جوشکاری سرد چیست؟

هنگامی که به فرایند جوشکاری فکر می‌کنیم، اولین مفهومی که به ذهن همگان ما خطور می‌کند، استفاده از حرارت است. این استراتژی به شکل گرم کردن فلزات تا به نقطه ذوب رسیدن و سپس ادغام آن‌ها با یکدیگر، به‌عنوان یکی از روش‌های اصلی جوشکاری شناخته می‌شود. اما جوشکاری سرد، همان‌طور که از نامش مشخص است، یک روش فرایندی است که بدون نیاز به استفاده از حرارت انجام می‌شود و به اتصال دو قطعه فلزی بدون نیاز به افزودن حرارت بیشتر اشاره دارد. در اینجا، ما به دنبال ارائه بحثی بیشتر درباره این روش مخصوص جوشکاری سرد هستیم.

جوشکاری سرد یک روش جوشکاری متکی بر وضعیت جامد است که برای اتصال دو یا چند قطعه فلزی به یکدیگر، به حرارت کم یا بدون نیاز به حرارت از پیشین استفاده می‌کند. در اصل، در این فرایند، از فشار به عنوان ابزار اصلی برای ایجاد اتصال بین قطعات فلزی استفاده می‌شود. وقتی که دو ماده با فشار به یکدیگر فشرده می‌شوند، به طور عمومی نمی‌پذیرند، زیرا وجود یک لایه اکسید یا موانع نازکی بر روی سطح مواد از ایجاد اتصال جلوگیری می‌کند. این نوع جوشکاری ابتدا در دهه 1940 به عنوان یک پدیده شناخته شد و به مرور زمان، به عنوان یک فرآیند معتبر و موثر در صنایع مختلف شناخته شد.

جوشکاری سرد علاوه بر مزایای ذکر شده، تعدادی مزیت دیگر نیز دارد که می‌توان آن‌ها را به صورت جامع مورد بررسی قرار داد. این فرآیند، از نظر زمانی بهینه‌تر از جوشکاری با حرارت است، زیرا نیازی به زمان برای گرم شدن و سرد شدن قطعات وجود ندارد. به علاوه، این روش می‌تواند در صورت لزوم بر روی قطعاتی که حساس به دما هستند، اعمال شود، زیرا احتمال دارد که استفاده از حرارت بالا برای جوشکاری موجب تغییر خواص فیزیکی و شیمیایی مواد شود. از جمله دیگر مزیت‌های جوشکاری سرد، کاهش انحلال بخاری فلزات و کنترل بهتر ابعاد و شکل قطعات است که باعث افزایش دقت و کیفیت جوش می‌شود.

جوشکاری سرد چگونه است؟

تقریباً همه‌ی فلزات در شرایط معمول، با یک لایه‌ی اکسید روی سطح خود پوشیده می‌شوند، حتی اگر این لایه به سادگی با چشم معمولی قابل مشاهده نباشد. این اکسیدهای فلزی، موانعی را برای پرسیده شدن اتم‌های فلزی و بنابراین اتصال دو قطعه فلز به یکدیگر ایجاد می‌کنند. به عبارت دیگر، وجود این لایه‌ی اکسیدی باعث می‌شود که اتم‌های فلزی نتوانند به راحتی با یکدیگر اتصال برقرار کنند.

زمانی که لایه‌ی اکسیدی از سطح فلزی حذف می‌شود، اتم‌های فلزی زیر آن قادر به مستقیم و بهتر اتصال به یکدیگر هستند. اعمال فشار کافی می‌تواند باعث این اتصال شود، زیرا لایه‌ی اکسیدی حاکمیت خود را از دست داده و اتم‌ها به طور مستقیم با یکدیگر ترکیب می‌شوند، تا به وقوع فرآیند جوشکاری بپردازند.

پس از پاک‌سازی دقیق و آماده‌سازی سطح مورد نظر، هر دو ماده به طریق مکانیکی و با استفاده از نیروی مناسب به یکدیگر فشرده می‌شوند. مقدار و نوع فشار مورد استفاده، به ویژگی‌های فیزیکی و شیمیایی خاص هر ماده بستگی دارد؛ زیرا برخی از مواد ممکن است نیازمند فشارهای بسیار بالا باشند تا به‌طور کامل جوش بخورند، در حالی‌که مواد دیگر ممکن است در فشارهای متوسط یا حتی پایین‌تر هم جوش بخورند. به‌طور کلی، فلزات نرم به دلیل ساختار خاص و امکان جذب فشار بیشتر، به عنوان یکی از بهترین انتخاب‌ها برای انجام جوشکاری سرد محسوب می‌شوند.

جوشکاری سرد، علاوه بر اینکه یک روش موثر برای اتصال دو قطعه فلزی بدون نیاز به حرارت بیشتر است، از مزایای دیگری همچون کاهش انحلال بخاری فلزات و افزایش دقت و کیفیت جوش برخوردار است. این فرآیند، در صنایع مختلف از جمله صنایع خودروسازی، ساخت و ساز، و صنایع فلزی به کار گرفته می‌شود و نقش مهمی در بهبود عملکرد و کیفیت محصولات ایفا می‌کند.

پیشنهاد سایت : منظور از ضوابط جوشکاری میلگرد چیست؟

مزایا و محدودیت‌های استفاده از جوشکاری سرد

جوشکاری سرد به معنای ایجاد اتصال بین دو سطح فلزی است که تحت فشار قرار دارند، و این اتصال باید در شرایطی انجام شود که سطوح به‌طور کامل تمیز شده و از هر گونه آلودگی و ذرات مضری پاک‌سازی شده باشند. همچنین، حضور یک سطح منظم، صاف و مسطح، نقش بسیار مهمی در ایجاد یک فرآیند جوشکاری یکنواخت و یکسان دارد. با این حال، این مسئله کاملاً وابسته به ویژگی‌های فیزیکی و شیمیایی هر فلز است و هر فلزی برای این نوع جوشکاری مناسب نیست. به همین دلیل، در انتخاب مواد برای جوشکاری سرد، ممکن است محدودیت‌هایی وجود داشته باشد که باید با دقت مورد بررسی قرار گیرند.

در کل، مطابق با اشاره‌های ارائه شده، فلزات نرم غیرآهنی به عنوان بهترین و مناسب‌ترین گزینه برای انجام جوش سرد محسوب می‌شوند. اما بیشترین نقطه ضعف این روش جوشکاری در اینجا پدیدار می‌شود که فلزات باید به‌طور کامل پاک و بدون اکسیداسیون باشند تا به دست‌آوردن یک جوش مطلوب بپردازیم. این فرآیند به دلیل پیچیدگی و زمان‌بر بودن، ممکن است در پروژه‌های بزرگ هزینه‌بر و دشوار باشد، زیرا نیاز به تمیزکاری دقیق و دقت بالا دارد.

یکی از مهمترین مزایای استفاده از این نوع جوشکاری این است که تعداد اتصالات پرچ‌شده به شدت کاهش می‌یابد، به گونه‌ای که در مقایسه با جوشکاری گرم، این نوع روش کمتر نیاز به اتصالات پرچ‌شده دارد. از طرف دیگر، در این روش، هیچ گونه تابشی منتشر نمی‌شود که به معنای عدم نیاز به استفاده از ماسک حفاظتی برای انجام این فرآیند است. این ویژگی‌های منحصربه‌فرد باعث می‌شود که جوشکاری به‌صورت ایمن‌تر و کارآمدتری انجام شود، همچنین احتمال ایجاد آسیب به کارگران به‌طور قابل‌توجهی کاهش می‌یابد.

همچنین، می‌توان به این نکته اشاره کرد که در این نوع جوشکاری، مصرف انرژی کمتری نیاز است که به محیط زیست نیز کمک می‌کند و از لحاظ اقتصادی نیز مزیتی به همراه دارد. از این رو، با توجه به مزایای بیشماری که جوشکاری سرد ارائه می‌دهد، می‌توان آن را به عنوان یک روش جوشکاری پایدار و پرکاربرد معرفی کرد که در صنایع مختلف مورد استفاده قرار می‌گیرد و به بهبود کیفیت و کارآیی محصولات کمک می‌کند.

کابردهای جوشکاری سرد

یکی از کاربردهای بسیار اساسی و حیاتی جوشکاری سرد، اتصال فلزات غیر همجنس به یکدیگر است. زمانی که فلزات غیرهمجنس با یکدیگر ذوب می‌شوند، اتصال آن‌ها به طور کامل و به شکل مطلوب رخ نمی‌دهد؛ این موضوع ممکن است منجر به ایجاد جوش‌های ضعیف یا حتی جوش‌هایی که دارای ترک هستند، گردد. اما در جوشکاری سرد، تنها با بهره‌گیری از پیوندهای اتمی که توسط الکترون‌های آزاد شکل می‌گیرند، از این مشکلات جلوگیری می‌شود. این فرآیند، به‌طور موثری از ایجاد اتصالات ضعیف و بی‌کیفیت جلوگیری می‌نماید، به‌ویژه در صورتی که فلزات متفاوتی را با یکدیگر جوش دهیم و نیازمند ایجاد اتصالات قوی و پایدار باشیم.

در صنایع متعددی از جمله هوافضا و صنعت خودروسازی، جوشکاری سرد به طور گسترده‌ای مورد استفاده قرار می‌گیرد. این روش جوشکاری به دلیل ویژگی‌های خاص خود، از جمله عدم نیاز به حرارت زیاد و حفظ ویژگی‌های فیزیکی و شیمیایی فلزات، به عنوان یک گزینه محبوب برای اتصال قطعات در این صنایع شناخته می‌شود. همچنین، اتصال مفتول‌ها به یکدیگر نیز اغلب با استفاده از جوشکاری سرد صورت می‌گیرد، زیرا این روش امکان ایجاد اتصالات قوی و پایدار را بدون نیاز به دماهای بالا فراهم می‌کند.

علاوه بر این، از جوشکاری سرد می‌توان در موارد دیگری همچون صنعت ساخت و ساز، صنایع الکترونیکی، و تولید لوازم خانگی نیز بهره برد. این روش، با ارائه اتصالات دقیق و قوی، می‌تواند در ایجاد محصولات با کیفیت بالا و عمر طولانی موثر باشد. به‌طور کلی، جوشکاری سرد به عنوان یک فرآیند جوشکاری پرکاربرد و با مزایای فراوان، در صنایع مختلف به عنوان یکی از روش‌های اتصال موثر و کارآمد شناخته می‌شود.

چه فلزاتی را می‎‌توان به صورت سرد جوش داد؟