جوشکاری فرآیندی است که در بسیاری از صنایع مورد استفاده قرار می گیرد. انواع مختلف جوشکاری بسته به نوع پروژه انجام می شود. از جمله می توان به جوشکاری قوس الکتریکی فلزی با گاز (GMAW) و جوشکاری قوسی تنگستن گاز (GTAW) که هر دو، از گازهای محافظ استفاده می کنند، اشاره نمود. آرگون خالص یا مخلوط آرگون، یکی از گازهای محافظ است که به عنوان جوشکاری آرگون یا جوشکاری TIG شناخته می شود.
آرگون بر گرفته از کلمه یونانی argos به معنای “غیرفعال یا بی اثر“ است و یکی از انواع گازهای نجیب می باشد. گازهای نجیب معمولاً بی بو، بی رنگ و تک اتمی هستند. تنها چیزی که باعث شده آرگون برای جوشکاری ایده آل باشد، این است که دارای خاصیت واکنش پذیری شیمیایی نسبتاً کمی می باشد و می تواند به جلوگیری از اکسید شدن کمک کند. در این مطلب قصد داریم به معرفی بیشتر این نوع جوشکاری و کاربردهای آن بپردازیم.
همچنین اگر قصد آشنایی با سایر روش های اتصالات فولادی را دارید، مقاله زیر را از دست ندهید. با آهن ملل همراه باشید.
# حتما بخوانید
پیشنهاد کارشناس آهن ملل: مطالعه مقاله انواع و مزایای اتصالات سازه های فولادی
انواع اتصالات سازه های فولادیجوشکاری آرگون چیست؟
فرآیند جوشکاری آرگون برای مقاطع فلزی سخت و غیرفلزی در تمام ضخامت ها به کار می رود. گازهای محافظ بسیاری برای جوشکاری وجود دارند که در این میان، آرگون به عنوان یکی از پرکاربردترین گازها برای جوش GMAW و GTAW می باشد.
در طول فرآیند جوشکاری آرگون، فلزات در معرض دمایی بیش از ۵۰۰۰ درجه فارنهایت قرار می گیرند؛ زیرا آرگون غیر سمی و غیر قابل اشتعال است و می تواند دمای بالا را به آسانی تحمل کند. آرگون خالص برای جوشکاری آلیاژهای آلومینیوم و منیزیم با فرآیند GMAW استفاده می شود در حالی که در فرآیند GTAW، آرگون خالص برای همه فلزات کاربرد دارد.
مزایای استفاده از جوشکاری آرگون
از مزایای استفاده از جوشکاری آرگون می توان به موارد زیر اشاره نمود:
- تزریق فلز پرکننده از بیرون قوس انجام می گیرد و باعث افزایش کیفیت فلز جوش می گردد.
- منطقه قوس و حوضچه مذاب به علت نبود دود، جرقه و سرباره، به طور واضح دیده می شود.
- جوشکاری آرگون دقت بسیار بالایی دارد؛ به همین جهت از آن برای فلزات رنگی و ورق های نازک استفاده می شود.
- نیاز به کمترین پاکسازی در طی عملیات جوشکاری دارد.
- دارای بهره وری بالا در عملیات است.
- انجام عملیات جوشکاری به طور بی وقفه و در طولانی مدت وجود انجام می گیرد.
- جوشکاری آرگون توانایی اتصال انواع فلزات را با ضخامت های مختلف دارد.
- به علت ظرافت جوش TIG، از آن بیشتر برای کارهای زینتی و ظریف استفاده می شود.
- کنترل الکترونیکی در جوشکاری آرگون در مقایسه با سایر روش های جوشکاری سنتی، بهتر و سریع تر انجام می شود.
ترکیبات آرگون
طی فرایند جوشکاری، جوشکارها از چند نوع گاز و مخلوط آرگون استفاده می کنند. متداول ترین استاندارد مورد استفاده برای GTAW، آرگون خالص ۹۹.۹۹۶ درصد است؛ این نوع آرگون یکی از کارآمدترین گازهایی است که جوشکاران می توانند از آن استفاده نمایند.
گاهی اوقات، یک جوشکار، ترکیبی از ۷۵ درصد آرگون و ۲۵ درصد دی اکسید کربن را برای پروژه های GMAW انتخاب می کند. از آنجایی که دی اکسید کربن می تواند باعث اکسیداسیون در اطراف الکترود تنگستن شود، برای GTAW مناسب نیست.
بعضی مواقع نیز مخلوطی از ۷۵ درصد آرگون و ۲۵ درصد هلیوم در هر دو جوش GMAW و GTAW استفاده می شود؛ اما آنقدر رایج نیست و فقط در صنعت کاربرد دارد.
انواع الکترود در جوشکاری آرگون
الکترودهای مورد استفاده در جوشکاری TIG، الکترودهای تنگستن هستند. تنگستن نقطه ذوب و رسانایی الکتریکی بالایی دارد که برخی از آن ها شامل موارد زیر است:
- از الکترود تنگستن خالص سبز برای جوش آلومینیوم استفاده می شود.
- الکترود تنگستن دار در دو نوع ۱% توریم به رنگ قرمز و ۲% توریم به رنگ زرد می باشد.
- مشخصه الکترود تنگستن زیر کونیمدار به رنگ سفید است.
- الکترود تنگستن لانتان دار به رنگ مشکی است.
- الکترود تنگستن سزیم دار به رنگ طلایی است.
کاربردهای جوشکاری آرگون
کاربردهای جوشکاری TIG به صورت زیر می باشند:
- اتصالات کشتی
- تعمیرات صفحات نازک
- ساخت و تعمیر دوچرخه
- ساخت وسایل نقلیه هوافضا
- لوله های تحت فشار و تعمیر ابزار
- تعمیر و ساخت وسایل نقلیه
- صنایع مختلف از جمله پتروشیمی، دریایی و نظامی
جوشکاری آرگون به علت ایجاد جوش تمیز، برای استفاده در صنعت خودروسازی مناسب است. اگر قطعات بسیار ضخیم باشند، مانند قطعات ورق فولادی گوشتی، جوشکاری TIG به اندازه جوشکاری MIG موثر نیست؛ اما اگر مواد از نظر الکتریکی مقاوم باشند و به سرعت گرم شوند، استفاده از جوشکاری TIG امکان پذیر است.
جوشکاری TIG شبیه به جوشکاری با مشعل اکسی استیلن است، به این صورت که جوشکار، مشعل را در یک دست نگه می دارد و با دست دیگر میله پرکننده را به حوضچه جوش وارد می کند. با این حال، تفاوت آن ها در این است که جوشکار جریان الکتریکی به حوضچه جوش را به طور همزمان با پدال یا دستگاه دیگری روی مشعل کنترل می کند.
عوارض جوشکاری آرگون
در کنار مزایای جوشکاری TIG، عوارضی نیز وجود دارند که به برخی از آن ها اشاره خواهد شد:
عوارض جوشکاری آرگون بر انسان
- عوارض جوشکاری آرگون در طولانی مدت، بخصوص هنگام کار با بخار مواد خطرناکی چون بریلیوم و کروم، سبب مشکلات و بیماری های ریوی، حنجره، مجاری ادراری و غیره می شود.
- جوشکارى با آزبست برای عایق کردن، باعث رسوب آزبست در ریه ها و بروز سرطان ریه می شود.
- همچنین بیماری های مزمن از جمله التهاب ریه ها، ناراحتی پوستی، آسم، کاهش شنوایی و ناراحتی های قلبی، گوارشی، التهاب روده ها و معده از عوارض دیگر این نوع جوشکاری می باشند.
عوارض ناشی از گرما
- دمای بالا و جرقه های ناشی از عملیات جوش، باعث سوختگی می شوند.
- ضایعات و تکه های فلزی داغ، ممکن است باعث آسیب به چشم و سوختگی آن شود.
- گاهی اوقات تولید گرما و حرارت باعث گرمازدگی اپراتور می شود و جوشکار ممکن است دچار سرگیجه، احساس خستگی، کاهش اشتها و احساس تهوع شود.
اشعه های مادون قرمز و ماورای بنفش
- وجود اشعه مادون قرمز سبب آسیب به قرنیه چشم و ایجاد آب مروارید می شود. همچنین وجود نور شدید جوشکاری باعث آسیب به شبکیه چشم خواهد شد.
- اشعه ماورای بنفش حتی در مدت زمان کمتر از یک دقیقه می تواند سبب برق زدگی چشم شود.
- علائم برق زدگی بعد از گذشت چند ساعت خودش را نشان می دهد که این علائم شامل احساس وجود جسم خارجی در چشم، سوزش و ریزش اشک، تاری دید، درد شدید چشم و سر است.
- در صورتی که هنگام انجام عملیات جوشکاری، کلیه جوانب ایمنی رعایت نشود و به طور مکرر برق زدگی چشم رخ بدهد، باعث آسیب دائمی آن خواهد شد.
اثرات صوتی
- صداهای بالا علاوه بر کاهش شنوایی، سبب بالا رفتن فشار خون، ایجاد استرس و بیماری های قلبی می شوند.
- انجام کار در محیط های پر سر و صدا سبب عصبی شدن، تحریک پذیری و خستگی می شود؛ البته در صدای بالای ۸۵ دسی بل بایستی از گوشی محافظ استفاده نمود.
مشکلات عضلانی و استخوانی
کارگران مشغول در واحدهای جوشکاری در معرض مشکلات استخوانی و عضلانی بسیار زیادی قرار می گیرند؛ این مشکلات شامل دردهای زانو، شانه، کمر، التهاب مفاصل، ربات ها و عضلات می باشد.
برای جلوگیری از ایجاد بیماری ها می توانید موارد زیر را رعایت کنید:
- کار نکردن به مدت طولانی در یک وضعیت و تغییر حالت بدن هر مدتی یک بار انجام شود.
- اجسام به درستی بلند و جابجا شوند.
- در صورت ایستادن به مدت طولانی، از محلی مناسب برای قرار دادن پاها استفاده شود.
- وسایل مورد نیاز جهت دسترسی در محل مناسب قرار داده شوند.
چرا لباس جوشکاری آرگون قرمز است؟
جوشکاری آرگون علاوه بر مزیت ها، خطراتی از جمله برق گرفتگی، آسیب به چشم و همچنین ایجاد مشکلات تنفسی و بیماری هایی نظیر سرطان را به همراه دارد. بنابراین استفاده از وسایل و ابزارهای محافظ به شدت ضروری می باشد. یکی از مهم ترین آن ها پوشیدن لباس مخصوص جوشکاری است. این لباس به رنگ قرمز است که علاوه بر جنس سبک و پنبه ای، مقاومت بالایی در برابر حرارت دارد و اشعه های مضر را به خود جذب می کند.
آیا آرگون یک ماده منفجره است؟
از آنجایی که آرگون واکنش پذیری بالایی ندارد، مستعد انفجار نیست. با این حال، اگر یک بطری آرگون تحت فشار را سوراخ کنید، ممکن است به دلیل آزاد شدن فشار، منفجر شود. بزرگترین نگرانی در استفاده از آرگون، اطمینان از تهویه مناسب محیط است. از آنجایی که آرگون یک گاز قابل تنفس نیست، مانند دی اکسید کربن خفه کننده است. بنابراین از شرایط مناسب تهویه مکان جوشکاری اطمینان حاصل کنید.
قیمت جوشکاری آرگون
این نوع از جوشکاری مقرون به صرفه است و می توان در مقیاس بزرگ از آن استفاده کرد. با این حال، دی اکسید کربن ارزان تر از آرگون است. به همین دلیل دو هسته شار محافظ دوگانه، اغلب با ۱۰۰٪ دی اکسید کربن استفاده می شود.
نتیجه گیری
جوشکاری آرگون یکی از روش های جوشکاری است که امروزه کاربرد بسیاری دارد و به دلیل خاصیت واکنش پذیری شیمیایی نسبتاً کم، می تواند از اکسید شدن جلوگیری کند. این نوع جوشکاری برای بیشتر مقاطع فلزی و غیرفلزی با ضخامت های مختلف استفاده می شود. از مزایای این نوع جوش می توان به تمیزی، دقت بالا، انجام عملیات جوشکاری به طور بی وقفه، نیاز به کمترین پاکسازی در طی آن، کنترل الکترونیکی سریع و غیره اشاره کرد. لازم است بدانید علاوه بر مزیت های ذکر شده، این نوع جوشکاری عوارض زیادی هم به همراه دارد، که در این مقاله شرح داده شد. برای کاهش و جلوگیری از عوارض آن بایستی از لباس، عینک، دستکش و سایر وسایل ایمن در برابر اشعه، حرارت و صدای جوشکاری آرگون استفاده کرد.
سوالات متداول جوشکاری آرگون و عوارض آن
مزایای استفاده از جوشکاری آرگون کدامند؟
مزیت های این فرآیند شامل: نیاز به کمترین پاکسازی، توانایی اتصال انواع فلزات با ضخامت های مختلف و دقت بسیار بالا می باشد.
چرا لباس جوشکاری آرگون قرمز است؟
عملیات جوشکاری TIG به علت اشعه مادون قرمز و فرابنفش، عوارضی از جمله ایجاد بیماری و غیره دارد. به همین علت لباس های مخصوص و قرمز رنگ می تواند اشعه های خطرناک را به خود جذب کنند.
کاربردهای جوشکاری آرگون کدامند؟
این نوع از جوشکاری در صنایع مختلفی از جمله کشتی سازی، خودروسازی، تعمیرات ورق های فلزی و غیرفلزی کاربرد دارد.
