جوشکاری الکتروفیوژن

جوشکاری الکتروفیوژن ( به انگلیسی: electrofusion welding ) نوعی از جوشکاری مقاومتی است که برای اتصال لوله ها استفاده می شود. یک قطعه اتصال با سیم پیچ های فلزی درون آن در دو سر لوله هایی که قرار است به هم متصل شوند قرار می گیرد و جریان از سیم پیچ ها عبور می کند. گرمایش مقاومتی سیم پیچ ها، مقدار کمی از لوله و قطعه اتصال را ذوب می کند و پس از انجماد، یک اتصال دائم تشکیل می شود. این روش بیشتر برای اتصال لوله های پلی اتیلن ( PE ) و پلی پروپیلن ( PP ) استفاده می شود. جوشکاری الکتروفیوژن رایج ترین روش جوشکاری برای اتصال لوله های پلی اتیلن است. [ ۱] به دلیل امکان ایجاد اتصالات قوی در روش جوش الکتروفیوژن، این روش معمولاً برای ساخت و تعمیر خطوط لوله انتقال گاز کاربرد وسیعی دارد. [ ۲] استحکام مفصل به چندین پارامتر فرآیند جوشکاری بستگی دارد و برای ایجاد اتصالات ثابت مورد استفاده قرار می گیرد.
جوشکاری الکتروفیوژن دارای 4 مرحله است که در طول فرآیند جوشکاری رخ می دهد:
• دوره نهفتگی
• تشکیل مفصل
• منطقه فلات
• دوره خنک شدن
در طول دوره نهفتگی، با عبور جریان از سیم پیچ، گرما به محل اتصال وارد می شود. اگرچه در این محل استحکام مفصلی وجود ندارد، اما پلیمر منبسط می شود و شکاف اتصال پر می شود. ابتدا ذوب شروع می شود، در این زمان فشار ماده مذاب به اطراف افزایش می یابد و بیشتر استحکام مفصل در این مرحله ایجاد می شود. افزایش استحکام در درجه اول به دلیل محدود شدن انبساط ماده مذاب توسط مناطق سرد اطراف است. همچنین ناحیه فلات نشان دهنده تثبیت استحکام مفصل است. با وجود این، گرمای ایجاد شده در محل مفصل همچنان با گذشت زمان افزایش می یابد. سپس دوره خنک شدن پس از عدم اعمال جریان به سیم پیچ ها اتفاق می افتد. در نهایت ماده پلیمری مذاب جامد شده و اتصال را تشکیل می دهد.
در جوشکاری الکتروفیوژن از اتصالاتی استفاده می شود که در اطراف محل جوش قرار می گیرند. با عبور جریان الکتریکی از سیم پیچ های فلزی از قبل تعبیه شده در قطعه اتصال، گرما ایجاد می شود و بخشی از لوله ها را ذوب می کند؛ در نهایت پس از انجماد یک مفصل تشکیل می شود. دو نوع قطعه اتصال در جوشکاری الکتروفیوژن مورد استفاده قرار می گیرد: کوپلرها و سه راهی ها. اتصال کوپلر شامل دو بخش مجزا از سیم پیچ است که در حین جوشکاری دو ناحیه همجوشی را ایجاد می کنند. به علت افزایش سهولت در زمان مونتاژ، قطر داخلی کوپلر معمولاً کمی بزرگتر از قطر بیرونی لوله ها است. این امر همچنین این امکان را می دهد تا اندکی اختلاف در قطر لوله ها مانع از انجام فرایند جوشکاری نشود. به علاوه چفت کردن دقیق لوله ها در کوپلر برای ایجاد یک اتصال محکم بسیار مهم است. قرارگیری نادرست کوپلر می تواند باعث حرکت سیم پیچ ها و خروج مواد مذاب پلیمری از محل اتصال و باعث کاهش استحکام اتصال شود. سه راهی ها کمتر رایج هستند اما بر اساس روشی مشابه کوپلرها مورد استفاده قرار می گیرند. همچنین سه راهی ها باید به طور مناسب با لوله ها چفت شوند تا مشکلی در حین فرایند جوشکاری پیش نیاید.