جوشکاری پالس مغناطیسی

جوشکاری پالس مغناطیسی ( انگلیسی: Magnetic pulse welding ) یا ( MPW ) یک فرایند جوشکاری حالت جامد است که با استفاده از نیروهای مغناطیسی دو قطعه کار را به هم جوش می دهد. مکانیسم این جوشکاری بیشترین شباهت را به مکانیزم جوشکاری انفجاری دارد. [ ۱] جوشکاری پالس مغناطیسی از اوایل دهه ۱۹۷۰ آغاز شد، زمانی که صنعت خودروسازی شروع به استفاده از جوشکاری حالت جامد کرد. بزرگترین مزیت استفاده از جوشکاری پالس مغناطیسی این است که از تشکیل فازهای بین فلزی شکننده جلوگیری می شود؛ بنابراین، فلزات غیرمشابه را می توان جوش داد، که نمی توان به طور مؤثر با جوشکاری ذوبی آن ها را به یک دیگر متصل کرد. با جوشکاری پالس مغناطیسی می توان بدون نیاز به گازهای محافظ یا مواد مصرفی جوشکاری، جوشکاری با کیفیت بالا در فلزات مشابه و غیرمشابه را در میکروثانیه ایجاد کرد
جوشکاری پالس مغناطیسی بر اساس یک پالس الکترومغناطیسی بسیار کوتاه ( < 100 μ s ) است که با تخلیه سریع خازن ها از طریق سوئیچ هایی با ضریب خودالقایی پایین به یک سیم پیچ بدست می آید. جریان پالسی با دامنه و فرکانس بسیار بالا ( ۵۰۰ کیلوآمپر و ۱۵ کیلوهرتز ) یک میدان مغناطیسی با چگالی شار بالا تولید می کند که باعث ایجاد جریان گردابی در یکی از قطعات می شود. نیروهای دافعه لورنتس ایجاد می شوند و فشار مغناطیسی زیادی فراتر از استحکام تسلیم مواد باعث ایحاد شتاب می شود و یکی از قطعات با سرعت برخورد تا ۵۰۰ متر بر ثانیه ( ۱۱۰۰ مایل در ساعت ) بر قسمت دیگر فشرده می شود. [ ۲]
در طول جوشکاری پالس مغناطیسی، یک تغییر شکل پلاستیک زیاد همراه با تنش برشی بالا و اختلال اکسید به دلیل جت و دمای بالا در نزدیکی منطقه برخورد ایجاد می شود. این امر به دلیل اصلاح ریزساختار، نا به جایی ها، نوار لغزش، میکرو دوقلوها و تبلور مجدد موضعی منجر به جوشکاری حالت جامد می شود. [ ۳]
برای بدست آوردن جوش محکم، باید به چندین شرط دست یافت:[ ۴]
• شرایط جت: برای تولید جت باید سرعت برخورد کمتر از سرعت صوت در مواد اصلی باشد.
• شرایط فشار بالا: سرعت برخورد باید برای به دست آوردن یک شرایط هیدرودینامیکی کافی باشد، در غیر این صورت قطعات فقط چین خورده یا شکل می گیریند.
• در هنگام برخورد هیچ ذوبی صورت نگیرد: اگر فشار بیش از حد زیاد باشد، مواد می توانند به صورت موضعی ذوب شده و دوباره جامد شوند. این می تواند باعث جوشکاری ضعیف شود.