موضوع مقاله: جوشکاری تیگ | مخاطب: عمومی | لحن: دانشنامه‌ای | ساختار: عنوان، مقدمه، 3 بخش، جمع‌بندی | مقاله: | # جوشکاری تیگ | مقدمه: در این روش جوشکاری میله نازک تنگستنی وظیفه ایجاد قوس الکتریکی را داشته و خود ذوب نمی‌شود. | ## بخش 1: جوشکاری تیگ | به همین دلیل در ایران بیشتر به این روش جوشکاری، جوش آرگون گفته می‌شود.|جایگزین=|301x301پیکسل جوشکاری تیگ (Tungsten Inert Gas) یا جوشکاری تنگستن گاز خنثی، یکی از مهم‌ترین روش‌های جوشکاری در صنایع مختلف کوچک و بزرگ پتروشیمی، نظامی، دریایی، هوایی، نیروگاه‌های برق و … است. با استفاده از این نوع جوشکاری می‌توان جوشکاری صفحات نازک و ظریف (به عنوان مثال: آلومینیومی) تا لوله‌های تحت فشار را انجام داد. در دهه ۱۹۲۰ کوشش شد تا قوس و حوضچه مذاب را در مقابل اتمسفر محافظت کنند تا جوشکاری کاملاً ایده‌آل انجام گیرد. اما به دلیل به وجود آمدن برخی مشکلات در دهه ۱۹۳۰، جوشکاری با گاز خنثی و الکترود تنگستن (TIG) ابداع شد که شروع روش جوشکاری با محافظت گاز بود. اصول جوشکاری قوس تنگستن تحت پوشش گاز محافظ در میان انواع فرایندهای اتصال فلزات، فناوری جوشکاری و روش‌های مختلف آن به دلیل قابلیت‌های خاص و تنوع در عملکرد، جایگاه خاصی را به خود اختصاص داده‌است. در استانداردهای مطرح و مرتبط این رشته، از فرایند جوشکاری تحت عنوان فرایند خاص یاد شده‌است. فرایند خاص به فرایندی گفته می‌شود که کیفیت و نتیجه آن وابستگی بسیاری به مهارت اپراتور آن داشته و جهت اجرای آن به دستورالعمل‌های تأیید شده نیاز باشد. الکترود، قوس الکتریکی و منطقه حوضچه مذاب توسط یک گاز محافظ (آرگون، هلیم، مخلوط هر دو گاز یا مخلوط هر یک از دو گاز با گاز هیدروژن) در برابر اتمسفر محافظت می‌شود. گازهای خنثی با عناصر دیگر قابلیت واکنش ندارند پس به منظور حذف گازهای فعال مانند اکسیژن و نیتروژن از اطراف قوس و حوضچه مذاب، اکسیدها و نیتریدهای فلزی (Porosity) ایده‌آل هستند. تخلخل‌های گازی، اکسیدها و نیتریدهای فلزی، عیوبی هستند که باعث کاهش خواص مکانیکی جوش از جمله مقامت به ضربه و استحکام کششی می‌شوند. قوس الکتریکی قوس الکتریکی یک منبع حرارتی است که در اکثر فرایندهای جوشکاری از آن استفاده می‌شود. این توده گاز، رسانای جریان الکتریسیته است یعنی جریان الکتریکی به وسیلهٔ این گاز رسانا شده، عبور می‌کند و یک حوزه حرارتی را تشکیل می‌دهد. در جوشکاری با الکترودهای پوشش‌دار ایجاد توده گاز یا پلاسما ممکن است در اثر تجزیه عناصر موجود در پوشش الکترود باشد. در پوشش الکترودها عناصری وجود دارد از قبیل سدیم و پتاسیم که ولتاژ یونیزاسیون این عناصر پایین است به عبارت دیگر با انرژی کمتری یونیزه می‌شوند. | ## بخش 2: جوشکاری تیگ | هنگام تماس الکترود با قطعه کار یک اتصال کوتاه رخ داده و مقداری انرژی حرارتی تولید می‌گردد بنابراین جزئی از سدیم یا پتاسیم موجود در پوشش الکترود یونیزه شده و با دور کردن الکترود از قطعه کار به ترتیب اولین، دومین، سومین، و nامین اتم سدیم یا پتاسیم یونیزه می‌شوند.در این حالت مقدار بیشتری انرژی حرارتی تولید می‌گردد که می‌تواند گازهای موجود در اتمسفر مثل اکسیژن و ازت را نیز تجزیه کرده و بعد یونیزه کند. بدین ترتیب می‌توان گفت در یک لحظه معین، در این محیط کوچک، احتمال وجود هر چهار شکل ذره (مولکول، اتم، یون و الکترون) وجود دارد که جهت حرکت الکترون‌ها از قطب منفی به قطب مثبت و جهت حرکت یون‌ها از قطب مثبت به قطب منفی است. مولکول‌ها و اتم‌ها نیز جهت حرکت مشخصی ندارند ولی به دلیل اینکه در یک محیط پر انرژی قرار دارند، تحرک و شتاب زیادی دارند در نتیجه انرژی حرارتی تولید شده در قوس در اثر دو عامل است: اول اینکه الکترون‌ها در هنگام حرکت، انرژی خود را به انرژی حرارتی تبدیل می‌کنند و دوم اینکه در اثر تصادم این ذرات با یکدیگر مقداری انرژی تولید می‌گردد و در نهایت در قوس الکتریکی در فشار یک اتمسفر درجه حرارتی حدود ۶۰۰۰ درجه سانتیگراد (در بخار آهن) تا ۲۰۰۰۰ درجه سانتیگراد (برای قوس تنگستن) ایجاد می‌شود. رگولاتورها (فلومتر و مانومتر): برای کاستن از فشار خروجی گاز از کپسول و تنظیم شدت خروجی گاز محافظ از مشعل مورد استفاده قرار می‌گیرد. معمولاً میزان دبی گاز مصرفی بستگی به نوع طرح اتصال، زاویه مشعل، نوع نازل (nozzele) و شماره سرامیکی بوده و بین محدوده ۳ تا ۸ لیتر بر دقیقه است. شیلنگ و بست‌های گاز: برای هدایت گاز محافظ از سیلندر به مشعل مورد استفاده قرار می‌گیرد. مشعل مخصوص جوشکاری (Torch): مشعل جوشکاری آرگون در واقع جریان برق را که از رکتیفایر به وسیلهٔ کابل می‌آید را به الکترود تنگستن و گاز محافظ را به محدوده قوس و حوضچه مذاب هدایت می‌کند. مشعل‌هایی که کاربرد آن‌ها در شدت جریان‌های کم (زیر ۲۰۰ آمپر) و کوتاه مدت است، به وسیلهٔ هوا و جریان گاز محافظ خنک می‌شوند؛ ولی مشعل‌هایی که درجریان‌های بالا و بلند مدت مورد استفاده قرار می‌گیرد، سیستم خنک‌کننده آن‌ها گردش آب است زیرا به علت گرمای بسیار زیاد که در جوشکاری با آمپراژ بالا پدید می‌آید، گاز محافظ به تنهایی قادر به خنک کردن مشعل نیست. الکترودهای تنگستن خالص نسبت به سایر الکترودها ارزان‌تر بوده، ظرفیت حمل الکتریسیته کمتری دارند، عمر آن‌ها کوتاه‌تر بوده و فقط قابل استفاده با جریان AC باشند. اگر از الکترود تنگستن خالص در شدت جریان‌های بالا استفاده شود امکان تحلیل رفتن تدریجی آن وجود دارد. الکترودهای تنگستن توریم دار، ظرفیت حمل الکتریسیته بالاتری دارند و عمر آن‌ها طولانی است. شروع قوس با این الکترودها راحت‌تر بوده و ثبات قوس بیشتری ایجاد می‌کنند (چون خروج الکترون‌ها راحت‌تر صورت می‌گیرد). الکترودهای زیرکونیوم دار بهترین نوع الکترود برای جوشکاری آلومینیم و منیزیم هستند. زمانی که از این الکترودها در جریان AC استفاده می‌شود، پایداری قوس الکترودهای EWP در جریان AC، به همراه ظرفیت حمل جریان و شروع قوس خوب در الکترودهای EWTH مشترکاً فراهم می‌آید. | ## بخش 3: جوشکاری تیگ | در زیر سیم جوش‌های مختلف در فرایند TIG مطابق با استاندارد AWS طبقه‌بندی شده‌اند. برای هر گروه در AWS به‌طور کافی دربارهٔ طریقه کاربرد، ترکیب شیمیایی، نوع جریان و مقدار آن، قطر سیم جوش و غیره داده شده‌است. طول سیم جوش‌ها معمولاً ۶۱ سانتی‌متر یا ۹۱ سانتی‌متر است و برای دستگاه‌های نیمه اتوماتیک و اتوماتیک به صورت کلافی موجود است. علل اصلی به وجود آمدن این عیب عبارتند از: تماس نوک الکترود تنگستن با حوضچه مذاب. زیاد بودن طول مؤثر الکترود (فاصله نوک الکترود تا کولت) که موجب داغ شدن بیش از حد الکترود می‌شود. ناکافی بودن دبی گاز محافظ یا وزش باد در محیط جوشکاری و در نتیجه اکسید شدن نوک الکترود. استفاده از گاز محافظ نامناسب مانند آرگون + کربن دی‌اکسید عیوب ناشی از محافظت نامناسب گاز به وجود می‌آید: ناخالصی تنگستن خلل و فرج(Porocity) فیلم‌های اکسیدی در نتیجه ذوب ناقص و حبس ناخالصی‌های اکسیدی کلیه عیوب فوق موجب کاهش خواص مکانیکی از جمله کاهش استحکام کششی و مقاومت به ضربه می‌شوند. زیاد بودن بیش از اندازه گاز محافظ، در نتیجه جریان گاز از حالت آرام یا لمینار به متلاطم یا توربولانس تبدیل می‌شود. (قطر شعله پوش باید حداقل ۱٫۵ برابر پهنای سطح جوش باشد) زیاد بودن طول قوس یا زیاد بودن فاصله شعله پوش تا حوضچه مذاب. ناخالصی‌های اکسیدی (اکسید Inclusion) ناخالصی‌های اکسیدی در بطن جوش، محل تمرکز تنش بوده و موجب کاهش استحکام و مقاومت به ضربه جوش می‌شوند. در فرایند TIG قبل از شروع به جوشکاری باید لایه‌های اکسیدی را از روی محل اتصال و سیم جوش برطرف کرد. این امر مخصوصاً در آلومینیوم و آلیاژهای آن به علت نقطه ذوب بالای اکسید آلومینیوم (۲۰۵۰ درجهٔ سلسیوس) از اهمیت ویژه‌ای برخوردار است. تمیز نبودن درز جوش، وجود لایه‌های اکسید روی سیم جوش و عدم تمیزکاری بین مرحله‌ای. اکسیداسیون از طرف ریشه جوش (محافظت از ریشه جوش هنگام جوشکاری فلزات حساس مانند فولادهای زنگ‌نزن الزام است) یعنی از طرف پشت قطعه کار هم باید به وسیلهٔ گاز محافظ، حفاظت شود. | ## جمع‌بندی | عدم ذوب کافی در دیواره‌های اتصال به علت سرعت جوشکاری بالا و عدم تمرکز قوس در مرکز اتصال.