

کاربردهای جوشکاری پالسی در صنعت

جوشکاری پالسی در بخش های مختلف صنعت کاربردهای گسترده ای دارد. در صنعت خودروسازی برای اتصال ورق های نازک بدنه، قطعات داشبورد و سیستم های اگزوز استفاده می شود. این روش مناسب برای جوشکاری فلزات غیر همجنس بوده که در طراحی خودروهای مدرن بسیار رایج است. در صنایع هوافضا، جایی که اتصالات باید کاملا بدون عیب و با استحکام بالا باشند، جوشکاری پالسی انتخاب اصلی برای ساخت بدنه هواپیما، موتورهای جت و قطعات ماهواره هاست.

در صنایع الکترونیک و ابزار دقیق، جوشکاری قطعات حساس و مینیاتوری با این روش انجام می شود. صنایع نفت، گاز و پتروشیمی از این نوع جوشکاری برای ساخت و تعمیر لوله ها، مخازن تحت فشار و تجهیزات فرآیندی بهره می برند.

در صنایع دریایی برای ساخت بدنه کشتی ها و سازه های دریایی و در صنایع پزشکی برای تولید ابزارهای جراحی ظریف، ایمپلنت ها و تجهیزات پزشکی کاربرد دارد. همچنین جوشکاری پالسی در صنعت جواهرسازی و طلا، برای اتصال دقیق و ظریف قطعات کوچک استفاده می شود.

تجهیزات لازم برای جوشکاری پالسی

برای انجام جوشکاری پالسی نیاز به تجهیزات خاصی داریم. مهمترین بخش، دستگاه جوش پالسی است که توانایی ایجاد و کنترل جریان متناوب را دارد، این دستگاه ها معمولاً مجهز به سیستم های پیشرفته کنترل الکترونیکی هستند که امکان تنظیم دقیق پارامترهای جوشکاری را فراهم می کنند.

تورچ یا مشعل جوشکاری نیز باید متناسب با نوع کار انتخاب شود، برای جوشکاری TIG پالسی، تورچ با الکترود تنگستن و برای MIG پالسی، تورچ با سیستم تغذیه سیم جوش مورد نیاز است.

کپسول گاز محافظ (معمولا آرگون، هلیوم یا ترکیبی از آنها) برای جلوگیری از اکسیداسیون حوضچه جوش ضروری بوده و در کارهای طولانی مدت یا با جریان بالا، سیستم خنک کننده آبی برای تورچ نیز لازم است.

تجهیزات ایمنی شامل ماسک جوشکاری اتوماتیک، دستکش های مخصوص، لباس نسوز و سیستم تهویه مناسب برای حفاظت از جوشکار الزامی است. ابزارهای کنترل کیفیت مانند گیج های جوش، دستگاه های اولتراسونیک و رادیوگرافی نیز برای بررسی کیفیت جوش های انجام شده در کارهای حساس کاربرد دارند.

سوالات متداول