جوشکاری انفجاری

از ویکی‌پدیا، دانشنامهٔ آزاد
پرش به: ناوبری، جستجو

جوشکاری انفجاری[ویرایش]

جوشکاری انفجاری یک فرایند اتصال حالت جامد است . در این فرایند انفجار کنترل شده ای روی سطح ورق فوقانی صورت می گیرد و این ورق با سرعت بالا به ورق پایه برخورد می کند و تحت فشار بالای ناشی از برخورد ورق ها پیوندی متالورژیکی در نقاط برخورد ایجاد می شود. این فرایند معمولاً برای پوشش دهی ورق های فولاد کربنی با یک لایه نازک از مواد مقاوم به خوردگی مانند تیتانیوم و نیکل به کار گرفته می شود. این روش برای ساخت قطعاتی با هندسه ی ساده مانند ورق ها و لوله ها مورد استفاده قرار می گیرد.[۱]

. این روش قابلیت اتصال بیش از 260 نوع فلز همجنس و غیر همجنس با خواص متفاوت را دارد.[۲]

تاریخچه[ویرایش]

برخلاف دیگر روشهای جوشکاری نظیر جوشکاری قوس الکتریکی که در اواخر قرن ۱۹ میلادی توسعه پیدا کرد، جوشکاری انفجاری روش نسبتاً جدیدی است و در سال های بعد از جنگ جهانی دوم توسعه پیدا کرد. البته نقطه آغاز آن به جنگ جهانی اول باز می گردد، هنگامی که مشاهده شد ترکش های ناشی از بمب ها به صفحات زرهی جنگ افزارها می چسبند(در حالیکه به طور واقعی در اثر این برخورد به فلز جوش شده بودند). از آنجا که در این حالت گرما نقشی نداشته، نتیجه گرفته شد که این پدیده ناشی از نیروی انفجار بر روی ذرات متلاشی شده یا ترکش ها بوده است. این نتایج بعدها در آزمایشگاه تکرار شد و پس از مدتی این فرایند به ثبت رسید و مورد استفاده واقع گردید.

در سال ۱۹۶۲، Dupont اقدام به ثبت روش جوشکاری انفجاری نمود که در ژانویه ۱۹۶۴ با شماره US Patent 3,137,937 مورد تایید قرار گرفت و با نماد تجاری Detaclad مشخص گردید. در ژوئیه ۱۹۹۶ شرکت Dynamic Materials Corporation حق مالکیت فرایندهای Detaclad را با قیمت ۵۳۲۱۸۵۰ دلار تصاحب کرد.[۳]

مکانیزم انجام فرایند[ویرایش]

جوش انفجاری، تحت ضربه‌ای مایل و با سرعت بالا انجام می‌گیرد. به این ترتیب که انفجار باعث می‌شود تا یک موج ضربه‌ای مایل در فصل مشترک قطعات ایجاد شود. همین امر موجب می‌شود فلز جامد به صورت سیال رفتار کند. بر اثر همین ضربه، قشر جهنده‌ای از ذرات فلز با سرعت زیاد در سطح دو فلز تشکل می‌شود که به آن جت فلز گویند و باعث تمیزشدن سطح دو صفحه از اکسید و مواد خارجی شده و بر اثر فشار حاصل از انفجار، عمل اتصال انجام می‌پذیرد. فرم کلی یک جوش انفجاری در شکل زیر نشان داده شده است. در این شکل، صفحه بالایی موسوم به «صفحه پرنده» است که با زاویه ß نسبت به صفحه زیرین موسوم به «صفحه ساکن» قرار داشته و صفحه ساکن نیز روی یک تکیه‌گاه به نام سندان قرار دارد. سطوح فوقانی،صفحه پرنده، توسط یک لایه ضربه‌گیر محافظت می‌شود و این قشر ضربه‌گیر می‌تواند از لاستیک پلی‌تن یا مقوا و یا حتی یک قشر ضخیم رنگ باشد. یک لایه از مواد منفجره به صورت ورقه‌ای و یا به شکل پودری، بر روی قشر محافظ قرار می‌گیرد.[۴]

Explosion welding 1 Flyer (cladding). 2 Resolidified zone (needs to be minimised for welding of dissimilar materials). 3 Target (substrate). 4 Explosion. 5 Explosive powder. 6 Plasma jet.

کاربرد های جوشکاری انفجاری[ویرایش]

  • روکش دهی صفحات مسطح
  • جوشکاری داخلی استوانه‌های هم مرکز
  • روکش دهی داخلی و خارجی استوانه‌ها
  • جوشکاری سطوح استوانه‌ای
  • جوشکاری لوله به صفحه
  • جوشکاری سربه‌سر لوله به لوله
  • جوشکاری خطی لب به لب صفحات مسطح
  • جوشکاری مقاطع توخالی (رادیاتورها)
  • روکش دهی سیم‌ها و مفتول‌ها[۵]

مزایای جوشکاری انفجاری[ویرایش]

  • جوشکاری انفجاری می تواند به منظور اتصال و جوشکاری اکثر فلزات و آلیاژهایی که نمی توان آنها را به روشهای مرسوم جوشکاری نمود بکار گرفته شود.
  • روش جوشکاری انفجاری فلزات را ذوب نمی‌کند، در عوض سطوح هر دو فلز را وارد حوزه پلاستیته شدن می نماید، که باعث ایجاد تماس اولیه کافی برای ایجاد جوش می باشد. درنتیجه عیوب ذوقی در آلیاژها بوجود نخواهد آمد(مانند جوشکاری آلومینیوم و مس).اصول این روش شبیه به دیگر روشهای جوشکاری غیر ذوبی نظیر جوشکاری اصطکاکی است.
  • سطوح بزرگ در روش جوشکاری انفجاری می توانند بسیار سریع به یکدیگر متصل شده و جوش به خودی خود بسیار تمیز است چرا که مواد زائد سطحی در هر دو فلز با شدت بسیار زیاد در حین واکنش از منطقه تماس خارج می گردند.[۶]

منابع[ویرایش]

  1. Lancaster, J.F. (1999). Metallurgy of welding (6th ed.). Abington, Cambridge: Abington Pub. ISBN 1-85573-428-1. 
  2. Wang, B., Xie, F., Luo, X., & Zhou, J. (2016). Experimental and physical model of the melting zone in the interface of the explosive cladding bar. Journal of Materials Research and Technology, 5(4), 333–338. https://doi.org/10.1016/j.jmrt.2016.04.001
  3. Bisadi, H., Khaleghi Meybodi, M., http://pic.sagepub.com/content/225/11/2552.short
  4. http://www.aftabir.com/articles/view/science_education/other/c3c1220775240_welding_p1.php
  5. http://www.aftabir.com/articles/view/science_education/other/c3c1220775240_welding_p1.php
  6. http://www.vetra.co/%d8%ac%d9%88%d8%b4%da%a9%d8%a7%d8%b1%db%8c-%d8%a7%d9%8