بااینکه جوشکاری بیشتر اوقات با جرقههای نارنجی گرم و فلز ذوبشده همراه است، چند فرآیند جوشکاری وجود دارد که با این تصویر سازگار نیست. یکی از مهمترین این فرآیندها جوشکاری سرد است. از آن درزمینهٔ صنعتی تقریباً برای یک قرن استفادهشده است و دارای مزیتهایی است که فرآیندهای جوشکاری دیگر از آنها برخوردار نیستند.
نوعی فرآیند حالتجامد است که برای متصل کردن دو یا چند فلز دیگر به هم به گرمای کم یا هیچ گرمایی نیاز ندارد. بهجای آن انرژی مورداستفاده برای اتصال مواد به هم به شکل فشار درمیآید. در طول این فرآیند، هیچ فلزی ذوب نمیشود یا حتی تا دمای زیادی گرم نمیشود.
جوشکاری سرد چگونه کار میکند؟
دلیلی که این نوع جوشکاری میتواند دو فلز را بدون گرما میتواند به هم متصل کند از بین بردن لایههای اکسید روی سطح مواد در حال اتصال است.
تقریباًهمه فلزات در شرایط طبیعی دارای لایه اکسید هستند که روی آنها قرارگرفته است. اگرچه ممکن است با چشم غیرمسلح قابلمشاهده نباشد. این اکسیدها مانعی را تشکیل میدهند که از فشرده شدن اتمهای فلزی روی مواد و چسبیدن آنها به همدیگر جلوگیری میکند. بااینوجود، وقتی لایه اکسید برداشته میشود اتمهای فلز میتوانند با فشار کافی به هم متصل شوند.
برای برداشتن لایه اکسید، از متدهای مکانیکی و شیمیایی مختلف و از تکنیکهای دیگر برای اطمینان از اینکه سطح فلزات بدون اکسید است استفاده میشود. فلزها باید تا حدی شکلپذیر باشند. ماشینآلات صنعتی برای ایجاد فشار موردنیاز برای پیوندهای متالورژی کاربرد دارند.
جوشکاری سرد در چه مواردی کاربرد دارد؟
یکی از رایجترین موارد جوشکاری سرد، اتصال فلزات متفاوت است. بهاینعلت که فلزات نامشابه وقتی باهم ذوب میشوند بهخوبی به هم متصل نمیشوند. این امر باعث میشود فلزات به هم متصل نشوند یا منجر به جوشهای ضعیف یا جوشهای ترکدار شود. این نوع جوشکاری از بروز این مشکلات جلوگیری میکند چون به پیوندهای اتمیای متکی است که از طریق الکترونهای آزاد تشکیلشدهاند.
معمولاً از آن برای پیوندهای لببهلب یا پوششی استفاده میشود. صنعتهایی از قبیل هوافضا، حملونقل، کاربردهای سازهای پیشرفته و کارهای آزمایشگاهی اغلب از آن بهره میبرند. همچنین برای اتصال سیمها به هم نیز کاربرد دارد.
کدام فلزها میتوانند جوشکاری سرد شوند؟
چون مواد کششی معمولاً موردنیاز هستند فلزهایی که شامل این نوع جوشکاری میشوند عبارتاند از:
آلومینیوم (شامل گریدهای غیرقابل جوش مانند سریهای 7XXX)
مس
آلیاژهای برنجی
فلزاتی که حاوی کربن هستند با استفاده از این نوع جوش نمیتوانند به هم متصل شوند.
مزایا و معایب جوشکاری سرد کدام ها هستند؟
یکی از بزرگترین مزیتهای آن این است که هیچ منطقهای وجود ندارد که تحت تأثیر گرما باشد. این خطر مواد شیمیایی مضر و تغییرات مکانیکی برای مواد پایه در طول فرآیند جوشکاری را کاهش میدهد. مزیت اصلی دیگر توانایی اتصال فلزهای نامشابه است همانطوری که در بالا به آن اشاره کردیم. همچنین اگر این عمل بهدرستی انجام شود، جوشی ایجاد میکند که بهاندازه ضعیفترین مواد والد قدرت دارند.
مزیت اصلی آن، این است که مواد حتماً باید کاملاً تمیز و بدون اکسید باشند تا نقطهجوشی رضایتبخش حاصل شود. این کار ممکن است مشکل و همچنین گرانقیمت و اجرای آن در حجمهای زیاد سخت باشد. چون حداقل یکی از فلزها باید انعطافپذیر باشد، جوشکاری سرد محدود به این مشکل است که کدام آلیاژها میتوانند به هم متصل شوند.
