جوشکاری MIG یا قوسی با گاز محافظ فلز

آخرین به روزرسانی

مقدمه

جوشکاری قوسی با گاز محافظ فلز به انگلیسی Metal inert gas welding و بطور خلاصه (MIG)، فرآیندی است که در آن ولتاژ بالا به الکترودِ سیم فلزی مصرف‌شدنی اعمال میشود تا فلزات تحت پوشش یک گاز محافظ خنثی، گرم و ذوب شوند. این فرآیند از نظر هزینه-اثربخشی، سرعت، و سادگی برای تولید قابل اعتماد قطعات فلزی در صنایع مختلف مهم است.

جوشکاری MIG با تغذیه یک سیم فلزی از طریق تفنگ جوشکاری (گان) کار می کند تا با ذوب شدن، اتصال دائمی ایجاد کند. سیم هم به عنوان الکترود و هم به عنوان ماده پرکننده (Filler) که وارد جوش می شود عمل می کند. این فرآیند تحت پوشش یک گاز خنثی انجام می شود که از واکنش اکسیژن و سایر آلاینده ها با فلز مذاب جلوگیری می کند. جوشکاری قوسی با گاز محافظ به راحتی فراگرفته می‌شود، نیازی به پردازش پس از کار ندارد و برای فلزات نازک مناسب است.

جوشکاری MIG چیست؟

جوشکاری MIG یکی از چندین روش جوشکاری است که از برق برای ایجاد اتصال استفاده می کند. جوشکاری قوسی با گاز محافظ در سال 1948 اختراع شد و علیرغم پیشرفت‌های زیاد در تجهیزات، فرآیند کلی آن تغییری نکرده است. جوشکاری MIG شکلی از جوشکاری قوسی با گاز محافظ (GMAW) است و با نام‌هایی از جمله جوشکاری قوسی با مغزی سیم شاردار (Flux-core arc welding)، جوشکاری قوسی با پودر محافظ (Spray arc welding)، جوشکاری قوسی با گاز فلز (Gas metal arc welding)، و جوشکاری با اتصال کوتاه (Short-circuit welding) نیز شناخته می‌شود.

مخترع جوشکاری GMAW کیست؟

اچ.ایی. کندی (H.E. Kennedy) در سال 1948 در ایالات متحده آمریکا جوشکاری MIG را اختراع کرد. اختراع جوشکاری قوسی با گاز محافظ سایر تکنیک های جوشکاری را بهبود بخشید زیرا از یک میله پرکننده به عنوان الکترود برای ایجاد قوس الکتریکی استفاده می کند. این روش با تکنیک های قبلی که در آنها الکترود به مرور زمان فرسوده می شد و نیاز به تعویض داشت، متفاوت است.

تفاوت جوشکاری MIG با جوشکاری لیزری چیست؟

جوشکاری MIG از یک سیم فلزی که به طور مداوم تغذیه می شود و یک مدار ولتاژ بالا برای ایجاد قوس الکتریکی استفاده می کند که قطعات فلزی را به هم متصل می کند. در جوشکاری MIG، قوس توسط یک گاز خنثی محافظت می شود. فرآیند جوشکاری لیزری به جای آن از یک لیزر برای گرم کردن و ذوب فلز برای ایجاد اتصال استفاده می کند. تکنیک جوشکاری لیزری یک اتصال قوی‌تر و دقیق‌تر ایجاد می‌کند، اما جوشکاری قوسی با گاز محافظ می‌تواند فلز ضخیم تر را به هم متصل کند و معمولاً با سرعت بالاتری جوش می زند.

اهمیت جوشکاری MIG در ساخت و تولید چیست؟

جوشکاری MIG ارزشمند است زیرا سریع است، اتصالی محکم ایجاد می کند و می تواند قطعات فلزی ضخیم را به هم جوش دهد. جوشکاری قوسی با گاز محافظ ساده نیز است. از آنجایی که برای جوشکاران مبتدی و باتجربه آسان است، معمولاً کمبود کارکنان ماهر در جوشکاری MIG در محیط های کاری وجود ندارد.

هدف اصلی جوشکاری GMAW چیست؟

جوشکاری MIG برای اتصال قطعات فلزی به یکدیگر استفاده می شود. برای اتصال فولاد، فولاد ضد زنگ، چدن و آلومینیوم کاربرد دارد. جوشکاری قوسی با گاز محافظ در ورق‌کاری، مخازن تحت فشار، سازه های فولادی، خطوط لوله و قطعات خودرو استفاده می شود.

جوشکاری MIG چگونه کار می کند؟

جوشکاری MIG با تغذیه یک سیم فلزی از طریق یک تفنگ (گان) که جریان الکتریکی دستگاه جوشکاری را هدایت می‌کند، کار می کند. این فرآیند بین سیم و قطعه مورد نظر قوس الکتریکی ایجاد می‌کند تا هم سیم فلزی و هم بخشی از محل اتصال را ذوب کند و یک پیوند فلزی ایجاد شود. هنگام تغذیه سیم و ایجاد حوضچه جوش مذاب، جوش توسط یک گاز محافظ پوشش داده میشود. گاز محافظ جوش را از آلاینده های موجود در اتمسفر محافظت می کند.

نحوه جوشکاری با استفاده از جوشکاری قوسی با گاز محافظ

هنگام جوشکاری MIG، مهم است که تنظیمات صحیح انجام شود. مراحل کلی در زیر ذکر شده است:

1. سیم ارت را به قطعه کار یا میز جوشکاری وصل کنید.
2. دستگاه جوشکاری را برای فلز مورد نظر پیکربندی کنید.
3. از تجهیزات حفاظت فردی (PPE) مناسب استفاده کنید.
4. قطعات مورد نظر را در جای خود به یکدیگر محکم کنید.
5. اتصال اولیه (Tack Weld) را در هر انتهای درز ایجاد کنید.
6. در امتداد درز، یا با هل دادن (Pushing) یا کشیدن (Pulling) عمل جوشکاری را انجام دهید.

جوشکاری نقطه ای:یک جوش سریع و نقطه ای که برای نگه داشتن دو قطعه کار در کنار هم تا زمان جوشکاری کامل استفاده می شود.

هل دادن یا کشیدن جوش:به موقعیت و جهت حرکت گان جوشکاری اشاره دارد. گان باید با زاویه 10 درجه نگه داشته شود و “کشیده” شود تا الکترود دنبال گان باشد یا “هل داده” شود تا حرکت را هدایت کند.

برخی از تکنیک های جوشکاری قوسی با گاز محافظ چیست؟

برای ایجاد یک جوش خوب، مهمترین چیز این است که یک دست ثابت با وضعیت مناسب تفنگ داشته باشید. هنگام جوشکاری، نوک تفنگ نباید بیش از 3/4 اینچ از فلز فاصله داشته باشد تا گاز به اندازه کافی حوضچه جوش را پوشش دهد. گان باید در یک دست نگه داشته شود و در صورت امکان برای پایداری روی انگشت اشاره دست دیگر قرار گیرد.

هنگام جوشکاری دو فلز به صورت لب به لب، تفنگ نباید به سمت یک طرف زاویه داشته باشد. هنگامیکه دو فلز عمود بر هم هستند، تفنگ باید با زاویه 45 درجه نسبت به هر سطح فلز باشد. در آخر، بهتر است ابتدا بدون جوشکاری واقعی، حرکت در مسیر جوش را تمرین کنید تا حس حرکت صحیح را پیدا کنید.

آیا جوشکاری MIG برای مبتدیان مناسب است؟

بله، جوشکاری MIG می تواند توسط افراد مبتدی انجام شود. این فرآیند ساده است، تجهیزات ارزان هستند و در مقایسه با برخی دیگر از تکنیک های جوشکاری نسبتا ایمن است. جوشکاری قوسی با گاز محافظ یکی از روش های آسان‌تر در جوشکاری است.

عوامل موثر بر کیفیت جوشکاری قوسی با گاز محافظ چیست؟

مهمترین متغیری که بر کیفیت جوش تاثیر می گذارد، تکنیک جوشکاری است. در حالی که تنظیم اولیه دستگاه جوشکاری اهمیت دارد، تا زمانی که جریان، دبی گاز و سرعت تغذیه سیم تقریباً صحیح باشند، نباید تاثیر زیادی بر جوش نهایی داشته باشد. برخی از مهمترین متغیرها عبارتند از:

1. فاصله تفنگ تا محل جوش
2. زاویه بین تفنگ و محل جوش
3. سرعت حرکت تفنگ
4. جریان جوشکاری
5. نرخ تغذیه سیم
6. دبی گاز
7. حذف آلاینده ها از قطعه کار قبل از جوشکاری

جوشکاری MIG از چه نوع گازی استفاده می کند؟

اکثر دستگاه های جوشکاری قوسی با گاز محافظ از هلیوم و آرگون استفاده می کنند زیرا با اکسیژن و نیتروژن واکنش نمی دهند. آرگون رایج‌ترین گاز محافظ است. هلیوم یک گاز گران‌تر است و برای جوش‌هایی استفاده می‌شود که به حرارت بیشتری نیاز دارند.

آیا می توان جوشکاری MIG را بدون گاز انجام داد؟

بله، جوشکاری قوسی با گاز محافظ از نظر فنی می تواند بدون مخزن گاز انجام شود. با این حال، جوش همچنان به یک منبع محافظ نیاز دارد تا از واکنش اکسیژن موجود در هوا با جوش جلوگیری کند. برای رسیدن به این هدف از سیم فلزی با مغزی شار (Flux-core) استفاده می شود. هنگامی که شار (Flux) حرارت میبیند، گازی تولید می کند که از جوش محافظت می کند. جوشکاری MIG “بدون گاز” نیاز به یک دستگاه جوشکاری MIG بدون گاز تخصصی دارد.

تنظیم پارامترهای صحیح برای جوشکاری MIG چیست؟

پنج پارامتر اصلی برای جوشکاری قوسی با گاز محافظ وجود دارد:

1. جریان (Current): میزان جریان الکتریکی که از سیم جوش عبور می کند.
2. طول قوس (Length of Arc): فاصله بین نوک سیم جوش و قطعه کار.
3. زاویه (Angle): زاویه بین تفنگ جوش و قطعه کار.
4. نحوه پیشبرد جوش (Manipulation): نحوه حرکت تفنگ جوش روی قطعه کار.
5. سرعت (Speed): سرعت حرکت تفنگ جوش روی قطعه کار.

با این حال، نمودارهای استانداردی وجود دارند که تنظیمات پارامترهای معمول برای جوش‌های مختلف را نشان می‌دهند. به طور کلی، از جریان بالا برای جوشکاری فلزات ضخیم استفاده می‌شود. هر چه قوس کوتاه‌تر باشد، جوش گرم‌تر می‌شود. گان باید در نصف زاویه بین قطعاتی که باید به هم متصل شوند نگه داشته شود (به عنوان مثال، گان باید در جوش لب به لب 90 درجه و در جوش T با زاویه 45 درجه نگه داشته شود).

نحوه پیشبرد جوش (Manipulation) به این معنی است که جوشکار حوضچه جوش را هل می‌دهد یا می‌کشد. در نهایت، سرعت باید ثابت باشد. حرکت خیلی آهسته منجر به ایجاد لبه جوش بزرگ و حفره‌های احتمالی در اتصال جوش می‌شود. حرکت خیلی سریع ممکن است باعث عدم نفوذ جوش شود.

مواد رایج مورد استفاده در جوشکاری MIG

رایج ترین مواد مورد استفاده در جوشکاری قوسی با گاز محافظ در زیر فهرست شده اند:

1.مس

مس یک فلز نرم و چکش‌خوار است که در لوله کشی و کاربردهای الکتریکی استفاده می‌شود. جوشکاری قوسی با گاز محافظ روش ترجیحی برای جوشکاری مس است. با این حال، گرمای مورد نیاز برای جوشکاری مس تقریباً دو برابر فولاد است، جایی که دمای گرمایش جوشکاری را آسان تر و امکان پذیر می کند.

2.آلومینیوم

آلومینیوم یک فلز نرم، نقره ای، غیر آهنی است. جوشکاری آلومینیوم به گاز آرگون 100% خالص نیاز دارد. جوشکاری آلومینیوم می تواند دشوار باشد زیرا حوضچه جوش می تواند به سرعت از طریق قطعه ذوب شده و از طرف دیگر چکه کند.

3.فولادها

فولادها آلیاژهایی هستند که عمدتاً از آهن و کربن ساخته شده اند و معمولاً شامل گوگرد و فسفر نیز می شوند. هنگام جوشکاری فولاد، توصیه می شود از گاز آرگون 100% برای محافظت استفاده نکنید، بلکه از 75% آرگون و 25% دی اکسید کربن استفاده کنید. دلیل این امر این است که گاز آرگون 100% چکش خواری جوش را کاهش می دهد.

4.آلیاژهای نیکل

آلیاژهای نیکل از نیکل و معمولاً کروم، آهن، مولیبدن و/یا مس تشکیل شده اند. معمولاً از گاز آرگون 100% برای جوشکاری آلیاژهای نیکل استفاده می شود. با این حال، زمانی که به انرژی بیشتری نیاز است، می توان از 40% هلیوم استفاده کرد.

سخت ترین ماده برای جوشکاری MIG چیست؟

سخت ترین ماده برای جوشکاری قوسی با گاز محافظ آلومینیوم است زیرا نقطه ذوب بسیار پایینی دارد و رسانایی گرمایی بالایی دارد. رسانایی گرمایی ضعیف به این معنی است که آلومینیوم گرما را از قوس الکتریکی به خوبی جذب نمی کند و به همین دلیل حفظ دمای ثابت در طول فرآیند بدون ذوب شدن یا عدم نفوذ در اتصال دشوار است.

آسانترین ماده برای جوشکاری GMAW چیست؟

آسانترین ماده برای جوشکاری قوسی با گاز محافظ، فولاد نرم است. دلیل این امر، نقطه ذوب بالا و نقطه جوش پایین فولاد نرم است که آن را در برابر تغییرات پارامترهای جوشکاری بسیار انعطاف‌پذیر می‌کند. هر چه میزان کربن فولاد نرم کمتر باشد، جوشکاری آن آسان‌تر خواهد بود.

چه موادی را نمی توان با جوشکاری MIG جوش داد؟

موادی مانند چوب، کامپوزیت ها و پلاستیک ها را نمی توان با جوشکاری قوسی با گاز محافظ جوش داد. علاوه بر این، فلزات غیر مشابه را نمی توان به هم جوش داد – به عنوان مثال، آلومینیوم را نمی توان به فولاد یا مس جوش داد.

آیا می توان از فولاد ضد زنگ در جوشکاری MIG استفاده کرد؟

بله، می توان از فولاد ضد زنگ در جوشکاری GMAW استفاده کرد. برخی از عناصر آلیاژی آن می توانند فرآیند را دشوار کنند. با این حال، فولاد ضد زنگ در انتقال حرارت ضعیف است که به گرم شدن فلز در طول فرآیند جوشکاری کمک می کند.

چه صنایعی از جوشکاری MIG استفاده می کنند؟

جوشکاری MIG رایج ترین تکنیک برای تعمیر وسایط نقلیه مانند موتور سیکلت، اتومبیل، کامیون و غیره است. سایر صنایعی که از جوشکاری قوسی با گاز محافظ به طور گسترده استفاده می کنند عبارتند از:

1. ساخت و ساز
2. هوافضا
3. تولید انبوه
4. حمل و نقل دریایی
5. راه آهن

نمونه هایی از محصولات جوشکاری MIG چیست؟

جوشکاری GMAW می تواند طیف وسیعی از وظایف را شامل شود. نمونه هایی از کاربردهای آن عبارتند از: جوشکاری ورق فلز، جوشکاری خطوط لوله، تعمیرات خودرو، سازه های فولادی و سازه های سنگین مانند پل ها و مصالح ساختمانی.

مزایای جوشکاری MIG چیست؟

مزیت اصلی جوشکاری MIG سرعت فرآیند است. در مقایسه با سایر روش های جوشکاری، می تواند به زمان تولید کوتاه تر و در نتیجه هزینه های پایین تر کمک کند. مزایای دیگر عبارتند از:

1. یادگیری آسان: این روش به ‌راحتی قابل ‌یادگیری است.
2. نیاز به اپراتورهای ماهر: برای جوشکاری GMAW نیازی به اپراتورهای فوق‌العاده ماهر نیست.
3. نیاز کم به تمیزکاری: جوش‌های نهایی MIG به تمیزکاری یا پرداخت کمی (در صورت نیاز) نیاز دارند.
4. مناسب برای فلزات نازک: این روش برای جوشکاری فلزات نازک مناسب است.

معایب جوشکاری MIG چیست؟

معایب جوشکاری MIG عبارتند از:

1. استحکام و دقت جوش نهایی به اندازه سایر روش های جوشکاری بالا نیست.
2. جوش نهایی به زیبایی سایر روش ها نیست، مگر اینکه تمیزکاری و پرداخت اضافی انجام شود.
3. دقت MIG نسبت به سایر روش های جوشکاری کمتر است.
4. استفاده از گاز محافظ نیاز به سفارش منظم گاز دارد. تعویض کپسول های گاز باعث توقف کار دستگاه می شود.
5. به دلیل نیاز به برق، حمل و نقل دستگاه جوش MIG سخت تر از دستگاه جوشکاری گازی است.

آیا جوشکاری MIG گران است؟

نه، جوشکاری MIG به عنوان یک روش جوشکاری گران قیمت شناخته نمی شود. لوازم و دستگاه های مورد نیاز برای این روش در مقایسه با سایر روش های جوشکاری ارزان تر هستند. علاوه بر این، جوشکاری MIG به اپراتورهای بسیار ماهر نیاز ندارد و نیازی به کارهای آماده سازی زیادی هم ندارد. زمان تولید کلی برای جوش های MIG نسبتاً کوتاه است، به همین دلیل ارزان تر از اکثر فرآیندهای مشابه است.

آیا جوشکاری MIG به اندازه جوشکاری SMAW (قوس الکتریکی با الکترود روکش‌دار) قوی است؟

جوشکاری SMAW به دلیل نفوذ بیشتر در سطوح ضخیم و کثیف، جوش‌های قوی‌تری نسبت به جوشکاری MIG ایجاد می‌کند. اگر هدف ایجاد یک اتصال جوشکاری عمیق باشد، استفاده از جوشکاری SMAW کارآمدتر و آسان‌تر خواهد بود.

تفاوت جوشکاری MIG و TIG

1. یکی از تفاوت‌های اصلی جوشکاری MIG و TIG در نوع الکترودهاست. در جوشکاری TIG از یک الکترود غیرمصرفی (تنگستن) و فلز پرکننده جداگانه استفاده می‌شود، اما در جوشکاری MIG الکترود مصرفی هم وظیفه ایجاد قوس و هم وظیفه پر کردن را به عهده دارد.
2. جوشکاری MIG به طور کلی سریع‌تر و ارزان‌تر از TIG است. همچنین یادگیری MIG ساده‌تر است و به آموزش کمتری نیاز دارد.
3. جوشکاری TIG جوش قوی‌تر، دقیق‌تر و زیباتری ایجاد می‌کند. در نهایت، جوشکاری MIG برای مواد ضخیم‌تر مناسب‌تر است و جوشکاری TIG برای مواد نازک‌تر کاربرد دارد.

سوالات متداول

خلاصه

جوشکاری MIG یک روش جوشکاری محبوب و همه کاره است که برای طیف گسترده ای از کاربردها استفاده می شود. این فرآیند سریع، کارآمد و آسان است.این مقاله برای اولین بار در سایت بازارگاه الکترونیکی ساخت و تولید ایران به نشانی digimfg.ir منتشر شده است.

منابع

• www.xometry.com/resources/sheet/mig-welding
• sciencedirect.com/topics/engineering/inert-gas-welding

سلب مسئولیت

محتوای ارائه شده در این صفحه وب صرفا جنبه اطلاع رسانی دارد. DIGIMFG هیچگونه ضمانت یا مسئولیتی، چه به صورت صریح یا ضمنی، در خصوص صحت، کامل بودن یا اعتبار اطلاعات بر عهده نمی گیرد. پارامترهای عملکرد، تلرانس های هندسی، ویژگی‌های طراحی خاص، کیفیت یا نوع مواد، یا فرایندها را نباید نمایانگر آنچه توسط تأمین کنندگان یا تولیدکنندگان شخص ثالث در شبکه DIGIMFG ارائه می‌شود، دانست. خریدارانی که به دنبال دریافت قیمت هستند موظفند تا الزامات فنی ویژه موردنیاز برای قطعات را تعریف کنند. برای کسب اطلاعات بیشتر، لطفاً به شرایط و ضوابط ما مراجعه کنید.