رابطه بین سرعت جوشکاری و کیفیت جوش

رابطه بین سرعت جوشکاری و کیفیت جوش باید به صورت دیالکتیکی درک شود و هیچ یک از آنها نباید نادیده گرفته شود. این رابطه عمدتاً در مرحله گرمایش و مرحله تبلور منعکس می‌شود.

مرحله گرمایش

در شرایط کاری لوله‌های جوش داده شده درز مستقیم با فرکانس بالا، لبه ورق لوله از دمای اتاق تا دمای جوشکاری گرم می‌شود. در طول این مدت، لبه ورق لوله هیچ گونه محافظی ندارد و کاملاً در معرض هوا قرار می‌گیرد. این امر به ناچار باعث واکنش‌های شدید با اکسیژن، نیتروژن و سایر مواد موجود در هوا می‌شود و نیتروژن و اکسیدهای موجود در درز جوش را به طور قابل توجهی افزایش می‌دهد. اندازه‌گیری شده است که در نتیجه، میزان نیتروژن موجود در درز جوش 20 تا 45 برابر افزایش می‌یابد. بنابراین، میزان اکسیژن 7 تا 35 برابر افزایش می‌یابد. در همین حال، مقدار زیادی از عناصر آلیاژی مانند منگنز و کربن که برای درز جوش مفید هستند، سوزانده و تبخیر می‌شوند و در نتیجه خواص مکانیکی درز جوش کاهش می‌یابد. از این رو، می‌توان دریافت که از این نظر، هرچه سرعت جوشکاری کمتر باشد، کیفیت درز جوش بدتر می‌شود.

نه تنها این، بلکه هر چه لبه لوله گرم شده بیشتر در معرض هوا قرار گیرد، یعنی سرعت جوشکاری کندتر باشد، اکسیدهای غیرفلزی بیشتری در سطوح عمیق‌تر تولید می‌شوند. این اکسیدهای غیرفلزی عمیق به سختی می‌توانند در طول فرآیند تبلور اکستروژن بعدی از درز جوش به طور کامل خارج شوند. پس از تبلور، آنها به شکل آخال‌های غیرفلزی در درز جوش باقی می‌مانند و یک سطح مشترک شکننده و مشخص تشکیل می‌دهند. در نتیجه، انسجام ریزساختار جوش را از بین می‌برند و استحکام جوش را کاهش می‌دهند. هر چه سرعت جوشکاری سریع‌تر باشد، زمان اکسیداسیون کوتاه‌تر است و اکسیدهای غیرفلزی کمتری که به لایه سطحی محدود می‌شوند، می‌توانند به راحتی در طول فرآیند اکستروژن بعدی از درز جوش خارج شوند. همچنین هیچ باقیمانده اکسید غیرفلزی بیش از حد در درز جوش وجود نخواهد داشت و استحکام درز جوش بالا است.

۲. مرحله تبلور

طبق اصول متالوگرافی، برای دستیابی به جوش‌های با استحکام بالا، لازم است دانه‌های ریزساختار جوش تا حد امکان اصلاح شوند. رویکرد اساسی برای اصلاح، تشکیل تعداد کافی هسته‌های کریستالی در مدت زمان کوتاه است، به طوری که آنها قبل از رشد قابل توجه و پایان فرآیند تبلور، با یکدیگر تماس پیدا کنند. این امر مستلزم افزایش سرعت جوشکاری است تا درز جوش به سرعت از منطقه گرمایش خارج شود، به طوری که درز جوش بتواند به سرعت در درجه بالاتری از زیرسرمایش متبلور شود. هنگامی که درجه زیرسرمایش افزایش می‌یابد، سرعت هسته‌زایی می‌تواند به طور قابل توجهی افزایش یابد، در حالی که سرعت رشد کمتر افزایش می‌یابد و در نتیجه به هدف اصلاح دانه جوش دست می‌یابد.

بنابراین، چه از مرحله گرمایش فرآیند جوشکاری و چه از مرحله خنک‌سازی پس از جوشکاری، با فرض برآورده شدن شرایط اولیه جوشکاری، هر چه سرعت جوشکاری بیشتر باشد، کیفیت درز جوش بهتر خواهد بود.

ماوندستگاه جوش لیزری رباتیکیک لیزر فیبری است که یک پرتو لیزر پرانرژی را با یک لیزر رباتیک به عنوان سکوی متحرک جوشکاری جفت می‌کند. هر مسیر مکانی را می‌توان جوشکاری کرد. دستگاه جوشکاری لیزر چند منظوره را می‌توان برای جوشکاری قطعاتی که دسترسی به آنها با دستگاه‌های جوشکاری لیزر معمولی دشوار است، برنامه‌ریزی کرد و حداکثر انعطاف‌پذیری جوشکاری را فراهم کرد. پرتو لیزر را می‌توان از نظر زمان و انرژی تقسیم کرد و امکان پردازش همزمان چندین پرتو را فراهم کرد و بهره‌وری جوشکاری را بهبود بخشید.