موضوع مقاله: جوشکاری پالس مغناطیسی | مخاطب: عمومی | لحن: دانشنامه‌ای | ساختار: عنوان، مقدمه، 3 بخش، جمع‌بندی | مقاله: | # جوشکاری پالس مغناطیسی | مقدمه: جوشکاری پالس مغناطیسی از اوایل دهه ۱۹۷۰ آغاز شد، زمانی که صنعت خودروسازی شروع به استفاده از جوشکاری حالت جامد کرد. | ## بخش 1: جوشکاری پالس مغناطیسی | بزرگترین مزیت استفاده از جوشکاری پالس مغناطیسی این است که از تشکیل فازهای بین‌فلزی شکننده جلوگیری می‌شود؛ بنابراین، فلزات غیرمشابه را می‌توان جوش داد، که نمی‌توان به‌طور مؤثر با جوشکاری ذوبی آن‌ها را به یک دیگر متصل کرد. جریان پالسی با دامنه و فرکانس بسیار بالا (۵۰۰ کیلوآمپر و ۱۵ کیلوهرتز) یک میدان مغناطیسی با چگالی شار بالا تولید می‌کند که باعث ایجاد جریان گردابی در یکی از قطعات می‌شود. نیروهای دافعه لورنتس ایجاد می‌شوند و فشار مغناطیسی زیادی فراتر از استحکام تسلیم مواد باعث ایحاد شتاب می‌شود و یکی از قطعات با سرعت برخورد تا ۵۰۰ متر بر ثانیه (۱۱۰۰ مایل در ساعت) بر قسمت دیگر فشرده می‌شود. 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 می‌شود. این امر به دلیل اصلاح ریزساختار، نا به جایی‌ها، نوار لغزش، میکرو دوقلوها و تبلور مجدد موضعی منجر به جوشکاری حالت جامد می‌شود.A. 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 می‌توانند به صورت موضعی ذوب شده و دوباره جامد شوند. تفاوت اصلی بین جوشکاری پالس مغناطیسی و جوشکاری انفجاری این است که زاویه برخورد و سرعت در طی فرایند جوشکاری انفجاری تقریباً ثابت هستند، در حالی که در جوشکاری پالس مغناطیسی به‌طور مداوم تغییر می‌کنند. مزایا اجازه جوشکاری طرح‌هایی را می‌دهد که با سایر فرایندها چالش‌برانگیز یا غیرممکن است. پالس سرعت بالا از ۱۰ تا ۱۰۰ میکروثانیه طول می‌کشد، تنها محدودیت زمانی، بارگیری، تخلیه و زمان شارژ خازن است. | ## بخش 2: جوشکاری پالس مغناطیسی | کاهش زمان کم به دلیل قطعات مصرفی مورد نیاز کمتر (به عنوان مثال الکترود) و عدم نیاز به تمیز کردن. جوشکاری پالس مغناطیسی، فرایندی سرد بوده و دمای فلزات پایه از 30 درجه‌ی سانتی‌گراد فراتر نمی‌رود. با تنظیم میدان مغناطیسی، پارامترهای جوش را می‌توان به صورت الکترونیکی با دقت بالا تغییر داد. اگر قطعات را نتوانیم به داخل و خارج سیم‌پیچ پالس بلغزانیم، یک سیم‌پیچ چند بخشی پیچیده‌تر باید طراحی شود. در صورت تغییر مواد یا ابعاد، ممکن است لازم باشد که سیم‌پیچ پالس دوباره طراحی شود. اجزای شکننده ممکن است در اثر شوک شکسته شوند (استفاده از موادی مانند شیشه را مستثنی نمی‌کند، اما این مسئله باید مورد توجه قرارگیرد). ممکن است اثر پالس الکترومغناطیس (EMP) را در هر قطعه الکترونیکی که در داخل یا نزدیک قطعه اصلی وجود دارد، ایجاد کند. کاربردهای صنعتی یکی از کاربردهای طبیعی جوشکاری پالس مغناطیس جایگزینی لحیم کاری است. در صنعت لوازم خانگی، تقاضا برای روشی که بتواند با کاهش احتمال ایجاد خوردگی، جایگزین لحیم کاری سنتی شود، رو به رشد است. با ایجاد کمی تغییر در طراحی، بسیاری از قطعاتی که پیش تر با استفاده از فرایند جوشکاری اصطکاکی متصل می‌شدند، می‌توانند با جوشکاری پالس مغناطیس اتصال یابند. | ## بخش 3: جوشکاری پالس مغناطیسی | در بسیاری از موارد این امر اجازه می‌دهد تا لوله‌های اکسترود شده به جای میله‌هایی که نیاز به ماشین‌کاری دارند، استفاده شود. به عنوان مثال می‌توان از جوشکاری لوله‌های بزرگ شکل گرفته به کمک فرایند هیدروفرمینگ، ساخت چارچوب خودرو، اتصال لوله‌کشی تهویه مطبوع، پوشش دهی سیستم‌های اگزوز و جوشکاری لوله‌های صندلی خودروها نام برد. شبیه‌سازی عددی MPW تحقیقات عددی مختلفی انجام شد تا نحوه رفتار منطقه اتصال MPW و رفتار در پرواز پروازگر را پیش‌بینی کند تا شرایط برخورد مشخص شود. به‌طور کلی، سرعت پروازگر قبل از برخورد قطعات پدیده منطقه حد فاصل را مدیریت می‌کند. اگرچه، اندازه‌گیری‌های آزمایشی با استفاده از روش‌های لیزری سرعت سنجی ارزیابی دقیقی از سرعت پروازگر را ارائه می‌دهد (یکی از نمونه‌های این اندازه‌گیری، سرعت‌سنجی فوتون داپلر (PDV) است). محاسبات عددی توصیف بهتری از سرعت پرواز را از نظر توزیع مکانی و زمانی ارائه می‌دهد. علاوه بر این، یک محاسبه چند فیزیکی از فرایند MPW، جریان الکتریکی را از طریق سیم‌پیچ در نظر گرفته و رفتار فیزیکی را برای یک مسئله اتصال الکترومغناطیسی-مکانیکی محاسبه می‌کند. گاهی اوقات، این شبیه‌سازی‌ها همچنین می‌توانند اثر حرارتی را در طول فرایند درنظر بگیرند. همچنین برخی از جزئیات فعل و انفعالات فیزیکی فرایند، معادلات حاکم، فرایند واضح سازی و شرایط مرزی و اولیه را ارائه می‌دهد. | ## جمع‌بندی | این مدل برای نشان دادن قابلیت محاسبه سه بعدی برای پیش‌بینی رفتار فرایند و به ویژه، حرکت‌شناسی و تغییر شکل ماکروسکوپی استفاده می‌شود.