اجرای جوشکاری درزی؛ مراحل و کاربرد

جوشکاری درزی یکی از روش های متداول در اتصال ورق های فلزی است که به ویژه در صنایع تولیدی و ساخت قطعات ورقی کاربرد گسترده دارد. در این فرآیند، اتصال به صورت پیوسته و خطی در امتداد درز دو قطعه ایجاد می شود و برخلاف جوش نقطه ای، اتصال به شکل یک خط ممتد است. اجرای جوشکاری درزی در بسیاری از خطوط تولید صنعتی به صورت اتوماتیک انجام می شود و به دلیل سرعت بالا و یکنواختی اتصال، گزینه ای مناسب برای تولید انبوه به شمار می رود.

در شرایطی که نوسانات بازار و تغییرات قیمت آهن بر هزینه تمام شده پروژه ها اثر می گذارد، انتخاب روش جوشکاری مناسب اهمیت بیشتری پیدا می کند؛ زیرا بهره وری بالاتر و کاهش ضایعات می تواند بخشی از هزینه ها را جبران کند. جوشکاری درزی به دلیل مصرف کنترل شده انرژی و کاهش نیاز به مواد پرکننده، از منظر اقتصادی نیز قابل توجه است. در ادامه این مقاله، به این پرسش پاسخ می دهیم که جوشکاری درزی چیست، چه انواعی دارد و مراحل اجرای آن چگونه است.

جوشکاری درزی چیست؟

برای پاسخ به این سؤال که جوشکاری درزی چیست، باید به اصول اتصال فلزات از طریق حرارت و فشار توجه کرد. در این روش، دو قطعه فلزی که معمولاً به شکل ورق هستند، در امتداد یک خط مشخص تحت فشار الکترودهای چرخان قرار می گیرند و جریان الکتریکی از محل تماس عبور می کند. مقاومت الکتریکی در سطح تماس باعث ایجاد حرارت موضعی شده و فلز در نقطه اتصال ذوب یا خمیری می شود و یک درز پیوسته شکل می گیرد.

جوشکاری درزی زیرمجموعه ای از جوشکاری مقاومتی است و کیفیت آن به پارامترهایی مانند شدت جریان، زمان اعمال جریان، فشار الکترود و سرعت حرکت وابسته است. اگر این پارامترها به درستی تنظیم نشوند، مشکلاتی مانند نفوذ ناکافی یا ترک در خط جوش به وجود می آید که حتی می تواند به بروز مواردی مشابه علت شکستن جوش در جوشکاری منجر شود. بنابراین کنترل دقیق فرآیند برای دستیابی به یک اتصال یکنواخت و مقاوم ضروری است. این روش بیشتر برای ورق های نازک و اتصالات طولی کاربرد دارد و به دلیل پیوستگی درز، آب بندی مناسبی ایجاد می کند.

انواع جوشکاری درزی

جوشکاری درزی بسته به مکانیزم ایجاد حرارت و نحوه اعمال فشار به دو قطعه فلزی، به چند گروه اصلی تقسیم می شود که هر کدام ویژگی های فنی و حوزه کاربرد متفاوتی دارند. به طور کلی، مبنای شکل گیری درز در این روش ها یا بر اساس مقاومت الکتریکی و عبور جریان است، یا از طریق ایجاد اصطکاک کنترل شده میان سطوح اتصال. انتخاب نوع مناسب جوشکاری درزی به عواملی مانند جنس فلز، ضخامت ورق، سرعت تولید، الزامات مکانیکی و سطح کیفی مورد انتظار بستگی دارد.

در صنایع تولیدی که تیراژ بالا و یکنواختی اتصال اهمیت دارد، معمولاً از روش های مقاومتی استفاده می شود؛ در حالی که در پروژه های خاص با نیاز به استحکام متالورژیکی بالاتر یا کاهش ناحیه ذوب، روش های اصطکاکی گزینه بهتری هستند. از منظر مهندسی، شناخت تفاوت های این روش ها کمک می کند تا از بروز عیوبی مانند تخلخل، ترک یا نفوذ ناقص جلوگیری شود. در ادامه، دو نوع رایج یعنی جوشکاری درزی مقاومتی و جوشکاری درزی اصطکاکی به صورت دقیق تر بررسی می شوند. در مقایسه با برخی فناوری های نوین، بررسی تفاوت جوشکاری لیزری و سنتی نشان می دهد که جوش درزی مقاومتی همچنان به دلیل سادگی تجهیزات و هزینه پایین تر در بسیاری از خطوط تولید اولویت دارد.

ویژگی ها	جوشکاری درزی مقاومتی	جوشکاری درزی اصطکاک
منبع تولید حرارت	عبور جریان الکتریکی	اصطکاک مکانیکی
نیاز به ذوب کامل	معمولاً بله	خیر (حالت خمیری)
مناسب برای	ورق های نازک تا متوسط	قطعات با استحکام بالا
سرعت اجرا	بالا	متوسط
هزینه تجهیزات	متوسط	نسبتاً بالا
قابلیت اتوماسیون	بسیار بالا	بالا
کنترل متالورژیکی	معمولی	بهتر و پایدارتر

جوشکاری درزی مقاومتی

جوشکاری درزی مقاومتی رایج ترین و صنعتی ترین شکل جوش درزی است که بر پایه عبور جریان الکتریکی از محل تماس دو ورق فلزی انجام می شود. در این روش، الکترودهای دیسکی یا غلتکی شکل به صورت چرخان روی درز حرکت می کنند و هم زمان با اعمال فشار، جریان الکتریکی از قطعات عبور می کند. مقاومت الکتریکی در سطح تماس موجب تولید حرارت موضعی شده و فلز در ناحیه اتصال به حالت مذاب یا نیمه مذاب می رسد و پس از اعمال فشار، درز پیوسته تشکیل می شود.

از مهم ترین پارامترهای این روش می توان به شدت جریان، زمان پالس، فشار الکترود و سرعت پیشروی اشاره کرد. هرگونه تغییر در این پارامترها مستقیماً بر کیفیت نهایی درز تأثیر می گذارد. این نوع جوشکاری درزی بیشتر برای ورق های نازک فولادی، گالوانیزه و استیل کاربرد دارد و در تولید مخازن، لوله های درزدار، رادیاتورها و قطعات بدنه خودرو استفاده می شود. سرعت بالا، قابلیت اتوماسیون و تکرارپذیری دقیق از مزایای کلیدی این روش محسوب می شوند. در فرآیند جوشکاری مقاومتی درزی، هماهنگی دقیق بین شدت جریان و فشار اعمالی نقش تعیین کننده ای در یکنواختی و استحکام نهایی اتصال دارد.

جوشکاری درزی اصطکاکی

جوشکاری درزی اصطکاک بر پایه تولید حرارت از طریق اصطکاک مکانیکی بین سطوح اتصال عمل می کند و برخلاف روش مقاومتی، وابسته به عبور جریان الکتریکی نیست. در این فرآیند، یکی از قطعات یا ابزار مخصوص با سرعت مشخص حرکت کرده و با ایجاد اصطکاک کنترل شده در امتداد درز، دمای فلز را تا حد خمیری افزایش می دهد. در این حالت، بدون نیاز به ذوب کامل، تحت فشار مناسب اتصال متالورژیکی شکل می گیرد.

از آنجا که در این روش فلز به طور کامل ذوب نمی شود، ساختار دانه بندی و خواص مکانیکی قطعه در بسیاری موارد بهتر حفظ می شود. جوشکاری درزی اصطکاکی در صنایع خاص مانند ساخت قطعات تحت تنش بالا یا آلیاژهای حساس کاربرد دارد. کنترل دقیق سرعت حرکت، فشار محوری و دمای ایجادشده در کیفیت اتصال بسیار مؤثر است. اگرچه تجهیزات این روش پیچیده تر و هزینه برتر از نوع مقاومتی است، اما در پروژه هایی که استحکام و یکنواختی ساختاری اهمیت ویژه دارد، انتخاب مناسبی به شمار می رود.

کاربردهای جوشکاری درزی

جوشکاری درزی در صنایع مختلفی مورد استفاده قرار می گیرد، به ویژه در جایی که نیاز به اتصال طولی پیوسته و آب بندی کامل وجود دارد. یکی از مهم ترین کاربردهای آن در تولید لوله های درزدار فولادی است که در خطوط انتقال سیالات به کار می روند. همچنین در ساخت مخازن سوخت، بشکه های فلزی، رادیاتورها و قطعات بدنه خودرو از این روش بهره گرفته می شود.

در صنایع غذایی و دارویی نیز برای ساخت مخازن استیل با درزهای آب بند، اجرای جوشکاری درزی اهمیت دارد. پیوستگی درز باعث می شود نشتی به حداقل برسد و کیفیت محصول نهایی افزایش یابد. علاوه بر این، در صنایع تهویه مطبوع، تولید کانال های فلزی و تجهیزات گرمایشی نیز این روش کاربرد گسترده ای دارد.

مراحل اجرای جوشکاری درزی

مراحل اجرای جوشکاری درزی با آماده سازی دقیق قطعات آغاز می شود. در گام نخست، سطوح اتصال باید از هرگونه آلودگی، روغن، زنگ زدگی یا پوسته اکسیدی پاک سازی شوند تا تماس الکتریکی و مکانیکی مناسبی برقرار گردد. عدم تمیزکاری صحیح می تواند موجب افزایش مقاومت سطحی ناخواسته و کاهش کیفیت درز شود. پس از آن، قطعات در فیکسچر یا گیره های مخصوص تثبیت می شوند تا هم راستایی لبه ها به طور کامل حفظ شود و فاصله درز در طول مسیر یکنواخت باقی بماند.

در مرحله بعد، پارامترهای دستگاه شامل شدت جریان، زمان عبور جریان، فشار الکترود و سرعت حرکت الکترودهای غلتکی تنظیم می شود. این تنظیمات باید متناسب با جنس و ضخامت ورق انتخاب شوند. سپس فرآیند جوشکاری آغاز شده و الکترودهای چرخان در امتداد خط اتصال حرکت می کنند و درز پیوسته شکل می گیرد. در پایان کار، بازرسی ظاهری برای بررسی یکنواختی درز انجام می شود و در پروژه های حساس، آزمون های غیرمخرب مانند تست التراسونیک یا نشتی نیز اجرا می گردد تا از استحکام و آب بندی اتصال اطمینان حاصل شود.

مرحله	شرح فعالیت	نکته کلیدی کنترل
آماده سازی سطح	تمیزکاری و حذف آلودگی	جلوگیری از مقاومت سطحی اضافی
فیکسچرینگ	تنظیم هم راستایی قطعات	یکنواختی درز
تنظیم پارامترها	تعیین جریان، فشار و سرعت	جلوگیری از سوختگی یا نفوذ ناقص
اجرای جوش	حرکت الکترودهای غلتکی	پیوستگی خط جوش
بازرسی نهایی	بررسی ظاهری و تست های غیرمخرب	اطمینان از استحکام

نکات ایمنی در اجرای جوشکاری درزی

اجرای جوشکاری درزی به دلیل استفاده از جریان الکتریکی بالا و تولید حرارت موضعی، نیازمند رعایت دقیق اصول ایمنی است. نخستین اقدام، استفاده از تجهیزات حفاظت فردی شامل دستکش عایق، لباس کار مقاوم در برابر حرارت و عینک ایمنی است تا از تماس مستقیم با قطعات داغ یا جرقه های احتمالی جلوگیری شود. همچنین اپراتور باید از سالم بودن کابل ها، اتصالات و سیستم ارت دستگاه اطمینان حاصل کند تا خطر برق گرفتگی به حداقل برسد.

تهویه مناسب محیط کار اهمیت زیادی دارد، زیرا در برخی شرایط ممکن است بخارات یا دودهای فلزی تولید شود. علاوه بر این، نباید قطعات بلافاصله پس از جوشکاری لمس شوند، زیرا دمای آن ها می تواند بسیار بالا باشد. آموزش صحیح اپراتورها در زمینه تنظیم پارامترهای دستگاه و آشنایی با خطرات احتمالی، نقش مهمی در پیشگیری از حوادث دارد. رعایت این نکات نه تنها ایمنی نیروی انسانی را تضمین می کند، بلکه موجب افزایش عمر مفید تجهیزات و کاهش توقف های ناخواسته در خط تولید می شود.

مزایا و معایب جوشکاری درزی

جوشکاری درزی به دلیل ماهیت پیوسته و خطی اتصال، مزایای فنی قابل توجهی در مقایسه با بسیاری از روش های سنتی دارد. مهم ترین مزیت آن ایجاد یک درز یکنواخت و ممتد است که علاوه بر استحکام مکانیکی مناسب، قابلیت آب بندی بالایی نیز فراهم می کند. این ویژگی در تولید مخازن، لوله های درزدار و قطعاتی که در تماس با سیالات هستند اهمیت ویژه ای دارد. سرعت اجرای بالا و امکان اتوماسیون کامل فرآیند نیز باعث شده اجرای جوشکاری درزی در خطوط تولید انبوه بسیار رایج باشد. همچنین در بسیاری از موارد نیاز به فلز پرکننده وجود ندارد که این موضوع موجب کاهش مصرف مواد و تمیزتر بودن فرآیند می شود.

در مقابل، این روش محدودیت هایی نیز دارد. جوشکاری درزی عمدتاً برای ورق های نازک و ضخامت های متوسط مناسب است و برای مقاطع بسیار ضخیم کارایی کمتری دارد. تجهیزات آن نیازمند سرمایه گذاری اولیه نسبتاً بالا است و نگهداری صحیح الکترودهای غلتکی اهمیت زیادی دارد. علاوه بر این، در صورت تنظیم نادرست پارامترهایی مانند شدت جریان یا فشار، ممکن است عیوبی مانند سوختگی لبه، نفوذ ناکافی یا ایجاد ترک داخلی در درز به وجود آید. بنابراین بهره برداری موفق از این روش مستلزم دانش فنی و کنترل دقیق فرآیند است.

عوامل موثر بر هزینه اجرای جوشکاری درزی

هزینه اجرای جوشکاری درزی تحت تأثیر مجموعه ای از عوامل فنی و اجرایی قرار دارد که باید پیش از برآورد نهایی پروژه به دقت بررسی شوند. یکی از مهم ترین عوامل، ضخامت و جنس ورق مورد استفاده است. هرچه ضخامت قطعه بیشتر باشد، نیاز به جریان و انرژی بالاتری وجود دارد و در نتیجه مصرف برق و استهلاک تجهیزات افزایش می یابد. نوع آلیاژ نیز بر تنظیمات دستگاه و سرعت تولید اثرگذار است و می تواند هزینه را تغییر دهد.

طول درز و تیراژ تولید نیز نقش تعیین کننده ای در هزینه نهایی دارند. در پروژه های تولید انبوه، هزینه ثابت دستگاه و راه اندازی خط در تعداد بالاتری از قطعات سرشکن می شود و هزینه هر واحد کاهش می یابد. در مقابل، در سفارش های محدود یا سفارشی، هزینه تنظیمات اولیه و آماده سازی سهم بیشتری از قیمت را تشکیل می دهد. علاوه بر این، سطح اتوماسیون خط تولید، دستمزد نیروی متخصص، هزینه نگهداری و تعویض الکترودها و انجام آزمون های کنترل کیفیت نیز از دیگر عوامل موثر بر برآورد اقتصادی اجرای جوشکاری درزی محسوب می شوند. مدیریت صحیح این عوامل می تواند به بهینه سازی هزینه و افزایش بهره وری در پروژه های صنعتی منجر شود.

سوالات متداول