تاریخچه جوشکاری تیگ (جوشکاری تنگستن)
جوشکاری تیگ یا به عبارتی جوش قوس تنگستن گاز یکی از بهترین و زیبا ترین نوع جوش ها است که نسبت به رقبا کنترل بیشتری بر روی جوش می دهد که امکان جوشکاری با کیفیت بالاتر را فراهم می کند
جوشکاری تیگ یا به عبارتی جوش قوس تنگستن گاز (GTAW) ، همچنین به عنوان جوشکاری آرگون (گاز بی اثر)(TIG) شناخته می شود ، یک فرآیند جوشکاری قوس الکتریکی است که از الکترود تنگستن غیر قابل مصرف برای جوشکاری استفاده می کند. تاریخچه جوشکاری تیگ
ناحیه جوش و الکترود توسط گاز محافظ بی اثر (آرگون یا هلیوم) از اکسیداسیون یا سایر آلودگی های جوی محافظت می شود. به طور معمول از یک فلز پرکننده استفاده می شود ( اگرچه برخی از جوشها ، معروف به جوشهای خودکار یا جوشهای همجوشی ، به آن نیازی ندارند). هنگامی که از هلیوم استفاده می شود ، این به عنوان جوشکاری هلیارک شناخته می شود.
منبع تغذیه جوش با جریان ثابت انرژی الکتریکی تولید می کند ، که از طریق ستونی از بخار فلزات بسیار یونیزه که به شکل به پلاسما درآمده به قطعه کار منتقل می شود.
تاریخچه جوشکاری تیگ
جوشکاری تیگ معمولاً برای جوشکاری مقاطع نازک از فولاد ضد زنگ و فلزات غیر آهنی مانند آلومینیوم ، منیزیم و آلیاژهای مس استفاده می شود.(تاریخچه جوشکاری تیگ)
این فرآیند نسبت به فرآیندهای رقیب مانند جوشکاری قوس دستی و جوشکاری میگ ، کنترل بیشتری بر روی جوش می دهد که امکان جوشکاری با کیفیت بالاتر را فراهم می کند. با این حال ، کنترل جوشکاری تیگ نسبتاً پیچیده تر و دشوارتر است و علاوه بر این به دلیل استفاده از هر دو دست جوشکاری آرگون از بسیاری دیگر از روش های جوشکاری به مراتب کندتر است.
جوشکاری TIG چیست و چگونه کار می کند؟
جوشکاری Tungsten Inert Gas (TIG) نوعی جوشکاری قوسی است. همانند سایر انواع جوشکاری قوس ، اصل اساسی این است که منبع تغذیه برای ایجاد قوس الکتریکی بین الکترود و فلزات استفاده می شود. الکترود تنگستن از فلز کمیاب تنگستن ساخته شده و توسط یک گاز بی اثر ، معمولاً آرگون ، خنک و از آلودگی های جوی محافظت می شود.
تاریخچه جوشکاری تیگ
یک جوشکار TIG در حالی که از یک دست برای نگهداری و تغذیه فیلر جوش (فلز پرکننده) در قوس استفاده می کند ، یک تورچ جوش آرگون را در دست دیگر نگه می دارد. این فرآیند برای جوشکاری دقیق در آلومینیوم ، فولاد ضد زنگ و سایر مواد استفاده می شود. (تاریخچه جوشکاری تیگ)
برای جلوگیری از گرم شدن بیش از حد فلزات ، می توان مقدار جریان گاز آرگون ارسالی به محوطه جوشکاری را از طریق شیر تنظیم روی مشعل و یا پدال زیر پای جوشکار تنظیم کرد.(تاریخچه جوشکاری تیگ)
پس از کشف قوس الکتریکی پالس کوتاه در سال 1800 توسط همفری دیوی و قوس الکتریکی پیوسته در سال 1802 توسط واسیلی پتروف، جوشکاری قوس به آرامی توسعه یافت.
CL Coffin در سال 1890 ایده جوشکاری در گاز بی اثر را در سر داشت، اما جوشکاری مواد غیر آهنی مانند آلومینیوم و منیزیم حتی در اوایل قرن 20 همچنان دشوار بود زیرا این فلزات به سرعت با هوا واکنش نشان می دهند و جوش ایجاد شده متخلخل و منجمد می شوند.
فرآیندهای استفاده از الکترودهای پوشش دار ، منطقه جوش را به درستی از آلودگی محافظت نمی کند. برای حل این مشکل ، در اوایل دهه 1930 از مخازن گازهای بی اثراستفاده شد. چند سال بعد ، یک فرآیند جوشکاری با جریان مستقیم و محافظت شده از گاز در صنعت هواپیما سازی برای جوشکاری منیزیم ایجاد شد.
راسل مردیت از هواپیمایی Northrop Aircraft این روند را در سال 1941 کامل کرد. مردیت این فرآیند را هلیارک نامید زیرا از قوس الکترود تنگستن و هلیوم به عنوان گاز محافظ استفاده می کرد ، اما اغلب از آن به عنوان جوشکاری گاز بی اثر تنگستن (TIG) یاد می شود. اصطلاح رسمی انجمن جوشکاری آمریکا جوشکاری قوس تنگستن گاز (GTAW) است.
در ابتدا ، الکترود به سرعت گرم می شود و چون دمای ذوب تنگستن بالاتر از دمای بوجود آمده است، الکترون ها از تنگستن به حوضچه جوش منتقل می شوند. (تاریخچه جوشکاری تیگ)
برای رفع این مشکل ، قطب الکترود از مثبت به منفی تغییر یافت ، اما این تغییر باعث شد که برای جوشکاری بسیاری از مواد غیر آهنی نامناسب باشد. سرانجام ، توسعه فرآیندهای جریان متناوب امکان ایجاد قوس با ثبات و جوشکاری آلومینیوم و منیزیم با کیفیت بالا را فراهم کرد.
تحولات طی دهه های بعدی ادامه یافت. حتی شرکتهای بزرگ تورچ هایی که با آب خنک می شود را تولید کردند که در هنگام جوشکاری با جریان زیاد مانع از گرم شدن بیش از حد می شود.
در طول دهه 1950، با ادامه روند محبوبیت، برخی از کاربران به دی اکسید کربن به عنوان جایگزینی برای گازهای آرگون و هلیوم که گرانتربودند متوسل شدند ، اما برای جوشکاری آلومینیوم و منیزیم غیر قابل قبول بود زیرا کیفیت جوشکاری را کاهش می داد ، بنابراین امروزه به ندرت برای جوش تیگ استفاده می شود.
استفاده از هر نوع گاز محافظ حاوی یک ترکیب اکسیژن، مانند دی اکسید کربن، به سرعت الکترود تنگستن را آلوده می کند و آن را برای فرآیند TIG نامناسب می کند. در سال 1953، فرآیند جدیدی مبتنی بر GTAW توسعه یافت، به نام جوشکاری قوس پلاسما.
این نوع جوش کنترل و کیفیت جوشکاری را با استفاده از یک نازل که بخشی از آن میله کوچک تنگستن است بهبود می بخشد ، اما عمدتا به سیستم های خودکار محدود می شود ، در حالی که GTAW عمدتا یک روش دستی است. توسعه در روند GTAW نیز ادامه داشته و امروزه تغییرات مختلفی بوجود آمده است.
از جمله مشهورترین آنها می توان به جریان پالس ، برنامه ریزی دستی ، سیم گرم ، دبر و افزایش نفوذ GTAW اشاره کرد.(تاریخچه جوشکاری تیگ)
جوشکاری TIG در طی دهه 1940 توسط جوشکاری به نام راسل مردیت ایجاد شد که برای شرکت هواپیمایی Northrop در جنوب کالیفرنیا کار می کرد. وی این تکنیک را ایجاد کرد زیرا روشهای روز برای جوشکاری روی آلیاژهای آلومینیوم و منیزیم ناکافی بود.
این موفقیت چشمگیری بود و به صنعت آمریكا توانایی ساخت كشتی ، هواپیما و سایر محصولات را سریعتر از گذشته در تاریخ بشر داد. رئیس جمهور روزولت حتی در نامه ای به وینستون چرچیل از این روند رجز خوانی کرد.
حق ثبت اختراع این فرآیند توسط بخش Linde از اتحادیه کاربید خریداری شد و این شرکت مشعلها ، قطعات و مواد مصرفی مختلفی را برای این روش تولید و فروخت تا 1960 و 1970 که انحصار حق ثبت اختراع آنها در مورد فرآیند و ابزارهای مربوط به TIG منقضی شد. مشعل های Linde از هلیوم استفاده می کردند.
تعدادی از شرکتها بازاریابی تورچ ها و لوازم جانبی TIG را آغاز کردند ، اما پیشرو CK Worldwide بود، شرکتی واقع در سیاتل که با غول هوافضا بوئینگ همکاری نزدیک داشت. CK تعدادی از مشکلات کاربردی را در زمینه تولید محصولاتشان برطرف کرد و تورچ های CK، کیتهای صرفه جویی در مصرف گاز و دستگاه تنگستن تیزکن انتخاب بسیاری از افراد درگیر ساخت هواپیما شد.
یکی دیگر از پیشروهای صنعت در دوران پس از Linde ، Weldcraft بود. این شرکت که در جنوب کالیفرنیا واقع شده است ، در زمینه تعمیر مشعل هایی که توسط شرکت هایی از جمله Hughes و Rockwell تخصص داشت. تکنسین های ولدکرافت برای دسترسی به تنگستن آسیب دیده ، پوشش پلاستیکی مشعل ها را می سوزانند.
سپس تعمیرات انجام می شد و مشعل دوباره در یک ماده بر پایه سیلیکون بسته شد. نتیجه این کار نوعی ابزار جدید و قابل اطمینان تر بود که در اثر عبور بیش از حد برق از قوس، کمتر احتمال خرابی داشت.
تاریخچه دستگاه جوشکاری TIG
اولین ماشین های جوشکاری TIG توسط Linde تولید شدند که دارای حق ثبت اختراع فرآیند TIG بودند. وزن این غولها صدها کیلو بود ، اما ماشینها با گذشت زمان کوچکتر شدند. در دهه 1970 شرکت میلر ویژگی شکل موج مربعی را ارائه داد که امکان کنترل بهتر آمپراژ هنگام کار با دستگاه جوشکاری را فراهم می آورد.
تخته های مدار چاپی پیشرفت بزرگ بعدی در این زمینه بودند و به یک جوشکار TIG امکان ایجاد تنظیمات دقیق تر را نیز دادند.