جوشکاری میگ چیست و چه مراحلی دارد؟

جوشکاری گاز خنثی فلزی (MIG) دو قطعه فلز را با استفاده از یک منبع الکتریکی برای ذوب فلز پایه با پرکننده الکترود مصرفی به یکدیگر متصل می‌کند.

همچنین به‌عنوان جوشکاری قوس فلزی با گاز (GMAW) یا به‌سادگی جوشکاری سیم نیز شناخته می‌شود، فرایند MIG با TIG متفاوت است؛ زیرا از سیم قابل مصرفی استفاده می‌کند که هم به‌عنوان الکترود و هم به‌عنوان ماده پرکننده عمل می‌کند. درحالی‌که جوشکاری TIG به یک نوک تنگستن برای گرم‌کردن و اتصال مستقیم سطوح فلزی متکی است. این نوع روش جوشکاری به دلیل سهولت استفاده و سرعت آن  برای جوش انواع فلزات ازجمله آلومینیوم، فولاد، مس و… کارایی دارد.

تاریخچه جوشکاری میگ

جوشکاری با گاز بی‌اثر فلز (MIG) برای اولین‌بار در ایالات متحده آمریکا و در سال 1949 برای جوشکاری آلومینیوم به ثبت رسید. قوس و حوضچه جوش که با استفاده از یک الکترود سیم لخت تشکیل شده بود توسط گاز هلیوم که در آن زمان به راحتی در دسترس قرار داشت محافظت می شد. از حدود سال 1952، این فرآیند در انگلستان برای جوشکاری آلومینیوم با استفاده از آرگون به عنوان گاز محافظ و برای فولادهای کربنی با استفاده از CO2 ترویج پیدا کرد. امروزه مخلوط‌ گازهای CO2 و آرگون-CO2 به عنوان گاز فعال فلزی (MAG) شناخته می‌شوند. همچنین MIG یک جایگزین جذاب برای جوشکاری با قوس فلزی دستی (MMA: Manual Metal Arc Welding) یا جوشکاری استیک بشمار می‌آید که نرخ رسوب و بهره وری بالایی را به وجود می‌آورد.

جوشکاری میگ چگونه عمل می‌کند؟

جوشکاری MIG از یک منبع تغذیه ولتاژ ثابت برای ایجاد قوس الکتریکی استفاده می‌کند که فلز پایه را با یک سیم پرکننده که به طور مداوم از طریق مشعل جوش تغذیه می‌شود، ذوب می‌نماید. در همان زمان، یک گاز محافظ بی‌اثر نیز از طریق تفنگ تغذیه می‌شود تا از حوضچه جوش در برابر آلودگی جوی محافظت کند. (گازهای بی‌اثر با مواد پرکننده یا حوضچه جوش واکنش نمی‌دهند.)

مقایسه جوشکاری میگ (MIG) و تیگ (TIG)

جوشکاری MIG به‌طورکلی برای پروژه‌های ساخت سنگین مانند دروازه‌های فلزی استفاده می‌شود. در مقایسه با جوشکاری TIG، از سرعت بالاتری برخوردار بوده و درنتیجه هزینه و زمان کوتاه‌تری برای جوش لازم دارد.

علاوه بر این، یادگیری MIG آسان‌تر است و جوش‌هایی تولید می‌کند که نیاز به تمیزکردن و تکمیل ندارند. بااین‌حال، جوشکاری TIG به دلیل جوش‌های دقیق، قوی و بسیار تمیز خود همیشه در اولویت قرار خواهد داشت.

تجهیزات موردنیاز جوشکاری میگ

تجهیزات موردنیاز برای جوشکاری میگ عبارت‌اند از:

• سیستم تغذیه سیم
• تورچ جوشکاری (مشعل)
• گاز محافظ
• منبع تغذیه

نکات مهم جوشکاری میگ

فرایند جوشکاری، اتصالات قدرتمندی را برای کارایی و یکپارچگی سازه ایجاد می‌کند و تکنیک‌های مختلفی برای آن وجود دارد.

تمیزکردن پیش از شروع جوشکاری MIG اولین مرحله محسوب می‌شود؛ زیرا الکترودهای MIG  در برابر زنگ‌زدگی، کثیفی، روغن و غیره مقاوم نیستند، بنابراین شروع با یک منطقه عاری از آلاینده ضروری است.

در اینجا 3 نکته مهم برای نحوه جوش MIG وجود دارد:

1. موقعیت و زاویه مناسب جوشکاری

داشتن موقعیت و زاویه مناسب تفنگ در جوشکاری MIG  جهت جلوگیری از افتادگی یا پرش پرکننده بر روی کناره اتصال جوش ضروری است. جوشکاری میگ (MIG) می‌تواند در موقعیت‌های صاف، افقی، عمودی و بالای سر، انجام شود؛ لذا جهت انجام این نوع جوشکاری باید دو نوع زاویه زیر را در نظر بگیرید:

زاویه حرکتی (Travel angle): زاویه‌ای که نسبت به تفنگ در موقعیت عمودی وجود دارد، زاویه حرکت است. شرایط عادی جوشکاری در همه موقعیت‌ها، نیاز به زاویه 5 تا 15 درجه دارد. زاویه حرکت بیش از 20 تا 25 درجه می‌تواند منجر به پاشش بیشتر، نفوذ کمتر و بی ثباتی قوس شود.

زاویه کار (Work angle): زاویه کار موقعیت تفنگ را نسبت به زاویۀ اتصال جوش تعریف می‌کند. حالت بهینۀ این زاویه در هر موقعیت جوشکاری و پیکربندی اتصال متفاوت است.

2. سرعت جوشکاری

سرعت حرکت تفنگ در امتداد اتصال به میزان قابل‌توجهی بر شکل و کیفیت جوش تأثیر می‌گذارد. به‌گونه‌ای که بسیاری از جوشکاران باتجربه در فرایند جوشکاری MIG با درنظرگرفتن اندازه گودال جوش و ضخامت اتصال، سرعت حرکت صحیح را تعیین می‌کنند.

3. روش‌های انتقال فلز

روش‌های انتقال فلز به حالت‌هایی گفته می‌شود که از طریق آنها فلز از سیم الکترود به حوضچه جوش منتقل می‌شود. در ادامه به توضیح انواع این روش‌ها خواهیم پرداخت:

• اتصال کوتاه

حالت اتصال کوتاه یا حالت شناوری، با رسوب الکترود سیم جامد یا هسته فلزی با تغذیه مداوم در طول اتصال کوتاه الکتریکی مکرر مشخص می‌شود که یک روش ورودی کم حرارت برای انتقال فلز است.

انتقال فلز تنها زمانی اتفاق می‌افتد که الکترود از نظر فیزیکی با حوضچه فلزمذاب یا ماده پایه در تماس باشد. همچنین گرمای ورودی کم باعث کاهش تنش‌ها و افزایش سهولت استفاده از آن خواهد شد.

• انتقال کروی

این نوع روش انتقال نسبت به اتصال کوتاه، به سطوح جریان و ولتاژ بالاتری نیاز دارد. در انتقال فلز در حالت کروی، یک الکترود با هسته فلزی یا سیم جامد با تغذیه پیوسته نه‌تنها در مدارهای کوتاه بلکه در ترکیبی از اتصالات کوتاه و بزرگ، توسط قطرات به کمک گرانش رسوب می‌کند.

• حالت اسپری یا پاشش

حالت اسپری یک حالت انتقال فلز پرانرژی است که در آن یک الکترود سیمی جامد یا روکش‌دار پیوسته تغذیه می‌شود و در سطح انرژی نسبتاً بالایی رسوب می‌کند.

این فرایند می‌تواند منجر به جریان ثابتی از قطرات کوچک فلزمذاب ‌شود و برعکس روش انتقال کروی است که قطرات نامنظم تولید می‌کند.

حالت پاشش دارای چندین مزیت و ویژگی از جمله راندمان الکترود تا ۹۸٪، سرعت رسوب بالا، ظاهر عالی مهره جوش، قابلیت به‌کارگیری طیف گسترده‌ای از فلزات پرکننده و الکترود با قطرهای مختلف، تمیزکردن آسان بعد از جوش، سهولت عالی در استفاده و… است.

• حالت پالسی

حالت پالسی یک نوع کنترل شده از حالت اسپری است و جریان جوش آن بین سطوح جریان بالا و پایین تفاوت دارد. در این حالت انتقال فلز به‌صورت یک قطره مذاب منفرد در زمانی که سطح جریان بالا باشد اتفاق می‌افتد. از مزایای روش پالسی می‌توان به پاشش کم یا عدم پاشش، مقاومت بالا، عدم وجود عیوب همجوشی، تشکیل مهره‌های جوش با ظاهر عالی، جذابیت بالا برای اپراتور، سطوح پایین اعوجاج ناشی از گرما، قابلیت جوشکاری خارج از موقعیت و… اشاره نمود.

مراحل انجام جوشکاری میگ

در این بخش از مقاله به فرایند و مراحل انجام جوشکاری میگ به‌صورت مرحله‌به‌مرحله پرداخته‌ایم:

1. اطمینان از رعایت موارد ایمنی

استفاده از لباس کار ایمن و مناسب، دستکش، عینک ایمنی و ماسک جزو ملزومات شروع فرایند هر نوع جوشکاری محسوب می‌شود.

2. پاک‌سازی و آماده‌سازی فلز

همان‌طور که پیش‌تر اشاره کردیم الکترودهای MIG در برابر زنگ‌زدگی، کثیفی، روغن و سایر آلاینده‌ها مقاوم نیستند، در نتیجه پیش از شروع جوشکاری باید آنها را با برس‌های مخصوص تمیز کرد.

3. آماده‌سازی تجهیزات و منبع تغذیه

قبل از ایجاد قوس الکتریکی از اتصال کابل‌ها و سلامت آنها اطمینان حاصل نموده و سپس نسبت به تعیین قطبیت الکترود اقدام نمایید. جوشکاری میگ به قطب مثبت و DC یا پلاریته معکوس احتیاج دارد. پس از تعیین قطبیت الکترود نوبت به تنظیم جریان گاز می‌رسد. در این مرحله تنظیمات گاز محافظ را فعال کرده و میزان جریان را روی 20 تا 25 فوت مکعب در ساعت قرار دهید.

در مرحله بعد، به بررسی میزان تنش (Tension) با استفاده از راهنمای دستگاه بپردازید. تنش زیاد یا خیلی کم روی هارد رول یا توپی قرقره سیم باعث عملکرد ضعیف سیستم تغذیه می‌شود.

4. انتخاب سیم مناسب

به‌طورکلی برای جوشکاری فولادها دو نوع سیم متداول وجود دارد. می‌توانید برای جوشکاری‌های همه‌منظوره از طبقه‌بندی AWS ER70S-3  و در صورت نیاز به دی اکسیدکننده‌های بیشتر برای جوشکاری بر روی فولاد کثیف یا زنگ‌زده، از سیم ER70S-6 استفاده کنید.

همچنین برای جوشکاری طیف وسیعی از ضخامت فلزات می‌توان از سیم با قطر 0.030 اینچی و برای جوشکاری مواد نازک‌تر، از سیم‌هایی با قطر 0.023 اینچی استفاده نمود. این سیم ها در کاهش گرمای ورودی تا حد زیادی موثرند.

5. انتخاب گاز محافظ مناسب

نوع گازی که در فرایند جوشکاری میگ استفاده می‌شود تعیین‌کننده مقدار نفوذ جوش به فلز پایه، ویژگی‌های مکانیکی جوش و ویژگی‌های قوس جوشکاری است. گازهای محافظ آرگون، دی اکسید کربن، اکسیژن و مخلوط ویژه‌ای از گازها با هلیوم از متداول‌ترین گازهای محافظ جوشکاری میگ محسوب می‌شوند.

اما به‌طورکلی ترکیب 75 درصد آرگون، 25 درصد دی اکسید کربن (که C25 نیز نامیده می شود) به عنوان بهترین گاز محافظ همه منظوره برای فولاد کربنی درنظر گرفته شده است؛ زیرا این ترکیب کمترین میزان پاشش و بهترین ظاهر دانه‌بندی را ایجاد نموده و باعث سوختن سطحی فلزات نازک نمی‌شود.

6. تنظیم ولتاژ و آمپراژ

مقدار ولتاژ و آمپراژ در جوشکاری MIG باید با درنظرگرفتن ویژگی‌هایی همچون ضخامت فلز، نوع فلز، پیکربندی اتصال، موقعیت جوشکاری، گاز محافظ و سرعت تغذیۀ سیم تعیین شود.

سخن پایانی

جوشکاری میگ (MIG) نوعی جوشکاری پرطرف‌دار و محبوب است که برای انواع فلزها به کار برده شده و در صنایع مختلفی مورداستفاده قرار می‌گیرد و همچنین امکان یادگرفتن آن برای افراد مبتدی نیز به‌راحتی وجود دارد.