پیوستن یک دسته بسیار گسترده از فرآیندهای مهندسی است. Joining، همانطور که از نام آن پیداست، به سادگی به فرآیند اتصال اجزا به یکدیگر اشاره دارد. اجزاء می توانند مواد مشابه یا متفاوتی داشته باشند و دوام اتصال می تواند موقت یا دائمی باشد.
ما هر روز در زندگی‌مان با نمونه‌هایی از اجزای متصل به هم مواجه می‌شویم: از چسب‌هایی که ظروف غذای پلاستیکی و مقوایی ما را در کنار هم نگه می‌دارند، تا درپوش‌های رزوه‌دار که نوشیدنی‌هایمان را در بطری‌هایمان نگه می‌دارند، از لحیم کاری و لحیم کاری که ابزارهای الکترونیکی ما را قادر می‌سازد تا کار کنند، تا جوش‌ها، چسب‌ها و بست‌هایی که ماشین‌های ما را در کنار هم نگه می‌دارند. بدون توانایی پیوستن به اجزا، نمی‌توانیم از فناوری‌ها و تجملاتی که هر روز بدیهی می‌دانیم لذت ببریم.
در یک مفهوم بسیار کلی، 3 نوع اصلی فرآیند پیوستن وجود دارد که هر کدام بسته به کاربرد مزایا و معایب خاص خود را دارند. مقایسه 3 نوع اصلی فرآیندهای پیوستن را می توان در آن مشاهده کرد میز 1.
| روند | دوام (1 = موقت، 10 = دائمی) |
مثال ها | استحکام – قدرت (1 = ضعیف، 10 = قوی) |
|
 |
چسب پیوند (چسب ها) |
1-8 | نوار، چسب، درزگیرها و غیره |
1-8 |
 |
مکانیکی چفت و بست (بسته ها) |
1-5 | مهره و پیچ و مهره، پیچ، گیره، پین و غیره |
1-9 |
 |
فیوزینگ / ادغام |
8-10 | جوشکاری، لحیم کاری، شیشه فیوزینگ و غیره |
6-10 |
جدول 1 – نمونه هایی از فرآیندهای پیوستن
عواملی که باید در هنگام انتخاب فرآیند پیوستن در نظر گرفته شوند
هنگام انتخاب فرآیند پیوستن مناسب، فاکتورهای زیادی باید در نظر گرفته شود و سؤالاتی مطرح شود، از جمله، اما نه محدود به:
1) موادی که باید به هم متصل شوند
آیا مواد یکسان هستند یا متفاوت؟ اگر متفاوت است، چه تفاوت هایی وجود دارد؟ آیا یکی قادر به پذیرش جوش یا حفاری است، در حالی که دیگری نمی تواند؟ آیا یکی متخلخل است در حالی که دیگری متخلخل نیست؟ آیا یکی شکننده است در حالی که دیگری انعطاف پذیر است؟ آیا یک ماده بسیار قوی تر از دیگری است؟
2) دوام (دوام)
آیا می‌خواهیم مفصل موقتی باشد به طوری که بتوان آن را خارج کرد یا بعداً در موقعیت دیگری قرار داد؟ اگر بخواهیم حذف یا تغییر موقعیت دهیم، چند بار می توان این کار را قبل از از کار افتادن مفصل انجام داد؟ اگر می‌خواهیم مفصل دائمی باشد، آیا برایمان مهم است که در صورت برداشتن مفصل، مواد باید از بین برود؟
3) استرس های مواجه شده
آیا ناحیه اتصال تحت برش، کشش، فشار و غیره قرار می گیرد؟ آیا ما آرزو داریم که اتصال به اندازه موادی که در حال اتصال است محکم باشد؟
4) عوامل محیطی
آیا مفصل در معرض گرما، سرما، باران، گرد و غبار، روغن و غیره قرار می گیرد؟
5) آماده سازی سطح
آماده سازی مواد برای اتصال برای فرآیند اتصال چقدر دشوار است؟ آیا یکی یا دیگری نیاز به آسیاب یا سمباده زدن، تمیز کردن، آماده سازی، سوراخ کردن، ضربه زدن و غیره دارد؟
6) ظاهر نهایی
آیا مهم است که مفصل دیده شود یا نامرئی باشد؟ آیا اتصال باید بدون درز باشد؟
7) نگهداری / تعمیر
هر چند وقت یکبار اتصال و/یا اجزای متصل شده نیاز به نگهداری، تعمیر، تعویض و غیره دارند؟ اگر تعمیر و نگهداری لازم باشد اما انجام نشود، آیا خرابی مفصل فاجعه بار خواهد بود؟
8) هزینه و برنامه
بودجه برای پیوستن به مصالح چقدر است؟ آیا چارچوب زمانی یا برنامه زمانی وجود دارد که باید به آن پایبند بود و آیا زمان لازم برای پیوستن به مواد با برنامه مطابقت دارد؟
محدود کردن انتخاب فرآیند
پس از در نظر گرفتن این عوامل و پاسخ به سؤالات قابل اجرا، می‌توانیم نوع فرآیند پیوستن را محدود کنیم. با این حال، باید متوجه باشیم که در حالی که بسیاری از این عوامل و سوالات بدون توجه به فرآیند پیوستن مورد استفاده باید در نظر گرفته شوند، سایرین منحصر به فرآیند خاص هستند. علاوه بر این، باید بدانیم که در برخی موارد، بیش از یک فرآیند پیوستن برای یک برنامه خاص کار خواهد کرد. برای مثال، می‌توانیم یک عکس را با چسب پوستر «پوست و چوب» آویزان کنیم یا می‌توانیم آن را با میخ یا پیچ آویزان کنیم. هر دو برای این کار مفید هستند، اما انتخاب نهایی را می توان بر اساس استحکام، طول عمر، تمایل به جابجایی یا تغییر موقعیت تصویر، آسیب به زیرلایه (در این مورد، دیوار) و غیره تعیین کرد.
با این حال، فریب نخورید و فکر نکنید که با انتخاب یکی از 3 فرآیند پیوستن، فرآیند تصمیم گیری به پایان رسیده است. انتخاب های بی شماری در هر یک از 3 فرآیند اصلی وجود دارد:
مثال 1: فرض کنید تصمیم گرفته ایم که می خواهیم اجزا را با استفاده از Adhesive Bonding به یکدیگر متصل کنیم. آیا از چسب استفاده می کنیم یا چسب؟ اگر از چسب استفاده می کنیم، آیا از چسب سریع خشک شونده استفاده می کنیم یا از چسبی با زمان پخت بیشتر؟ آیا ما باید بتوانیم اجزا را تغییر مکان دهیم؟ آیا از سیمان لاستیکی، چسب المر، چسب گوریلا، چسب دیوانه یا نوع دیگری استفاده می کنیم؟ آیا از اپوکسی استفاده می کنیم؟ آیا می توانیم از درزگیر استفاده کنیم؟
مثال 2: اکنون می خواهیم از بست های مکانیکی برای اتصال چیزی استفاده کنیم. آیا باید از مهره و پیچ، گیره یا پین استفاده کنیم؟ در صورت استفاده از مهره و پیچ و مهره، آیا نیاز به سوراخکاری و ضربه زدن داریم؟ Hex، Allen، Phillips، یا هر رابط سر دیگری؟ چه موادی برای اتصال دهنده ها مناسب است؟ اگر فلز است چه نوع فلزی؟ آیا به روکش (گالوانیزه و غیره) نیاز داریم؟ آیا ما از اندازه های متریک یا امپریال ایالات متحده (با نام مستعار “استاندارد” یا انگلیسی) استفاده می کنیم؟ رشته یا نخ خوب؟ درجه 2، درجه 8، یا درجه دیگری؟ چه اندازه سر پیچ می خواهیم؟ آیا ما به یک مهره قفلی نیاز داریم یا یک مهره شش گوش سنتی کافی است؟ آیا ما به واشر نیاز داریم؟
مثال 3: در نهایت، ما تصمیم گرفتیم که می خواهیم مواد را با هم ذوب کنیم. آیا لحیم کاری، لحیم کاری، جوشکاری یا فیوز می کنیم (مثلاً در مورد ذوب شیشه)؟ در صورت جوشکاری، آیا از MIG، TIG، SMAW یا سایر فرآیندهای جوشکاری استفاده می کنیم؟ آیا ما نیاز به عملیات حرارتی مواد داریم و این چه تاثیری بر جوش دارد؟ عملیات حرارتی قبل از جوشکاری چه تاثیری بر مواد در مقایسه با بعد از جوش دارد؟
در حالی که دیدن همه این متغیرها در اینجا به صورت چاپی ممکن است انتخاب یک فرآیند پیوستن را یک کار دلهره آور به نظر برساند، اما می توان با در نظر گرفتن 3 قانون ساده، آن را تا حدودی ساده و محدود کرد. به یاد داشته باشید که اگرچه ممکن است استثناهایی برای قوانین و برنامه‌های همپوشانی برای فرآیندها وجود داشته باشد، مراجعه به جدول 1 به ما کمک می‌کند تا استثناها را بشناسیم و سپس مدیریت کنیم.
خلاصه – قوانین اساسی
قانون 1 – برای اتصالات موقت، چسباندن چسب یا چسباندن مکانیکی به ذوب / ذوب ترجیح داده می شود.
قانون 2 – چسباندن و ذوب مکانیکی / ذوب معمولاً اتصالات قوی‌تر و دائمی‌تری نسبت به باند چسب ایجاد می‌کند (به استثنای – اپوکسی‌ها و چسب‌های دائمی مانند چسب «دیوانه» می‌توانند اتصالات بسیار قوی و تقریباً دائمی ایجاد کنند. همچنین چسب‌های مورد استفاده بر روی بسترهایی مانند برچسب‌ها یک پیوندی که به احتمال زیاد پس از برداشتن برچسب را از بین می برد).
قانون 3 – برای قطعاتی که به منظور تعمیر و نگهداری یا تعویض نیاز به جداسازی دارند، معمولاً بست مکانیکی ترجیح داده می شود.
همانطور که می بینیم، انتخاب فرآیند اتصال مناسب برای کار در دست نیاز به دقت لازم از جانب مهندس دارد تا اطمینان حاصل شود که نیازهای کاربردی برآورده شده و اتصال از کار نمی افتد. ارتباط با مشتری برای تعریف و درک الزامات خاص و پرسیدن سوالات قابل اجرا مطمئناً به هدایت فرآیند تصمیم گیری کمک می کند.