مقدمه : تا به حال فکر کردهاید چه چیزی از...ادامۀ مطلب
![گاز محافظ جوشکاری چیست؟[راهنمای جامع+نکات کلیدی]](https://weldskill.ir/wp-content/uploads/2024/12/راهنمای-کامل-گازهای-محافظ-جوشکاری.jpg "گاز محافظ جوشکاری چیست؟[راهنمای جامع+نکات کلیدی]")
در جوشکاری، استفاده از گازهای محافظ همچون گاز آرگون ، گاز CO2 ، گاز هلیوم ، گاز گاز نیتروژن ، گاز اکسیژن و … برای حفظ کیفیت و دوامی جوش خیلی مهم است. دو روش جوشکاری محبوب، جوشکاری تیگ (TIG) یا آرکون و جوشکاری CO2، هر دو به گازهای محافظ ویژه نیاز دارند. این مطلب توسط تیم تحریریه آموزشگاه جوشکاری ولداسکیل تهیه و تولید شده است و به شما در آشنایی با انواع گازهای محافظ، کاربردهای آنها و نکات کلیدی برای استفاده بهینه از آنها کمک میکند.
گاز محافظ در جوشکاری یا اصطلاحا Shield Gas یک عامل حیاتی است که برای حفظ کیفیت و دوامی جوش استفاده می‌شود. این گازها به عنوان یک پرده محافظ بین فلز مذاب و هوا ایجاد می‌شوند تا از واکنش‌های ناخواسته بین فلز مذاب و اکسیژن، نیتروژن و دی اکسید کربن در هوا جلوگیری کنند. این واکنش‌ها می‌توانند باعث ایجاد ناکملی‌ها، ضعف جوش و کاهش دوامی فلز شوند.
1. پیشگیری از اکسیداسیون:
– گاز محافظ از واکنش فلز مذاب با اکسیژن در هوا جلوگیری میکند که می‌تواند باعث ایجاد لایه‌های اکسیداسیون و ناکملی‌های سطحی شود.
2. بهبود کیفیت جوش:
– استفاده از گاز محافظ به جوشکاری‌ها کمک میکند تا جوش‌های هموار، پاک و بدون ناکملی ایجاد کنند.
3. افزایش دوامی:
– با پیشگیری از واکنش‌های ناخواسته، گاز محافظ به دوامی و مقاومت جوش کمک میکند.
4. کنترل خواص مکانیکی:
– برخی گازهای محافظ می‌توانند بر خواص مکانیکی فلز مذاب تأثیر بگذارند و به بهبود خواص نهایی جوش کمک کنند.
5. پیشگیری از ادغام هوا:
– گاز محافظ از ورود هوا به جوش جلوگیری میکند که می‌تواند باعث ایجاد پنکه‌ها و ناکملی‌های داخلی شود.
6. کنترل حرارت:
– برخی گازهای محافظ می‌توانند به کنترل توزیع حرارت در منطقه جوش کمک کنند و به بهبود شکل و ظاهر جوش منجر شوند.
نمونه‌های گازهای محافظ رایج:
– آرگون (Ar): گاز محافظ اصلی برای جوشکاری TIG (TIG) و برخی نوع جوشکاری MIG (MIG).
– دی اکسید کربن (CO2): برای جوشکاری MIG و فلکس‌های خودکار.
– آرگون + دی اکسید کربن (Ar + CO2): ترکیبی که برای جوشکاری MIG برخی فلزات مورد استفاده قرار می‌گیرد.
– هلیوم (He): برای جوشکاری فلزات خاص مانند آلومینیوم.
استفاده صحیح از گاز محافظ در جوشکاری می‌تواند به بهبود کیفیت و دوامی جوش و کاهش هزینه‌های اصلاحی و بازسازی کمک کند. این مطلب توسط تیم تحریریه آموزشگاه جوشکاری ولداسکیل تهیه و تولید شده است و به شما در فهم بهتر اهمیت گاز محافظ در جوشکاری کمک میکند.
گازهای محافظ بر اساس واکنش‌پذیری آنها با سایر عناصر و گازها به سه دسته تقسیم می‌شوند: گازهای بی‌خواص، نیمه واکنش‌پذیر و واکنش‌پذیر.
گازهای بی‌خواص، یا گازهای غیر واکنش‌پذیر، همان‌طور که نام آنها نشان می‌دهد، قادر به مقاومت در برابر هرگونه واکنش شیمیایی یا هرگونه تعامل با الکترود، فلز جوش یا هوا هستند. در نتیجه، این گازها معمولاً در کاربردهای حساس که نیاز به تمیزی و مقدار کمی از پخش‌های جوش دارند، استفاده می‌شوند. آرگون و هلیوم از گازهای بی‌خواص محبوب در جوشکاری هستند و می‌توانند در جوشکاری TIG و MIG استفاده شوند.
گازهای نیمه واکنش‌پذیر، همان‌طور که می‌توان فهمید، فقط به صورت جزئی با محیط خود واکنش نشان می‌دهند. بنابراین، آنها حفاظت مناسبی برای حوضه جوش ارائه می‌دهند، اما با مقداری پخش و تمیزکاری پس از جوش همراه است. دی‌اکسید کربن یکی از معمول‌ترین و شاید پرکاربردترین گازهای محافظ در فرآیند جوشکاری MIG است.
گازهای واکنش‌پذیر به شدت با ترکیبات و عناصر دیگر واکنش نشان می‌دهند، بنابراین تغییراتی در حالت جوش یا شرایط جوشکاری ایجاد می‌کنند که به پنکه‌زایی، سختی یا شکستگی منجر می‌شود. با این حال، افزودن گاز واکنش‌پذیر مانند اکسیژن، نیتروژن یا هیدروژن به میزان 1-3٪ به مخلوط دو یا سه‌گازی، گرمای یا شیرینی حوضه جوش را افزایش می‌دهد. با این حال، افزایش مقدار گاز واکنش‌پذیر می‌تواند مشکلاتی را که می‌خواهیم با استفاده از گاز محافظ جلوگیری کنیم، ایجاد کند. علاوه بر این، گازهای واکنش‌پذیر الکترودهای تانستن را آلوده می‌کنند و موجب ناهمواری القای جوش می‌شوند. در نتیجه، این گازها در جوشکاری TIG معمولاً استفاده نمی‌شوند.
فهم دسته‌های اصلی گازهای محافظ اساسی است، اما برای درک اینکه کدام یک برای پروژه جوشکاری شما بهترین گزینه است، باید عمیق‌تر مطالعه کنید. بخش بعدی توضیح می‌دهد که گازهای محافظ محبوب چگونه در کاربردهای خاص عمل می‌کنند.
آرگون (Ar) یک عنصر شیمیایی است که در جدول تناوبی با عدد اتمی 18 قرار دارد. آرگون یک گاز ناشی می‌باشد که در هوا حدود 0.93% حجمی را تشکیل می‌دهد. این گاز بدون رنگ، بدون بو و بدون مز است و در شرایط استاندارد یک گاز بی‌خواص است. آرگون در حالت طبیعی اینترو (غیر واکنش‌گر) است، به این معنی که در شرایط معمولی با سایر عناصر شیمیایی واکنش نمی‌دهد.
1. پیشگیری از اکسیداسیون:
– آرگون به عنوان یک گاز محافظ، پرده‌ای محافظ بین فلز مذاب و هوا ایجاد میکند که از واکنش فلز مذاب با اکسیژن جلوگیری میکند. این ویژگی به جوشکاری‌ها کمک میکند تا جوش‌های هموار و بدون لایه‌های اکسیداسیون ایجاد کنند.
2. بهبود کیفیت جوش:
– استفاده از آرگون به جوشکاری‌ها کمک میکند تا جوش‌هایی با کیفیت بالا، پاک و بدون ناکملی‌های سطحی ایجاد کنند. این می‌تواند به افزایش دوامی و مقاومت جوش منجر شود.
3. کنترل خواص مکانیکی:
– آرگون می‌تواند بر خواص مکانیکی فلز مذاب تأثیر بگذارد. برای نمونه، استفاده از آرگون در جوشکاری آلومینیوم می‌تواند به حفظ خواص مکانیکی مناسب فلز کمک کند.
4. پیشگیری از ادغام هوا:
– آرگون از ورود هوا به جوش جلوگیری میکند که می‌تواند باعث ایجاد پنکه‌ها و ناکملی‌های داخلی شود.
5. کنترل حرارت:
– آرگون به کنترل توزیع حرارت در منطقه جوش کمک میکند و به بهبود شکل و ظاهر جوش منجر می‌شود. این ویژگی به خصوص در جوشکاری فلزات با نقطه ذوب بالا مانند تیتانیوم و نیکل مفید است.
1. آلومینیوم و آلیاژهای آلومینیوم:
– آرگون برای جوشکاری آلومینیوم و آلیاژهای آن مناسب است زیرا به حفظ خواص مکانیکی و ظاهری مناسب فلز کمک میکند.
2. استنلس استیل:
– استفاده از آرگون در جوشکاری استنلس استیل به جوشکاری‌ها کمک میکند تا جوش‌هایی با کیفیت بالا و بدون لایه‌های اکسیداسیون ایجاد کنند.
3. نیکل و آلیاژهای نیکل:
– آرگون برای جوشکاری فلزات با نقطه ذوب بالا مانند نیکل و آلیاژهای آن مناسب است.
4. تیتانیوم:
– تیتانیوم یک فلز با نقطه ذوب بسیار بالا است و استفاده از آرگون برای جوشکاری آن ضروری است تا از واکنش‌های ناخواسته با هوا جلوگیری شود.
5. برنز و مس :
– آرگون برای جوشکاری برخی آلیاژهای مس و برنز نیز مناسب است، به خصوص در مواردی که کیفیت و ظاهر جوش مهم است.
هلیوم (He) یک عنصر شیمیایی است که در جدول تناوبی با عدد اتمی 2 قرار دارد. هلیوم یک گاز ناشی می‌باشد که بدون رنگ، بدون بو و بدون مز است. این گاز در شرایط استاندارد بسیار خفیف و در هوا موجود است، اما مقدار کمی (حدود 5.2 پارچه در هوا) را تشکیل می‌دهد. هلیوم یک گاز بی‌خواص است، به این معنی که در شرایط معمولی با سایر عناصر شیمیایی واکنش نمی‌دهد.
1. جوشکاری TIG (Tungsten Inert Gas):
– در جوشکاری TIG، هلیوم یا ترکیب آرگون و هلیوم به عنوان گاز محافظ استفاده می‌شود. این گازها به جوشکاری‌ها کمک می‌کنند تا جوش‌هایی با کیفیت بالا، پاک و بدون ناکملی‌های سطحی ایجاد کنند. استفاده از هلیوم می‌تواند به افزایش سرعت جوش و کاهش پهنای جوش کمک کند.
2. جوشکاری MIG (Metal Inert Gas) و MAG (Metal Active Gas):
– در جوشکاری MIG و MAG، ترکیب آرگون و هلیوم معمولاً استفاده می‌شود. این ترکیب به جوشکاری‌ها کمک میکند تا جوش‌هایی با کیفیت بالا و دوامی ایجاد کنند. استفاده از هلیوم می‌تواند به افزایش سرعت جوش و بهبود تیغه جوش کمک کند.
1. آلومینیوم و آلیاژهای آلومینیوم:
– هلیوم برای جوشکاری آلومینیوم و آلیاژهای آن مناسب است زیرا به حفظ خواص مکانیکی و ظاهری مناسب فلز کمک میکند. استفاده از ترکیب آرگون و هلیوم می‌تواند به افزایش سرعت جوش و کاهش پهنای جوش کمک کند.
2. نیکل و آلیاژهای نیکل:
– هلیوم برای جوشکاری فلزات با نقطه ذوب بالا مانند نیکل و آلیاژهای آن مناسب است. استفاده از ترکیب آرگون و هلیوم می‌تواند به افزایش سرعت جوش و بهبود تیغه جوش کمک کند.
3. تیتانیوم:
– تیتانیوم یک فلز با نقطه ذوب بسیار بالا است و استفاده از هلیوم برای جوشکاری آن ضروری است تا از واکنش‌های ناخواسته با هوا جلوگیری شود. استفاده از ترکیب آرگون و هلیوم می‌تواند به افزایش سرعت جوش و بهبود تیغه جوش کمک کند.
4. برونز و مس:
– هلیوم برای جوشکاری برخی آلیاژهای مس و برونز نیز مناسب است، به خصوص در مواردی که کیفیت و ظاهر جوش مهم است. استفاده از ترکیب آرگون و هلیوم می‌تواند به افزایش سرعت جوش و بهبود تیغه جوش کمک کند.
همان‌طور که ممکن است حدس زده‌اید، هیچ یک از گازهای جوشکاری به تنهایی عملکرد مطلوبی ندارند یا استفاده از آنها به صورت خالص گران است، بنابراین کارگران جوشکاری معمولاً از ترکیبات استفاده می‌کنند.
ترکیبات دو یا سه‌گازی برای بهره‌برداری بهینه از هر یک از گازهای جوشکاری، ارائه پوشش محافظ مناسب، تطابق با ویژگی‌های فلز جوش و همچنین بهبود ویژگی‌های جوش، کاهش هزینه‌ها و زمان تمیزکاری پس از جوش استفاده می‌شوند. در این بخش از مقاله، به گازهای محافظ مخلوط معمولی اشاره می‌شود و توضیح می‌دهد که چگونه و در چه زمانی از آنها استفاده می‌شود.
اگر از هر جوشکار MIG برای توصیه گاز محافظ برای فولاد عادی پرسید، او به شما توصیه میکند که از ترکیب آرگون/دی‌اکسید کربن استفاده کنید. انتخاب معمول یک ترکیب C25 است که شامل 75٪ آرگون و 25٪ دی‌اکسید کربن می‌شود، اما نسبت‌های گازها می‌تواند از 95٪ – 75٪ آرگون و 5٪ – 25٪ CO2 متفاوت باشد.
به طور کلی، هر چه فلز ضخیم‌تر شود، باید مقدار CO2 را افزایش دهید، اما محتوای آن باید حداکثر 25٪ باشد. این ترکیب به دلایلی محبوب‌ترین گزینه میان جوشکاران MIG است. این ترکیب تمیزی، پوشش خوب، شروع و ثباتی مناسب آرک از آرگون را با نفوذ، شیرینی و قیمت پایین CO2 ترکیب میکند.
با ترکیب این دو گاز، نکات ضعف هر یک از گازهای مجزا – نفوذ کم و قیمت بالا از آرگون خالص و پخش و ظاهر نسبتاً بدتر جوش از CO2 خالص – را محدود می‌کنید. بنابراین، این انتخاب محافظ گاز یک برنده برای هر دو طرف است. علاوه بر این، میتوانید از انتقال آرک اسپری MIG با آن استفاده کنید که به عنوان بسیار بهره‌ور شناخته شده است، بنابراین میتوانید کار خود را سریع‌تر انجام دهید.
به طور کلی، ترکیب آرگون/CO2 گزینه مناسب برای جوشکاری MIG فولاد کربنی است. با این حال، برای جوشکاری TIG یا هر نوع جوشکاری که شامل اتصال آلومینیوم، فولاد صلب فلزی یا فلزات غیر آهنی دیگر است، به دلیل آلودگی احتمالی با اکسیژن، مناسب نیست. مخالف گاز CO2 خالص، میتوانید از تنظیم‌کننده معمولی آرگون/CO2 استفاده کنید.
ترکیب آرگون و هلیوم انتخاب اولیه شما برای جوشکاری TIG آلومینیوم یا فلزات غیر آهنی دیگر است. به دلیل قیمت‌ها، ترکیبات معمولاً شامل 75٪ آرگون و 25٪ هلیوم هستند. هرچند میتوانید با فلزات خرد با آرگون خالص کار کنید، اما اضافه کردن هلیوم سطح نفوذ عمیق‌تر، اتمام گسترده‌تر بر روی جوش و افزایش شیرینی جوش را فراهم میکند.
به طور کلی، میتوانید نسبت‌های آرگون و هلیوم را بر اساس کاربرد خود تا 25-75٪ تنظیم کنید. اضافه کردن هلیوم بیشتر موجب ایجاد قوس گرم‌تر می‌شود که به سرعت‌های حرکت سریع‌تر و بهره‌وری بالاتر منجر می‌شود. با این حال، هنگام جوشکاری فلزات خرد، باید آن را با احتیاط اضافه کنید و از قیمت‌های بالای گازهای اینерт، به ویژه هلیوم، مطلع باشید. این ترکیب گاز محافظ در جوشکاری‌های MIG و TIG عملکرد خوبی دارد.
شما می‌دانید که اضافه کردن اکسیژن خطر اکسیداسیون حوضه جوش را افزایش می‌دهد، اما به میزان بسیار کم می‌تواند اثرات مثبتی داشته باشد.
برای مثال، ترکیب 98-99٪ آرگون با 1-2٪ O2 قوس را تثبیت میکند و نفوذ را افزایش می‌دهد که امکان انتقال اسپری را فراهم میکند و همچنین سطح پخش و دود را کاهش می‌دهد. بنابراین، به طور متعجب‌کننده، این ترکیب در جوشکاری MIG فولادهای استیلی اتریتیک، دوپلیکس، فریتیک یا فولادهای استیلی با سطح بالای آلیاژ استفاده می‌شود.
اضافه کردن 1-5٪ CO2 به کیفیت جوشکاری قوس الکتریکی کوتاه و ویژگی‌های جوشکاری موضعی کمک میکند، اما به گونه‌ای معمول نیست. اضافه کردن هر دو CO2 یا O2 به ترکیب می‌تواند به دلیل آلودگی الکترود برای جوشکاری TIG مناسب نباشد، اما در موارد استثنایی، می‌توان 0.5٪ از گازهای واکنش‌پذیر اضافه کرد.
هرچند که هیدروژن یک گاز واکنش‌پذیر است، اما از ورود اکسیژن به حوضه جوش جلوگیری میکند. بنابراین، با اضافه کردن تا 5٪ هیدروژن به 95٪ آرگون، میتوانید سرعت جوشکاری بالاتر و نفوذ عمیق‌تر در جوشکاری TIG به دست آورید. با این حال، باید به یاد داشته باشید که این ترکیب فقط برای جوشکاری فولادهای استیلی اتریتیک و آلیاژهای نیکل استفاده می‌شود. هنگامی که با فولاد کربنی، آلومینیوم، فولادهای مارتنزیتی، فریتیک یا دوپلیکس یا فولادهای آلیاژی کار می‌کنید، هیدروژن منجر به تلاطم و کاهش کیفیت جوشکاری خواهد گردید.
| فلز | ضخامت | گاز محافظ |
|---|---|---|
| فولاد کربنی | 5/16 اینچ (8 میلیمتر) - 3/8 اینچ (10 میلیمتر) | 95% Ar + 5% CO2 |
| 3/32 اینچ (3 میلیمتر) - 5/8 اینچ (15 میلیمتر) | 92% Ar + 8% CO2 | |
| 3/32 اینچ (3 میلیمتر) - 5/8 اینچ (15 میلیمتر) | 90% Ar + 10% CO2 | |
| بالای 3/8 اینچ (10 میلیمتر) | 80% Ar + 20% CO2 / 75% Ar + 25% CO2 | |
| آلومینیوم | تا 3/8 اینچ (10 میلیمتر) | 100% Ar |
| بالای 3/8 اینچ (10 میلیمتر) | Ar + 25%, 50%, یا 75% He (بسته به میزان گرمای قوس مورد نیاز) |
|
| فولاد ضد زنگ | 1/25 اینچ (1 میلیمتر) - 1/4 اینچ (6 میلیمتر) | Ar + < 35% He + < 3% CO2 |
| 1/16 اینچ (2 میلیمتر) - 1/4 اینچ (6 میلیمتر) | 98% Ar + 2% O2 | |
| 1/16 اینچ (2 میلیمتر) - 1/4 اینچ (6 میلیمتر) | 10% Ar + 85-90% He + 2-5% CO2 |
| فلزات | گازهای خالص (۱۰۰٪) | مخلوط دو گازی | مخلوط سه گازی | |||
|---|---|---|---|---|---|---|
| آرگون (Ar) | دی اکسید کربن (CO2) | Ar + 1، 2 یا 3% O2 | Ar + 25 ، 50 یا 75% He | 75% Ar + 25% CO2 | 10% Ar + 90-85% He + 2-5% CO2 | |
| فولاد کربنی | خیر | نفوذ عمیق | قوس پایدار | انتخاب ضعیف | عالی | انتخاب ضعیف |
| فولاد ضد زنگ | خیر | انتخاب ضعیف | قوس پایدار | انتخاب ضعیف | از دست دادن مقاومت در برابر خوردگی | عالی |
| آلومینیوم | عالی | خیر | خیر | نفوذ عمیق | خیر | انتخاب ضعیف |
| منیزیم | عالی | خیر | خیر | نفوذ عمیق | خیر | خیر |
| آلیاژهای نیکل | عالی | خیر | خیر | نفوذ عمیق | خیر | خیر |
| آلیاژهای مس | عالی | خیر | خیر | نفوذ عمیق | خیر | خیر |
محافظت حوضه جوش در جوشکاری MIG و TIG با استفاده از گاز محافظ جوشکاری مناسب برای به دست آوردن بهترین نتایج و جوش‌های محکم بسیار مهم است. اما گازهای محافظ مختلف فقط به عنوان پوشش عمل نمی‌کنند. گازها می‌توانند بر ثباتی، نفوذ و ویژگی‌های کلی جوش تأثیر بگذارند، بنابراین انتخاب گاز محافظ مناسب برای عملیات شما حیاتی است.
ما در این مرکز آموزش بصورت کاملا تحصصی این اطلاعات را با شما به اشتراک خواهیم گذاشت در ضمن اگر در این بخش نیاز به مشاوره و راهنمایی دارید میتوانید با شماره های 02166000448 و 09376060577 تماس حاصل فرمایید
مقدمه : تا به حال فکر کردهاید چه چیزی از...ادامۀ مطلب
مقدمه : داغ شدن کابل جوشکاری یکی از مشکلات رایجی...ادامۀ مطلب
مقدمه : در شرایط اقتصادی امروز ایران، گلایه جوشکاران از...ادامۀ مطلب
