دانلود گزارش کارآموزی شرکت سایوان ( فرایند جوشکاری )

فرآیندهای جوشکاری «مقاومتی»          Resistance    Welding           

مقدمه و کلیات : فرآیندهای جوشکاری مقاومتی با فرآیندهای قبلی تفاوت کلی دارد .اتصال دو سطح توسط حرارت و فشار توأماً انجام می گیرد .فلزات به دلیل مقاومت الکتریکی در اثر عبور جریان الکتریکی گرم شده و حتی به حالت مذاب نیز میرسند که طبق قانون ژول حرارت حاصل با رابطه زیر تعیین میشود.Q=KRI2t                    

=I         شدت جریان( آمپر) ، R مقاومت( اهم)، t زمان( ثانیه) وQ ،حرارت (ژول).

فرآیندهای قوس الکتریکی حرارت در روی کار بوسیله هدایت و تشعشع توزیع می شود اما در فرآیندهای جوشکاری مقاومتی حرارت در عرض داخلی و سطح مشترک دو ورق در موضع اتصال در اثر عبور جریان الکتریکی تولید و منتشر  می شود . جریان الکتریکی مذکور از طریق الکترودها و تماس آنها به سطح کار منتقل و یا از طریق ایجاد حوزه مغناطیسی احاطه شده در اطراف کا به قطعه القاء می شود . هر چند هر دو روش بر اساس حرارت مقاومتی پایه گذاری شده است اما معمولاً نوع اول فرآیند جوشکاری مقاومتی و دومی به فرآیند جوشکاری القائی نیز مرسوم شده است .

فاکتورهای شدت جریان و زمان از طریق دستگاه جوش قابل کنترل هستند ، اما مقاومت الکتریکی به عوامل مختلف بستگی دارد از جمله : جنس و ضخامت قطعه کار ، فشار بین الکترودها ، اندازه و فرم و جنس الکترودها و چگونگی سطح کار یعنی صافی و تمیزی آن .

مقاومت 3 مقاومت تماس بین دو ورق مهمترین قسمت است. فلزات دارای مقاومت الکتریکی کم بوده بالنتیجه مقاومتهای 1و3و5 اهمیت بیشتری پیدا           می کنند . مقاومتهای 2و4 بستگی به ضریب مقاومت الکتریکی و درجه حرارت قطعه کار دارد .مقاومتهای 1 و 5 ناخواسته بوده و باید حتی المقدور آنرا کاهش داد . تمیزی سطح کار و الکترود و نیروی فشاری وارد بر الکترود عوامل تقلیل دهنده این مقاومتها (1و5) می باشند .

از نظر اقتصادی لازم است که فاکتور زمان حتی المقدور کاهش یابد . که در نتیجه جریان الکتریکی لحظه ای بالا در حدود 10000 – 3000 آمپر با ولتاژ 10 – 5/0 ولت مورد نیاز است . انواع مختلف روش های جوشکاری مقاومتی به روش ایجاد مقاومت موضعی بالا و تمرکز حرارت در نقطه مورد نظر ارتباط دارد ، ولی به هر حال تماس فیزیکی بین الکترودهای ناقل جریان الکتریکی و قسمت هایی که باید متصل شوند نیز مورد نیاز است . بطور کلی فرآیندهای جوشکاری مقاومتی یکی از بهترین روش ها برای اتصالات سری است .

دستگاههای جوشکاری مقاومتی شامل دو واحد کلی است : واحد الکتریکی (حرارتی) واحد فشاری(مکانیکی) . اولی باعث بالا بردن درجه حرارت موضع مورد جوش و دومی سبب ایجاد فشار لازم برای اتصال دو قطعه لب رویهم در محل جوش است .

منبع معمولی تأمین انرژی الکتریکی ، جریان متناوب 220 یا250 ولت است که برای پائین آوردن ولتاژ و افزایش شدت جریان (به مقدار مورد لزوم برای جوشکاری مقاومتی) از ترانسفورماتور استفاده می شود .که سیم پیچ اولیه با سیم نازکتر و دور بیشتر و ثانویه با سیم کلفتر و دور کمتر (اغلب یک دور ) به الکترودها متصل است .

جریان الکتریکی از طریق دو الکترود (فک ها) به قطعه کار و موضع جوش هدایت می شود که معمولاً الکترود پائین ثابت و بالایی متحرک است .الکترود همانند گیره یا فک ها دو قطعه را دروضعیت لازم گرفته و جریان الکتریکی برای لحظه معین عبور می کند که سبب ایجاد حرارت موضعی زیر دو الکترود در سطح مشترک دو ورق می شود. جریان الکتریکی در سطح تماس باعث ذوب منطقه کوچکی از دو سطح شده و پس از قطع جریان و اعمال فشار معین و انجماد آن ، دو قطعه به یکدیگر متصل می شوند .

الکترود در فرآیند های مختلف مقاومتی می تواند به اشکال گوناگونی باشد که دارای چندین نقش است از جمله : هدایت جریان الکتریکی به موضع اتصال ، نگهداری ورقها بر رویهم و ایجاد فشار لازم در موضع مورد نظر و تمرکز سریع حرارت در موضع اتصال الکترود باید دارای قابلیت هدایت الکتریکی و حرارتی بالا و مقاومت «اتصالی» یا تماسی (contact     resistance)  کم و استحکام و سختی خوب باشد ،علاوه بر آن این خواص را تحت فشار و درجه حرارت نسبتاً بالا ضمن کار نیز حفظ کند .ازاین جهت الکترود ها را از مواد آلیاژی مخصوص تهیه می کنند که تحت مشخصه یا کد RWMA به دو گروه A آلیاژهای مس و B فلزات دیر گدار تقسیم بندی می شوند ، در جدول (1001) و (1101) مشخصات این دو گروه درج شده است .

مهمترین آلیاژهای الکترود مس کرم ، مس کادمیم ، و یا برلیم کبالت  مس می باشد .این آلیاژها دارای سختی بالا و نقطه انیل شدن بالائی هستند تا در درجه حرارت بالا پس از مدتی نرم نشوند ، چون تغییر فرم آنها سبب تغییر سطح مشترک الکترود با کار می شود که ایجاد اشکالاتی می کند که در دنباله این بخش اشاره خواهد شد .

همانطور که قبلاً اشاره شد قسمت هائی که قرار است بیکدیگر متصل شوند باید کاملاً برروی یکدیگر قرار داشته و در تماس با الکترود باشند تا مقاومتهای الکتریکی «تماسی» R1  وR5 کاهش یابد . مقاومت الکتریکی بالا بین نوک یا لبه الکترود و سطح کار سبب بالا رفتن درجه حرارت در محل تماس می شود که اولاً مرغوبیت جوش را کاهش می دهد (جوش مقاومتی ایدآل جوشی است که علاوه بر استحکام کافی علامتی در سطح آن ملاحظه نشود ) .

ثانیاً مقداری از انرژی تلف می شود .

روشهای مختلفی برای اعمال فشار پیش بینی شده است که دو سیستم آن معمول تر است :

الف : سیستم مکانیکی همراه با پدال ، فنر و چند اهرم

ب : سیستم هوای فشرده با دریچه های اتوماتیک مخصوص که در زمان های معینی هوای فشرده وارد سیستم می شود . این فشار و زمان قابل تنظیم و کنترل است .

در سیستم اول به علت استفاده از نیروی کارگر ممکن است فشار وارده غیر یکنواخت و در بعضی موارد که دقت زیادی لازم است مناسب نباشد، اما در مقابل ارزان و ساده است .در سیستم هوای فشرده همانطور که اشاره شد دقت و کنترل میزان فشار و زمان اعمال فشار بمراتب بیشتر است .

این فرآیند جوشکاری برای اتصال فلزات مختلف بکار گرفته می شود و سؤالی که مطرح جدول (1001) بعضی مشخصات گروه B  از الکترود های فرآیند جوشکاری مقاومتی خواهد شد اینست که چگونه خواص فیزیکی این فلزات ممکن است بر روی خواص جوش یا موضع اتصال تأثیر بگذارد ؟

کلاس

10

11

12

13

14

سختی راکول

B

B

B

96             B

85              B

هدایت الکتریکی %IACS

            35

                 28

                 27

                  30

                   30

استحکام فشاریPSi

135000

160000

170000

200000

00000

همتنطور که اشاره شد حرارت برای بالا بردن درجه حرارت موضع اتصال توسط عبور جریان الکتریکی و مقاومت الکتریکی بوجود می آید و یا با بیان دیگر مقاومت الکتریکی بزرگتر در زمان و شدت جریان معین تولید حرارت بالاتری می کند و برعکس . مقاومت الکتریکی یک هادی بستگی مستقیم به طول و نسبت معکوس به سطح مقطع دارد . البته جنس هادی هم که میزان ضریب مقاومت الکتریکی است خالی از اهمیت نیست ، (قانون اهم R=PI/S) . بنابراین خصوصیت جوشکاری مقاومتی با تغییر ضخامت ورق ، تغییر مقطع تماس الکترود با قطعه و جنس قطعه تغییر می کند .

با توجه به این توضیحات جوشکاری مقاومتی بر روی ورق آلومینیمی(با ضخامت و مقطع تماس الکترود ثابت) در مقایسه با ورق فولاد زنگ نزن به شدت جریان بیشتری نیاز است (87/2=9/19P= 70stainless  steel      P= ). میکرواهم سانتیمتر ). (Mild steel Ap) البته چگونگی حالتهای تماس الکترود با قطعات و تماس خود قطعات عوامل دیگر هستند که فشار الکترود ها و ناخالصی ها در بین سطوح می توانند بر روی این مقاومت ها مؤثر باشند .اثر فشار در موضع اتصال بر روی مقاومت الکتریکی تماس  در سه حالت تمیزی می باشد.

فاکتور فیزیکی مهم دیگر هدایت حرارتی قطعات مورد جوش می باشد که با ضریب هدایت حرارتی مشخص می شود .جالب توجه اینکه فلزات با هدایت الکتریکی خوب دارای هدایت حرارتی بالا هم می باشند . بنابراین در جوشکاری مقاومتی این گونه فلزات یا آلیاژ ها به شدت جریان بالاتر و زمان عمل کوتاهتر نیاز دارند ، چون حرارت به اطراف هدایت شده و اگر تمرکز و شدت حرارت لازم در موضع اتصال نباشد جوشی انجام نخواهد گرفت .

در مورد فولاد معمولی نیازی به شدت جریان بالا و زمان کوتاه نیست ، اما در بعضی موارد (فولادهای خاص سختی پذیر) زمان جوشکاری زیاد احتمال جدایش رسوب کاربید(Carbide   Precipitation) را افزایش می دهد بنابراین در این حالت ها نیز باید زمان عملیات جوشکاری کوتاه تنظیم شود .

خواص فیزیکی دیگر قطعه کار که در این فرآیند خالی از اهمیت نیست : گرمای ویژه و ضریب انبساط حرارتی است . اولی برای محاسبه حرارت مورد نیاز برای ذوب موضع جوش و دومی از نظر تنش های باقیمانده ، پیچیدگی و احتمال ایجاد ترکیدگی قابل ملاحظه است (گاهی اوقات عملیات حرارتی پس از جوشکاری لازم ا ست تا پیچیدگی کاهش یابد ) .

با توجه به نکات فوق می توان :

الف : فولادهای معمولی را بدون مشکل خاصی جوش مقاومتی داد.

ب : فولادهای سختی پذیر (Hardenab   Steel) ،چون در الکترود سیستم آبگرد وجود دارد محل جوش و احیاناً اطراف آن سریع سرد شده و ترد و شکننده     می شود و گاه لازم است عملیات حرارتی انیل کردن برروی آنها انجام شود .

ج : فولادهای زنگ نزن (Stainless   Steel) ، فولادهای فریتی و مارتنزیتی کمتر با این روش جوش داده می شود . اما فولادهای آوستینی پایدار و ناپایدار را به راحتی می توان از طریق جوش مقاومتی اتصال داد ، به ویژه اینکه هدایت حرارتی و الکتریکی کمتری نسبت به فولادهای معمولی دارند و باید سیکل جوش را در زمان کوتاهتر انجام داد . البته از نظر مقاومت خوردگی محل جوش و اطراف آن مسایل مهمی وجود دارد که هنوز هم تحقیقات زیادی را به خود اختصاص داده است .

د : فولادهای پوشش داده شده (Steel  With  Protective Coation) فولادها با مواد مختلف و روشهای گوناگون پوشش داده می شود که اندود قلع ، روی و یا رنگ از آن جمله اند در مورد پوشش انواع رنگ که اغلب هادی جریان الکتریکی نیستند باید حتماً محل جوش از رنگ تمیز شود . اما فولادهای گالوانیزه شده و پوشش قلع و غیره قابل جوشکاری مقاومتی هستند ، ولی به علت نقطه ذوب پائین این پوشش ها مقداری از آنها در محل و اطراف موضع جوش از بین         می روند و از نظر عمل محافظت ضعیف می شوند و مقداری هم به الکترود          می چسبند که بالنتیجه در مورد تمیز کردن نوک الکترود ها در این مواقع دقت بیشتری لازم است . البته مخلوط شدن این مواد از قبیل قلع و روی به مذاب جوش سبب تردی جوش نیز می شود که در مواقعی که نیاز به استحکام و انعطاف پذیری معینی باشد باید سطوح تماس دو ورق را تمیز کرد . گاهی لازم است شرایط فشار و آمپر نیز تغییر کند .

ح : فلزات غیر آهنی ، آلیاژهای آلومینیم ، آلومینیم منیزیم و آلومینیم منگنز قابل جوشکاری مقاومتی هستند مشروط بر آنکه سطح اکسیدی محل جوش تمیز شده و ظرفیت دستگاه جوش باندازه کافی باشد . آلیاژهای آلومینیم  مس ، برنج و برنز برای این نوع جوشکاری مناسب نیستند . مس به علت هدایت الکتریکی و حرارتی بالا به دستگاه با ظرفیت خیلی بالا و الکترود های سطح سخت و یا تنگستن نیازمند است و معمولاً ورق های ضخامت بالاتر از 6/1 میلیمتر را با روش های دیگر جوشکاری اتصال می دهند. آلیاژ مونل و آلیاژهایی نیکل شبیه فولادهای زنگ نزن هستند .

فر آیند جوشکاری «مقاومتی نقطه ای» Resistance  Spot   Welding  :

این فر آیند برای اتصال ورق های لب رویهم Lap یا سیم به ورق و یا سیم بر روی سیم بکاربرده شده و یکی از فرآیندهای مقاومتی می باشد که اتصال در اثر ذوب موضعی بوسیله تمرکز جریان الکتریکی بین الکترودهای استوانه ای انجام می شود ، این فرآیند به طور وسیعی در صنایع لوازم خانگی ، اتومبیل سازی و غیره بکار می رود. همانطورکه در مقدمه و کلیات توضیح داده شد قطعه کار بین الکترودها تحت فشار قرار گرفته و جریان از طریق ترانسفورماتور و بازوها به الکترود ها و سپس قطعه کار عبور می کند . جوش به صورت دکمه یا دیسک هایی بین دو لایه ورق لب رویهم بوجود می آید  .

الکترود و اندازه دکمه جوش : تمرکز جریان الکتریکی به وسیله سطح تماس بین الکترود و کار انجام می شود .استحکام برشی‍“دکمه جوش” (nugget)  باید به اندازه ای باشد که اگر تحت تنش قرار گرفت شکست در منطقه اطراف دکمه در ورق ایجاد شود . قطر الکترود و ضخامت ورق نیز باید به تناسب انتخاب شوند ، در عمل بین قطر الکترود ، ضخامت ورق و پارامترهای دیگر کار روابطی وجود دارد که با کمک جداول راهنما مشخص و به کار می برند : جداول (1201 و 1301 و 1401) قطر دکمه جوش معمولاً نزدیک به قطر الکترود است .

باید در نظر داشت که بعلت پیچیدگی در اطراف جوش ، تنش اعمال شده بر روی جوش (تحت نیرو) کاملاً تنش برشی نیست و در این حالت نرمی و انعطاف پذیری ورق بر روی خواص جوش اثر دارد . معیار مفید از نرمی و انعطاف پذیری جوش نسبت استحکام کششی عرضی و استحکام برشی آن        می باشد که برای ماگزیمم نرمی این مقدار 1 و برای حالت تردی حدود صفر است . این نکته در مورد جوشکاری فلزات حساس در مقابل سخت شدن (quench  hardening)  حائز اهمیت است .

بايد در نظر داشت كه بعلت پيچيدگي در اطراف جوش ، تنش اعمال شده بر روي جوش (تحت نيرو) كاملاً تنش برشي نيست و در اين حالت نرمي و انعطاف پذيري ورق بر روي خواص جوش اثر دارد . معيار مفيد از نرمي و انعطاف پذيري جوش نسبت استحكام كششي عرضي و استحكام برشي آن مي باشد كه براي ماگزيمم نرمي اين مقدار 1 و براي حالت تردي حدود صفر است . اين نكته در مورد جوشكاري فلزات حساس در مقابل سخت شدن (quench hardening) حائز اهميت است .

همانطور كه قبلاً اشاره شد سطح تماس بين الكترود و قطعه كار اهميت زيادي دارند . معمولاً الكترود را به صورت يك ميله استوانه اي با قطر مورد دلخواه نمي سازند ، بلكه آن را بزرگتر ساخته و نوك آنرا با زاويه 30 درجه به صورت مخروطي مي تراشند ، كه نوك آن بنابر موقعيت كار به شكل ها و طرح هاي مختلف ساخته شده و بنابروضعيت و طرح اتصال به بازوهاي مختلفي بسته مي شوند .

نياز به هدايت الكتريكي و حرارتي بالا همراه با خواص استحكامي و مقاومت سايشي خوب در درجه حرارت كار موجب شده تا جنس الكترود و شكل و اندازه آن مورد توجه قرار گرفته و درست انتخاب شود . افزايش فشار بر روي الكترودها علاوه بر اينكه موجب تماس بهتر دو سطح و پائين آمدن مقاومت الكتريكي تماسي (R5 . R1) مي شود ، گاه باعث شكسته شدن لايه اكسيدي سطحي نيز خواهد شد . از نظر كلي نيروي فشاري بالاتر روي الكترود مطلوب است ولي در جوشكاري فلزات با مقاومت الكتريكي كم ، نيروي زياد چندان جالب نخواهد بود زيرا بايد مقاومتي در بين دو ورق در موضع جوش وجود داشته باشد تا حرارت لازم ايجاد شود . از طرف ديگر نيروي زياد باعث اثر گذاري روي سطح ظاهري ورق در موضع جوش و احتمالاً تغيير فرم الكترود نيز خواهد شد . نيروي وارده معمولاً براي چند سيكل پس از قطع شدن جريان الكتريكي نگهداشته شده و اندكي نيز افزايش مي يابد و سپس رها مي شود .

شدت جريان الكتريكي زمان : اثر شدت جريان و زمان را بايد تواماً در نظر گرفت . اندازه دكمه جوش و يا اصولاً ايجاد آن ، به سرعت و شدت حرارت لازم در موضع جوش بستگي دارد .

مقداري از حرارت از طريق هدايت به الكترودها و اطراف محل اتصال تلف مي شود و اگر تلفات حرارتي زياد باشد ، حرارت مؤثر حاصل از تفاوت حرارت ايجاد شده و حرارت تلف شده بسيار كم و براي ذوب كافي نخواهد بود و در نتيجه دكمه جوش بوجود نمي آيد .

روابط و منحني هايي بين شدت جريان ، زمان و ضخامت قطعه كار و همچنين جنس قطعه كار با استحكام كششي و برشي جوش وجود دارد . نمونه اي از آن در مورد فولاد مارتنزيتي زنگ نزن با ضخامت 5/2 ميليمتر مي شود . انتخاب الكترود متناسب با ضخامت ورق از طريق اين نوع منحني انجام مي شود ، همچنين به كمك روابطساده اي نيز مي توان شدت جريان و زمان مؤثر براي جوش را نيز تعيين كرد ، بعنوان مثال يكي از اين نوع روابط تجربي براي فولاد معمولي به صورت زير است .d = 192 + Ke-t

d چگالي جريان الكتريكي (ميليمتر مربع /آمپر) ،K=480 ,e =2/718 عدد ثابت و t ضخامت ورق (ميليمتر)

زمان 10 سيكل (جريان متناوب با فركانس 50 سيكل در ثانيه)فرض شده است .

ميزان واقعي شدت جريان مورد نياز براي هر فلز نسبت معكوس با ضريب مقاومت الكتريكي و هدايت حرارتي آن فلز دارد . بدين جهت معمولاً قطعات مسي به ويژه هنگاميكه ضخيم باشند با اين روش جوش داده نمي شوند . در اين موارد معمولاً از فلزات يا آلياژهائي با نقطه ذوب پائين در بين ورق ها استفاده مي شود كه آنرا لحيم كاري سخت مقاومتي Resistance Brazing مي نامند .

همانطور كه قبلاً اشاره شد نقش تمركز و شدت دادن به جريان الكتريكي از طريق انتخاب قطر كترود مناسب و ميزان فشار و تميز بودن سطوح ( صيقلي و عاري از هرگونهچربي ، رنگ ، ناخالصي ها و اكسيدها) را نبايد ناديده گرفت .

تشكيل دكمه جوش Nugget formation : نكته مهم ديگر رابطه بين عوامل نيرو ، شدت جريان و زمان در چگونگي تشكيل و رشد دكمه جوش است .خصوصيت بارز جوشكاري مقاومتي نقطه اي سرعت ايجاد جوش و شيب گرمايي زياد موضع جوش است . همزمان با بكار بردن نيروي الكترود و عبور جريان به صورت لحظه اي (حتي 1 سيكل يا 50/1 ثانيه) و وجود مقاومتهاي 1و3و5 درجه حرارت در سطح مشترك ورقو الكترود و ورق ها بالا مي رود ، اگر چه مقاومت تماسي به سرعت پائين مي آيد اما به علت بالا رفتن درجه حرارت در سطح مشترك ورق ها در موضع جوش مقاومت الكتريكي نيز افزايش مي يابد ومنجر به ادامه افزايش درجه حرارت مي شود .بنابراين اگر فلز داراي ضريب حرارتي مقاومت الكتريكي مثبت نباشد (p=p+*t كه p ضريب مقاومت الكتريكي در صفر درجه ،p ضريب مقاومت الكتريكي درt درجه وT درجه حرارت ) عمل جوشكاري مقاومتي امكان پذير نمي گردد. ادامه عمل جوشكاري دكمه مذابي در سطح مشترك دو ورق ايجاد مي شود كه قطر آن ابتدا سريع و بعد آهسته افزايش مي يابد تا به حد ماگزيمم كه تقريبآ كه تقريباً 15 درصد بزرگتر از قطر الكترود است برسد .در جوش نقطه اي اگر نيرو با اندازه الكترود مناسب باشد دكمه مذاب به سلامت بين سطح مشترك ورق ها باقي مي ماند . همزمان با هدايت حرارت به مناطق اطراف در زمانهاي بعدي ، الكترود به تدريج در سطح ورق فرو رفته و در اثر تغيير فرم پلاستيكي ، ورق ها نيز شروع به جدا شدن از هم (در اطراف موضع جوش) مي كنند . اين پديده محدوديت در رابطه شدت جريان و زمان را پيش مي آورد، چون در اين حالت ادامه جريان الكتركي از مذاب دكمه جوش ، موجب ايجاد حالتهاي تلاتمي (اغتشاشي) در مذاب شده و منجربه بروز اشكالاتي مي شود . فشار و تغيير فرم پلاستيكي در منطقه اطراف دكمه جوش ايجاد حلقه اي مي كند كه اگر اين حلقه به دلايلي شكسته شود مذاب دكمه جوش مي تواند به اطراف نفوذ كرده و جاري شود . نيروي نامناسب الكترود و سطح مشترك نامطلوب اين عمل را تشديد مي كنند كه اصطلاحاً آنرا انفجار expulsion مي نامند و يكي از عيوب در جوش نقطه اي محسوب مي شود گاه اين عمل در سطح تماس الكترود و كار نيز اتفاق مي افتد كه بيشتر در مورد فلزات با ضريب مقاومت الكتريكي كم مشاهده شده است .

دستگاه جوش مقاومتي نقطه اي : به اصول دستگاه جوش مقاومتي نقطه اي در مقدمه و كليات اين بخش اشاره شده است و از تكرار آن اجتناب مي شود .اين دستگاهها با جريان يك فاز يا سه فاز و يا از طريق انرژي ذخيره شده (خازن ) تغذيه مي شوند .براي كنترل شدت جريان و تنظيم آن با فشار الكترود و زمان ، تدابير مختلفي در مدار الكتريكي سيم پيچ اوليه ترانسفورماتور در نظر گرفته مي شود تا اولاً كنترل شدت جريان معين آسان باشد و ثانياً افزايششدت جريان و كاهش آن با هر عمل جوش نقطه اي بطور تدريجي انجام گيرد . بديهي است هماهنگي زمان عبور جريان الكتريكي و فشار وارد بر الكترود نير حائز اهميت بوده و بايد در نظر گرفته شود ، بدينجهت اغلب سوئيچ (كليد) قطع و وصل جريان الكتريكي با پدال يا دريچه هواي فشرده ارتباط دارد . در دستگاههاي اتوماتيك بويژه براي جوش قطعات با ضخامت زياد يا مقاومت الكتريكي كم نكات ديگري نيز پيش بيني مي شود كه از ذكر جزئيات آنها خودداري مي شود .

نكات مهم در تكنيك جوشكاري نقطه اي : نكاتي را در عمليات جوشكاري مقاومتي نقطه اي بايد در نظر داشت كه اهم آنها عبارتند از :

الف ) تميزي سطوح تماس : سطح كار و سطح الكترودها بايد همواره تميز نگهداشته شوند . گرد و غبار روي فلزات در اثر ايجاد حوزه مغناطيسي ضمن كار به اطراف محل جوش متمركز شده و ممكن است در سطح مشترك دو ورق يا سطح تماس الكترودها و كار قرار گيرند ، گرد و غبار و ناخالصي هاي ديگر اولاً باعث بالا بردن مقدار مقاومت تماسي و اتلاف انرژي مي شوند و ثانياً در فصل مشترك دو ورق وارد مذاب شده و خواص دكمه جوش را كاهش مي دهند. تميز كردن نوك الكترودها بايد با كاغذ سمباده ظريف يا پارچه و بادقت انجام مي شود تا از تلفات نوك الكترود بصورت براده جلوگيري شود .

اگر الكترودها به وسيله سيستم سرد كننده آبگرد خنك مي شوند بايد توجه شود كه آب از اطراف الكترود به خارج نفوذ نكند .

در مورد فلزاتي كه ايجاد لايه اكسيدي دير گداز مي كنند (نظير آلومينيم ، تيتانيم) لازم است علاوه بر تميز كردن سطح كار ، اكسيدهاي سطحي نيز توسط محلول هاي اسيدي مخصوص حذف شده و بديهي است كه آثار محلول يا اسيد نيز بايد از روي كار كاملاً تميز شود تا از تشديد عمل خوردگي در اين سطوح جلوگيري شود .

ب : تنظيم كردن ماشين و محل جوش بر روي كار : ميزان كردن محل جوش بر روي كار توسط جوشكاري يا بطورخودكار با ماشين انجام مي گيرد . اگر قرار است اين عمل توسط كارگر انجام گيرد بايد حتي الامكان از الكترود ثايت استفاده شود ، ولي معمولاًدر توليدهاي سري و انبوهه تنظيم محل جوش بر روي كار توسط ماشين انجام مي گيرد . يكي از متداولترين روش براي تنظيم كردن دستگاه جوش انجام چند نمونه جوش نقطه اي بر روي دو ورقه قراضه با مشخصات شبيه قطعه كار (جنس و ضخامت ) مي باشد . پس از انجام جوشهاي نمونه بر روي اين ورقها آنها را از يكديگر جدا يا پاره كرده و محل جوش را مطالعه مي كنند . اگر شدت جريان كافي نباشد دكمه جوش به راحتي از ورقها جدا شده واثر چنداني بر روي ورق باقي نمي ماند . شدت جريان خيلي زياد باعث نفوذ دكمه جوش تا سطح كار مي شود كه در اين حالت نيز استحكام جوش ايده آل نخواهد بود. اصولاً عمق نفوذ دكمه جوش نبايد از 60 درصد ضخامت ورق بيشتر باشد . البته عدم تنظيم صحيح زمان نيز منجر به اثر گذاشتن جوش در سطح كار مي شود و چنانچه جريان الكتريكي قبل از فشرده شدن كامل ورق ها عبور كند تقريباً جرقه اي در سطح تماس الكترود و كار ايجاد مي شود .

آزمايش جوش را از طريق استانداردهايي نيز مي توان انجام داد . از جمله دو قطعه به پهناي 5/7 سانتي متر و طول 10 سانتيمتر بريده و لبه هاي آنها را به اندازه 5/2 سانتيمتر بر روي هم سوار كرده و سه نقطه جوش در مركز مربع هاي مباني ايجاد مي كنند . سپس جوش اول را كه جريان الكتريكي فقط از آن عبور كرده وداراي شرايط متفاوتي با آنچه است كه در عمل اتفاق مي افتد جدا كرده و جوشهاي دوم و سوم را به صورت نواري به پهناي 5/2 سانتي متر و طول 5/17 سانتيمتر جدا كرده و تحت آزمايش كشش قرار مي دهند نيروي لازم براي پاره كردن جوش محاسبه شده و با جداول مخصوص كه نشان دهنده استاندارد مشخصات فني جوش است مقايسه مي شود .از جداول عملي نظيز جداول (1201) تا (1401) بعنوان راهنما نيز براي انتخاب و تنظيم شرايط كار ، اندازه الكترود و پارامترهاي ديگر مورد استفاده قرار مي گيرند .

ج : ظاهر جوش : معمولاً ظاهر جوش شامل يك فرو رفتگي و يك حلقه رنگي حرارتي در اطراف تماس الكترود و كار مي باشد . در مواردي كه سطح كار بايد بسيار تميز باشد فرورفتگي ها محل جوش نقطه اي را مي توان از طريق استفاده الكترود مسطح نوع c و مخروط ناقص نوع E كاهش داد .

واضح است كه الكترود مسطح را در طرفي كه نياز به تميزي فوق العاده است قرار مي دهند . استفاده از يك الكترود مسطح و يك الكترود مخروط ناقص در جوشكاري ورق هاي نازك به كلفت نيز مفيد است ، در اين شرايط الكترود مسطح بر روي نازك قرار مي گيرند .

در حالت هاي معمولي جوشكاري مقاومتي نقطه اي فاصله جوش ها نبايد از ميزان معيني كمتر باشد چون مدار بسته اي با جوش مجاور ايجاد كرده و جريان الكتريكي به اندازه كافي از موضع جوش در بين الكترودها نمي گذارد .

6 ) اصلاحات و بهسازي در روش جوشكاري مقاومتي نقطه اي : بنابه نياز و شرايط كار ، بهسازي و تغييراتي در نحوه جوشكاري نقطه اي ساده بعمل آمده است كه به چند نمونه آن در زير اشاره مي شود :

الف : جوش با الكترودهاي چند تايي Multiple _ Electrode :

همانطور كه از نام آن استنباط مي شود در اين فرآيند از چندين الكترود استفاده مي شود و همزمان چندين جوش نقطه اي بر روي كار انجام مي گيرد . در اين فرآيند از دو نوع طح براي تأمين انرژي استفاده مي شود . مستقيم (موازي ) و غير مستقيم (سري) .در سيستم مستقيم از يك ترانسفورماتور استفاده مي شود كه مدار ثانويه بصورت هاي مختلف مطابق مي تواند چندين جوش را همزمان انجام دهد . در سيستم سري از تعدادي ترانسفورماتور استفاده مي شود كه با طرح هاي مختلف مي تواند همزمان چندين نقطه جوش را بر روي كار بوجود آورد . مزيت روش دوم آنست كه مي توان ولتاژ بالئي را در موضع جوش بوجود آورد و يا براي ايجاد ولتاژ معين از ترانسفورماتور هاي كوچكتري استفاده كرد . اما در مقابل بايد شرايط ترانسفورماتورها و مقاومت ها در الكترودها و كيفيت سطوح كاملاً يكسان باشد تا خواص جوشهايي كه همزمان ايجاد شده مشابه باشد .

ب : جوش دكمه اي يا ديسكي Button or disc welding :

در جوشكاري ورق هاي سنگين كلفت به فشار و انرژي الكتريكي زيادي نياز است ، با ستقرار قطعات كوچك فلزي بين سطح مشترك ورق ها ، عبور جريان الكتريكي را موضعي تر كرده و سطح تماس را كاهش مي دهند و با ذوب اين دكمه ها دو ورق با انرژي الكتريكي و فشار كمتري بهم ديگر متصل مي شوند .

ج : جوش “پل واره” Bridge welding :

ورق هاي اضافي براي بالا بردن استحكام اتصال دو قطعه استفاده مي شود .

د : “ له كردني ” Mash welding :

اين روش در توليد شبكه هاي سيمي نظير سبد يا محافظ هاي توري لامپ هاي مختلف يا اسكلت مفتولي براي بتونهاي مسلح و يا سيم ورق نظير چرخهاي بعضي از انواع اتومبيل بميزان فراوان بكار گرفته مي شود . سيم ها با طرح لازم بر روي فك ها با الكتروديي كه به صورت مسلح با شكاف هاي پيش بيني شده قرار مي گيرند و با يك فشار و پائين آوردن الكترود جريان الكتريكي از محل تماس سيمهاي رويهم قرار داده شده عبور كرده و بر اساس جوش مقاومتي ذوب موضعي در اين محلها بوجود آمده و پس از پايان عبور جريان الكتريكي عمل اتصال انجام مي گيرد .

ح : فرآيند جوشكاري “ كوك” Stich welding :

يكي از الكترودها در اين فرآيند بنحوي طرح شده است كه توسط سيستم كنترل شده اي حركت متناوب رفت و برگشتي (بالا و پائيني) دراد و همزمان با اين حركت صفحه كار نيز شبيه پارچه در زي چرخ خياطي حركت انتقالي افقي مي كند . بدين ترتيب يك سري جوش نقطه اي بطور متوالي با فاصله معين بين ورق ها ايجاد مي شود كه شبيه بخيه هاي دوخته شده در زير چرخ خياطي است . مي توان فاصله نقطه جوش ها را آنچنان كاهش داد تا دكمه هاي جوش كمي بر روي هم سوار شوند . در اين حالت به شدت جرياني بيش از حد عادي نياز است چون مقداري از جريان الكتريكي از جوش مجاور عبور مي كند .

و : جوش “ پيش طرحي” Projection welding :

اصول كلي اين روش شبيه جوشكاري نقطه مقاومتي است . ورق ها قبلاً تغيير فرم مناسبي داده مي شوند . بطوركلي محلهاي جوش شامل برجستگي هاي لازم است و هنگاميكه دو ورق در زير الكترود (كه مي تواند شبيه فكهاي پرسكاري داراي فرمهاي خاصي باشد ) قرار گرفت و فشار و جريان الكتريكي لازم در الكترود اعمال شد جريان الكتريكي از محلهاي تماس يا موضع هاي بر آمده عبور كرده و مطابق با اصول كلي جوشكاري مقاومتي در اين نقاط ذوب موضعي ايجاد و سپس دو قطعه بيكديگر متصل مي شوند .

تفاوت كلي اين فرآيند همانطور كه اشاره شد در شكل الكترودها است كه شبيه فكهاي پرس مي باشد . همچنين فشار و شدت جريان بالاتر است . بدين ترتيب در يك سيكل عمليات چندين نقطه جوش داده مي شوند . يكي از نكات حساس و مهم در اين فر آيند جنس الكترود ها است كه اولاً بايد داراي ضريب هدايت الكتريكي و حرارتي كم و ثانياً مقاومت و سختي خوب و درجه حرارت انيل شدن بالا باشند كه قبلاً نيز به آنها اشاره شده است . از طرف ديگر سطوح اين فكها بايد كاملاً موازي باشند و به دليل وسعت سطح آنها تا موازي بودن آنها موجب تغييرات در ميزان فشار شده و درنتيجه چگالي جريان الكتريكي در نقاط تماس مختلف يكسان نخواهد شد . و در بعضي نقاط جوش ناقص و در برخي نقاط ديگر ممكن است جوش كامل باشد .

بديهي اين روش نيز براي مصارفي كه ميزان توليد زياد است بسيار مناسب و اقتصادي است .

جوشكاري مقاومتي “ غلطكي ” يا نواري Seam welding :

اين فرآيند نيز تقريباً نوع تكميل شده فرآيند جوشكاري مقاومتي نقطه اي مي باشد و براي جوشكاري اشكال استوانه اي و بشكه اي و لبه هاي بر روي هم مناسب است . براي اتصال كافي است كه لبه هاي بر روي هم ورق ها در زير غلطك هاي دستگاه گذاشته شود تا عمليات جوش انجام گيرد . دو غلطك ورق كار را در ميان خوفشار داده و جريان از داخل غلطكها عبور كرده و بطور متناوب قطع و وصل مي شود كه زمان قطع و وصل قابل تنظيم است و مي تواند تا 50/1 ثانيه يا يك سيكل جريان متناوب HZ 50 تقليل يابد . با قطع و وصل جريان الكتريكي و حركت متناوب يا دائم قطعه كار بين غلطك ها دكمه هاي جوش به طور متوالي بين سطح مشترك دو ورق بوجود مي آيد . همانطور كه در جوش “ كوك” اشاره شد دكمه هاي جوش در اينجا نيز مي توانند از همديگر فاصله داشته و يا بر روي يكديگر سوار شوند.