جوشکاری پروفیل سبک به روش‌های مختلفی مانند جوشکاری برقی (SMAW)، جوش CO2 و جوشکاری با گاز آرگون (TIG) انجام می‌شود و بهترین آن، روش MIG است. روش SMAW برای پروفیل‌های مبلی ضخامت 0.9 میلیمتر و بالاتر، قابل انجام است. این روش اتصالات محکمی ایجاد می‌کند و برای مقاطعی که باید در فضاهای باز استفاده شوند، قابل اعتماد است. برای جوشکاری پروفیل‌های سبک در هر ضخامتی، حتی کمتر از ۰.۹ می‌توانید از روش CO2 استفاده کنید. اگر نیاز است که در جوشکاری، اعوجاج به کمترین حالت برسد، روش TIG را انتخاب کنید. توجه داشته باشید TIG به اپراتور ماهر نیاز دارد و هزینه آن بالاتر از دیگر روش‌های جوش پروفیل سبک است. اگر ظرافت درز جوش و تمیزی ظاهر کار برای شما مهم است، روش بریزینگ را انتخاب کنید. این روش برای فلزات حساس به گرما و حرارت نیز گزینه‌ای مناسب است. آمپر مناسب برای هر یک از روش‌های جوش متفاوت و متناسب با آن روش است.
روش های مختلفی برای اتصال پروفیل های سبک وجود دارد و جوشکاری یکی از مهمترین این روش‌هاست. زیرا یک روش مقرون به صرفه، دائمی و مستحکم برای اتصال پروفیل‌ها به یکدیگر است. با این حال، ظرافت پروفیل‌های سبک، ابعاد آن‌ها، سطح مقطع کم و همچنین ضخامت کم آن‌ها (معمولا کمتر از ۴ میلیمتر)، گاه استفاده از روش جوشکاری را با محدودیت‌هایی مواجه می‌سازد. به همین خاطر، جوشکاری پروفیل سبک به مهارت بالا و تجهیزات مناسبی نیاز دارد. سازه‌هایی که از اتصال پروفیل‌های مبلی با روش جوشکاری ایجاد می‌شوند، در صنایع مختلفی از جمله خودروسازی، ساخت مبلمان و تخت خواب، هوافضا و غیره کاربرد دارند. نوع و سایز پروفیل مورد استفاده، میزان ظرافت آن‌ها و استحکام اتصال مورد نیاز، در هر صنعت با صنعت دیگر متفاوت است. همین امر باعث شده تا چند روش مختلف برای جوشکاری این مقاطع ابداع شود و در هر مورد، روش مناسب‌تر استفاده شود.
بنابراین، چند روش مختلف برای جوش دهی پروفیل‌های سبک (مبلی) مورد استفاده قرار می‌گیرد که هر یک ویژگی‌های خاص خود را دارند. مهمترین روش‌های جوش پروفیل‌های مبلی، عبارتند از:
یکی از متداول ترین و ساده ترین روش‌های جوشکاری پروفیل مبلی ، جوش برق یا جوشکاری با الکترود پوشش دار است. این شیوه جوشکاری در لاتین «Shielded Metal Arc Welding» و به اختصار SMAW نامیده می‌شود. SMAW برای اتصال انواع مقاطع فولادی کاربرد دارد. از این روش فقط برای اتصال پروفیل‌های سبک با ضخامت بیشتر از ۰.۹ میلیمتر می‌توانید استفاده کنید.
استفاده از آن برای ضخامت‌های کمتر از 0.9 میلیمتر محدودیت دارد؛ زیرا باعث آسیب مقطع می‌شود. به این صورت که به دلیل تمرکز بالای حرارت باعث ذوب شدگی بدنه و آسیب دیدگی مقطع خواهد شد. یعنی نه تنها اتصال مناسبی ایجاد نمی‌شود، بلکه دیواره پروفیل ذوب شده و از بین می‌رود. البته جوش برق برای اتصال پروفیل‌های سبک با ضخامت‌های بالاتر از ۰.۹ میل، مزایای خاص خود را دارد؛ از جمله:
در جوشکاری پروفیل‌های سبک با استفاده از روش الکترود دستی، یک دسته قوس الکتریکی ایجاد می‌گردد. قوس الکتریکی ایجاد شده بین دسته و پروفیل، موجب ذوب شدن همزمان مقطع مورد نظر و الکترود گردیده و اتصال انجام می‌گیرد. دستگاه جوش برق به راحتی قابل حمل بوده و امکان استفاده از این روش در مکان‌های مختلف وجود دارد. علاوه بر این، عوامل محیطی مانند باد و باران تاثیر چندانی بر اتصالات جوش SMAW نداشته و نمی‌توانند آسیبی به اتصال حاصل از آن وارد کنند. به همین خاطر، جوش برق برای سازه‌های پروفیلی که قرار است در فضای باز استفاده شوند، مناسب است. البته برای اجرای اصولی این روش، مهارت بالا لازم است. ضمن این که جهت دستیابی به اتصالی بی‌نقص، باید به انتخاب الکترود مناسب و تکنیک‌هایی مانند سرعت کم حرکت توجه شود.
روش الکترود دستی پوشش دار (SMAW)، ارزان ترین و در دسترس ترین شیوه جوشکاری پروفیل سبک است. به همین دلیل، در صورتی که تولید محصولات ارزان قیمت مد نظر باشد، جوش برق بهترین و مقرون به صرفه‌ترین گزینه خواهد بود. علاوه بر این، دستگاه این روش جوشکاری قابل حمل بوده و امکان اتصال پروفیل‌های مبلی در هر مکانی از جمله فضای باز را فراهم می‌سازد. در نتیجه، برای اتصال پروفیل در سازه‌ها، تجهیزات و ماشین آلاتی که در فضای باز و در معرض باد و باران قرار دارند، مناسب است. برای مثال، جهت اتصال پروفیل‌های سبکی که در انواع پل مورد استفاده قرار می‌گیرند، عمدتا از روش جوش برق استفاده می‌شود.
از دیگر روش‌های جوش دهی پروفیل‌های مبلی، می‌توان به جوش CO2 یا جوشکاری با الکترود و گاز محافظ اشاره کرد. این شیوه جوشکاری در لاتین با عنوان Gas Metal Arc Welding (GMAW) شناخته می‌شود. همچنین با عنوان Metal Inert Gas (به اختصار MIG) نیز از آن یاد می‌شود. در این روش، از گاز خنثی و محافظ CO2 جهت جلوگیری از ورود اکسیژن به محفظه جوش استفاده می‌شود. جلوگیری از ورود اکسیژن، مانع از زنگ زدگی مقطع می‌شود و این یک مزیت بزرگ است. برخلاف روش جوش برق، امکان استفاده از جوش CO2 برای جوشکاری پروفیل‌های سبک در هر ضخامتی و حتی کمتر از ۰.۹ میل وجود دارد. ضمن این که تمرکز استفاده از آن بر روی لایه‌های نازک فلزی از جمله پروفیل‌های مبلی قرار می‌گیرد.
GMAW بهترین و محبوب‌ترین روش جوشکاری پروفیل‌های سبک کم ضخامت و همچنین ورق‌های نازک است. روشی ساده، اقتصادی و دما پایین. در این روش، با گازی مانند آرگون، هلیوم یا مخلوطی از آن‌ها، از قوس محافظت می‌شود. الکترودها نیز دارای deoxidizerهایی هستند که از اکسیداسیون جلوگیری می‌کنند. بنابراین می‌توانید چندین لایه را جوش دهید. در روش MIG از یک قوس الکتریکی برای ایجاد اتصال کوتاه بین آند و کاتد استفاده می‌شود. اتصال کوتاه، حرارت بالایی تولید نموده و با ذوب کردن پروفیل، امکان اتصال دو قطعه قرار گرفته در کنار هم را ایجاد می‌کند.
هنگام استفاده از جوش CO2 برای جوشکاری پروفیل سبک، باید به آماده بودن سطح جوش، انتخاب الکترود و گاز مناسب توجه شود تا اتصالی بی‌نقص داشته باشیم. با رعایت این نکات، سطحی صاف ایجاد شده و نیازی به تمیز کردن نخواهد داشت. جوش CO2 پروفیل‌های مبلی معمولا به دو روش نیمه دستی و تمام اتوماتیک انجام می‌گیرد.
جوشکاری الکترود مصرفی با گاز خنثی و محافظ CO2، کاربردی ترین شیوه اتصال و جوش دهی پروفیل مبلی محسوب می‌شود. این شیوه برای جوشکاری پروفیل‌های سبک در ضخامت‌های گوناگون مناسب بوده و امکان اتصال پروفیل‌های نازک هم با آن وجود دارد. جوشکاری CO2 پروفیل سبک عمدتا برای تولیدات در حجم بالا و کارخانه‌ها مورد استفاده قرار می‌گیرد. در این گونه موارد، عمدتا از روش کاملا اتومات استفاده شده و یک بازوی رباتیک عملیات جوشکاری را انجام می‌دهد. ساخت اسکلت مبلمان و انواع لوازم خانگی، رایج ترین کاربردهای اتصال پروفیل با روش MIG به شمار می‌آیند.
جوش آرگون یا جوش الکترود تنگستنی با گاز محافظ در لاتین Tungsten Inert Gas (TIG) یا Gas Tungsten Arc Welding (GTAW) نامیده شده و از دقت بالایی برخوردار است. این شیوه نسبت به روش جوشکاری MIG، دقت بالاتری ارائه داده و سطح جوش تمیزتری ایجاد می‌کند. همچنین، اعوجاج حرارتی در این شیوه به حداقل میزان ممکن می‌رسد.
در روش TIG از یک الکترود تنگستنی غیر مصرفی، یک سیم جوش به عنوان فلز پرکننده و یک گاز بی اثر استفاده می‌شود. برای جوشکاری تیگ از گازهای محافظی مانند آرگون، مخلوط آرگون با هیدروژن، هلیوم و مخلوط هلیوم با آرگون استفاده می‌شود. از این میان، آرگون کاربردی‌تر است. زیرا قابلیت جوشکاری طیف وسیعی از مواد از جمله فولاد، استنلس استیل، آلومینیوم و تیتانیوم را داراست .امکان انتخاب سیم جوش تقریبا از هر فلزی وجود دارد. حرارت و گرمای لازم برای ذوب کردن پروفیل‌ها هم توسط جریان الکتریکی جاری شده از لبه الکترودها تامین می‌شود. پس از ذوب شدن مقاطع پروفیل قرار گرفته در کنار هم، فرایند خنک سازی در حضور گاز بی‌اثر انجام گرفته و اتصال شکل می‌گیرد.
در جوشکاری تیگ، یک قوس بین الکترود تنگستن و قطعه کار تشکیل می‌شود. این روش برای جوشکاری دقیق و با کیفیت بالا، ایده‌آل است. در حین جوشکاری الکترود مصرف نمی‌شود؛ از این رو، نیازی به متعادل نگه داشتن گرمای ورودی از قوس نیست.
جوشکاری TIG دو نقطه ضعف مهم دارد که باعث می‌شود نسبت به دیگر روش‌های جوش پروفیل مبلی، چندان مورد توجه قرار نگیرد.
جوش الکترود تنگستنی با گاز محافظ آرگون را می‌توان مهندسی‌ترین روش جوش پروفیل سبک دانست. این روشی اتصال دقیق، تمیز و با کیفیت بالا ارائه می‌دهد.در عین حال، به اپراتوری ماهر جهت انجام عملیات جوشکاری نیاز دارد. به دلیل هزینه بالای این روش، از آن تنها جهت اتصال پروفیل‌ها در برخی موارد خاص استفاده می‌شود. برای مثال، جوش آرگون اغلب برای صنایعی همچون ساخت تجهیزات پزشکی که به دقت و کیفیت بالایی نیاز دارد، مورد استفاده قرار می‌گیرد. همچنین به دلیل ظرافت بالای اتصال، در حوزه مجسمه سازی و ساخت آثار هنری هم کاربرد دارد. ضمن این که علاوه بر اتصال انواع پروفیل سبک، از جوش آرگون برای جوشکاری آلیاژهای آلومینیوم، استنلس استیل و تیتانیوم نیز استفاده می‌شود.
در شیوه بریزینگ از الکترود برنجی برای جوشکاری استفاده می‌شود که با استفاده از حرارت گاز اکسیژن، ذوب شده و مقاطع پروفیل را به هم متصل می‌کند. جوشکاری در دمای بالاتر از ۴۵۰ درجه سانتی‌گراد و پایین‌تر از نقطه ذوب فلز پایه انجام می‌گیرد. به همین خاطر، فلز پایه ذوب نشده و خطر اعوجاج وجود ندارد. روش جوش برنج بهترین کیفیت و ظریف‌ترین درز جوش را نسبت به دیگر روش‌های جوش پروفیل سبک ارائه می‌دهد. همچنین گزینه‌ای بسیار مناسب برای فلزات حساس به گرما و حرارت محسوب می‌شود. اما هزینه اجرای عملیات جوشکاری با این روش هم نسبت به دیگر روش‌ها، بیشتر است. بنابراین در صورتی که درز جوش در معرض دید بوده و ظاهر اهمیت زیادی داشته باشد، می‌توان از این شیوه برای اتصال پروفیل‌های مبلی استفاده کرد.
بریزینگ باکیفیت‌ترین و در عین حال گران‌ترین روش جوشکاری پروفیل سبک است. به همین دلیل، بیشتر جهت ساخت وسایل تزئینی، لوازم زینتی و دکوری مانند لوستر و غیره مورد استفاده قرار می‌گیرد. از طرف دیگر، عدم ذوب شدن و آسیب دیدگی فلز پایه در این روش، آن را به گزینه‌ای مناسب برای اتصال پروفیل‌های سبک و با ضخامت پایین تبدیل کرده است. بنابراین می‌توان گفت که کاربرد اصلی روش بریزینگ در اتصال پروفیل‌های مبلی، عمدتا مربوط به مواردی است که ظاهر کار اهمیت زیادی داشته باشد.
پروفیل‌های سبک عمدتا دارای سطح مقطع کوچک، ضخامت پایین و ظرافت بالایی هستند. بنابراین برای اجرای بی‌نقص عملیات جوشکاری، لازم است روش و تجهیزات مورد استفاده با دقت بالایی انتخاب شوند. از جمله مهمترین تجهیزات لازم برای جوش دهی پروفیل‌های مبلی، می‌توان به الکترود اشاره کرد. نوع مناسب الکترود بسته به روشی که برای جوش پروفیل سبک انتخاب می‌گردد، متفاوت است. الکترود مناسب برای هر یک از روش‌های جوشکاری پروفیل مبلی، به صورت زیر است:
سحر کوه فر
لیسانس زمین‌شناسی کاربردی، ارشد پترولوژی، سئوکار، نویسنده محتوای وبسایت؛ دارای مقالات تخصصی کنفرانسی و علمی - پژوهشی در زمینۀ زئولیت. علاقه‌مند به سنگ‌ها، فلزات، نفت و گاز و ژنز آن‌ها در زمین و روش‌های اکتشاف آن‌ها؛ حامی زمین و محیط زیست...