جوشکاری سرد یکی از انواع روش های جوشکاری است که در آن از حرارت پایین برای اتصال قطعات فلزی استفاده می شود. در این روش، بر خلاف سایر انواع جوشکاری، ذوب شدن فلزات در ناحیه جوشکاری اتفاق نمی افتد و فقط فشار بالا باعث ایجاد پیوند بین اتم های فلزات می شود. به همین دلیل به آن جوشکاری سرد می گویند.
مزیت اصلی این روش نسبت به سایر روش ها پایین بودن دما و عدم ذوب شدن فلز است که باعث می شود خواص مکانیکی و شیمیایی قطعه نهایی حفظ شود. همچنین تغییر شکل و خمیدگی قطعات جوش داده شده در این روش بسیار کمتر است.
در ادامه به بررسی جزئیات بیشتر این روش جوشکاری خواهیم پرداخت.
جوشکاری سرد چیست و چه کاربردهایی دارد؟
جوشکاری سرد فرایندی است که طی آن اتصال فلزات بدون استفاده از حرارت یا ذوب شدن سطح تماس آنها صورت می‌گیرد.
در این روش از فشار مکانیکی بسیار بالایی استفاده میشود که توسط دستگاه‌های خاصی به نام ماشین‌های جوشکاری سرد ایجاد می‌گردد. فشار اعمال شده باعث نفوذ و گیرافتادن اتم‌های سطح دو قطعه در یکدیگر شده و پیوندی قوی بین آنها ایجاد می‌کند.
از آنجا که در این روش از حرارت استفاده نمی‌شود، خواص مکانیکی، شیمیایی و متالورژیکی فلزات تغییر نکرده و حفظ می‌گردد. همچنین تنش‌های حرارتی در محل جوش به وجود نمی‌آید.
جوشکاری سرد در صنایع خودروسازی، هوافضا، دریایی، ساختمانی و غیره بسیار کاربرد دارد. فلزاتی همچون آلومینیوم، مس، طلا، نقره و فولاد به این روش قابل اتصال هستند.
همچنین بخوانید : جوشکاری پالسی چیست
مزایا و معایب جوشکاری سرد
این نوع جوشکاری نیز مانند سایر موارد مزایا و معایبی دارد که در ادامه به بررسی آنها خواهیم پرداخت.
مزایای جوشکاری سرد:
حفظ خواص اصلی فلزات:
به دلیل عدم افزایش دما، خواص مکانیکی، فیزیکی و شیمیایی فلزات دستخوش تغییر نمی‌شود. فلزاتی مانند آلومینیوم تمایل به اکسید شدن دارند که در این روش از بروز آن جلوگیری میشود.
ایجاد جوش با استحکام بالا:
به دلیل گیرافتادن اتم های سطوح در یکدیگر، استحکام جوش ایجاد شده زیاد است و ممکن است استحکام خود فلز نیز باشد.
دقت و زیبایی بیشتر جوش:
سطح جوش کاملا صاف بوده و نیاز به سنباده زدن و پرداخت کاری ندارد. جوش ظاهری زیباتر دارد.
معایب جوشکاری سرد:
نیاز به دستگاهی مخصوص:
انجام این فرایند نیازمند دستگاه های پیشرفته و پرهزینه ای است که فشارهای چندین هزار اتمسفری تولید کند.
هزینه اولیه بالا:
هزینه خرید دستگاه و ابزارهای جوشکاری سرد بسیار بالاست که نیاز به سرمایه گذاری اولیه زیادی دارد.
سرعت پایین تولید:
از دیگر معایب جوشکاری سرد می توان به سرعت بسیار پایین این فرایند اشاره کرد که هزینه تمام شده محصول نهایی را افزایش می دهد.
جوشکاری سرد چگونه انجام میشود؟
برای انجام جوشکاری سرد، مراحل زیر انجام میشود:
آماده‌سازی قطعات: قطعات فلزی باید به درستی آماده شوند. این شامل تمیز کردن قطعات از هرگونه آلودگی و چربی است. همچنین، سطح قطعات باید کاملاً صاف و صیقلی باشد.
قرار دادن قطعات: قطعات فلزی باید به گونه‌ای روی یکدیگر قرار گیرند که سطح آنها کاملاً در تماس با یکدیگر باشد.
ایجاد فشار: قطعات فلزی باید با استفاده از یک نیروی مناسب به یکدیگر فشار داده شوند. این فشار می‌تواند توسط یک دستگاه جوشکاری سرد یا با استفاده از تجهیزات دستی ایجاد شود.
حفظ فشار: قطعات فلزی باید برای مدت زمان مشخصی تحت فشار قرار گیرند. این مدت زمان معمولاً بین چند ثانیه تا چند دقیقه است.
در طی این فرآیند، فشار و اصطکاک بین دو سطح فلز باعث میشود که سطح فلزات ذوب شوند و به یکدیگر نفوذ کنند. در نتیجه، یک پیوند محکم بین دو قطعه فلز ایجاد میشود.
جوشکاری سرد یک فرآیند ساده و سریع است. این فرآیند برای اتصال قطعات فلزی با ضخامت کم و متوسط مناسب است. همچنین، جوشکاری سرد برای اتصال قطعات فلزی از مواد مختلف نیز قابل استفاده است.
انواع جوشکاری سرد
جوشکاری سرد را می‌توان به دو دسته کلی تقسیم کرد:
جوشکاری سرد مکانیکی: در این نوع جوشکاری، فشار و اصطکاک بین دو سطح فلز به تنهایی برای ایجاد جوش کافی است.
جوشکاری سرد شیمیایی: در این نوع جوشکاری، از مواد شیمیایی برای ایجاد جوش استفاده میشود.
جوشکاری سرد مکانیکی
جوشکاری سرد مکانیکی ساده‌ترین نوع جوشکاری سرد است. در این نوع جوشکاری، قطعات فلزی با استفاده از یک نیروی مناسب به یکدیگر فشار داده می‌شوند. این فشار باعث میشود که سطح فلزات ذوب شوند و به یکدیگر نفوذ کنند.
جوشکاری سرد مکانیکی برای اتصال قطعات فلزی با ضخامت کم و متوسط مناسب است. این فرآیند برای اتصال قطعات فلزی از مواد مختلف نیز قابل استفاده است.
انواع جوشکاری سرد مکانیکی
جوشکاری سرد مکانیکی را می‌توان به انواع زیر تقسیم کرد:
- جوشکاری سرد دستی: در این نوع جوشکاری، فشار مورد نیاز برای جوشکاری توسط نیروی دست ایجاد میشود.
- جوشکاری سرد با دستگاه: در این نوع جوشکاری، از یک دستگاه برای ایجاد فشار مورد نیاز برای جوشکاری استفاده میشود.
جوشکاری سرد شیمیایی
در جوشکاری سرد شیمیایی، از مواد شیمیایی برای ایجاد جوش استفاده میشود. این مواد شیمیایی باعث می‌شوند که سطح فلزات ذوب شوند و به یکدیگر نفوذ کنند.
جوشکاری سرد شیمیایی برای اتصال قطعات فلزی با ضخامت بیشتر از جوشکاری سرد مکانیکی مناسب است. این فرآیند برای اتصال قطعات فلزی از مواد مختلف نیز قابل استفاده است.
همچنین بخوانید : چرا الکترود جوشکاری می چسبد
انواع جوشکاری سرد شیمیایی
جوشکاری سرد شیمیایی را می‌توان به انواع زیر تقسیم کرد:
- جوشکاری سرد با استفاده از سیم جوش: در این نوع جوشکاری، از یک سیم جوش حاوی مواد شیمیایی استفاده میشود.
- جوشکاری سرد با استفاده از پودر جوش: در این نوع جوشکاری، از یک پودر جوش حاوی مواد شیمیایی استفاده میشود.
جمع‌بندی
جوشکاری سرد یک فرایند نوین و رو به رشد در صنایع مختلف به ویژه صنایع ظریف و دقیق است. این روش، اتصال قطعات فلزی را بدون استفاده از حرارت و تنها از طریق اعمال فشار مکانیکی توسط دستگاه‌های جوشکاری سرد انجام می‌دهد.
مهم‌ترین مزیت جوشکاری سرد، حفظ خواص اولیه مواد از جمله مقاومت، سختی، چقرمگی و خواص شیمیایی است. زیرا دمای قطعات در طول فرایند افزایش نمی‌یابد. همچنین ریزساختار و ظاهر جوش بسیار عالی بوده و نیاز به پرداخت‌کاری ندارد.
از سوی دیگر هزینه اولیه بالای دستگاه‌ها، آهنگ تولید پایین و محدودیت ضخامت قطعات قابل جوشکاری از معایب این روش محسوب میشود. در مجموع، کاربرد این فناوری در حال گسترش بوده و پیش‌بینی میشود جایگزین مناسبی برای روش‌های مرسوم جوشکاری گرم در آینده باشد.