جوشکاري مقاومتی( جوش نقطه ای)

[ریپورتر]

جوشکاري مقاومتي يکي از قديمي‌‌ترين روش‌‌هاي جوشکاري الکتريکي است که امروزه در صنعت از آن استفاده مي‌‌شود. اين نوع جوشکاري، ترکيبي از گرما، فشار و زمان است. همان‌‌طور که از نام آن پيداست، مقاومت ماده در مقابل عبور جريان موجب ايجاد گرماي موضعي در ماده شده و در نهايت باعث جوشکاري مي‌‌شود. زماني که جريان ايجاد مي‌‌شود، فشار نيز به‌‌وسيله نگاه‌‌دارنده الکترود و نوک‌‌الکترود به قطعات وارد شده و قطعات را براي جوشکاري روي يکديگر نگاه مي‌‌دارد.
مدت زمان عبور جريان به عواملي مانند نوع و ضخامت قطعه، ميزان جريان عبوري و شکل سطح مقطع الکترودي بستگي دارد که با قطعه کار تماس مي‌‌يابد.
در شکل 1 نحوه اين نوع جوشکاري نشان داده شده است.

شكل1: مدار الكتريكي جوشكاري مقاومتي و قطعات مختلف اين نوع جوشكاري


اصول جوشکاري مقاومتي
زماني که جريان از طريق نوک الکترودها از قطعه کار عبور مي‌‌کند، عمل جوشکاري مقاومتي انجام شده و باعث مي‌‌شود که دو قطعه کاري که براي جوشکاري روي هم قرار گرفته‌‌اند، به هم متصل شوند. مقاومتي که قطعه در برابر عبور جريان از خود نشان مي‌‌دهد، باعث به وجود آمدن گرماي موضعي در قطعه شده و به اتصال آنها مي‌‌انجامد.
در شکل 2، دو شکل که يکي با جوشکاري مقاومتي و ديگري به وسيله جوشکاري تيگ ايجاد شده‌‌اند، با يکديگر مقايسه شده‌‌اند.

شكل2: مقايسه دو قطعه كار؛ يكي با جوشكاري مقاومتي و ديگري با تيگ


همان‌‌طور که در شکل 2 مشاهده مي‌‌شود، در جوشکاري تيگ، جوشکاري فقط از يک سمت قطعه کار انجام شده است، اما در جوشکاري مقاومتي، به دليل وجود دو الکترود در هر دو طرف قطعه کار، جوشکاري از هر دو طرف انجام مي‌‌شود.
زماني که سطح مشترک الکترودها با قطعه کار، به دليل مقاومت در برابر عبور جريان گرم مي‌‌شود، قطعه کار جوش داده مي‌‌شود. در تمام موارد در صورت عدم عبور جريان الکتريسيته، عمل جوشکاري انجام نمي‌‌شود. بر اثر نيروي حاصل از فشاري که الکترودها به قطعه کار وارد مي‌‌آورند، قطعه کارها بر روي هم نگاه داشته مي‌‌شوند.

توليد گرما
اگر توان و گرما را با يکديگر هم‌‌ارز بگيريم، مي‌‌توان با استفاده از قانون اهم، ميزان گرماي توليدي را محاسبه کرد. زماني که جريان از يک هادي الکتريسيته مي‌‌گذرد، مقاومتي که رسانا در برابر عبور جريان ايجاد مي‌‌کند، موجب توليد گرما مي‌‌شود. فرمول اصلي توليد گرما به شکل زير است:
H=I2R که در آن، گرما= H، مجذور جريان الکتريکي= I2 و مقاومت = R است.
حقيقت اين است که اگرچه ميزان جريان در همه جاي مدار يکي است، ولي ميزان مقاومت در نقاط مختلف آن متفاوت است و گرماي توليد شده مستقيما به ميزان مقاومت آن نقطه از مدار بستگي دارد.

مدت زمان جوشکاري مقاومتي
SQEEZE TIME: زمان بين اعمال نيرو و شروع عمل جوشکاري
HEAT OR WELD TIME: زمان توليد گرما و انجام جوشکاري
HOLD TIME: زماني که بعد از جوشکاري همچنان نيرو به قطعه کار اعمال مي‌‌شود
OFF TIME: زمان موردنياز براي جدا شدن دو الکترود براي شروع جوشکاري بعدي
ماشين‌‌هاي جوشکاري مقاومتي، به‌‌گونه‌‌اي طراحي و ساخته مي‌‌شوند که کمترين مقاومت در کابل‌‌ها و الکترودگير و الکترودها به‌‌وجود آيد. اين ماشين‌‌ها طوري طراحي شده‌‌اند که جريان را به بهترين نحو به قطعه برسانند. نقاطي که بيشترين مقاومت را در محدوده کاري ايجاد مي‌‌کنند، عبارتند از:
1. نقطه تماس بين الکترود و بالاي قطعه کار
2. نوک قطعه کار
3. سطح مشترک بين قطعه کار بالايي و پاييني
4. انتهاي قطعه کار
5. نقطه تماس بين الکترود با پايين قطعه کار
6. مقاومت در نوک الکترودها
ميزان مقاومت در نقطه 3 (سطح مشترک قطعه کار بالايي با پاييني) به قابليت انتقال گرما، مقاومت الکتريکي و ضخامت قطعه کار بستگي دارد و در اين نقطه است که عمليات جوشکاري انجام مي‌‌شود.

جوشکاري نقطه‌‌اي
جوشکاري نقطه‌‌اي، يکي از انواع جوشکاري مقاومتي است که از آن به منظور جوشکاري ورق‌‌ها استفاده مي‌‌شود. به طور متوسط، ضخامت ورق‌‌هايي که با اين روش جوشکاري مي‌‌شوند، بين 5/0 تا 3 ميلي‌‌متر است. در اين نوع جوشکاري از دو الکترود مسي مشابه براي متمرکز کردن جريان بر روي قطعه کار و همچنين وارد کردن فشار روي قطعه کار استفاده مي‌‌شود. نتيجه کار، خال‌‌جوشي است که به سرعت تا نقطه ذوب آن گرم مي‌‌شود و با قطع جريان در آن نقطه، دو قطعه کار به هم متصل مي‌‌شوند. مقدار گرماي توليدي به ميزان و مدت زمان انتقال جريان بستگي دارد. شدت جريان و مدت زمان عبور جريان توسط عواملي نظير جنس و ضخامت قطعه کار و همچنين نوع الکترودها، انتخاب مي‌‌شود. اگر جريان براي مدت زيادي از قطعه کار عبور داده شود، موجب خراب شدن جوش شده و قطعه کار ذوب مي‌‌شود. حتي ممکن است سوراخي در نقطه موردنظر ايجاد شود.
جوشکاري نقطه‌‌اي را براحتي مي‌‌توان براي انواع اجناسي که از ورق ساخته مي‌‌شوند، مانند سطل‌‌هاي آهني به کار برد. آلياژهاي آلومينيم را نيز مي‌‌توان با اين روش جوش داد، اما هرچه قابليت رسانايي الکتريکي و گرمايي بيشتر باشد، براي جوشکاري آنها شدت جريان را بايد تا 3 برابر افزايش داد. اين کار مستلزم برخورداري از دستگاه‌‌هاي جوشکاري بزرگ‌‌تر، قوي‌‌تر و گرانتري است.
متداول‌‌ترين کاربرد جوشکاري مقاومتي در صنعت خودرو است که در همه جا به منظور جوشکاري ورق‌‌هاي بدنه خودرو به کار مي‌‌رود. همچنين، دستگاه‌‌هاي مقاومتي را مي‌‌توان کاملاً اتوماتيک کرد. امروزه ربات‌‌هاي جوشکار زيادي را مي‌‌توان در خطوط مونتاژ مشاهده کرد.

شكل3: روبات‌هاي جوشكار در حال جوشكاري نقطه‌اي بدنه خودرو در شركت kuka


از ديگر کاربردهاي جوشکاري مقاومتي، کلينيک‌‌هاي دندانپزشکي است که در آنجا، تجهيزات کوچک جوشکاري مقاومتي براي چسباندن چسب‌‌هاي فلزي به کار مي‌‌روند.

منابع:
1. دانشنامه ويکيپديا
2. هندبوک تيگ

نویسنده: عبدالمجید حجاره
منبع: http://www.sanatekhodro.com