چرا از آرگون برای جوشکاری استفاده می شود؟

احتمالاً مشهورترین دلیل استفاده از آرگون در جوشکاری TIG ، اثر محافظتی است که سپر گاز آرگون بر روی جوش دارد. آرگون از میان نازل مشعل عبور می کند و بعنوان یک "چتر" گازی را در اطراف گودال جوش مذاب ایجاد می کند. این سپر  تمام هوای اطراف منطقه کانونی را جابجا می کند و از تشکیل اکسیدهایی که هنگام واکنش مواد مختلف با اکسیژن ایجاد می شوند جلوگیری می کند. 

برای جوشکاری TIG ، خطر ایجاد اکسیدهای تنگستن(فلزی از جنس کروم) وجود دارد. جوشکاری TIGسبب افزایش سایش الکترودهای تنگستن (فلزی از جنس کروم)می شود و احتمال آلودگی اکسیدهای تنگستن (فلزی از جنس کروم)در جوش را افزایش می دهد. 

بعضی از مواد در  آلودگی حساسیت بیشتری دارند. هیدروژن ، آب ، هوا یا اکسیژن با فلزات مقاوم در برابر خوردگی ، مانند فولاد ضد زنگ واکنش مهمی نشان می دهند. یکی از اثرات ناشی از این ناخالصی ها در جو جوشکاری می تواند منجر به نقایصی مانند کاهش مقاومت در برابر خوردگی ، ترک ، افزایش شکنندگی ، رسوب کاربید و به طور کلی جوش ظاهری زشت با تغییر رنگ زیاد شود.

هیدروژن ، آب ، هوا ، اکسیژن ، همه این موارد از کجا ناشی می شود؟ و پاسخ آسان "همه جا" خواهد بود. هیدروژن می تواند از منبع گاز محافظ آلوده یا هنگام ورود آب در گردش جوش تولید شود. به عنوان مثال ، از طریق نشت خنک کننده یا یک محیط کار مرطوب. هیدروژن همچنین می تواند در قطعه کار شما وجود داشته باشد. هیدروژن ، نماد شیمیایی H ، در مشاغل تعمیراتی یافت می شود ، به ویژه هنگامی که زمان سرویس دریایی دیده می شود. همچنین ، برخی از فولادهای ضعیف تولید شده می توانند حاوی هیدروژن باشند. اگر نمی توانید به منبع مواد خود اعتماد کنید هنگام جوشکاری احتیاط کنید.

و سومین منبع  هوای است. هوا رطوبت و اکسیژن را به یک منطقه جوش محافظت نشده منتقل می کند و بنابراین باید از آن جلوگیری شود.

آرگون نه تنها در درجه خلوص متفاوت (بالاتر ، بهتر) بلکه در مخلوط نیز وجود دارد. در ابتدا ، یک جدول اجمالی درباره رایج ترین ترکیبات و تأثیرات آن بر روی جوشکاری TIG به عنوان یک مقایسه ایی بر روی گازها صورت گرفته است :

اکسیژن (O2): همانطور که اشاره شد که اکسیژن را باید از گودال جوش دور نگه داشت تا از ایجاد آلودگی های مضر مانند اکسیدها جلوگیری شود. اما همانند بسیاری از مواد دارویی ، این دوز باعث ایجاد سم می شود. در مورد اکسیژن ، تا 2٪ برای آزاد سازی انرژی شیمیایی اضافی به آرگون اضافه می شود. انرژی اضافی به میزان رسوب کمک می کند ، به این معنی که روند جوشکاری را تسریع می کند. 

از آنجا که جوشکاری TIG یک فرآیند جوشکاری آهسته است ، O2 می تواند راهی برای تغییر شکل خوب باشد. از دیگر اثرات مثبت در روند جوشکاری افزایش پایداری قوس است. کشش سطحی گودال جوش نیز کاهش می یابد ، که منجر به خیس شدن بهتر محل جوش بر روی ماده پایه جامد می شود. به دلیل فرآیند اکسیداسیون که در بالا توضیح داده شد ، آرگون مخلوط شده با اکسیژن برای آلومینیوم ، منیزیم یا مس استفاده نمی شود.

نیتروژن (N): مقدار زیاد نیتروژن باعث تخلخل و شکنندگی می شود و در جوشکاری TIG نامطلوب است. اما مشابه اکسیژن ، مقدار کمی مخلوط شده در گاز آرگون منجر به افزایش نفوذ مواد پایه می شود و همچنین ثبات قوس را در مقایسه با آرگون خالص افزایش می دهد. هنگامی که برای فولاد ضد زنگ استفاده می شود ، خواص مکانیکی می تواند بهبود یابد. به عنوان مثال ، مقاومت در برابر خوردگی حفره ای و جلوگیری از اتلاف نیتروژن در فلز.

آرگون ، ماده شیمیایی Ar ، به اصطلاح گاز بی اثر است ، به این معنی که با هیچ عنصر دیگری واکنش نشان نمی دهد. نام دیگر گازهای بی اثر گازهای نجیب است. این نام از ترجمه مستقیم آلمانی "Edelgas" گرفته شده است ، که توسط هوگو اردمان در سال 1989 ساخته شد تا نشان دهد سطح بسیار پایین واکنش پذیری است. اصطلاح گاز نجیب امروزه بیشتر مورد استفاده قرار می گیرد تا دو برچسب رایج دیگر یک گاز بی اثر یا یک گاز نادر است. همچنین ، گاز نادر یک اصطلاح گمراه کننده است ، زیرا آرگون سومین گاز متداول در جو زمین است که نزدیک به 1٪ حجم دارد. با مشاهده جدول تناوبی ، آنها را در جدول تناوبی عناصر موجود در لبه سمت راست پیدا خواهید کرد. این بدان معنی است که پوسته ظرفیت آنها پر است و بنابراین عنصر (تقریبا) غیر واکنشی است.

یک قوس جوشکاری شامل تعداد زیادی الکترون در حال حرکت بین نوک الکترود و ماده پایه است.و این  جهت حرکت به قطب بستگی دارد. در آغاز ، الکترون ها یک پلاسما ایجاد می کنند ،  که اصطکاک الکترونها را هنگام مسافرت کاهش می دهد. این پلاسما توسط ورودی انرژی الکتریکی ایجاد می شود که انرژی گاز را آزاد می کند.

اثر جوشکاری دیگری که هنگام جوشکاری TIG از رنگ های بازپخت جلوگیری می کند. این تغییر رنگ مواد پایه نشان می دهد که متالورژی فلز تغییر کرده است. چرا این مهم است؟ عناصر مهم پراکنده یا تبخیر شده اند که باعث می شود در هنگام جوشکاری فولادهای ضد زنگ ، ناحیه اطراف اتصال جوش در برابر اشکال مختلف زنگ زدگی محافظت نشود. برای کاهش آن ، پوشاندن قسمت پشتی جوش با آرگون می تواند برای نتایج مطلوب کاملاً سودمند باشد. در زیر یک مرور کلی از روش های تمیز کردن موجود پس از جوشکاری فولاد ضد زنگ است.

این پاسخ بسته به جایی که در جهان جوشکاری می کنید ، کمی متفاوت است. به عنوان مثال ، گزینه اصلی آرگون ، هلیوم ، به دلیل کمبود منابع طبیعی در آمریکا ارزان تر از اروپا است. هلیوم در اروپا بیشتر از جو استخراج می شود و بنابراین گرانتر است زیرا آرگون فراوان است. بنابراین به طور کلی ، هلیم گرانتر از آرگون است. و هر دو در مقایسه با سایر گازهای نجیب ارزان هستند.