جوشکاری آرگون، که به نام‌های جوشکاری قوسی تنگستن با گاز محافظ (GTAW - Gas Tungsten Arc Welding) یا جوشکاری تیگ (TIG - Tungsten Inert Gas) نیز شناخته می‌شود، یک فرآیند جوشکاری قوسی است که در آن از یک الکترود تنگستن غیرمصرفی برای ایجاد قوس الکتریکی استفاده می‌شود. ناحیه جوش و الکترود توسط یک گاز محافظ بی‌اثر، معمولاً آرگون، از آلودگی‌های اتمسفر محافظت می‌شوند. این فرآیند، جوش‌های بسیار تمیز، دقیق و با کیفیتی ایجاد می‌کند و به همین دلیل در صنایع مختلفی که نیاز به اتصالات قوی و ظریف دارند، کاربرد گسترده‌ای پیدا کرده است.
اصول عملکرد جوشکاری آرگون:
در جوشکاری آرگون، یک قوس الکتریکی بین نوک الکترود تنگستن و قطعه کار ایجاد می‌شود. حرارت ناشی از این قوس، فلز پایه را ذوب کرده و امکان اتصال آن را فراهم می‌کند. گاز آرگون که از اطراف الکترود خارج می‌شود، یک اتمسفر محافظ در اطراف قوس و حوضچه مذاب ایجاد می‌کند و از واکنش فلز مذاب با اکسیژن و نیتروژن موجود در هوا جلوگیری می‌کند. این امر منجر به جوشی تمیز و بدون تخلخل می‌شود.
در بسیاری از موارد، از یک فلز پرکننده (Filler Metal) نیز در جوشکاری آرگوناستفاده می‌شود. این فلز به صورت دستی یا اتوماتیک به حوضچه مذاب اضافه شده و به ایجاد اتصال قوی‌تر و پر کردن درزهای جوش کمک می‌کند.
مزایای جوشکاری آرگون:
- کیفیت بالای جوش:جوش‌های ایجاد شده با این روش بسیار تمیز، بدون تخلخل و با استحکام بالا هستند.
- دقت و کنترل بالا:جوشکار کنترل دقیقی بر روی قوس الکتریکی و میزان حرارت ورودی دارد، که امکان جوشکاری قطعات نازک و ظریف را فراهم می‌کند.
- تنوع مواد قابل جوشکاری: جوشکاری آرگونبرای جوشکاری طیف وسیعی از فلزات از جمله فولادهای آلیاژی، فولادهای ضد زنگ، آلومینیوم، منیزیم، تیتانیوم، مس، نیکل و آلیاژهای آن‌ها مناسب است.
- عدم وجود سرباره:در این فرآیند، سرباره‌ای تولید نمی‌شود که نیاز به پاکسازی پس از جوشکاری داشته باشد.
- آلودگی کم:نسبت به بسیاری از روش‌های جوشکاری دیگر، جوشکاری آرگوندود و ذرات کمتری تولید می‌کند.
- مناسب برای پاس‌های ریشه:به دلیل کنترل بالا، این روش برای ایجاد پاس‌های ریشه در جوشکاری‌های چند پاسه بسیار مناسب است.
معایب جوشکاری آرگون:
- سرعت جوشکاری پایین:نسبت به برخی روش‌های دیگر مانند جوشکاری میگ و مگ، سرعت جوشکاری آرگونمعمولاً پایین‌تر است.
- مهارت بالای جوشکار:برای انجام جوشکاری آرگونبا کیفیت، نیاز به مهارت و تجربه بالایی است.
- هزینه بالاتر تجهیزات و گاز محافظ:تجهیزات جوشکاری آرگونو گاز آرگون معمولاً گران‌تر از برخی روش‌های دیگر هستند.
- حساسیت به جریان هوا:جریان هوا می‌تواند اتمسفر محافظ گاز آرگون را مختل کرده و کیفیت جوش را کاهش دهد.
لوازم و تجهیزات مورد استفاده در جوشکاری آرگون:
-
منبع تغذیه (Power Source):
- دستگاه جوش آرگون AC/DC:برای جوشکاری طیف وسیعی از فلزات، از جمله آلومینیوم (با جریان AC) و فولادها (با جریان DC) استفاده می‌شود.
- دستگاه جوش آرگون DC:عمدتاً برای جوشکاری فولادها، فولادهای ضد زنگ، مس و نیکل به کار می‌رود.
-
تورچ جوشکاری آرگون(TIG Torch):
- تورچ هوا خنک:برای جریان‌های پایین و کارهای سبک استفاده می‌شود.
- تورچ آب خنک:برای جریان‌های بالا و کارهای سنگین که نیاز به خنک‌کاری بیشتری دارند، به کار می‌رود.
-
الکترود تنگستن (Tungsten Electrode):
- الکترودهای تنگستن در انواع مختلف با آلیاژهای متفاوت (مانند تنگستن خالص، تنگستن توریم‌دار، تنگستن سریم‌دار، تنگستن لانتانیم‌دار و غیره) برای کاربردهای مختلف موجود هستند. انتخاب نوع الکترود به نوع فلز پایه و جریان جوشکاری بستگی دارد.
-
گاز محافظ آرگون (Argon Shielding Gas):
- سیلندر گاز آرگون با خلوص بالا.
- مانومتر و فلومتر:برای تنظیم و کنترل جریان گاز آرگون.
- شیلنگ گاز:برای انتقال گاز از سیلندر به تورچ.
-
فلز پرکننده (Filler Metal):
- مفتول‌های جوشکاری با ترکیبات شیمیایی متناسب با فلز پایه.
-
سیستم خنک‌کاری (Cooling System) (برای تورچ آب خنک):
- پمپ و مخزن آب برای گردش آب خنک‌کننده در تورچ.
-
تجهیزات ایمنی:
- ماسک جوشکاری با شیشه اتوماتیک:برای محافظت از چشم‌ها در برابر اشعه ماوراء بنفش و مادون قرمز و نور شدید قوس.
- دستکش جوشکاری چرمی:برای محافظت از دست‌ها در برابر حرارت و جرقه.
- پیش بند چرمی:برای محافظت از بدن در برابر حرارت و جرقه.
- کفش ایمنی:برای محافظت از پاها.
- لباس کار مناسب:برای محافظت از بدن.
- سیستم تهویه:برای دفع دود و گازهای ناشی از جوشکاری.
کاربردهای جوشکاری آرگون:
جوشکاری آرگونبه دلیل کیفیت و دقت بالای خود، در صنایع مختلف کاربرد دارد، از جمله:
- صنایع هوافضا:جوشکاری قطعات حساس و آلیاژهای خاص مورد استفاده در هواپیما و فضاپیما.
- صنایع شیمیایی و پتروشیمی:جوشکاری لوله‌ها و مخازن از جنس فولادهای ضد زنگ و آلیاژهای مقاوم در برابر خوردگی.
- صنایع غذایی و دارویی:جوشکاری تجهیزات بهداشتی از جنس فولادهای ضد زنگ.
- صنایع خودروسازی:جوشکاری قطعات آلومینیومی‌و فولادی.
- صنایع ساخت و تولید:جوشکاری قطعات دقیق و ظریف.
- ساخت زیورآلات و قطعات هنری:به دلیل دقت و ظرافت بالای جوش.
- تعمیر و نگهداری:جوشکاری قطعات آسیب دیده با دقت بالا.
نتیجه‌گیری:
جوشکاری آرگونیک فرآیند جوشکاری قدرتمند، دقیق و با کیفیت است که با استفاده از گاز محافظ آرگون و الکترود تنگستن غیرمصرفی، اتصالات قوی و تمیزی را در طیف وسیعی از فلزات ایجاد می‌کند. با وجود سرعت جوشکاری نسبتاً پایین و نیاز به مهارت بالای جوشکار، مزایای فراوان این روش، آن را به یک انتخاب ایده‌آل برای بسیاری از کاربردهای صنعتی و تخصصی تبدیل کرده است. آشنایی با اصول عملکرد، مزایا، معایب و تجهیزات مورد استفاده در جوشکاری آرگون، برای هر فردی که در زمینه جوشکاری و اتصال فلزات فعالیت دارد، ضروری است.