در دهه ‎۱۹۵۰ میلادی به دلیل کمبود منابع فلز و نیز مشکلات استفاده از مصنوعات‌ فلزی‌ در ساخت لوله ها به علت دشواری حمل و نقل و همچنین خوردگی، پلی اتیلن ها ساخته شدند. به دنبال آن، الکتروفیوژن‌ها‎ نیز به منظور اتصالات پلی اتیلن‌ها‎ بوجود آمدند که روش جوشکاری الکتروفیوژن روش اتصال سریع، آسان و مطمئن با عایقبندی کامل در مقابل هرگونه نشتی و نفوذ و همچنین مقاوم در برابر زلزله و رانش زمین می‎باشد.
تعریف الکتروفیوژن

جوشکاری الکتروفیوژن درواقع اتصالاتی است که در خطوط آبرسانی و خطوط لوله انتقال گاز قابل استفاده می‎باشد. در اتصالات الکتروفیوژن روش حرارت دهی در مقایسه با روشهای جوش(butt fusion )متفاوت است و از جریان برق برای تولید حرارت استفاده می شود. این روش به دلیل ایمنی بسیار بالا تنها نوع مورد تأیید استاندارد IGS برای اتصالات خطوط انتقال گاز محسوب می‎شود.

در جوشکاری الکتروفیوژن محدودیت روش جوش لب به لب که در پلی اتیلن صوت می‎گرفت، وجود ندارد. همچنین اتصال لوله‌های پلی اتیلن نیز با جوشکاری الکتروفیوژن با ایمنی بالا امکان‎پذیر می‎باشد. در کنار ایمنی این روش، از دیگر مزایای الکتروفیوژن سرعت بالا، تمیزی اتصال و اطمینان کار است. همچنین تجربه نشان داده است که اتصال لوله‌های پلی اتیلن با جنس های مختلف پلی اتیلن نیز در این روش مقدور است. درواقع جوشکاری الکتروفیوژن روشی مطمئن برای اتصالات پلی اتیلن محسوب می‎شود. دراین روش از اتصالات خاصی که دارای سیم مقاومت الکتریکی برای ایجاد گرما می‎باشد، استفاده می‎گردد. به عبارت دیگر، در جوشکاری الکتروفیوژن از کوپلر الکتروفویژن استفاده می‎شود. کوپلرها ‎قطعاتی از جنس پلی اتیلن و به شکل لوله هستند که درون آن‌ها‎ المنت حرارتی قرار دارد. کوپلر همچون یک غلاف، دو سر لوله یا اتصالاتی که قرار است به یکدیگر متصل شود، را در بر می‎گیرد. دو سر کوپلر با اتصال به جریان الکتریسیته و پلاستیک لوله‌ها‎ را ذوب می‎کند. کوپلر حرارت ایجاد شده در دو سر اتصال مورد نظر را نیز ذوب کرده و در نهایت به صورت یک غلاف آن دو را در بر می‎گیرد. بعدازاین مرحله، اتصال به پایان رسیده جریان الکتریسیته بصورت خودکار قطع و محل اتصال سرد می‎شود و سپس گیره‌ها‎ی فلزی کوپلر را از قطعات جدا میسازند.
دستگاه الکتروفیوژن

دستگاه الکترو‌فیوژن جهت جوشکاری‌ بصورت اتوماتیک عمل می‎کند. ابعاد دستگاه الکترو‌فیوژن در حدود‌ ۴۰ * ۳۰ *۳۰ ‎سانتیمتر می‎باشد. دستگاه الکتروفیوژن دارای‌ یک صفحه دیجیتالی ‌و یک قلم نوری است که این قلم‌ قابلیت محاسبه اطلاعات و بارکد روی ولتاژ‌ را دارد. همچنین توانایی دارد در عین برقراری اتصال، در زمان پایان کار بصورت خودکار جریان الکتریسیته را قطع نماید.
ویژگیهای سیستم هوشمند دستگاه جوش الکتروفیوژن
• عدم جوشکاری در نوسات برق ( ولتاژبالا و یا افت ولتاژ )
• طراحی برتر اتصالات-افزایش یکپارچگی اتصالات
• کنترل اتوماتیک-کاهش خطا بالقوه اپراتور
• بازیابی اطلاعات بصورت کامپیوتری-تضمین کنترل کیفیت
• سازگاری بین الکتروفیوژن و دیگر سیستم های الکتروفیوژن بواسطه ی سیستم بارکد خوان کامپیوتری
• نصب اسان-از طریق کاربرد ابزارآلات عملی روتنگران
• استانداردهای بالا-از طریق جدیدترین روشهای تست محصول این اطمینان داده میشود.
• قابليت استفاده براي لوله و اتصالات تا سايز ١٢٠٠ ميليمتر جهت مصارف آب و گاز
• امکان اتصال به چاپگر و اتصال به رایانه
• جنس بدنه دستگاه فلزي سبب ميشود استحكام بالاتري در برابر ضربات ناشي از سقوط داشته باشد.
کاربردهای الکترو فیوژن

۱. در خطوط انتقال نفت، آب، گاز و فاضلاب ویژه لوله‌ها‎ی پلی اتیلن PE۱۰۰ - PE۸۰ – ۶۳PE
۲. اتصالات لوله‌ها‎ی تک جداره گازرسانی، آبرسانی، دوجداره کاروگیت‎دار و ....
نوع اتصالات پلي‌اتيلن
۱) بوشن يا كوپلر
۲) ريديوس ‌يا تبديل
۳) درپوش‌يا پك
۴) سه‌راهي
۵) زانو
۶) زين( اين اتصالات براي انشعاب‌ استفاده مي‌شود المنت‌ در اتصال زين در سطح خارجي‌قرار دارد.)
۷) تي‌اف (TF ) از اين اتصال براي متصل‌كردن شبكه فولادي‌و پلي‌اتيلن استفاده مي‌شود.
۸) شير ( Valve )

مراحل جوشکاری الکتروفیوژن

جوشکاری و اتصالات پلی اتیلن با دستگاه الکتروفیوژن شامل مراحل زیرمی‌باشد:
۱) ابتدا دستگاه الکتروفیوژن و لوله‎هایی که قرار است بهم متصل شوند را با دقت بررسی مینماییم.
۲) دو سر لوله‌ها‎ را به صورت گونیا برش می‎دهیم.
۳) محل اتصال می‎بایست با استفاده از( Scraper یک ابزار همراه با دستگاه الکتروفیوژن) تراش داده شود.
۴) قسمت تراشیده شده لوله باید با موادی مانند ایزو پروپانول تمیز گردد.
۵) محل اتصال بر روی لوله، را مشخص مینماییم.
۶) لوله‌ها‎ را به یکدیگر متصل میکنیم.
۷) لوله‌ها‎ را به طور دقیق و صحیح درون گیره مخصوص قرار می‎دهیم.
۸) فیش‌ها‎ی دستگاه الکتروفیوژن را به دو ترمینال و سپس جریان برق‌ متصل کرده‌ و دستگاه را روشن می‎کنیم.
۹) زمان سرد شدن ‎را یادداشت کرده و سپس ‎گیره‌ها را باز می‎نماییم.
۱۰) در آخر لوله را تمیز میکنیم.
تفاوت جوش الکتروفیوژن با جوشکاری ذوبی حرارتی
همانطور که گفتیم جوش الکتروفیوژن با روش جوشکاری ذوبی حرارتی(butt fusion) متفاوت است و آن شیوه گرم کردن محل اتصال است.در روش جوشکاری ذوبی حرارتی, از ابزارهای حرارتی برای گرم کردن سطح لوله و اتصالات پلی اتیلن استفاده میشود ولی در جوش الکتروفیوژن حرارت به شکل داخلی و از طریق جریان الکتریکی ایجاد میگردد. در لوله‌های پلی اتیلن, استحکام جوش ایجاد شده به روش الکتروفیوژن, بیشتر از جوش ذوبی سر به سر است.کوپلینگ الکتروفیوژن, از اتصالات رایج برای متصل نمودن دو لوله پلی اتیلن به یکدیگر به شمار میرود.

مزایای اتصالات الکتروفیوژن

• ایمنی بالا و حذف موانع و تعمیرات با جوش الکتروفیوژن
• سهولت و سرعت عمل در اجرا و صرفه جویی در زمان اجرا
• مقاومت بالا در زلزله و تنش های محیطی
• مقاومت شیمیایی بالا
• انعطاف پذیری بالا
• مصون از خوردگی
• مقاومت در برابر فشار و ضربه
• سهولت در نصب که موجب جلوگیری از خطای احتمالی مجریان می گردد
• حذف هدر رفتن گاز و آب در شبکه های گازرسانی و آبرسانی
• سطح جوش صاف
• سهولت در تمیز کاری
• جلوگیری از نفوذ آلودگی به منطقه جوشکاری
• جلوگیری از موانع و خسارات

در عملیات جوش الکتروفیوژن رعایت نکات زیر لازم می باشد

• پخش کردن حرارت به صورت یکنواخت در طول جوش
• کنترل درجه حرارت و فشار قسمت ذوب شده
• عدم آسیب به سیم پیچ کوپلر
• دقت وحفاظت لازم قبل، در حین و بعد از انجام اتصال
• در نظر گرفتن زمان مناسب برای الکتروفیوژن
• بریدن لوله به صورت عمود بر محور و تمیز کردن زبری‌ها با سمباده
• پاک کردن هر نوع کثیفی از روی لوله
• تمیز کردن قسمت تراشیده شده لوله با مواد مناسب (مانند ایزو پروپانول)
• ضرورت استفاده از گیره، برای هر اتصال از این نوع، جهت نگهداری مجموعه
• انجام کنترل‌های لازم با توجه به مشخصه‌های مورد نیاز از نظر ولتاژ و زمان جوش
• باقی ماندن سیستم اتصال در داخل گیره، تا گیرایش کامل

انواع آزمایشات جهت تست جوش

a تست تركيدگي‌ سريع :در این تست يكي از اتصالات جوشكاري برش زده مي شود و يك سر آن كپ‌خورده و از سر ديگر آن آنقدر آب به اتصال تزريق‌میشود تا باعث‌تركيدگي گردد اگر تركيدگي‌ در لوله باشد‌ جوش مورد قبول است و چنانچه در اتصال باشد، رد مي‌شود.
b تست هيدروستاتيك : در اين تست ،جوش را وارد يك حمام آب گرم در ۸۰c مي‌كنند و آب را تا فشار ۲۰ psi وارد کرده و تا ۱۶۴ ساعت در حمام نگهداري مي‌كنند و سپس تركيدگي‌ بررسی میگردد.