اجزای جوش داده شده ساختارهایی هستند که از اتصال دائمی مواد فلزی جدا شده در سطح اتمی از طریق اعمال گرما یا فشار تشکیل می شوند. هسته اصل کار آن در شکستن رابط های اصلی مواد، ترویج انتشار اتمی و دستیابی به پیوند متالورژیکی است، در نتیجه چندین جزء مستقل را به یک ساختار یکپارچه با خواص مکانیکی کلی تبدیل می کند. درک این اصل به درک قوانین ذاتی حاکم بر طراحی، ساخت و استفاده از اجزای جوش داده شده کمک می کند.
ماهیت فرآیند جوشکاری، بازسازی مواد مبتنی بر انرژی-است. هنگامی که یک منبع گرمای خارجی (مانند قوس الکتریکی، لیزر یا شعله) روی ناحیه ای که قرار است جوش داده شود، عمل می کند، فلز در ناحیه تماس به سرعت تا نقطه ذوب یا نزدیک به آن گرم می شود و حوضچه مذابی را تشکیل می دهد. در این مرحله، اتمهای ماده پایه و ماده پرکننده انرژی جنبشی کافی برای غلبه بر مانع مشترک اولیه به دست میآورند، در محیط مایع پخش میشوند و مخلوط میشوند و در طی فرآیند خنکسازی و انجماد بعدی به ساختار دانهای پیوسته مرتب میشوند. این فرآیند نه تنها "اتصال" ماکروسکوپی را به دست میآورد، بلکه پیوندهای فلزی بین اتمی را در سطح میکروسکوپی ایجاد میکند و پتانسیل استحکام اتصال جوش داده شده را به مواد پایه نزدیک میکند یا حتی از آن فراتر میرود.
بر اساس تفاوت فرآیند، اجزای جوش داده شده را می توان بر اساس مکانیسم تشکیل آنها به سه نوع اصلی تقسیم کرد: جوشکاری ذوبی، جوشکاری تحت فشار و لحیم کاری. جوشکاری ذوبی شامل ذوب کامل فلز پایه و فلز پرکننده برای تشکیل یک حوضچه مذاب است که در نتیجه پس از انجماد یک اتصال یکپارچه ایجاد می شود. این روش برای اکثر سازه های فولادی و قطعات سنگین مناسب است. جوشکاری تحت فشار فشار قوی را، چه گرم شده یا گرم نشده، اعمال می کند تا جریان پلاستیک و پیوند اتم ها را در سطح تماس ایجاد کند. نمونه های معمولی عبارتند از جوشکاری مقاومتی و جوشکاری اصطکاکی که اغلب برای اتصال صفحات نازک یا فلزات غیر مشابه استفاده می شود. لحیم کاری از یک فلز پرکننده با نقطه ذوب کمتر از فلز پایه برای پر کردن شکاف استفاده میکند، که بر اساس عملکرد مویرگی برای خیس شدن و پیوند با فلز پایه، متکی است. این روش برای دستگاه های دقیق یا کپسوله کردن مواد غیر مشابه مناسب است.
عملکرد اجزای جوش داده شده به کیفیت متالورژیکی و وضعیت تنش ناحیه اتصال بستگی دارد. در حالت ایده آل، جوش و فلز پایه دارای یک انتقال مداوم در ترکیب و ریزساختار، تنش داخلی قابل کنترل و انتقال یکنواخت بار هستند. با این حال، در عمل، چرخه حرارتی میتواند باعث درشت شدن دانه، ریزساختار سخت شده یا تنش پسماند شود که نیاز به بهینهسازی از طریق پیشگرم کردن، پس-گرمایش و کنترل دمای بین گذری در طول فرآیند دارد. علاوه بر این، هندسه اتصال (مانند تقویت جوش و زاویه اریب) نیز بر توزیع تنش تأثیر می گذارد. طراحی مناسب می تواند خطر شروع ترک خستگی را کاهش دهد.
این نشان می دهد که اصل کار اجزای جوش داده شده شامل مداخله انرژی برای تسهیل پیوند سطح اتمی{0}}و یکپارچگی ساختار و عملکرد از طریق کنترل فرآیند به دست می آید. این مکانیسم نه تنها منبع ظرفیت باربری بالای آنها را نشان میدهد، بلکه جهت کنترل کیفیت را نیز نشان میدهد، که نیازمند بررسی جامع از متالورژی میکروسکوپی تا مورفولوژی ماکروسکوپی است و پشتیبانی نظری را برای کاربردهای مهندسی ارائه میکند.