در جوشکاری تیگ (TIG – Tungsten Inert Gas)، انتخاب گاز محافظ نقش بسیار مهمی در کیفیت جوش، خواص مکانیکی، ظاهر جوش، و واکنش فلزات پایه دارد. گاز محافظ عمدتاً برای جلوگیری از تماس فلز داغ با اکسیژن، نیتروژن و سایر گازهای جوی استفاده میشود. در ادامه، تأثیر گازهای مختلف بر فلزات مختلف را بررسی میکنیم:
1. آرگون (Argon – Ar)
ویژگیها:
-
گاز نجیب، بیاثر، ارزانتر از هلیوم
-
بسیار پایدار و متداولترین گاز محافظ در TIG
تأثیر بر فلزات:
-
مناسب برای بیشتر فلزات: فولاد کربنی، فولاد ضدزنگ، آلومینیوم، تیتانیوم، مس و نیکل
-
قوس پایدار، شروع آسان، و نفوذ متوسط
-
ایجاد جوش صاف و یکنواخت
2. هلیوم (Helium – He)
ویژگیها:
-
گاز بیاثر، رسانای حرارتی بالا، گرانتر از آرگون
تأثیر بر فلزات:
-
مناسب برای آلومینیوم، مس، نیکل، و فلزات با رسانایی گرمایی بالا
-
دمای قوس بالا → نفوذ بیشتر و سرعت بالاتر جوش
-
شروع قوس دشوارتر (مخصوصاً در DC)
مخلوطهای آرگون-هلیوم برای کنترل بهتر حرارت و نفوذ استفاده میشود.
3. هیدروژن (Hydrogen – H₂)
ویژگیها:
-
گاز فعال، واکنشپذیر، فقط بهصورت مخلوطهای بسیار کمدرصد استفاده میشود (مثلاً Ar + 5% H₂)
تأثیر بر فلزات:
-
بهبود ظاهر جوش و درخشندگی در فولاد ضدزنگ
-
افزایش حرارت قوس و نفوذ
-
نباید برای آلومینیوم یا فلزات غیرآهنی استفاده شود → احتمال تخلخل و ترک بالا
4. نیتروژن (Nitrogen – N₂)
ویژگیها:
-
نیمهفعال، معمولاً برای برخی کاربردهای خاص (مثل فولاد زنگنزن آستنیتی)
تأثیر بر فلزات:
-
افزایش خواص خوردگی فولادهای آستنیتی
-
گاهی در ترکیب با آرگون برای جوشکاری فولاد ضدزنگ استفاده میشود
-
در آلومینیوم و تیتانیوم مضر است → میتواند موجب تردی شود
5. دیاکسید کربن (CO₂)
ویژگیها:
-
گاز فعال، بههیچ وجه مناسب جوشکاری TIG نیست
تأثیر بر فلزات:
-
به دلیل واکنشپذیری بالا، باعث اکسیداسیون شدید تنگستن و فلز جوش میشود
-
در فرآیندهای MIG/MAG استفاده میشود نه TIG
6. گازهای ترکیبی (مخلوطها)
مثالها:
-
Ar + He → افزایش دمای قوس، مخصوصاً برای فلزات با رسانایی بالا
-
Ar + H₂ → افزایش درخشندگی و نفوذ در فولاد ضدزنگ
-
Ar + N₂ → برای بهبود خواص خوردگی فولادهای خاص
جدول خلاصه تأثیر گازها بر فلزات رایج:
| گاز محافظ | فولاد کربنی | فولاد ضدزنگ | آلومینیوم | تیتانیوم | مس / نیکل |
|---|---|---|---|---|---|
| آرگون (Ar) | ✔ عالی | ✔ عالی | ✔ عالی | ✔ عالی | ✔ عالی |
| هلیوم (He) | ✔ خوب | ✔ خوب | ✔ بهتر از Ar | ✔ عالی | ✔ عالی |
| هیدروژن (H₂) | ✖ خطرناک | ✔ در مخلوط | ✖ نامناسب | ✖ خطرناک | ✖ خطرناک |
| نیتروژن (N₂) | ✖ کماستفاده | ✔ خاص | ✖ خطرناک | ✖ خطرناک | ✖ معمولاً نامناسب |
| CO₂ | ✖ غیرقابل استفاده | ✖ | ✖ | ✖ | ✖ |