لحام قوسي غاز خامل-تنغستن

إمدادات طاقة التيج

يكمن الهدف الأساسي من استعمال ماكينة اللحام هو مصدر الطاقة، توفير الطاقة الكهربائية المناسبة من الفولط والأمبير للحفاظ علي استمرارية إشعال القوس، فهناك عدة تيارات تستخدم في اللحام بقوس التنغستن، إذ نجد التيار المستمر (قطبية مباشرة (DC-))، وهي قطبية تستخدم في لحام جميع المعادن عدا الألمونيوم والمغنيزيوم. والتيار المستمر (قطبية معكوسة (DC+))، وهي قطبية تستخدم بوصل مشعل التيج إلى الطرف الموجب، والأرضي بالطرف السالب (اتجاه التيار من الطرف الموجب إلى السالب)، وهي قطبية لا تستخدم في اللحام بسبب ازدياد درجة الحرارة على قطب التنغستن، مما يؤدي إلى انصهاره وترسيب قطرات صغيرة في بؤرة اللحام. والتيار المتردد (AC) ويطلق على هذا النوع من التيار عدد من التسميات منها: التيار المتغير، التيار المتردد، التيار المتناوب.

إعداد نظام تيج

اللحام بقوس غاز التنغستن، هو أحد عمليات اللحام التي تستدعي استعمال غاز حجب لعزل العوامل الجوية المؤثرة عن منطقة اللحام، ونظرًا لهذا السبب أضيف إلى معداته ما يعرف بـ "وحدة الغاز"، وذلك لإيصال الغاز إلى منطقة اللحام. وتتكون هذه الوحدة من أسطوانة الغاز؛ وهي أسطوانات ذات ضغوط عالية، مثل أسطوانات الأكسجين من حيث الحجم والشكل، والمنظم الذي يستخدم لتخفيف الضغط الخارج من الاسطوانة، وجعله مناسب لضغط العمل. وتوجد منظمات خاصة بالغازات الخاملة، إضافة الي الليان المصنوعة من مادة البلاستيك العالية الجودة، والصمامات تنقسم إلى نوعين: يدوية، وكهربائية.

وفي اللحام بقوس التنغستن، يستخدم نوعان من الغازات، هما الأرجون، والهيليوم، ويستخدم أيضًا خليطهما، وهما (أي الأرجون، والهيليوم) غازان خاملان، ويتميزان بحجب قطب التنغستن، ومعدن المنصهر عن الهواء الجوي. بالإضافة الي المساعدة في إشعال القوس والمحافظة على استقراره، ويساعدان كذلك في التحكم بشكل محيط خط اللحام وكمية الاختراق. ولكل منهما خصائص تميزه عن الأخرى في اللحام.

تختلف مشاعل اللحام باختلاف أعمال اللحام، فمثلًا المشاعل الخفيفة والتي تتطلب تيارًا منخفضًا تبريد بالهواء؛ فهي لا تحتاج إلي أي نوع آخر من أنواع التبريد. أما مشاعل الأعمال الثقيلة، فتبرّد بالماء، لهذا فهي تحتاج إلى مصدر مياه.

الشعلة مع مختلف الأقطاب والمشاعل والاكواب

توجد مشاعل اللحام بقوس التنغستن بأشكال، وأحجام مختلفة، على حسب حاجة العمل. والمهمة الأساسية للمشعل هي إيصال كل من التيار والغاز الحجب إلى منطقة القوس. ومشاعل الأعمال الخفيفة أقصى تيار هلا لا يزيد عن 200 أمبيرٍ، تستخدم للأعمال الخفيفة. بينما المشاعل التي يزيد تيارها عن (250 \ 350 \ 500 أمبيرٍ) مخصصة للأعمال الثقيلة. صناعيًا تقسم المشاعل إلى ثلاثة أنواع: مشاعل اللحام اليدوي، مشاعل اللحام النصف آلية، مشاعل اللحام الآلية. يتكون مشعل اللحام بقوس التنغستن من عدة أجزاء وهي: المقبض، والفوهة، والناشر، والخانق، والغطاء، وقطب التنغستن.

تختلف الأقطاب المستعملة في اللحام بقوس التنغستن كثيرًا عن الأقطاب المستعملة في عمليات اللحام الأخرى، فهي لا تستخدم كمعدن حشو. وتصنع الأقطاب المستخدمة في لحام بقوس التنغستن، بمعدن التنغستن النقي؛ وهو نوع قاسي جدًا من المعادن، ولونه رمادي، أو رصاصي، وهو مقاوم للحرارة العالية جدًا؛ لهذا لا تتأثر بحرارة القوس، وأثناء عملية اللحام يتحول لونه إلى الأحمر، ومع ذلك يحافظ على قسوته. وهناك قطب التنغستن النقي الذي تصل نقاوته إلى 99.5 % تقريبًا، وتستخدم مع التيار المتردد في لحام معدني: الألمونيوم، والمغنيزيوم. وله لون أخضر في أحد أطرافه. أما قطب التنغستن المعالج بالثوريوم فيكون به نسبة من 1% إلى 2% من أكسيد الثوريوم، وله لون أحمر في أحد أطرافه.

وهي تستعمل لتشغيل سريان التيار، والغاز، والتحكم بالتيار أثناء اللحام.

يلحم الألومنيوم، والمغنيسيوم غالبًا باستخدام التيار المتردد، ولكن استخدام التيار المستمر ممكن أيضًا. ويجب قبل اللحام تنظيف مكان العمل، ويمكن تسخينها إلى 175-200 درجة مئوية (347-392 درجة فهرنهايت) على الألمنيوم، أو إلى الحد الأقصى 150 درجة مئوية (302 فهرنهايت) لقطع المغنيزيوم السميك، لتحسين وزيادة تغلغل سرعة الهواء.

Closeup view of an aluminium TIG weld AC etch zone

من أجل الحام الكربون، والفولاذ المقاوم للصدأ بقوس غاز التنغستن، يجب اختيار مادة حشو لمنع المسامية المفرطة، ويجب إزالة أكاسيد على مواد حشو والشغل قبل لحام لمنع التلوث، عمومًا ليس التسخين ضروريًا بالنسبة لأنواع الفولاذ الخفيف، الذي يقل عن بوصة واحدة، ولكن سبائك الصلب قد تتطلب التسخين لبطء عملية التبريد. وينبغي أيضًا أن يكون أداة الفولاذ مسخن لمنع تصدع في المنطقة المتضررة من الحرارة. الفولاذ المقاوم للصدأ الأوستنيتي لا تتطلب التسخين، ولكن الفولاذ من الحديد والكروم غير القابل للصدأ. يستخدم عادة مصدر للطاقة DCEN.

لحام النحاس وبعض سبائكه ممكن أيضًا، ولكن من أجل الحصول على تماس خالي من الأكسدة، والمساميات، فإن الغاز يحتاج إلى أن تقدم على الجانب جذر، أو قلب اللحام.

لحام المعادن تختلف في كثيرٍ من الأحيان، يقدم صعوبات جديدة لحام GTAW، لأن معظم المواد لا تندمج بسهولة لتشكيل رابطة قوية. ومع ذلك، اللحامات من المواد المختلفة لها تطبيقات عديدة في مجال التصنيع وأعمال الترميم، والوقاية من التآكل والتأكسد. في بعض المفاصل، ويتم اختيار معدن حشو متوافق للمساعدة في شكل سندات، وهذا المعدن يمكن حشو نفس واحدة من المواد الأساسية (على سبيل المثال، باستخدام حشو معدن الفولاذ المقاوم للصدأ مع الفولاذ المقاوم للصدأ والفولاذ الكربوني والمواد الأساسية) أو معدنية مختلفة (مثل استخدام معدن النيكل حشو للانضمام الصلب والحديد الزهر). مواد مختلفة جدا قد تكون مغلفة بمادة متوافقة مع معدن حشو علي الوجه الخصوص، وملحومة ذلك الحين. لحام المعادن عندما تختلف ينبغي الحرص على تجنب الإفراط في ذوبان المواد الأساسية. كما أنه يساعد على الحد من إدخال الحرارة. وينبغي أن يضاف هذا المعدن حشو بسرعة، وينبغي تجنب تجمع كبير لحام لمنع تخفيف من المواد الأساسية. [25]