فرایند جوشکاری GMAW یا جوشکاری قوسی با گاز محافظ

جوشکاری GMAW نوعی جوش با گاز محافظ است که در آن الکترود به طور خودکار تغذیه شود و جوشکار صرفاً بر سرعت انتقال الکترود و محل قرارگیری انبر جوشکاری نظارت دارد.

چکیده

جوشکاری GMAW در دهه‌های پنجاه و شصت میلادی به وجود آمد و امروزه یکی از پرطرفدارترین و رایج‌ترین روش‌های جوشکاری صنعتی است. تطبیق‌پذیری بالا،‌ سرعت زیاد، آسانی و نیمه‌خودکار بودن این شیوه باعث فراگیر شدن آن شده است. در برخی موارد حتی می‌توان جوشکاری GMAW را کاملاً به صورت خودکار درآورد.

جوشکاری به معنای فرایند برش، شکل دادن و متصل کردن قطعات فلزی است که روش‌های گوناگونی دارد و در صنایع مختلف مانند ساخت‌وساز، مهندسی، حمل‌ونقل، هوافضا، نفت و گاز و غیره مورد استفاده قرار می‌گیرد. بدون نیاز به داشتن تحصیلات دانشگاهی می‌توانید با شرکت در دوره‌های آموزشی جوشکاری عملی در مجتمع فنی تهران از جمله دوره جوشکاری گاز محافظ GMAW این مهارت مهم و مورد نیاز را در طی ۴۰ ساعت آموزش فرا بگیرید و پس از دریافت گواهینامه آن به کار در این حوزه مشغول شوید.

معرفی جوشکاری GMAW

جوشکاری انواع مختلفی دارد که یکی از آنها جوشکاری قوس الکتریکی با استفاده از گاز محافظ است که به آن جوشکاری GMAW می‌گویند. جوشکاری GMAW کاربردهای زیادی در صنعت دارد. در کل فرایند جوشکاری به روشی گفته می‌شود که در آن با استفاده از گرما یا فشار یا هر دو می‌توان قطعات را به هم جوش داد. یکی از مهم‌ترین روش‌های جوشکاری با گرما، جوشکاری قوس الکتریکی است که خود انواع مختلفی دارد. جوشکاری GMAW نوعی جوشکاری قوس الکتریکی است که در آن از گاز محافظ استفاده می‌شود.

            در جوشکاری GMAW از الکترودهای سیمی لخت و بدون پوشش و همچنین از یک گاز به عنوان ماده محافظ استفاده می‌شود. این گاز از ورود هوا به حوضچه جوش ممانعت می‌کند. در جوشکاری GMAW الکترود از یک قرقره عبور می‌کند و همراه با گاز محافظ که از یک تپانچه جوش هدایت می‌شود جوشکاری انجام می‌شود. در واقع جوش با گاز محافظ به فرایندی گفته می‌شود که در آن الکترود به طور خودکار تغذیه شود و جوشکار صرفاً بر سرعت انتقال الکترود و محل قرارگیری انبر جوشکاری نظارت دارد.

             در جوشکاری GMAW قوس بین فلز پرکننده و حوضچه جوش باعث ذوب شدن این فلز و اتصال قطعات می‌شود. جوشکاری GMAW به جوشکاری گاز دی‌اکسید کربن یا CO₂ نیز معروف است. در این جوشکاری حرارت ناشی از قوس، نوک الکترود را ذوب می‌کند و جوشکاری از طریق انتقال قطرات مذاب از نوک الکترود به منطقه جوش انجام می‌شود.

جوشکاری GMAW مخفف عبارت جوشکاری قوس فلزی با گاز یاGas Metal Arc Welding است. اگر گاز محافظی که در این جوشکاری استفاده می‌شود گازی بی‌اثر یا خنثی باشد، به روش جوشکاری میگ (MIG) یا (Metal Inert Gas) و اگر فعال باشد به آن مگ (MAG) یا (Metal Active Gas) می‌گویند.

            در جوشکاری میگ از گازهای بی‌اثر آرگون،‌ هلیوم یا مخلوطی از آنها استفاده می‌شود و برای جوش دادن قطعات فلزات غیرآهنی،‌ فولادهای ضدزنگ و آلیاژ فولادی از آن استفاده می‌شود. عیب این نوع جوشکاری آن است که گاز هلیوم در هنگام جوش دادن قطعات فلزی آهنی پاشیده می‌شود. همچنین گاز آرگون باعث می‌شود در خط جوش بریدگی ایجاد شود.

            در جوش مگ این مشکلات برطرف شده است زیرا در این روش گازهای فعال اکسیژن و دی‌اکسید کربن افزوده شده‌اند. به همین دلیل است که فولادهای کربنی اغلب با گاز دی‌اکسید کربن جوش داده می‌شوند. بر این اساس مزیت جوشکاری GMAW سرعت بالاتر، نفوذ بیشتر و هزینه کمتر آن است.

فرایند جوشکاری GMAW

در جوشکاری GMAW مهم‌ترین کار این است که فلز میانی یا پرکننده را به حوضچه مذاب جوش بیاوریم. این کار به سه طریق انجام می‌شود:

• اتصال کوتاه
• گلوله‌ای
• اسپری

در مرحله انتقال فلز پرکننده، شناخت انواع این فلزها بسیار مهم است. اگر فلز پرکننده از لحاظ شکل و ضخامت به‌درستی انتخاب نشود، جوش معیوبی ایجاد خواهد شد و باید فرایند جوشکاری دوباره انجام شود.

            در روش اتصال کوتاه، انتقال فلز پرکننده به‌صورت یکنواخت انجام می‌شود. برای این کار باید شدت جریان ولتاژ را بسیار پایین‌تر از حد معمول انتخاب کرد. در این روش وقتی الکترود با حوضچه مذاب تماس یابد، برای لحظه‌ای اتصال کوتاه ایجاد می‌شود. درنتیجه شدت جریان به حداکثر می‌رسد و این باعث عقب رفتن بخش ذوب‌شده می‌شود تا اتصال قطع شود.

            در روش جوشکاری GMAW با اتصال کوتاه، گرمای ورودی کمی وارد می‌شود و در نتیجه این روش برای جوش دادن قطعات نازک مناسب‌تر است. اگر جوشکار مهارت کافی را نداشته باشد، جوش ناقص و معیوب خواهد بود.

            در روش گلوگه‌ای جوشکاری GMAW قطر قطرات مذاب دو یا سه برابر قطر الکترود است و این قطرات همزمان با حوضچه مذاب و نوک الکترود تماس دارند. این امر باعث اتصال کوتاه متناوب می‌شود و در نتیجه ماده مذاب پاشیده می‌شود و جرقه ایجاد می‌کند. این روش پیشتر به دلیل بازدهی آن، روشی متداول بود اما امروزه کمتر از آن استفاده می‌شود.

            در روش سوم یعنی روش اسپری اندازه قطرات مذاب از قطر الکترود کمتر است و به حالت بخار در می‌اید. در این روش جوشکاری GMAW پاشیده شدن کمتر است و باید شدت جریان ولتاژ بیشتر از حد معمول باشد. همچنین در این روش به گاز محافظ بیشتری نیاز است.

            این روش برای جوش دادن قطعات نازک مناسب نیست زیرا انرژی جوش آن بالاست و به قطعات آسیب می‌زند و حتی ممکن است باعث بریدگی آنها شود. برای رفع این مشکل از روش اسپری ضربانی استفاده می‌شود که در آن شدن جریان به صورت مربعی است و دارای مقدار حداقل و حداکثر جریان است. در زمان حداقل جریان یک میدان نوسانی بالا اسپری را منتقل می‌کند و انرژی قوس با فرکانس و میدان نوسان هر ضربان کنترل می‌شود. با روش جوشکاری GMAW با اسپری ضربانی می‌توان قطعات نازک و ورقه‌ها را نیز جوشکاری کرد.

            از جوشکاری GMAW برای جوشکاری انواع فولاد ضدزنگ، فولاد نرم و آلومینیوم استفاده می‌شود. جوشکاری GMAW در حالت کلی قابلیت جوشکاری طولانی‌مدت و بدون وقفه را داراست و به همین دلیل در صنایع کشتی‌سازی از آن بسیار استفاده می‌شود. همچنین جوشکاری GMAW روشی عالی برای خال‌بندی و جوش نقطه‌ای است. از این نوع جوشکاری در جوش اکثر فلزات مغناطیسی می‌توان استفاده کرد و از آن جهت که تمرکز حرارت قوس آن زیاد است، می‌توان از آن در جوشکاری ورق‌های نازک بدون خطر پیچ خوردن و تابیدگی استفاده کرد.

مزایا، معایب و خطرات جوشکاری GMAW

از آنجایی که در جوشکاری GMAW به روش میگ از گاز خنثی استفاده می‌شود، این روش بسیار تمیزتر از سایر روش‌هاست. در این روش میزان رسوب‌گذاری بالاست و به کمک آن می‌توان سطوح مقطع ضخیم را با سرعت بیشتری جوشکاری کرد. حتی می‌توان به کمک روش‌های دوسیمی و دومشعلی میزان رسوب‌گذاری را در آن افزایش داد. مزیت دیگر روش جوشکاری GMAW این است که به مهارت بالای جوشکار نیاز ندارد.

اما نکته منفی در مورد این روش آن است که مشعل‌های جوشکاری GMAW در هر دو روش مگ و میگ به دلیل ضخامت زیاد، دسترسی به سطوح کوچک و گوشه‌ها را دشوار می‌کنند. یکی از رایج‌ترین مشکلات در کار به روش جوشکاری GMAW ایجاد شدن حفره‌ها و تخلخل‌هاست. این مشکل اگر برطرف نشود، باعث جوش‌های ضعیف و ناقص می‌شود.

            مشکل دیگری که در جوشکاری GMAW به وجود می‌آید، مشکل تفاله‌هایی است که روی سطح الکترود یا فلز پایه باقی می‌مانند و اغلب از ذرات اکسید آلومینیوم یا نیترید آلومینیوم تشکیل شده‌اند. برای رفع این مشکل باید الکترودها و قطعات را به‌طور مرتب با برس مسی بسایید یا با مواد شیمیایی تمیز کنید تا اکسیدها از روی سطح آن برداشته شوند.

            نکته دیگر آنکه تماس اکسیژن با حوضچه مذاب باعث افت خواص مکانیکی فلز جوش می‌شود و به همین دلیل باید گاز محافظ کافی وجود داشته باشد. همچنین نباید در جاهایی که جریان هوای شدید وجود دارد جوشکاری GMAW انجام شود. علت اصلی تخلخل در جوشکاری GMAW حبس شدن گاز در حوضچه مذاب است. ناخالصی موجود در گاز محافظ یا روی قطعه و همچنین حرارت بسیار زیاد باعث ایجاد این تخلخل‌ها می‌شود و در جوش‌های آلومینیومی امکان ایجاد آنها بیشتر است زیرا حرارت بالاتر است.

جمع‌بندی

جوشکاری GMAW مخفف عبارت جوشکاری قوس فلزی با گاز یاGas Metal Arc Welding است. اگر گاز محافظی که در این جوشکاری استفاده می‌شود گازی بی‌اثر یا خنثی باشد، به روش جوشکاری میگ (MIG) یا (Metal Inert Gas) و اگر فعال باشد به آن مگ (MAG) یا (Metal Active Gas) می‌گویند. در جوشکاری GMAW قوس بین فلز پرکننده و حوضچه جوش باعث ذوب شدن این فلز و اتصال قطعات می‌شود. جوشکاری GMAW به جوشکاری گاز دی‌اکسید کربن یا CO₂ نیز معروف است. در این جوشکاری حرارت ناشی از قوس نوک الکترود را ذوب می‌کند و جوشکاری از طریق انتقال قطرات مذاب از نوک الکترود به منطقه جوش انجام می‌شود.

            جوشکاری به معنای فرایند برش، شکل دادن و متصل کردن قطعات فلزی است که روش‌های گوناگونی دارد و در صنایع مختلف مانند ساخت‌وساز، مهندسی، حمل‌ونقل، هوافضا، نفت و گاز و غیره مورد استفاده قرار می‌گیرد. بدون نیاز به داشتن تحصیلات دانشگاهی می‌توانید با شرکت در دوره‌های آموزشی جوشکاری عملی در مجتمع فنی تهران از جمله دوره جوشکاری گاز محافظ GMAW این مهارت مهم و مورد نیاز را در طی ۴۰ ساعت آموزش فرا بگیرید و پس از دریافت گواهینامه آن به کار در این حوزه مشغول شوید.

در دنیای کسب‌وکار امروز، تحصیلات دانشگاهی برای حفظ ارزش شما به‌عنوان نیروی کار بااستعداد و کارآمد کافی نیستند. برای‌ اینکه مزیت رقابتی شخصی خود را حفظ کنید، باید بر آموزش مستمر و مادام‌العمر خود سرمایه‌گذاری کنید. خانواده بزرگ مجتمع فنی تهران هرساله به هزاران نفر کمک می‌کند تا در مسیر شغلی خود پیشرفت کنند.

با شرکت در دوره‌های کوتاه‌مدت مجتمع فنی تهران و دریافت مدارک معتبر و بین‌المللی می‌توانید با اعتماد به نفس مسیر ترقی را طی کنید و در سازمان خود به مهره‌ای ارزشمند تبدیل شود.

نویسنده: بهناز دهکردی

پرسش‌های متداول

تفاوت جوشکاری میگ و مگ چیست؟

اگر گاز محافظی که در جوشکاری استفاده می‌شود گازی بی‌اثر یا خنثی باشد، به روش جوشکاری میگ (MIG) یا (Metal Inert Gas) و اگر فعال باشد به آن مگ (MAG) یا (Metal Active Gas) می‌گویند. در جوشکاری میگ از گازهای بی‌اثر آرگون،‌ هلیوم یا مخلوطی از آنها استفاده می‌شود و برای جوش دادن قطعات فلزات غیرآهنی،‌ فولادهای ضدزنگ و آلیاژ فولادی از آن استفاده می‌شود. عیب این نوع جوشکاری آن است که گاز هلیوم در هنگام جوش دادن قطعات فلزی آهنی پاشیده می‌شود. همچنین گاز آرگون باعث می‌شود در خط جوش بریدگی ایجاد شود. در جوش مگ این مشکلات برطرف شده است زیرا در این روش گازهای فعال اکسیژن و دی‌اکسید کربن افزوده شده‌اند. به همین دلیل است که فولادهای کربنی اغلب با گاز دی‌اکسید کربن جوش داده می‌شوند.

موارد استفاده روش جوشکاری GMAW کدام‌اند؟

از جوشکاری GMAW برای جوشکاری انواع فولاد ضدزنگ، فولاد نرم و آلومینیوم استفاده می‌شود. جوشکاری GMAW در حالت کلی قابلیت جوشکاری طولانی‌مدت و بدون وقفه را داراست و به همین دلیل در صنایع کشتی‌سازی از آن بسیار استفاده می‌شود. همچنین جوشکاری GMAW روشی عالی برای خال‌بندی و جوش نقطه‌ای است. از این نوع جوشکاری در جوش اکثر فلزات مغناطیسی می‌توان استفاده کرد و از آن جهت که تمرکز حرارت قوس آن زیاد است، می‌توان از آن در جوشکاری ورق‌های نازک بدون خطر پیچ خوردن و تابیدگی استفاده کرد.