جوشکاری مقاومتی روشی مطمئن، کم هزینه و موثر برای اتصال دائمی دو یا چند قطعه فلز به یکدیگر است.در حالی که جوشکاری مقاومتی یک فرآیند جوشکاری واقعی است، بدون فلز پرکننده، بدون گاز جوشکاری.بعد از جوشکاری فلز اضافی برای جدا کردن وجود ندارد.این روش برای تولید انبوه مناسب است.جوش ها جامد هستند و به سختی قابل توجه هستند.

از لحاظ تاریخی، جوشکاری مقاومتی به طور موثر برای اتصال فلزات با مقاومت بالا مانند آلیاژهای آهن و نیکل استفاده شده است.رسانایی الکتریکی و حرارتی بالاتر آلیاژهای مس، جوشکاری را پیچیده‌تر می‌کند، اما تجهیزات جوشکاری معمولی اغلب این توانایی را دارند که این آلیاژها را با کیفیت خوب جوش کامل بسازند.با روش های مناسب جوشکاری مقاومتی، مس بریلیم را می توان به خود، به سایر آلیاژهای مس و به فولاد جوش داد.آلیاژهای مس با ضخامت کمتر از 1.00 میلی متر معمولاً راحت تر جوش می شوند.

فرآیندهای جوشکاری مقاومتی که معمولاً برای جوشکاری اجزای مس بریلیوم، جوش نقطه ای و جوشکاری پیش بینی استفاده می شود.ضخامت قطعه کار، مواد آلیاژی، تجهیزات مورد استفاده و شرایط سطح مورد نیاز تعیین کننده مناسب بودن برای فرآیند مربوطه است.سایر روش های معمول جوشکاری مقاومتی مانند جوش شعله، جوش لب به لب، جوش درز و غیره معمولاً برای آلیاژهای مس استفاده نمی شوند و در مورد آنها بحث نخواهد شد.آلیاژهای مس به راحتی لحیم کاری می شوند.

کلیدهای جوشکاری مقاومتی جریان، فشار و زمان هستند.طراحی الکترودها و انتخاب مواد الکترود برای اطمینان از کیفیت جوش بسیار مهم است.از آنجایی که ادبیات زیادی در مورد جوشکاری مقاومتی فولاد وجود دارد، چندین الزام برای جوشکاری مس بریلیوم که در اینجا ارائه شده است به همان ضخامت اشاره دارد.جوش مقاومتی به سختی علم دقیقی است و تجهیزات و روش های جوشکاری تاثیر زیادی بر کیفیت جوش دارند.بنابراین، که در اینجا فقط به عنوان راهنما ارائه شده است، می توان از یک سری آزمایشات جوشکاری برای تعیین شرایط جوشکاری بهینه برای هر کاربرد استفاده کرد.

از آنجایی که اکثر آلاینده های سطح قطعه کار مقاومت الکتریکی بالایی دارند، سطح باید به طور معمول تمیز شود.سطوح آلوده می توانند دمای کار الکترود را افزایش دهند، عمر نوک الکترود را کاهش دهند، سطح را غیرقابل استفاده کنند و باعث انحراف فلز از ناحیه جوش شوند.باعث جوشکاری یا باقیمانده کاذب شود.یک فیلم روغنی بسیار نازک یا ماده نگهدارنده به سطح چسبانده می شود که عموماً هیچ مشکلی در جوشکاری مقاومتی ندارد و مس بریلیوم آبکاری شده روی سطح کمترین مشکل را در جوشکاری دارد.

مس بریلیم را با روان کننده های غیر چرب یا فلاش کننده یا مهر زنی اضافی می توان با حلال تمیز کرد.اگر سطح به شدت زنگ زده باشد یا سطح در اثر عملیات حرارتی سبک اکسید شده باشد، برای حذف اکسید باید شسته شود.بر خلاف اکسید مس قهوه ای مایل به قرمز بسیار قابل مشاهده، اکسید بریلیوم شفاف روی سطح نوار (تولید شده با عملیات حرارتی در یک گاز بی اثر یا کاهنده) به سختی قابل تشخیص است، اما باید قبل از جوشکاری نیز حذف شود.

آلیاژ مس بریلیم

دو نوع آلیاژ مس بریلیم وجود دارد.آلیاژهای مس بریلیوم با استحکام بالا (آلیاژهای 165، 15، 190، 290) استحکام بالاتری نسبت به هر آلیاژ مس دارند و به طور گسترده در اتصالات، کلیدها و فنرهای الکتریکی استفاده می شوند.رسانایی الکتریکی و حرارتی این آلیاژ با استحکام بالا حدود 20 درصد از مس خالص است.آلیاژهای مس بریلیم با رسانایی بالا (آلیاژهای 3.10 و 174) استحکام کمتری دارند و رسانایی الکتریکی آنها حدود 50 درصد از مس خالص است که برای اتصالات برق و رله استفاده می شود.آلیاژهای مس بریلیوم با استحکام بالا به دلیل رسانایی الکتریکی کمتر (یا مقاومت بالاتر) برای جوشکاری مقاوم تر هستند.

مس بریلیم پس از عملیات حرارتی استحکام بالایی به دست می آورد و هر دو آلیاژ مس بریلیم را می توان به صورت پیش گرم شده یا عملیات حرارتی شده عرضه کرد.عملیات جوشکاری معمولاً باید در شرایط عملیات حرارتی انجام شود.عملیات جوشکاری معمولاً باید پس از عملیات حرارتی انجام شود.در جوشکاری مقاومتی مس بریلیم، ناحیه متاثر از حرارت معمولاً بسیار کوچک است و نیازی به داشتن قطعه کار مس بریلیوم برای عملیات حرارتی پس از جوشکاری نیست.آلیاژ M25 یک محصول میله مسی بریلیم با برش آزاد است.از آنجایی که این آلیاژ حاوی سرب است، برای جوشکاری مقاومتی مناسب نیست.

جوشکاری نقطه ای مقاومتی

مس بریلیم نسبت به فولاد مقاومت کمتر، هدایت حرارتی و ضریب انبساط بالاتری دارد.به طور کلی، مس بریلیم استحکامی یکسان یا بالاتر از فولاد دارد.هنگام استفاده از جوشکاری نقطه ای مقاومتی (RSW) خود مس بریلیم یا مس بریلیم و سایر آلیاژها، از جریان جوش بالاتر، (15%)، ولتاژ کمتر (75%) و زمان جوش کمتر (50%) استفاده کنید.مس بریلیم نسبت به سایر آلیاژهای مس در برابر فشارهای جوشکاری بالاتری مقاومت می کند، اما مشکلاتی نیز می تواند ناشی از فشارهای بسیار کم باشد.

برای به دست آوردن نتایج ثابت در آلیاژهای مس، تجهیزات جوشکاری باید قادر به کنترل دقیق زمان و جریان باشند و تجهیزات جوشکاری AC به دلیل دمای الکترود پایین و هزینه کم آن ترجیح داده می شود.زمان های جوشکاری 4-8 سیکل نتایج بهتری را به همراه داشت.هنگام جوشکاری فلزات با ضرایب انبساط مشابه، جوشکاری شیب و جوشکاری جریان بیش از حد می تواند انبساط فلز را کنترل کند تا خطر پنهان ترک های جوش را محدود کند.مس بریلیم و سایر آلیاژهای مس بدون کج شدن و جوشکاری جریان بیش از حد جوش داده می شوند.اگر از جوش شیبدار و جوشکاری اضافه جریان استفاده شود، تعداد دفعات به ضخامت قطعه کار بستگی دارد.

در جوشکاری نقطه ای مقاومتی مس و فولاد بریلیم یا سایر آلیاژهای با مقاومت بالا، با استفاده از الکترودهایی با سطوح تماس کوچکتر در یک طرف مس بریلیم، تعادل حرارتی بهتری بدست می آید.ماده الکترود در تماس با مس بریلیم باید رسانایی بالاتری نسبت به قطعه کار داشته باشد، الکترود گروه RWMA2 مناسب است.الکترودهای فلزی نسوز (تنگستن و مولیبدن) دارای نقطه ذوب بسیار بالایی هستند.تمایلی به چسبیدن به مس بریلیوم وجود ندارد.الکترودهای 13 و 14 قطبی نیز موجود است.مزیت فلزات نسوز عمر طولانی آنهاست.با این حال، به دلیل سختی چنین آلیاژهایی، ممکن است آسیب سطحی وجود داشته باشد.الکترودهای خنک شده با آب به کنترل دمای نوک و افزایش عمر الکترود کمک می کنند.با این حال، هنگام جوشکاری مقاطع بسیار نازک مس بریلیوم، استفاده از الکترودهای خنک شده با آب می تواند منجر به خاموش شدن فلز شود.

اگر اختلاف ضخامت بین مس بریلیم و آلیاژ با مقاومت بالا بیشتر از 5 باشد، به دلیل عدم تعادل حرارتی عملی باید از جوشکاری پروجکشن استفاده کرد.

جوشکاری طرح مقاومتی

بسیاری از مشکلات مس بریلیم در جوشکاری نقطه ای مقاومتی را می توان با جوشکاری طرح ریزی مقاومتی (RpW) حل کرد.به دلیل کوچک بودن منطقه تحت تأثیر گرما، می توان چندین عملیات را انجام داد.فلزات مختلف با ضخامت های مختلف به راحتی جوش داده می شوند.الکترودهای سطح مقطع وسیع تر و اشکال مختلف الکترود در جوشکاری پیش بینی مقاومتی برای کاهش تغییر شکل و چسبندگی استفاده می شود.رسانایی الکترود نسبت به جوشکاری نقطه ای مقاومتی مشکل کمتری دارد.معمولاً از الکترودهای 2، 3 و 4 قطبی استفاده می شود.هرچه الکترود سخت‌تر باشد، عمر طولانی‌تری دارد.

آلیاژهای مس نرم‌تر تحت جوشکاری مقاومتی قرار نمی‌گیرند، مس بریلیوم به اندازه‌ای قوی است که از ترک‌خوردگی زودرس برآمدگی جلوگیری می‌کند و یک جوش بسیار کامل ایجاد می‌کند.مس بریلیم را می توان در ضخامت های زیر 0.25 میلی متر نیز جوش داد.مانند جوشکاری نقطه ای مقاومتی، معمولاً از تجهیزات AC استفاده می شود.

هنگام لحیم کاری فلزات غیر مشابه، برجستگی ها در آلیاژهای رسانای بالاتر قرار می گیرند.مس بریلیم به اندازه کافی چکش خوار است تا تقریباً هر شکل محدب را سوراخ یا بیرون بزند.از جمله اشکال بسیار تیز.قطعه کار مس بریلیوم باید قبل از عملیات حرارتی تشکیل شود تا از ترک خوردن جلوگیری شود.

مانند جوشکاری نقطه ای مقاومتی، فرآیندهای جوشکاری پیش بینی مقاومت مس بریلیوم به طور معمول به آمپراژ بالاتری نیاز دارند.نیرو باید به طور لحظه ای انرژی داشته باشد و به اندازه ای بالا باشد که باعث شود برآمدگی قبل از ترک خوردگی ذوب شود.فشار و زمان جوش برای کنترل شکستگی برآمدگی تنظیم می شود.فشار و زمان جوشکاری نیز به هندسه ضربه بستگی دارد.فشار ترکیدگی باعث کاهش عیوب جوش قبل و بعد از جوش می شود.

حمل و نقل ایمن مس بریلیم

مانند بسیاری از مواد صنعتی، مس بریلیوم تنها در صورت استفاده نادرست برای سلامتی خطرناک است.مس بریلیم به شکل جامد معمولی، در قطعات نهایی و در اکثر عملیات های تولیدی کاملاً ایمن است.با این حال، در درصد کمی از افراد، استنشاق ذرات ریز ممکن است منجر به شرایط بد ریوی شود.استفاده از کنترل‌های مهندسی ساده، مانند عملیات هواگیری که گرد و غبار ریز ایجاد می‌کند، می‌تواند خطر را به حداقل برساند.

از آنجایی که مذاب جوش بسیار کوچک است و باز نیست، زمانی که فرآیند جوشکاری مقاومتی بریلیوم مس بریلیوم کنترل شود، خطر خاصی وجود ندارد.اگر پس از لحیم کاری نیاز به فرآیند تمیزکاری مکانیکی باشد، باید با قرار دادن کار در محیط ذرات ریز انجام شود.