نیاز صنعت

 

در شروع دهه هشتاد(1980-1970 میلادی) توسعه و پیشرفتهای چشمگیری در تکنولوژی جوشکاری و برش کاری رخ داد. فرآیند های جوشکاری میگ مگ (MIG/MAG) بصورت جدی پایه ریزی شد و جایگزین جوشکاری با الکترود دستی گردید. با یک نگاه به فرآیند های جوشکاری معمول نظیر جوشکاری زیر پودری، جوشکاری با قوس الکتریکی دستی و جوشکاری میگ مگ (MIG/MAG) به راحتی می توان دریافت که از اواسط دهه 1970 میلادی کاهش چشمگیری در استفاده از جوشکاری قوسی با الکترود دستی افزایش در استفاده از دستگاه جوش co2 با گاز محافظ میگ ، مگ در سراسر دنیا بوجود آمده است.

هم اکنون جوشکاری میگ مگ (MIG/MAG) بیشترین کاربرد را در اروپای غربی ، ژاپن و ایالات متحده آمریکا دارد. استفاده از این فرآیند در آینده نیز توسعه و پیشرفت خواهد داشت. تحقیقات در زمینه این فرآیند ، منجر به ابداع روش جوش کاری با نرخ رسوب بالا با نام FCAW ، TIME شده است. هم اکنون از سیم های تو پودری بصورت گسترده ای استفاده می گردد. (Flux cored Arc welding) FCAW جوشکاری قوسی با گاز محافظ و الکترود مصرف شدنی GMAW جوشکاری قوسی با گاز محافظ و الکترود مصرف شدنی اغلب به نام جوشکاری میگ مگ (MIG/MAG) معروف است.

در این فرآیند ، حرارت لازم برای ذوب فلز پایه و الکترود از طریق تشکیل قوس الکتریکی بین آنها تأمین می گردد. الکترود در این فرآیند سیمی است که بصورت دائم و با یک سرعت معین به حوضچه جوش تغذیه می گردد و بعنوان فلز پر کننده مصرف می گردد. قوس الکتریکی حوضچه جوش و مناطق حرارت دیده اطراف توسط یک گاز محافظ یا مخلوطی از گازها که از سر مشعل خارج می شود محافظت میگردد. گاز محافظ باید به طور کامل فلز جوش را محافظت نماید. ورود هوا می تواند باعث آلودگی فلز جوش شود.

مزیت فرآیند جوشکاری میگ مگ

مزیت اصلی این فرآیند نسبت به جوشکاری قوس الکتریکی دستی ، سرعت بیشتر و نرخ رسوب بالاتر می باشد که اساساً مربوط به پارامترهای زیر میباشد :

تغذیه سیم بطور مداوم است. به طوری که نیاز به وقف جوشکاری جهت تعویض الکترود و ابزار نمی باشد. در صورتی که جوشکاری با الکترود دستی نیاز به توقف برای تعویض الکترود می باشد.

در این فرآیند نیاز به برطرف کردن سرباره از سطح جوش نمی باشد(به جز FCAW) زیرا سرباره ای وجود ندارد. در صورتی که در جوشکاری با الکترود دستی ، سرباره بایستی از سطح جوش برطرف گردد.

استفاده از سیم جوش با قطر کمتر نسبت به الکترود جوشکاری دستی در این فرآیند به شدت جریان بیشتری نیاز است و در نتیجه نرخ رسوب جوش بیشتری انجام می گیرد.

در این روش هیدروژن کمتری جذب فلز جوش می شود که برای فولادهای حساس به ترک هیدروژنی امری مهم می باشد.

امکان جوشکاری ورق های کمتر از 2 میلیمتر وجود دارد.

این فرآیند قابل اتومات شدن می باشد.

آموزش جوشکاری در این فرآیند نیاز به زمان کمتری دارد.

معایب فرآیند جوشکاری میگ مگ (MIG/MAG)

تجهیزات جوشکاری این فرآیند پیچیده تر بوده ، قیمت بالاتری داشته و کمتر قابل حمل و نقل می باشد.

در این فرآیند مشعل بایستی همواره به سطح قطعه کار نزدیک باشد بنابراین جوشکاری محل هایی که دسترسی به آن مشکل است ، قابلیت جوشکاری میگ مگ (MIG/MAG) را نسبت به روش الکترود دستی کمتر می نماید.

در این فرآیند احتمال ترک در جوشکاری فولادی قابل سخت شدن وجود دارد چون سرباره ای وجود ندارد تا سرعت سرد شدن را کاهش دهد.

در جوشکاری میگ مگ (MIG/MAG) نیاز به حفاظت قوس در مقابل جریان باد می باشد. زیرا وزش باد باعث پراکنده شدن گاز محافظ از سطح حوضچه جوش و در نتیجه آلودگی فلز جوش می گردد.

قابلیت کار

در تمام فرآیند های میگ مگ سیم جوش بطور اتوماتیک از میان مشعل با سرعت از پیش تنظیم شده ای، خارج می شود. به همین خاطر این فرآیند نمی تواند بعنوان فرآیند دستی باشد و بیشتر صورت نیمه اتومات و اتوماتیک (با ماشین یا ربات) مورد استفاده قرار می گیرد. در جوشکار نیمه اتوماتیک، تجهیزات دستگاه فقط سرعت سیم جوش را کنترل نموده و مشعل توسط جوش کار هدایت می گردد. شروع و توقف سیم جوش، گاز محافظ، جریان الکتریکی توسط جوش کار کنترل می شود. در جوشکاری ماشینی، تجهیزات کاملاً مکانیزه هستند و جوشکار فقط کنترل ظاهری جوش را بر عهده دارد. در جوشکاری اتوماتیک تجهیزات و دستگاه کاملاً مکانیزه بوده و بطور اتوماتیک کنترل می شود. بطوری که جوشکار هیچ نقشی در انجام کار ندارد.

فرآیند میگ مگ مثل اکثر فرآیند های جوشکاری قوسی در همه حالات قابل استفاده می باشد.

فلزات مورد استفاده در این جوشکاری

فلزاتی که قابلیت استفاده از این جوشکاری را دارا می باشند به 3 دسته تقسیم می شوند.

1. فلزات قابل استفاده بدون محدودیت

فرآیند MIG اولین بار برای جوشکاری آلیاژهای آلومینیوم و منیزیم و فولاد زنگ نزن بکار گرفته شد. این فرآیند می تواند اکثر فلزات و آلیاژها را جوشکاری نماید و از نظر اقتصادی نیز مقرون به صرفه می باشد. طبیعت این فرآیند حکم می کند که اکثر فلزات و آلیاژها را با آن جوشکاری نمود. به هر حال مناسبت این فرآیند برای بعضی از فلزات بیشتر است و به ندرت اتفاق می افتد که نتوان فلزی را با آن جوشکاری نمود. با این روش می توان انواع فولادهای کربنی ، فولاد کم آلیاژ فولاد زنگ نزن، آلیاژهای مقاوم به حرارت، آلومینیوم و آلیاژهای آن ( سری 3000و5000و6000) مس و آلیاژهای آن و آلیاژهای منیزم را به آسانی جوشکاری نمود.

2. فلزات قابل استفاده در شرایط خاص

فلزاتی که با روش میگ قابلیت جوشکاری داشته ولی نیاز به روش و شرایط خاصی دارند عبارتند از فولادهای استحکام بالا، آلیاژهای آلومینیوم سری 2000 و 7000، آلیاژهای مس که درصد زیادی فلز روی دارند مثل برنز منگنزدار ، چدن ، فولاد منگنزدار آستنیتی ، تیتانیم و آلیاژهای آن و فلزات دیر گذار می باشند. جوشکاری این فلزات به روش میگ ممکن است نیاز به پیش گرمایی ، عملیات حرارتی بعد از جوشکاری، استفاده از سیم جوش مخصوص و استفاده از گاز محافظ در محدوده وسیعی از اطراف جوش مورد احتیاج باشد.

3. فلزات بدون استفاده

فلزاتی که نقطه ذوب کمی دارند مثل سرب و قلع نمی توانند به روش میگ جوشکاری شوند. برای جوشکاری فلزات روکش شده با روی، کادمیم، قلع، و سرب بایستی در اطراف اتصال روکش فلزی کاملاً برداشته شود و پس از جوشکاری در صورت نیاز مجدداً روکش کاری شود.

ضخامت فلزات مورد جوشکاری

جوشکاری میگ مگ (MIG/MAG) می تواند به طور موفقیت آمیزی برای ضخامت های مختلف مورد استفاده قرار گیرد. ورق هایی به ضخامت 0.5 میلیمتر می تواند با روش میگ مگ جوشکاری شود. اگر چه حداکثر ضخامت برای جوشکاری میگ مگ (MIG/MAG) مشخص نیست، ولی برای جوشکاری قطعات ضخیم تر از 12 میلیمتر می توان از سایر فرآیند های جوشکاری نظیر زیر پودری و جوشکاری فلاکس کورد استفاده نمود.

اصول کار

نحوه جوشکاری میگ مگ به طور قابل ملاحظه ای با جوشکاری قوس الکتریکی دستی متفاوت است. روکش الکترود در جوشکاری قوسی با الکترود دستی دارای مواد اکسید زدا و بعضی عناصر آلیاژی است که کیفیت و سالم بودن جوش و خواص مکانیکی آن کمک می کند. روپوش الکترود علاوه بر ایجاد سرباره که سطح جوش را محافظت می کند. در هنگام سوختن، گاز محافظتی بوجود می آورد که عناصر مضر هوا را از اطراف جوش به کنار می زند. روکش با ایجاد یون های که به پایداری قوس کمک می کند، می تواند قوس را کنترل نماید و در انتقال فلز در حالات مختلف جوشکاری تأثیر گذار باشد.

در جوشکاری میگ مگ تمام اهداف مشترک بوده اما با یک اختلاف جزیی بدست می آید. اولاً قوس مطلوب با کنترل نسبی ولت، آمپر با گاز محافظ مصرفی بدست می آید. دوم عناصر فلزی که میل ترکیبی بیشتری به عنصر اکسیژن نسبت به فلز آهن دارند، جهت اکسید زدایی ، خواص مکانیکی و فیزیکی مطلوب و جوش سالم به سیم الکترود اضافه می شوند. در نهایت اکسیژن توسط عناصر موجود در سیم جوش در فعل و انفعالات قوس و حوضچه مذاب جذب می شود

تجهیزات مورد نیاز

منبع نیرو: که ولتاژ مناسب را برای تشکیل قوس و آمپر لازم را برای ذوب فراهم کند.

سیستم تغذیه سیم: که سیم جوش را با یک سرعت ثابت به حوضچه جوش تغذیه نماید.

سیستم گاز محافظ : عمل محافظت حوضچه جوش را از تأثیر عناصر مضر هوا انجام دهد.

مشعل (تورچ): جریان الکتریکی ، گاز محافظ و سیم جوش را به حوضچه جوش برساند.