از جمله روش‌های متداول برای اتصال دو یا چند قطعه فلزی به یکدیگر، می‌توان به «جوشکاری» و «لحیم‌کاری» اشاره کرد. این دو روش همچنین می‌توانند برای پر کردن شکاف‌ها یا سوراخ‌های موجود در فلزات به‌کار روند.
تفاوت اصلی میان جوشکاری و لحیم‌کاری در نحوه انجام فرآیند ذوب است؛ در لحیم‌کاری، تنها فلز پرکننده ذوب می‌شود و قطعات پایه صرفاً تا دمایی کمتر از نقطه ذوب‌شان گرم می‌شوند. اما در جوشکاری، فلزات پایه تا دمای ذوب حرارت داده شده و همزمان با ذوب و پیوند قطعات، اتصال بسیار محکمی میان آن‌ها ایجاد می‌شود.
هدف نهایی در جوشکاری، به‌دست آمدن اتصالی بسیار قوی میان دو قطعه فلز است.
پنج ویژگی اصلی جوشکاری
۱. یکسان بودن جنس فلزات
برای دستیابی به اتصال مناسب و استحکام مطلوب، معمولاً دو قطعه فلز باید جنس یکسان یا بسیار مشابهی داشته باشند.
۲. دمای بالای اتصال
در فرآیند جوشکاری، فلزات تا دمای بسیار بالا حرارت داده می‌شوند تا امکان ذوب و پیوند قطعات فراهم شود.
۳. استفاده از مواد پرکننده
در بسیاری از روش‌های جوشکاری، برای کامل کردن اتصال، از مواد پرکننده مخصوص استفاده می‌شود که به استحکام و یکپارچگی اتصال کمک می‌کند.
۴. ایجاد استحکام بالا
اتصال حاصل از جوشکاری معمولاً بسیار مستحکم و بادوام است و اغلب می‌تواند نیروهای مکانیکی و تنش‌های بالا را تحمل کند.
۵. تنوع تکنیک‌های اجرایی
جوشکاری دارای روش‌های متعددی از جمله قوس الکتریکی، مقاومتی و گازی است که متناسب با نوع قطعه، ضخامت و کاربرد انتخاب می‌شوند.
ویژگی‌های لحیم‌کاری
۱. دمای پایین
فرآیند لحیم‌کاری در دمای نسبتاً پایین‌تر نسبت به جوشکاری انجام می‌شود، به طوری که قطعات پایه ذوب نمی‌شوند و تنها فلز پرکننده (سیم لحیم) ذوب می‌گردد.
۲. استفاده از مواد پرکننده
در لحیم‌کاری، برای ایجاد اتصال بین قطعات، از مواد پرکننده مانند آلیاژ لحیم استفاده می‌شود که نقطه ذوب پایین‌تری دارد.
۳. استحکام نسبتاً پایین
اتصال به‌دست آمده از لحیم‌کاری معمولاً استحکام مکانیکی کمتری در مقایسه با جوشکاری دارد و بیشتر برای کاربردهای سبک و حساس به حرارت مناسب است.
فرایند جوشکاری چیست و چگونه انجام می شود؟
جوشکاری یکی از روش‌های اصلی اتصال دائمی قطعات فلزی است که در آن، با استفاده از حرارت بالا، دو یا چند قطعه فلزی به یکدیگر متصل می‌شوند.
به طور کلی، چهار نوع فرآیند جوشکاری وجود دارد:
۱. جوشکاری قوس فلز با گاز محافظ (MIG)
در فرآیند جوشکاری MIG (Metal Inert Gas Welding)، گاز محافظ از یک مخزن تحت فشار تأمین شده و بر روی منطقه جوش اعمال می‌شود. قوس الکتریکی توسط یک سیم الکترودی ایجاد می‌گردد که به طور مداوم از یک قرقره موتوری تغذیه و همزمان ذوب شده و مفصل اتصال را پر می‌کند.
در این روش، سیم الکترود به صورت پیوسته وارد منطقه جوش می‌شود و گاز محافظ، که معمولاً دی‌اکسید کربن یا ترکیبات آن است، از جوش در برابر آلودگی‌های خارجی محافظت می‌کند.
مزایا:
- مناسب برای تولیدات صنعتی و خطوط تولید
- تغذیه پیوسته سیم الکترودی
- کنترل خوب بر روی حرارت و فرآیند
- کیفیت بالای جوش با ظاهری تمیز
- سهولت یادگیری و اجرای فرآیند
معایب:
- حساسیت به جریان باد که می‌تواند موجب پراکندگی گاز محافظ شود
- ضرورت پاک‌سازی سطح قطعه از رنگ و زنگ‌زدگی پیش از جوشکاری
۲. جوشکاری قوس تنگستن با گاز محافظ (TIG)
جوشکاری (Tungsten Inert Gas Welding) TIG از جمله فرآیندهای پیشرفته و دقیق جوشکاری است که نسبت به سایر روش‌ها به مهارت، دقت و تجربه بیشتری نیاز دارد و در نهایت نتایجی بسیار تمیز و با کیفیت ارائه می‌دهد.
تفاوت اصلی این روش با سایر فرآیندها، استفاده از الکترود غیرمصرفی تنگستن است. الکترود تنگستن به صورت یک میله کوتاه، داخل مشعل نصب شده و برخلاف برخی روش‌ها، حین عملیات مصرف نمی‌شود، بلکه تنها ایجاد قوس و تولید حرارت لازم برای ذوب فلز را بر عهده دارد.
اپراتور معمولاً در یک دست مشعل و در دست دیگر میل‌گرد پرکننده (فیلر) را نگه می‌دارد و با وارد کردن تدریجی فیلر به حوضچه ذوب، جوش مورد نظر را ایجاد می‌کند. گاز محافظ رایج در این فرآیند آرگون است که از منطقه جوش در برابر اکسیداسیون و آلودگی‌های محیطی محافظت می‌کند.
در جوشکاری TIG کیفیت نهایی اتصال، تا حد زیادی به مهارت و تسلط اپراتور در هدایت مشعل و کنترل حرارت بستگی دارد. این روش عمدتاً در مواردی به‌کار می‌رود که نیاز به جوشی تمیز و مستحکم وجود دارد؛ مانند ساخت قاب هواپیماها، تجهیزات الکتریکی و بدنه خودروهای مسابقه‌ای و …
مزایا:
- AC TIG: مناسب برای جوشکاری آلیاژهای آلومینیوم و منیزیم
- DC TIG: مناسب برای برنج، مس، فولاد و تیتانیوم
- بهترین کیفیت و بالاترین دقت درنتیجه جوش
- قابلیت جوشکاری قطعات و ورق‌های بسیار نازک
- عدم ایجاد سرباره و نیاز به پاک‌سازی بعد از جوشکاری
۳. جوشکاری قوس الکتریکی روکش‌دار (SMAW)
جوشکاری قوس الکتریکی روکش‌دار SMAW (Shielded Metal Arc Welding) که به عنوان “جوشکاری دستی” یا “جوشکاری برق” و گاهی “جوشکاری چوبی” شناخته می‌شود، از اواخر قرن نوزدهم رایج شد و یکی از قدیمی‌ترین و ساده‌ترین فناوری‌های جوشکاری به شمار می‌رود.
در این روش، تجهیزاتی شامل منبع تغذیه برق، کابل‌ها و نگهدارنده الکترود استفاده می‌شود. الکترودها به شکل میله‌هایی هستند که بر اساس ضخامت فلز مورد نظر انتخاب می‌شوند و با یک روکش ضخیم پوشانده شده‌اند.
حین فرآیند جوشکاری، قوس الکتریکی میان نوک الکترود و قطعه کار ایجاد می‌شود. روکش الکترود در اثر حرارت قوس می‌سوزد و گازی محافظ تولید می‌کند که از منطقه جوش در برابر آلودگی محافظت می‌نماید. پس از سرد شدن فلز، لایه‌ای نازک و شکننده موسوم به سرباره روی سطح جوش تشکیل می‌شود که لازم است با برس یا ابزار مناسب پاک‌سازی شود.
مزایا:
- یادگیری آسان و عدم نیاز به تخصص ویژه
- مقرون به صرفه بودن تجهیزات و مواد مصرفی
- امکان جوشکاری انواع فلزات مختلف
معایب:
- محدودیت در جوشکاری ورق‌ها یا قطعات نازک
- تولید گرمای زیاد و احتمال اعوجاج
- نیاز به زمان بیشتر نسبت به برخی روش‌های مدرن جوشکاری
۴. جوشکاری قوس فلز تو پودری (FCAW)
جوشکاری قوس فلز تو پودری FCAW (Flux-Cored Arc Welding) که به عنوان “جوشکاری بدون گاز” نیز شناخته می‌شود، یکی از فرآیندهای پرکاربرد در صنایع مختلف است که به دلیل هزینه پایین، سادگی یادگیری و استحکام مطلوب اتصال، محبوبیت زیادی دارد.
در این روش، برخلاف جوشکاری قوس الکتریکی روکش‌دار (SMAW)، به جای الکترود جامد از یک سیم توخالی پر شده با پودر شار استفاده می‌شود. این سیم هنگام عبور جریان و ایجاد قوس ذوب شده و پودر شار داخل آن، عملکرد گاز محافظ و مواد سرباره را ایفا می‌کند.
جوشکاری FCAW به ویژه برای مشاغل کوچک و کاربردهای تعمیراتی مناسب است، چرا که کنترل حرارت آن ساده است و هزینه تجهیزات و مصرفی‌ها کمتر از بسیاری روش‌های دیگر است.
مزایا:
- یادگیری آسان و اجرای نسبتاً سریع
- قابلیت کار روی سطوح آلوده به خاک، رنگ یا مواد زنگ‌زده
- قابل استفاده در محیط‌های باز و در معرض وزش باد
- مناسب برای جوشکاری فولادهای ضخیم
معایب:
- تولید سرباره که نیاز به پاک‌سازی دارد
- ایجاد پاشش زیاد حین جوشکاری
فرایند لحیم کاری چیست و چگونه انجام می شود؟
در فرآیند لحیم‌کاری، اتصال دو قطعه فلزی از طریق ذوب و به‌کارگیری یک فلز پُرکننده (لحیم) که نقطه ذوب پایین‌تری نسبت به فلزات پایه دارد، صورت می‌گیرد. در این روش، فلزات اصلی تنها تا دمایی کمتر از نقطه ذوب خود حرارت داده شده و صرفاً فلز پُرکننده ذوب می‌شود و با نفوذ در فاصله میان قطعات، آن‌ها را به یکدیگر متصل می‌کند.
لحیم‌کاری به دو دسته اصلی تقسیم می‌شود: لحیم‌کاری نرم و لحیم‌کاری سخت.
تفاوت اصلی این دو روش در دمای ذوب فلز پُرکننده است:
- اگر دمای ذوب فلز پُرکننده کمتر از ۴۲۷ درجه سانتی‌گراد باشد، این فرآیند را لحیم‌کاری نرم می‌نامند.
- در صورتی که این دما بیشتر از ۴۲۷ درجه سانتی‌گراد باشد، آن را لحیم‌کاری سخت می‌گویند.
![]()
مزایای لحیم‌کاری نسبت به جوشکاری
- مناسب برای تولیدات کوچک و فضاهای محدود
- فرآیندی ساده و بدون پیچیدگی
- ایجاد اتصالات تمیز
- سرعت بالا در انجام عملیات
- مقرون به صرفه از نظر هزینه
برای مطالعه پارامترهای موثر در لحیم کاری فلزات اینجا کلیک کنید.
مزایای لحیم‌کاری نسبت به جوشکاری
- مناسب برای تولیدات کوچک و فضاهای محدود
- فرآیندی ساده و بدون پیچیدگی
- ایجاد اتصالات تمیز
- سرعت بالا در انجام عملیات
- مقرون به صرفه از نظر هزینه
کاربردهای جوشکاری و لحیم‌کاری
فرآیند جوشکاری عمدتاً در صنایع بزرگ مانند صنایع مکانیکی، خودروسازی و هوافضا به کار می‌رود، زیرا قابلیت ایجاد اتصالاتی با استحکام بالا و دوام طولانی را دارد.
در مقابل، لحیم‌کاری بیشتر در مقیاس‌های کوچک‌تر و در صنایع الکتریکی و الکترونیکی مورد استفاده قرار می‌گیرد؛ زیرا برای ایجاد اتصالات دقیق و ظریف بین قطعات حساس و کوچک مناسب است.
جمع بندی
جوشکاری و لحیم‌کاری دو فرآیند کاملاً مجزا برای اتصال فلزات هستند که هریک مزایا، معایب و کاربردهای ویژه خود را دارند. شناخت دقیق ویژگی‌ها و محدودیت‌های هر روش، انتخاب مناسب‌ترین و مقرون‌به‌صرفه‌ترین شیوه اتصال را متناسب با نوع کار، مشخصات قطعه و امکانات موجود امکان‌پذیر می‌سازد. انتخاب صحیح روش، نه‌تنها کیفیت و دوام اتصال را تضمین می‌کند، بلکه موجب صرفه‌جویی در زمان و هزینه‌های اجرایی نیز خواهد شد.