المتغيرات الرئيسية من GTAW

هناك عدد من المتغيرات من عملية لحام الغاز التنغستن قوس (GTAW) وبعض من أكثر شعبية من هذه تشمل ما يلي: 1. GTAW الحالي نابض 2. سلك ساخن GTAW 3. GTAW قوس بقعة لحام.

متغير # 1. نابض الحالي GTAW:

في تيار GTAW النبضي يتم تزويد تيار اللحام بنبضات بدلاً من حجم ثابت. هذا لأن GTAW التقليدي عند استخدامه للصفائح الرقيقة يتطلب تيارًا منخفضًا للغاية ، والذي يعتمد على طبيعة التيار ، ويجعل القوس يتجول من نقطة إلى أخرى على سطح بركة اللحام و / أو طرف القطب. يمكن تحقيق استقرار القوس في مثل هذه الحالات إذا تم تزويد التيار بنبضات. طبيعة التغيير في تيار اللحام من النمط التقليدي إلى النبضة للقوس dc و ac المبين في الشكل 9.19.

يحدث التسخين والانصهار خلال فترات النبض الحالية بينما يحدث التبريد والتصلب خلال فترات الخلفية الحالية. يتم توفير مصادر الطاقة النبضية GTAW مع أجهزة خاصة لوضع هذه التيارات النابضة والخلفية وفتراتها الزمنية. وبمجرد ضبط هذه المعلمات وتعيين مصادر الطاقة ، يتم توفير التيار الحالي والخلفي للفترات الزمنية المقابلة حتى يتم إجراء تعديلات جديدة على مادة مختلفة أو وظيفة أخرى.

يوفر نبض تيار اللحام طريقة قوية لزيادة تحمل GTAW لتناسب التغيرات في قطعة العمل. يؤدي اللحام بالتيار النبضي إلى سلسلة من البقع المنفصلة التي تتداخل عادةً مع حوالي 50٪ من قطر البقعة.

عندما يكون رأس اللحام ثابتًا خلال فترة النبضة تكون البقع ذات مظهر دائري وبأقصى قدر من الاختراق للمعلمات الحالية المحددة ، كما هو موضح في الشكل 9.20. عندما يتم تحريك رأس اللحام بسرعة متواصلة ، تصبح البقع ممددة مع اختراق أقل قليلاً.

هذه الحركة المستمرة لرأس اللحام هي الطريقة المفضلة للحام. DCEN هو العرض الحالي المفضل على الرغم من أنه يتم استخدام التيار المتردد حيث يكون إجراء تنظيف الكاثود المحمول شرطًا أساسيًا مثل لحام سبائك الألومنيوم والنحاس البرونزي.

بشكل عام ، يتم ضبط تيار النبضة بمعدل 1-5 إلى 2 ضعف تيار الحالة الثابتة العادي المستخدم لنفس الوظيفة. يتم تعيين خلفية الحالية في 15 إلى 25 ٪ من حجم نبض الحالي. على سبيل المثال ، إذا تم ضبط تيار النبض على 200A ، فقد يتم ضبط تيار الخلفية بين 30 و 50 أمبير.

تعتبر الفترات الزمنية للنبضة وتيارات الخلفية مهمة بنفس القدر حيث يقرر السابق حجم تجمع اللحام وعمق الاختراق بينما يتحكم الأخير في معدل التصلب للخرز المصهور. إذا أصبح حوض اللحام كبيرًا جدًا ، يتم تقليل فترة النبضة ، وإذا كان الاختراق عميقًا جدًا ، يتم تقليل مقدار النبضة الحالي.

تم العثور على نبض مستطيل مرضية لمعظم الأغراض ومع ذلك ، إذا لزم الأمر ، يمكن توليد نبض أي شكل لتحقيق الأهداف المرجوة. على سبيل المثال ، يوضح الشكل 9.14 نبضة مركبة توفر عملية ملء فوهة كريمة وتساعد في التحكم في تطور الشقوق في اللحامات. ومع ذلك ، في حين يمكن الحصول على النبضات المستطيلة من خلال دمج المقاوم البسيط مع التبديل عبر الممر في دائرة الخرج في مجموعة تقليدية ، تكون النبضات الخاصة على شكل ترانزستور لتيار الخرج ضرورية.

يتم تقليل التشويه أو الحرب ، خاصة على المواد الرقيقة ، باستخدام GTAW النبضي. ومع ذلك ، فإن الاستخدام الرئيسي للنبض GTAW هو لحام المواد المختلفة أو نفس المادة ذات السماكات المختلفة. تطبيق آخر مهم هو وضع تشغيل الجذور في لحام الأنابيب. هذا يقلل من تراكم الحرارة وبالتالي الاختلاف في تغلغل الجذر. تعتبر اللحامات من أنبوب إلى أنبوب مناسبة بشكل خاص للنبض GTAW لأنها تنطوي على سماكة غير متقاربة ومفاصل محيطية.

يتم استخدام GTAW الحالي النبض بشكل أساسي كعملية تلقائية ولكن يمكن استخدامه بنجاح في وضعه اليدوي. لكن نبض التيار ، يقلل من سرعة اللحام.

البديل # 2. سلك ساخن GTAW:

في هذا النوع من عملية GTAW يتم استخدام دائرة كهربائية إضافية لتسخين سلك الحشو قبل توصيله إلى حوض اللحام ؛ بصرف النظر عن أن المعدات مماثلة لتلك المستخدمة لتغذية الأسلاك الباردة. يتم تسخين السلك عن طريق التسخين الكهربي ذي الجهد المنخفض من مصدر طاقة محتمل ثابت.

عندما يتم استخدام عملية الأسلاك الساخنة GTAW لوضع لحام downhand يتم تغذية السلك ميكانيكيا ويتم توفير درع غاز خامل لحماية تجمع لحام والأسلاك الساخنة من الأكسدة. ويرد مثل هذا النظام في الشكل 9.21.

عادة يتم استخدام خليط من 75/25 He-Ar لحماية قطب التنغستن ، وسلك حشو ، وبركة اللحام.

الأسلاك الساخنة GTAW يؤدي إلى زيادة كبيرة في معدل الترسيب التي قد تقترب التي حصلت عليها GMAW. وترد المقارنة بين معدلات الترسب التي حققتها عمليات الأسلاك الساخنة والأسلاك الباردة GTAW في الشكل 9-22

يبدأ التدفق الحالي لتسخين سلك حشو من خلال إنشاء اتصال بين السلك وسطح قطعة العمل عند حافة تجمع اللحام. يتم تغذية السلك الساخن خلف القوس بزاوية من 40 إلى 60 درجة بين السلك وإلكترود التنغستن. يستخدم التيار المتردد لدائرة التدفئة الأسلاك لتجنب ضربة قوس.

ومع ذلك ، فإن استخدام التيار المتردد في تسخين الأسلاك يؤدي إلى تأرجح قوس التنغستن DC في الاتجاه الطولي إلى درجة 30 ° عندما يكون تيار التسخين هو 60٪ من التيار القوسي والتذبذب هو 120 ° عندما يكون التياران متساويين. للسيطرة على التذبذب ، أفضل طريقة هي استخدام سلك حشو يبلغ قطره الأقصى b7 ملم الذي يقيس تيار التسخين إلى 60٪ إلى تيار القوس.

تم استخدام الأسلاك الساخنة GTAW بنجاح في لحام الكربون والفولاذ المنخفض السبائك والفولاذ المقاوم للصدأ وسبائك النحاس والنيكل. إن التسخين المسبق للسلك ليس مرضيا للغاية بالنسبة للمواد عالية التوصيل مثل الألومنيوم والنحاس لأنها تتطلب تيارات أثقل للتدفئة مما ينتج عنه ذوبان متفاوت وقوس مفرط أدناه. يتم استخدام آخر مهم من الأسلاك الساخنة GTAW في السطوح وخاصة لإيداع الفولاذ المقاوم للصدأ على قاعدة فولاذية منخفضة الكربون.

البديل رقم 3: GTAW Arc Spot Welding:

لحام القوس الكهربائي هو نوع مهم من عملية GTAW. المعدات المستخدمة هي نفسها بشكل أساسي بالنسبة إلى GTAW التقليدي باستثناء أن نظام التحكم يتضمن جهاز توقيت ويتم تعديل فوهة الشعلة.

يمكن إجراء لحام البقعة باستخدام إما تيار متردد أو تيار مستمر. يتم استخدام التيار المباشر مع القطب السالب لجميع المواد باستثناء الألمنيوم الذي يستخدم AC مع التراكب المستمر لتيار التردد العالي. يتم استخدام فوهة الشعلة في الضغط من أجل تثبيت الأجزاء التي يتم لحامها عن طريق الوصل. يتم تصنيع الفوهة من النحاس أو الفولاذ المقاوم للصدأ وغالباً ما يتم تبريد المياه حيث يتم وضع القوس بالكامل داخل الفوهة.

يقرر تصميم الفوهة القطب إلى مسافة الشغل وهو أمر حاسم لتحقيق اللحام الجيد. يتم توفير فوهة مع منافذ التنفيس للتأثير على تدفق الغاز والهروب. القطر الداخلي للفوهة هو قطر قطب التنغستن وعادة ما يكون حوالي 12 ملم. كما يتم تزويد شعلة اللحام بمفتاح تشغيل يعمل على تحفيز دورة لحام البقعة.

غاز التدريع المستخدم هو إما الهيليوم أو الأرجون مع معدل تدفق من 2-5 إلى 4-5 ليتر / دقيقة. يجب أن يكون التلامس السطحي من الفوهة إلى العمل جيدًا لتجنب التدفق الزائد للغاز. يوفر الهليوم كتلة صلبة صغيرة مع اختراق أكبر بينما ينتج الأرجون كتلة حجرية أكبر مع اختراق أقل.

التسلسل العادي للعملية هو أن شعلة لحام البقعة يتم ضغطها على قطعة العمل حيث يتم عمل لحام البقعة. يقوم المفتاح بتشغيل المشعل ويبدأ بتدفق الغاز والماء لتطهير النظام والتأثير على التبريد. يبدأ القوس عن طريق التفريغ الديكامتري (HF) الذي تظهر عليه دارة المخطط الخارجي في الشكل 9-23.

يستمر القوس للوقت المحدد ويتم تحقيق لحام البقعة. تستخدم لوحة النحاس الاحتياطية في اللحام النقطي الرقيق ، على سبيل المثال ، سماكة 0.5 مم. من الأفضل استخدام دورة زمنية قصيرة عالية الحالية بدلاً من دورة زمنية متدنية وطويلة. التيار المفرط قد يؤدي إلى الرش. كما أن التحكم بطول القوس ضروري أيضًا لأن قوسًا طويلًا يؤدي إلى ارتفاع درجة حرارة الجسم وتقليله في حين أن قوسًا قصيرًا يؤدي غالبًا إلى تلوث القطب بسبب قصر الدائرة بين الطرف وتوسعة المعدن المنصهر.

يستخدم لحام البقعة القوسي GTAW لسمك أقصى يبلغ 1.6 مم. عادة لا يستخدم أي معدن حشو ولكن عند الحاجة يتم تغذيته بمساعدة مغذيات سلكية خاصة. إضافة أسلاك حشو يحسن التكوين الكتلة ويساعد في التغلب على تكسير الحفرة.

يستخدم لحام البقعة القوسي GTAW على نطاق واسع في تصنيع الأجزاء الأوتوماتيكية ، الأجزاء المعدنية الدقيقة وقطع الغيار للمكونات والأجهزة الإلكترونية. وهو مفيد بشكل خاص حيث يمكن الوصول إلى وصلة اللفة فقط من جانب واحد. يتم استخدام هذه العملية بشكل أساسي في وضع نصف أوتوماتيكي ، ولكن يمكن أن تكون آلية ، وحتى يتم التحكم فيها بواسطة نظام التحكم الرقمي (NC) لتحقيق معدل إنتاج مرتفع.

يتم استخدام Twin Electrode GTAW حيث يتطلب اللحام الواسع السلس مثل في صناعة غلاف الكبلات من الشريط. يتم استخدام اثنين من أقطاب التنغستن مع إمدادات مرحلة منفصلة من سكوت مرحلتين المرحلة.

وهكذا ، يضرب القوس من كل قطب على حدة. يتم نقل الإلكترودين جنبًا إلى جنب على طول المفصل للحصول على لحام نسي عريض دون أي نقص. ويمكن استخدام مثل هذا الترتيب لوضع ركض مستحضرات التجميل أو لتطفو على السطح.

يمكن تحقيق G2W المبرمج يدوياً باستخدام مقاومة متغيرة للقدم من أجل بدء اللحام وإنهائه. بالنسبة لبعض اللحامات المحددة ، يلزم إجراء تغييرات إضافية في التيار أثناء دورة اللحام التي تتم من خلال المبرمجين في أمر مفتاح التبديل.

يمكن استخدام مفتاح الإصبع على شعلة GTAW لتحديد برنامج معين لتحقيق اللحام المطلوب. يمكن أيضًا استخدام المفتاح لإنهاء برنامج أو تكراره. ويشار إلى هذا النوع من اللحام مع GTAW باسم GTAW اليدوي المبرمج ويستخدم بشكل شائع لورقة أنبوب إلى أنبوب لحام ولحام الجذور في عمل الأنابيب.