جوشکاری آرگون
فهرست مطالب
جوشکاری آرگون یا (TIG)
بررسی اجزای جوشکاری آرگون
کاربرد جوشکاری آرگون
ابزار مورد نیاز در جوشکاری آرگون
منبع تغذیه دستگاه جوشکاری آرگون
سیلندر گاز محافظ
رگولاتور و فلومتر
بررسی مزایا و معایب جوشکاری آرگون
جوشکاری آرگون یا (TIG)
جوشکاری آرگون یا TIG (Tungsten Inert Gas) یک فرایند جوشکاری قوس الکتریکی است که در آن از یک الکترود تنگستنی برای ایجاد قوس جوش استفاده می‌شود. استفاده از این فرایند جوشکاری به عنوان یکی از روش‌ها برای کاهش مصرف گاز شناخته می‌شود. در اینجا توضیحاتی در مورد اجزاء و روش اجرای جوشکاری آرگون (TIG) آورده شده است:
بررسی اجزای جوشکاری آرگون
هر دستگاهی که برای جوشکاری استفاده شود، باید دارای اجزایی باشد که فرآیند جوشکاری را به خوبی انجام دهد. به دلیل اهمیت این موضوع در ادامه به بررسی اجزای جوشکاری آرگون می‌پردازیم.
الکترودها
در جوشکاری TIG، الکترود از جنس تنگستن معمولاً با پوششی از اکسید سرباره (تنگستن توریم) یا سر باره‌های دیگر استفاده می‌شود. الکترود تنگستن به دلیل نقطه ذوب بالا و مقاومت در برابر حرارت، برای حفظ استحکام در دماهای بالا استفاده می‌شود.
گاز محافظ
در جوشکاری TIG، از گازهای محافظ مانند آرگون یا هلیم برای محافظت از منطقه جوش در برابر اکسیژن و نیتروژن هوا استفاده می‌شود. این گازها با ایجاد یک محیط محافظ مناسب، از اکسیداسیون و تغییرات ناخواسته در خواص جوشکاری جلوگیری می‌کنند.
قوس الکتریکی
در این فرایند، قوس الکتریکی بین الکترود تنگستن و قطعه کار ایجاد می‌شود. این قوس الکتریکی گرمای لازم برای ذوب کردن مواد جوشکاری فراهم می‌کند. که دارای مزایای زیادی است. جوشکاری TIG یک روش دقیق برای جوشکاری فلزات با ضخامت نازک است. کنترل حرارت بهتر جوشکاری آرگون. این فرایند به عنوان یکی از بهترین روش‌ها برای کنترل حرارت ورودی به قطعه کار شناخته می‌شود. کیفیت جوش بالا. با استفاده از این روش TIG می‌تواند جوش‌های با کیفیت بالا و بدون دود و نقص ایجاد کند.
کاربردهای این روش عبارتند از: جوشکاری فولادهای استنلس استیل و آلومینیوم. تعمیر و نگهداری تجهیزات حساس به حرارت مثل لوله‌ها و مخازن فشاری. جوشکاری فلزات با ضخامت نازک.
موفقیت در جوشکاری TIG نیازمند مهارت و دقت زیاد اپراتور است، اما با اجرای صحیح این فرایند، می‌توان جوش‌های با کیفیت بالا ایجاد کرد.
کاربرد جوشکاری آرگون
جوشکاری آرگون (TIG) به عنوان یکی از روش‌های حمایت از گاز (GMAW) یا همان MIG (Metal Inert Gas) به کار می‌رود. این فرایند جوشکاری به دلیل ویژگی‌های خاص خود در بسیاری از صنایع مورد استفاده قرار می‌گیرد. در زیر تعدادی از کاربردهای اصلی جوشکاری آرگون ذکر شده است:
- صنایع هوا و فضا:
جوشکاری آلیاژهای فلزی خاص: در صنایع هوا و فضا، از جوشکاری TIG برای ایجاد اتصالات دقیق و با کیفیت بالا بر روی آلیاژهای فلزی خاصی مانند تیتانیوم و آلومینیوم استفاده می‌شود.
- تولید خودرو:
جوشکاری فلزات خاص: در تولید خودروها، جوشکاری TIG برای اتصالات دقیق در اجزای خودروها مانند کار واشرها، رادیاتورها، و قطعات آلومینیومی استفاده می‌شود.
- صنایع نفت و گاز:
تعمیر و نگهداری: در تعمیرات و نگهداری لوله‌ها و تجهیزات نفت و گاز، جوشکاری TIG برای جوشکاری لوله‌ها و تعمیرات جزئیات حساس به حرارت مورد استفاده قرار می‌گیرد. - تولید انرژی:
جوشکاری دیگ‌ها و توربین‌ها: در صنعت تولید انرژی، جوشکاری TIG برای اتصالات دقیق در ساخت دیگ‌ها، توربین‌ها و سیستم‌های حرارتی استفاده می‌شود. - صنایع الکترونیک:
تولید قطعات الکترونیک: در تولید قطعات الکترونیک، جوشکاری TIG برای اتصالات دقیق بر روی قطعات کوچک با ضخامت نازک مورد استفاده قرار می‌گیرد.
- تجهیزات آزمایشگاهی و پزشکی:
تولید تجهیزات حساس: در تولید تجهیزات آزمایشگاهی و پزشکی، جوشکاری TIG برای ایجاد اتصالات دقیق در قطعات حساس به حرارت استفاده می‌شود. - تولید فناوری های نوین:
تولید دستگاه‌های الکترونیکی پیشرفته: در تولید دستگاه‌های الکترونیکی پیشرفته و دقیق، جوشکاری TIG برای اتصالات دقیق و بدون نقص استفاده می‌شود. جوشکاری آرگون به دلیل دقت بالا، کنترل حرارت بهتر، و ایجاد جوش‌های با کیفیت بالا، در صنایع حساس به کیفیت و دقت بالا مورد توجه قرار می‌گیرد.
ابزار مورد نیاز در جوشکاری آرگون
جوشکاری آرگون یا TIG نیازمند تجهیزات و ابزارهای خاصی است. در زیر، ابزارهای مورد نیاز برای انجام جوشکاری TIG آورده شده است:
- دستگاه جوش TIG: ماشین جوش TIG (TIG Welding Machine) یا دستگاه جوش، نوعی وسیله برقی کنترل شده توانایی ایجاد قوس الکتریکی بین الکترود تنگستن و قطعه کار را دارد. دستگاه TIG می‌بایست قابلیت تنظیم جریان الکتریکی و ولتاژ را داشته باشد.
- الکترود تنگستن: الکترود Tungsten Electrode: الکترود تنگستن برای ایجاد قوس الکتریکی به کار می‌رود. این الکترود باید با توجه به جوشکاری مواد مختلف و شرایط مختلف، از جمله قطر الکترود و نوع پوشش، انتخاب شود.
- گاز محافظ: گاز آرگون (Argon Gas): برای حمایت از منطقه جوش از اکسیژن و نیتروژن هوا، از گاز آرگون استفاده می‌شود. گاز آرگون باید به صورت مستمر و با فشار مناسب ارائه شود.
- لوله حمل گاز: لوله حمل گاز (Gas Hose): برای انتقال گاز آرگون از منبع گاز به دستگاه جوشکاری استفاده می‌شود.
- دستکش و لباس حفاظتی: دستکش‌های حرارتی (Heat-Resistant Gloves): برای حفاظت دست‌های جوشکار از دماهای بالا ناشی از فرآیند جوشکاری.
- لباس حفاظتی (Protective Clothing): برای محافظت از بدن جوشکار در برابر گرما و پرتوهای مضر.
- عینک حفاظتی: عینک حفاظتی (Welding Helmet): برای محافظت از چشمان جوشکار در برابر پرتوهای نور قوس الکتریکی.
- ابزارهای دستی: پنیس TIG (TIG Torch): برای نگه داشتن الکترود و ایجاد قوس الکتریکی. سیم جوش (Filler Metal): در صورت نیاز به افزودن مواد به جوش، از سیم جوش استفاده می‌شود. تیغه های برش (Tungsten Grinding Wheel): برای تیز کردن الکترود تنگستن.
- دستگاه تبرید: دستگاه تبرید (Cooling System): برخی از دستگاه‌های جوش TIG برای مدت طولانی کار کردن نیاز به سیستم تبرید دارند تا از افزایش دما جلوگیری شود.
- میکروسکوپ یا لوپ: میکروسکوپ یا لوپ (Magnifying Glass or Loupe): برای بررسی دقیق و کنترل کیفیت جوش.
- دستگاه تمیز کننده: دستگاه تمیز کننده جوش (Weld Cleaning Machine): در صورت نیاز به تمیز کردن سطح جوش پس از انجام جوشکاری. استفاده از ابزارهای مناسب و رعایت ایمنی‌های لازم در جوشکاری TIG امری حیاتی است تا نتیجه بهتر و ایمن تر به دست آید.
منبع تغذیه دستگاه جوشکاری آرگون
دستگاه جوش TIG برای عملکرد بهینه به یک منبع تغذیه برق و گاز نیاز دارد. در ادامه به توضیح منابع تغذیه مورد نیاز برای جوشکاری TIG اشاره شده است:
منبع تغذیه برق: برق تک فاز یا سه فاز: بسته به نوع دستگاه جوش TIG، ممکن است برق تک فاز یا سه فاز نیاز باشد. اطمینان حاصل کنید که دستگاه جوش با نوع تغذیه برق کارخانه یا محل جوشکاری همخوانی دارد.ولتاژ و جریان تنظیم پذیر: منبع تغذیه برق باید قابلیت تنظیم ولتاژ و جریان الکتریکی را داشته باشد تا جوشکاری در شرایط مختلف امکان‌پذیر باشد. محافظت در برابر افت ولتاژ (Voltage Sag Protection): برخی از منابع تغذیه با قابلیت مقابله با افت ولتاژ و جبران آن برای حفظ پایداری جوشکاری هستند.
منبع تامین گاز: منبع تامین گاز آرگون: برای ایجاد حمایت از منطقه جوش و جلوگیری از اکسیژن و نیتروژن هوا، باید یک منبع تامین گاز آرگون موجود باشد. فشار و دبی گاز: منبع گاز باید با فشار و دبی مشخص به دستگاه جوش مناسب باشد.
سیستم تبرید (در صورت لزوم): دستگاه تبرید (Cooling System): برخی از دستگاه‌های جوش TIG برای جلوگیری از افزایش دما نیاز به سیستم تبرید دارند.
تجهیزات حفاظتی:
قاشقک (Circuit Breaker): برقراری قاشقک مناسب جهت حفاظت از دستگاه در مواقع ناپیش‌بینی یا خطاهای برق. دستگاه UPS (Uninterruptible Power Supply): در برخی مواقع، استفاده از UPS برای حفاظت در مواقع قطع برق ناگهانی می‌تواند مفید باشد. تجهیزات حفاظتی از افتراقی (Safety Equipment): شامل عینک حفاظتی، لباس‌های حفاظتی، دستکش‌های حرارتی و ملحقات مشابه برای حفاظت از جوشکار در مقابل احتمالات آسیب‌زایی.
به طور کلی، برای اجرای موثر و ایمن جوشکاری TIG، باید منابع تغذیه برق و گاز، سیستم تبرید، و تجهیزات حفاظتی مورد نیاز باشند. همچنین، باید مطمئن شوید که تمامی تجهیزات به درستی نصب و پیکربندی شده‌اند و با یکدیگر سازگار هستند.
سیلندر گاز محافظ
در جوشکاری TIG، گاز محافظ (به طور عمده آرگون) برای حفاظت از منطقه جوش در برابر اکسیژن و نیتروژن هوا استفاده می‌شود. گاز محافظ از طریق یک سیلندر گاز تامین می‌شود که باید دارای ایمنی و ویژگی‌های خاصی باشد. در ادامه ویژگی‌هایی که باید در نظر گرفته شود و اطلاعاتی درباره سیلندر گاز محافظ آورده شده است:
جنس سیلندر:
فولاد یا آلومینیوم: سیلندرهای گاز محافظ معمولاً از فولاد یا آلومینیوم تولید می‌شوند. سیلندرهای فولاد ممکن است وزن بیشتری داشته باشند اما مقاومت بیشتری نیز دارند.
فشار کاری:
فشار مشخصاتی: سیلندر گاز باید دارای فشار مشخصاتی باشد که با فشار مورد نیاز برای جوشکاری TIG (معمولاً بین 2000 تا 4000 پوند بر اینچ مربع) هماهنگ باشد.
ظرفیت گاز:
ظرفیت حجمی: سیلندر باید دارای ظرفیت حجمی کافی باشد تا بتواند به مدت مشخصی گاز را تأمین کند. ظرفیت سیلندرها بر اساس واحد لیتر یا کیلوگرم مشخص می‌شود.
سیستم ایمنی:
واحد حفاظتی (Safety Device): برخی از سیلندرها دارای واحد حفاظتی برای کنترل فشار و جلوگیری از وقوع حوادث هستند.
ویژگی‌های ایمنی: سیلندر باید دارای ویژگی‌های ایمنی مانند شیر ایمنی (Safety Valve) باشد که در صورت افزایش فشار به میزان خطرناک، گاز به صورت اتوماتیک تخلیه شود.
برچسب‌ها و مستندات:
برچسب‌های شناسایی: برچسب‌ها و مستندات مرتبط با سیلندر باید اطلاعاتی در مورد نوع گاز، تاریخ انقضاء، و ویژگی‌های فنی دیگر را ارائه دهند.
حمل و نقل:
دستگیره حمل و نقل: سیلندر باید دارای دستگیره‌های مخصوص برای حمل و نقل آسان باشد.
تاریخ انقضاء:
تاریخ انقضاء: سیلندر باید دارای تاریخ انقضاء مشخص شده باشد و پس از این تاریخ نباید برای استفاده ادامه داده شود.
استانداردها:
مطابقت با استانداردها: سیلندر باید با استانداردهای مربوط به تولید سیلندرهای گاز محافظ مطابقت داشته باشد.
سیلندرهای گاز محافظ از اهمیت بالایی برخوردارند زیرا اگر این سیلندرها به درستی طراحی نشوند یا ایمنی لازم را نداشته باشند، ممکن است با مشکلات و حوادث جدی در محیط جوشکاری مواجه شوید.
رگولاتور و فلومتر
رگولاتور (Regulator) و فلومتر (Flowmeter) دو تجهیزات مهم در سیستم‌های تامین گاز برای جوشکاری TIG هستند. این دو وسیله به کنترل و مدیریت جریان گاز آرگون برای حمایت از منطقه جوشکاری می‌پردازند. در ادامه توضیحات در مورد هرکدام آورده شده است:
رگولاتور (Regulator): رگولاتور به عنوان یک دستگاه کنترل فشار به کنترل فشار خروجی از سیلندر گاز آرگون می‌پردازد. این واحد به کمک یک فنر و سیستم سوپاپ کنترل می‌شود. رگولاتور بر روی سیلندر گاز نصب می‌شود و به وسیله یک منبع انرژی (معمولاً فنر) فشار خروجی گاز را کنترل می‌کند. کاربردها: رگولاتورها در سیستم‌های تامین گاز برای جوشکاری TIG استفاده می‌شوند تا فشار گاز در محدوده مطلوب تنظیم شود.
فلومتر (Flowmeter): فلومتر یک تجهیزات کنترل جریان است و به شما این امکان را می‌دهد که مقدار دقیق جریان گاز را کنترل کنید. این وسیله معمولاً به صورت یک شیر و نشانگر (ممیز) ترکیب شده است. نحوه کنترل: در فلومتر، جریان گاز به وسیله یک میزان فشار و شیر کنترل می‌شود. نشانگر جریان معمولاً به واحد لیتر در دقیقه ارائه می‌شود. کاربردها: فلومترها برای کنترل دقیق جریان گاز در جوشکاری TIG مورد استفاده قرار می‌گیرند. این وسیله به جوشکار این امکان را می‌دهد که مقدار دقیق گاز مورد نیاز برای حمایت از منطقه جوش را تنظیم کند. فلومتر با شیر تخلیه (Flowmeter with Purge Valve): برخی از فلومترها دارای یک شیر تخلیه نیز هستند که این امکان را فراهم می‌کند که پس از پایان جوشکاری، گاز اضافی از دستگاه تخلیه شود و فضای داخلی لوله تمیز شود. برای اجرای موثر و دقیق جوشکاری TIG، استفاده از یک رگولاتور و یک فلومتر مناسب از اهمیت بالایی برخوردار است. این تجهیزات به جوشکار امکان کنترل دقیق تر و بهینه‌تر جریان گاز را می‌دهند.
بررسی مزایا و معایب جوشکاری آرگون
جوشکاری آرگون (TIG) یکی از روش‌های پرکاربرد و مورد علاقه در صنعت جوشکاری است. این روش مزایا و معایب خود را دارد که در زیر به آنها اشاره شده است:
مزایا: کنترل دقیق: کنترل دقیق بر روی عمق و حرارت جوش: جوشکاری TIG امکان کنترل دقیق بر روی عمق جوش و حرارت ورودی را فراهم می‌کند، که به ویژه در جوشکاری مواد نازک و حساس به حرارت مورد استفاده قرار می‌گیرد. کیفیت بالا جوش‌های با کیفیت و بدون ذرات اضافی جوشکاری TIG به دلیل استفاده از الکترود تنگستن و عدم استفاده از فلوکه‌ها (flux) منجر به تولید جوش‌هایی با کیفیت بالا و بدون ذرات اضافی می‌شود. استفاده از مواد مختلف: قابلیت جوشکاری مواد مختلف جوشکاری TIG به راحتی می‌تواند مواد مختلفی از جمله فلزات آهنی، غیرآهنی، آلیاژها، تیتانیوم و آلومینیوم را جوشکاری کند.
عدم ایجاد خراش کاری (Backyard): عدم تولید خراشکاری: در جوشکاری TIG، عدم استفاده از فلوکها به عدم ایجاد خراش کاری در جوش می‌انجامد، که در برخی از موارد بسیار حساس مانند تولید قطعات الکترونیکی مورد نظر است. استفاده از گاز حمایتی: حمایت از منطقه جوش با گاز آرگون: استفاده از گاز آرگون به عنوان گاز حمایتی منجر به حفاظت مناسب از منطقه جوش می‌شود و اکسیژن و نیتروژن هوا را از منطقه جوش دور می‌کند.
معایب: پیچیدگی عملیاتی: نیاز به مهارت و تجربه: جوشکاری TIG نیازمند مهارت و تجربه بیشتری از جوشکاران است، زیرا تنظیمات دقیق و کنترل دقیقی از انجام دهنده نیاز دارد. سرعت کمتر: سرعت جوشکاری کمتر نسبت به برخی روش‌ها: در مقایسه با برخی از روش‌های دیگر مانند MIG (Metal Inert Gas)، جوشکاری TIG معمولاً سرعت کمتری دارد. مصرف انرژی بالا: مصرف انرژی بیشتر نسبت به برخی روش‌ها: جوشکاری TIG ممکن است نیاز به مصرف انرژی بالاتری داشته باشد، به خصوص در صورت جوشکاری مواد ضخیم.
هزینه تجهیزات: هزینه بالای تجهیزات: دستگاه‌های جوشکاری TIG و تجهیزات جانبی آنها (مانند دستگاه‌های تبرید و لوازم حفاظتی) ممکن است هزینه بیشتری نسبت به برخی دیگر از روش‌های جوشکاری داشته باشند. حساسیت به سطح: حساسیت به سطح و کیفیت سطح مواد:ش جوشکاری TIG حساس به سطح و کیفیت سطح مواد است، و هر گونه کثیفی، روغن، یا اکسیداسیون می‌تواند به تشکیل جوش‌های ناهمگن و با کیفیت پایین منجر شود. با توجه به مزایا و معایب فوق، جوشکاری TIG معمولاً برای کاربردهایی که نیاز به جوش‌های با کیفیت بالا و کنترل دقیق دما و عمق دارند، مورد استفاده قرار می‌گیرد.