1. تشكيل القوس ووظيفته
يتمثل جوهر اللحام بـ TIG في إنشاء قوس كهربائي ذو درجة حرارة عالية-بين قطب التنغستن وقطعة العمل.
يمكن أن تصل درجة حرارة القوس إلى أكثر من 3000 درجة (حتى 8000 درجة)، وهي كافية لإذابة معظم المعادن محليًا لتكوين حوض منصهر.
يؤثر استقرار القوس بشكل مباشر على جودة اللحام؛ لذلك، عادةً ما يتم استخدام مصدر طاقة تيار مستمر (CC)، يعمل إما في وضع التيار المستمر أو التيار المتردد.
2. وظائف التدريع الغاز
أثناء اللحام، يتم إخراج غاز خامل (عادةً الأرجون، ولكن في بعض الحالات هيليوم أو خليط) بشكل مستمر من فوهة شعلة اللحام.
الوظائف الرئيسية للغاز هي:
- لعزل حوض اللحام عن الهواء، ومنع الأكسجين والنيتروجين وما إلى ذلك من التفاعل مع المجمع المنصهر لإنتاج المسام والأكاسيد؛
- لتحقيق الاستقرار في القوس، حيث أن الغازات أحادية الذرة مثل الأرجون لديها إمكانات تأين منخفضة، مما يساعد على الحفاظ على قوس مركز ومستقر؛
- لتبريد القطب الكهربائي وشعلة اللحام، مما يطيل عمر قطب التنغستن.
3. خصائص القطب
- أقطاب التنغستن، باعتبارها-أقطابًا كهربائية غير مستهلكة، تخضع فقط لاستئصال بسيط عند درجات حرارة عالية جدًا ولا تشارك في تكوين معدن اللحام.
- عادةً ما يتم طحن طرف القطب الكهربائي إلى شكل مخروطي (لحام التيار المستمر) أو شكل نصف كروي (لحام التيار المتردد) للتحكم في تركيز القوس.
- لتعزيز قدرة انبعاث الإلكترون، غالبًا ما تتم إضافة أكاسيد الأتربة النادرة مثل الثوريوم والسيريوم واللانثانم إلى قطب التنغستن.
4. طريقة إضافة معدن الحشو
- لزيادة سمك اللحام أو المواد التكميلية، يمكن إضافة سلك الحشو إلى حوض السباحة المنصهر يدويًا أو تلقائيًا.
- عادة ما يتم مطابقة التركيب الكيميائي لسلك الحشو مع المعدن الأساسي لتجنب العيوب المعدنية.
- تعمل تقنية -الأسلاك الساخنة TIG على تسخين سلك الحشو مسبقًا بمصدر طاقة إضافي أثناء تغذية السلك، مما يؤدي إلى تحسين كفاءة الترسيب.
5. اختيار مصدر الطاقة والقطبية
- القطبية الإيجابية للتيار المستمر (DCEN): قطعة العمل متصلة بالقطب السالب، وقطب التنغستن بالقطب الموجب؛ تتركز حرارة القوس بشكل أكبر على قطعة العمل، مما يؤدي إلى اختراق أكبر، ومناسبة للفولاذ المقاوم للصدأ والتيتانيوم وما إلى ذلك.
- القطبية العكسية للتيار المستمر (DCEP): قطعة العمل متصلة بالقطب الموجب، وقطب التنغستن بالقطب السالب؛ يوفر "تنظيف الكاثود"، وهو مناسب للمعادن التي تحتوي على أفلام أكسيد على السطح، مثل الألومنيوم والمغنيسيوم، ولكن الحرارة المتزايدة الناتجة عن قطب التنغستن تقلل من القدرة على حمل التيار.
- قطبية التيار المتردد (AC): يوازن بين تأثير التنظيف وعمق الاختراق، ويستخدم على نطاق واسع في لحام سبائك الألومنيوم والمغنيسيوم.
6. مجالات التطبيق النموذجية
- الفضاء الجوي: مكونات المحرك، وخزانات الوقود؛
- الطاقة الكيميائية والنووية: خطوط الأنابيب، أوعية الضغط؛
- الأجهزة الغذائية والطبية: حاويات من الفولاذ المقاوم للصدأ، وأدوات جراحية؛
- السيارات والدراجات: إطارات الجسم من سبائك الألومنيوم، وأنابيب العادم.
