جوشکاری آرگون

فرایندهای اتصال فلزات، فناوری جوشکاری و روش‌های مختلف به دلیل قابلیت‌های خاص و تنوع در عملکرد، جایگاه خاصی در صنعت دارند، در ادامه این نوشتار به توضیحات بیشتری در خصوص جوشکاری آرگون یکی از پرکاربردترین نوع جوشکاری است خواهیم پرداخت.

جوشکاری تیگ (Tungsten Inert Gas) یا همان جوشکاری قوس تنگستن تحت پوشش گاز محافظ، یکی از مهم‌ترین روش‌های جوشکاری در صنایع مختلف کوچک و بزرگ پتروشیمی، نظامی، دریایی، هوایی، نیروگاه‌های برق و … می‌باشد. در ایران بیشتر با نام اختصاری و متداول جوش آرگون شناخته می‌شود. دلیل این نامگذاری بیشتر به خاطر استفاده از گاز آرگون در این فرایند جوشکاری است.

از فرایند جوشکاری TIG می‌توان برای جوشکاری فلزات سخت و غیر سخت، آهنی و غیر آهنی در تمام ضخامتها استفاده کرد. با استفاده از این نوع جوشکاری می‌توان جوشکاری صفحات نازک و ظریف (به عنوان مثال: آلومینیومی) تا لوله‌های تحت فشار را انجام داد. در این روش قوس و حوضچه مذاب کاملاً آشکار و قابل مشاهده می‌باشد. در دهه ۱۹۲۰ کوشش شد تا قوس و حوضچه مذاب را در مقابل اتمسفر محافظت کنند تا جوشکاری کاملاً ایده‌آل انجام گیرد. ظهور الکترودهای روپوش دار در آن دهه مسئله محافظت را منتفی کرد. اما به دلیل به وجود آمدن برخی مشکلات در دهه ۱۹۳۰، جوشکاری با گاز خنثی و الکترود تنگستن (TIG)ابداع شد که شروع روش جوشکاری با محافظت گاز بود. این روش با وجود اینکه بسیار کند پیشرفت کرد ولی در دهه ۱۹۴۰ توسعه پیدا نمود.

در این نوع جوشکاری از سیم جوش(Filler metal) بعنوان فلز پرکننده استفاده می شود و سیم جوش شبیه جوشکاری با اشعه اکسی استیلن(MIG/MAG)در جوش تغذیه می شود.

تاریخچه جوشکاری آرگون (TIG)

آرگون از واژه یونانی(αργον) به معنی تنبل گرفته شده است. “هنری کاوندیش” در سال ۱۷۸۵ تصور می‌کرد که آرگون در هوا وجود دارد؛ گاز آرگون گازی بی بو، بی رنگ، که تحت تأثیر ولتاژ بالا به رنگ متمایل به آبی روشن در می آید. این گاز در سال توسط Lord Rayleigh فیزیکدان انگلیسی و William Ramsay شیمیست اسکاتلندی در سال ۱۸۹۴ کشف گردید گازآرگون بسیار ساکن و ناشناخته در ترکیبات واقعی شیمیایی است.

آرگون به مقدار کم در اتمسفر است و جدایش آن از هوا صورت می گیرد .به صورت عادی به آزمایشگاه حمل نمی شود بلکه به صورت سیلندرهای تحت فشار ارائه می شود، گاز آرگون از تقطیر جز به جز هوای مایع به دست می آید زیرا اتمسفر زمین حاوی ۰.۹۴ % آرگون می باشد. در اتمسفر مریخ ۱.۶ درصد آرگون ۴۰ و حدود ۵ ppm آرگون ۳۶ وجود دارد. گاز آرگون قابلیت حلالیت در آب را دارد و همانطور که گازاکسیژن در آب حل می شود آرگون نیز حل می شود. این گاز به هر دو حالت مایع و گاز موجود می باشد. آرگون گاز بی اثر است و ترکیب شیمایی خاصی تاکنون از این عنصر شناخته نشده است مثل گازهای کریپتون گزنون و رادون.

گاز آرگون در طبیعت از ترکیب سه نوع ایزوتوپ تشکیل شده است. تعداد ۱۲ رادیو اکتیو دیگر نیز از این عنصر شناخته شده است .موارد استفاده گاز آرگون شامل لامپهای الکتریکی، لامپهای فلورسانس با فشار ۴۰۰ پاسکال و در صنعت عکاسی و لامپهای گرم و مشتعل مورد استفاده قرار می گیرد. آرگون همچنین به علت اینکه یک گاز بی اثر است در جوشکاری برقی و برش کاری و به عنوان روکش برای تولیدات تیتانیوم و دیگر عناصر واکنش دهنده مورد استفاده قرار می گیرد و یک عامل حفاظتی برای رشد کریستال های ژرمانیوم و سیلیسیوم می باشد.

نام جدید این فرایند G.T.A.W و نام آلمانی آن WIG می باشد. همانطور که از نام این فرایند پیداست گاز محافظ آرگون می باشد که ترکیب این گاز با هلیم بیشتر کاربرد دارد.

موارد استفاده جوشکاری آرگون:

جوش آرگون در اتصال لوله های تحت فشار کاربرد فراوانی دارد. برای جوش دادن صفحات نازک و بسیار ظریف از این شیوه جوشکاری استفاده می شود. جوشکار متخصص و آموزش دیده تنها کسی است که می تواند از جوش آرگون استفاده کند. این حرفه نیاز به تخصص و تجربه بالایی دارد. متداول ترین موارد استفاده از آرگون در جوشکاری مس و جوشکاری آلومینیوم با آرگون است. در صنایع پتروشیمی، صنایع دریایی و ساخت تجهیزات نظامی از جوشکاری با گاز آرگون استفاده می شود.

انواع الکترودها در جوشکاری آرگون:

• الکترود تنگستن خالص (سبز رنگ) برای جوش آلومینیوم استفاده می شود و حین جوشکاری پت پت می کند.
• الکترود تنگستن توریم دار که دو نوع دارد الف -۱% توریوم دار که قرمز رنگ است ب -۲% توریم دار که زرد رنگ می باشد.
• الکترود تنگستن زیرکونیم دار که علامت مشخصه آن رنگ سفید است.
• الکترود تنگستن لانتان دار که مشکی رنگ است.
• الکترود تنگستن سزیم دار که طلایی رنگ است.

مزیت های جوشکاری آرگون:

• چون تزریق فلز پرکننده از خارج قوس انجام می شود اغتشاش در جریان قوس به وجود نمی آید و این باعث می شود کیفیت فلز جوش بالاتر رود.
• به دلیل عدم وجود سرباره و دود و جرقه، منطقه قوس و حوضچه مذاب بوضوح دیده می شود.
• امکان جوشکاری فلزات رنگین و ورقهای نازک با دقت بسیار زیاد.
• بهره‌ وری بالا
• نیاز به کمترین پاکسازی
• توانایی جوشکاری ورق‌های فلزی در تمامی وضعیت‌ها
• امکان انجام جوشکاری طولانی‌ مدت و بی ‌وقفه
• جوشکاری رسوبی با کیفیت بالاتر
• توانایی اتصال تنوع گسترده‌ای از فلزات در ضخامت‌های مختلف
• توانایی جوشکاری در تمامی وضعیت‌ها
• مهره‌ جوش مناسب
• پاشش حداقلی مواد مذاب به مقطع
• جوشکاری آرگون به خاطر ظرافت جوش دادن بیشتر برای کارهای زینتی و ظریف استفاده می شود.

مزیت اصلی روش جوشکاری آرگون این است که در آن نسبت به روش‌های جوشکاری سنتی، کنترل الکترونیکی سریع ‌تر و بهتر صورت می پذیرد. این روش برای جوشکاری فلزات نرم ‌تر، مثل آلومینیوم مناسب است و در صنعت خودروسازی متداول می باشد، چون جوش‌های تمیزی تولید می ‌کند و دارای سرعت بسیار بالایی است.

عوارض جوشکاری (TIG) آرگون بر روی انسان

در ادامه به عوارض جانبی ای که جوشکاری آرگون می تواند بر سلامت فیزیکی افراد وارد کند پرداخته و هرکدام را به اختصار توضیح می دهیم

اثرات طولانی مدت جوشکاری آرگون

مشکلات ریوی، حنجره و مجاری ادراری بخصوص در کار با بخار مواد خطرناکی مثل کادمیوم، نیکل، بریلیوم ، کروم و ارسنیک که در دود جوشکاری با مواد فوق موجود است. مشکلات مزمن تنفسى مثل برونشیت، آسم، التهاب ریه ها، کاهش حجم ریه ها، رسوب غبار یا سیلیس یا اکسید آهن در ریه ها و مشکلات قلبی، پوستی، کاهش شنوائی و مشکلات گوارشی مثل التهاب مزمن معده و روده ها و زخم معده و اثنی عشر و صدمات کلیوی از دیگر عوارض طولانی مدت جوشکاری است.

عوارض ناشی از گرما در جوشکاری آرگون

گرمای شدید جوشکاری و مذاب و جرقه مربوطه می تواند باعث سوختگی شود. سوختگی و ضایعات چشمی می تواند ناشی از مذاب، تکه های فلز، جرقه و الکترود داغ باشد. به علاوه گرمای زیاد و مدت طولانی در گرما ماندن می تواند باعث گرمازدگی شود. جوشکارها می بایستی از علائم گرمازدگی ( مثل احساس خستگی، سرگیجه، کاهش اشتها، تهوع، درد های شکمی و تحریک پذیری) اطلاع داشته باشند.

نور و اشعه های مادون قرمز و ماورای بنفش

نور شدید جوشکاری باعث صدمه به شبکیه چشم و اشعه مادون قرمز باعث صدمه به قرنیه و ایجاد آب مروارید می شود. اشعه ماورای بنفش میتواند باعث برق زدگی چشم شود (حتی در مدت کمتر از یک دقیقه). علائم برق زدگی بعد از چند ساعت ظاهر شده و شامل احساس وجود شن یا جسم خارجی در چشم، تاری دید، درد شدید، ریزش اشک، سوزش چشم و سردرد است. اشعه از مواد اطراف منعکس شده و حدود نصف برق زدگی ها در کسانی است که جوشکاری نمی کنند. عدم استفاده از وسائل حفاظتی و برق زدگی های مکرر باعث صدمه دائمی چشم می شود. سوختگی پوست در اثرمجاورت با اشعه ماورای بنفش مشابه آفتاب سوختگی است و احتمال سرطان پوست را زیاد می کند.

صدا

صدا علاوه بر کاهش شنوائی باعث ایجاد استرس و فشار عصبی، بالا رفتن فشار خون و بیماری های قلبی می شود. کار کردن در محیط های پر سرو صدا باعث خستگی، عصبی شدن و تحریک پذیری می شود. در سر و صدای بالای ۸۵ دسی بل حتماً باید از گوشی محافظ استفاده کرد.

ناراحتی های عضلانی و استخوانی در جوشکاری آرگون

جوشکارها در معرض کمردرد، شانه درد، دردهای زانو، التهاب عضلات، مفاصل و رباط ها هستند. وضعیت کاری مثل کار بالای سر، لرزش و بلند کردن بار سنگین از عوامل موثر هستند. برای پیشگیری از این مشکلات راه حل های زیر را میتوان به کار برد :

• بلند کردن صحیح اجسام
• تغییر حالت بدن هر چند وقت یکبار ( کار نکردن در یک وضعیت به مدت طولانی)
• قرار دادن کار در ارتفاع مناسب
• استفاده از محلی برای قرار دادن پاها در صورت ایستادن طولانی
• قرار دادن وسائل در محل مناسب جهت دسترسی
• کاهش لرزش
• عوارض جبران ناپذیر جوشکاری آرگون(TIG) برروی انسان

تهیه شده در گروه تولید محتوای فولاد ۲۴