جوشکاری سرد چیست؟

جوشکاری سرد چیست؟جوش سرد یک فرآیند جوشکاری حالت جامد است که برای اتصال دو یا چند فلز به حرارت (یا گرمای کمی) نیاز ندارد. در واقع در این روش از فشار برای ایجاد جوش استفاده می شود. هنگامی که دو ماده به هم فشرده می شوند، معمولاً جوش نمی شوند زیرا یک لایه اکسید یا مانع نازکی روی سطح مواد وجود دارد. این نوع جوش برای اولین بار در دهه 1940 به عنوان یک پدیده شناخته شد.

تاریخچه جوش سرد

تاریخچه این منبع به قرن ها قبل برمی گردد. بسیاری از محققان با مطالعه آثار و مصنوعات گذشته ظروفی را یافتند که با جوش سرد بسته شده بودند. قدمت برخی از این غذاها به دوران باستان باز می گردد.

مفهوم جوش سرد را با استفاده از دو توپ سربی آزمایش کردند. هر دو کره سربی از نظر قطر یکسان بودند و به دقت مشاهده شدند. او هر دو توپ سربی را کنار هم قرار داد و سپس هنگام خاراندن به آنها فشار آورد و ناگهان متوجه شد که توپ ها به هم چسبیده اند.

این اولین آزمایش جوش سرد بود. آزمایشات بعدی در میدان نشان داد که باندهای تشکیل شده پس از پرس، استحکامی مشابه فلز اصلی دارند. بنابراین پیوند ایجاد شده بین توپ های سربی همان استحکام توپ های سربی را داشت. این ثابت کرد که می توان به منبع اعتماد کرد و ناگهان از بین نمی رفت.

تنها توضیح معقول برای جوش سرد، تشکیل یک پیوند فلزی است. جوش سرد، اگر با تکنیک های مناسب و مواد خاص انجام شود، می تواند به ایجاد جوش قابل توجهی کمک کند که برای مدت طولانی می چسبد. اما این تنها زمانی می تواند اتفاق بیفتد که جوش بین فلزات به اندازه خود فلز اصلی قوی باشد.

جوش سرد چگونه است؟

در شرایط عادی، تقریباً همه فلزات دارای نوعی لایه اکسید روی سطح خود هستند (اگرچه ممکن است با چشم قابل مشاهده نباشد). این اکسیدهای فلزی از انباشته شدن اتم های فلز در بدن و اتصال دو فلز به یکدیگر جلوگیری می کنند. بنابراین، هنگامی که لایه اکسید جدا می شود، اتم های فلز را می توان با اعمال فشار کافی به یکدیگر پیوند داد.

پس از تمیز کردن هر سطحی، هر دو ماده به صورت مکانیکی با نیروی مناسب به هم فشرده می شوند. مقدار فشار اعمال شده به ماده مورد نظر بستگی دارد. زیرا برخی از مواد را فقط می توان در فشار بالا جوش داد. به طور کلی فلزات نرم بهترین نوع فلز برای جوش سرد هستند.

برخلاف جوشکاری گرم، فرآیند جوش سرد نیازی به حرارت ندارد. این نوع جوش نزدیک به یک قرن است که در صنعت مورد استفاده قرار می گیرد و مزایای زیادی نسبت به سایر فرآیندهای جوشکاری دارد.

مزایا و محدودیت های استفاده از جوش سرد

جوش سرد زمانی اتفاق می افتد که دو سطح تحت فشار بوده و تمیز و عاری از هرگونه آلودگی باشند. همچنین یک سطح منظم و صاف منجر به جوش یکنواخت و یکنواخت می شود. بنابراین هر فلزی برای این نوع جوشکاری مناسب نیست و برای انجام این کار محدودیت هایی وجود دارد.

به طور کلی همانطور که گفته شد فلزات غیرآهنی نرم بهترین و مناسب ترین فلزات برای جوش سرد هستند. بزرگترین عیب جوش سرد این است که فلزات باید کاملاً تمیز و بدون اکسید باشند تا جوش خوبی ایجاد شود. انجام این کار دشوار است و می تواند پرهزینه و در پروژه های با حجم بالا اجرا شود.

یکی از مهمترین مزایای این نوع جوش این است که اتصالات پرچ کمتری وجود دارد و بر خلاف جوش گرم، هیچ تشعشعی در این فرآیند ساطع نمی شود. بنابراین برای جوشکاری نیازی به ماسک محافظ نیست.

کاربردهای جوش سرد

یکی از مهمترین کاربردهای جوش سرد، اتصال فلزات غیر مشابه است. هنگامی که فلزات غیر مشابه ذوب می شوند، به خوبی ذوب نمی شوند. این مشکل باعث ایجاد جوش های ضعیف یا ترک خوردگی جوش می شود. جوش سرد تنها با تکیه بر پیوندهای اتمی ایجاد شده توسط الکترون های آزاد از این مشکل جلوگیری می کند.

بیشتر صنایع مانند صنایع هوافضا و خودروسازی از جوش سرد استفاده می کنند. جوش سرد نیز اغلب برای اتصال سیم ها استفاده می شود. 

جوش سرد برای چه مواردی استفاده می شود؟

یکی از رایج ترین کاربردهای جوش سرد، اتصال فلزات غیر مشابه است. زیرا زمانی که فلزات غیر مشابه با حرارت جوش داده می شوند، عمل پیوند به خوبی انجام نمی شود. این می تواند باعث شود که فلزات در پیوند با هم شکست بخورند یا منجر به جوش ضعیف یا جوش با ترک شود. اما اگر از جوش سرد استفاده می‌کنید، این مواد مخرب رخ نمی‌دهند، زیرا مبتنی بر پیوندهای اتمی است که فقط توسط الکترون‌های آزاد تشکیل شده‌اند.

به عنوان یک قاعده، اتصالات زاویه ای از جوش سرد ساخته می شوند. در صنایعی مانند هوافضا، خودروسازی، کاربردهای ساخت پیشرفته و تست های آزمایشگاهی، این نوع جوش اغلب از جوش سرد استفاده می کند. همچنین اغلب برای اتصال سیم استفاده می شود.

سخن نهایی

اگرچه موارد فوق در جوش سرد نیازی به ماسک یا پوشش محافظ ندارد، اما مهم ترین نکته در این نوع جوشکاری این است که حداقل یکی از فلزات باید چکش خوار باشد تا بهترین نتیجه ممکن حاصل شود. بنابراین می توان نتیجه گرفت که فلزات نرم بهترین گزینه برای جوش سرد هستند.