بررسی طرز كار جوشكاری به روش GTAW (TIG)

چه از جریان متناوب استفاده شود و چه طریقه DCRP بكار رود، استفاده از این روشهای جوشكاری این حسن را دارد كه قطعه كار از پاكیزگی زیادی برخوردار خواهد بود و به این لحاظ است كه اینگونه مدارهای الكتریكی را بیشتر برای جوشكاری قطعات آلومینیوم و فولاد ضد زنگ بكار می برند. این عمل “اثر پاكیزگی كاتدی” (در تمام یا قسمتی از زمان جوشكاری، كار در قطب منفی است) نامیده می‌شود. در صورتیكه پاكیزگی از اهمیت بیشتری برخوردار باشد بهتر است از گاز آرگون استفاده شود.

اگرچه باید توجه داشت كه در این حالت باید قبل از شروع جوشكاری كار را كاملاً تمیز نمود.

برای تمیز كردن آلومینیوم ابتدا سطح آن را با بررسی از جنس فولاد ضد زنگ پاك كرده و گردزدائی می كنند و سپس با استفاده از آستون، آن را به طریق شیمیایی نیز تمیز می نمایند. توجه داشته باشید كه آستون فوق العاده قابل اشتعال است.

در این مورد یك ساعت قبل از جوشكاری، از آستون استفاده كنید.

برای كسب نتیجه بهتر توصیه می شود كه قبل از جوشكاری آلیاژهای فولاد آنها را تا 60 درجه فارنهایت گرم كنید. برای از بین بردن بخارات و ذرات مزاحم، قبل از جوشكاری آلومینیوم باید آنرا تا 120 درجه فارنهایت گرم كرد.

اگر جوشكاری در چند مرحله صورت می گیرد، بین هر مرحله باید اجازه داد تا كار خنك شود. اگر جنس كار از فولاد نرسیده، مرحله بعدی را آغاز نكنید. در مورد آلومینیوم دمای 300 درجه فارنهایت پیشنهاد می شود.

همانطوری كه گفته شد برای محافظت حوضچه مذاب و منطقه جوش از گاز محافظ استفاده می كنند. برای انجام یك جوشكاری مناسب، كمی قبل از روشن كردن قوس، جریان گاز را برقرار كنید. در موقع جوشكاری مخازن و محفظه های سربسته، ابتدا مجرائی برای خروج گازها پیش بینی كنید تا از ایجاد فشارهای اضافی پیشگیری شود.

گاهی اوقات در شروع جوشكاری، كار با اشكال مواجه شده و جوش داده شده زیاد جالب نخواهد بود. برای درك این موضوع بهتر است از یك ذره بین استفاده نمائید. پس از كشف محل ترك ها، بوسیله سنگ فنری و قلم و چكش جوش های ترك دار را كنده و محل مزبور را با جوش مجدد پر كنید.

بعضی وقتها هم گرمای بیش از اندازه موجب ایجاد ترك در جوش می شود. در این حالت هم جوش ها را به روش گفته شده كنده و محل آنها را دوباره جوش بدهید.

انتهای خط جوش نیز باید كاملاً مورد بررسی قرارگیرد. در این حالت هم پس از بررسی اگر به ترك یا اشكال مشابهی برخورد كردید، آنها را كنده و محل آنها را دوباره جوش بدهید. در موقع جوشكاری لوله، حتی الامكان از مراحل كوتاه مدت استفاده كرده و بتناوب نقاط مختلف پیرامون لوله را خال جوش بگذارید. برای مثال برای جوشكاری لوله های كمتر از 16 اینچ (قطر) طول هر مرحله (پاس) جوش نباید بیش از 2 اینچ باشد.

در مورد لوله های با قطر 6 اینچ یا بیشتر، حداكثر طول هر پاس می تواند تا 3 اینچ نیز باشد.

روش صحیح جوشكاری لوله درشكل 11-15 نشان داده شده است.

آماده سازی فلز جهت جوشكاری به هر یك از دو شیوه: جوشكاری با قوس الكتریكی در پناه گاز خنثی با الكترود تنگستن (TIG)، یا سیم جوش (MIG) با هم شباهتهای زیادی دارند. در عمل برای جوشكاری قطعات با ضخامت 32/3 اینچ و بیشتر بهتر است لبه كار را با زاویه 60 درجه پخ بزنیم هر چند كه بدون این پخ هم شكل 11-15 مراحل مختلف و صحیح جوشكاری یك لوله. نقطه شروع هر پاس با یك رقم نشان داده شده است.

نتیجه جوشكاری بسیار جالب است.

برای جلوگیری از ورود اكسیژن و ناخالصی های دیگر بهتر است از یك زیر كاری مناسب استفاده كرد. در این حالت فلزات قطعات كار با كیفیت بهتری ذوب و در یكدیگر ممزوج می شوند. برای جوشكاری قطعاتی از جنس منیزیم، تیتانیم یا زیركونیم و غیره بهتر است از زیر كاری از جنس كربن (یا حتی فلزات دیگر) استفاده كرد.

در شروع كار، برای تمرین، بهتر است از جوشكاری قطعات ساده تر شروع كرده و بمرور تمرینات مشكل تری انتخاب شود تا كار آموز نحوه در دست گرفتن مشعل و كار كردن با آن را بخوبی فرا گیرد. پس از این مرحله كار آموز باید آنقدر تسلط پیدا كند كه مطابق شكل 11-16 قادر به جوشكاری انواع اتصالات بوده و در جای لازم از سیم جوش استفاده نماید.

در هر حالتی، نوع فلز مورد جوشكاری باید شناخته شده باشد. میزان جریان مورد نیاز برای فلزات مختلف درشكل 11-17 نشان داده شده است.

جوش MIG را به صورت خودكار نیز می توان انجام داد. در این حالت مشعل یا قطعه كار مورد جوشكاری با سرعت مشخص حركت كرده و در صورت لزوم سیم جوش نیز بصورت خودكار به منطقه مذاب هدایت می شود. در شكل 11-18 نمائی از  این طریقه جوشكاری نشان داده شده است.

پس از ایجاد قوس و شروع عملیات جوشكاری، حركت مشغل را در كوچكترین دایره ممكن ادامه دهید و سعی كنید كه در محل شروع جوشكاری یك حوضچه مذاب ایجاد نمائید. زاویه الكترودگیر با سطح كار باید بین 60 تا 80 درجه باشد البته در این حالت شیب مشعل از شیب آن در جوشكاری اكسی استیلن كمی بیشتر است و این بخاطر حفظ منطقه مذاب با گاز محافظ است.

در این جا نیز حركت حوضچه مذاب باید بهمان طریقی باشد كه در جوشكاری با اكسی استیلن (فصل هفتم) توضیح داده شد. بهرحال باید توجه داشت كه حركت مشغل از حركت حوضچه مذاب كمتر باشد.

در صورتیكه از سیم جوش استفاده می كنید، قوس الكتریكی را متوجه لبه پشتی حوضچه كرده و سیم جوش را از لبه جلوئی وارد حوضچه نمائید و سپس قوس الكتریكی را به آرامی به طرف جلو متوجه كرده و سعی كنید كه حوضچه را به ملایمت در امتداد خط جوش بحركت در آورید.

زاویه سیم جوش با سطح كار بسیار كم و در حدود 20 درجه است شكل 11-19. برای متوقف كردن جوشكاری، الكترود را به سرعت عقب كشیده و یا با استفاده از پدال كنترل از راه دور، جریان را كم كنید.

در این روش جریان بسیار زیادی را به یك سیم جوش با قطر مشخص اعمال می‌كنند. در یك شدت جریان مشخص، ذرات ذوب شده بصورت پودر در آمده و اجبارا در فاصله بین نوك سیم جوش تا سطح كار بحركت در می آیند.

درشكل 11-25 شدت جریانهای لازم برای پودر كردن سیم جوشهای مختلف نشان داده شده است.

شدت جریان های پائین تر از این مقادیر را معمولاً برای روش انتقال عمقی یا قطره پاشی (اتصال كوتاه) استفاده می كنند.

اگر گاز محافظ بی اكسید كربن باشد، تغییر حالت از روش اسپری به انتقال عمقی دیگر مطابق این جدول نخواهد بود. برای مثال در حالتی كه از بی اكسید كربن استفاده شده باشد، شدت جریان لازم برای انتقال فلز بیشتر از حد داده شده خواهد بود مثلاً برای الكترودی با قطر 16/1 اینچ در حدود 500 آمپر جریان لازم است تا ذرات سیم جوش بصورت پودر به سطح كار بپاشند.

در روش اسپری یا ذره پاشی از گازهای مختلفی استفاده می كنند كه عبارتند از:

1- مخلوط آرگون و بی اكسیدكربن.

2- مخلوط آرگون و اكسیژن.

3- بی اكسید كربن.

استفاده از هر یك از این گازها در: شكل جوش، جریان مورد نیاز، ترشح فلز مذاب باطراف و عوامل مشابه تاثیر خواهند گذارد.

استفاده از بی اكسید كربن باعث پخش شدن فلز مذاب در سطح كار می شود و با وجودی كه به شدت جریان زیادی نیاز دارد ولی نفوذ جوش بسیار جالب بوده و سرعت عمل زیاد است.

با مصرف آرگون به جریان كمتری نیاز داشته و چون فلز مذاب را بصورت باریك‌تر پخش می كند جوش از نمای نازك و جالبی برخوردار می شود.

برای انجام عملیات جوشكاری به روش اسپری یا ذره پاشی می توان از ماشین‌های استاندارد جوشكاری (DCRP) كه حتی برای یك لحظه بسیار كوتاه هم مدار آنها اتصال كوتاه نمی شود استفاده نمود.

به طوری كه در شكل 11-26 هم نمایش داده شده، سیمی كه در این روش جوشكاری بجای الكترود مصرف می شود مشابه الكترودی است كه در روش ذره پاشی بكار گرفته می شود با این تفاوت كه در این حالت جریان مصرف شده بسیار كمتر است.

در این جا هم گاز یا تركیب گازهائی كه به عنوان محافظ بكار می روند مشابه گازهای مصرف شده در روش ذره پاشی می باشد.

استفاده از ماشین های جوشكاری معمولی برای این روش مناسب نیست چون جریان اتصال كوتاه آنها كمتر از آن است كه پس از هر اتصال كوتاه، امكان ایجاد قوس مجدد را فراهم نماید.

در این روش از دستگاههای ویژه ای استفاده می كنند. این ماشین ها یا ولتاژ ثابتی داشته و یا علاوه بر داشتن ولتاژ ثابت به مكانیسم كنترل شیب منحنی مشخصه نیز مجهزند. باید توجه داشت كه سرعت حركت بیشتر از سرعت مشابه در روش ذره‌پاشی است. برای مثال، اگرهدف، جوشكاری قطعه ای به ضخامت 2/0 اینچ باشد، با روش قطره پاشی در هر دقیقه قادریم 10 اینچ از طول جوش را انجام دهیم در حالیكه با طریقه اسپری، همین كار را با شدت 22 اینچ بر دقیقه می توان انجام داد.

تجهیزات كلی كه برای تاسیس یك چنین كارگاهی لازم است عبارتند از:

1- ماشین جوشكاری با قوس الكتریكی. ماشین های با ولتاژ ثابت ارجح ترند. بسته به نوع كاربرد، از هر دو نوع ماشین های AC یا DC می توان استفاده نمود.

2- كابین جوشكاری.

3- میزكار.

4- سیستم تهویه.

5- یك كابل مخصوص كه به ماشین و مشعل مربوط می شود و وظیفه آن انتقال مخلوط گاز، آب و سیم جوش است.

6- سیلندر گاز محافظ.

7- رگولاتور سیلندر و جریان سنج.

8- الكترودگیر مخصوص.

9- كابل و گیره زمین.

10- وسیله كنترل جریان از راه دور.

11- دستگاه مخصوص كنترل و تغذیه سیم جوش.

12- حلقه یا قرقره برای سیم جوش.

13- سیستم كنترل آب.