جوش مقاومتی یکی از روش‌های پرکاربرد در صنایع فلزی است که از خاصیت تولید حرارت در محل مقاومت الکتریکی برای اتصال قطعات فلزی استفاده می‌کند. در این فرآیند، ترانسفورماتور نقش کلیدی در تأمین جریان بالا و ولتاژ پایین ایفا می‌کند. برای درک بهتر این فرآیند، می‌توان به مثال انتقال برق از نیروگاه‌ها به محل مصرف اشاره کرد.
اصول انتقال انرژی در جوش مقاومتی
در سیستم انتقال برق، جریان و ولتاژ تولیدی در نیروگاه‌ها باید برای انتقال بدون افت، توسط ترانس‌های افزاینده تغییر یابد. ولتاژ افزایش یافته و جریان کاهش می‌یابد تا از افت انرژی در طول مسیر جلوگیری شود. سپس در محل مصرف، با استفاده از ترانس‌های کاهنده، ولتاژ به مقدار مناسب برای مصرف کاهش می‌یابد.
در جوش مقاومتی، این فرآیند به صورت معکوس عمل می‌کند. برق ورودی از شبکه شهری (معمولاً 220 ولت و 50 آمپر) توسط ترانسفورماتور جوش مقاومتی به ولتاژ بسیار پایین (مثلاً 3 ولت) و شدت جریان بسیار بالا (مثلاً 3600 آمپر) تبدیل می‌شود.
این خروجی قدرتمند زمانی که به نقطه‌ای با مقاومت بالا (مانند محل تلاقی میلگردها یا ورق‌های فلزی) هدایت شود، موجب تولید حرارت بسیار زیاد در آن نقطه می‌گردد. این حرارت به اندازه‌ای است که فلز را ذوب کرده و اتصال جوش را ایجاد می‌کند.
ویژگی‌های ترانس جوش مقاومتی
ترانسفورماتور جوش مقاومتی باید شرایط خاصی را فراهم کند تا جوشکاری به درستی انجام شود:
- ولتاژ پایین و جریان بالا: ولتاژ پایین مانع خطرات الکتریکی می‌شود و جریان بالا حرارت مورد نیاز برای جوشکاری را تأمین می‌کند.
- هسته مناسب: هسته باید توانایی انتقال جریان بالا بدون ایجاد تلفات اضافی را داشته باشد.
- سیم‌پیچ‌های مقاوم: سیم‌پیچ‌های ضخیم مسی یا آلومینیومی که برای تحمل جریان بالا طراحی شده‌اند.
- سیستم خنک‌کننده: برای جلوگیری از داغ شدن ترانس، سیستم خنک‌کننده (مانند خنک‌کننده آبی یا هوایی) الزامی است.
انتقال انرژی از ترانس به نقطه جوش
یکی از مهم‌ترین بخش‌های طراحی ماشین‌آلات جوش مقاومتی، انتقال انرژی خروجی ترانس بدون افت تا محل جوش است. این فرآیند به کمک ورق‌های مسی قطور و مستحکم انجام می‌شود که هدایت جریان را با کمترین مقاومت ممکن تضمین می‌کنند.
نکات کلیدی در این فرآیند:
- کاهش مقاومت در مسیر انتقال جریان: هرگونه مقاومت اضافی در مسیر منجر به افت انرژی و کاهش کیفیت جوش می‌شود.
- اتصالات محکم و مقاوم: اتصالات ضعیف باعث ایجاد تلفات انرژی و افت شدید بهره‌وری دستگاه می‌گردد.
- استفاده از مواد با رسانایی بالا: مواد با رسانایی بالا، مانند مس خالص، برای انتقال انرژی بهینه ضروری است.
عوامل کاهش‌دهنده کارایی جوش مقاومتی
- افت انرژی در مسیر انتقال: هرگونه افت انرژی در مسیر انتقال از ترانس به نقطه جوش، باعث کاهش دمای نقطه‌ای و افت کیفیت جوش می‌شود.
- اتصالات ضعیف: اتصالات شل یا مواد با رسانایی پایین، موجب افزایش مقاومت و کاهش بهره‌وری دستگاه می‌شود.
- خرابی شمش‌های مسی یا الکترودها: الکترودها و شمش‌های انتقال دهنده جریان، در صورت خرابی یا آلودگی، مانع انتقال صحیح انرژی می‌شوند.
- انتخاب نادرست پارامترهای ترانس: ولتاژ، جریان و زمان عبور جریان باید با نوع و ضخامت قطعات فلزی مطابقت داشته باشد.
ترانسفورماتور جوش مقاومتی، قلب ماشین‌آلات جوشکاری نقطه‌ای است و نقش اصلی در تولید حرارت و اتصال قطعات فلزی ایفا می‌کند. برای بهره‌وری بالا و جلوگیری از افت انرژی:
- مسیر انتقال جریان باید کمترین مقاومت را داشته باشد.
- از مواد با رسانایی بالا و اتصالات قوی استفاده شود.
- ترانس باید با پارامترهای مناسب برای کاربردهای مختلف تنظیم شود.
با رعایت این اصول، می‌توان به جوش‌هایی با کیفیت بالا و بهره‌وری حداکثری در صنعت دست یافت.