برای آشنایی با روش و مراحل جوشکاری مس (Copper welding)، در ابتدا باید با ویژگی ها و کاربردهای این فلز آشنا شوید. جوشکاری مس به دلیل کاربردهای فراوانی که در زندگی روزمره و صنعت دارد به‌وفور مورد استفاده قرار می‌گیرد. در این مطلب صفر تا صد نکات و ترفندهای جوشکاری مس را بیان خواهیم کرد.
مس چیست و چه ویژگی ها و کاربردهایی دارد؟
مس (Copper) یک فلز قابل انعطاف و رسانا است که در جدول تناوبی عنصرها با نماد Cu و عدد اتمی 29 قرار دارد. این فلز به دلیل ویژگی‌های خاص خود، در بسیاری از صنایع و کاربردهای مختلف استفاده می‌شود.
ویژگی های مس
- رسانایی بالا: مس یک رسانه بسیار خوب است و از این خاصیت برای تولید سیم‌ها و کابل‌های برق استفاده می‌شود.
- خواص حرارتی: مس خاصیت رسانایی حرارتی بالایی دارد و به همین دلیل در صنعت حرارتی، مانند تولید لوله‌ها و همچنین در ابزارهای پخت و پز استفاده می‌شود.
- مقاومت در برابر خوردگی: مس مقاومت بالایی در برابر خوردگی دارد و به همین دلیل در تولید لوله‌ها و تجهیزات آب و فاضلاب استفاده می‌شود.
- خواص ضد باکتریایی: مس خواص ضد باکتریایی دارد و می‌تواند در کاربردهای مرتبط با بهداشت عمومی و صنایع غذایی مفید باشد.
- قابلیت قالب‌گیری و انعطاف‌پذیری: مس به راحتی قابلیت قالب‌گیری و انعطاف‌پذیری دارد و می‌تواند در تولید قطعات فلزی پیچیده استفاده شود.
کاربردهای مس
- سیم و کابل برق
- تولید لوله‌ها و تجهیزات آب و فاضلاب
- صنعت حرارتی (مانند تولید لوله‌ها، رادیاتورها و بخاری‌ها)
- ساخت قطعات الکتریکی و الکترونیکی
- ساخت سکه و جواهرات
- صنایع خودروسازی (مانند تولید رادیاتورها و سیستم‌های سوختی)
- صنعت ساختمان (مانند تولید لوله‌های گاز و آب)
- تجهیزات پزشکی (مانند ابزارهای جراحی و تجهیزات پزشکی)
- صنعت نقشه‌برداری و چاپ
- مس به عنوان یکی از فلزات مهم و پرکاربرد در صنعت، تکنولوژی و زندگی روزمره انسان‌ها، نقش بسیار مهمی دارد.
مراحل اجرای جوشکاری مس چگونه است؟
مراحل اجرای جوشکاری مس عموماً به شرح زیر است:
- آماده‌سازی سطح: ابتدا سطح‌های قطعات مسی که قرار است جوش داده شوند، باید تمیز شده و از هرگونه روغن، کثیفی و آلودگی دیگری پاک شوند. این کار می‌تواند با استفاده از مواد شوینده و تمیزکننده‌های مناسب صورت گیرد.
- آماده‌سازی قطعات: قبل از جوشکاری، قطعات مسی باید به شکل و اندازه مورد نیاز برش خورده و ساختار لبه‌های جوش را تهیه کنید. این شامل چیدن قطعات، برش آنها و آماده‌سازی لبه‌های جوش می‌شود.
- انتخاب روش جوشکاری: بسته به نوع قطعات و نیازهای پروژه، روش مناسب جوشکاری برای مس را انتخاب کنید. روش‌های معمول شامل جوشکاری میگ، جوشکاری آرگون ، جوشکاری قوسی با الکترود روکش دار و جوشکاری اصطکاکی می‌باشد.
- تنظیم پارامترهای جوشکاری: پس از انتخاب روش جوشکاری، باید پارامترهای مناسب مانند جریان الکتریکی، ولتاژ، سرعت جوشکاری و غیره را تنظیم کنید. این پارامترها بسته به ضخامت قطعات و نوع جوشکاری متفاوت خواهند بود.
- اجرای جوشکاری: بعد از آماده‌سازی قطعات و تنظیم پارامترهای جوشکاری، جوشکاری را آغاز کنید. با استفاده از ابزار و تجهیزات جوشکاری مناسب، الکترود یا تیگ را به منطقه جوش برسانید و جریان الکتریکی را اعمال کنید تا قطعات به هم جوش بخورند.
- پس‌جوشکاری و پاکسازی: پس از اتمام جوشکاری، قطعات را بگذارید تا خنک شوند و سپس مراحل پس‌جوشکاری را انجام دهید. این موارد شامل پاکسازی سطح جوش، برش و حذف موارد اضافی است.
همچنین، برای اجرای جوشکاری مس در سطوح بزرگتر و پیچیده‌تر، بهتر است از تخصص و تجربه جوشکاران حرفه‌ای استفاده کنید تا جوشکاری به درستی و با کیفیت انجام شود. کارگاه صنعتی میناسیان در تهران با تجربه بالا و متخصصان در این حوزه، باکیفیت ترین خدمات جوشکاری مس در سطح کشور را ارائه می‌دهد.
انواع روش های جوشکاری مس
روش‌های مختلف جوشکاری مس عبارتند از:
- جوشکاری میگ (MIG) در این روش، از الکترود و مواد محافظ جوش (گاز محافظ) برای جوشکاری مس استفاده می‌شود. الکترود به طور خودکار به قطعات مسی تغذیه می‌شود و برق لازم برای ذوب کردن مواد جوش فراهم می‌کند.
- جوشکاری آرگون (TIG) این روش از الکترود نیمه‌خودکار استفاده می‌کند. در جوشکاری آرگون، الکترود و ماده محافظ جوش (گاز محافظ) مورد استفاده قرار می‌گیرند. جریان الکتریکی از طریق الکترود عبور می‌کند و ماده محافظ جوش از اطراف جوشکاری برای جلوگیری از تماس با هوا استفاده می‌شود.
- جوشکاری قوسی با الکترود روکش دار (SMAW) این روش جوشکاری شامل استفاده از الکترود روکشدار مس است. الکترود روکشدار جزء مصرفی است که در طول جوشکاری ذوب می‌شود و به عنوان ماده جوش استفاده می‌شود. این روش به عنوان یک روش قدیمی‌تر معروف است.
- جوشکاری اصطکاکی در این روش، قطعات مسی با استفاده از یک همزن جوشکاری و ماده جوشکاری مرتبط به هم متصل می‌شوند. همزن جوشکاری با سرعت بالا چرخانده می‌شود و قطعات را به هم متصل می‌کند.
هر روش جوشکاری برای نوع خاصی از کاربردها و قطعات مسی مناسب است. انتخاب روش مناسب بستگی به ضخامت قطعات، نوع مس و دیگر عوامل دارد.
مزایا و معایب جوشکاری مس
مزایا جوشکاری مس
- اتصال قوی: جوشکاری مس قادر است اتصالات قوی و محکمی را در قطعات مسی ایجاد کند. این اتصالات می‌توانند مقاومت بالا در برابر فشار، تحمل ضربه و انتقال جریان برق را داشته باشند.
- انعطاف پذیری: جوشکاری مس قابلیت اتصال قطعات مسی با ضخامت‌ها و اشکال مختلف را فراهم می‌کند. این روش می‌تواند برای اتصالات خطی و منحنی در قطعات مسی استفاده شود.
- سرعت جوشکاری: جوشکاری مس معمولاً به طور نسبتاً سریع انجام می‌شود، که می‌تواند زمان و هزینه را در فرآیند تولید صرفه‌جویی کند.
- عدم نیاز به مواد اضافی: در برخی از روش‌های جوشکاری مس، ممکن است نیازی به استفاده از مواد جوشکاری اضافی نباشد. این به معنی کاهش هزینه و زمان می‌باشد.
معایب جوشکاری مس
- حساسیت به اکسیداسیون: مس به سرعت با هوا و اکسیژن واکنش می‌کند و اکسید می‌شود. این مسئله می‌تواند باعث کاهش کیفیت جوش و مقاومت آن شود. برای جلوگیری از این مشکل، باید از مواد محافظ جوش مانند گاز محافظ استفاده شود.
- تأثیر حرارت: در روش‌های جوشکاری مس، حرارت به قطعات منتقل می‌شود که می‌تواند باعث تغییر شکل قطعات مسی شود. ممکن است نیاز به پس‌جوشکاری یا فرآیندهای تقویت حرارتی داشته باشد.
- نیاز به تجهیزات خاص: برخی از روش‌های جوشکاری مس، به تجهیزات خاصی نیاز دارند که ممکن است هزینه‌بر باشند. نیاز به تجهیزات مانند جوشکاری MIG یا TIG به کنترل دقیق جریان الکتریکی و گاز محافظ می‌باشد.
جوشکاری مس به برنج
اتصال مس به برنج با جوشکاری در صنایع مختلف کاربرد دارد. با توجه به اینکه این دو فلز از یک جنس نیستند، می توانید از جوشکاری اصطکاکی برای این منظور استفاده کنید. جوشکاری فشاری نیز روشی موثر برای اتصال مس به برنج است. در این روش، از جوشکاری با استفاده از فلزات پایه (فلزات جوش) به عنوان ماده جوش استفاده می‌شود.
ماده جوش می‌تواند شامل آلیاژهای مس و برنج باشد که در دمای بالا ذوب می‌شوند و اتصال محکمی بین مس و برنج ایجاد می‌کنند. در این روش، استفاده از فرایند گرمایش و فشار برای ایجاد اتصال استفاده می‌شود.
جوشکاری مس به قلع
برای جوشکاری مس به قلع، می‌توان از روش جوشکاری فشاری با استفاده از فنر قلع استفاده کرد. این روش به عنوان جوشکاری قلع نرم (Soft Soldering) معروف است. در این روش، از فنر قلع که شامل آلیاژ قلع است، به عنوان ماده جوش استفاده می‌شود.
برای انجام جوشکاری مس به قلع، ابتدا قطعات مس و قلع که قرار است جوشکاری شوند، باید تمیز و خشک شوند.
سپس، فنر قلع را به طور مستقیم بر روی قطعات مس قرار داده و با استفاده از حرارت، فنر قلع را ذوب کرده و به قطعات مس متصل می‌کنند.
در این روش، درجه حرارت قلع به طور کلی پایینتر از نقطه ذوب مس است، بنابراین قطعات مس در طول جوشکاری تحت تأثیر حرارت کمی قرار می‌گیرند. جوشکاری مس به قلع معمولاً برای اتصالات ضعیف مورد استفاده قرار می‌گیرد، مانند اتصالات الکتریکی در مدارهای الکترونیکی یا اتصالات کوچک.
جوشکاری مس به آهن
برای جوشکاری مس به آهن، می‌توان از روش جوشکاری قوس الکتریکی با الکترود فلزی استفاده کرد. این روش به عنوان جوشکاری MMA یا جوشکاری SMAW نیز شناخته می‌شود. در این روش، از الکترود فلزی به عنوان ماده جوش استفاده می‌شود. الکترود فلزی شامل قطب مثبت (الکترود) و قطب منفی (قطعه کار) است. با استفاده از قوس الکتریکی که بین الکترود و قطعه کار تشکیل می‌شود، ماده جوش ذوب شده و قطعات مس و آهن به یکدیگر متصل می‌شوند.
در این روش، الکترود فلزی علاوه بر ایجاد قوس الکتریکی، همچنین پوشش محافظی روی جوش را فراهم می‌کند که به عنوان گاز محافظ عمل می‌کند و از تماس جوش با هوا جلوگیری می‌کند. مزیت این روش این است که قابلیت استفاده در شرایط خارج از اتاق (در فضای باز) و قابلیت جوشکاری قطعات ضخیم را دارد. با انتخاب الکترود مناسب و تنظیمات صحیح، می‌توان مس و آهن را به یکدیگر جوشکاری کرد.
جوشکاری مس با برق
برای اتصال قطعات مس با دیگر فلزات مقاوم روش‌های مختلفی مثل لحیم کاری و غیره وجود دارد؛ اما یکی از رایج ترین روش‌هایی که برای جوشکاری مس به کار می‌رود جوشکاری مس با اینورتر است. این نوع دستگاه‌های جوش با استفاده از منبع برق AC یا DC فرایند جوش را اعمال می‌کنند. البته برای اتصال قطعات مس به یکدیگر نیاز به برق کمتری است؛ زیرا فلز مس خود سیار نرمی است که برای ذوب شدن به انرژی بسیار کمی نیاز دارد.
جوشکاری قوس فلزی دستی (MMAW)
این روش اصولاً برای جوشکاری تعمیرات قطعات مس و یا نگهداری روی مس و همچنین آلیاژهای مس مورد استفاده قرار می‌گیرد. ماده پرکننده پیشنهادی در این روش جوشکاری مس استفاده از الکترود ECuSn_C است. البته می‌توانید از الکترود جریان مستقیم مثبت (DC+) همراه با تکنیک مهره رشته‌ای هم استفاده کنید. زمانی که از این نوع ماده پرکننده در جوشکاری استفاده می‌شود معمولاً روش MMAW برای موارد ذیل کاربرد دارد:
- جوشکاری مس با سایر فلزات مقاوم
- تعمیر کوچک قطعه های مسی نازک
- اتصالات جوش که دسترسی به آنها محدود است.
پیش گرم کردن در جوشکاری مس
یکی از مراحل مهمی که در زمان جوشکاری قطعات مسی باید انجام شود مرحله پیش گرم کردن است. یادتان باشد هر چقدر که قطعات مس ضخیم‌تر باشد باید مرحله پیش گرم کردن با گرمای بیشتری انجام شود؛ چون به علت رسانایی زیاد مس بدون شک گرما با سرعت زیادی به نقاط اطراف انتقال پیدا می‌کند؛ ولی اگر برای جوشکاری مس از آلیاژهای مس استفاده می‌کنید نیازی به پیش گرم کردن قطعه مورد نظر نیست.
در حقیقت پیش گرم کردن در جوشکاری مس باید به اندازه‌ای باشد که قطعه زیاد گرم نشود و تغییر شکل پیدا نکند. از طرفی لازم است دمای پیش گرم تا آخر عملیات جوشکاری اعمال شود؛ چون اگر گرما اعمال نشود بعد از شروع جوشکاری مس بدون شک حرارت قطعه از پیش گرم کمتر می‌شود و محل جوشکاری دچار ترک خوردگی خواهد شد.
انتخاب ماده پرکننده در جوشکاری مس
چنانچه ماده پر کننده به طرز صحیحی انتخاب شود یقیناً یک جوش مقاوم و با استحکام خواهید داشت. در حالتی که ماده پرکننده حاوی سیلیسیم و منگنز و یا قلع باشد حتماً یکی از ایده آل ترین گزینه‌ها برای عملیات جوشکاری مس به صورت GMAE_ GTAW و MRCU را به کار برده‌اید. علاوه بر این مواد پر کننده نیز استفاده از ERCUSI_A و ERCU جزو مواد پرکننده‌ای هستند که برای جوشکاری مس به کار می‌روند.
گاز محافظ برای جوشکاری مس
در جوشکاری مس به کار بردن گاز هلیوم و گاز آرگون انتخاب بسیار مناسبی است. در برخی مواقع امکان ترکیب این دو نوع گاز با یکدیگر وجود دارد. مقدار استفاده از گاز محافظ و نوع گاز انتخاب شده به ضخامت مس بستگی دارد. امروزه در بسیاری از عملیات جوشکاری به طور 100 درصد از گاز محافظ هلیوم استفاده می‌شود.
استفاده از مس بدون اکسیژن
هنگامی که بحث جوشکاری قطعات مسی می‌شود خیلی مهم است که از قطعه‌ای استفاده کنید که بدون اکسیژن باشد؛ چون قطعات مس بدون اکسیژن در زمان عملیات جوش اکسیداسیون نمی‌شوند. همچنین رنگ اصلی مس حفظ می‌شود. البته بیشتر فلزات مس دارای ۲ درصد اکسیژن هستند که حتماً به آن توجه کنید. چنانچه تمایل دارید بهترین روش جوشکاری مس را با اتصال باکیفیت و مستحکم به کار بگیرید به شما توصیه می‌کنیم با کارشناسان ما در گروه صنعتی میناسیان در ارتباط باشید.
سخن پایانی
کارگاه صنعتی میناسیان با بیش از یک دهه فعالیت در زمینه برش لیزر، خمکاری CNC ورق های فلزی، جوشکاری ارگون، خدمات پانچ cnc، جوشکاری Co2 و بسیاری زمینه‌های دیگر در حوزه ورقکاری و شیت متال، در خدمت مشتریان عزیز می باشد.
