گروه خبري : آرشیو مقالات
تاريخ انتشار : 1397/10/21 - 15:09
كد :33

فرایند جوشکاری با گاز‌

جوشکاری گازی (Gas Welding) فرآیندی است که در اثر احتراق سوخت گازی و گاهی بنزین با اکسیژن، شعله ای در نوک مشعلجوشکاری ایجاد شده و با استفاده از حرارت ناشی از آن، فلز پایه و فلز پرکننده ذوب می‌شوند. شعله در این فرآیند از دو بخش مخروط داخلی و پوشش حفاظتی تشکیل می‌شود. چنانچه از گاز استیلن به عنوان سوخت گازی استفاده شود، فرآیند جوشکاری اکسی استیلن نامیده می‌شود. ممکن است از فلاکس برای اکسید زدایی و تمیز کردن سطوح فلزاتی که قرار است به هم جوش داده شوند، استفاده شود.

ویژگی‌های فرآیند جوشکاری گازی

  • درجه حرارت شعله با توجه به سوخت گازی تعیین می‌شود.
  • گاز استیلن بیشترین درجه حرارت شعله (۳۰۸۷ درجه سانتیگراد) را ایجاد می‌کند.
  • سوختن گاز هیدروژن منجر به افزایش درجه حرارت شعله تا ۲۶۶۰ درجه سانتیگراد میشود.
  • گرمای محتوی واکنش شامل گرمای ناشی از احتراق مرحله اول و دوم است.
  • حداقل واکنش شعله با فلز پایه و فلز پرکننده در صورت استفاده از شعله خنثی است.
  • معمولاً از هوا برای انجام واکنش استفاده نمی‌شود. زیرا نیتروژن موجود در آن حرارت را جذب کرده و منجر به کاهش گرمای محتوی فرآیند می‌شود.

مزایا و محدودیت‌های جوشکاری گازی

تجهیزات ساده، قابل حمل و ارزان قیمت


معایب و محدودیت‌ها‌

  • به دلیل محدودیت در توان این فرآیند، سرعت جوشکاری پایین است.
  • گرمای کل ورودی به واحد طول فلز، بالاست. بنابراین ناحیه متأثر از حرارت بزرگی ایجاد می شود.
  • اعوجاج در فلز جوش شده به دلیل بزرگ بودن ناحیه متأثر از حرارت شدید است.
  • این روش برای جوشکاری فلزات فعالی همچون تیتانیوم و زیرکونیوم به دلیل محدودیت در توان فرآیند، استفاده نمی شود.
جوشکاری در کرج

جوشکاری با گاز‌

 

انواع شعله در جوشکاری گازی

گرمای این مرحله، در حدود دو سوم گرمای کل فرآیند را تأمین می‌کند. بنابراین گرمای ناشی از مرحله دوم احتراق، یک سوم کل گرمای تولیدی است. ناحیه‌ای که احتراق ثانویه یا همان مرحله دوم در آن رخ می‌دهد، حلقه خارجی یا پوشش حفاظتی نامیده می‌شود. می‌توان از شعله خنثی برای جوشکاری گازی اکثر فلزات استفاده کرد.
به دلیل کم بودن مقدار اکسیژن در برابر استیلن، احتراق استیلن به طور کامل انجام نمی‌شود. بنابراین، یک شعله مایل به سبز، بین ناحیه مخروطی داخلی و پوشش حفاظتی ایجاد می‌شود که مشخص کننده احیایی بودن شعله است. این شعله برای جوشکاری آلیاژهای آلومینیوم مناسب است، زیرا آلومینیوم به راحتی اکسید می‌شود. همچنین به منظور جوشکاری گازی فولادهای پر کربن، از شعله احیایی استفاده می‌شود. این امر به دلیل آن است که در صورت زیاد بودن مقدار اکسیژن، کربن موجود در فولاد اکسید شده و گاز CO تولید می‌شود. گاز CO منجر به تولید تخلخل در فلز جوشکاری شده میشود.

مشعل‌های جوشكاری‌

وسائلی هستند كه وظيفه تنظيم اختلاط و هدايت مخلوط گازها را‌ دارند. بر روی ‌دسته مشعل‌ها دو عدد شير برای تنظيم جريان گازها (‌استيلن و اكسيژن‌) مستقل از يكديگر وجود داشته و سر مشعل‌ها با توجه به ضخامت قطعات اتصال انتخاب می‌شود به دسته متصل می‌شوند.

مكانيزم اختلاط گازها در مشعل‌های جوشكاری معمولاً بر اساس مكيده شدن گاز استيلن به وسيله اكسيژن بوده و عمل اختلاط در داخل‌‌ لوله اختلاط ‌تكميل میشود . اين نوع مشعل‌ها را كه بيشترين كاربرد را دارند را مشعل‌های انژكتوری ناميده و فشار گاز قابل اشتعال در آنها كم و فشار اكسيژن از ۳ تا ۵بار تنظيم میشود. از اين مشعل‌ها برای جوشكاری با گاز استيلن استفاده می‌شود. نوع ديگر مشعل‌های جوشكاری كه با فشار مساوی گازها كار می‌كنند به نام مشعل‌های فشاری معروف هستند، و معمولاً از آنها در جوشكاری با گاز هيدروژن استفاده میشود به اين ترتيب شعله‌ای به وجود میآيد كه به نام شعله خنثی (‌نرمال‌) و از سه قسمت مخروطی سفيد‌، آبی و هاله بنفش رنگ تشكيل شده است. حداكثر درجه حرارتی كه از احتراق اين گاز به وجود می‌آيد در حدود ۳۲۰۰ درجه سانتیگراد بوده و در منطقه‌ای به فاصله ۲ تا ۵ ميلی‌متر از داس مخروط سفيد رنگ وجود دارد‌.

زمانی كه نسبت اختلاط اكسيژن و استيلن ۱ به ۱ انتخاب شود قسمت مخروطی شعله سفيد درخشان بوده و محدوده مشخصی دارد اين نوع شعله را شعله خنثی ناميده و در جوشكاری فولادها از اين شعله استفاده می‌‌نمايند. اگر مقدار اكسيژن زياد‌تر انتخاب شود مخروط سر مشعل كوتاهتر شده  و بيشتر به آبی متمايل میشود اكسيژن اضافی كه در شعله وجود دارد با مذاب ترکیب شده و  محل جوشكاری را شكننده می‌نمايند .اين شعله را شعله اكسيد كننده می‌نامند كه در جوشكاری فولادها باعث جهيدن جرم زياد به اطراف شده و علاوه بر سوختن د‌رز جوش باعث داخل شدن اکسیژن به محل جوش می‌شود از اين نوع شعله در جوشكاری قطعات برنجی و همچنين گرم كردن قطعات به منظور آبكاری، صافكاری و غيره استفاده می‌نمايد چنانكه مقدار استيلن بيشتر از اكسيژن تنظيم شود مخروط سر مشعل محدوده مشخصی نداشته و رنگ آن متمايل به زرد میشود. در اين حالت به دليل كم بودن اكسيژن مقداری از منو اكسيد كربن سوخته باقی می‌ماند كه به دليل فشار شعله به داخل مذاب نفوذ كرده و باعث افزايش مقدار كربن آن و در نتيجه ازدياد سختی قطعه كار در محل جوشكاری میشود. اين نوع شعله شعله احيا كننده نام داشته و در جوشكاری قطعات چدنی و آلومينيومی استفاده دارد‌.

جوشکاری اکسی استیلن

در اين روش از احتراق يكی از گازهايی كه به همراه اكسيژن درجه حرارتی بالا توليد می‌كند استفاده میشود.‌ گاز مورد استفاده معمولا استيلن و در بعضی موارد گاز پروپان يا هيدروژن است. گاز (C2H2) يك تركيب شيميايی است كه از دو اتم كربن و دو اتم هيدروژن تشكيل می‌شود و لذا تأثير آب بر كاربيد كلسيم بدست می‌آيد‌.

Cac2 + 2H2o   →   C2H2 + Ca (oH)2

‌سنگ كاربيد + آب  ←   استيلن  +   آب آهكی + حرارت

از احتراق كامل استيلن يا اكسيژن يكی از پرحرارت‌ترين شعله‌ها ايجاد میشود. به وسیله درجه حرارت اين شعله تا ۳۲۰۰ درجه سانتیگراد‌ می‌توان اكثر فلزات را به درجه حرارت لازم در جوشكاری رساند‌.

ارزش حرارتی گاز استيلن Kg/c 56900 است. استيلن مورد نياز جوشكاری را می‌توان با استفاده از مولدهای تهيه استيلن از افزودن آب به كاربيد كلسيم بدست آورده و يا آن را در كپسول‌های مخصوصی كه از طرف كارخانجات تهيه استيلن به بازار عرضه میشود خريداری نمود‌.

 

انواع جوشکاری گازی

‌فرآیند جوشکاری گاز‌ی الکتریکی

این روش از نظر تجهیزات و نحوه عملیات شباهت زیادی به روش جوشکاری سرباره الکتریکی‌ دارد و اختلاف اساسی بر دو تفاوت عمده زیر قرار دارد‌.

  • ‌حرارت توسط قوس الکتریکی تولید می‌شود (‌نه مقاومت سرباره‌)
  • ‌فقط جریان یکنواخت مورد استفاده قرار می‌گیر‌‌‌د


حوضچه جوش توسط گاز خنثی (‌کمیاب‌) نظیر آرگون ‌یا گازهایی که نسبت به مذاب بی‌اثر هستند نظیر دی‌اکسید‌کربن‌ و یا مخلوطی از آنها‌ (۸۰‌درصد آرگون‌،۲۰ درصد دی‌اکسید‌کربن‌) که از اطراف‌ لوله اتصالی و کفشک‌ها دیده ‌می‌شود محافظت و امتداد مسیر اتصال ‌به طور قائم بوده ‌و حوضچه مذاب فلز جوش‌ در بین سطوح اتصال و کفشک‌ها ‌قرار می‌گیرد و همزمان با پیشرفت‌ عملیات جوشکاری به طرف بالا حرکت کرده و جبهه انجماد را به دنبال می‌کشد. الکترودها ‌لخت ‌یا پوشیده با فلاکس هستند.

این روش معمولاً برای اتصال ورق‌های ۱۲ تا ۷۵ میلمتر‌، در کشتی سازی و ساخت مخازن ذخیره‌ای (تانک) بکار گرفته می‌شود و چون حرارت توسط قوس الکتریکی‌ ایجاد می‌شود‌ عملیات جوشکاری‌ را می‌توان با سرعت بالاتر نسبت به روش E.S.W انجام داد و در نتیجه منطقه متاثر از جوش باریکتر و با خواص بهتر انجام می‌شود.

‌جوشکاری قوس تنگستن تحت پوشش گاز محافظ

در میان انواع فرایندهای اتصال فلزات، فناوری جوشکاری و روش‌های مختلف آن به دلیل قابلیت‌های خاص و تنوع در عملکرد، جایگاه خاصی را به خود اختصاص داده‌ است. در استانداردهای مطرح و مرتبط این رشته، از فرایند جوشکاری تحت عنوان فرایند خاص یاد شده‌ است. فرایند خاص به فرایندی اطلاق می‌شود که کیفیت و نتیجه آن وابستگی بسیاری به مهارت اپراتور آن داشته و جهت اجرای آن به دستورالعمل‌های تایید شده نیاز باشد.

‌جوشکاری TIG

در این فرایند عمل جوشکاری توسط حرارت ناشی از قوس الکتریکی ما بین یک الکترود مصرف نشدنی از جنس تنگستن (یا آلیاژ آن) و قطعه کار صورت می‌پذیرد. الکترود، قوس الکتریکی و منطقه حوضچه مذاب توسط یک گاز محافظ (آرگون، هلیم، مخلوط هر دو گاز و یا مخلوط هر یک از دو گاز با گاز هیدروژن) در برابر اتمسفر محافظت می‌شود. استفاده از گازهای آرگون و هلیم به علت خاصیت خنثی بودن این گازها است. گازهای خنثی با عناصر دیگر قابلیت واکنش ندارند پس به منظور حذف گازهای فعال مانند اکسیژن و نیتروژن از اطراف قوس و حوضچه مذاب، اکسیدها و نیتریدهای فلزی (Porosityy)ایده‌آل هستند. بدین ترتیب می‌توان از شکل گرفتن تخلخل‌های گازی جلوگیری نمود. تخلخل‌های گازی، اکسیدها و نیتریدهای فلزی، عیوبی هستند که باعث کاهش خواص مکانیکی جوش از جمله مقامت به ضربه و استحکام کششی می‌شوند.

قوس الکتریکی

قوس الکتریکی یک منبع حرارتی است که در اکثر فرایندهای جوشکاری از آن استفاده می‌شود. به دلیل اینکه تولید آن ساده و ارزان بوده و انرژی حرارتی آن نسبت به سایر منابع دیگر بالاتر است، کاربرد گسترده‌ای دارد.

قوس، تخلیه بار الکتریکی بین دو الکترود در توده‌ای از گاز یونیزه شده‌ است‌. این توده گاز، هادی جریان الکتریسیته بوده یعنی جریان الکتریکی بوسیله این گاز هادی شده، عبور می‌کتد و یک حوزه حرارتی را تشکیل می‌دهد. در جوشکاری با الکترودهای پوشش دار ایجاد توده گاز یا پلاسما ممکن است در اثر تجزیه عناصر موجود در پوشش الکترود باشد‌. در پوشش الکترودها عناصری وجود دارد از قبیل سدیم و پتاسیم که ولتاژ یونیزاسیون این عناصر پایین است به عبارت دیگر با انرژی کمتری یونیزه می‌شوند. هنگام تماس الکترود با قطعه کار یک اتصال کوتاه رخ داده و مقداری انرژی حرارتی تولید می‌شود. بنابراین جزئی از سدیم یا پتاسیم موجود در پوشش الکترود یونیزه شده و با دور کردن الکترود از قطعه کار به ترتیب اولین، دومین، سومین، و n امین اتم سدیم یا پتاسیم یونیزه می‌شوند‌.

در این حالت مقدار بیشتری انرژی حرارتی تولید می‌شود که می‌تواند گازهای موجود در اتمسفر مثل اکسیژن و ازت را نیز تجزیه کرده و بعد یونیزه کند‌. بدین ترتیب می‌توان گفت در یک لحظه معین، در این محیط کوچک، احتمال وجود هر چهار شکل ذره (مولکول، اتم، یون و الکترون ) وجود دارد که جهت حرکت الکترون‌ها از قطب منفی به قطب مثبت و جهت حرکت یون‌ها از قطب مثبت به قطب منفی است‌.

مولکول‌ها و اتم‌ها نیز جهت حرکت مشخصی ندارند ولی بدلیل اینکه در یک محیط پر انرژی قرار دارند، تحرک و شتاب زیادی دارند در نتیجه انرژی حرارتی تولید شده در قوس در اثر دو عامل است.

اول اینکه الکترون‌ها در هنگام حرکت، انرژی خود را به انرژی حرارتی تبدیل می‌کنند و دوم اینکه در اثر تصادم این ذرات با یکدیگر مقداری انرژی تولید می‌شود و در نهایت در قوس الکتریکی در فشار یک اتمسفر درجه حرارتی حدود ۶۰۰۰ درجه سانتیگراد (در بخار آهن) تا ۲۰۰۰۰ درجه سانتیگراد (برای قوس تنگستن) ایجاد می‌شود‌.

‌عیوب متداول در جوشکاری TIG

ناخالصی تنگستن (Tungestan Inclusion)

زمانی که از تکنیک‌های نا مناسب جوشکاری استفاده شود احتمال حبس ذرات تنگستن در فلز جوش وجود دارد. علل اصلی بوجود آمدن این عیب به شرح زیر است.

  • تماس نوک الکترود تنگستن با حوضچه مذاب.
  • تماس سیم جوش با الکترود تنگستن داغ.
  • عبور شدت جریان بیش از اندازه از الکترود تنگستن.
  • آلوده شدن نوک الکترود از طریق جرقه‌های ساطع شده از حوضچه مذاب.
  • زیاد بودن طول مؤثر الکترود (فاصله نوک الکترود تا کولت) که موجب داغ شدن بیش از حد الکترود می‌شود.
  • ناکافی بودن دبی گاز محافظ یا وزش باد در محیط جوشکاری و در نتیجه اکسید شدن نوک الکترود .
  • نامر غوب بودن الکترود تنگستن.
  • استفاده از گاز محافظ نامناسب مانند آرگون + کربن دی‌اکسید

عیوب ناشی از محافظت نامناسب گاز 

  • ناخالصی تنگستن
  • خلل وفرج(Porocity)
  • فیلم‌های اکسیدی در نتیجه ذوب ناقص و حبس ناخالصی‌های اکسیدی


کلیه عیوب فوق موجب کاهش خواص مکانیکی از جمله کاهش استحکام کششی و مقاومت به ضربه می‌شوند.

برخی از علل بوجود آمدن خلل و فرج در جوش 

  • کم بودن دبی گاز محافظ.
  • زیاد بودن بیش از اندازه گاز محافظ، در نتیجه جریان گاز از حالت آرام یا لمینار به متلاطم یا توربولانس تبدیل می‌شود.
  • وزش باد در محیط جوشکاری و اختلال در محافظت گاز .
  • کوچک بودن دهانه شعله پوش.(قطر شعله پوش باید حداقل ۱٫۵ برابر پهنای سطح جوش باشد .)
  • زیاد بودن طول قوس یا زیاد بودن فاصله شعله پوش تا حوضچه مذاب .


ناخالصی‌های اکسیدی‌

ناخالصی‌های اکسیدی در بطن جوش، محل تمرکز تنش بوده و موجب کاهش استحکام و مقاومت به ضربه جوش می‌شوند‌. در فرایند TIG قبل از شروع به جوشکاری باید لایه‌های اکسیدی را از روی محل اتصال و سیم جوش برطرف کرد . این امر مخصوصاً در آلومینیوم و آلیاژهای آن به علت نقطه ذوب بالای اکسید آلومینیوم(۲۰۵۰cc )از اهمیت ویژه‌ای بر خوردار است‌.

  • تمیز نبودن درز جوش، وجود لایه‌های اکسید روی سیم جوش و عدم تمیز کاری بین مرحله‌ای.
  • خارج نمودن نوک داغ سیم جوش از محدوده حفاظتی گاز محافظ در هنگام جوشکاری‌.
  • اکسیداسیون از طرف ریشه جوش (‌محافظت از ریشه جوش هنگام جوشکاری فلزات حساس مانند فولادهای زنگ نزن الزام است‌) یعنی از طرف پشت قطعه کار هم باید بوسیله گاز محافظ، حفاظت شود‌.


عدم ذوب (Lack Of Fusion)

برخی از علل عیوب کمبود ذوب شامل موارد زیر است.

  • کوچک بودن زاویه پخ قطعه کار که موجب عدم ذوب در ریشه اتصال می‌شود (Lack Of Root Fusion)
  • زیاد بودن پاشنه جوش (Root Face) و ایجاد عدم ذوب در ریشه اتصال .
  • کوچک بودن فاصله بین دو لبه در ریشه جوش که موجب عدم ذوب در ریشه اتصال می‌شود .
  • عدم ذوب کافی در دیواره‌های اتصال به علت سرعت جوشکاری بالا و عدم تمرکز قوس در مرکز اتصال.
  • نامناسب بودن توالی پاس‌های جوشکاری و ایجاد عدم ذوب بین پاسی (Lack Of Inter Run Fusion)


کاربردها
روش جوشکاری با الکترود تنگستن و گاز محافظ برای جوشکاری فولادهای زنگ نزن، آلومینوم، منیزیم، مس و فلزات فعال (مثل تیتانیوم و تانتالوم) و نیز فولادهای کربنی و آلیاژی استفاده می‌شود. در جوشکاری فولادهای کربنی معمولاً برای جوشکاری پاس‌های ریشه کار می‌رود.

جوشكاری با گاز محافظ

در فرايند جوشكاری با گاز محافظ، الكترود، قوس و حوشچه مذاب بوسيله گازها محافظت می‌شوند. پس حوضچه مذاب به طور كامل سه برابر هوا (نيتروژن و اكسيژن) محافظت می‌شوند.

جوشكاری قوس الكتريك با گاز محافظ و الكترود مصرف نشدنی (تنگستن)

اين فرآيند را اغلب با نام T.I.G می‌شناسند. و معمولاً به آن جوش آرگون هم گفته می‌شود. قوس الكتريكی گرمای لازم را برای جوشكاری فر‌اهم می‌كند و عمل محافظت توسط گازهای آرگون و هليوم فراهم می‌شود. آرگون اغلب در اروپا استفاده می‌شود و هليوم بيشتر در آمريكا زيرا گازهای طبيعی آنها شامل مقدار زيادی هليوم است.

فلزاتی مثل آلومينيوم و منيزيم كه اكسيدهای بهم پيوسته و نسبتاً محكم دارند توسط فرايند جوشكاری با جريان متناوب (A.C) جوشكاری می‌شوند.

‌‌در اين فرايند الكترود مصرف‌شدنی توسط قوس الكتريكی ذوب شده و سبب پر كردن درز جوش می شود در اين فرايند می‌توان از جريان‌های بالا بهره گرفت كه سبب افزايش سرعغت جوشكاری می‌شود.

وجود گاز محافظ سبب می‌شود كه نياز به فلاكس برای محافظت از جوش نباشد پس كيفيت فلز جوش بهتر خواهد شد و مشكلات سرباره و آخال را نخواهيم داشت.

نكات مهم در جوشكاری‌

‌قوس الكتريكی منبع گرماست، سبب شكل‌دهی حوضچة مذاب و اغلب سبب ذوب الكترود می‌شود.
‌دمای بالای قوس و سرعت بالای پلاسمای قوس سبب می‌شود تا واكنش‌های شيميايی بدون حوضچه شدت يابد و حوضچه جوش را بخوبی مخلوط و همگن می‌كند.
‌نيروی قوس سبب انتقال مذاب از الكترود به قطعه كار می‌شود.
‌نوع طراحی منبع تغذيه و گاز محافظ خواص پايداری قوس را مشخص می‌كند.
الكترون‌های‌ به سمت آند و يون‌های مثبت به سمت كاتد حركت می‌كنند. قوس شامل ستونی است كه گازهای يونيزه‌شده هادی جريان الكتريسته‌اند.
برای سادگي كار جريان مستقيم را در الكترود تنگستنی در نظر بگيريد. الكترون‌ها از تنگستن گرم شده ساطع می‌شوند و در فضای بين دو قطب سرعت می‌گيرد اين الكترون‌ها به مولكول‌های گاز در ستون قوس برخورد كرده و دمای آنها را بالا می‌برد و گازهای يونيزه شده و هادی جريان می‌شوند.

جوش پلاسما

‌این روش بسیار شبیه به جوشکاری  TIG است و در واقع نوع خاصی یا پیشرفته از جوشکاری TIG است. اگر در جوش TIG گاز یونیزه شده داخل قوس الکتریکی را که همان پلاسما نامیده می‌شود بصورت متمرکز شده استفاده کنند، جوش TIG به جوش پلاسما تبدیل خواهد شد. در این روش توسط یک نازل جوشکاری مخصوص پلاسما که می‌توان آنرا به یک عدسی تشبیه نمود‌، گازهای یونیزه شده را از داخل یک سوراخ ‌یا نازل بنحوی عبور داده که تمرکز انرژی بسیار بالا رود‌. درست همانطور که یک عدسی نورهای پراکنده را در کانون خود متراکم می‌سازد‌. لذا دستگاه‌های جوش TIG‌ قابل استفاده در جوشکاری پلاسما هستند و صرفاً به یک کنسول مخصوص جهت تنظیم گاز و یک تورچ مخصوص پلاسما، نیازمند است. در جوشکاری TIG قوس بوجود آمده در جریان پایین ناپایدار بوده و منجر به انحراف قوس میشود و با افزایش جریان، قدرت و قطر قوس افزایش می‌یابد که این امر باعث کاهش تمرکز قدرت قوس و افزایش ضخامت درز جوش می‌شود. در جوشکاری TIG از یک گاز (آرگون) استفاده می‌شود در حالی که در جوشکاری پلا‌سما از دو نوع گاز آرگون و هیدروژن یا هلیم استفاده می‌شود.

جوش پلاسما بر روی ورق‌های بسیار نازک و نیز ورق‌های بسیار ضخیم حتی تا یک اینچ و بدون پخ زدن لبه‌ها، خصوصاً در جوشکاری آلومینیوم کاربردهای فراوانی دارد. در مشعل جوشکاری پلاسما، الکترود تنگستنی در یک نازل مسی که در نوک آن دریچه‌ی کوچکی وجود دارد، قرار می‌گیرد. شعله قوس ابتدا میان مشعل الکترود و نوک نازل به وجود می‌آید و سپس قوس ایجاد شده به قطعه کار منتقل می‌شود‌. گاز پلاسما و قوس در یک مسیر با یک منفذ محدود شده با هم برخورد می‌کنند و مشعل گرمای فشرده و متمرکز با دمای بالا به قسمت کوچکی اعمال می‌کند. با این فرایند تجهیزات جوش پلاسما کارایی بالایی دارد که قادر است جوش‌هایی با کیفیت بسیار خوب تولید کند.

 

جوش پلاسما

شروع و انتقال قوس پلاسما آرام و پیوسته و یکنواخت است که این امر در جوش صفحات نازک و سیم‌های باریک و اجزای کوچک مناسب است. شکل و طول قوس و توزیع حرارت پلاسما، فاصله بحرانی گریز جوش را نسبت به حالت TIG کمتر می‌کند. تقریباً در تمام کاربردها به کنترل اتوماتیک ولتاژ (AVC) نیازی نیست. پایداری بالای قوس در طی جوشکاری از انحراف قوس می‌کاهد و اپراتور را قادر می‌سازد از وسایل شروع کننده قوس در نزدیکی و مجاورت محل اتصال جوش برای نفوذ بهتر حرارت استفاده نماید.

چگالی انرژی قوس در پلاسما در حدود ۳ برابر انرژی قوس TIG است که از شکستگی و تغییر شکل جوش می‌کاهد که این امر باعث ریزدانه شدن جوش و افزایش سرعت جوشکاری می‌شود. ‌این جوش در کمتراز ۰/۰۰۵ ثانیه کامل می‌شود. جریان اولیه کمتر از ۱ آمپر می‌تواند دقت جوشکاری اجزای کوچک و کنترل بهتر جوش را در جوشکاری لبه‌ای شیب‌دار را در بر‌داشته باشد. در هنگام شروع قوس منبع قدرت پلاسما، کمترین صدا را تولید می‌کند و پلاسما می‌تواند از تجهیزات کنترل عددی (‌NC‌) بدون دخالت الکتریکی استفاده کند. این امر همچنین در درز گیری با جوش برای اجزای الکترونیکی، بر خلاف فرایند TIG که با دخالت الکتریکی ممکن است آسیب‌هایی به اجزای حساس الکترونیکی درونی وارد کند، استفاده می‌شود.

جوشکاری گازی

کاربردهای جوش پلاسما


 قطعات کوچک‌
در فرایند پلاسما، قوس می‌تواند آهسته و آرام و در عین حال ثابت و پیوسته در نوک سیم‌ها یا دیگر اجزای کوچک شروع شود و دوره زمانی دوباره کاری جوش را بسیار کوتاه کند. این خصوصیت در زمان جوشکاری اجزایی مانند‌ سوزن‌ها‌، سیم‌ها‌، فیلامان‌های لامپ‌ها‌، ترموکوپل‌ها، میله و ستون‌ها و حتی ابزارهای جراحی سودمند است‌.

اتصال محکم قطعات
ابزارهای طبی و الکترونیکی اغلب بطور محکمی از طریق جوشکاری متصل می‌شوند‌. فرایند پلاسما این توانایی را دارد که‌‌ Heat in put را کاهش ‌‌دهد. قطعات حساس و ظریف و نزدیک بهم را جوش دهد. قوس را بدون ایجاد صدای الکتریکی ایجاد کند (صدای زیاد می‌تواند باعث آسیب‌های درونی الکتریکی شود). پلاسما در سنسورهای فشاری و الکتریکی، اجزای الکترونیکی، موتورها، باتری‌ها، تیوب‌های کوچک در اتصالات / لبه دار کردن‌، سوپاپ‌ها، تجهیزات لبنیاتی، میکروسوئیچ‌ها و غیره کاربرد دارد.

ابزار برش و تعمیر قالب‌ها‌
در حالی که صنعت تعمیر در تلاش است که به شرکت‌هایی که می خواهند از اجزایی که دارای شکاف‌های باریک و فرورفتگی‌های ناشی از استفاده نادرست و فرسودگی، دوباره استفاده کند کمک نماید‌، منبع قدرت میکروقوس جدید این توانایی را دارد که قوسی آرام با جریان پایین ایجاد کند و راهی موثر برای تعمیرات اصولی و عملیات حرارتی داشته باشد. از فرایند میکرو TIG و هم از میکرو پلاسما بعنوان ابزارهای برشی و تعمیر قالب‌ها استفاده می‌شود. برای لبه‌های بیرونی، قوس در فرایند پلاسما پایداری بیشتری دارد و مستلزم داشتن مهارت زیادی در کنترل حوضچه مذاب نیست. در هنگام مواجه شدن با گوشه‌های درونی و شکاف‌ها، الکترود تنگستنی فرایند GTAW / TIG می‌تواند دسترسی به آنها را راحت‌تر کند.

جوشکاری تسمه‌های فلزی‌
فرایند پلاسما این امکان را فراهم می‌کند که انتقال قوس بین قطعه کار و با کار کردن در لبه های اتصال جوش ثابت و پایدار باشد. در کاربرد‌های اتوماتیک، کنترل طول قوس در جوش‌های بلند ضروری نیست و نیاز کمتری به تعمیر و نگهداری اجزای مشعل دارد. این فرایند مخصوصاً در کارهایی با حجم بالا و در جایی که مواد گازهایی به هوا منتشر می‌کنند و دارای سطوح آلوده هستند مناسب است.

جوشکاری نورد تیوب‌
تیوبها و لوله ها از نورد تیوب و با گرفتن تسمه های پیوسته و نزدیک کردن لبه های آن تا در محل جوش به هم برخورد کنند تولید می شوند. در این نقطه فرایند جوشکاری ذوبی و گداختن لبه های تیوب انجام می شود. بازده و کارایی نورد تیوب به سرعت و مجموع زمانهای صرف شده در جوشکاری بستگی دارد. در زمان ساخت نوردها همیشه میزان خاصی از آهن قراضه تولید می‌شود. بنابراین از مهمترین موضوعات برای کاربران نورد تیوب این موارد هستند.

  • حداکثر سرعت قابل حصول در جوشکاری نورد تیوب‌
  • کیفیت و استحکام مناسب جوش بخاطر پایداری قوس‌
  • حداکثر زمان عمر نوک الکترود جوشکاری