آشنایی با روش های اتصال دائمی فلزات (جوشکاری و لحیم کاری)

برای ساخت و طراحی بیشتر قطعات و تجهیزات مکانیکی و الکترونیکی از روش های جوشکاری و لحیم کاری استفاده می شود. فرقی نمی کند که شما یک زیر دریایی بخواهید بسازید یا یک مدار الکترونیکی ساده. جوشکاری برای اتصال دو فلز مناسب می باشد و نحوه عملکرد آن بسیار ساده است. جوشکاری با ذوب کردن قسمتی از دو فلز باعث اتصال محکم آن ها به یکدیگر می شود. لحیم کاری نیز در واقعیت عملی مشابه جوشکاری را انجام می دهد اما به شکلی متفاوت.

لحیم کاری برای اتصال قطعات الکترونیکی به مدار مناسب است که معمولا دارای اندازه های بسیار کوچکی می باشند. باید توجه داشت که هر دو این روش ها بسیار کاربردی و پر بازده می باشند متناسب با شرایط اسفاده می شوند. در این مقاله در مورد چگونگی انجام جوشکاری و لحیم کاری و جزییات آن ها صحبت می شود.

جوشکاری چیست؟

برای اتصال دو فلز به یکدیگر نمی توان از چسب استفاده یا حداقل قدرت نگه دارنده چسب ها پایین می باشد. به همین بهترین راهکار برای اتصال دو فلر ذوب کردن آن ها است. جوشکاری با استفاده از گرما می تواند قسمت هایی از دو فلز را ذوب کرده و به یکدیگر متصل کند.

برای این کار باید از یک وسیله ای که توانایی انتقال گرما را به دو فلز داشته باشد استفاده کنیم. همچنین در جوشکاری از یک میله جوش برای پر کردن قسمت هایی از اتصال که خالی می باشد، استفاده می شود.

همچنین بخوانید: معرفی جامع رشته مهندسی عمران و گرایش های زیرمجموعه آن

در کنار این موارد، در جوشکاری از یک ماده غیر شیمیایی برای جلوگیری از تشکیل اکسید ها و نیترید ها استفاده می شود که این گازها موجب تضعیف اتصال بین دو فلز می شوند. مهم نیست که منبع گرمای شما چه چیزی است اما باید توجه داشته باشید که اتصال باید به شکل مناسبی قوی باشد.

شعله اکس استیلن یکی از روش های بهینه جوشکاری است که با استفاده از سوزاندن استیلن با مقدار کافی اکسیژن ایجاد می شود. این روش از جوشکاری کی گران قیمت می باشد.

روش های جوشکاری فلزات

معروف ترین روش جوشکاری، جوش قوس می باشد. در این حالت از جوشکاری از یک منبع الکتریکی به عنوان منبع حرارت استفاده می شود. در این روش که کاربرد بسیار بیشتری در صنعت دارد با استفاده از یک الکترود که به یک منبع برق قوی متصل شده است عمل جوشکاری انجام می شود. برای استفاده از روش جوش قوس حتما باید از محافظ های چشمی مناسب استفاده شود زیرا این روش جرقه های بسیار قوی را پخش می کند که ممکن است آسیب جدی به چشم وارد کند.

یک راه ایمن تر کردن جوشکاری به روش قوس الکتریکی، استفاده از ربات های اتوماتیک یا خوکار می باشد. برای مثال چندین دهه است که از این روش برای جوشکاری بدنه خودرو استفاده می شود. اولین بار شرکت جنرال موتورز در سال 1961 از ربات برای جوشکاری بدنه اتوموبیل استفاده نمود.

جوشکاری فشاری 

یکی دیگر از روش های جوشکاری، جوش فشاری است که می تواند همراه با حرارت یا بدون حرارت باشد. در این روش دو فلز تحت فشار بسیار شدیدی قرار می گیرند و پس مدتی به یکدیگر متصل می شوند که باید مراحل بعدی از جمله چکش زنی بر روی آن ها انجام شود. این روش بسیار قدیمی می باشد و امروزه کاربرد بسیار کمی دارد.

لحیم کاری چیست؟

لحیم کاری همانند جوشکاری است و توانایی اتصال چند قطعه فلزی را به یکدیگر دارد اما در جوشکاری اتصال فلزات بسیار قدرتمند است. در لحیم کاری معمولا از یک آلیاژ که از فلزات مختلف تشکیل شده است استفاده می شود. این آلیاژ دارای نقطه ذوب بسیار پایینی است و از فلزاتی مانند قلع، مس، روی و نقره ساخته می شود. با استفاده از دستگاه لحیم و سیم لحیم می توانید قطعات فلزی را به یکدیگر متصل کنید. لحیم کاری بهترین روش برای اتصال قطعات الکترونیکی به مدارها است.

در لحیم کاری معمولا از چند قطعه استفاده می شود که مهمترین آن ها دستگاه لحیم، سیم لحیم و قطعات فلزی است. دستگاه لحیم به یک منبع الکتریسیته متصل است که براساس آن گرمای بالایی را ایجاد می کند و با برخود دستگاه با سیم لحیم، سیم لحیم ذوب شده و بر روی قطعات مختلف مدار ریخته می شود. توجه داشته باشید که پس از ذوب شدن سیم لحیم توسط دستگاه لحیم دودی ایجاد می شود که برای سلامتی مضر است و بهتر است از آن دور شوید.

سیم لحیم و دستگاه لحیم را باید در هنگام اتصال نزدیک قطعات قرار دهید و با سرعت بالا مخلوط ذوب شده را روی قطعه بریزید. پس از اتمام لحیم کاری نسبت به اتصال قطعه به مدار مطمئن شوید.

موضوع مرتبط: دوباره کاری PCB چیست؟ (شامل آموزش ۶ روش کاربردی)

کاربرد های لحیم کاری

بسیاری از قطعات الکترونیکی مانند مقاومت، لامپ ال ای دی، ترانسفورماتور و خازن نیاز اتصال مناسب با مدار دارند. بهترین روش استفاده از یک فلز سبک برای برقراری جریان الکتریسیته است.

بدین ترتیب لحیم کاری گزینه مناسبی برای نصب قطعات الکترونیکی مختلف می باشد که در انتها منجر به طراحی یک رادیو، تلویزیون و یا ماشین حساب می شود. اتصال سیم و چسب نمی تواند گزینه مناسبی برای اتصال قطعات الکترونیکی باشد. استحکام و اتصال مناسب لحیم با هیچ کدام از روش های قبلی قابل مقایسه نیست.

کاربرد های مختلف لحیم کاری

لحیم کاری علاوه بر صنعت الکترونیک در صنایع مختلف دیگر نیز کاربرد دارد. در صنعت لوله کشی بسیاری از لوله کش ها از این روش برای اتصال لوله های مسی به یکدیگر استفاده می کنند. روش استفاده از دستگاه لحیم و سیم لحیم کاملا مشابه استفاده در مدارهای الکترونیکی می باشد.

لحیم کاری همچنین در صنعت طلا و جواهرات فلزی نیز استفاده می شود. در این صنعت از این روش برای اتصال فلزات گرانبها و یا تعمیر فلزات استفاده می کنند. تفاوت این حالت از لحیم کاری با حالت های قبلی در استفاده از سیم لحیم با ترکیبات متفاوت تر است. در این حالت از سیم لحیمی با ترکیبات نقره، مس و روی استفاده می شود که دمای ذوب بسیار بالاتری نسبت به دو حالت قبل دارد. با تئجه به این شرایط دستگاه لحیم مورد استفاده دارای قدرت حرارت دهی بسیار بیشتری نسبت به حالت های قبل است.

روش های دیگر لحیم کاری بسیار مشابه با حالت های قبل می باشند. تفاوت های ایجاد شده در روش های جدید نوع آلیاژ مورد استفاده می باشد و همچنین میزان استحکام و رسانایی اتصالات است. در یک حالت از لحیم کاری بیشتر از رسانایی استحکام قطعات الکترونیکی اهمیت دارد که در آلیاژ در نظر گرفته شده برای آن این حالت رعایت می شود.