جوشکاری به روش TIG یا GTAW
جوشکاری فلزات به روش TIG که مخفف Tungsten Inert Gas یا جوشکاری با گاز بی اثر تنگستن می باشد یکی از روش های عمومی بکار گرفته شده در جوشکاری فلزات با بکارگیری فیلر جوشکاری می باشد که بصورت شاخه های 1 متری در استاندارد متریک و شاخه های 954 میلیمتری در استاندارد آمریکایی صورت می پذیرد. این روش از جوشکاری که با بکارگیری غوص الکتریکی GTAW صورت می پذیرد اغلب با گاز محافظ آرگون و یا ترکیب آرگون با هلیوم صورت می پذیرد. این روش از جوشکاری برای اولین بار در سال 1940 به منظور اتصال فلزات منگنز و آلومینیوم مورد استفاده قرار گرفت و مزیت هایی که در اتصال داشت آن را بعنوان یکی از ایده آل ترین روش ها در اتصالات فلزات تبدیل نمود. استفاده از یک گاز بی اثر محافظ بجای سرباره در اتصال فلزات روش جوشکاری TIG را نه تنها به روشی محبوب بلکه موثر ترین روش در اتصال فلز آلومینیوم با فیلر جوش آلومینیوم تبدیل نموده است.
کاراکتر های اصلی فرایند جوشکاری به روش TIG
در فرایند جوشکاری TIG ، قوس بین الکترود تنگستن نوک تیز و قطعه کار در جو بی اثر آرگون یا هلیوم شکل می گیرد. قوس شدید کوچک که توسط الکترود نوک تیز ارائه می شود برای جوشکاری با کیفیت بالا و دقیق ایده آل است. از آنجا که الکترود در طول جوشکاری مصرف نمی شود ، جوشکار TIG مجبور نیست حرارت ورودی از قوس را متعادل کند زیرا فلز از الکترود ذوب رسوب می کند. زمانیکه فیلر جوشکاری مورد نیاز است ، باید جداگانه به جوشکاری اضافه شود چرا که در این روش از جوشکاری با ذوب شدن سطح فلز در برخی از گرید ها و برخی از متریال ها بدون نیاز به فیلر جوشکاری نیز امکان اتصال با کیفیت وجود دارد.
جوشکاری TIG باید با منبع تغذیه ثابت و متناوب - DC یا AC انجام شود. برای جلوگیری از کشیدن جریانهای زیاد هنگام اتصال کوتاه الکترود به سطح قطعه کار ، یک منبع تغذیه ثابت ضروری است. این امر می تواند عمداً در هنگام شروع قوس الکتریکی یا سهوا در هنگام جوشکاری اتفاق بیفتد. اگر مانند جوشکاری MIG از منبع تغذیه مشخص مسطح استفاده شود ، هرگونه تماس با سطح قطعه کار به نوک الکترود آسیب می رساند یا الکترود را به سطح قطعه کار ذوب می کند. در DC ، از آنجا که حرارت قوس تقریباً یک سوم در کاتد (منفی) و دو سوم در آند (مثبت) توزیع می شود ، الکترود همیشه قطبی منفی است تا از گرم شدن و ذوب شدن جلوگیری کند. با این حال ، اتصال منبع تغذیه قطبی مثبت الکترود DC دارای این مزیت است که وقتی کاتد روی قطعه کار است ، سطح از آلودگی اکسید پاک می شود. به همین دلیل ، AC هنگام جوشکاری مواد با یک فیلم اکسید سطحی مقاوم مانند آلومینیوم استفاده می شود.
ترکیبات گاز محافظ در جوشکاری TIG
گاز محافظ اغلب بر حسب متریال سطوح فلزی که به هم متصل می شوند انتخاب می شود. همانطور که فیلر جوشکاری مطابق با سطوح پایه انتخاب می شود و بعنوان مثال در اتصال سطوح آهنی از فیلر جوش آهن استفاده می شود، ترکیبات گاز محافظ نیز بر تنش کششی نهایی سطح پس از جوشکاری و حفظ قابلیت هایی مانند رسانش گرمایی و الکتریکی و مقاومت در برابر ضربه تاثیر گذار خواهند بود.
- گاز آرگون پر مصرف ترین نوع از گاز محافظ در جوشکاری TIG می باشد که برای جوشکاری سطوح فلزی در رینجی گسترده شامل استنلس استیل، تیتانیوم، آهن، مس و آلومینیوم بکار گرفته می شود.
- گاز آرگون همراه با 2 الی 5 درصد هیدروژن H2 افزودن هیدروژن به آرگون باعث کاهش کمی گاز می شود و به تولید جوش هایی با ظاهری تمیز و بدون اکسیداسیون سطح کمک می کند. از آنجا که قوس گرمتر و منقبض تر است ، سرعت جوشکاری بالاتر را مجاز می کند. معایب شامل خطر ترک خوردن هیدروژن در فولادهای کربنی و تخلخل فلز جوش در آلیاژهای آلومینیوم است.
- مخلوط گازهای هلیوم و آرگون افزودن هلیوم به آرگون در فرایند جوشکاری TIG سبب افزایش دمای غوص الکتریک می شود که این امر سرعت جوشکاری را افزایش داده و قدرت نفوذ فیلر جوشکاری را نیز افزایش می دهد. البته افزودم هلیوم به آرگون معایبی نیز دارد که افزایش قیمت و هزینه جوشکاری و سخت تر شدن ایجاد غوس الکتریکی از مهمترین انها می باشد.