جوشکاری از قدیم تا امروز به عنوان یکی از پایههای اصلی صنایع مختلف شناخته شده است. اگر لحظهای به اطراف خود نگاه کنیم، متوجه میشویم که تقریباً هیچ محصول صنعتی بزرگی وجود ندارد که در بخشی از فرآیند تولید یا مونتاژ آن از جوشکاری استفاده نشده باشد. از سازههای عظیم فلزی گرفته تا تجهیزات ظریف پزشکی، همه و همه به نوعی وابسته به تکنیکهای جوشکاری هستند. در میان تمام روشهایی که تا به حال توسعه پیدا کرده، جوشکاری آرگون یا TIG به دلیل کیفیت بالا، دقت مثالزدنی و ظاهر فوقالعاده تمیز، جایگاه ویژهای پیدا کرده است.
خیلیها وقتی برای اولین بار نام جوشکاری آرگون را میشنوند، تصور میکنند این روش صرفاً برای پروژههای پیچیده صنعتی به کار میرود. اما واقعیت این است که TIG علاوه بر صنایع سنگین مانند هوافضا یا پالایشگاهها، در پروژههای کوچکتر مثل ساخت تجهیزات آشپزخانه استیل یا حتی کارهای هنری و دکوراتیو هم استفاده میشود. همین گستردگی کاربرد نشان میدهد که یادگیری و شناخت این روش نه تنها برای جوشکاران حرفهای بلکه برای بسیاری از علاقهمندان حوزه فنی ضروری است.
جوشکاری آرگون به زبان ساده
اگر بخواهیم این روش را خیلی ساده توضیح دهیم، باید بگوییم که در TIG از یک الکترود تنگستن غیرمصرفی برای ایجاد قوس الکتریکی استفاده میشود. قوس باعث ذوب شدن فلز پایه میگردد و در همین زمان یک گاز خنثی (معمولاً آرگون) به محل جوش دمیده میشود تا از تماس فلز مذاب با هوا جلوگیری کند. به دلیل همین گاز محافظ است که جوش نهایی بسیار تمیز، براق و بدون آلودگی یا حفره خواهد بود.
برخلاف روشهایی مثل جوشکاری الکترود دستی، در TIG الکترود مصرف نمیشود. برای پر کردن درزها یا افزایش حجم فلز جوش دادهشده، از سیم پرکننده استفاده میشود که جداگانه به حوضچه مذاب اضافه میگردد. همین جداسازی نقش الکترود و فیلر باعث میشود که جوشکار کنترل بیشتری روی فرآیند داشته باشد و نتیجه کار دقیقتر و زیباتر باشد.
تاریخچهای کوتاه
دهه ۱۹۳۰ میلادی زمانی بود که صنعتگران با چالش بزرگی در زمینه جوشکاری فلزات سبک مثل آلومینیوم و منیزیم روبهرو بودند. این فلزات به دلیل لایه اکسید مقاومشان به راحتی با روشهای سنتی جوش داده نمیشدند. همین موضوع باعث شد تحقیقات زیادی روی استفاده از گازهای خنثی برای محافظت از حوضچه جوش انجام شود. در نهایت روش TIG معرفی شد و توانست این مشکل را حل کند.
در جنگ جهانی دوم، این فناوری به سرعت در صنایع هوافضا مورد استقبال قرار گرفت، زیرا هواپیماها و تجهیزات نظامی نیازمند اتصالات سبک اما مقاوم بودند. از آن زمان به بعد، TIG به سرعت در صنایع مختلف گسترش یافت و امروز یکی از استانداردترین روشهای جوشکاری در دنیاست.
تجهیزات اصلی در جوشکاری آرگون
۱. منبع تغذیه
منبع تغذیه در جوشکاری TIG باید بتواند هر دو نوع جریان مستقیم (DC) و متناوب (AC) را تولید کند.
- در جوشکاری فولاد، مس و تیتانیوم معمولاً از جریان مستقیم استفاده میشود.
- در جوشکاری آلومینیوم و منیزیم به دلیل وجود لایه اکسید مقاوم، جریان متناوب گزینه مناسبتری است.
وجود قابلیت تنظیم دقیق شدت جریان یکی از ویژگیهای کلیدی دستگاههای TIG است که امکان کنترل بهتر بر روی کیفیت جوش را فراهم میکند.
۲. تورچ جوشکاری
تورچ همان ابزار دستی است که جوشکار برای هدایت قوس از آن استفاده میکند. تورچها ممکن است خنکشونده با آب یا هوا باشند. در پروژههای سبک و کوتاه، تورچهای هواخنک کافی هستند، اما در پروژههای صنعتی و طولانیمدت، تورچهای آبخنک از داغ شدن بیش از حد جلوگیری میکنند.
۳. الکترود تنگستن
این الکترود غیرمصرفی است و نقش اصلی آن ایجاد قوس الکتریکی است. انواع مختلفی دارد:
- تنگستن خالص: مناسب جریان متناوب.
- توریمدار: طول عمر بالا و شروع قوس آسان.
- لانتاندار یا سریمدار: پایداری عالی و مناسب برای فلزات خاص.
۴. گاز محافظ
گازهای مورد استفاده معمولاً شامل:
- آرگون خالص: پرکاربردترین گزینه برای بیشتر فلزات.
- هلیوم یا ترکیب آرگون-هلیوم: برای افزایش عمق نفوذ و دمای قوس.
۵. سیم پرکننده (فیلر)
در صورت نیاز برای پر کردن درزها از سیم پرکننده استفاده میشود. انتخاب نوع فیلر باید متناسب با جنس فلز پایه باشد. برای مثال، در جوشکاری استیل از سیم پرکننده استیل ضدزنگ استفاده میشود.
مراحل اجرای جوشکاری TIG
- آمادهسازی سطح: تمیز کردن کامل سطح فلز از هرگونه آلودگی، چربی یا رنگ. کوچکترین ناخالصی میتواند باعث ایجاد ترک یا تخلخل در جوش شود.
- انتخاب الکترود و جریان مناسب: بر اساس جنس فلز پایه و ضخامت آن.
- تنظیم فشار گاز: معمولاً بین ۶ تا ۱۲ لیتر در دقیقه.
- شروع قوس: نزدیک کردن الکترود به سطح و ایجاد قوس الکتریکی.
- حرکت دست با زاویه مناسب: معمولاً بین ۱۰ تا ۱۵ درجه برای کنترل بهتر.
- افزودن سیم پرکننده: در صورت نیاز و با هماهنگی حرکات دست.
- پایان جوش: توقف آرام و اجازه دادن به گاز محافظ برای چند ثانیه تا حوضچه سرد شود.
کاربردهای گسترده جوشکاری TIG
- صنایع خودروسازی: اتصال قطعات استیل ضدزنگ، ساخت اگزوزها، مونتاژ بدنههای سبک.
- هوافضا: ساخت قطعات تیتانیومی، بالها، موتورهای جت.
- صنایع غذایی و دارویی: تولید تجهیزات بهداشتی از استیل ضدزنگ.
- نفت و گاز: جوشکاری لولهها و مخازن تحت فشار.
- پزشکی: تولید ایمپلنت، ابزار جراحی.
- هنر و معماری: ساخت مجسمههای فلزی، دکوراسیون مدرن.
هر یک از این موارد دنیای وسیعی از مثالها و پروژهها را شامل میشود. مثلاً در صنایع غذایی، کوچکترین ترک در جوش میتواند محل تجمع باکتریها شود، بنابراین TIG به دلیل سطح صاف و بدون نقص بهترین گزینه است.
مزایا
- جوش بسیار تمیز و زیبا بدون نیاز به سنگزنی یا پرداخت زیاد.
- امکان جوشکاری فلزات نازک با دقت بالا.
- مناسب برای فلزات متنوع از جمله فولاد ضدزنگ، آلومینیوم و تیتانیوم.
- کنترل دقیق جوشکار روی حرارت و مواد پرکننده..
مقایسه با روشهای دیگر
- TIG vs MIG: MIG سریعتر است اما TIG تمیزتر و دقیقتر.
- TIG vs SMAW (الکترود دستی): SMAW سادهتر و مناسب شرایط بیرونی است اما کیفیت جوش TIG بالاتر است.
- TIG vs اکسیاستیلن: TIG کنترل بیشتری روی حرارت دارد و برای فلزات حساس مناسبتر است.
تکنیکهای پیشرفته
- پالسینگ: تغییر جریان به صورت متناوب برای کاهش حرارت ورودی و بهبود کنترل.
- اتوماتیک و نیمهاتوماتیک: استفاده از رباتها برای افزایش دقت در صنایع بزرگ.
- جوشکاری موقعیتهای خاص: سقفی، عمودی یا لولهای.
ایمنی
- استفاده از ماسکهای استاندارد برای محافظت از اشعه ماوراءبنفش.
- دستکش و لباس نسوز.
- تهویه مناسب محیط برای جلوگیری از تجمع گاز.
- بررسی همیشگی نشتی اتصالات.
آموزش و یادگیری
یادگیری TIG آسان نیست و به تمرین مداوم نیاز دارد. هنرجو ابتدا روی ورقهای ساده کار میکند و به تدریج وارد پروژههای پیچیدهتر میشود. دورههای آموزشی تخصصی در این زمینه میتوانند هنرجویان را برای ورود به بازار کار آماده کنند.
بازار کار و آینده شغلی
با توجه به گستردگی کاربردها، متخصصان TIG در صنایع مختلف همیشه مورد نیاز هستند. درآمد این افراد معمولاً بالاتر از جوشکاران معمولی است زیرا دقت و مهارت ویژهای دارند. علاوه بر مشاغل صنعتی، بسیاری از جوشکاران TIG به صورت مستقل و پروژهای نیز فعالیت میکنند.
جمعبندی
جوشکاری آرگون یا TIG ترکیبی از دقت، کیفیت و زیبایی است. اگرچه یادگیری آن زمانبر و پرهزینه است، اما نتیجه نهایی ارزش تلاش را دارد. کسانی که این مهارت را کسب کنند، میتوانند آیندهای روشن در صنایع مختلف داشته باشند.