جوش بریزینگ چیست؟

جوش بریزینگ یکی از روش‌های اتصال قطعات فلزی است که در صنایع مختلف به‌ویژه در ساخت و تعمیرات مورد استفاده قرار می‌گیرد. در این مقاله با ما در فروشگاه وی اس بازار همراه باشید تا به بررسی کامل جوش بریزینگ، مراحل انجام آن، مزایا و معایب، کاربردها و نکات مهم در این فرآیند بپردازیم.

جوش بریزینگ یک روش اتصال دائمی است که در آن دو یا چند قطعه فلزی با استفاده از فلز پرکننده به هم متصل می‌شوند. در این فرآیند، دمای جوش معمولاً بالاتر از دمای ذوب فلز پرکننده و پایین‌تر از دمای ذوب فلزات پایه است، این تکنیک به‌خصوص زمانی که نیاز به اتصالات قوی و مقاوم در برابر حرارت وجود دارد، بسیار مفید است.

تفاوت جوش بریزینگ با جوشکاری

لوازم جانبی جوشکاری و جوش بریزینگ هر دو روش‌های اتصال فلزات هستند، اما تفاوت‌های مهمی دارند. در جوشکاری، دو قطعه فلز به‌وسیله ذوب شدن خود فلزات به هم متصل می‌شوند، در حالی که در جوش بریزینگ از یک فلز پرکننده استفاده می‌شود که در دماهای پایین‌تر ذوب می‌شود.

تاریخچه فرآیند بریزینگ

قبل از ابداع فرآیند بریزینگ، صنعتگران با چالش‌هایی مواجه بودند که به‌دلیل پیچیدگی‌های سازه‌ها، ساخت آن‌ها عملاً غیرممکن بود. این صنعتگران به فکر استفاده از فیلر متال (فلز پرکننده) افتادند که با حرارت ذوب شود و دو قطعه را به یکدیگر متصل کند.

با گذشت زمان و بر اساس تجربه، صنعتگران دریافتند که برای به‌دست آوردن یک اتصال محکم و بدون عیب، سطوح قطعات و فیلر متال باید عاری از اکسید و آلودگی باشند. همچنین متوجه شدند که هر فیلر متالی به سطوح تمامی آلیاژهای صنعتی نمی‌چسبد و فیلر باید نقطه ذوب پایین‌تری نسبت به فلزات پایه داشته باشد.

مراحل انجام جوش بریزینگ

آماده‌سازی سطح

قبل از شروع فرآیند جوش بریزینگ، سطح قطعات باید به‌خوبی تمیز شود تا اطمینان حاصل شود که فلز پرکننده به‌خوبی به قطعات متصل می‌شود. این شامل از بین بردن زنگ‌زدگی، روغن و هرگونه آلودگی دیگر است.

انتخاب فلز پرکننده

انتخاب فلز پرکننده مناسب نقش بسیار مهمی در کیفیت اتصال دارد. فلزات پرکننده معمولاً شامل آلیاژهایی از مس، برنج یا نقره هستند. انتخاب فلز پرکننده بستگی به نوع فلزات پایه و شرایط کاری دارد.

گرم کردن قطعات

قطعات باید به دمای مناسبی گرم شوند تا فلز پرکننده به‌خوبی در نواحی اتصال نفوذ کند. در این مرحله، دما باید به‌گونه‌ای تنظیم شود که فلز پایه ذوب نشود اما فلز پرکننده به‌راحتی ذوب شود.

اعمال فلز پرکننده

پس از گرم کردن قطعات، فلز پرکننده به ناحیه اتصال اضافه می‌شود. این فرآیند معمولاً به‌صورت دستی یا با استفاده از ابزارهای خاص انجام می‌شود.

خنک‌سازی

پس از اتمام فرآیند، قطعات به‌طور طبیعی خنک می‌شوند. این مرحله بسیار مهم است زیرا خنک‌سازی سریع یا نامناسب می‌تواند باعث ترک‌خوردگی یا کاهش استحکام اتصال شود.

 

فرآیند بریزینگ

فرآیند بریزینگ در دماهای بالاتری نسبت به لحیم‌کاری انجام می‌شود، اما اصول متالورژیکی و شیمیایی سطح در هر دو روش مشابه است. این فرآیند در صنایع مختلفی مانند الکترونیک، هوافضا، پلمب‌کاری و … کاربرد دارد.

کاربردهای بریزینگ

بسیاری از محصولات صنعتی با اتصال دو یا چند قطعه به یکدیگر تولید می‌شوند، به‌گونه‌ای که در نهایت محصول نهایی شبیه به یک قطعه یکپارچه به نظر می‌رسد. روش‌های اتصال می‌توانند موقت (مانند پیچ و مهره) یا دائمی باشند. از این منظر، بریزینگ به‌عنوان یک روش اتصال دائمی شناخته می‌شود که در آن فلز پایه ذوب نمی‌شود. این روش دارای اعوجاج و پیچیدگی کمتری نسبت به جوشکاری است و نوع اتصالات آن معمولاً بسیار ظریف و زیبا است.

توسعه فیلر متال‌ها

با پیشرفت صنعت بریزینگ، فیلر متال‌هایی با نقطه ذوب پایین‌تر توسعه یافتند. فیلرهای ابتدایی شامل سرب و قلع بودند، و بعد‌ها نقره و مس-آرسنیک نیز معرفی شدند. این فیلرها به‌راحتی در دسترس بودند و به‌ویژه فیلرهای مس-آرسنیک به دلیل نقطه ذوب پایین‌تر خود، محبوبیت زیادی پیدا کردند.

به‌تدریج، استفاده از آلیاژ برنج رواج یافت. این آلیاژ به‌ویژه برای اتصال مس، نقره و فولاد مورد توجه قرار گرفت زیرا استحکام و تاب‌آوری بالایی در دماهای بالا دارد.

زیبایی و عملکرد

نقره‌سازان نیز به منظور زیبایی بیشتر، به تولید فیلر متال‌هایی با جلای نقره‌ای روی آوردند. آن‌ها با ذوب کردن برنج و نقره، فیلر متالی را تولید کردند که علاوه بر زیبایی، نقطه ذوب پایین‌تری داشت و چسبندگی و مقاومت به خوردگی بالاتری نیز ارائه می‌داد. ترکیبات مختلفی از مس، نقره و روی به تولید انواع فیلر متال‌ها انجامید و این آلیاژها به‌عنوان تنها فیلر متال در بریزینگ برای نسل‌ها مورد استفاده قرار گرفتند.

 مزایای بریزینگ

به‌این‌ترتیب، اتصالاتی قوی، آب‌بند و دقیق به‌صورت سریع و اقتصادی ایجاد می‌شوند. علاوه بر این، بریزینگ امکان ایجاد اتصالات پیچیده و دارای سطوح غیرقابل‌دسترس که با روش‌های دیگر ممکن نبود، را فراهم می‌آورد. این اتصالات شامل قطعات با شکل‌های پیچیده، مقاطع ضخیم و نازک و همچنین قطعات با جنس‌های متفاوت هستند. به عنوان مثال، این روش امکان اتصال فلز با ضخامت 0.01 میلی‌متر به فلزی با ضخامت 150 میلی‌متر را به‌خوبی فراهم می‌کند.

فرآیند بریزینگ با ارائه اتصالات زیبا و قوی، به‌ویژه در صنایع پیچیده و پیشرفته، نقش حیاتی در تولید محصولات صنعتی ایفا می‌کند. با توجه به پیشرفت‌های اخیر در زمینه فیلر متال‌ها و تکنیک‌های بریزینگ، این روش همچنان به عنوان یکی از بهترین گزینه‌ها برای اتصال فلزات در صنایع مختلف شناخته می‌شود.

اصول جوش بریزینگ (لحیم‌کاری سخت)

بریزینگ، به‌عنوان یک روش لحیم‌کاری سخت، دارای قابلیت‌های ویژه‌ای است که آن را برای اتصال فلزات بسیار کارآمد می‌سازد. این فرآیند شامل پخش و چسبندگی فلز پرکننده به فلز پایه و همچنین قابلیت نفوذ به فضاهای تنگ بین قطعات است. اغلب قطعات مورد استفاده در بریزینگ به شکل لوله، زانو و به‌طور کلی نر و مادگی طراحی شده‌اند.

خاصیت مویینگی و تأثیر آن در جوش بریزینگ

خاصیت مویینگی (Capillary Action) نقش کلیدی در فرآیند جوش بریزینگ ایفا می‌کند. این خاصیت باعث می‌شود که فلز پرکننده به‌خوبی در محل جوش پخش شود و به فضاهای تنگ نفوذ کند. این امر نه تنها کیفیت و عملکرد جوشکاری را بهبود می‌بخشد، بلکه همچنین در استحکام و مقاومت اتصالات جوشکاری شده بسیار مؤثر است.

فاصله بین قطعات و تأثیر آن بر خاصیت مویینگی

فاصله بین دو قطعه‌ای که قرار است جوشکاری شوند نیز تأثیر بسزایی بر عملکرد خاصیت مویینگی سیم جوش دارد. حد فاصله ایده‌آل بین قطعات در بریزینگ به عوامل متعددی بستگی دارد، از جمله نوع فلز پایه، نوع سیم لحیم مورد استفاده و فرآیند جوشکاری. به‌طور کلی، در اکثر موارد، فاصله بین قطعات یا همان خلاصی باید در حدود ۰.۰۲۵ تا ۱.۲۷ میلی‌متر باشد.

مشکلات ناشی از خلاصی نامناسب

خلاصی نامناسب بین دو نقطه اتصال می‌تواند مشکلاتی را در خطوط مونتاژ ایجاد کند. این مسئله اغلب باعث اختلال در عملکرد سیم جوش می‌شود و در نهایت منجر به کاهش بازدهی خط تولید خواهد شد. بنابراین، کنترل دقیق فاصله بین قطعات در فرآیند بریزینگ بسیار حائز اهمیت است.

در نهایت، درک اصول جوش بریزینگ و توجه به عوامل تأثیرگذار بر آن، به‌ویژه فاصله بین قطعات و خاصیت مویینگی، می‌تواند به بهبود کیفیت و استحکام اتصالات کمک کند. با رعایت این نکات، می‌توان از مزایای بریزینگ به‌خوبی بهره‌برد و اتصالاتی قوی و پایدار ایجاد کرد.

بریزینگ آلومینیوم

آلومینیوم یکی از مواد اصلی در فرآیند بریزینگ است که به‌خوبی با روش‌های مختلف ساخت مانند ماشین‌کاری، شکل‌دهی و استمپینگ سازگار است. با وجود اینکه بسیاری از فرآیندهای بریزینگ برای آلومینیوم قابل اجرا هستند، این فلز نیاز به دقت و توجه بیشتری دارد.

ویژگی‌های خاص آلومینیوم

آلومینیوم به دو دلیل عمده با سایر فلزات تفاوت دارد:

پوشش اکسیدی : این فلز به‌سرعت در معرض اکسیژن، چه در هوا و چه در آب، پوشش اکسیدی مقاومی تشکیل می‌دهد. این امر می‌تواند بر روی فرآیند بریزینگ تأثیر بگذارد و نیاز به تمیزکاری دقیق سطح قبل از اتصال دارد.

نزدیکی دما به نقطه ذوب : بریزینگ آلومینیوم معمولاً در دماهایی نزدیک به نقطه ذوب آن انجام می‌شود. این موضوع می‌تواند چالش‌هایی را در حفظ استحکام و دقت ابعادی آلیاژهای آلومینیوم ایجاد کند.

 

اهمیت زمان و کنترل نیروها

در بریزینگ آلومینیوم، زمان یک عامل بسیار حیاتی است. به‌دلیل اینکه سرعت واکنش آلیاژ بریزینگ با فلز پایه افزایش می‌یابد، کنترل نیروهای وارده از فیکسچرها بر روی قطعه نیز اهمیت زیادی دارد. این امر به جلوگیری از تغییر شکل و آسیب به اتصال کمک می‌کند.

عوامل مؤثر در انتخاب منبع حرارتی

در انتخاب منبع حرارتی برای بریزینگ آلومینیوم، چندین عامل باید در نظر گرفته شود:

تعداد و ابعاد قطعات : تعداد و اندازه قطعاتی که قرار است به یکدیگر متصل شوند، تأثیر مستقیمی بر انتخاب منبع حرارتی دارد.

سرعت فرآیند : سرعت انجام بریزینگ و زمان تولید محصول نیز در انتخاب منبع حرارتی نقش دارد.

گرادیان حرارتی : تفاوت دما در نواحی مختلف قطعه می‌تواند بر کیفیت اتصال تأثیر بگذارد.

سرعت خنک‌کاری : سرعت خنک‌کاری داخلی و خارجی قطعات نیز باید به‌طور دقیق کنترل شود تا از بروز مشکلات جلوگیری گردد.

در نهایت، این عوامل با تعویض منبع حرارتی به‌طور چشمگیری تغییر می‌کنند و باید با دقت مورد بررسی قرار گیرند تا بهترین نتیجه حاصل شود.

مزایا و معایب جوش بریزینگ

مزایای جوش بریزینگ

1. استحکام بالا : اتصالات ایجاد شده توسط جوش بریزینگ معمولاً بسیار قوی هستند و می‌توانند در برابر فشار و دماهای بالا مقاومت کنند.

2. دماهای پایین : جوش بریزینگ در دماهای پایین‌تر نسبت به جوشکاری انجام می‌شود، که این امر به جلوگیری از تغییر شکل و تنش در فلزات پایه کمک می‌کند.

3. تنوع در مواد : با استفاده از جوش بریزینگ، می‌توان انواع مختلف فلزات را به هم متصل کرد، حتی اگر خواص حرارتی و شیمیایی متفاوتی داشته باشند.

معایب جوش بریزینگ

1. حساسیت به آلودگی : هرگونه آلودگی در سطح اتصال می‌تواند کیفیت جوش را کاهش دهد و منجر به شکست اتصال شود.

2. هزینه بیشتر : در برخی موارد، هزینه‌های مربوط به مواد و تجهیزات جوش بریزینگ ممکن است بیشتر از جوشکاری باشد.

کاربردهای جوش بریزینگ

جوش بریزینگ در صنایع مختلفی کاربرد دارد، از جمله:

صنایع خودروسازی

در صنایع خودروسازی، جوش بریزینگ برای اتصال قطعاتی مانند رادیاتورها و سیستم‌های تبرید مورد استفاده قرار می‌گیرد.

صنایع الکترونیک

جوش بریزینگ در تولید قطعات الکترونیکی برای اتصال اجزای مختلف به یکدیگر استفاده می‌شود.

صنایع نفت و گاز

در صنایع نفت و گاز، جوش بریزینگ برای اتصال لوله‌ها و تجهیزات دیگر به‌کار می‌رود.

نکات مهم در جوش بریزینگ

انتخاب تجهیزات مناسب

انتخاب تجهیزات مناسب برای جوش بریزینگ بسیار مهم است. ابزارهای جوش باید به‌گونه‌ای انتخاب شوند که بتوانند دماهای مورد نیاز را تأمین کنند.

کنترل دما

کنترل دقیق دما در تمام مراحل جوش بریزینگ ضروری است. دما باید به‌گونه‌ای تنظیم شود که فلز پایه ذوب نشود، اما فلز پرکننده به‌راحتی ذوب شود.

تست کیفیت

پس از انجام جوش بریزینگ، تست کیفیت اتصالات بسیار مهم است. این تست‌ها می‌توانند شامل آزمایش‌های غیر مخرب و مخرب باشند.

نتیجه‌گیری

جوش بریزینگ یک روش موثر و کارآمد برای اتصال فلزات است که در صنایع مختلف کاربرد دارد. با توجه به مزایا و معایب این روش، انتخاب آن بستگی به شرایط و نیازهای خاص هر پروژه دارد. با رعایت نکات مهم در انجام جوش بریزینگ، می‌توان اتصالاتی با کیفیت و استحکام بالا ایجاد کرد.

مطالب مرتبط : آشنایی با انواع دستگاه جوشکاری