جوش آرگون دستی

جوشکاری آرگون

جوشکاری تیگ[۱] یا همان جوشکاری قوس تنگستنتحت پوشش گاز محافظ، یکی از کارآمدترین روش­های جوشکاری در صنعت­های مختلف کوچک و بزرگ پتروشیمی، نظامی، دریایی، هوایی، نیروگاه‌های برق و… می‌باشد.

در ایران با نام اختصاری و متداول جوش آرگون شناخته شده و متداول است. بیشتر به خاطر استفاده از گاز آرگون در این فرایند جوشکاری به این نام مشهور است.

برای جوشکاری فلزات سخت و غیر سخت، آهنی و غیر آهنی در تمام ضخامت­ها می­توان از جوشکاری تیگ استفاده کرد. با استفاده از این نوع جوشکاری می‌توان جوشکاری صفحات نازک و ظریف (به عنوان مثال آلومینیومی) تا لوله‌های تحت فشار را انجام داد.

در روش جوش آرگون، قوس و حوضچه مذاب کاملاً آشکار و قابل مشاهده می‌باشد. در دهه ۱۹۲۰ تلاش گردید قوس و حوضچه مذاب را در مقابل اتمسفر محافظت کنند تا جوشکاری کاملاً ایده‌آل انجام گیرد.

ظهور الکترودهای روپوش دار در آن دهه مسئله محافظت را منتفی کرد. اما به دلیل بوجود آمدن برخی مشکلات در دهه ۱۹۳۰، جوشکاری با گاز خنثی و الکترود تنگستن ابداع شد که شروع روش جوشکاری با محافظت گاز بود. روش جوشکاری آرگون با اینکه از زمان ظهورش به کندی پیشرفت کرد اما از دهه ۱۹۴۰ به بعد پیشرفت چشمگیری داشت.

اصول جوشکاری قوس تنگستن تحت پوشش گاز محافظ

درمیان انواع فرایندهای اتصال فلزات، فناوری جوشکاریو روش­های مختلف آن به دلیل قابلیت­های منحصربفرد و تنوع در کارکرد، جایگاه خاصی را احاطه کرده است.

در استانداردهای مطرح و مرتبط این رشته، از فرایند جوشکاری تحت عنوان فرایند خاص یاد شده‌ است. فرایند خاص به فرایندی گفته می‌شود که کیفیت و نتیجه آن وابستگی بسیاری به مهارت اپراتور آن داشته و جهت اجرای آن به دستورالعمل‌های تأیید شده نیاز باشد.

در این روش عمل جوشکاری به وسیله­ی حرارت ناشی از قوس الکتریکی ما بین یک الکترود مصرف نشدنی از جنس تنگستن (یا آلیاژ آن) و قطعه کار صورت می­گیرد.

الکترود، قوس الکتریکی و منطقه حوضچه مذاب توسط یک گاز محافظ (آرگون، هلیم، مخلوط هر دو گاز یا مخلوط هر یک از دو گاز با گاز هیدروژن) در برابر اتمسفر حفاظت می‌گردد.

دلیل استفاده از گازهای آرگون و هلیم خاصیت خنثی بودن این گازها می‌باشد. گازهای خنثی با عناصر دیگر قابلیت واکنش ندارند پس به منظور حذف گازهای فعال مانند اکسیژن و نیتروژن از اطراف قوس و حوضچه مذاب، اکسیدها و نیتریدهای فلزی ایده‌آل و مناسب می‌باشند بدین صورت می‌توان از شکل گرفتن تخلخل­های گازی جلوگیری نمود.

از جمله عیوبی که باعث کاهش خواص مکانیکی جوش از جمله مقاومت به ضربه و استحکام کششی می‌شوند می­توان به تخلخل­های گازی، اکسیدها و نیتریدهای فلزی اشاره کرد.

جوش آرگون دستی

جوش آرگون دستی

کاربرد

کاربرد روش جوشکاری با الکترود تنگستن و گاز محافظ برای جوشکاری در موارد زیر استفاده می­شود:

  • مس
  • منیزیم
  • آلومینوم
  • فولادهای زنگ نزن
  • فولادهای کربنی و آلیاژی
  • فلزات فعال(مثل تیتانیوم و تانتالوم)

 

تجهیزات مورد نیاز در جوشکاری تیگ

  • منبع تغذیه[۲]

در روند جوشکاری تیگ می­توان از هر دو نوع مولد جریان برق، مستقیم (DC) و متناوب (AC) بهره گرفته شود. منابع قدرت عمدتاً ترانسفورماتور _ یکسوساز یا ژنراتور هستند.

منبع تغذیه جوشکاری تیگ

  • سیلندر گاز محافظ

کپسول فلزی حاوی گاز محافظ است. در هنگام پر بودن فشار گاز داخل کپسول حدود ۱۵۰ تا ۲۰۰ بار می‌باشد.

  • رگولاتور ها (فلومتر و مانومتر)

برای کاستن از فشار خروجی گاز از کپسول و تنظیم شدت خروجی گاز محافظ از مشعل مورد استفاده قرار می‌گیرد. معمولاً میزان دبی گاز مصرفی وابسته به نوع طرح اتصال، زاویه تورچ، نوع نازل و شماره سرامیکی بوده و بین محدوده ۳ الی ۸ لیتر بر دقیقه می‌باشد.

  • مشعل مخصوص جوشکاری (تورچ)

تورچ جوشکاری در واقع جریان برق را که از رکتیفایر بوسیله کابل می‌آید را به الکترود تنگستن و گاز محافظ را به محدوده قوس و حوضچه مذاب هدایت می‌کند. اغلب به وسیله آب یا هوا روند خنک کردن تورچ­ها صورت می­گیرد. تورچ­هایی که در شدت جریان­های پایین (زیر ۲۰۰ آمپر) و کوتاه مدت به کار گرفته شده، بوسیله هوا و جریان گاز محافظ خنک می‌شوند؛ ولی تورچ­هایی که درجریان­های بالا و بلند مدت مورد استفاده قرار می‌گیرد، گردش آب سیستم خنک‌کننده آنها می‌باشد زیرا به علت گرمای بسیار زیاد که در جوشکاری با آمپراژ بالا پدید می‌آید، گاز محافظ به تنهایی قادر به خنک کردن تورچ نیست.

  • شیلنگ و بست­های گاز

برای هدایت گاز محافظ از سیلندر به تورچ استفاده می­شود.

  • کابل­های اتصال
  • الکترود تنگستن

الکترودهای تنگستن که در فرایند تیگ استفاده می­شوند، در گروه الکترودهای ذوب نشدنی قرار دارند و طبق استاندارد۱۲، AWS A5 ترکیب شیمیایی آنها به صورت زیر است:

  • EWP: الکترود تنگستن خالص
  • EWTH: الکترود تنگستن_ توریم (حاوی ۱ تا ۲ درصد اکسید توریم یا توریا)
  • EWZR: الکترود تنگستن _زیر کونیم (حاوی ۰٫۱۵ تا ۰٫۴ درصد اکسید زیرکونیوم یا زیرکونیا)
  • EWLA-1: الکترود تنگستن _ لانتانیوم(حاوی ۱ درصد اکسید لانتیوم یا لانتیا)
  • EWCE-2: الکترود تنگستن _ سریم(حاوی ۲ درصد اکسید سریم یا سریا)

انواع الکترودهای تنگستنی

الکترودهای تنگستن معمولاً در قطرهای ۰٫۲۵ تا ۶٫۳۵ میلیمتر و طول ۷۶ تا ۶۱۰ میلیمتر ساخته می‌شوند.

*الکترودهای تنگستن خالص در مقایسه با سایر الکترودها قیمت پایین­تری داشته و ارزان تر بوده، ظرفیت حمل الکتریسیته کمتری ‌دارند، طول عمر آنها کوتاهتر بوده و تنها قابل استفاده با جریان AC باشند.

در مواردی که حساسیت کار کمتر است از این دسته الکترودها استفاده می‌شود. اگر در شدت جریان­های بالا از الکترود تنگستن خالص استفاده شود امکان تحلیل رفتن تدریجی آن وجود دارد.

*الکترودهای تنگستن توریم دار، ظرفیت حمل الکتریسیته بالاتری دارند و عمر آنها طولانی می‌باشد.

از آنجا که خروج الکترون­ها راحت­تر صورت می­گیرد قوس ثبات بیشتری داشته  و شروع قوس با این التکترودها راحت تر خواهد بود. از این الکترودها اغلب در جریان DC استفاده می‌شود.

*بهترین نوع الکترود برای جوشکاری آلومینیوم و منیزیم الکترودهای زیر کونیوم­دار هستند.

این الکترودها تقریباً مزایای هر دو الکترود قبلی را شامل می­شوند. زمانی که از این الکترودها در جریان AC استفاده می‌شود،

پایداری قوس الکترودهای EWP در جریان AC، به همراه ظرفیت حمل جریان و شروع قوس خوب در الکترودهای EWTH مشترکاً فراهم می‌آید.

الکترودهای تنگستن طبق طبقه‌بندی زیر با رنگ­های یک سر آنها شناخته می‌شوند:

  • سبز: تنگستن خالص
  • نارنجی: تنگستن با ۲ درصد سریم
  • سیاه: تنگستن با ۱ درصد لانتانیوم
  • زرد: تنگستن با ۱ درصد توریم
  • قرمز: تنگستن با ۲ درصد توریم
  • قهوه‌ای: تنگستن با ۱ درصد زیر کونیوم
  • خاکستری: غیر از عناصر بالا

انتخاب صحیح قطر الکترود در جوشکاری تیگ، وابسته به شدت جریان و نوع جریان از لحاظ AC یا DC  خواهد داشت.

مزیت استفاده از تنگستن:

  • افزایش عمر الکترود
  • سهولت در خروج الکترونها در جریان  DC
  • افزایش ثبات و پایداری قوس
  • شروع قوس راحت تر

عیوب متداول در جوشکاری آرگون

  • ناخالصی تنگستن[۳]

احتمال زندانی شدن ذرات تنگستن در فلز جوش هنگامی که از روش­های نامناسب جوشکاری استفاده گردد وجود دارد. دلیل اصلی بوجود آمدن این عیب عبارت است از:

  • تماس نوک الکترود تنگستن با حوضچه مذاب.
  • تماس سیم جوش با الکترود تنگستن داغ.
  • عبور شدت جریان بیش از اندازه از الکترود تنگستن.
  • آلوده شدن نوک الکترود از طریق جرقه‌های ساطع شده از حوضچه مذاب.
  • داغ شدن بیش از حد الکترود که به دلیل زیاد بودن طول مؤثر الکترود (فاصله نوک الکترود تا کولت) رخ می­دهد.
  • اکسید شدن نوک الکترود به دلیل ناکافی بودن دبی گاز محافظ یا وزش باد در محیط جوشکاری.
  • نامرغوب بودن الکترود تنگستن.
  • استفاده از گاز محافظ نامناسب مانند آرگون به علاوهکربن دی‌اکسید.
  • عیوبی که از محافظت نامناسب گاز ناشی می­شود:
  • ناخالصی تنگستن
  • خلل و فرج[۴]
  • فیلم­های اکسیدی در نتیجه ذوب ناقص و حبس ناخالصی­های اکسیدی

تمامی عیوب بالا موجب کاهش خواص مکانیکی از جمله کاهش استحکام کششی و مقاومت به ضربه می‌شوند.

از جمله علت­های بوجود آمدن خلل وفرج در جوش:

  • کم بودن دبی گاز محافظ.
  • گاز محافظ بیش از اندازه زیاد باشد، در نتیجه جریان گاز از حالت آرام یا لمینار به متلاطم یا توربولانس تبدیل می‌شود.
  • وزش باد در محیط جوشکاری و اختلال در محافظت گاز.
  • کوچک بودن دهانه شعله پوش. (در کمترین حالت قطر شعله پوش باید ۱٫۵ برابر پهنای سطح جوش باشد )
  • زیاد بودن طول قوس یا زیاد بودن فاصله شعله پوش تا حوضچه مذاب.
  • ناخالصی­های اکسیدی

ناخالصی­های اکسیدی در مرکز جوش، موجب پایین آمدن استحکام و کاهش مقاومت به ضربه جوش می‌شوند.

در فرایند آرگون قبل از شروع به جوشکاری باید لایه‌های اکسیدی را از روی محل اتصال و سیم جوش برطرف کرد. این موضوع به خصوص در آلومینیوم و آلیاژهای آن به علت نقطه ذوب بالای اکسید آلومینیوم از اهمیت بالایی بهره می­برد.

  • تمیز نبودن درز جوش، وجود لایه‌هایاکسید روی سیم جوش و عدم تمیز کاری بین مرحله ای.
  • خارج نمودن نوک داغ سیم جوش از محدوده حفاظتی گاز محافظ در هنگام جوشکاری.
  • اکسیداسیون از طرف ریشه جوش (محافظت از ریشه جوش هنگام جوشکاری فلزات حساس مانندفولادهای زنگ نزن الزام است) به این معنی که طرف پشت قطعه کار هم باید بوسیله گاز محافظ، محافظت گردد.
  • عدم ذوب[۵]

برخی از علت­های عیوب کمبود ذوب شامل موارد زیر می­شود:

  • کوچک بودن زاویه پخ قطعه کار که باعث عدم ذوب در ریشه اتصال می‌شود[۶]
  • زیاد بودن پاشنه جوش[۷] و درنتیجه عدم ذوب در ریشه اتصال.
  • کوچک بودن فاصله بین دو لبه در ریشه جوش که عدم ذوب در ریشه اتصال را نتیجه می­دهد.
  • عدم ذوب کافی در دیواره‌های اتصال به دلیل سرعت جوشکاری بالا و عدم تمرکز قوس در مرکز اتصال.
  • نامناسب بودن توالی پاس‌های جوشکاری و ایجاد عدم ذوب بین پاسی[۸]

 

[۱] Tungsten Inert Gas

[۲] Power Source

[۳] Tungsten Inclusion

[۴] Porosity

[۵] Lack of Fusion

[۶] Lack of Root Fusion

[۷] Root Face

[۸] Lack of Inter Run Fusion

 

 

برای سفارش محصول و دریافت اطلاعات بیشتر با شماره های زیر

تماس گرفته و از مشاورین بهجوش  مشورت دریافت نمایید.

جهت ارتباط انلاین نیز می توانید از تماس رایگان موجود در سایت استفاده کنید

۰۲۱-۶۶۷۴۵۱۲۳

۰۳۱-۳۴۴۱۰۸۷۷

۰۹۱۲-۰۴-۰۴-۱۹۵

مشاوره در تلگرام بهجوش

پاسخی بگذارید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *

این فیلد را پر کنید
این فیلد را پر کنید
لطفاً یک نشانی ایمیل معتبر بنویسید.
شما برای ادامه باید با شرایط موافقت کنید

فهرست