قبل از صحبت در مورد انواع گازهای جوشکاری و کاربرد آنها و به ترکیب گازها مورد استفاده می پردازیم و به سوال “در جوشکاری از چه گازی استفاده می شود؟” پاسخ می دهیم. جالب است بدانید در مدت زمان کوتاهی که کار جوشکاری برای اولین بار مورد استفاده قرار گرفته است، تا چه اندازه ترقی کرده ایم. با ما همراه باشید تا در ادامه توضیحات لازم را بدهیم.
هدف استفاده از گاز در جوشکاری چیست؟
گازهای جوشکاری در راستای اهداف مختلفی مورد استفاده قرار می گیرند. این موضوع شامل محافظت از قوس در مقابل ناخالصی هایی مانند هوا، گرد و غبار و باقی گازها، ایجاد جوش تمیز، گرم کردن فلز می باشد. همچنین از گازهای محافظ جهت محافظت از فلز پس از انجام جوشکاری استفاده می شود.
آموزشگاه فنی برق دوره آموزش جوشکاری را به صورت تضمینی و با ارائه مدرک معتبر در کارگاه های مجهز برگزار می کند. در صورت تمایل به یادگیری جوشکاری در دوره آموزش جوشکاری شرکت کنید.
انواع جوشکاری
جوشکاری غیر ذوبی
در چنین جوشکاری، قطعات بدون ذوب شدن به یکدیگر اتصال می یابند.
جوشکاری ذوبی
به جوشکاری که برای انجام آن از فلز پایه استفاده می شود، جوشکاری ذوبی می گویند.
هر کدام از این جوشکاری هایی که به آن اشاره شد شامل چندین نوع دیگر از جوشکاری می باشد. جوشکاری گاز جزء دسته جوشکاری ذوبی می باشد. در حال حاضر پیشرفت های بسیاری در زمینه جوشکاری صورت گرفته است که استفاده از گاز در جوشکاری یکی از این موارد می باشد. جهت آشنایی با این نوع گازها با ما تا انتها همزاه باشید.
حتما مطالعه نمایید: انواع جوشکاری قوس الکتریکی و مزایا و معایب آن
انواع گازهای جوشکاری
گازهای مختلفی در حرفه جوشکاری مورد استفاده قرار می گیرند که این گازها تاثیر بسیاری در جوشکاری دارند که در ادامه کاربردها، مزایا و معایب انواع گازهای جوشکاری را ارائه و توضیح خواهیم داد.
1. گاز آرگون جوشکاری
آرگون یکی از انواع گازهای جوشکاری است که در فرآیند جوشکاری استفاده می شود. گاز آرگون بی بو و بی رنگ است و با جو اطراف و مواد موجود در درز جوش واکنش شیمیایی نمی دهد و غیر قابل اشتعال است. گاز آرگون به فشار کمتری نسبت به بقیه گازها نیاز دارد. از آنجایی که گاز آرگون از هوا سنگین تر است، می تواند با شدت کمتری جریان یابد.
تجهیزات جوش آرگون و خلاصه فرآیند
وسایل و لوازم مورد نیاز در انجام جوشکاری آرگون شامل منبع تغذیه، مشعل، الکترود و گاز محافظ می باشد. سیستم هایی که مکانیزه هستند، امکان دارد شامل کنترل های ولتاژ قوس الکتریکی، نوسان سازهای قوس عرضی و سیستم های تغذیه سیم باشند.
در ضمن گاز آرگون واکنش حوضچه مذاب را به حداقل می رساند. آرگون پتانسیل یونیزاسیون کمتری نسبت به گاز هلیوم دارد. بنابراین برای ایجاد قوس به ولتاژ کم نیاز است که در نتیجه آن، حوضچه جوش دمای کمتری دارد. همین باعث شده است گاز آرگون به عنوان گاز منتخب برای جوشکاری ورق نازک شناخته و مورد استثاده قرار بگیرد.
مواد نازل مورد استفاده در فرآیند جوش آرگون
نازل ها از سرامیک، فلز و کوارتز ساخته شده اند. نازل های سرامیکی مقرون به صرفه ترین و پرکاربردترین نازل ها هستند، اما شکننده هستند و اغلب پس از مدتی نیاز به تعویض دارند. نازل کوارتز شفاف و از شیشه ساخته شده است تا دید خوبی از قوس و حوضچه مذاب داشته باشد. تصور می شود که بخار فلز حاصل از حوضچه مذاب علت تیره شدن نازل باشد، اما جوت کوارتز بسیار ظریف و حساس است.
نازل های فلزی مورد استفاده در فرآیندهای جوشکاری TIG یا گاز آرگون عمر طولانی دارند و عمدتاً در عملیات ماشینی و اتوماتیک و در جاهایی که جریان جوشکاری بیش از 250 آمپر است استفاده می شود.
مقایسه گازهای آرگون و هلیوم برای جوشکاری
گاز آرگون حدود ده برابر سنگین تر از گاز هلیوم است. در نتیجه، گاز آرگون کمتر از گاز هلیوم برای چنین جوشکاری مورد نیاز است و جوشکاری با گاز آرگون نیز انحنای کمتری ایجاد می کند. آلیاژ تنگستن استفاده نشده نیز در مشعل جوشکاری در فرآیند جوشکاری TIG یا گاز آرگون استفاده می شود.
گاز محافظ سر نازل برای محافظت از الکترود و حوضچه جوش مذاب و جلوگیری از اثرات مضر عناصر موجود در هوا استفاده می شود. در نتیجه جریان الکتریسیته، گاز محافظ یونیزه و هدایت می شود و قوس الکتریکی تشکیل می شود.
حتما مطالعه نمایید: 5 نکته مهم جوشکاری آرگون[ کاربردهای آن]
مزایای جوشکاری با گاز آرگون
- جوشکاری با گاز آرگون سبب جوش های با کیفیت بسیار بهتری می شود.
- جرقه در گاز آرگون در مقایسه با بقیه فرآیندهای جوشکاری بسیار کمتر است.
- قطعات را می توان با پرکننده یا بدون پرکننده جوشکاری کرد.
- جوشکاری ورق های نازک را می توان با سرعت بسیار بالاتری انجام داد.
- منبع حرارت و فلز پرکننده به طور مستقل کنترل می شوند.
- دود بسیار کمی از فرآیند جوشکاری ایجاد می شود.
- مراحل جوشکاری TIG نسبت به جوشکاری الکترود دستی دقت کمتری دارد.
در مقایسه با سایر روش های جوشکاری قوس الکتریکی، حرارت ورودی جوشکاری نسبتاً کمتر است.
معایب احتمالی فرآیند جوشکاری با گاز آرگون
- اگر در طی فرآیند جوشکاری با گاز آرگون، الکترود با حوضچه جوش تماس پیدا کند. باعث آلودگی تنگستن می شود.
- جوشکاری گاز آرگون یا TIG به تمیز نبودن فلز پایه و پرکننده بسیار حساس است.
- نشت آب از مشعل های خنک شده با آب باعث ایجاد تخلخل و اکسیداسیون در فلز جوش می شود.
- در جوشکاری با این گاز، شبیه سایر فرآیندها، استفاده از جریان مستقیم می تواند موجب وزش قوس شود.
عوامل موثر در فرآیند جوشکاری آرگون
- آمپر
- ولتاژ قوس، طول قوس
- سرعت جوش
- گاز محافظ
- میزان انرژی گرمایی ایجاد شده توسط قوس الکتریکی نیز به ولتاژ و آمپر بستگی دارد.
کاربرد جوش آرگون
در حین جوشکاری با الکترود تنگستن و گاز محافظ، از گاز آرگون برای جوشکاری فولادهای ضد زنگ، برنج، آلومینیوم، منیزیم، مس، فلزات فعال (مانند تیتانیوم) و همچنین فولادهای کربنی و آلیاژی مورد استفاده قرار می گیرد. هنگام جوشکاری فولادهای کربنی، لوله ها و مخازن، معمولاً از جوش TIG برای جوشکاری استفاده می شود. با جوشکاری آرگون، ورق های فلزی نازک به آسانی جوش داده می شود.
در فرآیند جوشکاری با گاز آرگون، انتخاب قطر الکترود به شدت و نوع قطبیت جریان بستگی دارد. الکترودهای تنگستن عمدتاً با قطرهای بین 0.25 تا 6.35 میلی متر و طول های 76 تا 610 میلی متر عرضه می شوند. این الکترودها می توانند ترکیبات و خواص متفاوتی داشته باشند. اگر علاقه مند به جوشکاری آرگون هستید همین الان نسبت به شرکت به در دوره آموزش جوشکاری آرگون اقدام کنید.
2.گاز هلیوم
دومین گاز محافظ یا قابل استفاده در جوشکاری گاز هلیوم است. گاز هلیوم یک گاز خنثی است و یک هفتم سنگین تر از هوا است. به همین دلیل حذف این گاز از کپسول نیاز به فشار و شدت بیشتری دارد. گاز هلیوم مثل گاز آرگون غیر قابل اشتعال و بی بو می باشد.
گاز هلیوم تنها با فشرده سازی هوا و جداسازی عناصر تشکیل دهنده تولید می شود. اما از آنجایی که درصد هلیوم تشکیل دهنده هوا بسیار کم است. هزینه تولید آن بالا است و خلوص آن تا 99.99 درصد قابل افزایش است. این گاز ابتدا در جوشکاری آلومینیوم و آلیاژهای آن مانند منیزیم و مس استفاده شد.
کاربرد جوشکاری با گاز هلیوم
در جوشکاری با گاز هلیوم، زیرا یک حوضچه مذاب داغ، فعال و در حال جوش تولید می کند. می توان از آن برای جوشکاری قطعات ضخیم و همچنین برای فلزات و آلیاژهایی که انتقال حرارت بالاتری مانند آلومینیوم، مس و منیزیم دارند استفاده کرد.
به دلیل رسانایی حرارتی بالای هلیوم، پهنای درز جوش از گاز آرگون بیشتر و عمق آن نیز بیشتر است، اما به دلیل گرانی گاز هلیوم، معمولاً از مخلوط این گاز با آرگون استفاده می‌شود. کاربرد کمتری نسبت به گاز آرگون دارد.
معمولا شدت جریان گاز هلیوم دو تا سه برابر گاز آرگون می باشد. به همین دلیل می توان از گاز هلیوم در شرایط جوشکاری که نیاز به شدت و آمپراژ بالاتری دارند مانند جوشکاری سربالا استفاده کرد.
مزایای جوشکاری با گاز هلیوم
گاز هلیوم خواص بسیار خوبی برای استفاده در جوشکاری دارد که در زیر به آن اشاره می کنیم.
- گاز هلیوم کیفیت جوش را به اندازه قابل توجهی افزایش می دهد.
- از اکسید شدن ناحیه جوش جلوگیری می کند.
- هیچ خطری برای جوشکار وجود ندارد.
معایب جوشکاری با گاز هلیوم
- قیمت بالای گاز هلیوم
- میزان پاشش و جرقه هنگام استفاده از جوش هلیوم زیاد است. (بیشتر از جوش آرگون)
3. گاز اکسیژن
یکی دیگر از گازهای جوشکاری گاز اکسیژن یا اکسی استیلن می باشد. گاز اکسیژن تقریباً با تمام عناصر شناخته شده به جز گازهای خنثی ترکیب می شود و احتراق را آسان می کند. در صورتی که مقدار بسیار کمی اکسیژن به مخلوط گاز بی اثر اضافه شود، مقاومت قوس بهبود یافته و حوضچه جوش به علت کم شدن کشش سطحی بزرگتر می شود.
تجهیزات جوشکاری گاز اکسیژن
تجهیزات و دستگاه های اصلی جوشکاری با گاز اکسیژن عبارتند از: سیلندر، مولد گاز استیلن، تنظیم کننده فشار و مشعل. تنظیم کننده فشار برای گاز و لوله لاستیکی که گاز را به مشعل می رساند استفاده می شود.
4. گاز هیدروژن
چهارمین گازی که در جوشکاری گاز قابل استفاده است گاز هیدروژن است. این گاز سبک ترین گازی است که تاکنون در جهان شناخته شده است. گاز هیدروژن قابل اشتعال است، بنابراین مخلوط های انفجاری از ترکیب غلظت های خاصی از هیدروژن با هوا یا اکسیژن تشکیل می شود.
کاربرد جوشکاری با گاز هیدروژن
افزودن این گاز به گازهای خنثی باعث افزایش گرمای ورودی به فلز پایه می شود. این گاز در مواردی که نیاز به برش است استفاده می شود. از آنجایی که بسیاری از مواد جوش داده شده می توانند به هیدروژن و آلودگی ناشی از آن حساس باشند. استفاده از این گاز بسیار محدود است. این گاز در جوشکاری فولاد ضد زنگ و جوشکاری پلاسما استفاده می شود.
هیدروژن در حالت اتمی خود یک گاز احیا کننده بسیار قوی است که از اکسید شدن فلز جوش و سوزاندن سریع الکترودها جلوگیری می کند. اکسیژن محیط اطراف با آب ترکیب می شود و هیدروژن را تشکیل می دهد و بلافاصله به بخار تبدیل می شود.
5. گاز نیتروژن یا اتن
گاز محافظ نیتروژن موجب پایداری بیشتر قوس و همچنین افزایش نفوذ جوش در محل می شود. نیتروژن دمای زیادی ایجاد می کند که می تواند به پایداری جوش، استحکام قوس جوش و همچنین افزایش مقاومت تجهیزات جوشکاری کمک کند. استفاده از ترکیب نیتروژن با گازهای دیگر، مانع از دست رفتن نیتروژن از فلز خواهد شد. از ترکیب گاز اتن جوشکاری با سایر گازهای محافظ برای جوشکاری مس و فولادهای پر آلیاژ استفاده می شود.
6. گاز دی اکسید کربن
یکی از گازهای واکنش پذیر یا فعال، گاز CO2 است. این گاز کم هزینه ترین و پرکاربردترین گاز نیمه بی اثر به شمار می رود. CO2 تنها گازی است که می توان بدون اضافه کردن گاز بی اثر از آن استفاده کرد.
دی اکسید کربن 100% نفوذ عمیق و وسیعی در محل جوش دارد به همین دلیل برای جوشکاری مواد ضخیم بسیار ایده آل است.
از معایب گاز دی اکسید کربن به عنوان گاز محافظ جوشکاری می توان به این مورد اشاره کرد که پاشش زیاد و پایداری قوس آن کمتر خواهد بود. بنابراین، پس از اتمام عملیات جوشکاری باید محل را از خرابی ها و جوش های اضافه پاک کرد.
ترکیب گازهای محافظ برای جوشکاری
گاهی مخلوطی از دو یا سه گاز به عنوان گاز محافظ جوشکاری استفاده می شود:
ترکیب گاز دی اکسید کربن و آرگون
ترکیبی از 75 تا 95% آرگون و 5 تا 25% دی اکسید کربن یکی از گازهای مخلوط پرکاربرد است. این ترکیب گازی در زمان جوشکاری موادی مانند فولاد کربنی استفاده خواهد شد که به جوش های جذاب از لحاظ بصری و افزایش بهره وری عملیات جوشکاری منجر می شود.
اگر میزان آرگون در این مخلوط گازی بیشتر باشد، می تواند موجب ایجاد جوش هایی با شکل پذیری کمتر شود. این در حالی است که با افزایش میزان دی اکسید کربن در این ترکیب، شکل پذیری و مقاومت در برابر ترک خوردن را بهبود می دهد.
ترکیبی از آرگون و هلیوم به عنوان گاز محافظ جوشکاری
در بسیاری از موارد جوشکاری از 25 تا 75% هلیوم و 75 تا 25% گاز آرگون استفاده خواهد شد. با تنظیم این نسبت ها جوشکار می تواند میزان نفوذ جوش، سرعت حرکت و همچنین مشخصات جوش ها را تغییر دهد.
مخلوط گازهای آرگون، هلیوم و دی اکسید کربن
در زمان جوشکاری فولادهای ضد زنگ از مخلوط سه گاز هلیوم، CO2 و آرگون استفاده می شود.
ترکیب آرگون و اکسیژن در جوشکاری
در برخی موارد مخلوطی از اکسیژن در حد 9% یا کمتر و به تناسب آن آرگون به عنوان گاز جوشکاری مورد استفاده قرار می گیرد. زمانی که اکسیژن به آرگون اضافه شود، سیالیت جوش، نفوذ جوش و پایداری قوس بهبود می یابد. این ترکیب گازی بیشتر برای جوشکاری کربن و فولادهای کم آلیاژ و ضد زنگ کاربرد دارد.
استفاده از مخلوط هیدروژن، آرگون و دی اکسید کربن به عنوان گاز محافظ جوشکاری
اگر از ترکیب CO2، آرگون و هیدروژن استفاده شود، موجب باریک تر شدن قوس و همچنین بالاتر رفتن دمای قوس خواهد شد. همین امر سبب می شود تا نفوذ جوش بهتر شود.
نتیجه گیری
با مطالعه کامل این مقاله که در مورد انواع گاز جوش، کاربرد، مزایا و معایب آن بود، به راحتی می توانید نوع جوش و نوع گاز قابل استفاده در آن را انتخاب کنید. همچنین پیشنهاد می کنیم مقاله “نکاتی درباره رعایت ایمنی در جوشکاری و جلوگیری از خطرات آن” را مطالعه کنید تا جوشکاری ایمن و بی خطری داشته باشید.
مجتمع فنی برق برگزارکننده دوره های فنی مختلف مانند دوره آموزش جوشکاری برق، دوره آموزش جوشکاری co2، آموزش نصب پکیج دیواری و غیره می باشد، تمامی دوره ها به صورت عملی، در کارگاه های مجهز و تحت نظر اساتید مجرب و متخصص برگزار می شود در صورت علاقه به فراگیری هر یک از شغل های فنی همین الان به مجتمع فنی برق مراجعه نمایید.
دیدگاه کاربران