جوشکاری انفجاری چیست؟

جوشکاری انفجاری که با نام «جوشکاری موج ضربه‌ای» نیز از آن یاد می‌شود، یکی از روش‌های اتصال قطعات مختلف به یکدیگر است که برای انجام این کار از انفجار کمک می‌گیرد. جوشکاری به‌طور کلی به دو دسته اصلی ذوبی و غیرذوبی یا جذبی تقسیم می‌شود که هرکدام از خواص و ویژگی‌های مخصوص به خود برخوردارند و متناسب با شرایط می‌توانند جوش‌های مستحکم و پایداری را به وجود بیاورند.

جوشکاری انفجاری

این روش جوش یکی از مصادیق جوش جامد است که در آن از مواد منفجره مناسبی استفاده می‌شود تا به‌صورت کنترل‌شده و با ایجاد یک انفجار دو یا چند قطعه را به یکدیگر جوش دهند و آن‌ها را به هم وصل کنند. با این وصف در این شیوه خبری از ذوب و انجماد مواد نیست. عامل اصلی را در این ماجرا انفجار و سرعت ضربه تشکیل می‌دهد.

عملکرد شیوه فوق به این صورت است که یکی از دو صفحه‌ای که باید به یکدیگر اتصال پیدا کنند، به‌صورت ثابت و بدون حرکت در قسمت پایین و صفحه دیگر به‌حالت متحرک در قسمت بالا قرار می‌گیرد که به این صفحه متحرک اصطلاحا «صفحه پرنده» می‌گویند. برای انجام این کار ضربه محکمی به صفحه متحرک وارد می‌شود تا وقتی انفجار رخ داد، هر دو قطعه در نقاط مشترک به یکدیگر اتصال پیدا کنند و با هم جوش بخورند.

موجی که از این ضربات شکل می‌گیرد، تمام اکسیدها و آلودگی‌هایی را از بین می‌برد که روی سطح صفحات وجود دارند. در حین این فرایند فلز جامد به‌حالت سیال عمل می‌کند. ذرات فلز که دراثر ضربه پخش می‌شوند با سرعت بسیار زیادی در سطح دو فلز به هم ملحق می‌شوند که به آن «جت فلز» گفته می‌شود.رویان جوش در ادامه این مطلب به بررسی کامل این نوع جوشکاری میپردازد.

کاربردهای جوشکاری انفجاری

از این روش جوشکاری در صنایع مختلف برای برقراری اتصال بین سطوح با اندازه‌های بزرگ و کوچک استفاده می‌شود. در نگاه کلی می‌توان کاربردهای زیر را برای این شیوه جوشکاری برشمرد:

•  ساخت لوله‌های فلزی و تیوب‌های دارای پوشش
•  تولید مخازن تحت فشار دارای ظرفیت بالا
•  تامین سازه‌های هوافضا
•  تهیه مبدل های حرارتی
•  ساخت سازه‌های دریایی و بدنه کشتی‌ها
•  تولید مخازن فرآیندی مقاوم در برابر خوردگی‌های شیمیایی

بیشتر بدانید: جوشکاری با قوس الکتریکی چگونه است؟

مزایای جوشکاری موج ضربه‌ای

هر روش اتصالی از امتیازات و ویژگی‌های اختصاصی برخوردار است که آن را در شرایطی خاص موثرتر و به‌عنوان شیوه‌ای برتر مطرح می‌سازد. جوشکاری انفجاری نیز مزایایی دارد که آن را برای برخی موقعیت‌های بسیار مناسب و موثر می‌سازد. در ادامه برخی از این امتیازات را ذکر می‌کنیم که عامل انتخاب این روش به‌حساب می‌آیند.

•  مناسب برای جوش دادن سطوح بزرگ به یکدیگر
•  برخورداری از کیفیت بالای اتصال
• تغییر ندادن ریزساختار فلز
•  عدم نیاز به آماده‌سازی سطوح پیش از آغاز کار
•  بهره‌مندی از مقاومت و استحکام زیاد
•  نبود پیچش و تخلخل در سطح قطعات
•  اجرای ساده فرایند
•  امکان اجرای فرایند در ابعاد وسیع
•  سرعت بالای اجرا به‌ویژه درزمان جوش دادن صفحات با مساحت زیاد
•  برقرار اتصال بین فلزات غیرهم‌جنس
•  جوش دادن فلزات دارای نقاط ذوب متفاوت به یکدیگر
•  تشکیل نشدن سرباره در محل نقطه جوش که باعث می‌شود این روش تمیز به نظر برسد.

معایب جوشکاری انفجاری

اجرای روش موج ضربه‌ای برای اتصال قطعات نیز مانند هر شیوه دیگری از جوشکاری با ضعف‌ها و محدودیت‌هایی همراه است که به‌عنوان کاستی‌ها و معایب آن مطرح می‌شود. برخی از این نکات به شرح ذیل عبارت‌اند از:

•  نیاز به وجود فلزاتی با مقاومت بالا
•  محدودیت در بزرگی اندازه صفحه فلای
•  ایجاد سروصدای بسیار زیاد
•  حساسیت بالا و احتمال خطر به‌دلیل استفاده از مواد منفجره

عوامل موثر بر جوشکاری انفجاری

برای اجرای موفق فرایند جوشکاری انفجاری باید به عوامل و فاکتورهای متعددی توجه کرد که در ادامه می‌کوشیم به‌اختصار آن‌ها را معرفی کنیم.

•  میزان سرعت ضربه یا همان سرعت برخورد صفحات به یکدیگر که بسیار مهم است. اگر به این نکته توجه کامل صورت نگیرد، این احتمال وجود دارد که جوش مورد نظر شکسته شود.
•  انتخاب زاویه دینامیکی مناسب برای وارد کردن نیرو فراتر و بالاتر از حداقل اندازه
• سرعت پیشروی نقطه برخورد صفحات به یکدیگر یا شدت ضربه
•  انتخاب مواد منفجره مناسب و تعیین اندازه مورد نیاز آن براساس نوع فلز پایه و روکش (فلز بالایی)
•  ضخامت صفحات فلزی مورد استفاده برای تعیین مقدار مواد منفجره (استفاده بیش از اندازه مجاز این مواد به فلز آسیب می‌رساند و خواص مکانیکی آن را تحت تاثیر قرار می‌‌دهد و ضعیف می‌کند.)
•  کوچک‌تر بودن ابعاد صفحه روکش (فلز بالایی) نسبت به صفحه پایه (فلزی که در پایین قرار می‌گیرد) به‌منظور ایجاد اتصال قوی و محکم

مواد منفجره مناسب برای جوشکاری انفجاری

همان‌طور که اشاره شد و از نام این فرایند نیز به‌روشنی مشخص می‌شود، در این روش باید از انفجار کمک گرفت که این کار نیز با استفاده از مواد مناسبی باید صورت بگیرد تا امکان مدیریت و کنترل آن وجود داشته باشد. علاوه‌بر این‌که باید در تعیین مقدار ماده مورد نیاز دقت بسیار زیادی به کار برد؛ زیرا کمتر یا بیشتر بودن مقدار آن از حد مورد نیاز موجب به وجود آمدن اختلال در فرایند جوشکاری و آسیب زدن به اتصال ایجادشده خواهد شد باید از مواد مناسب و موثری نیز استفاده کرد. همچنین برای کسب اطلاعات بیشتر در مورد الکترود بهلر میتوانید با کارشناسان رویان جوش تماس حاصل فرمایید.

برخی از مواد منفجره برای استفاده در جوشکاری انفجاری عملکرد مناسب‌تری دارند که در ادامه به برخی از آن‌ها اشاره می‌کنیم:

• تی ان تی

این ماده منفجره که با نشان TNT قابل اشاره است، درشمار مواد انفجاری نظامی قرار می‌گیرد که برای اجرای این روش نیز به کار می‌رود. این ماده با قدرت بالای خود شناخته می‌شود و امکان ذوب کردن آن بدون تهدید و خطر جدی وجود دارد.

•  دینامیت

ماده منفجره آشنای دیگر دینامیت نام دارد که برای استفاده در این نوع جوشکاری مناسب است. این ماده به‌عنوان عنصری نسبتا امن معرفی می‌شود که از ترکیب نیتروگلیسیرین با نیترات سدیم، آمونیوم نیترات و موادخمیری چوب به وجود می‌آید.

•  نیتروگلیسیرین

ماده دیگری که برای استفاده در این فرایند کارایی دارد، نیتروگلیسیرین است که عناصر به وجود آورنده آن را ترکیبی از گلیسرین و نیتریک اسید تشکیل می‌دهند. این عنصر نسبت به ضربه حساسیت نشان می‌دهد. برای بهره‌برداری از این ماده در جوشکاری انفجاری باید توجه داشت که تا پیش از لحظه انفجار هیچ ضربه‌ای به آن وارد نشود.

تست جوشکاری

در شیوه فوق برای آن‌که از استحکام و کیفیت محل جوش اطمینان حاصل شود، امکان بررسی و انجام تست‌هایی وجود دارد. برای این امر از دو نوع «تست مخرب» و «تست غیرمخرب» استفاده می‌کنند. این تست‌ها مسایلی همچون استحکام، مقاومت، صحت، عیوب و دیگر ویژگی‌های جوش را می‌سنجند.

به خواندن ادامه دهید: محکم ترین نوع جوشکاری کدام است؟

تست مخرب

تست مخرب به این منظور صورت می‌گیرد که میزان استحکام و تایید فرایند جوش و اتصالی سنجیده شود که بروی فلزات پایه شکل گرفته است و به شناسایی استحکام موجود بین فلزات کمک می‌کند تا بتوان کیفیت اتصال آن‌ها را افزایش داد. این تست در چند نوع انجام می‌شود که عبارت‌اند از:

•  آزمایش قلم یا ضربه
•  آزمایش متالوگرافی
•  تست خمش

تست غیرمخرب

از این تست برای بررسی و پیشگیری از عیوب احتمالی کمک گرفته می‌شود که ممکن است کیفیت جوش را تحت تاثیر قرار داده باشند. به بیان دیگر تست غیرمخرب برای تایید فرایندهای تمام‌شده به کار می‌آید و ازطریق روش‌های زیر قابل انجام است:

•  آلتراسونیک
•  رادویگرافی

جمع‌بندی

یکی از روش‌های جوشکاری جامد با نام جوشکاری انفجاری شناخته می‌شود که می‌توان با نام موج ضربه‌ای نیز از آن یاد کرد. در این شیوه با استفاده از مواد منفجره مناسب و قابل اطمینان بین صفحات یا قطعات مورد نظر اتصال برقرار می‌کنند. مقدار این مواد منفجره متناسب با ضخامت صفحات تعیین می‌شود و برای اجرای فرایند از دو عامل اصلی و مهم یعنی انفجار و سرعت باید بهره برد. این نوع جوشکاری مزایای زیادی دارد که برای اطمینان از کیفیت کار تست‌های مخرب و غیرمخرب در آن اجرا می‌شود.