ذغال جوش، معروف به هسته ایمپدر (Impeders)، قطعه‌ای بسیار حیاتی برای جوش دادن در فرکانس‌های بالا است. جنس و کیفیت موادی که در ساخت این ذغال صنعتی استفاده می‌شوند، تأثیر بسیاری در ماندگاری، کیفیت و طول مدت فرآیند دارند؛ اما وظیفه اصلی زغال جوش چیست؟ ذغال جوش، شار مغناطیسی تولید شده توسط کویل را بر ناحیه مورد نظر متمرکز می‌کند که این مسئله باعث افزایش راندمان فرآیند درزجوش، به‌خصوص در فرکانس‌های بالا می‌شود.

ویژگی‌های اصلی این ذغال صنعتی شامل دوام طولانی مدت و مقاومت حرارتی بالا است که امروزه انواع کاربرد زغال جوش را در صنایع فلز مانند فولاد، آلومینیوم، مس و نیکل می‌بینیم. این ماده در اشکال متنوعی، با کربن خالص یا ترکیب موادی مانند گرافیت، تولید می‌شود که هر کدام کاربردهای خاص خود را در جوشکاری فلزات خالص، آلیاژ، کامپوزیت و قوس الکتریکی به همراه می‌آورند. با ما در ادامه این مطلب همراه شوید تا به طور دقیق‌‌‌تر بررسی کنیم که زغال جوش چیست و چه کاربردی دارد؟

انواع ذغال جوش

از مهم‌ترین اقدامات برای به کار بردن صحیح ذغال جوش این است که بفهمیم انواع موجود برای زغال جوش چیست؟ به طور کل مجموعه‌ای متنوع از ذغال جوش‌های صنعتی با ویژگی‌ها و کاربردهای مختلف ارائه می‌شوند که می‌توان آن‌ها را بر اساس نوع و طراحی، به شیوه زیر تقسیم کرد:

ذغال جوش شیاردار:

• ذغال جوش شیاردار سوراخ‌دار
• ذغال جوش شیاردار بدون سوراخ

ذغال جوش بدون شیار:

• ذغال جوش بدون شیار سوراخ‌دار
• ذغال جوش بدون شیار و بدون سوراخ

ویژگی‌های مهم در انتخاب ذغال جوش

با بررسی ویژگی‌ها و کاربرد زغال جوش، انتخاب بهتری را برای استفاده در صنایع مختلف به دست خواهید آورد؛ اما منظور از این ویژگی‌های کلیدی در انتخاب زغال جوش چیست؟

• بیشترین نیاز جوشکاری در فرکانس بالا (بالاترین توان) توسط جوش چگالی با شار زیاد، در ترکیب با دمای بالای کوری (Curie Temperature) به دست می‌آید.
• توان اتلافی کم هسته در فرکانس‌های بالا، جلوی افزایش دما را می‌گیرد که این مسئله افزایش چگالی شار اشباع شده در محل القا را به همراه می‌آورد.
• چگالی شار بسیار بالا در محدوده دمایی تا 150 درجه سانتی‌گراد تغییر می‌کند.
• توان اتلافی کم در محدوده فرکانس تا 500 کیلوهرتز، منجر به مصرف انرژی کمتر می‌شود.
• قابلیت نفوذپذیری بالا و وجود استحکام و پایداری نفوذپذیری در فرکانس‌های بالا که تا 1 مگاهرتز حفظ می‌شود.

به طور کل انتخاب صحیح ذغال جوش باعث بهبود بهره‌وری، کیفیت جوش، مصرف بهینه انرژی و کیفیت نهایی درزجوش خواهد شد.

کاربرد ذغال جوش (هسته امپیدر-Impeder Core)

حال به این موضوع می‌پردازیم که کاربرد زغال جوش چیست؟ ذغال جوش برای جوشکاری با فرکانس بالا، درزجوش و در صنایع نورد و پروفیل‌سازی به عنوان یک ماده مصرفی مورد استفاده قرار می‌گیرد. این مواد باعث افزایش کیفیت و دقت در فرآیند جوشکاری می‌شوند و از طریق افزایش پایداری و قدرت اتصالات جوش، به بهبود عملکرد نهایی محصولات کمک می‌کنند. ذغال جوش، با وظیفه متمرکز کردن شار مغناطیسی کویل بر ناحیه مورد نظر، موجب افزایش راندمان فرآیند درزجوش می‌شود.

عوامل موثر بر قیمت ذغال جوش صنعتی چیست؟

قیمت ذغال جوش در کاربردهای مختلف را باید مانند هر ذغال صنعتی دیگری در نظر گرفت. به عنوان دو نمونه از بهترین برندهای ذغال جوش صنعتی، می‌توان به ذغال جوش کاشکه آلمان و ذغال جوش هندی (Hinodai) اشاره کرد که از نظر کیفیت و قیمت با هم تفاوت دارند. در این میان به دلیل قیمت ارزان‌‌‌تر مدل هندی، بسیاری از افراد آن را ترجیح می‌دهند؛ اما دیگر عوامل تأثیرگذار بر قیمت زغال جوش چیست؟ برخی از این موارد عبارتند از:

• طول زغال جوش
• جنس زغال جوش
• کاربرد زغال جوش
• فرکانس قابل تحمل
• میزان تراکم ذغال
• طول عمر
• قطر

ذغال جوش کاشکه (ذغال جوش Kaschke )

شرکت کاشکه که در سال 1955 در آلمان بنیان‌گذاری شد، فعالیت خود را با تولید انواع فریت‌ها و ذغال جوش‌های صنعتی آغاز کرد. از ویژگی‌های برجسته محصولات این شرکت، می‌توان پکیج‌های فشرده و چگالی بالای شار آن‌ها را مثال زد. این کمپانی هسته‌های خود را از مواد مغناطیسی نرم تولید کرده و آن‌ها را تحت نام تجاری ثبت‌شده KAMAFER به بازار عرضه می‌کند. لوگوی این شرکت یک علامت تجاری ثبت‌شده است که عملکرد تأیید شده شرکت را نشان می‌دهد.

چگونگی تولید لوله‌های درز جوش مستقیم

در مرحله ابتدایی برای تغذیه خطوط تولید، ورق فولادی در کارخانه‌های فولادسازی تهیه شده و با توجه به اندازه‌های مورد نیاز، برای تولید لوله‌های مختلف، برش می‌خورند. مرحله بعد را می‌توان به عنوان مرحله فرم‌دهی و جوشکاری بیان کرد که لبه‌های ورق‌های برش‌خورده را با عبور از میان غلتک‌های مخصوص، به یکدیگر نزدیک می‌کنند. سپس با استفاده از دستگاه‌های جوش القایی در خطوط تولید، عمل جوش دادن لبه‌های ورق به یکدیگر صورت می‌گیرد. این فرآیند باعث ایجاد درزجوش در محل اتصال دو لبه می‌شود که به دلیل استفاده از این روش، آن را به عنوان لوله‌های درزدار یا لوله‌های درز مستقیم می‌شناسند.

روش دیگری برای تولید لوله، برش پس از فرم‌دهی نام دارد. در این روش، ورق فولادی ابتدا از بخش فرمینگ عبور داده می‌شود، سپس آن را جوشکاری و خنک می‌کنند. حال به عنوان مرحله نهایی، می‌توان محصول را با کمک خط سایزینگ، به اندازه‌های مختلف در آورد.

کاربرد انواع لوله درز مستقیم

کاربردهای بسیاری را می‌توان برای انواع لوله درز مستقیم مثال زد. این تجهیزات، عمدتاً در بخش‌های صنعتی و ساختمانی به کار می‌روند:

• استفاده در تأسیسات
• لوله‌های شوفاژ
• لوله انتقال آب
• لوله انتقال گاز
• ساخت لوله و پروفیل

دستگاه درز جوش القایی فرکانس بالا چیست؟

جوشکاری القایی با فرکانس بالا به عنوان یک روش مدرن، امکان تبدیل صفحات فولادی گرم به لوله‌هایی با مقاومت بالا را فراهم می‌کند که برای انتقال گاز و روغن از راه دور استفاده می‌شوند. با استفاده از این روش می‌توانید درزهای طولی و مارپیچی را جوش دهید.

همان‌طور که در تولید لوله‌های درز مستقیم گفته شد، در بخش درزجوش صفحات فولادی توسط رول‌های فشار به شکل لوله‌ها در آمده و سپس دو لبه توسط سیم‌پیچ‌های القایی در حین عبور گرم می‌شوند تا بر اثر فشار توسط رول‌های فشار ایستگاه جوشکاری، به یکدیگر بچسبند. نقطه همگرایی و لبه‌های جداکننده جلوی آن شکل V گرفته که آن را نقطه راس Vee می‌نامند. این نقطه به عنوان شروع تشکیل نقطه اتصالی بوده تا عمل جوشکاری صورت گیرد. با حرکت جریان فرکانس بالا در امتداد سطح خارجی لوله و در امتداد لبه‌های Vee، مدار الکتریکی تکمیل خواهد شد.

از جوش القایی در چه صنایعی استفاده می‌شود؟

با توجه به شیوه عملکرد دستگاه درز جوش القایی فرکانس بالا، استفاده از آن را در صنایع مختلفی می‌بینیم:

• جوش القایی در صنعت خودروسازی برای اتصال قطعات فلزی مانند ترمزها، پنل‌های بدنه و سیستم‌های تهویه و تبرید مورد استفاده قرار می‌گیرد.
• صنعت هوا فضا نیز از این نوع جوش برای اتصال قطعات فلزی در ساخت هواپیماها، موشک‌ها، ماهواره‌ها و وسایل فضایی استفاده می‌کند.
• استفاده از جوش القایی در صنعت نفت و گاز برای اتصال لوله‌ها، تجهیزات و سازه‌های فلزی کاربرد دارد.
• در صنعت برق و الکترونیک برای اتصال قطعات فلزی در تولید ترانسفورماتورها، مدارهای برق و محصولات الکترونیکی از جوش القایی استفاده می‌شود.
• در صنعت ساختمان و سازه‌های فلزی مانند پل‌ها، برج‌ها و ساختمان‌های صنعتی نیز از جوش القایی بهره می‌برند.

برای چه نوع فلزاتی می‌توان از جوش القایی استفاده کرد؟

جوش القایی را می‌توان برای جوش دادن و اتصال انواع مختلف فلزات به کار گرفت که عبارتند از:

• فولاد: از جوش القایی برای اتصال قطعات فولادی مانند فولادهای کربنی، فولادهای آلیاژی و فولادهای ضد زنگ استفاده می‌شود.
• آلومینیوم: به کمک جوش القایی قطعات آلومینیومی مانند آلومینیوم و آلیاژهای آلومینیومی جوش داده می‌شوند.
• مس و آلیاژهای مسی (برنج و برنز): این فلزات از جوش القایی برای اتصال قطعات مسی و همچنین اتصال مس با فلزات دیگر استفاده می‌کنند.
• تیتانیوم: از جوش القایی برای اتصال قطعات تیتانیومی، به عنوان یک فلز سبک و با مقاومت بالا، استفاده می‌شود.
• نیکل و آلیاژهای نیکلی: این فلزات می‌توانند با استفاده از جوش القایی اتصال یابند.

مقایسه سیستم‌های جوش لامپی و ترانزیستوری

سیستم‌های جوشکاری، نقش حیاتی در تولید و مونتاژ قطعات فلزی دارند و انتخاب سیستم مناسب، تأثیر قابل توجهی بر بهره‌وری، کیفیت و هزینه‌های تولید می‌گذارد. با توجه به تفاوت‌های موجود بین سیستم‌های ترانزیستوری و لامپی، بررسی و مقایسه هر یک از این دو سیستم می‌تواند به تصمیم‌گیری بهتر در انتخاب سیستم مناسب برای کاربردهای خاص کمک کند:

مصرف انرژی:

سیستم ترانزیستوری تلفات توان کمتر، بهره‌وری بیشتر و هزینه برق کمتر را به همراه می‌آورد؛ در حالی که سیستم لامپی تلفات توان بیشتر، بهره‌وری کمتر و هزینه برق بیشتری دارد.

خطر‌ های-ولتاژ:

سیستم ترانزیستوری موجب کاهش خطر برق‌گرفتگی می‌شود که نیازی به رعایت استانداردهای ‌ولتاژ بالا در طراحی نیست؛ اما در سیستم لامپی خطر برق‌گرفتگی بیشتر است و باید استانداردهای‌ ولتاژ بالا یا های-ولتاژ را رعایت کرد.

حجم دستگاه:

سیستم ترانزیستوری حجم کمتری داشته و برای فضای کاری محدود مناسب است؛ اما سیستم لامپی با حجم بیشتر، نیاز به فضای بزرگ‌تری پیدا می‌کند.

کیفیت جوش:

سیستم ترانزیستوری با تطبیق فرکانس با بار، کنترل بهتری بر روی کیفیت جوش خواهد داشت. در مقابل، سیستم لامپی با فرکانس ثابت، نیاز به تجهیزات جانبی برای کنترل توان خروجی دارد.

هزینه تعمیر و نگهداری:

در صورت خرابی سیستم ترانزیستوری، قطعات آن ارزان‌تر بوده و هزینه تعمیر کمتری را طلب می‌کند ولی سیستم لامپی از قطعات گران‌تر تشکیل شده‌اند و به همان نسبت، هزینه تعمیر بالا می‌رود.

استهلاک قطعات:

سیستم ترانزیستوری طول عمر بیشتری دارد و نیاز کمتری به تعویض پیدا می‌کند. در سیستم لامپی با عمر کوتاه‌تر لامپ‌ها، هزینه‌های تعویض را افزایش می‌دهد.

آسیب‌پذیری:

به طور معمول سیستم ترانزیستوری حساسیت به ولتاژهای بالا داشته اما مشکلات آن تا حد زیادی برطرف شده است؛ در حالی که سیستم لامپی، آسیب‌پذیری بیشتری را به ولتاژهای بالا نشان داده که موجب کاهش عمر مفید لامپ می‌شود.

جمع‌بندی

در این مطلب به این موضوع پرداخته شد که زغال جوش چیست؟ زغال جوش یک عنصر کلیدی در فرایند جوشکاری با فرکانس بالا است. این هسته‌ها شار مغناطیسی را به ناحیه جوش متمرکز می‌کنند و باعث افزایش راندمان جوشکاری می‌شوند. از جمله کاربردهای زغال جوش می‌توان به صنایع ساخت لوله و پروفیل اشاره کرد. انتخاب درست این قطعه با توجه به انواع موجود، باید با توجه به ویژگی‌ها، طول، جنس، تحمل فرکانس، قطر و کاربرد زغال جوش صورت گیرد که بر قیمت آن نیز تأثیر دارد. داشتن انتخاب هرچه بهتر، بهبود بهره‌وری، کیفیت جوش، مصرف بهینه انرژی و کیفیت نهایی درزجوش را به همراه می‌آورد؛ در نتیجه باید نهایت دقت را برای آن به خرج داد.

سوالات متداول

• زغال جوش چیست؟

زغال جوش یا هسته امپیدر، یک عنصر اساسی در فرآیند جوشکاری با فرکانس بالا است که در صنایع مختلف مورد استفاده قرار می‌گیرد.

• چرا باید در انتخاب ذغال جوش نهایت دقت را به خرج داد؟

انتخاب صحیح این ذغال صنعتی باعث بهبود بهره‌وری، کیفیت جوش، مصرف بهینه انرژی و کیفیت نهایی درزجوش در انواع کاربرد زغال جوش خواهد شد.

• در فرآیند جوش القایی استفاده از چه فلزاتی امکان‌پذیر است؟

فلزاتی مانند فولاد، آلومینیوم، مس و آلیاژهای مسی، تیتانیوم، نیکل و آلیاژهای نیکل را می‌توان در جوش القایی استفاده کرد.

• جوش لامپی و ترانزیستوری از چه نظر با یکدیگر تفاوت دارند؟

مواردی مثل مصرف انرژی، خطر‌ های-ولتاژ، حجم دستگاه، کیفیت جوش، هزینه تعمیر و نگهداری، استهلاک قطعات و آسیب‌پذیری باعث ایجاد تفاوت در جوش لامپی و ترانزیستوری می‌شود.

بیشتر بخوانید:

ذغال صنعتی چیست؟ با انواع زغال صنعتی و عملکرد آن آشنا شوید

علت جرقه زدن کلکتور و زغال چیست؟

تفاوت ذغال مسی (متال دار) و ذغال گرافیتی (ذغال کربنی)