جوشکاری اتمی هیدروژن چیست و چه کاربردی دارد؟

مقدمه
جوشکاری اتمی هیدروژن جزو فرآیندهای قوس الکتریکی است. این روش با اتصال دو الکترود که یکی از آنها تنگستن میباشد، در فضایی که هیدروژن وجود دارد انجام میشود. در این روش اتمهای هیدروژن در قوس الکتریکی ایجاد شده و تحت دمای بالا تجزیه میکند و آنها را از نو ترکیب مینماید. برای ایجاد قوس الکترونیکی به یک ترانسفورماتور قدرتمند نیاز است که تا 300 آمپر نیرو تولید کند و هزینهی این جوشکاری بیشتر از سایر روشها خواهد بود. همچنین دمای بالایی که هنگام جوشکاری ایجاد میشود میتواند خطرناک باشد و جوشکار باید نکات ایمنی مربوط به آن را رعایت کند. در ادامه این مقاله آموزش مقدماتی جوشکاری با این نوع جوش آشنا خواهید شد، پس همراه موما باشید.
تجهیزات مورد استفاده در جوشکاری اتمی هیدروژن
- نگهدارندهی الکترود و تنظیم کنندهی قوس الکترونیکی وسیلهای است که تنظیم کنندهی مقدار جریان هیدروژن در اطراف الکترود تنگستن میباشد. نگهدارندهی الکترود از ترکیب دو لولهی انتقال دهنده و کنترلگر هیدروژن ساخته شده است.
- دستهی فیبری بعنوان روکش برای دو لولهی انتشار دهندهی گاز هیدروژن استفاده میشود. در سمت دیگر روکش فیبری دو گیرهی توپی قابل تنظیم برای نگهداری تنگستن وجود دارد و شستیهای مورد نیاز برای تنظیم روی آن وجود دارد. گاز هیدروژن هم از طریق سیلندر تامین میشود.

نحوهی کار جوشکاری اتم هیدروژنی
نحوهی کار دستگاه مورد استفاده مانند دستگاههای دیگر قوس الکتریکی است. سیم پیچی در مرحلهی اول داخل دستگاه کشیده میشود و در مرحلهی دوم با شکستن قوس الکترونیکی متصل میشود که کاملا تحت کنترل دستگاه و جوشکار میباشد و خطر کار با دستگاه را به حداقل میرساند.
الکترود تنگستن باید مطابق فرآیند جوشکاری مورد نظر تنظیم شود در و قبل از استفاده کاملا بررسی شود تا بیش از حد کوتاه نباشد، یا بر اثر دمای جوشکاریهای قبلی تغییر شکل نداده باشد. فلز پر کننده هم معمولا دارای ترکیبات فلزی است که مورد جوشکاری قرار میگیرد و نباید با الکترود تماس پیدا کند. در پایان کار نیز جریان با خاموش کردن دستگاه به راحتی قطع میشود.
اگر بخواهیم دقیق تر این فرآیند را توضیح دهیم، به این صورت است که قوس الکترونیکی که توسط دو الکترود و اتصال الکتریسیته انجام میشود، در جو ایجاد شده توسط هیدروژن گرمای اولیه را برای ذوب کردن و جوشکاری به شکل قوس الکتریکی ایجاد میکند. این دما بلافاصله با شکسته شدن و آزاد شدن نیروی گازهای هیدروژن بالاتر میرود و زمینهی پیوند اتمهای فلز مورد نظر را فراهم میکند در این میان هم از یک سیم جوش به عنوان فلز پرکننده استفاده میشود.
سرعت جوشکاری به این روش بالا است و در کوتاهترین زمان فرآیند ذوب شدن و پیوند مولکولی انجام میشود و به دلیل ناپایدار بودن و میل هیدروژن برای بازگشت به شکل اولیه به سرعت دما پایینتر آمده و پیوند پایدار میشود. هیدروژن در جوشکاری نقش گاز محافظ و پایدار کنندهی فرآیند را ایفا میکند.

کاربرد جوشکاری اتمی هیدروژن
کاربرد جوشکاری اتمی هیدروژن بیشتر برای فولاد زد زنگ استفاده میشود و میتوان با کمک آن در زمان کوتاه فرآیند جوشکاری را به بهترین نحو انجام داد. اما مشکل این روش دمای بسیار بالا هنگام فرآیند است که در صورت رعایت نکردن نکات ایمنی ممکن است به جوشکار آسیب وارد کند. البته برای فلزات دیگر مانند آلمینیوم هم استفاده از اتمی هیدروژن گزینهی خوبی است اما با توجه به هزینهی بالای آن معمولا از روش جایگزین مانند آرگون و کربن استفاده میشود.
مزایای جوشکاری اتمی هیدروژن
- در طی فرآیند جوشکاری اتمی هیدروژن، قوس الکتریکی، میزان انتشار هیدروژن و دمای مورد نیاز توسط اپراتور کاملا قابل کنترل است که این روش را برای جوشکاری انواع فلزات مناسب میکند.
- ذوب شدن فلزات با کمک هیدروژن و خاصیت کاهندکی ان بدون اکسید شدن و در کوتاهترین زمان ذوب میشود.
- از روش هیدروژن اتمی در هر وضعیتی میتوان استفاده کرد که بخصوص برای جوشکاری ساختمان در ارتفاع و موقعیتهای محدود هم مناسب است.
- جوش اتمی فاقد سرباره در محل مورد نظر است و در نتیجه نیازی به سرباره زدایی ندارد و یک جوشکاری تمیز انجام میشود.
- در جوشکاری قوس الکتریکی به دلیل ایجاد نور شدید دید جوشکار روی حوضچهی مذاب کم است، اما در روش اتم هیدروژنی اپراتور میتواند با دید بهتری کار را انجام دهد.
- جوشکاری هیدروژن با سرعت بالا و دقت بالاتر انجام میشود.
- خود هیدروژن به عنوان گاز محافظ استفاده میشود و نیازی به جدا کردن آن نیست.
- نفوذ بالای جوشکاری در فلز و کیفیت بهتر اتصال
- امکان اتصال دادن دو فلز متفاوت با یکدیگر
- حتی در واردی میتوان با روش اتمی هیدروژن بدون نیاز به فلز پر کننده دو فلز را به یکدیگر جوش داد.
- منطقهی متاثر از حرارت بالای جوشکاری در این روش پایینتر است که باعث میشود خاصیت مکانیکی و متالوژیکی منطقهی متصل شده بالا برود.

معایب جوشکاری اتمی هیدروژن
- جوشکاری اتمی هیدروژن، در مقایسه با سایر روشها هزینهی بالاتری دارد.
- برای اجرای این روش باید از اپراتور ماهر استفاده کرد که همیشه هم در دسترس نیست.
- جوشکاری فلزات با حجم بالا و عمده با این روش مناسب نیست.
- بیشتر از جوشکاری اتمی در صفحات صاف و فاقد انحنا یا شکل خاص دیگری استفاده میشود و عملکرد آن با فلزهای شکل داده شده مناسب نیست.
- اگرچه هیدروژن گاز سمی تنیست اما در مواجهه با حرارت میتواند بسیار قابل اشتعال باشد.
- جوشکاری اتمی در فضای باز بسیار دشوار است و میتواند باعث آلودگی فلز شود.
- به دلیل نرخ رسوب پایین این روش بازده کمتری نسبت به روشهای دیگر جوشکاری خواهد داشت.
نتیجه گیری
-
جوشکاری اتمی هیدروژن، از روشهای قوس الکتریکی است و با بهره بردن از ویژگیهای هیدروژن در جوشکاری میتواند یک اتصال با کیفیت را ایجاد کند. تجهیزات جوشکاری اتمی شامل یک ترانسفورماتور، سیلندر هیدروژن، شلنگ هیدروژن و برق است که از طریق دستگیرهی آن و دو الکترود و تنگستن و شلنگ گاز هیدروژن در یک نقطه تلاقی پیدا میکنند و جوشکاری را انجام میدهند.
نحوهی کار این روش هم به این صورت است که قوس الکتریکی دمای اولیهی مورد نیاز ایجاد میکند و این دما توسط تحریک کردن و شکسته شدن اتمهای هیدروژن بالاتر میرود. با ایجاد دمای بالا فلز بهتر ذوب شده و جوشکاری با کیفیت انجام میشود.
این روش هم در مقایسه با روشهای دیگر مزایا و معایبی دارد که با توجه به انها نمورد استفاده قرار میگیرند.
دیدگاهتان را بنویسید