تفاوت بین جوشکاری و لحیم کاری

جوشکاری و لحیم کاری هر دو از اموری هستند که برای اتصال قطعات به یکدیگر به کار برده می‌شوند. با اینکه هر دوی این کارها برای مونتاژ و اتصال میان قطعات استفاده می‌شوند، اما با یکدیگر دارای تفاوت‌هایی هستند. برای پی بردن به تفاوت بین جوشکاری و لحیم کاری بهتر است در ابتدا با ماهیت هر یک از آنها آشنا شده و سپس به اختلافشان پی ببریم. این امور از نظر جزئیات با یکدیگر دارای تفاوت‌هایی هستند که در ادامه به آنها اشاره خواهیم کرد.

جوشکاری چیست و چگونه انجام می‌شود

در ابتدا به سراغ معنی و مفهوم فرایند جوشکاری می‌رویم. جوشکاری یکی از روش‌های قدیمی در صنعت بوده که جهت اتصال دو یا چند قطعه فلزی به یکدیگر به کار برده می‌شود. این فرایند شامل بخش‌های مختلفی بوده و به روش‌های متفاوتی انجام می‌شود. با استفاده از جوشکاری می‌توان علاوه بر قطعات فلزی، قطعات غیر فلزی هم به هم متصل کرد. اتصال در این فرایند توسط ذوب شدن قطعات و جوش خوردن آنها به یکدیگر در یک نقطه صورت می‌گیرد.

انواع جوشکاری

افراد جوشکار لازم است با فرایند جوشکاری و انواع روش‌های آن آشنایی داشته باشند. آشنایی و شناخت انواع جوشکاری باعث شده تا بتوان از روش مناسبی برای کارهای مختلف استفاده کرد. هر کدام از روش‌های جوشکاری از مزایا و معایبی برخوردار هستند و برای زمان مناسبی مورد استفاده قرار می‌گیرند. جوشکاری به طور کلی به دو دسته جوشکاری ذوبی و جوشکاری غیر ذوبی تقسیم شده که هر کدام از آنها شامل زیر دسته‌های مختلفی می‌شوند. در زیر به معرفی انواع روش‌های جوشکاری خواهیم پرداخت.

• جوشکاری ذوبی

جوشکاری ذوبی که به اختصار FW نامیده می‌شود، به نوعی از جوشکاری گفته شده که در آن از گرما برای اتصال قطعات استفاده می‌شود. در این روش از جوشکاری گاهی از ماده پر کننده‌ای به نام فیلر جوشکاری filler material استفاده می‌شود. در جوشکاری ذوبی نیازی به اعمال فشار خارجی نبوده و به یک منبع انرژی نیاز است. جوشکاری FW را بر اساس نوع منبع انرژی به دسته‌های زیر تقسیم می‌کنند:

• جوشکاری قوسی

Arc welding خود شامل انواع مختلفی است که در آن از قوس الکتریکی برای ایجاد گرما جهت ذوب قطعات و اتصالشان استفاده می‌شود. جوشکاری قوسی با الکترود دستی روکش‌دار، جوشکاری قوسی با گاز محافظ و الکترود فلزی، جوشکاری قوسی با گاز محافظ و الکترود تنگستنی، جوشکاری بوسیله قوس پلاسما، جوشکاری قوسی زیر پودری، جوشکاری قوسی توپودری و … از انواع جوشکاری قوسی هستند.

• جوشکاری اکسی گاز

دومین جوشکاری ذوبی از نوع اکسی گاز یا Oxy fuel welding است. این نوع از جوشکاری از پرکاربردترین آنها بوده و از یک مشعل دستی برای ایجاد شعله آتش و یک میله پر کننده استفاده می‌شود. در جوشکاری اکسی گاز از گازهای مختلفی مانند پروپان، اکسیژن استیلن، اکسیژن هیدروژن، اکسیژن هیدروژن و.. برای جوشکاری استفاده می‌شود.

• جوشکاری به وسیله پرتو لیزری

در این روش از جوشکاری FW از پرتو لیزری برای ایجاد منبع گرمایی استفاده خواهد شد. این روش بیشتر برای زمانی که حجم کار زیاد باشد، استفاده می‌شود.

• جوشکاری با پرتوی الکترونی

جوشکاری Electron beam welding، شامل پرتوی حاوی الکترون بوده که نقش تامین کننده گرما و حرارت لازم برای جوشکاری را دارد. با نفوذ این الکترون‌ها حرارت زیادی در آن تولید شده که موجب ذوب قطعه خواهد شد.

• جوشکاری غیر ذوبی

جوشکاری غیر ذوبی یا حالت جامد، به نوعی از جوشکاری گفته شده که در آن خبری از ذوب شدن مواد نیست. در این روش با استفاده از اعمال فشار، اتصال بین قطعات به وجود آمده و عمل جوش انجام خواهد شد. در جوشکاری جامد خواص فیزیکی مواد تغییری نکرده و برای همین از آن در صنایعی که به حرارت حساس هستند، استفاده زیادی می‌شود. این جوشکاری شامل انواع مختلفی چون موارد زیر می‌باشد:

• جوشکاری مقاومتی

در جوشکاری RW، با اعمال همزمان گرما و فشار جوشکاری صورت می‌گیرد.

• جوشکاری انفجاری

جوشکاری EW به وسیله نیروی حاصل از انفجار انجام می‌شود. در واقع با قرار دادن یک ماده منفجره بر روی یکی از قطعات، اتصال برقرار خواهد شد.

• جوشکاری اصطکاکی

جوشکاری FW با ایجاد اصطکاک قطعات و حرارت حاصل شده از این طریق انجام می‌شود.

• جوشکاری فراصوتی

جوشکاری UW شامل ارتعاشات مکانیکی بوده که سبب ایجاد اتصال بین قطعات می‌شود.

آشنایی با فرایند لحیم کاری

لحیم کاری به فرایندی گفته شده که در آن از طریق اعمال حرارت، اتصال بین قطعات الکتریکی به وجود می‌آید. در صورتی که فرایند لحیم کاری به درستی انجام شود، اتصال برقرار شده از نوع دائمی بوده و برای طولانی مدت پابرجا خواهد بود. در این روش اتصال، از یک ماده پایه برای اتصال استفاده شده که بین قطعات و سطح لحیم کاری قرار می‌گیرد.

این ماده پایه لحیم یا قلع نام دارد. در واقع افراد لحیم کار، با استفاده از سیم لحیم یا سیم قلع اتصال بین قطعات یا قطعات با برد را برقرار خواهند کرد. لحیم کاری بیشتر برای اتصال قطعات کوچک کاربرد دارد و شامل قطعات بزرگ نمی‌شود. برای مثال لحیم کاری قطعات  smd یکی از پرکاربردترین انواع لحیم کاری بوده که در آن انواع قطعات smd بر روی بردهای الکترونیکی متصل می‌‌شوند. قطعاتی چون خازن و مقاومت از قطعات smd به حساب رفته که با استفاده از لحیم کاری بر روی برد متصل می‌شوند. برای این کار نیاز به ابزار لحیم کاری مناسب بوده که مهمترینشان هویه است. هویه‌‌ها انواع گوناگونی دارند که بر اساس نوع قطعه و محل اتصال، باید از مدل مناسب آن استفاده کرد.

تفاوت بین لحیم کاری و جوشکاری در چیست؟

حال که با فرایند جوشکاری و لحیم کاری به طور جداگانه آشنا شدید، بهتر است به بررسی تفاوت‌های این دو بپردازیم.

• تفاوت از نظر میزان دمای ذوب

در جوشکاری از دمای بالای 450 درجه سانتی‌گراد استفاده می‌شود. این دمای ذوب پایینتر یا مساوی دمای ذوب مواد پایه است. با اعمال دما و حرارت بالا، مولکول‌های سطحی هر دو قطعه توسط فشار یا گرما به سطوح هم انتقال پیدا کرده و سبب جوش خوردن قطعات به یکدیگر می‌شوند. در مقابل دمایی که برای لحیم کاری استفاده می‌شود، بسیار پایینتر از میزان 450 درجه سانتی‌گراد بوده و بستگی به نوع ماده لحیم دارد.

• استفاده از شار

شار به ماده‌ای گفته می‌شود که از آن برای تمیز کردن سطوح و جلوگیری از اکسیداسیون استفاده می‌شود. زمانی که شار بر روی سطح مورد استفاده قرار می‌گیرد، مانع از اکسید شده و سبب برقراری اتصال قوی می‌شود. شار در لحیم کاری شامل موادی چون روغن لحیم یا فلاکس شده که با به کارگیریشان، سطح از هر گونه مواد اضافی پاک خواهد شد. استفاده از شار در لحیم کاری امری الزامی بوده و کاربر باید حتما آن را مدنظر داشته باشد؛ اما در جوشکاری به کارگیری این ماده اختیاری بوده و بیشتر بستگی به نوع جوشکاری دارد.

• نوع منبع گرما

هر دو فرایند لحیم کاری و جوشکاری باید توسط گرما و حرارت انجام شوند. منبع گرمایی که برای این فرایندها استفاده می‌شود، با یکدیگر متفاوت است. برای همین نوع منبع گرما از جمله تفاوت‌ بین جوشکاری و لحیم کاری می‌باشد. در جوشکاری از منابعی چون قوس الکتریکی و پرتوی لیزری جهت ایجاد گرما استفاده می‌شود.

• تغییر شکل و ماهیت

یکی از مهمترین تفاوت‌های جوشکاری و لحیم کاری، تغییر شکل مواد است. همانطور که می‌دانید در لحیم کاری ماده‌ی لحیم سبب اتصال بین قطعات خواهد شد. این ماده هیچ مشکلی برای قطعات به وجود نیاورده و سبب تغییر شکل آنها نمی‌شود. به طوری که هر زمانی نیاز باشد می‌توان اتصال به وجود آمده را قطع کرده و از قطعه برای محل دیگری استفاده کرد. اما در جوشکاری به دلیل اعمال فشار یا گرما، بخشی از قطعه دچار تغییر شکل خواهد شد. برای همین این مشخصه یکی از تفاوت‌های اصلی میان جوشکاری و لحیم کاری می‌باشد.

• نوع قطعات

همانطور که اشاره شد لحیم کاری برای قطعات کوچک مورد استفاده قرار می‌گیرد. قطعات SMD و مینیاتوری از جمله قطعاتی هستند که برای اتصالشان به سطوح، باید از فرایند لحیم کاری استفاده کرد. اما جوشکاری بیشتر برای قطعات بزرگ استفاده شده و برای قطعات کوچک کاربردی ندارد.

تکنیک جوشکاری و اهداف آن

هدف از جوشکاری ایجاد پیوند بسیار قوی بین دو قطعه فلزی است که بتواند انواع تنش‌ها را تحمل کند. حال باید دید که در جوشکاری چه اتفاقی می‌افتد و این تکنیک در چه شرایطی صورت می‌گیرد؟

• دو فلز باید شبیه هم باشند: برای جوشکاری، دو فلز باید مشابه یکدیگر باشند.
• نیاز به دمای بالا: دمای مورد نیاز برای جوشکاری باید بسیار بالا باشد تا فلزها ذوب شوند و به هم متصل شوند. دمای مورد نیاز در اتصالات جوش در حدود 3800 درجه سانتیگراد است.
• مواد پرکننده: برای جوشکاری به مواد پرکننده (فیلر) همچون الکترود و سیم جوش نیاز است که این ماده یک قطعه فلز اضافی است که هر شکافی را مهر و موم می‌کند.
• استحکام: در صورتی که جوشکاری به درستی انجام شود، جوش باید از استحکام بالایی برخوردار شده باشد.
• تکنیک‌های مختلف جوشکاری: بسته به اینکه بر روی چه فلزی کار می‌کنید، تکنیک‌های جوشکاری نیز متفاوت خواهد بود. شما در زمان آموزش جوشکاری یاد می‌گیرید که از چه تکنیکی برای چه نوع فلزی استفاده کنید. هر یک از روش‌های جوشکاری منابع گرمایی متفاوتی دارند. مانند گاز اکسی استیلن، الکترودها، لیزرها یا اولتراسونیک.

خصوصیات و شرایط لحیم کاری

لحیم کاری ممکن است شبیه به جوشکاری به نظر برسد؛ اما هدف کاملاً متفاوتی دارد. این فرآیند بیشتر برای دستگاه‌های الکترونیکی مورد استفاده قرار گرفته و از طریق آن قطعات بر روی برد متصل می‌شوند. شرایط جوشکاری عبارت است از:

• دمای پایین: بر خلاف جوشکاری که به دمای بالا نیاز دارد، لحیم کاری از دمای پایین برای اتصال فلزات و قطعات استفاده می‌کنند. دلیل آن هم این است که اگر به قطعات یا برد الکترونیکی دمای زیادی وارد شود، احتمال سوختگی آنها وجود خواهد داشت. دمای مورد نیاز در اتصالات لحیم کاری تا 450 درجه سانتیگراد است.
• قابل استفاده برای فلزهای مختلف: از لحیم کاری میتوان برای فلزات طلا، نقره، مس، برنج و آهن استفاده کرد.
• نیاز به فلاکس: از فلاکس برای تمیز کردن سطوح فلزی استفاده می‌شود تا لحیم کاری به خوبی و با کیفیت بالایی صورت گیرد. البته در برخی از فرآیندهای جوشکاری نیز از این ماده استفاده می‌شود.

تفاوت لحیم کاری و جوشکاری از نظر قدرت

اتصالات صورت گرفته از طریق جوشکاری، قوی‌ترین اتصالات هستند و قادرند بارهای زیادی را تحمل کنند. البته به شرطی که جوشکاری به شکل درست و صحیحی صورت گرفته باشد. اما در لحیم کاری اتصالات قدرت زیادی ندارند و اگر به محل لحیم شده فشار زیادی وارد شود، احتمال شکستگی آن زیاد خواهد بود. البته ماهیت لحیم کاری این است که قرار نیست باری را تحمل کند و تنها برای ایجاد تماس‌های الکتریکی مورد استفاده قرار می‌گیرد. با این حال اگر بخواهیم این دو فرآیند را از نظر قدرت مقایسه کنیم، بدون شک جوشکاری قدرتمندترین نوع اتصال است.

تفاوت جوشکاری و لحیم کاری از نظر گرمایش قطعات کار

در جوشکاری زمانی که قرار است دو فلز به یکدیگر پیوند بخورند، فلزها باید تا نقطه ذوبشان حرارت ببینند. در این شرایط فلزها می‌توانند به خوبی به یکدیگر متصل شوند. اما در لحیم کاری نیازی به اعمال حرارت بر روی قطعات کار نیست. کافیست لحیم در محل با حرارت هویه ذوب شود تا اتصال قطعه به برد صورت گیرد.

خلاصه

جوشکاری و لحیم کاری جزو اموری هستند که برای اتصال میان قطعات به کار برده می‌شوند. با اینکه هدف هر دوی این فرایندها برقراری اتصال میان قطعات است، اما تفاوت‌هایی میان این دو وجود دارد. همانطور که گفتیم از تفاوت بین جوشکاری و لحیم کاری (brazing soldering welding) میزان دمای ذوب، وجود شار، نوع منبع گرمای به کار برده شده، تغییر شکل و ابعاد قطعات است. در لحیم کاری نیاز است تا با استفاده از لحیم اتصال صورت گرفته؛ اما در جوشکاری می‌توان بدون ماده اضافی این عمل را انجام داد. همچنین در جوشکاری مواد ذوب شده و دچار تغییر شکل می‌شوند؛ اما در لحیم کاری قطعات ذوب نشده و تداخلی با هم پیدا نخواهند کرد. برای همین با توجه به ویژگی‌ها و خصوصیات هر یک از این فرایندها، می‌توان از هرکدام در جای مناسبی استفاده کرد.

سوالات متداول

1. دمای جوشکاری با لحیم کاری چه تفاوتی دارد؟

در جوشکاری از دمای بالای 450 درجه سانتی گراد استفاده می‌شود. در حالی که دمای لازم برای لحیم کاری پایین تر از این میزان است.

2. چرا قدرت اتصال در جوشکاری بیشتر از لحیم کاری است؟

اتصالات صورت گرفته با جوشکاری از قوی‌ترین اتصالات هستند و قادرند بارهای زیادی تحمل کنند. اما در لحیم کاری نیازی به تحمل بار نبوده و تنها برای ایجاد تماس الکتریکی استفاده می‌شود.

3. بهترین دما برای لحیم کاری چه مقدار است؟

دمای مورد نیاز برای لحیم کاری متفاوت بوده و بستگی به نوع ماده لحیم دارد.

لینک مشابه: