جوش كاري ميگ ، مگ

MIG/MAG welding

(MAG : metal Active Gas – MIG : metal Inert Gas – GMAW : Gas metal Arc welding )

بخش اول:

• مزیت فرایند میگ مگ

• معایب فرایند میگ مگ

• قابلیت کار میگ مگ

• فلزات مورد جوش کاری

• ضخامت فلزات مورد جوش کاری

• حالت جوش کاری

• اصول کار

• تجهیزات مورد نیاز فرایند میگ مگ

• منبع نیرو

در شروع دهه هشتاد(1980-1970 میلادی) توسعه و پيشرفتهاي چشمگيري در تكنولوژي جوش كاري و برش كاري رخ داد. فرآيندهاي جوش كاري ميگ ، مگ بصورت جدي پايه ريزي شد و جايگزين جوش كاري با الكترود دستي گرديد.

با يك نگاه به فرآيندهاي جوش كاري معمول نظير جوشكاري زير پودري ، جوشكاري با قوس الكتريكي دستي و جوشكاري ميگ ، مگ براحتي مي توان دريافت كه از اواسط دهه 1970 ميلادي كاهش چشمگيري در استفاده از جوش كاري قوسي با الكترود دستي افزايش در استفاده از جوش كاري قوسي با گاز محافظ ميگ ، مگ در سراسر دنيا بوجود آمده است.

هم اكنون جوش كاري ميگ ، مگ بيشترين كاربرد را در اروپاي غربي ، ژاپن و ايالات متحده آمريكا دارد. استفاده از اين فرآيند در آينده نيز توسعه و پيشرفت خواهد داشت.

تحقيقات در زمينه اين فرآيند ، منجر به ابداع روش جوش كاري با نرخ رسوب بالا با نام FCAW ، TIME شده است. هم اكنون از سيم هاي تو پودري بصورت گسترده اي استفاده مي گردد. (Flux cored Arc welding) FCAW جوش كاري قوسي با گاز محافظ و الكترود مصرف شدني GMAW جوش كاري قوسي با گاز محافظ و الكترود مصرف شدني اغلب به نام جوش كاري ميگ ، مگ معروف است. در اين فرآيند ، حرارت لازم براي ذوب فلز پايه و الكترود از طريق تشكيل قوس الكتريكي بين آنها تأمين مي گردد. الكترود در اين فرآيند سيمي است كه بصورت دائم و با يك سرعت معين به حوضچه جوش تغذيه مي گردد و بعنوان فلز پر كننده مصرف مي گردد.

قوس الكتريكي حوضچه جوش و مناطق حرارت ديده اطراف توسط يك گاز محافظ يا مخلوطي از گازها كه از سر مشعل خارج مي شود محافظت ميگردد. گاز محافظ بايد به طور كامل فلز جوش را محافظت نمايد. ورود هوا مي تواند باعث آلودگي فلز جوش شود.

مزيت فرآيند ميگ ، مگ :

مزيت اصلي اين فرآيند نسبت به جوش كاري قوس الكتريكي دستي ، سرعت بيشتر و نرخ رسوب بالاتر مي باشد كه اساساً مربوط به پارامترهاي زير ميباشد :

الف) تغذيه سيم بطور مداوم است. بطوري كه نياز به وقف جوش كاري جهت تعويض الكترود نمي باشد. در صورتي كه جوش كاري با الكترود دستي نياز به توقف براي تعويض الكترود مي باشد.

ب) در اين فرآيند نياز به برطرف كردن سرباره از سطح جوش نمي باشد(بجز FCAW)

زيرا سرباره اي وجود ندارد. در صورتي كه در جوش كاري با الكترود دستي ، سرباره بايستي از سطح جوش برطرف گردد.

ج) استفاده از سيم جوش با قطر كمتر نسبت به الكترود جوش كاري دستي در اين فرآيند به شدت جريان بيشتري نياز است و در نتيجه نرخ رسوب جوش بيشتري انجام مي گيرد.

د) در اين روش هيدروژن كمتري جذب فلز جوش مي شود كه براي فولادهاي حساس به ترك ئيدروژني امري مهم مي باشد.

و) امكان جوشكاري ورقهاي كمتر از 2 ميليمتر وجود دارد.

ه) اين فرآيند قابل اتومات شدن مي باشد.

ز) آموزش جوش كاري در اين فرآيند نياز به زمان كمتري دارد.

معايب فرآيند ميگ ، مگ :

الف) تجهيزات جوش كاري اين فرآيند پيچيده تر بوده ، قيمت بالاتري داشته و كمتر قابل حمل و نقل مي باشد.

ب) در اين فرآيند مشعل بايستي همواره به سطح قطعه كار نزديك باشد بنابراين جوش كاري محل هايي كه دسترسي به آن مشكل است ، قابليت جوش كاري ميگ ، مگ را نسبت به روش الكترود دستي كمتر مي نمايد.

ج) در اين فرآيند احتمال ترك در جوش كاري فولادي قابل سخت شدن وجود دارد چون سرباره اي وجود ندارد تا سرعت سرد شدن را كاهش دهد.

د) در جوش كاري ميگ ، مگ نياز به حفاظت قوس در مقابل جريان باد مي باشد. زيرا وزش باد باعث پراكنده شدن گاز محافظ از سطح حوضچه جوش و در نتيجه آلودگي فلز جوش مي گردد.

قابليت كار :

در تمام فرآيندهاي ميگ ، مگ سيم جوش بطور اتوماتيك از ميان مشعل با سرعت از پيش تنظيم شده اي ، خارج مي شود. به همين خاطر اين فرآيند نمي تواند بعنوان فرآيند دستي باشد و بيشتر صورت نيمه اتومات و اتوماتيك (با ماشين يا ربات) مورد استفاده قرار مي گيرد. در جوش كاري نيمه اتوماتيك ، تجهيزات دستگاه فقط سرعت سيم جوش را كنترل نموده و مشعل توسط جوش كار هدايت مي گردد. شروع و توقف سيم جوش ، گاز محافظ ، جريان الكتريكي توسط جوش كار كنترل مي شود. در جوش كاري ماشيني ، تجهيزات كاملاً مكانيزه هستند و جوش كار فقط كنترل ظاهري جوش را بر عهده دارد. در جوش كاري اتوماتيك تجهيزات و دستگاه كاملاً مكانيزه بوده و بطور اتوماتيك كنترل مي شود. بطوري كه جوش كار هيچ نقشي در انجام كار ندارد.

فلزات مورد جوش كاري :

فرآيند MIG اولين بار براي جوش كاري آلياژهاي آلومينيوم و منيزيم و فولاد زنگ نزن بكار گرفته شد. اين فرآيند مي تواند اكثر فلزات و آلياژها را جوش كاري نمايد و از نظر اقتصادي نيز مقرون به صرفه مي باشد.

طبيعت اين فرآيند حكم مي كند كه اكثر فلزات و آلياژها را با آن جوش كاري نمود. بهر حال مناسبت اين فرآيند براي بعضي از فلزات بيشتر است و بندرت اتفاق مي افتد كه نتوان فلزي را با آن جوش كاري نمود. با اين روش مي توان انواع فولادهاي كربني ، فولاد كم آلياژ فولاد زنگ نزن ، آلياژهاي مقاوم به حرارت ، آلومينيوم و آلياژهاي آن ( سری 3000و5000و6000) مس و آلياژهاي آن و آلياژهاي منيزم را به آساني جوش كاري نمود. فلزاتي كه با روش ميگ قابليت جوش كاري داشته ولي نياز به روش و شرايط خاصي دارند عبارتند از فولادهاي استحكام بالا ، آلياژهاي آلومينيوم سري 2000 و 7000، آلياژهاي مس كه درصد زيادي فلز روي دارند مثل برنز منگنزدار ، چدن ، فولاد منگنزدار آستنيتي ، تيتانيم و آلياژهاي آن و فلزات دير گذار مي باشند. جوش كاري اين فلزات به روش ميگ ممكن است نياز به پيش گرمايي ، عمليات حرارتي بعد از جوش كاري ، استفاده از سيم جوش

مخصوص و استفاده از گاز محافظ در محدوده وسيعي از اطراف جوش مورد احتياج باشد. فلزاتي كه نقطه ذوب كمي دارند مثل سرب و قلع نمي توانند به روش ميگ جوش كاري شوند. براي جوش كاري فلزات روكش شده با روي ، كادميم ، قلع ، سرب بايستي در اطراف اتصال روكش فلزي كاملاً برداشته شود و پس از جوش كاري در صورت نياز مجدداً روكش كاري شود.

ضخامت فلزات مورد جوش كاري :

جوش كاري ميگ ، مگ مي تواند به طور موفقيت آميزي براي ضخامت هاي مختلف مورد استفاده قرار گيرد. ورقهايي به ضخامت 0.5 ميليمتر مي تواند با روش ميگ ، مگ جوش كاري شود. اگر چه حداكثر ضخامت براي جوش كاري ميگ ، مگ مشخص نيست ، ولي براي جوش كاري قطعات ضخيم تر از 12 میلیمتر  مي توان از ساير فرآيندهاي جوش كاري نظير زير پودري و جوش كاري فلاكس كورد استفاده نمود

حالت جوش كاري :

فرآيند ميگ ، مگ مثل اكثر فرآيندهاي جوش كاري قوسي در همه حالات قابل استفاده مي باشد.

اصول كار :

نحوه جوش كاري ميگ ، مگ بطور قابل ملاحظه اي با جوش كاري قوس الكتريكي دستي متفاوت است. روكش الكترود در جوش كاري قوسي با الكترود دستي داراي مواد اكسيد زدا و بعضي عناصر آلياژي است كه كيفيت و سالم بودن جوش و خواص مكانيكي آن كمك مي كند.

روپوش الكترود علاوه بر ايجاد سرباره كه سطح جوش را محافظت مي كند. در هنگام سوختن ، گاز محافظتي بوجود مي آورد كه عناصر مضر هوا را از اطراف جوش به كنار مي زند. روكش با ايجاد يون هاي كه به پايداري قوس كمك مي كند ، مي تواند قوس را كنترل نمايد و در انتقال فلز در حالات مختلف جوش كاري تأثير گذار باشد.

در جوش كاري ميگ ، مگ تمام اهداف مشترك بوده اما با يك اختلاف جزيي بدست مي آيد. اولاً قوس مطلوب با كنترل نسبي ولت ، آمپر با گاز محافظ مصرفي بدست مي آيد. دوم عناصر فلزي كه ميل تركيبي بيشتري به عنصر اكسيژن نسبت به فلز آهن دارند ، جهت اكسيد زدايي ، خواص مكانيكي و فيزيكي مطلوب و جوش سالم به سيم الكترود اضافه مي شوند. در نهايت اكسيژن توسط عناصر موجود در سيم جوش در فعل و انفعالات قوس و حوضچه مذاب جذب مي شود

تجهيزات مورد نياز :

١- منبع نيرو : كه ولتاژ مناسب را براي تشكيل قوس و آمپر لازم را براي ذوب فراهم كند.

٢- سيستم تغذيه سيم : كه سيم جوش را با يك سرعت ثابت به حوضچه جوش تغذيه نمايد.

٣- سيستم گاز محافظ : عمل محافظت حوضچه جوش را از تأثير عناصر مضر هوا انجام دهد.

٤- مشعل (تورچ ) :  جريان الكتريكي ، گاز محافظ و سيم جوش را به حوضچه جوش برساند

منبع نيرو:

در جوشكاري ميگ, مگ از دستگاههاي ولتاژ ثابت و تنها از جريان مستقيم با قطبيت معكوس DCRP مي توان استفاده نمود. تنها يك استثنا وجود دارد و آن استفاده از قطبيت مستقيم DCSP  در بعضي موارد خاص براي سيم جوش هاي تو پودري (FCAW) مي باشد. منابع نيرو بايستي قابليت تنظيم ولتاژ را در محدوده كاري مناسب فراهم نمايند. در بعضي از دستگاهها, تنظيم ولتاژ توسط كليدهاي پله اي و در بعضي از دستگاهها توسط پتانسيو متر بصورت پيوسته تنظيم مي گردد. دستگاههاي نوع دوم بهتر و گرانتر مي باشند.

در هنگام خريد دستگاه بايستي سيكل كاري دستگاه را مورد توجه قرار داد ميزان سيكل كاري را مي توان روي يك برچسب فلزي كه به دستگاه متصل شده, بدست آورد.

مولدهاي برق ولتاژ ثابت داراي يك شيب در منحني ولت – آمپر مي باشند. كنترل شيب براي ثبات قوس بكار مي رود و در آمپرهاي پايين و انتقال مذاب بصورت اتصال كوتاه كاربرد دارد. ضريب خود القايي (اندوكتانس) نيز در دستگاه ولتاژ ثابت وجود دارد. ضريب خود القايي در جوشكاري با جريان پايين و انتقال اتصال كوتاه, نوسانات سريع جريان را مهار نموده و در نتيجه باعث پاشش كمتر جرقه و سطح جوش بهتر مي گردد.

چنانچه ضريب خود القايي كم باشد, سيم الكترود بداخل حوضچه جوش فرو مي رود و عمل اتصال كوتاه صورت مي گيرد. با اين عمل جريان جوشكاري سريعاً افزايش يافته و باعث انفجار مذاب و پاشش زياد جرقه به اطراف مي گردد. اگر ضريب خود القايي زياد باشد جريان اضافي به مدار اعمال شده و طول قوس را زياد و طول الكترود را كوتاه مي كند.

براي تنظيم ضريب خود القايي در جلوي دستگاه چندين فيش اتصال وجود دارد كه به صورت تجربي ضريب خود القايي مناسب بايد تنظيم گردد.

جوش کاری میگ مگ(بخش دوم)