جوشکاری آرگون چیست و ابزارهای مورد نیاز آن

جوشکاری آرگون یا جوشکاری TIG، یکی از بهترین و تمیزترین روش‌های جوشکاری انواع فلزات است که با استفاده از گاز آرگون به‌عنوان محافظ، کیفیت بالایی در جوش ایجاد می‌کند.

ابزارهای جوشکاری آرگون و اصول جوشکاری آن، از جمله مواردی است که در ادامه مطلب به آن پرداخته شده است.

جوشکاری آرگون (TIG) چیست

جوشکاری آرگون که با نام علمی جوشکاری قوس تنگستن با گاز محافظ (GTAW) شناخته می شود، یکی از دقیق ترین و با کیفیت ترین روش های جوشکاری است.

بیشتر بخوانید: جوشکاری چیست و انواع آن

در این فرآیند، به کمک جریان برق یک قوس الکتریکی بین الکترود تنگستن و قطعه کار ایجاد می شود. گاز آرگون نیز به عنوان گاز محافظ عمل کرده و از ناحیه جوش در برابر اکسیداسیون و آلودگی های محیطی محافظت می کند؛ از این رو، در ایران به آن جوشکاری آرگون گفته می شود.

برخلاف روش هایی مانند جوش الکترود دستی یا CO2، در جوشکاری TIG (Tungsten Inert Gas) الکترود تنگستن ذوب نمی شود و نقش آن فقط ایجاد قوس است. در صورت نیاز، می توان از سیم جوش پرکننده به صورت دستی یا مکانیزه به حوضچه مذاب استفاده نمود.

بیشتر بخوانید: جوشکاری الکترود دستی

قابلیت جوشکاری بدون سیم جوش، کنترل پذیری بالا و امکان جوشکاری ورق های نازک از جمله مهم ترین مواردی است که باعث شده جوشکاری آرگون از بهترین روش های اتصال فلزات شناخته شود.

جدول مزایا و معایب جوشکاری آرگون
مزایا	معایب
دقت و کیفیت بالا در جوش	هزینه بالا برای تجهیزات و گاز
مناسب برای فلزات نازک	سرعت پایین جوشکاری نسبت به روش‌های دیگر
جوش تمیز و بدون سرباره	نیاز به مهارت بالا و تجربه جوشکار
کنترل دقیق بر حوضچه جوش	نیازمند فرایند خنک کاری تورچ جوشکاری
مناسب برای جوشکاری آلومینیوم و استیل	حساس به وجود باد در محل جوش
عدم نیاز به مواد مصرفی مانند سیم جوش (در ورق های نازک)	محدودیت در ضخامت‌های بالا

کاربرد جوشکاری آرگون

جوشکاری آرگون به دلیل کیفیت بالا و کنترل پذیری خوب، در صنایع مختلف کاربرد داشته که از جمله آن ها می توان به موارد زیر اشاره کرد:

• صنعت هوافضا: جوشکاری قطعاتی مانند آلومینیوم و تیتانیوم.
• تجهیزات پزشکی: جوشکاری تمیز، بدون گل جوش و بدون آلودگی.
• صنعت خودروسازی: جوشکاری ورق های نازک در شاسی و بدنه خودرو.
• صنایع غذایی و دارویی: جوشکاری مخازن و لوله های استیل.
• ساخت سازه های فلزی تزئینی: جوشکاری نرده ها، درب ها و قطعات دکوراتیو.
• صنایع پتروشیمی و نیروگاهی: جوشکاری لوله ها و انواع مخازن و تجهیزات.

ابزارهای جوشکاری آرگون

به طور کلی، ابزارهای جوشکاری آرگون مشابه سایر روش های جوشکاری بوده و در چند مورد دارای تفاوت است. این ابزارها شامل موارد زیر است:

1. دستگاه جوش TIG: منبع تغذیه جریان الکتریکی DC یا AC با قابلیت تنظیم آمپراژ.
2. تورچ جوشکاری (مشعل): نگهدارنده الکترود تنگستن و هدایت کننده گاز آرگون.
3. الکترود تنگستن: الکترود غیرمصرفی، مقاوم در برابر حرارت بالا و عامل ایجاد قوس.
4. مخزن و گاز آرگون: مخزن نگهدارنده گاز محافظ آرگون (گازی بی اثر برای محافظت از ناحیه جوش).
5. رگلاتور و مانومتر: برای تنظیم فشار و جریان گاز آرگون.
6. سیم جوش پرکننده: در صورت نیاز برای پر کردن درز یا افزایش استحکام (اغلب برای ورق های ضخیم)
7. ماسک جوشکاری و تجهیزات ایمنی: جهت محافظت از چشم و پوست در برابر نور و حرارت.
8. سوهان یا سنگ تیزکننده الکترود: به منظور تیز کردن نوک الکترود و افزایش دقت قوس.

در ادامه، برخی از این ابزارها به صورت جداگانه توضیح داده شده است.

دستگاه جوش TIG

دستگاه جوش TIG منبع اصلی تولید جریان برای ایجاد قوس الکتریکی بین الکترود تنگستن و قطعه کار است. این دستگاه ها باید قابلیت تنظیم جریان را داشته باشند تا بتوان انواع فلزات با ضخامت های مختلف را جوش داد.

برای جوشکاری آلومینیوم، استفاده از جریان AC ضروری است. دستگاه های پیشرفته دارای امکاناتی مانند پالس کنترل، پیش جریان گاز، پس جریان گاز، کنترل HF (شروع قوس بدون تماس) و تنظیم زمان خنک سازی هستند. کیفیت دستگاه جوش نیز بر پایداری قوس، نفوذ جوش و ظاهر نهایی اتصال تاثیر دارد.

تورچ جوشکاری (مشعل)

تورچ یا مشعل جوشکاری، ابزاری برای نگه داشتن الکترود تنگستن بوده و از طرفی گاز آرگون را به ناحیه جوش هدایت می کند. تورچ ها در انواع آبی (خنک شونده با آب) و هوایی (خنک شونده با هوا) تولید می شوند. تورچ تنگستن باید سبک، خوش دست و مقاوم در برابر حرارت باشد.

طراحی نوک تورچ و زاویه آن در کنترل قوس و دقت جوش تاثیر داشته و در برخی تورچ ها دارای شیر کنترل گاز می باشد.. نگهداری صحیح تورچ، از جمله تمیز کردن نازل برای حفظ کیفیت جوش ضروری است.

الکترود تنگستن

الکترود تنگستن، از جمله مهم ترین قطعات در ابزارهای جوشکاری آرگون محسوب می شود. این الکترود از نوع غیرمصرفی بوده و در حین جوشکاری ذوب نمی شود. انواع مختلفی از الکترودهای تنگستن وجود دارد که از جمله آن می توان به تنگستن خالص، آلیاژدار با توریم، لانتان، زیرکونیوم یا سریم اشاره کرد، که هر کدام برای نوع خاصی از فلز و جریان مناسب هستند.

نوک الکترود باید تیز و تمیز باشد تا قوس متمرکز و پایدار ایجاد شود. تیز کردن نوک با عملیات سنگ زنی انجام می شود. انتخاب نوع الکترود اغلب بر اساس جنس فلز پایه، نوع جریان (AC یا DC) و ضخامت قطعه انجام می شود.

مراحل جوشکاری آرگون

مراحل جوشکاری آرگون برای یک جوش با کیفیت به طور خلاصه شامل موارد زیر می شود:

1. آماده سازی سطح قطعه: تمیز کردن سطح از چربی، زنگ زدگی و آلودگی.
2. تنظیم دستگاه جوش: انتخاب نوع جریان، آمپر مناسب و تنظیم گاز آرگون.
3. تیز کردن الکترود تنگستن: برای ایجاد قوس دقیق و متمرکز.
4. نصب تورچ و تنظیم زاویه مناسب: زاویه تورچ نسبت به قطعه باید حدود 15 تا 20 درجه باشد.
5. ایجاد قوس الکتریکی: با نزدیک کردن نوک الکترود به قطعه و روشن کردن دستگاه.
6. حرکت تورچ و تغذیه سیم جوش (در صورت نیاز): با سرعت یکنواخت و کنترل شده.
7. خنک سازی ناحیه جوش: خنک شدن آرام قطعه (به طور طبیعی)
8. بازرسی جوش: بررسی ظاهر، نفوذ و کیفیت اتصال.

رعایت این مراحل باعث افزایش کیفیت، کاهش ترک و جلوگیری از نقص های جوش می شود.

فلزات قابل جوشکاری با جوش آرگون

جوشکاری آرگون از جمله روش های جوشکاری است که برای طیف وسیعی از فلزات با ضخامت های مختلف مناسب است. برخی از این فلزات عبارتند از:

• آلومینیوم
• استنلس استیل
• مس و آلیاژهای آن
• تیتانیوم
• برنج و نیکل
• فولاد کربنی و کم آلیاژ

سوالات متداول

1. جوشکاری آرگون (تنگستن) چیست و چه تفاوتی با سایر روش های جوشکاری دارد؟

جوشکاری آرگون یکی از بهترین و تمیزترین روش های جوشکاری است. در این روش، از الکترود تنگستن غیر مصرفی و گاز آرگون محافظ برای ایجاد قوس الکتریکی استفاده می شود. برخلاف جوشکاری MIG یا جوش الکترود دستی، در جوشکاری تنگستن الکترود ذوب نمی شود و سیم جوش به صورت جداگانه وارد حوضچه مذاب می گردد. این ویژگی باعث کنترل کامل بر فرآیند جوش و تولید اتصالات با کیفیت بالا می شود.

2. چه فلزاتی با جوشکاری آرگون قابل جوش دادن هستند؟

جوشکاری آرگون برای جوش دادن طیف گسترده ای از فلزات مناسب است، به ویژه فلزاتی که به اکسیداسیون حساس اند یا نیاز به جوش دقیق دارند. فلزات قابل جوشکاری با آرگون عبارت اند از آلومینیوم، استیل، فولاد معمولی، مس، برنج و….

3. آیا جوشکاری آرگون برای افراد مبتدی مناسب است؟

جوشکاری آرگون به دلیل نیازمندی به دقت بالا، کنترل همزمان تورچ و سیم جوش برای افراد مبتدی چالش برانگیز است. برخلاف روش های ساده تر مانند جوش الکترود دستی (SMAW)، در TIG جوشکار باید مهارت کافی در تنظیم قوس، زاویه تورچ و تغذیه سیم داشته باشد.