جوش آرگون چیست و کجا استفاه می‌شود؟

جوش کاری با گاز بی‌اثر تنگستن (TIG) که یکی دیگر از نام‌های آن جوشکاری قوسی گاز تنگستن (GTAW) است، نوعی فرآیند جوشکاری قوسی است که در آن جوش با یک الکترود تنگستن غیر قابل مصرف ایجاد می‌شود.

جوشکاری TIG

از جوشکاری تنگستن در حضور گاز بی‌اثر (TIG) در دهه 1940 برای اتصال منیزیم و آلومینیوم استفاده می‌شد. این فرآیند با جایگزینی یک محافظ گاز بی‌اثر به جای سرباره برای محافظت از حوضچه جوش، جذابیت بیشتری نسبت به جوشکاری قوس الکتریکی دستی با فلز و گاز دارد. روش TIG نقش موثری در کاربرد آلومینیوم برای جوشکاری باکیفیت و کاربردهای سازه‌ای دارد.

آرگون

پرطرفدارترین فرآیندهای جوشکاری به ‌ویژه TIG (گاز بی‌اثر- تنگستن) از گاز آرگون استفاده می‌کنند. علاوه بر این آرگون در جوشکاری MIG (گاز بی‌اثر- فلز) هم کاربرد دارد. معمولاً در جوشکاری MIG آرگون با کربن‌دی‌اکسید در یک مخلوط گازی قرار می‌گیرد تا گاز محافظ را بسازد. می‌توان در جوشکاری MIG از نظر فنی از آرگون در مخلوط استفاده نکرد اما این روزها نمی‌توان جوشکاری TIG را بدون گازی مانند آرگون انجام داد.

ریشه واژه «آرگون» اطلاعاتی را در مورد چیستی آن ارائه می‌دهد. آرگون از واژه یونانی argos گرفته شده و به معنای «آهسته» یا «غیر فعال» است. می‌دانیم که آرگون یک گاز «بی‌اثر» است و یکی از انواع مواد شیمیایی بوده که متعلق به گروه گازهای نجیب است. معمولا گازهای نجیب بی‌بو، بی‌رنگ و تک‌اتمی هستند که آرگون هم در این گروه قرار دارد. تنها نکته‌ای که باعث می‌­شود آرگون از بین گازهای نجیب انتخاب مناسبی برای اینورتر جوشکاری باشد این است که اگر این ماده در شرایط خاصی قرار نگیرد، واکنش‌پذیری شیمیایی نسبتاً پایینی دارد و علاوه بر این می‌تواند از اکسید شدن جلوگیری کند. شاید اصطلاح جوشکاری TIG هلیومی را شنیده باشید؛ دلیل این است که در قدیم پرطرفدارترین گاز محافظ برای جوشکاری TIG، گاز بی‌اثر و نجیب دیگری به نام هلیوم بوده است.

چرا و چگونه از آرگون برای جوشکاری استفاده می‌شود؟

گفتیم که واکنش‌پذیری شیمیایی آرگون بسیار پایین است؛ بنابراین می‌تواند بدون تاثیر در فرآیند جوشکاری، گازهای دیگر را از فرآیند دور کند. هم چنین آرگون به جلوگیری از اکسید شدن کمک می‌کند. این ویژگی برای جوشکاری TIG مفید است؛ چرا که احتمال بروز نقص‌های جزئی در این فرآیند وجود دارد.

آرگون در جوشکاری MIG درکنار کربن‌دی‌اکسید استفاده می‌شود؛ چون به پایداری بهتر قوس کمک می‌کند. معمولاً از مخلوط گازی 75 درصد کربن‌دی‌اکسید و 25 درصد آرگون استفاده می‌شود.

آرگون در نقش یک گاز محافظ عمل می‌کند؛ یعنی در طول فرآیند، ناحیه جوش و الکترود تنگستن را از آلودگی محافظت می‌کند. این طور تصور کنید که گاز در اطراف سطح فلز پراکنده می‌شود و اتمسفر خاص یا لایه اوزونی را ایجاد می‌کند که باعث می‌شود جوش در برابر آلاینده‌های خارجی عایق شود.

گاز از یک دیفیوزر متصل به تفنگ جوشکاری منتشر می‌شود. دیفیوزرهای تفنگ TIG بزرگتر هستند و در جریان آن‌ها برخلاف تفنگ جوشکاری MIG مستقیم‌تر است. در مورد تفنگ جوشکاری MIG دیفیوزر زیر نازل بوده و حفره‌هایی در طرفین دارد. دیفیوزر یا لنز TIG هم در سطح قرار دارد و گاز از میان آن عبور می‌کند.

در مورد نحوه انتشار گازها هم باید گفت TIG معمولاً تنظیمات پیش‌ جریان دارد. یعنی وقتی جوشکار پدال را فشار می‌دهد، ماشه را می‌کشد یا تنگستن را برای شروع قوس مالش می‌دهد گاز حتی قبل از شروع قوس جریان می‌یابد. علت این است که در غیر این صورت و بدون وجود گاز محافظ، جوش آلوده می‌شود. همچنین TIG و MIG از یک پس‌جریان استفاده می‌کنند.

تفاوت جوش آرگون و CO₂

گفتیم که در روش MIG از کربن‌دی‌اکسید با نسبت گازی 75 درصد و 25 درصد آرگون استفاده می‌شود. در فرآیند جوشکاری MAG به جای نسبت 25/75، از صددرصد کربن‌دی‌اکسید به‌عنوان گاز محافظ استفاده می‌شود. کربن‌دی‌اکسید یک گاز فعال بوده و به‌خاطر نفوذ بهتری که دارد، استفاده می‌شود. کاربرد صددرصد کربن‌دی‌اکسید، حوضچه جوش را داغ‌تر می‌کند؛ در نتیجه نفوذ افزایش می‌یابد. تفاوت بین جوشکاری MIG و MAG در همین موضوع است.

آیا می‌توان از CO₂ برای جوشکاری TIG استفاده کرد؟

خیر. از CO₂ نباید برای جوشکاری TIG استفاده شود؛ چراکه حاوی اکسیژن بوده و موجب اکسیداسیون می‌شود در نتیجه جوش بدی ایجاد می‌شود. اگر مواد پرکننده ذوب‌شده یا فلزی که جوش می‌دهید اکسید شود جوش می‌شکند.

فرآیند جوشکاری TIG روی فولاد ضد زنگ و دیگر آلیاژهای فلزی مقاوم به خوردگی انجام می‌شود. این مواد به هیدروژن، هوا، آب و اکسیژن حساسیت بالایی دارند. این ناخالصی‌های موجود در جو با برهم‌کنش با حوضچه جوش نقص‌هایی مانند ترک، کاهش مقاومت به خوردگی، بارش کاربید و شکنندگی ایجاد می‌کنند.

کربن‌دی‌اکسید یک گاز فعال است که اگر از آن برای جوشکاری TIG استفاده شود ولتاژ قوس الکتریکی بالا می‌رود؛ دمش حفره بیشتر می‌شود و الکترود تنگستن بیش‌­ازحد می‌سوزد. برای انجام جوشکاری TIG باید از گاز محافظ مناسب استفاده کرد بنابراین با توجه به موارد فوق آرگون برای جوشکاری TIG مناسب است؛ نه کربن‌دی‌اکسید.

علت سیاه ­شدن جوش آرگون

معمولاً از جوشکاری TIG با گاز آرگون برای برآورده ‌کردن الزامات زیبایی‌شناختی، ساختاری یا استاندارد استفاده می‌شود. فرآیند TIG پیچیده بوده و یادگیری آن مشکل است اما نتیجه نهایی یک جوشکاری زیبا است به همین دلیل باید در حین انجام کار به نکات زیادی دقت کنید.

وقتی هوا به محل جوشکاری می‌رسد باعث ایجاد لکه‌های سیاه و بیرون ‌زدن برجستگی‌های سخت و تیره از پشت جوش روی مواد نازک می‌شود. خنک ‌نگه‌ داشتن پشت مواد نازک کار دشواری است چون این سطح در معرض هوا قرار می‌گیرد و دچار اکسیداسیون می‌شود مگراینکه از آرگون در پشت جوش استفاده شود. پرکردن پشت جوش با گاز آرگون در بسیاری از موارد اگر غیر ممکن نباشد، بسیار دشوار است.

وقتی جوش سیاه می‌شود بزرگترین مشکل این است که فولاد ضد زنگ، دیگر ضد زنگ نیست و جایی که جوش داده‌اید و سیاه شده، به شدت زنگ می‌زند. اگر اکسیدهای کروم تمام بخش‌های مواد سیاه‌ رنگ را تشکیل داده باشند به­ این معنا است که کارتان بی‌فایده بوده و فلز را از بین برده‌اید.

خطرات جوش آرگون

جوشکاری فرآیندی ارزشمند و لذت‌بخش بوده و می‌توانید مجموعه‌ای از خلاقیت‌های هنری را با کمک آن ارائه دهید. البته لازم است زمانی­که مشغول جوشکاری هستید، اقدامات ایمنی استاندارد را رعایت کنید تا در کنار لذت ‌بردن از سرگرمی‌تان از بروز خطرات احتمالی جلوگیری کنید. مهمترین خطرات جوشکاری آرگون عبارتند از:

• صدمات ناشی از سیلندرهای گاز
• قرار‌گیری در معرض دودهای خطرناک
• حوادث ناشی از محیط‌ کار نامرتب
• برق‌گرفتگی ناشی از آب
• شوک الکتریکی
• آتش‌سوزی و انفجار

با وجودی­که جوشکاری TIG سرگرمی و شغلی است که احتمال بروز خطرات زیادی در آن هست اما می‌توان با رعایت شرایط ایمنی آن را با خیال راحت و با حداقل خطرات انجام داد. تجهیزات ایمنی مناسب بپوشید و دستورالعمل‌های ایمنی اولیه از قبیل تمیز نگه ‌داشتن محل کار، دور نگه ‌داشتن محل کار و مواد قابل اشتعال از آب را رعایت کنید. اقدامات احتیاطی را برای برق‌گرفتگی را انجام دهید و در محل کارتان از تهویه منظم استفاده کنید.

فولاد ضد زنگ بهداشتی با گرید مواد غذایی، نیروگاه‌ و پالایشگاه‌ به جوشکاری TIG متکی هستند که این فرآیند بدون استفاده از آرگون امکان‌پذیر نیست. خطرات انجام این نوع پروژه‌ها بالا بوده و آرگون به محافظت از جوش‌ها در مقابل هیدروژن، اکسیژن و نیتروژن کمک کرده و ایمنی تجهیزات را تضمین می‌کند.

امیدواریم با خواندن این مقاله اطلاعات مفیدی درباره جوش آرگون و کاربردهای آن به دست آورده باشید. برای خرید اینورتر جوشکاری، اتو جوش، تجهیزات ایمنی و … به فروشگاه آنلاین سازوکار مراجعه کنید.

سوالات متداول

جوش آرگون چیست؟

جوش آرگون یکی از مهم‌ترین روش‌های جوشکاری در صنایع مختلف مانند پتروشیمی، نظامی، دریایی، هوایی، نیروگاه‌های برق و … است.

عوارض جوشکاری با آرگون چیست؟

گازهای ایجاد شده بسیار مضر بوده و ممکن است به سیستم تنفسی صدمات جدی وارد کند. از دیگر مضرات آن عوارض پوستی و پیری زودرس و … است.