جوشکاری تیگ پالسی روشی زیرمجموعه جوشکاری آرگون است که به جوشکار این قابلیت را میدهد که اتصال، در عین رسیدن به عمق نفوذ بالا، حرارت ورودی پایینی داشته باشد. جوشکاری تیگ پالسی معمولا برای اتصال فولادهای زنگ نزن و ورق های نازک آلومینیوم، منیزیم و مس انجام میشود. در جوشکاری تیگ پالسی ، آمپر جوش حین فرایند تغییر میکند. نقاط پایینی و بالایی جریان ایجاد موجی با فرکانس معین می کنند. جریان، بین نقطه پایینی و نقطه بالایی، در تناوب های زمانی حرکت میکند. هر تغییر جریان را یک پالس مینامند. فرکانس پالس نشان دهنده تعداد پالس های جوشکاری در واحد زمان است. برای مثال ، یک هرتز به معنی یک پالس در واحد زمان و 100 هرتز به معنی 100 پالس در واحد زمان است.

در جوش تیگ پالسی ، در جریان بالا گرما دهی و ذوب رخ میدهد. در جریان پایین، گرما در فلز پایه پخش شده و حوضچه جوش سرد و منجمد میشود. پالس های جریان، مجموعه ای از حوضچه های جوش ایجاد میکند که به شکل دوایر تو در تو روی خط جوش نمایان میشوند. معمولا در چنین سیستمی از جریان مستقیم و الکترود منفی استفاده میشود.

پارامترهای جوشکاری تیگ پالسی

جدا از پارامترهای معمول جوشکاری تیگ مثل ولتاژ، جریان، دبی گاز و سرعت جوشکاری ، فرایند جوشکاری تیگ پالسی پارامترهای مهمی دارد که روی کیفیت اتصال نهایی تاثیر گذار هستند. تعیین تعداد پالس در ثانیه یا فرکانس، تعیین میزان جریان بالا و پایین و تعیین زمان جریان بالا در جوشکاری ، جزو این پارامترها هستند.

جوش آرگون پالسی

در جوش تیگ پالسی میتوان پالس ها را به گونه ای تقسیم کرد که زمان نیم پالس با جریان بالا و نیم پالس با جریان پایین متفاوت باشد. به عنوان مثال، 25 درصد زمان پالس، در جریان حداکثر و 75 درصد باقی زمان پالس، در حداقل جریان باشد. معمولا به جریان حداکثر در پالس، نقطه اوج یا peak و به جریان حداقل، پس زمینه یا background گفته میشود. معمولا درصد جریان پس زمینه را 25 تا 40 درصد جریان حداکثر در نظر میگیرند. با افزایش این درصد، سیالیت حوضچه جوش بالاتر رفته و سرعت جوشکاری بیشتر میشود و با کاهش این درصد، حرارت ورودی کاهش می یابد.

هر محدوده فرکانس پالس در جوش تیگ پالسی ، برای کاربردی خاص تنظیم میشود. محدوده 2 تا 10 پالس در ثانیه، برای اتصالاتی مناسب است که عمق نفوذ زیادی نیاز ندارند و هدف، ایجاد گرده ای پهن با نفوذ کم است. برای مثال، جوشکاری بخش خارجی لبه ها، یا یک پاس نهایی برای اتصال چند پاس ریشه جدا از هم، دو کاربرد چنین روش اتصالی میباشد. جوشکاری تیگ پالسی با هدف ایجاد اتصالی با عمق نفوذ خوب، معمولا در پالس های با فرکانس بالای صد هرتز انجام میشود. به مزایای جوشکاری تیگ پالسی در بخش بعد اشاره شده است و لازم به ذکر است که با افزایش فرکانس پالس، این مزایا قابل توجه تر میشوند.

مزایای جوشکاری تیگ پالسی

جوشکاری تیگ پالسی روش بسیار مناسبی برای کنترل حرارت ورودی و منطقه متاثر از حرارت است، به خصوص برای فلزاتی که به حرارت ورودی های بالا حساس هستند. برای مثال، در خصوص فولادهای زنگ نزن، میتوان به وسیله کاهش زمان جریان حداکثر، از اعوجاج، سوختگی جوش و کاهش خواص خوردگی جلوگیری کرد. اعوجاج در جوشکاری ورق های فلزاتی که رسانایی کمتری دارند، مانند فولادهای زنگ نزن، و سوپرآلیاژهایی مثل اینکونل مشکل بزرگی است. هنگامی که حرارت به راحتی توزیع نمیشود، محل جوشکاری و منطقه متاثر از حرارت اطراف آن، در زمان بیشتری در دمای بالا باقی میمانند. این اختلاف دما بین دو نقطه در یک ورق، در درازمدت میتواند باعث اعوجاج شدید ورق بشود.

جوش تیگ پالسی

همچنین با تغییر نرخ تغذیه فلز جوش با ریتم پالس، میتوان حجم فلز جوش اضافه شده را کاهش داد. به این روش میتوان از وارد شدن فلز جوش اضافه به حوضچه جوش جلوگیری کرد. برخی از جوشکارها، این تنظیمات را به شکلی انجام میدهند که در زمان جریان پس زمینه، مشعل روی خط پیش برود. سپس در زمان اوج پالس، مشعل ساکن میشود و  فلز پر کننده به حوضچه وارد می شود.

از سوی دیگر، با تنظیم فرکانس پالس ها در جوش تیگ پالسی ، میتوان به اتصال بسیار صاف تری دست یافت. با تنظیم فرکانس بالای 500 هرتز، میتوان به اتصال بسیار صافی دست یافت که به اندازه فلز پایه همگن باشد. این مسئله میتواند در جوشکاری تیگ لبه ها بسیار مفید باشد از این رو که میتوان به شکل مناسبی در لبه ها دست یافت. در جوشکاری موقعیت های بالای سر، بوسیله بکارگیری جوشکاری تیگ پالسی ، میتوان سیالیت حوضچه جوش را کاهش داد و از ریزش مذاب جلوگیری کرد. میتوان به این نکته نیز اشاره کرد که افزایش تلاطم حوضچه مذاب بر اثر فرکانس های پالس، موجب ایجاد حوضچه جوشی با ریزساختار بهتر میشود.

چالش های جوشکاری تیگ پالسی

بزرگترین چالش در جوشکاری تیگ پالسی اضافه شدن چند متغیر جداگانه به مجموعه متغیرهای معمول جوشکاری تیگ است. جوشکاری با پالس با فرکانس بالا تفاوت بسیار زیادی با جوشکاری با پالس حدود یک هرتز دارد. در هر کدام از این دو روش، فرکانس اعمال فلز جوش و حرکت مشعل باید به گونه ای تنظیم شود که اتصال مناسبی ایجاد شود. جوشکاری تیگ پالسی به شدت کندتر از سایر روش های جوشکاری ذوبی است. پیچیدگی زیاد آن موجب وابستگی بالای کیفیت جوش به مهارت جوشکار، حتی در مقایسه با جوشکاری میگ و جوشکاری الکترود دستی میشود.

جوشکاری تیگ به روش پالسی

جوشکاری تیگ پالسی آلیاژ های مختلف

جوشکاری تیگ پالسی فولاد کم کربن معمولا توصیه نمیشود. این تکنیک ممکن است منجر به افزایش اکسیداسیون و ایجاد جوش ترد بشود. در نتیجه اتصال ایجاد شده ممکن است مستعد ترک باشد. از سوی دیگر، جوشکاری تیگ پالسی فولادهای زنگ نزن موجب افزایش کارایی و کیفیت تولید اتصالات فولاد زنگ نزن میشود. افزایش حرارت ورودی در اتصال فولاد زنگ نزن موجب تشکیل کاربید و از بین رفتن عناصری مثل کروم میشود و در نتیجه، خواص خوردگی به شدت کاهش میابد. حرارت ورودی کمتر جوشکاری تیگ پالسی موجب بهبود این حالت میشود. بنابراین استفاده از جوشکاری تیگ پالسی در ایجاد یک جوش فولاد زنگ نزن با کیفیت بهینه، اهمیت بسیار زیادی دارد.

جوشکاری تیگ پالسی آلومینیوم

جوشکاری تیگ پالسی در آلومینیوم چالش برانگیز است. آلومینیوم حرارت را به سرعت پخش میکند و بنابراین کم شدن حرارت ورودی امتیاز بالایی در جوشکاری تیگ این فلز نیست. با این وجود، جوشکاری تیگ پالسی را میتوان در اتصال دهی ورق های نازک آلومینیومی استفاده کرد.