جوشکاری تیگ چیست؟

 

جوشکاری تیگ چیست؟

جوشکاری (TIG) که مخفف عبارت انگلیسی Tungsten Inert Gas است به انواع جوشکاری قوس الکتریکی اشاره دارد. در انجام فرایند این جوشکاری، از یک الکترود غیر مصرفی از جنس تنگستن یا آلیاژهای آن، برای انتقال جریان الکتریسیته و ایجاد جوش مقاوم استفاده می‌شود. با استفاده از این الکترود بین قطعه کار و الکترود، یک قوس الکتریکی مقاوم ایجاد می‌شود.

جوشکاری تیگ یا جوشکاری تنگستن گاز خنثی را می‌توان به عنوان یکی از رایج‌ترین و مهم‌ترین روش‌های جوشکاری در صنایع مختلف کوچک و بزرگ نام برد. از موارد استفاده این نوع جوشکاری باید به صنایع پتروشیمی، نظامی، دریایی، هوایی، نیروگاه‌های برق و ... اشاره کنیم. جالب است بدانید این روش در ایران بیشتر با نام اختصاری و متداول جوش آرگون شناخته می‌شود. در این نوع جوشکاری از گازی به نام آرگون استفاده می‌شود و به دنبال این موضوع اکثر افراد آن را با نام جوشکاری آرگون می‌شناسند.

انواع روش‌های انجام جوشکاری آرگون

به طور کلی جوشگاری تیگ آرگون به دو صورت انجام می‌شود:

• با استفاده از فلز پرکننده (سیم جوش)
• بدون استفاده از فلز پرکننده

این دو روش برای متصل کردن انواع فلزات آهنی و غیر آهنی در طیف گسترده‌ای از ضخامت‌ها استفاده می‌شوند. جوش آرگون به دلیل مزایای بسیاری چون کیفیت جوش بالا، ایجاد جوشی تمیز و بدون نقص، امکان جوشکاری ورق‌های نازک و ... طرفداران بسیاری در صنایع مختلف پیدا کرده است.

گاز خنثی مورد استفاده در جوشکاری تیگ

بسیاری از افراد تصور می‌کنند تنها گاز مورد استفاده در جوشکاری تیگ، گاز آرگون است. این تصور غلط است و لازم است بدانید گازهای دیگری نیز در فرایند این نوع جوشکاری استفاده می‌شوند. از انواع گازهای مورد استفاده در جوشکاری تیگ باید به هلیوم، نیتروژن و یا ترکیبی از آنها اشاره کنیم.

هنگام انجام جوشکاری آرگون، بعضی از گازهای محافظت که خنثی هستند، هوا را از ناحیه جوشکاری دور می‌کنند. این کار باعث می‌شود اکسیدشدن الکترود اتفاق نیفتد و همچنین از منطقه جوش نیز محافظت می‌کنند. علاوه بر این موارد، با عبور این گاز از درون تفنگ جوشکاری، باعث خنک شدن آن می‌شود.

یکی از ترکیبات گازی پرکاربردی که در جوشکاری تیگ وجود دارد، مخلوط دو گاز هلیوم و آرگون است. استفاده از گاز هلیوم در این روش مزایای زیاد دارد که از آنها باید به افزایش توان قوس، افزایش سرعت جوشکاری، سهولت خروج گازها از منطقه جوشکاری، جلوگیری از ایجاد نقص به دلیل حبس گازها در فلز جوش.

تجهیزات جوشکاری تیگ

جوشکاری تیگ نیز مانند دیگر روش‌های جوشکاری با استفاده از وسایل و تجهیزات خاصی انجام می‌شود. به طور کلی تجهیزات جوشکاری آرگون به شرح زیر است:

منبع نیرو

در انجام فرایند جوش تیگ، برای ایجاد جریان و قوص الکتریکی لازم است از منبع نیرو کمک بگیرید. به عبارت ساده‌تر منبع نیرو وظیفه دارد انرژی مورد نیاز برای ذوب بخشی از فلز پایه و الکترود را برای انجام جوشکاری تامین کند.

مشعل

شاید مشعل را با نام دیگر تورچ نیز بشناسید. وظیفه مشعل در جوشگاری تیگ اینست که الکترود تنگستن را نگهداری کرده و گاز محافظ را به منطقه جوشکاری و حوضچه مذاب منتقل کند. لازم است بدانید مشعل‌های جوشکاری انواع مختلفی دارند و استفاده آنها باید با توجه به درجه و سایز الکترود انجام شود.

برای اینکه در جوشکاری مشعل را خنک نگه دارند، از دو روش خنک‌کننده آب و هوا کمک می‌گیرند. در برخی موارد اگر شدت جریان کم باشد می‌توان از هوا نیز برای انجام این کار استفاده کرد. اما اگر قرار است از دستگاه برای مدت طولانی و به صورت مداوم استفاده شود و یا شدت جریان بالایی داشته باشد، استفاده از آب برای خنک کردن مشعل گزینه مناسب‌تری است.

الکترود

جالب است بدانید در جوشکاری تیگ از الکترود تنگستن مصرف نشدنی استفاده می‌شود. الکترودهای مصرف نشدنی معمولا در قطرهای 0.25 و 6.35 میلی‌متر و در طول‌های 76 تا 610 میلی‌متر در بازار وجود دارند. الکترودهای تنگستنی که برای جوشکاری استفاده می‌شوند دارای ترکیب‌های شیمیایی مختلفی هستند. پس می‌توان گفت خواص متفاوتی را نیز به دنبال خواهند داشت

سیلندر گاز محافظ

گازهای محافظ جوشکاری تیگ معمولا در کپسول‌هایی ذخیره می‌شوند. این گازها به کمک نازل به سطوح حوضچه جوش انتقال پیدا می‌کنند. در این مخازن با کمک بست و شیلنگ شدت گاز خروجی از رگلاتور را تنظیم و همچین گاز را از کپسول به مشعل هدایت می‌کنند.

سیم جوش

یکی از مهم‌ترین فاکتورهای جوشکاری تیگ انتخاب یک سیم جوش مناسب است. در استاندارد AWS دستورالعمل‌های مشخصی برای ترکیب شیمیایی، نحوه استفاده، نوع جریان، قطر سیم جوش و ... قرار دارد که می‌توان از آن به عنوان یک مرجع کامل و تخصصی برای فعالیت در این حوزه استفاده کرد.

انتخاب سیم جوش مناسب ارتباط مستقیمی با کیفیت جوش دارد. پس در خرید سیم جوش دقت کافی داشته و حتما آن را متناسب با نوع جوشکاری خود انتخاب کنید.

نحوه انجام جوشکاری تیگ

جوشکاری تیگ می‌تواند به سه شکل مختلف انجام شود: دستی، اتوماتیک، ماشینی. هرکدام از این روش‌ها دارای ویژگی‌ها، مزایا و معایب خاص خود هستند که این موارد کیفیت نهایی هرکدام از این روش‌ها را تغییر می‌دهد. فرایند جوشکاری تیگ به این شکل است که با برقراری یک قوس الکتریکی بین الکترود تنگستن و فلز پایه، ارتباط قوی بین آنها ایجاد می‌شود که حرارت کافی برای ذوب را برقرار می‌کند. یکی از انواع جوشکاری با قوس الکتریکی، جوشکاری co2 است.

پس از انجام کارهای بالا، گازهای محافظ را در محل جوشکاری پخش می‌کنند تا دیگر گازهای مخرب را از منطقه دور کنند. با این کار از ایجاد هرگونه نقص جوشکاری برگرفته از اکسید شدن پیشگیری می‌شود. در ادامه مطلب نحوه انجام جوشکاری تیگ را به صورت گسترده‌تر برایتان توضیح خواهیم داد.

جوشکاری آرگون چگونه انجام می شود؟

جوشکاری آرگون با استفاده از وسایل و تجهیزات مخصوص صورت می‌گیرد و به دقت و توجه بالایی نیاز دارد. در ادامه همراه ما باشید تا شما را گام به گام با مراحل انجام این کار آشنا کنیم.

تمیز نگه داشتن قسمت جوش

اولین کار در انجام جوشکاری تیگ این است که محل جوشکاری را تمیز نگه دارید. بخشی که می‌خواهید عملیات جوشکاری را روی آن انجام دهید باید عاری از هرگونه آلودگی، کثیفی، ناخالصی و گرد و غباری باشد. همچنین روی فلز نباید هیچگونه چربی و روغنی وجود داشته باشد. با استفاده از یک دستمال یا وسیله مناسب سطح کار را قبل از شروع جوشکاری تمیز کنید. در صورتی که فلز مورد نظر اکسید شده بود، باید قبل از شروع کار آن را بسابید. این کار را می‌توانید با کمک وسایلی چون مسواک، سنباده و ... انجام دهید.

افزایش گرما برای انجام عملیات جوشکاری تیگ

در این مرحله از انجام جوشکاری باید منبع تغذیه را فعال کرده تا جریان برق از سیم جوش آرگون عبور کند. در این حالت اپراتور جوشکار مشعل را در یک دست و ماده پرکننده را در دست دیگر نگه می‌دارد. در مرحله بعد با فشار دادن پای خود بر روی پدال دستگاه جوش، قوس دستگاه که تولید گرما می‌کند روشن خواهد شد.

ذوب شدن فلزات

پس از اینکه دستگاه روشن شد و حرارت افزایش پیدا کرد، فلزات ذوب خواهند شد و یک گودال کوچک تشکیل می‌دهند. سپس با قرارگرفتن منبع گرما، گاز آرگون و مواد پرکننده در اطراف محل جوش، عملیات جوشکاری انجام می‌شود. حتما جوشکاری را در فضای باز یا مکانی که هوا به خوبی در آن جریان دارد انجام دهید.

عوامل موثر بر کیفیت جوشکاری تیگ

با اینکه جوشکاری TIG فرایند چندان پیچیده‌ای ندارد اما بازهم عوامل مختلفی وجود دارند که می‌توانند باعث شوند پایان کار بدون نقص و مشکلی باشد. به عبارتی عوامل بسیاری هستند که کیفیت نهایی این نوع جوشکاری را تحت تاثیر قرار می‌دهند. در ادامه شما را با برخی از مهم‌ترین عوامل موثر بر کیفیت جوشکاری آرگون آشنا می‌کنیم.

• شدت جریان الکتریکی
• سرعت انجام جوشکاری
• طول یا ولتاژ قوس (فاصله میان سطح قطعه کار و نوک الکترود)
• نوع گاز محافظ استفاده شده

نکته‌ای که لازم است بدانید اینست که از بین عوامل نام برده شده، تاثیر شدت جریان الکتریکی بر جوشکاری تیگ بسیار بیشتر است. در ادامه این مورد را بیشتر بررسی خواهیم کرد.

تاثیر شدت جریان الکتریکی بر جوشکاری تیگ

در جوشکاری تیگ، می‌توان هریک از جریان‌های DC یا AC را انتخاب کرد. قبل از انتخاب هر یک از این جریان‌ها ابتدا باید به نوع فلز پایه توجه کنید. برای مثال در جوشکاری آلمینیوم، باید از جریان متناوب AC استفاده کرد. اما برای جوشکاری قطعات فولادی و دیگر فلزات استفاده از جریان مستقیم DC گزینه مناسب‌تری است و عملکرد بهتری ارائه می‌کند.

در واقع یکی از عواملی که ارتباط مستقیمی با کیفیت پایانی دارد، شدت جریان یا آمپراژ است. برای تنظیم آمپر باید به ضخامت قطعه و نوع کاربرد آن توجه داشت. در ادامه برخی از مهم‌ترین نکات تنظیم دستگاه جوش آرگون را در رابطه با شدت جریان برایتان توضیح می‌دهیم:

• هرچه فلز ضخیم‌تر باشد، باید از آمپر بالاتری هم استفاده شود.
• اگر شدت جریان کم باشد، جوشکاری مدت زمان بیشتری طول می‌کشد. به دنبال این افزایش زمان، حرارت بالایی نیز به قطعه منتقل می‌شود که باعث ایجاد یک ترکیب رنگی غیر یکنواخت روی خط جوش خواهد شد.
• اگر از آمپراژ بالاتری در جوشکاری استفاده شود، خط جوش ایجاد شده کیفیت و یکنواختی بالاتری نیز خواهد داشت. همچنین در جریان‌های بالاتر، حوضچه جوش یا مذاب ناشی از حرارت جوش در زمان کمتری به وجود می‌آید و همچنین سریع‌تر نیز خنک می‌شود. به دنبال این موضوع یکنواختی زیادی را در سطح جوش شاهد خواهیم بود.

کاربرد جوشکاری تیگ

همانطور که در بخش ابتدایی مقاله اشاره کردیم، جوش تیگ به دلیل عملکردی که دارد در صنایع گسترده‌ای استفاده می‌شود. همچنین می‌توان از این روش جوشکاری در طیف گسترده‌ای از فلزات نیز استفاده کرد. برای مثال می‌توان به فولادهای ضد زنگ، آلمینیوم، برنج، آلیاژهای منیزیم، مس، تیتاننیوم، فولادهای کربنی و ... اشاره کرد.

در جوشکاری آرگون شما با محدودیت جوشکاری برای ضخامت قطعات روبه رو نیستید و همچنین خواص مطلوبی نیز در پایان کار خواهید داشت. این موارد باعث شده‌اند در ساخت لوله‌ها، مخازن و جوشکاری انواع سازه‌های فولادی از این روش برای ایجاد اتصال استفاده شود. لازم است بدانید قیمت و کیفیت لوله با توجه به کیفیت و دقت جوشکاری ممکن است تغییر کند.

به طور کلی صنایعی که جوشکاری تیگ بیشترین کاربرد را در آنها دارد عبارت‌اند از: صنعت نفت، پتروشیمی، هوافضا، صنایع غذایی، اتمی و ... . لازم است بدانید اتصال قطعات آلومینیومی یکی از مهم‌ترین کاربردهای جوش تیگ است که در ادامه شما را با نکات جوشکاری تیگ آلومینیوم آشنا می‌کنیم. همراه ما باشید.

جوشکاری تیگ آلومینیوم

همانطور که بالاتر هم ذکر کردیم جوشکاری آرگون کاربرد زیادی در زمینه جوشکاری آلمینیوم دارد. به همین دلیل در برخی موارد این روش جوشکاری را با نام جوشکاری آلمینیوم نیز می‌شناسند. البته جوشکاری آلمینیوم تنها مختص این روش نیست و می‌توان این کار را با کمک روش‌های دیگر نیز مثل جوشکاری الکترود دستی انجام داد.

بهتر است بدانید به دلیل لایه‌هایی اکسید آلمینیومی که روی سطح این فلز قرار دارند، جوشکاری آن کمی سخت و پیچیده بوده و از حساسیت بالایی برخوردار است. این اکسیدها دارای نقطه ذوب بالایی در مقایسه با آلمینیوم هستند که هنگام جوشکاری ذوب نمی‌شوند. به دلیل برخورد مذاب در قسمت ذوب، این لایه‌ها شکسته شده و درون فلز جوش حبس خواهند شد.

در صورتی که این لایه‌های اکسید آلمینیوم در هنگام جوشکاری از بین نروند، پایان کار بسیار بی‌کیفیت و نامرغوبی را ایجاد خواهند کرد. یکی از ساده‌ترین و بهترین روش‌های از بین بردن لایه اکسید آلمینیوم، انجام جوشکاری تحت حفاظت گاز مخصوص است. همانطور که بالاتر اشاره کردیم جوش تیگ یکی از بهترین گزینه برای جوشکاری آلمینیوم است. اما مسئله‌ای که وجود دارد اینست که این روش هزینه بالایی به دنبال دارد و این موضوع باعث شده تا در مواردی که کار حساسیت بالایی ندارد، از جوشکاری میگ استفاده کنند.

مزایای جوشکاری تیگ

این روش جوشکاری دارای مزیت‌های زیادی است و استفاده از آن باعث می‌شود اتصال ایمن و دائمی در ناحیه‌های مختلف داشته باشید. از مهم‌ترین مزیت‌های جوشکاری TIG باید به موارد زیر اشاره کنیم:

• دارای کیفیت بسیار بالا
• مناسب برای ایجاد جوش‌های ظریف و تمیز
• عدم وجود پاششی که در سایر جوشکاری‌های قوسی دیده می‌شود.
• کنترل ساده و راحت پاس ریشه (مقدار الکترود مصرفی یا غیر مصرفی در نقطه اتصال سازه‌)
• امکان انجام جوشکاری بدون استفاده از سیم جوش یا فیلر پرکننده
• کنترل ساده و کامل متغییرهای جوشکاری
• امکان کنترل شکل گرده جوش
• قابلیت استفاده روی تمامی فلزات
• امکان ایجاد اتصال بین فلزات غیر همجنس
• عدم ایجاد و تولید سرباره
• دید مطلوب و مناسب جوشکار
• بدون محدودیت در جوشکاری ورق‌های نازک (کمتر از یک میلی‌متر)

معایب جوشکاری تیگ

با اینکه جوشکاری TIG دارای مزایای بسیاری است، اما مانند تمام روش‌های دیگر در کنار این مزایا از معایبی نیز برخوردار است. در ادامه برخی از رایج‌ترین معایب جوشکاری آرگون را برایتان آورده‌ایم.

• اگر الکترود تنگستن با حوضچه مذاب تماس پیدا کند، ممکن ناخالصی‌ها به فلز جوش ورود پیدا کنند.
• نیازمند تخصص و مهارت بالا در انجام جوشکاری.
• سرعت انجام جوشکاری در این روش پایین است.
• برای جوشکاری قطعاتی با ضخامت بیش از 10 میلی‌متر، روش تیگ گزینه مناسبی نیست و صرفه اقتصادی ندارد. پس برای جوشکاری ضخامت گفته شده باید از سایر روش‌ها استفاده کرد.
• در فضاهایی که شدت جریان هوا بالاست مثل وزش باد شدید، نمی‌توان به خوبی از گاز محافظ استفاده کرد و این مسئله می‌‌تواند دردسرساز شود.
• در صورتی که در حفاظت از حوضچه جوش اختلالی ایجاد شود، فلز جوش دچار آلودگی شده و در نتیجه کیفیت جوشکاری کاهش پیدا می‌کند.
• تجهیزات لازم برای انجام جوشکاری تیگ قیمت نسبتا بالایی دارند.

نکات مورد توجه در جوشکاری تیگ

در جوشکاری تیگ نیز مانند دیگر روش‌ها نکاتی وجود دارد که توجه به آنها باعث می‌شود پایان کار هرچه بهتری داشته و بهترین نتیجه را به دست بیاورید. در ادامه شما را با برخی از مهم‌ترین نکات جوشکاری آرگون آشنا می‌کنیم.

• فیلر جوشکاری باید بهترین جایگیری را داشته باشد. با جایگیری درست، فیلر در معرض گاز محافظ قرار گرفته و با مسئله اکسید شدن مواجه نخواهد شد.
• بهتر است در جوشکاری مکانیزه و یا مواردی که در آنها فلز پایه هدایت حرارتی بالایی دارد، از گاز هلیوم برای ایجاد حفاظت استفاده شود.
• اگر از روش جوشکاری تیگ به صورت دستی استفاده می‌کنید، گاز آرگون می‌تواند بسیار کمک‌کننده باشد.
• سرعت جوشکاری با میزان نفوذ و پهنای جوش ارتباط مستقیم دارد. همچنین این مورد جدا از کیفیت، ظاهر خط جوش را نیز بهبود می‌بخشد. در نهایت در انتخاب سرعت، باید دقت بالایی داشته باشید.
• درست است که الکترودهای جوشکاری تیگ غیر مصرفی هستند اما باز هم پس از گذشت مدتی باید آنها را تعویض کرد. این الکترودها طول عمر مشخصی داشته اما به طور کلی دوام آنها به مهارت و تجربه جوشکار بستگی دارد.

نکات ایمنی در جوشکاری تیگ

در انجام جوشکاری تیگ نکات ایمنی وجود دارند که برای جلوگیری از هرگونه آسیب باید توجه کافی نسبت به آنها داشت. این نکات موارد چندان پیچیده‌ای نیستند و با رعایت چند مورد ساده می‌توان ایمنی کامل را در انجام فرایند جوشکاری ایجاد کرد. در ادامه این نکات را برایتان آورده‌ایم:

• یکی از عوارض شایع و بسیار خطرناک جوشکاری تیگ احتمال بالای آسیب دیدن چشم جوشکار است. بنابراین نباید از نکات ایمنی غافل شد و حتما از عینک، لباس، کلاه و دستکش مخصوص جوشکاری استفاده کرد.
• نکته مهم دیگری که وجود دارد اینست که در جوشکاری TIG هرگز نباید از گاز آرگون 75% و دی‌اکسید کربن 25% استفاده کرد. دلیل این امر اینست که کربن‌دی‌اکسید به راحتی باعث اکسید شدن الکترود تنگستن می‌شود و در نتیجه کیفیت نهایی جوشکاری با این ترکیب بسیار پایین خواهد بود.
• گاز آرگون خطرناک بوده و می‌تواند باعث خفگی شود. پس باید در فضاهایی که تهویه مناسب در آنها وجود ندارد استفاده نشود. در هنگام استفاده از این گاز استفاده از ماسک را به هیچ عنوان فراموش نکنید. در نهایت اگر در محیط جوشکاری فضایی برای جریان هوا وجود نداشت به هیچ عنوان نباید عملیات جوشکاری انجام دهید.

مقایسه جوشکاری تیگ و میگ

جوشکاری میگ یکی دیگر از انواع جوشکاری قوسی با استفاده از گاز محافظ و التکرود مصرفی است. جوشکاری میگ فرایندی شبیه به جوشکاری تیگ دارد و در بسیاری از صنایع استفاده می‌شود. در ادامه شما را به طور کلی با تفاوت‌ها و شباهت‌های دو جوشکاری تیگ و میگ آشنا می‌کنیم.

• در دو جوشکاری TIG و MIG از گاز محافظ استفاده می‌شود.
• الکترودی که در جوشکاری تیگ استفاده می‌شود غیر مصرفی است. در صورتی که الکترود مورد استفاده در جوشکاری میگ از نوع مصرف‌شدنی است.
• سرعت انجام جوشکاری در روش میگ بیشتر از تیگ است.
• جوشکاری تیگ را می‌توان بدون وجود فیلر نیز انجام داد. اما جوشکاری میگ بدون وجود فیلر امکان پذیر نیست.
• کاربرد جوشکاری تیگ و میگ نیز باهم متفاوت است. اگر در انجام کار حساسیت و ظرافت نقش مهمی دارد، معمولا از روش تیگ استفاده می‌کنند.
• فرایند انجام جوشکاری میگ بسیار ساده‌تر و راحت‌تر از جوشکاری تیگ است.

سخن آخر

جوشکاری تیگ فرایند حساس و زمان‌بری است که به دقت و حوصله بالایی نیاز دارد. اما در مقابل پایان کار بسیار تمیز و باکیفیتی خواهد داشت. در واقع ظرافت در جوشکاری تیگ حرف اول را می‌زند و باعث می‌شود ظاهر کار بدون هیچ نقص و تغییر رنگی باشد. در انجام این نوع جوشکاری به هیچ عنوان استفاده از وسایل ایمنی را فراموش نکنید تا حین جوشکاری با مشکلی روبه رو نشوید. در این مطلب شما را با صفر تا صد جوشکاری تیگ آشنا کردیم. امیدواریم با مطالعه این مقاله به پاسخ سوالات خود رسیده باشید.