جوشکاری آرگون

جوشکاری آرگون چیست؟ تورچ و الکترود تنگستن آرگون

جوشکاری آرگون چیست؟ تورچ و الکترود تنگستن آرگون

توضیح کاملی بر جوشکاری آرگون چیست؟ تورچ و الکترود تنگستن آرگون

جوشکاری آرگون یک فرآیند جوشکاری قوس الکتریکی پایداری است که از یک الکترود تنگستن غیر مصرفی و یک گاز بی اثر در قوس برای ایجاد جوش با کیفیت بالا استفاده می کند. در طول دهه 1940 زمانی که برای اولین بار برای جوشکاری آلیاژهای آلومینیوم و منیزیم در صنعت هوافضا مورد استفاده قرار گرفت، به موفقیت چشمگیری دست یافت.

در حالی که به عنوان راه حلی برای ساخت هواپیما شروع شد، جوشکاری TIG در نهایت به یک شتاب دهنده در صنایع مختلف تبدیل شد که کیفیت بی نظیری را ارائه می دهد. از آن زمان پیشرفت ها و نوآوری های زیادی در فناوری انجام شده است و این روند در بسیاری از موارد غیر قابل جایگزین شده است.

بنابراین، بدون حرف بیشتر، بیایید عمیق تر کاوش کنیم بر جوشکاری آرگون چیست؟ تورچ و الکترود تنگستن آرگون

جوشکاری تیگ چیست؟

جوشکاری با گاز بی اثر تنگستن که به آن Tungsten inert gas welding (GTAW) نیز گفته می‌شود، یک فرآیند جوشکاری است که قطعات فلز را از طریق جریان جوشکاری به یکدیگر متصل می‌کند.یک گاز بی اثر از طریق تورچ جوشکاری به سمت قطعه کار و نقطه جوشکاری هدایت می شود. 

این گاز در امتداد مسیر جوشکاری از فلز در برابر اکسیداسیون فلز و حوضچه جوشکاری محافظت می کند. یک الکترود تنگستن درون تورچ وجود دارد که سبب ایجاد قوس نیز می شود. این تنگستن دارای نقطه دوب بسیار بالایی دارد که در سبب می شود در زمان جوشکاری مصرف نشود.

جوشکاری تیگ گاهی اوقات با جوشکاری میگ اشتباه گرفته می شود. اگرچه آنها شباهت های خود را دارند، اما برخی از تفاوت های کلیدی وجود دارد که باید به آنها اشاره کرد.

نمونه ای از جوشکاری آرگون از کانال نماشا ابزار دلتا

 
 

تفاوت بین جوشکاری تیگ و میگ

تفاوت اصلی بین فرآیندهای جوشکاری co2 و آرگون این است که در جوشکاری تیگ از یک الکترود غیر مصرفی (تنگستن) و مواد پرکننده (فیلر) جداگانه (اختیاری) استفاده می شود. در حالی که میگ از یک سیم جوش قابل مصرف استفاده می کند که به طور خودکار به از تورچ به نقطه جوش تغذیه می شود.

جوشکاری تیگ اغلب هنگام اتصال لوله ها و مواد نازک انجام می شود. این به لطف ورودی حرارت کم آن است که ریزساختار فلزات را حفظ می کند. هنگامی که صحبت از مواد ضخیم تر می شود، جوشکاری میگ  (co2) ترجیح داده می شود. با توجه به هزینه کمتر آن در مقایسه با سایر فرآیندهای جوشکاری و توانایی آن برای جوشکاری با سرعت بالا، بسیاری از جوشکاری ها به استفاده از میگ برای تولید انبوه متوسل می شوند.

جوشکاری آرگون به ندرت پاشیدگی ایجاد می کند و معمولاً برای از بین بردن هرگونه تغییر رنگ فقط به پولیش سبک نیاز دارد. از نظر ظاهری جوشکاری تیگ، جوش تمیز تری نسبت به سایر جوشکاری ها دارد.

بسته به پروژه، استفاده از فلز پرکننده برای جوشکاری تیگ اختیاری است. هنگام تغذیه فیلر به حوضچه جوش، جوشکاران آرگون باید از هر دو دست استفاده کنند و گرمای ورودی را همزمان با پدال کنترل کنند. همه اینها باعث می شود که جوشکاری TIG فرآیندی بسیار چالش برانگیزتر از MIG باشد، جایی که سیم جوش به طور خودکار از تورچ به حوضچه جوش تغذیه می شود. اکثر جوشکاران معمولاً به عنوان اپراتور MIG شروع به کار می کنند و بعداً به جوشکار TIG تبدیل می شوند.

جوشکاری TIG صرفاً یک فرآیند plug-and-play (روشن کردن و شروع کردن) نیست. تفاوت اصلی که دستگاه جوشکاری TIG را از سایرین متمایز می کند، ویژگی های قابل تنظیم آن است، مانند جریان آمپر، مقدار پالس، خروجی AC/DC و جریان گازو… با تمام این عملکردهای قابل تنظیم و در دسترس، فرآیند جوشکاری TIG بسیار متنوع است.

نمایش 9 24 36

فرآیند جوشکاری آرگون

اولین مرحله در فرآیند جوشکاری آرگون این است که دستگاه را با تنظیمات مناسب مانند جریان و ولتاژ از طریق دستگیره های چرخان روی دستگاه تنظیم کنید. در مرحله بعد، فشار صحیح برای گاز در مخزن تغذیه باید از طریق یک تنظیم کننده جریان سنج تنظیم شود (رگلاتور مانومتر). تورچ تیگ نیز باید با توجه به نیاز پروژه با انتخاب الکترود تنگستن با قطر مناسب، کلت (کولت) و سایر قطعات انتخاب شود. بیش از هر چیز دیگری، داشتن ماسک جوشکاری استاندارد را در اولویت قرار دهید تا هنگام جوشکاری دید واضحی داشته باشید.

پس از انجام تمام کارهای آماده سازی، زمان جوش دادن فلزات به یکدیگر است. چندین چیز باید در نظر گرفته شود تا جریان یکنواخت عملیات تضمین شود: طول قوس، سرعت حرکت، زاویه مشعل، و سایر اقدامات احتیاطی و محافظتی. جوش‌های TIG می‌توانند مهره‌های جوش را بدون مواد پرکننده اجرا کنند و فقط فلزات پایه را ذوب کنند (همجوشی)، اما در صورت نیاز پروژه می‌توانید از آن با میله های پرکننده یا کویل های فلزی استفاده کنید.

جزئیات مهم در حین کار جوشکاری آرگون

  • هنگام استفاده از تورچ برای جلوگیری از تجمع هوا که باعث ایجاد تخلخل در مهره می شود، یک زاویه رو به جلو مناسب لازم است.
  • برای کنترل بهینه باید یک قوس کوتاه حفظ شود. با افزایش طول قوس، قوس الکتریکی عریض می شود.
  • سرعت ثابت کلید حفظ یک مهره (اتصال جوش) ثابت است. افزایش سرعت باعث باریک شدن مهره جوش می شود.
  • از برخورد الکترود تنگستن با حوضچه جوشکاری جلوگیری کنید
  • اندازه فلز پرکننده باید صحیح باشد و فرآیند تغذیه آن به جوش با کنترل مناسب انجام شود.
  • شکل نوک الکترود تنگستن باید همیشه ثابت باشد. می توان آن را با صفحه سنگ یا دستگاه مخصوص دوباره تیز کرد.

مواد در جوشکاری تنگستن

جوشکاران TIG می توانند از مجموعه ای از مواد استفاده کنند. برخی از مواد پایه ذکر شده برای جوشکاری قوس تنگستن عبارتند از:

  • آلومینیوم
  • برنج
  • برنز
  • فولاد کربن
  • فلز مس
  • طلا
  • منیزیم
  • فولاد نرم
  • نیکل
  • فولاد ضد زنگ (استیل)
  • فولاد تیتانیوم
  • آلیاژهای مختلف

باید در نظر داشته باشید که فرآیند جوشکاری آرگون برای هر ماده کمی متفاوت است. تغییرات می تواند از اندازه قطر الکترود تا قوس الکتریکی اعمال شده در مواد متغیر باشد. بسیار مهم است که الکترود قطر صحیحی داشته باشد و آمپر اعمال شده صحیح باشد. هرچه جریان کمتر باشد، زاویه نوک و قطر الکترود کمتر می شود.

الکترود تنگستن غیر مصرفی

در این فرآیند تنگستن به عنوان ماده اصلی استفاده می شود. زیرا این عنصر فلزی کمیاب در مقایسه با سایر فلزات (به عنوان مثال فولاد ضد زنگ دارای نقطه ذوب 1400 تا 1530 درجه سانتیگراد) ذاتاً دمای ذوب بالایی دارد (3422 درجه سانتیگراد). تنگستن رسانایی الکتریکی عالی را بدون مقاومت ارائه می دهد. با این حال، فرسایش همچنان می تواند در نوک در طول روش جوشکاری قوس فلزی محافظ رخ دهد.

بسته به نوع جوش، الکترودهای تنگستن را نیز می‌توان برای بهبود خواص آنها دارای آلیاژ کرد. در اینجا چند نمونه رایج آورده شده است:

الکترود تنگستن آرگون

الکترود تنگستن خالص (سبز) :

خالص ترین نوع الکترود تنگستن، تنگستن سبز می باشد. این تنگستن در زمان استفاده از جریان AC قوس پایداری ارائه می کند. تنگستن سبز مناسب برای فلزات سبک می باشد. به دلیل نداشتن آلیاژ به نسبت دیگر تنگستن ها به حرارت واکنش بیشتری نشان می دهند.

الکترود تنگستن دارای توریم: الکترود تنگستن های توریم دار شامل تنگستن زرد با 1 درصد، قرمز 2 درصد و بنفش دارای 3 درصد هستند. استفاده از این تنگستن ها در صنایع جوشکاری بسیار رایج است. این تنگستن ها قوس را به خوبی برقرار می کنند و با جریان DC عملکرد بسیار خوبی دارند. برای جوشکاری های طولانی انتخاب بسیار مناسبی هستند.

با این حال توریم دارای رادیواکتیو است که می تواند به سلامتی انسان آسیب جدی وارد کند. یکی از موارد بسیار مهم در کار کردن با تنگستن توریم دار، در محیط کار باید یک سیستم خروج دود و گرد و غبار جوشکاری وجود داشته باشد چون می توان در طولانی مدت سبب آسیب به سیستم تنفسی و حتی سرطان شود.

الکترود تنگستن لانتان دار: تنگستن آلیاژ شده با اکسید لانتانیوم، یک تنگستن غیر رادیواکتیو است. تنگستن مشکی 1 درصد، طلایی 1.5 درصد و آبی دارای 2 درصد آلیاژ لانتان می باشند. این تنگستن دارای ویژگی پایداری قوس عالی با فرسایش کم می باشد. تنگستن های دارای لانتان کارایی کمتری به نسبت تنگستن های دارای توریم می باشد ولی عوارض و آسیب برای اپراتور ندارند.

الکترود تنگستن دارای سریوم: از تنگستن های دارای سریم می توان به تنگستن خاکستری یا همان تنگستن طوسی اشاره کرد. این تنگستن برقراری قوس بسیار خوبی دارد اما به نسبت الکترود دارای لانتان ظرفیت جریان کمتری دارند.

الکترود تنگستن دارای زیرکونیم: از تنگستن های دارای زیرکونیم می توان به تنگستن سفید با 0.7 تا 0.9 زیرکونیم اشاره کرد. این آلیاژ دارای مقاومت بسیار زیادی در برابر آلودگی دارد و عمر کاری بالایی دارد. تنگستن سفید قوس بسیار پایداری تولید می کند پس باعث بالاتر رفتن کیفیت نتیجه کار می شود.

گاز بی اثر

گاز محافظ بی اثر یا گاز محافظ خنثی از طریق تورچ آرگون به حوضچه جوش هدایت می شود تا حوضچه و نقطه جوش را از آلودگی جوی پاک نگه دارد. جریان گاز محافظ برای محافظت از گودال جوش در برابر اکسیداسیون و ناخالصی های جو در حالی که فلزات ذوب شده و همراه با میله پرکننده (فیلر) ذوب می شوند ضروری است.

رایج ترین گاز محافظ مورد استفاده برای این فرآیند گاز آرگون است. سایر ترکیبات هیدروژن و آرگون و مخلوطی از هلیوم و آرگون زمانی که سایر عوامل در نظر گرفته می شوند (به عنوان مثال فلزات مورد جوش، سرعت جوشکاری، نفوذ مواد و غیره) استفاده می شود.

تورچ جوشکاری آرگون

تورچ جوشکاری دستی یک ابزار مکانیکی است که در ذوب و جوش فلزات تخصص دارد. بسته به کاربرد آن انواع مختلفی دارد:

تورچ های آرگون هواخنک فقط یک ورودی گاز دارند و برخلاف تورچ های آرگون که با آب خنک می شوند بیشتر مستعد گرم شدن بیش از حد هستند. این تورچ مناسب جوشکاری فلزات نازک و پروژه های کوچک می باشد.

تورچ های آرگون آبخنک کننده دارای ورودی گاز هستند در حالی که دارای ورودی و خروجی برای خطوط آب نیز هستند. این یک مزیت برای پروژه های بزرگتر است که نیاز به خنک کنندگی بیشتری دارند.

نمایش 9 24 36

منبع انرژی یا دستگاه جوش آرگون

یکی از موارد مهم در جوشکاری آرگون انتخاب درست منبع تغذیه یا همان دستگاه جوش آرگون می باشد. انتخاب این دستگاه بسته به نوع تورچ، نوع تنگستن، نوع کار، نوع جریان و… انتخاب می شود. برخی از دستگاه ها این ویژگی را دارند تا شما بتوانید نوع جریان خود را بین جریان AC و DC تغییر دهید.

مزایای جوشکاری آرگون

  • جوشکاری آرگون را می توان بر روی مجموعه وسیعی از فلزات و آلیاژهای مختلف انجام داد.
  • جوشکار تیگ دارای بسیاری از عملکردهای قابل تنظیم است که برای عملیات خاص مناسب است.
  • قابل استفاده برای انواع مختلف ضخامت فلز و جوشکاری پیچیده فلزی. اگرچه برای فلزات واقعاً ضخیم، جوشکاری co2 یا جوش الکترود ترجیح داده می شود.
  • یک الکترود تنگستن غیر مصرفی و یک قوس پایدار امکان کنترل بیشتر و ایجاد جوش های با کیفیت بالا را فراهم می کند.
  • در این فرآیند جوش تنگستن از گازهای ایمن استفاده می شود، در نتیجه عیوب جوش کمتری دارد.
  • جوشکاری آرگون را می توان در زوایای نامناسب انجام داد.
  • مشاهده قطعه کار آسان است زیرا گاز محافظ بی رنگ با حداقل دود تشکیل شده است.

معایب جوشکاری TIG

  • جوشکاری آرگون به مهارت زیادی از اپراتور نیاز دارد.
  • زمان جوش در مقایسه با سایر روش های جوشکاری به طور قابل توجهی طولانی تر است.
  • استفاده از قطبیت اشتباه می تواند به راحتی مهره جوش را آلوده کند.
  • در صورت عدم کنترل حرارت ورودی، استحکام کلی جوش کاهش می یابد. این نیز بر ریزساختار فلزات تأثیر منفی می گذارد.
  • در مقایسه با سایر روش های جوشکاری، تجهیزات و گازهای بی اثر گران تر هستند.
بازگشت به لیست