جوشکاری سرد چه نوع جوشکاری است و تفاوت آن با جوشکاری معمولی چیست؟

جوشکاری به طور عمده به دو دسته جوشکاری ذوبی و غیرذوبی طبقه‌بندی می‌شود. جوش ذوبی بیشتر برای جوش های گرم به کار رفته و در نوع جوش غیر ذوبی، روشی به نام جوش سرد وجود دارد. فرآیند روش جوشکاری سرد به انگلیسی Cold Welding یا گاهی Contact Welding برای اتصال قطعات فلزی به یکدیگر استفاده می‌شود که نیازی به حرارت دادن ندارد. در این شیوه فلز در فاز جامد باقی می‌ماند و اصلا ذوب نمی‌شود، بنابراین جوش سرد به عنوان یک فرآیند جوشکاری غیرذوبی در نظر گرفته می‌شود. در روش جوشکاری سرد، انرژی لازم برای اتصال فلز به شکل فشار انجام می‌شود. برخلاف جوشکاری ذوبی، مانند جوشکاری قوس الکتریکی و جوشکاری اصطکاکی، از آنجا که این روش بدون حرارت انجام شده و جوش سرد به حوضچه مذاب یا مایع نیز نیاز ندارد؛ به همین دلیل به آن جوشکاری سرد می‌گویند.

جوش سرد در صنایع متعددی از جمله هوافضا، خودروسازی، الکترونیک، تولید دستگاه و... مورد استفاده قرار می‌گیرد. به دلیل اینکه در روش جوشکاری سرد و اتصال سیم‌ها به یکدیگر از فلزات غیر مشابه استفاده می‌شود، این نوع جوش برای بسیاری از کاربری های خاص که اجبار در اتصال دو فلز غیر مشابه است کاربرد زیادی دارد. جوش سرد همچنین هنگام استفاده سیم‌ها و قطعات در شرایطی که خطر آتش گرفتن گازهای قابل اشتعال در اثر فرآیند جوشکاری معمولی (گرم) وجود دارد، عالی است. علاوه بر این، اغلب برای مهر و موم کردن مخازن حساس به گرما، به عنوان مثال محفظه یا مخازن با مواد منفجره یا سموم استفاده می‌شود. به طور کلی جوش سرد زمانی استفاده می‌شود که گرما باعث آسیب بیش از حد یا ایجاد خطر شود.

جوشکاری سرد فولاد کربنی یا هر فلزی که حاوی کربن باشد غیرممکن است. به عبارت بهتر و به طور کلی هر نوع فلزی که داری «لایه اکسید» باشد امکان جوشکاری سرد ندارد چرا که این لایه باعث عدم پرس و اتصال آن خواهد شد. بیشتر فلزات پوشش اکسید دارند و این مواد با چشم مسلح قابل دیدن نیست. به همین خاطر برای امکان جوشکاری سرد روی برخی فلزات باید اطمینان حاصل کرد که پوشش اکسیدی آن برداشته شده باشد. این امر کاربرد جوش سرد را بسیار محدود می‌کند، زیرا فولاد کربنی تا حد زیادی «قابل جوش داده شده‌ترین فلز» است. با توجه به این موارد، پر استفاده ترین فلزات قابل جوشکاری سرد عبارتند از:

• مس
• آلومینیوم
• سرب
• روی
• آلیاژ برنج 70/30
• نیکل
• نقره
• آلیاژهای نقره
• پلاتین
• طلا

همچنین روش جوشکاری سرد می‌تواند سری‌های 2xxx و 7xxx آلیاژ آلومینیوم را جوش دهد. این‌ها را نمی‌توان به صورت ذوبی جوش داد، زیرا تمایل به ترک خوردن در زیر گرما دارند و اتصال آن‌ها با روش‌های جوشکاری غیر از جوش سرد بسیار چالش برانگیز است. روش جوشکاری سرد با فلزاتی که دارای آرایش مکعبی متمرکز از اتم‌ها هستند که به سرعت کار نمی‌کنند، بهترین انتخاب خواهد بود. تمام فلزاتی که به سرعت سفت می‌شوند، قبل از اینکه فشار ناشی از جوش سرد بتواند پیوند ایجاد کند، ترک می‌خورند. به همین دلیل است که فقط فلزات بسیار انعطاف‌پذیری که در بالا ذکر شد می‌توانند به صورت سرد جوش داده شوند.

در روش جوشکاری سرد، فشار اعمال شده سطوح قطعات کار را تا حد امکان به هم نزدیک می‌کند. هنگامی که آن‌ها به هم فشرده می‌شوند، فاصله بین آن‌ها به نانومقیاس می‌رسد و اتم‌های فلز از یک قطعه به قطعه دیگر می‌پرند. این فرآیند منجر به پیوند تقریبا کامل و تقریبا بدون نقص می‌شود و دو قطعه فلزی که از هم جدا بودند، به یک جرم همگن تبدیل می‌شوند.

اما برای رسیدن به این هدف، باید سطوح فلزی را به طور کامل تمیز کرد. لایه‌های اکسیدی هر دو طرف قطعه فلزی باید قبل از تلاش برای جوش سرد حذف شوند. ضمن اینکه برای انجام جوشکاری به روش سرد نیاز به تجهیزات و دستگاه های خاص این روش است. برخی ماشین های جوشکاری سرد اگر چه ظاهری شبیه به اینورترهای معمولی دارند اما در واقع تنها برای جوش سرد استفاده خواهند شد و ممکن است گران بوده و به سختی تهیه شوند.

جوش سرد دارای معایبی و نکات منفی مرتبط با روش خود است که از معایب جوش سرد می‌توان به موارد زیر اشاره کرد:

- سطوح باید کاملا تمیز شود. این می‌تواند به چندین مرحله تمیز کردن و آماده سازی فلز نیاز داشته باشد.

- بی‌نظمی‌های سطحی، آلودگی و ساختارهای مولکولی در مقیاس نانو می‌توانند نتایج کار را کمی مختل کنند.

- استفاده از روش جوشکاری سرد در محیط‌های صنعتی به دلیل گرد و غبار و سایر ریزگردهای موجود در هوا دشوار است.

- فولاد کربن و فلزات سخت شده را نمی‌توان به صورت سرد جوش داد، فقط با فلزات غیرآهنی شکل‌پذیر مانند مس، آلومینیوم، سرب، طلا و غیره کار می‌کند.

- جوش سرد اشکال نامنظم دشوار است و بهترین نتایج با سطوح صاف حاصل می‌شود.

برخی انواع جوش نقطه ای و خال زن شبیه به شکل و ظاهر جوش سرد (مثلا در جوشکاری تیگ) و به طور گسترده برای مصارف خانگی و کارگاهی نیز در دسترس هستند، اما جوشکاری تماسی و نقطه‌ای با این نوع دستگاه‌ها در نهایت یک فرو رفتگی است و به گرما نیاز دارد. برای همین با جوش سرد واقعی متفاوت خواهد بود.

جوش سرد دارای مزایای و نقاط قوت متعددی است که بعضی از این مزایای روش جوشکاری سرد به شرح زیر است:

فرایند عالی برای جوشکاری

این روش یک فرآیند عالی برای جوشکاری آلومینیوم به فلزات دیگر، به ویژه اتصال آلومینیوم با مس است. اتصال این دو فلز با استفاده از سایر فرآیندهای جوشکاری چالش برانگیز بوده و آسان نخواهد بود.

کم کردن مشکلات ناشی از حرارت

اکثر مشکلات گرمایی و ناحیه تحت تاثیر حرارت مثل قوس و حوضچه مذاب از بین می‌رود. زیرا گرما متمرکز شده و  در نتیجه هیچ اثری از محدوده گداخت مواد، گاز سوختی و قوس نخواهد بود.

اتصال جوشی کامل

جوشکاری سرد اتصال جوشی تقریبا کاملی را بدون ترکیبات بین فلزی شکننده، گل جوش و سرباره، ریزشکستگی‌ها و سایر نقاط ضعف سایر جوش ها فراهم می‌کند.

جوش فلزات غیرمشابه

توانایی جوش دادن مجموعه وسیعی از فلزات غیر مشابه که به غیر از روش جوشکاری سرد، به سختی به یکدیگر جوش داده می‌شوند در این نوع وجود دارد.

عدم نیاز به مهارت عمیق

مهارت‌های مورد نیاز برای جوشکاری فلزات غیر مشابه و غیر متداول را که اکثر کاربرانی با تجربه کمتر در روش های جوش گرم به سختی آن را انجام می‌دهند، در روش جوش سرد کاهش پیدا کرده و کمتر آزار رسان خواهد بود.

به طور کلی مزیت آشکار جوش سرد این است که گرما به مواد وارد نمی‌شود. از این رو احتمال تاب برداشتن یا ضعیف شدن مواد را کاهش می‌دهد. همچنین به شما این امکان را می‌دهد که فلزات از انواع مختلف را بدون نیاز به مهارت یا مهارتی مانند جوش قوس الکتریکی به هم وصل کنید.

روش‌های جوشکاری معمولی (گرم) شامل قوس الکتریکی، مقاومت داخلی یا شعله فعال برای ذوب و گداختن فلز است. جوش سرد برای فلزات غیر آهنی و کاربردهای خاص مناسب است در حالی که جوشکاری گرم کاربردهای بیشتری دارد.

جوش سرد شامل اتصال دو فلز بدون حرارت است، در حالی که جوش گرم شامل استفاده از گرما برای ذوب فلزات و سپس اتصال آن‌ها به یکدیگر خواهد بود. جوش سرد معمولا برای اتصال فلزاتی که جوش دادن آن‌ها دشوار است، مانند آلومینیوم یا فولاد ضد زنگ استفاده می‌شود. در جوش سرد معمولا جوشکاری به روش جوش نقطه‌ای انجام می‌شود و نواحی دیگر را تحت تاثیر قرار نمی‌دهد.

روش جوشکاری سرد مکانیزمی متفاوت و منحصر به‌فرد برای جوشکاری فلزات غیر آهنی و غیر کربنی است. ایمنی بیشتری دارد، زیرا با گرما و قوس الکتریکی درگیر نیست. به همین دلیل برای فلزاتی که بسیار انعطاف‌پذیر هستند و می‌توانند در اثر گرما آسیب ببینند قابل استفاده خواهد بود. همه فرآیندهای انجام گرفته توسط جوش سرد ارزش فوق‌العاده‌ای دارند. فقط باید توجه کنید که چه چیزی برای پروژه و هدف شما مناسب‌تر است.

در این مطلب با نوع جوش نسبتا جدید و خاصی آشنا شدیم و فهمیدیم که جوشکاری سرد چیست؟ روش انجام جوش سرد چگونه است و در کجا کاربرد دارد؟ تفاوت جوشکاری سرد با جوشکاری معمولی چیست؟ جوشکاری سرد استفاده عمومی نداشته و تنها در صنایعی مرتبط و شرایطی ویژه استفاده می‌گردد. شما می‌توانید برای خرید انواع اینورتر جوش و دستگاه های جوشکاری متنوع به فروشگاه ابزار مارکت مراجعه کنید.