جوشکاری انفجاری

(Explosion Welding)

این نوع جوشکاری یک فرایند جوشکاری حالت جامد است که در نتیجه ی برخورد یکی از اجزاء با سرعت خیلی زیاد در اثر استفاده از مواد منفجره انجام می گردد.

بیشترین استفاده از این فرایند به طور معمول به منظور پوشش یا کلدینگ (cladding) فولاد کربنی توسط یک لایه نازک از مواد مقاوم به خوردگی (نظیر فولاد زنگ نزن، آلیاژ نیکل، تیتانیم یا زیرکنیم) می باشد. به واسطه ی طبیعت این فرایند، شکل قطعات بسیار اهمیت دارند و به طور کل آنها باید ساده باشند. شکلهای مرسوم تولید شده ورق، لوله و تیوب شیت ها هستند.

برخلاف دیگر روشهای جوشکاری نظیر جوشکاری قوسی که در اواخر قرن ۱۹ میلادی توسعه پیدا کرد، جوشکاری انفجاری نسبتا روش جدیدی است و در دهه هایی بعد از جنگ جهانی دوم توسعه داده شد. البته نقطه آغاز آن برمی گردد به جنگ جهانی اول، هنگامی که مشاهده شد ترکش های ناشی از گلوله 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 که با نماد تجاری Detaclad مشخص گردید. در جولای ۱۹۹۶ شرکت Dynamic Materials Corporation  حق مالکیت فرایندهای Detaclad را با قیمت ۵۳۲۱۸۵۰ دلار تصاحب کرد. در کشور ایران نیز گروه مهندسی وترا نزدیک به ۱۰ سال است که بر روی  فرایند جوشکاری انفجاری و دیگر فرایندهای جوشکاری حالت جامد فعالیت داشته و تا کنون توانسته خدمات ارزشمندی را در این حوزه انجام دهد، از نکات بارز این مجموعه شبیه سازی جوشکاریها قبل از عملیات انفجار و محاسبه دقیق ترکیب و میزان مواد منفجره است.

جوشکاری انفجاری

۱- صفحه ی پرنده

۲- منظقه اتصال

۳- فلز پایه

۴- انفجار

۵- ماده منفجره

۶- جت پلاسما

تولید ورقهای پوشش شده یا clad شده، راه حلی اقتصادی و بهینه می باشد چرا که، مواد مقاوم به خوردگی نسبتاً گران قیمت بوده و بکارگیری آنان در ضخامت های بالا راه حل منطقی از لحاظ اقتصادی نمی باشد. از دیر باز تا کنون ورقهای Clad در صنایع نفت، گاز و نیز مجتمعهای شیمیایی کاربرد وسیعی داشته اند از دامنه این کاربرد ها، مبدل های حرارتی خنک شونده با آب دریا، مخازن تحت فشار، ری اکتورها و سایر تجهیزاتی که در سرویس پروسسی آنها گاز ترش و دیگر مواد خورنده وجود دارند، می توان برشمرد.

جوشکاری انفجاری

پوسته مخزن تحت فشار کلد شده

جوشکاری انفجاری

راکتور کلد شده با تیتانیم

مزایای جوشکاری انفجاری:

۱- 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(شرکت وترا اغلب آلیاژهای مور استفاده در صنعت کشور را در پروژه های مختلف را به این روش جوشکاری نموده است).

۲- روش جوشکاری انفجاری فلزات را ذوب نمی کند، 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 ذوبی در آلیاژها بوجود نخواهد آمد(مانند جوشکاری آلومینیوم و مس).اصول این روش شبیه به دیگر روشهای جوشکاری غیر ذوبی نظیر جوشکاری اصطکاکی است.

۳- 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.

از مزایای بسیار مهم جوشکاری انفجاری می‌توان به کاربرد آنها در اتصال فلزهای غیرهمجنس اشاره کرد. پوشش‌دهی صفحات بزرگ به منظور ساخت صفحات مرکب برای استفاده در ساختمان مخازن تحت فشار، ایجاد ترکیبهای استوانه‌ای از قبیل جوشکاری لوله به صفحه لوله و توپی‌گذاری لوله‌ها در یک مبدل گرمایی معیوب ، اتصال لوله به لوله به صورت هم‌امتداد و دوجداره، جوشکاری لبه‌ای ورقهای نازک و ساخت کامپوزیتهای با سیم تقویت شده از جمله کاربردهای دیگر جوشکاری انفجاری هستند. ویژگیهای مکانیکی و متالورژیکی جوشهای انفجاری از موارد مهم هستند. تعیین استحکام و کیفیت پیوند بین یک لایهء پوشش نازک و یک صفحهء ضخیمتر برای هر روشی مشکل است و جوشکاری انفجاری هم مستثنی نیست . در مجموع، مشکلات متالورژیکی این نوع جوش ، به شدت جوشکاری ذوبی نیست . ب

معایب جوشکاری انفجاری:

۱- یک عیب در روش جوشکاری انفجاری لزوم داشتن دانش کافی در خصوص مواد منفجره و لزوم برقراری شرایط ایمنی است.

 

مشاهده برخی از قطعات جوشکاری شده توسط جوشکاری انفجاری در شرکت وترا

 

 

All Rights Reserved by Vetra Ltd ©
طراحی وب سایت ویراپانیک | Design by Virapanik
طراحی وب سایت: ویراپانیک