محیط جوشکاری تیتانیوم باید به چه صورتی باشد؟

محیط جوشکاری تیتانیوم باید به چه صورتی باشد؟

امروزه عمده عملیات جوشکاری تیتانیم در مناطق روباز انجام می گیرد. اگر چه هنوز جوشکاری محفظه ای به صورت محدود در مراکز خاصی دیده می شود. به هر حال، در هر جایی که جوشکاری انجام می شود، یک محیط تمیز برای جوشکاری تیتانیوم لازم است. اگر منطقه ای جداگانه، به طور خاص برای جوشکاری این فلز در نظر گرفته شود، کمک شایانی به کیفیت جوشکاری می کند.

این محدوده باید از هرگونه فرایندی که سبب تولید خاکه می شود، مجزا باشد. خصوصا فرایندهایی مانند سنگ زنی، برش مشعلی و رنگ آمیزی. علاوه بر این، ناحیه جوشکاری تیتانیوم باید فاقد کشش هوا (air draft) باشد و رطوبت آن نیز تحت کنترل باشد.

تیتانیوم و آلیاژهای آن اغلب با فرآیندهای جوشکاری قوسی تنگستن گاز (GTAW یا TIG) و قوسی فلز گاز (GMAW یا MIG) جوش داده می شوند. جوشکاری مقاومتی، قوس پلاسما، پرتو الکترونی و جوشکاری اصطکاکی نیز به میزان محدود روی تیتانیوم اجرا می شوند.هرکدام از این فرایندها در موقعیت های خاص مزایای خاص خود را دارند. با این حال، تمرکز اصلی ما روی MIG و TIG خواهد بود. لازم به ذکر است که بسیاری از اصول مورد بحث، برای کلیه فرایندها قابل استفاده است.

جوشکاری تیتانیوم از طریق MIG و TIG

از جوشکاری TIG می توان برای ایجاد اتصال لب به لب (Butt welding) بدون فلز پر کننده در ورق های پایه تیتانیوم با ضخامت حدود 1.8 اینچ استفاده کرد. مقاطع سنگین تر معمولاً نیاز به استفاده از فلز پرکننده و اتصالات شیاردار دارند.

جوشکاری MIG برای مقاطع ضخیم تر از 0.5 اینچ مقرون به صرفه تر است. در صورت استفاده از فرآیند TIG، ضروری است از تماس الکترود تنگستنی با حوضچه مذاب جلوگیری شود. عدم رعایت این نکته، باعث شکستن و ورود تنگستن به مذاب (Tungsten Pickup) می شود.

منبع تغذیه

برای جوشکاری تیتانیوم با روش GTAW از یک منبع تغذیه معمولی DC با قطبیت مستقیم (DCSP) استفاده می شود. در مقابل برای جوشکاری GMAW از قطبیت معکوس (DCRP) استفاده می شود. استفاده از یک کنترل از راه دور، باعث می شود که قوس بدون جداکردن تورچ از فلزِ جوشِ در حال خنک شدن، قطع شود. در نتیجه محافظت با گاز بی اثر، همچنان حفظ می شود.

تورچ یا مشعل جوشکاری

برای جوشکاری تیتانیم با فرایند TIG، از یک مشعل جوشکاری خنک شونده با با آب استفاده می شود. این مشعل، مجهز به یک کاپ سرامیکی 3.4 اینچی و یک لنز گازی است. برای جوشکاری MIG نیز معمولا از یک کاپ 1 اینچی استفاده می شود.

برای جوش TIG الکترودهای تنگستن-توریم (حاوی 2 درصد توریا) توصیه می شود. لازم به ذکر است که هرچه الکترود نوک تیز تر باشد، کنترل خصوصیات قوس، آسان تر خواهد بود. اکثر مهندسین پیشنهاد می کنند که بهتر است از کوچک ترین قطر الکترود که می تواند جریان مورد نیاز را حمل کند استفاده شود.

محافظت با گاز بی اثر

در هنگام جوشکاری GTAW و GMAW از گازهای محافظ آرگون یا هلیوم استفاده می شود. این گازها با نقطه شبنم 46- درجه سلسیوس و کمتر به کار می روند. نقطه شبنم (Dew Point) دمایی است که در آن، هوا با استفاده از بخار مایع اشباع شده است. در این دما نرخ معیان بخار و نرخ تبخیر مایع، با یکدیگر برابر هستند. پایین تر از دمای شبنم، مایع شروع به نشستن روی سطوح جامد می کند.