جوش كاري به روش تيگ
جوش كاري به روش تيگ
TUNGSTEN INERT GAS
آنچه خواهید خواند:
توضيح و تعريف فرايندهای جوشکاری تيگ
مزايای فرايند جوشکاری تيگ
محدوديتهای فرايند جوشکاری تيگ
متغيرهای فرايند جوشکاری تيگ
جوشكاري با الكترود تنگستني و گاز محافظ GTAW يك فرايند جوشكاري ذوبي بوده و حرارت لازم براي ذوب فلز پايه و سيم جوش مصرفي از طريق تشکیل قوس الکتریکی بین الکترود تنگستنی( غیر مصرفی) و سطح کار ایجاد میگردد. در این فرایند برای محافظت قوس الکتریکی، حوضچه جوش و مناطق حرارت دیده اطراف از یک گاز خنثی استفاده میگردد. این فرایند می تواند با اضافه کردن و یا بدون فلز پر کننده (سیم جوش) مورد استفاده قرار گیرد.
فرايند جوشكاري GTAW به عنوان يك روش مناسب براي بسياري از صنايع ضروري شده است. زيرا جوش با كيفيت بالا ايجاد مي كند و تجهيزات كمي نياز دارد. هدف اين درس بحث و بررسي اساس فرايند، تجهيزات مورد استفاده و نكات ايمني آن است. در ابتداي دهه 1920 امكان استفاده از گاز هليوم براي محافظت از قوس الكتريكي و حوضچه جوش مطرح شد. در آن زمان هيچ پيشرفتي در اين روش انجام نشد. در جنگ جهاني دوم وقتيكه نياز زيادي به توسعه صنعت هواپيمايي احساس شد به جاي پرچ كردن اتصالات فلزاتي نظير آلومينيوم و منيزيم از جوشكاري تيگ استفاده شد. با استفاده از الكترود تنگستني و ايجاد قوس با جريان مستقيم الكترود منفي، يك منبع گرمايي موثر و با ثبات ايجاد شد. گاز هليوم براي عمل محافظت انتخاب شد چون در آن زمان تنها گاز خنثي اي بود كه به آساني در دسترس بود.
فرايند جوشكاري با الكترود تنگستني و گاز محافظ به جوشكاري تيگ (TIG) معروف شده است. اگرچه اصطلاحات فني انجمن جوش امريكا(AWS) برای این فرایند GTAW میباشد. زيرا براي محافظت مي توان تركيبي از گازهايي كه خنثي نيستند را براي كاربردهاي معيني استفاده نمود. از روزهاي نخستين اختراع اين فرايند در تجهيزات آن پيشرفت های زيادی حاصل شده است مخصوصا منابع نيروي جريان براي اين فرايند توسعه يافتهاند. منبع هاي هوا خنك و آب خنك نيز پيشرفته تر شده اند. براي بالا رفتن قابليت انتشار و پخش الكترونها از سطح الكترود تنگستني درصد كمي از عناصر فعال بصورت آلياژ به الكترود تنگستني اضافه شده است كه اين امر باعث بهبود بخشيدن به شروع قوس، پايداري قوس و طول عمر الكترود شده است. گازهاي محافظ مخلوط براي بهتر شدن خصوصيات قوس معرفي شده است. محققان در حال حاضر در تلاش براي بهبود بخشيدن به كنترلهاي اتوماتيك، سنسورهاي كنترل قوس و نفوذ و … ميباشند.
توضيح و تعريف فرايندها
در اين فرايند از يك الكترود تنگستني (يا آلياژ تنگستن) مصرف نشدني كه در داخل مشعل قرار گرفته شده است، استفاده میگردد. از گاز محافظ كه از سر نازل خارج میشود برای حفاظت از الكترود، حوضچه جوش مذاب و جلوگيری از تاثير مخرب بعضی عناصر موجود در هوا استفاده میگردد. در اثر عبور جريان از گاز محافظ، يونيزه و رسانا شده و قوس الكتريكی ايجاد میگردد. قوس بين نوك الكترود و سطح قطعه كار ايجاد میگردد. فلز پايه بوسيله گرما ذوب شده و حوضچه مذاب در يك لحظه كوتاه ايجاد میگردد.
مشعل در راستای مسير اتصال به حركت درآمده و باعث ذوب لبه های اتصال به صورت مداوم
میگردد. اگر از فلز پركننده براي پر نمودن درز اتصال استفاده شود به داخل حوضچه جوش اضافه
میشود. براي انجام جوشكاري GTAWچهار جزء تشكيل دهنده زير امری اساسی میباشند:
١- منبع نيرو 2- مشعل 3- الكترود 4- گاز محافظ
مزايای فرايند جوشكاری تيگ
حاصل اين فرايند، جوش با كيفيت بالا و بدون عيب میباشد.
اين فرايند بدون پاشش جرقه میباشد در صورتيكه فرايندهای ديگر با پاشش جرقه همراه است.
در اين فرايند قطعات را میتوان با استفاده از سيم جوش و يا بدون آن جوشكاری نمود.
اين فرايند كنترل عالي در نفوذ جوش پاس ريشه را امكان پذير میسازد.
جوشكاری ورقهای نازك را میتوان با سرعت بالا انجام داد.
اين فرايند اجازه كنترل دقيق بر روی شكل گرده جوش را میدهد.
اين فرايند مي تواند براي جوشكاري اكثر فلزات و همچنين جوشكاري فلزات غير مشابه استفاده شود.
از اين فرايند منبع گرما و افزودن فلز پر كننده بصورت مستقل كنترل مي شود.
اين فرايند در همه حالات قابل اجرا مي باشد.
دود بسيار كمي از فرايند ايجاد مي شود.
محدوديتهای فرايند جوشکاری تيگ :
موارد زير برخي از محدوديتهای فرايند جوشكاري تيگ میباشد :
-1 نرخ رسوب در اين فرايند كمتر از روشهای ديگر جوشكاری با الكترود مصرف شدنی است.
-2 اين روش نياز به مهارت بالای جوشكاری نسبت به فرايندهای ديگر دارد.
-3 اين روش برای جوشكاری ورقهای ضخيمتر از 10 ميليمتر مقرون به صرفه نيست.
-4 در اين روش محافظت مناسب از حوضچه مذاب جوش در محيطی كه باد میوزد، مشكل است.
عيوب حاصل از اين فرايند :
اگر الكترود با حوضچه تماس پيدا كند، باعث ايجاد عيب آخال تنگستنی میشود.
-2 اگر حفاظت مناسب از نوك فلز پر كننده توسط گاز محافظ صورت نگيرد باعث عيب آخال فلزي در جوش میشود.
-3 اين فرايند به آلودگي و كثيف بودن فلز پايه و فلز پر كننده خيلی حساس است.
-4 نشت آب از مشعلهای آب خنك باعث اكسيد شدن و تخلخل در فلز جوش میشود.
5-در اين فرايند همانند فرايندهای ديگر، استفاده از جريانDC میتواند باعث ايجاد وزش قوس شود.
متغيرهای فرايند جوشکاری تيگ :
متغيرهای اين روش عبارتند از : ولتاژ قوس (طول قوس)، شدت جريان، سرعت جوشكاری و گاز محافظ.
مقدار انرژي حرارتی توليد شده توسط قوس الكتريكی به ولتاژ و شدت جريان بستگی دارد. (Q=I2Rtk) مقدار رسوب فلز جوش در واحد طول با سرعت جوشكاری نسبت عكس دارد. قوس الكتريكی با استفاده از گاز هليوم نفوذ بيشتری نسبت به گاز آرگون ايجاد مي نمايد(. بخاطر ولتاژ يونيزاسيون بالاتر گاز هليوم)
شدت جريان الكتريكي :
بطور كلی شدت جريان در قوس الكتريكی نفوذ جوش را كنترل مینمايد. همچنين مقدار جريان بر روی ولتاژ قوس نيز تاثير مي گذارد. ولتاژ اين فرايند میتواند با جريان مستقيم و جريان متناوب مورد استفاده قرار بگيرد. البته انتخاب نوع جريان به فلزی كه جوشكاری میشود نيز بستگی دارد. جريان مستقيم با الكترود منفی برای نفوذ زياد و سرعت جوشكاری بالا استفاده میشود. مخصوصا هنگاميكه از گاز هليوم به عنوان گاز محافظ استفاده ميشود. هليوم گزينه مناسبي براي جوشكاری مكانيزه و جوشكاری فلزاتی كه دارای قابليت هدايت حرارتی بالايی هستند میباشد. جريان متناوب عمل
تميزكاری كاتدی را فراهم میكند. اگر اكسيدهای مقاوم و سخت بر روي فلزات مورد جوشكاری وجود داشته باشد توسط تميزكاري كاتدی برداشته میشود و باعث ايجاد جوش سالم و مناسب میشود. در اينگونه موارد بايد از گاز محافظ آرگون استفاده شود. زيرا گاز هليوم باعث عمل تميزكاری لايه های
اكسيدی نمیشود.. گاز آرگون گزينه مناسبی برای جوشكاری دستی با جريان مستقيم و جريان متناوب میباشد.
سومين گزينه در منبع نيرو براي جوشكاری استفاده از جريان مستقيم با الكترود مثبت میباشد. اين قطبيت به ندرت استفاده میشود. زير باعث گرمای بسيار زيادی در نوك الكترود میشود كه ممكن است منجر به ذوب شدن آن گردد. جزئيات بيشتر در مورد تاثير قطبيت در بخشهای بعدی توضيح داده میشود.
ولتاژ قوس :
مقدار ولتاژ بين الكترود تنگستنی و سطح كار، ولتاژ قوس ناميده میشود. ولتاژ قوس متغيری میباشد كه تحت تاثير موارد زير میباشد :
-1 جريان قوس
-2 شكل و حالت نوك الكترود تنگستني
-3 فاصله بين نوك الكترود وسطح كار
-4 نوع گاز محافظ
طول قوس در اين فرايند بسيار مهم است زيرا بر روي پهنا و عرض حوضچه جوش تاثير میگذارد. پهنای حوضچه جوش به طول قوس بستگي دارد به همين خاطر در بيشتر موارد طول قوس مورد نظر بايد كوتاهترين حد ممكن باشد. البته اگر طول قوس بسيار كوتاه باشد احتمال برخورد الكترود و سيم
و شدت DCEN جوش با هم و يا با حوضچه مذاب وجود دارد. يك مورد استثنا وجود دارد و آن در جوشكاری مكانيزه با استفاده از گاز هليوم و جريان جريان زياد امكان فرو بردن الكترود در مذاب و مخفی شدن آن جهت توليد نفوذ عميق امكان پذير میباشد. اما بايد بصورت جوشی با عرض باريك و
سرعت زياد انجام شود كه اين تكنيك قوس مخفی ناميده میشود. وقتی كه از ولتاژ قوس براي كنترل طول قوس در كاربردهای حساس استفاده ميشود بايد به متغيرهاي ديگر كه بر روي ولتاژ اثر میگذارند توجه داشته باشيم. در راس همه عيوب، آخالهاي توسط الكترود و گاز محافظ، تغذيه نامناسب سيم جوش و تغيير دماي الكترود و فرسايش و سائيدگي الكترود قرار دارد.
سرعت پيشروي:
سرعت پيشروي بر روي نفوذ و عرض گرده جوش در جوشكاري تيگ تاثير میگذارد. اگرچه تاثير آن بيشتر بر روي پهناي جوش ديده مي شود تا در نفوذ جوش. شرعت پيشروي بخاطر تاثيراتي كه بر قيمت و هزينه دارد بيشتر مورد اهميت مي باشد.
در بعضی موارد و كاربردها، سرعت پيشروی به عنوان يك هدف با متغيرهای انتخاب شده ديگر، براي بدست آوردن ظاهر جوش مورد نظر در همان سرعت تعريف شده است. در موارد ديگر پيشروي ممكن است يك متغير وابسته باشد كه براي بدست آوردن كيفيت جوش و تناسب مورد نياز تحت بهترين حالت ممكن با ديگر متغيرها انتخاب شود. صرف نظر از موارد ديگر هنگاميكه ديگر متغيرها نظير جريان يا ولتاژ براي كنترل جوش تغيير ميكند سرعت پيشروي عموما در جوشكاريهای مكانيزه ثابت است.
تغذيه سيم جوش:
در جوشكاري دستي، نحوه اضافه كردن فلز پر كننده به حوضچه مذاب بر تعداد پاس هاي مورد نياز و ظاهر تمام شده جوش تاثير مي گذارد.
در ماشينها و دستگاههاي اتوماتيك سرعت تغذيه سيم، مقدار رسوب فلز جوش را به ازاي طول جوش تعيين مي كند. كم كردن سرعت تغذيه سيم
مقدار نفوذ را بالا مي برد و حد فاصل مهره ها را پهن و مسطح مي كند. تغذيه كردن بسيار كند و آرام سيم جوش مي تواند باعث ايجاد خوردگي كناره جوش (Under Cut) ترك در خط مركزي جوش و عدم پر شدن اتصال مي شود. بالا بودن سرعت تغذيه سيم، نفوذ را كم نموده و گرده جوش را محدب مي كند.
تجهيزات مورد نياز:
تجهيزات مورد نياز GTAW شامل منبع نيرو، مشعل، الكترود و گاز محافظ مي باشد. سيستم مكانيزه ممكن است داراي كنترل هاي ولتاژ قوس، نوسان دهنده عرضي قوس و سيستم تغذيه سيم باشد.
دیدگاهتان را بنویسید
می خواهید در گفت و گو شرکت کنید؟خیالتان راحت باشد :)