گاز محافظ جوشکاری چیست؟ + معرفی انواع و کاربرد آن

به صورت کاملا ساده گاز محافظ جوشکاری shielding gas وظیفه حفاظت از حوضچه جوش در برابر هوا آزاد را دارد تا از اکسید شدن فلز جلوگیری شود. دقت داشته باشید از آنجایی که عملیات جوشکاری در دو دسته ذوبی و غیر ذوبی صورت می گیرد، وجود گاز محافظ در فرایند جوشکاری ذوبی همچون جوشکاری آرگون بسیار حیاتی است تا از اکسید شدن سیم جوش پر کننده (فیلر) محافظت کند تا مهره جوش ها به درستی ایجاد شوند. اما در جوشکاری الکترود دستی یا جوش برق نیازی به وجود گاز محافظ جوشکاری نیست و با استفاده از الکترود روپوش دار می توانید فرایند جوشکاری برق را به راحتی انجام دهید. گاز محافظ در حقیقت نوعی گاز بدون اثر و خنثی می باشد که در حین فرایند جوشکاری از حوضچه جوش در برابر گاز های مضر موجود در هوا محافظت می کند. از مهمترین گاز محافظ جوشکاری می توان به مواردی همچون گاز آرگون، هلیوم و دی اکسید کربن اشاره داشت. در ادامه مطلب از سایت آموزشگاه برق گستران به ویژگی هر یک از گاز محافظ جوشکاری می پردازیم. اطلاعات کامل و جامع برای ورود به بازار کار را می‌توانید در  آموزش جوشکاری یاد بگیرید.

انواع گاز محافظ جوشکاری

همان طور که در ابتدا مطلب گفته شد گاز محافظ معمولا کم اثر و یا خنثی هستند از این رو در عملیات جوشکاری اختلالی ایجاد نمی کنند. این نوع گاز ها حوضچه جوش را از ورود گازهایی همچون اکسیژن، هیدروژن و نیتروژن محافظت کرده تا عیوب جوشکاری رخ ندهد. یکی از مهمترین تاثیراتی که گاز جوشکاری دارد این است که از ایجاد تخلخل و ترک در محل جوشکاری، جلوگیری کند. از آنجایی که ظرافت و تمیز بودن مهره جوش ها در جوشکاری آرگون بسیار ضروری است بایستی گاز محافظ جوش را به درستی و با دقت انتخاب نمایید. در غیر این صورت با انواع عیوب جوشکاری مواجه خواهید شد که کیفیت کار شما را به طور چشمگیری کاهش می دهد.

گاز محافظ جوشکاری آرگون

گاز آرگون بی بو و بی رنگ می باشد و با گازهای موجود در جو هیچ گونه واکنشی نشان نمی دهد و غیر قابل احتراق است. از این رو بهترین گزینه برای جوشکاری تیگ TIG می باشد. در اصل یکی از دلایلی که جوشکاری تیگ به جوشکاری آرگون معروف می باشد این است که در فرایند جوشکاری تیگ از گاز بی اثر آرگون استفاده می شود. دقت داشته باشید گاز آرگون نسبت به اکسیژن موجود در هوا سنگین تر بوده و همین ویژگی سبب می شود تا این گاز با شدت جریان کمتری در جوشکاری فلزات نازک به کار آید. گاز آرگون برای جوشکاری به روش تیگ در وضعیت های تخت، افقی، گوشه ای مورد استفاده قرار می گیرد. میزان نفوذ گاز آرگون به عنوان پوشش در جوشکاری نسبت به سایز گاز ها کاملا متفاوت می باشد. از مزایا گاز محافظ جوشکاری آرگون می توان به موارد زیر اشاره داشت:

1. گاز آرگون به راحتی از حوضچه جوش در برابر گاز موجود در هوا محافظت کرده در نتیجه مهره جوش ها بی نقص ایجاد می شوند.
2. پاشش مواد و جرقه در گاز آرگون بسیار کمتر از سایر گاز های محافظ می باشد.
3. فلزات را می توان با استفاده از سیم جوش پر کننده (فیلر) یا بدون آن جوشکاری کرد.
4. گاز آرگون برای جوشکاری فلزات نازک بسیار عالی می باشد.
5. با استفاده از گاز آرگون دود ناشی از جوشکاری کاسته می شود.
6. در مقایسه با دیگر روش های جوشکاری، جوشکاری آرگون نسبتا از گرما پایین تری برخوردار است.
7. حین جوشکاری آلومینیوم با استفاده از جریان AC سبب افزایش مقاومت در برابر شکنندگی خواهد شد.

معایب گاز آرگون در جوشکاری

1. در جوشکاری آرگون بایستی از تمیز بدون فلز پایه و فیلر اطمینان حاصل کنید در غیر این صورت در مهره جوش ها با عیوب جوشکاری مواجه خواهید شد.
2. نشت آب خنک کننده تورچ (مشعل) جوشکاری بر روی حوضچه جوش سبب تخلخل و اکسید شدن فلز می شود.
3. در حین عملیات جوشکاری با استفاده از گاز آرگون با جریان DC امکان ایجاد وزش در قوس وجود دارد.

گاز هلیوم

گاز هلیوم نیز همچون گاز آرگون خنثی و سنگین می باشد. هلیوم گازی بدون احتراق و بی بو بوده که مقدار بسیار کمی در هوا و جو موجود است. از این رو برای تهیه گاز هلیوم باید هزینه بیشتری پرداخت کنید. گاز محافظ جوشکاری هلیوم بیشتر برای جوشکاری فلزاتی همچون آلومینیوم، مس و منیزیم مورد بهره برداری قرار می گیرد. از آنجایی که جریان گاز هلیوم از آرگون به مراتب بیشتر است در وضعیت های جوشکاری سربالا و سقفی استفاده از گاز هلیوم توصیه می شود زیرا که حوضچه مذاب حاصل از هلیوم بسیار داغ و جوشان بوده بنابراین برای ذوب سریع فلزات در وضعیت بالا سر موثر است. از مزایا و معایب مهم گاز هلیوم در جوشکاری می توان به موارد زیر اشاره داشت:

1. بهترین گاز محافظ برای جوشکاری آلومینیوم و مس در وضعیت سربالا
2. با استفاده از گاز هلیوم خطری برای جوشکار وجود نخواهد داشت.
3. گاز هلیوم از جمله گاز های بی اثر و خنثی می باشد که سبب افزایش کیفیت جوشکاری می شود.
4. قیمت بالا گاز هلیوم بزرگترین معایب این گاز محافظ در جوشکاری به شمار می رود.

گاز اکسیژن

دقت داشته باشید از گاز اکسیژن به طور کاملا در فرایند جوشکاری استفاده نمی کنند زیرا با تمام گاز ها واکنش شیمیایی دارد، البته به غیر از گاز های خنثی همچون آرگون و هلیوم. بنابراین جوشکاران معمولا برای پایدار بودن قوس الکتریکی و شدت نفوذ، گاز اکسیژن را با سایر گازهای خنثی جوشکاری ترکیب می کنند.

گاز محافظ جوشکاری دی اکسید کربن

همان طور که ممکن است بدانید اغلب گازهای فعال را نمی توان به تنهایی در عملیات جوشکاری استفاده کرد. اما دی اکسید کربن تنها گاز محافظ جوشکاری به شمار می رود که امکان استفاده آن در عملیات جوشکاری سبب افزایش حرارت و نفوذ بیشتر در فرایند جوشکاری میگ و مگ می شود. از آنجایی که گاز co2 به راحتی قابل تهیه است و هزینه آن نسبتا از گاز آرگون و هلیوم کمتر است، بهره برداری از آن سبب کاهش هزینه های جوشکاری می شود. اما استفاده از گاز co2 در عملیات جوشکاری کاملا بی نقص نمی باشد. با استفاده از گاز co2 بایستی انتظار ایجاد قوس الکتریکی نامنظم، جرقه های زیاد و میزان پاشش مواد را داشته باشید. تجربه نشان داده است استفاده از ترکیب 75 درصد گاز کربن دی اکسید و 25 درصد گاز آرگون برای جوشکاری فولاد ساده کربنی میگ و مگ موثر می باشد. البته برای اینکه بتوانید مقدار ترکیب انواع گاز محافظ جوشکاری را به درستی انجام دهید، نیاز به تمرین و تست ترکیب گاز های مختلفی را خواهید داشت.

گاز هیدروژن

سبک ترین گاز که تاکنون در دنیا شناخته شده است گاز هیدروژن می باشد. این گاز در عملیات جوشکاری کاربرد بسیار محدودی داشته زیرا قابل اشتعال می باشد. ترکیب گاز هیدروژن به گازهای خنثی میزان حرارت ورودی به فلز پایه را بالا برده و معمولا در جوشکاری فولاد های غیر قابل زنگ Stainless steel کاربرد دارد. از ویژگی این گاز محافظ جوشکاری می توان به مواردی همچون جلوگیری از اکسید شدن فلز و کند سوختن الکترود ها اشاره داشت.

ویژگی مهم گازهای محافظ جوشکاری

همان طور که مطالعه کردید گاز های محافظ در جوشکاری وظیفه حفاظت از حوضچه جوش را بر عهده دارند تا ذرات معلق در هوا وارد حوضچه جوش نشوند و عیوب جوشکاری رخ ندهد. یکی از مهمترین ویژگی های گاز محافظ این است که میزان پاشش مواد را کاهش دهد تا کیفیت جوشکاری افزایش یابد. یکی از دلایلی که در جوشکاری تیگ از گاز آرگون استفاده می شود این است که از پاشش مواد و ریختن مواد مذاب در اطراف جوشکاری جلوگیری کرده و قوس الکتریکی از ثبات خاصی برخوردار می شود که مهره جوش ها منظم ایجاد شوند. به همین دلیل جوشکاری آرگون برای جوش فلزات نازک و ظریفی که کیفیت جوش مهم است کاربرد دارد.

همچنین باید دقت داشته باشید بهره برداری از گاز محافظ در تمام وضعیت های جوشکاری یکسان نمی باشد. به عنوان مثال در جوشکاری تیگ در حالت سربالا بهتر است از ترکیب گاز هلیوم و آرگون استفاده کنید. این گونه راندمان فرایند جوشکاری افزایش یافته و میزان رسوب گذاری الکترود کاسته می شود. بنابراین نکته ای که در جوشکاری حائز اهمیت است این می باشد که تنظیمات جوشکاری همچون جریان برق، گاز محافظ، میزان آمپر، قطر الکترود و موارد دیگر یکسان نبوده و بایستی با توجه به جوش مد نظر تنظیمات مخصوص آن عملیات را معین کنید.

جمع بندی

در نهایت استفاده از گاز محافظ جوشکاری بستگی به نوع جوشکاری، وضعیت جوش و فلز دارد. بنابراین نمی تواند از یک گاز محافظ در تمامی عملیات جوشکاری استفاده کرد. همچنین برای نگهداری مخازن گاز جوشکاری بایستی یک سری نکات حیاتی را رعایت کنید. سیلندر گاز های جوشکاری را مکانی قرار دهید که به زمین وصل شده باشند و در صورت باز شدن شیر گاز، مخزن گاز به سرعت پرتاب نشود. همچنین توصیه می شود مخازن گاز جوشکاری را در محیطی باز قرار داده که از تابش مستقیم نور مستقیم در امان باشند. اگر علاقه مند به فرا گرفتن جوشکاری آرگون هستید، می توانید در دوره آموزش جامع جوشکاری آرگون شرکت کرده و در این حوزه مهارت و تجربه کسب کنید.