ما هو لحام TIG
يستخدم لحام غاز التنغستن الخامل (TIG)، المعروف أيضًا باسم لحام قوس غاز التنغستن (GTAW)، قطبًا كهربائيًا غير قابل للاستهلاك وغازًا خاملًا للحماية. - يسمح لحام TIG بربط الأشياء دون استخدام مواد الحشو، مما يؤدي إلى لحام أكثر دقة وخاليًا من التناثر.
في عملية اللحام TIG، يتم تشكيل القوس بين قطب التنغستن المدبب وقطعة العمل في جو خامل من الأرجون أو الهيليوم. يعتبر القوس المكثف الصغير الذي يوفره القطب المدبب مثاليًا للحام عالي الجودة والدقة. نظرًا لعدم استهلاك القطب الكهربائي أثناء اللحام، فإن ماكينة لحام TIG لا تحتاج إلى موازنة مدخلات الحرارة من القوس حيث يتم ترسيب المعدن من قطب الصهر. عند الحاجة إلى معدن الحشو، يجب إضافته بشكل منفصل إلى حوض اللحام.
مصدر الطاقة
يجب تشغيل لحام TIG بمصدر طاقة تيار ثابت متدلي - إما تيار مستمر أو تيار متردد. يعد مصدر الطاقة الحالي الثابت ضروريًا لتجنب سحب التيارات العالية بشكل مفرط عندما يكون القطب الكهربائي قصيرًا على سطح قطعة العمل. يمكن أن يحدث هذا إما عن عمد أثناء بدء القوس أو عن غير قصد أثناء اللحام. إذا تم استخدام مصدر طاقة مميز مسطح، كما هو الحال في لحام MIG، فإن أي اتصال مع سطح قطعة العمل قد يؤدي إلى تلف طرف القطب الكهربائي أو دمج القطب الكهربائي على سطح قطعة العمل. في التيار المستمر، نظرًا لتوزيع حرارة القوس بحوالي الثلث عند الكاثود (السالب) والثلثين عند الأنود (الإيجابي)، فإن القطب الكهربائي دائمًا ما يكون له قطبية سالبة لمنع ارتفاع درجة الحرارة والذوبان. ومع ذلك، فإن اتصال مصدر الطاقة البديل للقطبية الإيجابية لقطب التيار المستمر له ميزة أنه عندما يكون الكاثود على قطعة العمل، يتم تنظيف السطح من تلوث الأكسيد. لهذا السبب، يتم استخدام التيار المتردد عند لحام المواد ذات طبقة أكسيد سطحية متينة، مثل الألومنيوم.
بداية القوس
يمكن بدء قوس اللحام عن طريق خدش السطح، مما يشكل دائرة كهربائية قصيرة. فقط عند كسر الدائرة القصيرة سوف يتدفق تيار اللحام الرئيسي. ومع ذلك، هناك خطر من أن القطب قد يلتصق بالسطح ويتسبب في دخول التنغستن في اللحام. يمكن التقليل من هذا الخطر باستخدام تقنية "قوس الرفع" حيث تتشكل الدائرة القصيرة عند مستوى تيار منخفض جدًا. الطريقة الأكثر شيوعًا لبدء قوس TIG هي استخدام HF (التردد العالي). يتكون التردد العالي من شرارات عالية الجهد تبلغ عدة آلاف من الفولت والتي تدوم لبضعة ميكروثانية. سوف تتسبب شرارات التردد العالي (HF) في كسر فجوة قطعة العمل الكهربائية أو التأين. بمجرد تشكيل سحابة الإلكترون/الأيون، يمكن أن يتدفق التيار من مصدر الطاقة.
ملاحظة: نظرًا لأن التردد العالي يولد انبعاثًا كهرومغناطيسيًا عاليًا بشكل غير طبيعي (EM)، يجب أن يدرك عمال اللحام أن استخدامه يمكن أن يسبب تداخلاً، خاصة في المعدات الإلكترونية. نظرًا لأن انبعاثات الموجات الكهرومغناطيسية يمكن أن تنتقل عبر الهواء، مثل موجات الراديو، أو تنتقل عبر كابلات الطاقة، فيجب توخي الحذر لتجنب التداخل مع أنظمة وأجهزة التحكم الموجودة بالقرب من اللحام.
يعد التردد العالي مهمًا أيضًا في تثبيت قوس التيار المتردد؛ في التيار المتردد، يتم عكس قطبية القطب عند تردد حوالي 50 مرة في الثانية، مما يؤدي إلى انطفاء القوس عند كل تغيير في القطبية. لضمان إعادة إشعال القوس عند كل انعكاس للقطبية، يتم إنشاء شرارات عالية التردد عبر فجوة القطب/قطعة العمل لتتزامن مع بداية كل نصف دورة.
أقطاب كهربائية
عادة ما تكون أقطاب اللحام بالتيار المستمر عبارة عن تنجستين نقي يحتوي على 1 إلى 4% من الثوريا لتحسين اشتعال القوس. المضافات البديلة هي أكسيد اللانثانم وأكسيد السيريوم والتي يُزعم أنها تعطي أداءً فائقًا (بدء القوس واستهلاك أقل للإلكترود). من المهم تحديد قطر القطب الصحيح وزاوية الطرف لمستوى تيار اللحام. كقاعدة عامة، كلما انخفض التيار، قل قطر القطب وزاوية الطرف. في اللحام بالتيار المتردد، حيث أن القطب سيعمل عند درجة حرارة أعلى بكثير، يتم استخدام التنغستن مع إضافة الزركونيا لتقليل تآكل القطب. تجدر الإشارة إلى أنه بسبب كمية الحرارة الكبيرة المتولدة عند القطب، فمن الصعب الحفاظ على طرف مدبب ونهاية القطب تفترض شكلًا كرويًا أو "كريًا".
التدريع الغاز
يتم اختيار غاز التدريع وفقًا للمادة الملحومة. قد تساعد الإرشادات التالية:
أرجون + 2 إلى 5% H2 - إضافة الهيدروجين إلى الأرجون سيجعل الغاز قليلًا، مما يساعد على إنتاج لحامات ذات مظهر أنظف بدون أكسدة السطح. نظرًا لأن القوس أكثر سخونة وأكثر انقباضًا، فإنه يسمح بسرعات لحام أعلى. وتشمل العيوب خطر تكسير الهيدروجين في الفولاذ الكربوني ومسامية معدن اللحام في سبائك الألومنيوم.
مخاليط الهيليوم والهيليوم/الأرجون - تؤدي إضافة الهيليوم إلى الأرجون إلى رفع درجة حرارة القوس. وهذا يعزز سرعات اللحام الأعلى واختراق اللحام بشكل أعمق. تتمثل عيوب استخدام الهيليوم أو خليط الهيليوم/الأرجون في ارتفاع تكلفة الغاز وصعوبة بدء القوس.
التطبيقات
يتم تطبيق لحام TIG في جميع القطاعات الصناعية ولكنه مناسب بشكل خاص للحام عالي الجودة. في اللحام اليدوي، يعتبر القوس الصغير نسبيًا مثاليًا للمواد الرقيقة أو الاختراق المتحكم فيه (في المسار الجذري لحام الأنابيب). نظرًا لأن معدل الترسيب يمكن أن يكون منخفضًا جدًا (باستخدام قضيب حشو منفصل)، فقد يكون MMA أو MIG مفضلاً للمواد السميكة ولممرات التعبئة في لحام الأنابيب ذات الجدران السميكة.
يتم تطبيق لحام TIG أيضًا على نطاق واسع في الأنظمة الآلية إما ذاتيًا أو بسلك حشو. ومع ذلك، تتوفر العديد من الأنظمة "الجاهزة للاستخدام" للحام الأنابيب المداري، المستخدمة في تصنيع المصانع الكيميائية أو الغلايات. لا تتطلب الأنظمة أي مهارة تلاعب، ولكن يجب أن يكون المشغل مدربًا جيدًا. نظرًا لأن عامل اللحام لديه سيطرة أقل على سلوك القوس وحوض اللحام، يجب إيلاء اهتمام دقيق لإعداد الحافة (المصنعة آليًا بدلاً من المعدة يدويًا)، وتركيب الوصلات، والتحكم في معلمات اللحام.
