مس به دلیل خواص عالی مانند هدایت حرارتی و الکتریکی بالا، مقاومت به خوردگی و انعطاف‌پذیری، در بسیاری از صنایع مانند برق، الکترونیک، خودروسازی و صنایع شیمیایی کاربرد گسترده‌ای دارد. با این حال، جوشکاری مس و آلیاژهای آن به دلیل ویژگی‌های خاص این فلز چالش‌هایی به همراه دارد:
هدایت حرارتی بالا: مس گرما را به‌سرعت از ناحیه جوش دور می‌کند، که می‌تواند به مشکلاتی مانند کاهش دمای جوش و تشکیل اتصالات ضعیف منجر شود. این ویژگی نیاز به توان حرارتی بالا در حین جوشکاری دارد.
حساسیت به اکسیداسیون: مس در دماهای بالا به‌سرعت اکسید می‌شود. اکسید مس به‌دست‌آمده شکننده بوده و کیفیت اتصال را تحت تأثیر قرار می‌دهد. بنابراین استفاده از گاز محافظ برای جلوگیری از اکسیداسیون ضروری است.
انبساط حرارتی بالا: مس در دماهای بالا انبساط زیادی دارد، که می‌تواند باعث ترک‌خوردگی و تغییر شکل در ناحیه جوش شود.
روش‌های جوشکاری مس و آلیاژهای آن:
1 جوشکاری قوس الکتریکی با گاز محافظ (GTAW/TIG)
این روش برای جوشکاری دقیق و باکیفیت مس و آلیاژهای آن مناسب است. از گاز محافظ خنثی مانند آرگون یا هلیوم برای جلوگیری از اکسیداسیون استفاده می‌شود. به دلیل نیاز به توان حرارتی بالا، از جریان‌های جوشکاری قوی استفاده می‌شود.
2. جوشکاری قوس الکتریکی با سیم مصرفی (GMAW/MIG)
این روش برای جوشکاری قطعات ضخیم‌تر یا جوشکاری سریع‌تر به کار می‌رود. سیم جوش مسی یا آلیاژی به عنوان فلز پرکننده استفاده می‌شود. گازهای آرگون و هلیوم برای محافظت استفاده می‌شوند.
3. جوشکاری اکسی‌استیلن (Oxy-Acetylene Welding)
این روش برای جوشکاری دستی مس و تعمیر قطعات کوچک مناسب است. نیاز به دمای بالای شعله برای غلبه بر هدایت حرارتی بالای مس دارد. به کنترل دقیق شعله و دمای جوشکاری نیازمند است.
4. جوشکاری اصطکاکی:
این روش برای جوشکاری مس بدون ذوب شدن فلز پایه استفاده می‌شود. به دلیل تولید گرمای موضعی و کنترل شده، برای کاربردهایی که به کیفیت بالا نیاز دارند مناسب است.
نکات مهم در جوشکاری مس:
آماده‌سازی سطح: سطح قطعات باید قبل از جوشکاری کاملاً تمیز باشد تا از آلودگی، اکسید و چربی‌ها پاک شود. این کار می‌تواند با استفاده از برس سیمی، مواد شیمیایی یا سمباده انجام شود.
انتخاب فلز پرکننده مناسب: فلز پرکننده باید با ترکیب شیمیایی مس و آلیاژ آن سازگار باشد. برای جوشکاری مس خالص، معمولاً از سیم جوش مسی استفاده می‌شود، اما در آلیاژها، ترکیبات خاصی ممکن است مورد نیاز باشد.
استفاده از پیش‌گرمایش: برای کاهش مشکلاتی مانند ترک‌خوردگی، پیش‌گرمایش مس قبل از جوشکاری (در دمای 200 تا 300 درجه سانتی‌گراد) توصیه می‌شود.
کنترل دما: به دلیل هدایت حرارتی بالا، استفاده از منبع حرارتی قوی و کنترل مناسب پارامترهای جوشکاری اهمیت بالایی دارد.
خنک‌سازی کنترل‌شده: پس از جوشکاری، خنک شدن تدریجی و کنترل‌شده می‌تواند از تنش‌های حرارتی و ترک‌خوردگی جلوگیری کند.
کاربردها و مزایا:
صنایع برق و الکترونیک: اتصال قطعات رسانا مانند کابل‌ها و سیم‌ها.
صنایع شیمیایی: ساخت تجهیزات مقاوم به خوردگی مانند مبدل‌های حرارتی و مخازن.
خودروسازی: ساخت رادیاتورها و اجزای خنک‌کننده.
با توجه به خواص منحصر به فرد مس، جوشکاری آن به تجهیزات پیشرفته و مهارت بالا نیاز دارد. انتخاب روش مناسب و رعایت نکات عملیاتی می‌تواند به ایجاد اتصالاتی باکیفیت و بادوام منجر شود.