جوشکاری tig

عمل ایجاد پیوند بین اتم­های دو جسم را جوشکاری می­گویند. این پیوند می­تواند بین دو فلز هم­جنس یا غیر هم­جنس، بین فلز یا غیر فلز و یا بین دو ماده غیر فلزی انجام شود. جوشکاری از نظر ذوب به دودسته تقسیم می­شود.

1. جوشکاری ذوبی : با استفاده از حرارت لبه­های اتصال ذوب شده و جوشکاری انجام می­شود.
2. جوشکاری غیر ذوبی: بدون ذوب لبه اتصال جوشکاری انجام می­شود.

انواع اتصال عبارتند از: لب به لب، روی هم، گوشه­ای، سپری و لبه­ای. منابع حرارتی در عمل جوشکاری، بصورت شیمیایی، نوری و الکتریکی ایجاد می­شوند. جوشکاری اکسی گاز به هر نوع احتراق گاز سوختنی با اکسیژن که به عنوان یک منبع گرمایی برای جوشکاری باشد، اطلاق می­گردد. در این روش با استفاده از شعله حاصل از سوختن گاز با اکسیژن، جهت ذوب فلز پایه و سیم جوش استفاده می­گردد. این جوشکاری دارای مزیت­هایی نظیر ارزان قیمت بودن تجهیزات، قابل حمل و نقل، امکان لحیم­کاری نرم وسخت و… می­باشد و همچنین معایب آن عبارتند از کم بودن سرعت جوشکاری، حرارت بالا، وجود انفجار و برای هر فلزی مناسب نیست. گازهای مصرفی در جوشکاری اکسی گاز شامل گاز سوختنی و گاز عامل اشتعال می­باشد. کپسول­های مورد استفاده برای ذخیره گاز نیز در انواع کپسول اکسیژن و کپسول استیلن وجود دارند.

وظیفه مشعل جوشکاری این است که گاز اکسیژن و گاز سوختنی را به میزان معینی باهم مخلوط نموده و آن را با سرعت بیشتر از سرعت احتراق گاز از سر مشعل خارج می­سازد. مشعل جوشکاری از قسمت­های مختلفی از جمله شیر اکسیژن و استیلن، دسته مشعل، لوله اختلاط و نازل تشکیل شده است. مشعل­ها بر دو نوع فشار قوی و فشار ضعیف می­باشند. بسته به میزان گاز سوختنی به گاز اکسیژن، شعله­هایی نظیر شعله احیا کننده، شعله اکسید کننده و شعله خنثی حاصل می­شود.

دستگاه جوشکاری به دو دسته مولدها و مبدل­ها تقسیم می­شوند، مولدها جریان مورد نیاز خود را تولید نموده و در مکان­هایی که برق شهری در دسترس نباشد استفاده ­می­گردد، اما مبدل­هی جریان برق شهری را به جریان مورد نیاز جوشکاری تبدیل می­کنند. همچنین دستگاه­هایی نظیر ترانسفورماتور، ترانس رکتیفایردار و دستگاه اینورتور نیز از دستگاه­های جوشکاری به حساب می­آیند. بر روی دستگاه­ها یک پلاک آلومینیومی وجود دارد که اطلاعات مختلفی روی آن حک شده است که یکی از موارد شناسایی نوع دستگاه می­باشد.

ترانس:                                                                موتر ژنراتور:            G                   M

اینورتور:                                                                    رکتیفایر:

در جوشکاری با برق مستقیم دو نوع اتصال، اتصال با قطب مثبت واتصال با قطب معکوس بکار می­رود. در اتصال با قطب مستقیم، قطب مثبت به قطعه و قطب منفی به الکترود متصل می­شود. در اتصال با قطب معکوس، الکترود به قطب مثبت و قطعه به قطب منفی متصل می­شود. اما در جریان متناوب به دلیل اینکه جهت جریان عوض می­شود قطب مثبت و منفی معنایی ندارد. مزایای دستگاه جریان مستقیم عبارتست از:

• خطر کمتر
• مناسب برای جوشکاری در محل تنگ و باریک و مرطوب
• انتخاب قطب به دلخواه
• مناسب برای انواع الکترود

مزایای دستگاه جریان متناوب عبارتست از:

• هزینه نگهداری پایین
• ضریب بهره الکتریکی بیشتر
• هزینه مصرف برق کمتر
• سرمایه اولیه برای تهیه دستگاه کمتر است.

 مدت زمانی که در یک آمپر مشخص می­توان با دستگاه جوشکاری نمود، سیکل کاری می­گویند که بر مبنای ده دقیقه می­باشد. دو نوع نمودار ولت-آمپر در دستگاه جوشکاری استفاده می­شود که عبارتند از:

• نمودار ولت آمپر نزولی : در این دستگاه با تغییرات طول قوس توسط جوشکاری مقاومت قوس تغییر کرده و باعث نوسان در ولتاژ آمپر می­شود. مانند دستگاه جوشکاری تیگ و پلاسما
• نمودار ولت آمپر ولتاژ ثابت : در این دستگاه تغییرات طول قوس سریعا جبران شده و قوس اثر خود تنظیمی دارد. مانند دستگاه جوشکاری زیر پودری

قوس شامل ستونی است که گازهای یونیزه شده هادی جریان الکتریسیته­اند. ستون قوس بین دو قطب به سه ناحیه تقسیم می­شود که از نظر خواص فیزیکی متفاوتند. فضای اطراف کاتد مثبت و فضای اطراف آند منفی است و فضای بین این دو که شامل ستون قوس است، بیشتر فضای مثبت و منفی را اشغال می­کند. شیوه کار قوس بدین صورت است که الکترون­ها از فلز ساطع می­شوند و در فضای بین دو قطب سرعت می­گیرد و این الکترون­ها  به مولکول­ها در ستون قوس برخورد کرده و دمای آن بالا می­رود و گازها یونیزه شده و هادی جریان می­شوند. شروع یک قوس به چند روش مختلف می­باشد:

• روشن کردن تماسی : اگر الکترود با قطعه کار تماس پیدا کند اتصال کوتاه رخ خواهد داد، سپس با کشیدن سریع الکترود تنگستن گرم شده و قوس به پایداری می­رسد.
• ولتاز بالای DC: اگر یک منبع تغذیه با ولتاژ بالا فراهم باشد، این اختلاف پتانسیل دو سر قطب مثبت و منفی سبب یونیزه شدن فضای دو قطب شده و قوس برقرار می­شود.
• فرکانس بالا-ولتاژ بالا: شکل این روش تولید نویزهای رادیویی است.

برای برقراری قوس در فرآیند قوس الکتریکی دستی از طریق تماس الکترود با سطح کار استفاده می­گردد. در این روش در لحظه برخورد نوک الکترود با سطح کار آمپری 5/1 برابر حالت تنظیم شده، اعمال شده و به محض برقراری قوس آمپر کاهش یافته  و به حد تنظیم شده می­رسد. نکات مهم در فرآیند جوشکاری قوس الکتریکی عبارتند از: قوس الکتریکی منبع گرماست، نیروی قوس سبب انتقال مذاب از الکترود به قطعه می­شود، نوع طراحی منبع تغذیه پایداری قوس را مشخص می­کند.

در فرآیند جوشکاری قوس با گاز محافظ، الکترود قوس و حوضچه مذاب بوسیله گازها محافظت می­شوند.

• جوشکاری قوس الکتریک با گاز محافظ و الکترود مصرف نشدنی: به آن جوش آرگون هم گفته می­شود. قوس الکتریکی گرمای لازم را برای جوشکاری و گاز آرگون عمل حفاظت را فراهم می­کند. این جوشکاری شامل تجهیزاتی از قبیل GTAM و منبع تغذیه جریان ثابت می­باشد.
• جوشکاری قوس الکتریک با گاز محافظ و الکترود مصرف شدنی: در این فرآیند الکترود مصرف شدنی توسط قوس الکتریکی ذوب شده و سبب پر کردن درز جوش می­شود.

سیم جوش مورد استفاده در این فرآیند از نوع مفتول توپر می­باشد. گاز محافظ از الکترود و حوضچه جوش در مقابل هوا محافظت می­کند. گاز محافظ به دو دسته گاز فعال و خنثی تقسیم می­شود. گاز خنثی گازی است که اثر متابولوژیکی بر حوضچه مذاب نداشته باشد مانند هلیوم و آرگون. در حالی که گازهای فعال با حوضچه مذاب واکنش شیمیایی می­دهند. برای انتخاب گاز محافظ باید مواردی از قبیل فلز پایه، نوع جوشکاری، خواص مورد نیاز در جوش را مد نظر قرار داد. تجهیزات گاز محافظ عبارتند از رگلاتور، فلومتر و سیلندر. سیم جوش­ها نیز بر دو نوع سیم جوش جامد و سیم جوش تو پودری می­باشند.

در فرآیند جوشکاری تیگ، از یک الکترود تنگستنی مصرف نشدنی که در داخل مشعل قرار نگرفته است، استفاده می­شود. از گاز محافظ نیز برای حفاظت از الکترود و حوضچه جوش مذاب استفاده می­شود. در انجام جوشکاری تیگ چهار جز اصلی منبع نیرو، مشعل، الکترود و گاز محافظ را باید در نظر گرفت.

مزیت جوشکاری تیگ عبارتند از:

• حاصل این فرآیند جوش با کیفیت بالا است.
• با پاشش جرقه همراه نیست.
• سرعت بالا در جوشکاری ورق نازک
• کنترل دقیق بر شکل گرده جوش
• دارای دود بسیار کم

معایب جوشکاری تیگ عبارتند از:

• نرخ رسوب کم است.
• داشتن مهارت زیاد در این نوع جوشکاری
• اگر الکترود با حوضچه تماس پیدا کند، باعث ایجاد عیب آخال می­شود.
• به آلودگی فلز پایه بسیار حساس است.
• نشت آب از مشعل­های آب خنک، باعث اکسید شدن و تخلخل در جوش می­شود.