ריתוך TIG הוא תהליך מסובך הדורש אלמנטים רבים, כולל הקמת גז מגן כגון ארגון כדי להקל על הריתוך ולהגן על אזור הריתוך. גזי מיגון הם גזים אינרטיים או אינרטיים למחצה המשמשים בדרך כלל בתהליכי ריתוך MIG (גז אינרטי מתכתי) וגם בתהליכי ריתוך TIG (גז אינרטי טונגסטן). ארגון הוא גז חסכוני ושגרתי עבור רתכי TIG ידניים לשימוש למיגון.
אז איך מישהו צריך להגדיר ארגון לריתוך TIG? רתך חייב להגדיר כהלכה את הארגון כגז מגן בתהליך ריתוך TIG על ידי הבטחת אספקת הגז הנכון במיכל מספיק עם ווסת ארגון יעיל. זהו שלב חשוב בתהליך ריתוך TIG על מנת להגן על חומר הריתוך ולשמור על זרימה יעילה ליציבות ריתוך קשת.
מכיוון שריתוך TIG, במיוחד, דורש מיומנות, דיוק ובטיחות, חיוני לרתכי TIG ידניים להבין כיצד להגדיר ארגון כגז מגן לריתוך מוצלח. לכן, רשימת בדיקה להגדרה היא כלי מועיל בנוסף להבנת התהליך הכולל, הציוד וההכנה הדרושים לריתוך TIG. מאמר זה מספק רשימת בדיקה ומידע נוסף שכזה.
ריתוך TIG
ריתוך TIG הוא תהליך ריתוך ידני המשמש בעיקר לחיבורי ריתוך קריטיים או כאשר נדרשים ריתוכים מדויקים וקטנים. הוא משמש גם לריתוך חלקים דקים של מתכות שאינן פלדה נפוצה, כגון נירוסטה ואלומיניום, מגנזיום או סגסוגות נחושת. אספקת הכוח לריתוך בזרם קבוע מייצר אנרגיה חשמלית המוליכה על פני הקשת דרך עמודה של אדי גז ואדי מתכת מיוננים מאוד.
ריתוך גז אינרטי (TIG), הידוע גם בשם ריתוך קשת גז טונגסטן (GTAW), הוא תהליך ריתוך בקשת המשתמש באלקטרודת טונגסטן שאינה מתכלה לייצור הריתוך. אזור הריתוך והאלקטרודה מוגנים מפני חמצון וזיהום אחר על ידי גז מגן אינרטי כגון ארגון או הליום. בנוסף, מתכת מילוי משמשת גם ברוב המקרים.
טונגסטן היא מתכת קשה אך שבירה, מעט רדיואקטיבית. בהשוואה למתכות אחרות, יש לו שימושים מוגבלים. עם זאת, בריתוך TIG, טונגסטן הופך לאלקטרודה שאינה מתכלה. אלקטרודה זו משמשת ליצירת קשת הריתוך.
ישנם יתרונות רבים לריתוך TIG, כולל:
- שליטה רבה יותר למפעיל על הריתוך
- מאפשר ריתוכים חזקים יותר, טובים יותר ומדויקים יותר
- צדדיות בריתוך חומרים חלופיים
עם זאת, ישנם גם חסרונות לריתוך TIG, כולל:
- תהליך מורכב יותר מאשר ריתוכים אחרים
- יכול להיות קשה לרתכים ללמוד ולשלוט
- איטי יותר מרוב טכניקות הריתוך האחרות
ריתוך TIG מחייב את הרתך להשתמש בשתי ידיים, אחת כדי להחזיק את לפיד ה-TIG שמייצר את הקשת והשנייה כדי להוסיף את מתכת המילוי למפרק הריתוך. תהליך ריתוך ייחודי זה מקשה על לימוד ריתוך TIG, אך הוא נחשב לשיטת ריתוך רב-תכליתית ואיכותית.
איך עובד ריתוך TIG
ריתוך TIG דורש שלושה אלמנטים: חום, מיגון ומתכת מילוי.
- החום מופק על ידי החשמל העובר דרך אלקטרודת הטונגסטן על ידי יצירת קשת למתכת.
- המיגון מופק מבקבוק דחוס או ממיכל גז, בדרך כלל ארגון, שזורם לאזור הריתוך כדי להגן עליו מהאוויר.
- מתכת המילוי היא חוט טבול ידנית לתוך הקשת לצורך התכה.
רתך יפעיל את זרימת הגז, הממוקמת לרוב דרך שסתום על לפיד TIG. זרימה זו של גז מגן ארגון מגינה על אזור הריתוך מהאוויר. לאחר מכן, הרתך מחזיק את הלפיד מעל מפרק הריתוך קרוב מספיק כדי שהלפיד לא יגע במתכת. הרתך לוחץ על דוושת רגל, ואלקטרודת הטונגסטן על הלפיד מתחילה בקשת.
ברגע שהקשת הזו מתחילה, שתי פיסות המתכת שיש לרתך מתחילות להימס וליצור שלולית. לאחר מכן הרתך טובל חוט ריתוך לתוך הקשת כדי למלא את המפרק וליצור חתיכת מתכת אחת.
תכונות מתכת הטונגסטן מאפשרות לקשת לשמור על טמפרטורה של עד 11,000 מעלות פרנהייט. בשל נקודת ההיתוך הגבוהה והמוליכות החשמלית הטובה שלה, אלקטרודת הטונגסטן אינה נשרפת.
דרוש ציוד לריתוך TIG
ישנם מספר אלמנטים של ציוד הנדרשים לריתוך TIG, ואחד המרכיבים העיקריים הוא גז מגן, כגון ארגון. ציוד זה כולל: לפיד ריתוך, אלקטרודת טונגסטן שאינה מתכלה, אספקת חשמל לריתוך בזרם קבוע ומקור גז מגן.
לפיד ריתוך
ניתן להפעיל לפידי ריתוך TIG באופן אוטומטי או ידני. הם דומים בבנייה, אך הלפיד הידני כולל ידית. בנוסף, ניתן לגוון את “זווית הראש” בכמה לפידים ידניים לפי העדפת המפעיל.
לפידי מתכת אלו מעבירים זרם וחום ביעילות, ואלקטרודת הטונגסטן מוחזקת בחוזקה במרכז הלפיד. יציאות המקיפות את האלקטרודה מספקות זרימה של גז מגן. הלפיד כולל פלסטיק עמיד בחום ומבודד המכסה את רכיבי המתכת כדי להגן על הרתך מפני חום וחשמל.
אֶלֶקטרוֹדָה
אלקטרודת TIG עשויה טונגסטן או מסגסוגת בשל טמפרטורת ההיתוך הגבוהה ביותר שלה מבין מתכות טהורות. בגלל זה, האלקטרודה לא נצרכת במהלך הריתוך, אם כי כמה שריפה או שחיקה יכולה להתרחש.
ספק כוח
ריתוך TIG משתמש במקור כוח זרם קבוע כך שהזרם והחום נשארים קבועים יחסית גם אם מרחק הקשת או המתח משתנים. זה חשוב במיוחד בריתוך TIG ידני מכיוון שהמפעיל חייב להחזיק את הלפיד ולשמור על יציבות הקשת. אספקת חשמל זרם קבוע מונעת שינויים בחום, מה שעלול לגרום לריתוך להיות קשה יותר.
מקורות כוח לריתוך TIG כוללים יכולות התחלת קשת הרמה או יכולות הרמה והתחלת קשת בתדר גבוה.
גז מגן
גזי מגן נדרשים בריתוך TIG על מנת להגן על אזור הריתוך מגזים באטמוספרה, כגון חנקן, מימן וחמצן. גזים אלו עלולים לגרום לפגמי היתוך ולפרוח את חומר הריתוך אם הם באים במגע עם האלקטרודה, הקשת או מתכת הריתוך.
גז המיגון, ארגון ברוב המקרים, מעביר גם חום מאלקטרודת הטונגסטן למתכת ועוזר להתחיל ולשמור על קשת יציבה. הרכב גז המגן תלוי במספר גורמים, כגון החומר המרותך, עיצוב המפרק והמראה המיועד של מראה הריתוך הסופי. עם זאת, ארגון משמש ברוב פרויקטי ריתוך TIG.
שימוש בארגון כגז מגן
המטרה העיקרית של גזי מיגון, כגון ארגון, היא להגן על אזור הריתוך מפני החמצן ואדי המים באוויר. בהתאם לחומרי הריתוך, גזים אטמוספריים יכולים להגביר את קשיי הריתוך ו/או להפחית את איכות הריתוך. בחירת גז מגן לא תקין בעת ריתוך עלולה להוביל לריתוך נקבובי או חלש. זה יכול גם לגרום להתזות מוגזמות של חומר ריתוך, מה שמוסיף זמן ועבודה לניקוי.
ארגון הוא יסוד (מספר 18 בטבלה המחזורית) הנחשב גם לגז אצילי. זהו הגז השלישי בשכיחותו בכדור הארץ. הארגון הוא חסר צבע, חסר ריח, לא דליק, לא רעיל, והוא משמש לרוב כגז מגן אינרטי.
עבור ריתוך TIG, ארגון הוא בחירה יעילה וחסכונית למדי כגז מגן אינרטי, מה שהופך אותו לגז המגן הנפוץ ביותר. גזי המגן חשובים בשל תכונותיהם של מוליכות תרמית והעברת חום, צפיפותם ביחס לאוויר והדרך בה הם עוברים יינון.
הארגון כבד יותר מאוויר, ולכן הוא “מכסה” את הריתוך ולכן דורש קצבי זרימה נמוכים יותר מגזים קלים יותר מאוויר. העברת חום חיונית כאשר מדובר בחימום הריתוך סביב הקשת. בנוסף, יכולת היינון משפיעה על קלות תחילת הקשת ועל המתח הנדרש.
מכיוון שתנועה אטמוספרית, כמו כל רוח או טיוטה, גורמת לגז המגן להתפזר סביב הריתוך, ריתוך TIG נעשה בדרך כלל בתוך הבית בסביבה יציבה כך שניתן למנוע במידת מה מגזים אטמוספריים להיכנס לאזור הריתוך. גזי מיגון, כגון ארגון, מספקים הגנה נוספת לאזור הריתוך מפני גזים אטמוספריים אלו.
ארגון חשוב גם כשזה מגיע לתפקידו בשמירה על יציבות הקשת. זה מביא לחדירת ריתוך מוגברת, העברת תיל מילוי טובה יותר ומראה ריתוך טוב יותר עבור פרויקט הריתוך.
כיצד להכין התקנה לריתוך TIG
למרות שריתוך TIG מייצר ריתוכים איכותיים ומועיל לפרויקטי ריתוך קריטיים, הקמה לריתוך TIG יכולה להיות מאיימת עבור מי שלא מכיר את התהליך. מערך זה כולל בחירת גודל וסוג טונגסטן הנכונים, בחירת גודל הכוס המתאים, והגדרת גז מיגון וזרימתו. להלן ההכנות הבסיסיות למערכת ריתוך TIG והחומרים הנדרשים:
- גז מגן: כמעט 90% מיישומי ריתוך TIG יכולים להיעשות עם 100% ארגון כגז המגן. זה כולל ריתוך פלדת פחמן, נירוסטה ואלומיניום. מדי פעם מערבבים ארגון והליום כדי לספק קשת חמה יותר על מנת לרתך סגסוגות של אלומיניום ונחושת. לחומרים אלו מוליכות תרמית גבוהה, והוספת הליום מביאה להתחלה קלה ומהירה יותר עבור תהליך ריתוך TIG.
- סוג טונגסטן: עבור ריתוך TIG, טונגסטן בדרך כלל מסוגגת עם אלמנטים שונים כדי להשיג תוצאות או מאפיינים מסוימים עבור ריתוך. בהתאם לפרויקט, ניתן להשתמש בטונגסטן טהור, טהורי, או ceriated.
- גודל טונגסטן: גודל הטונגסטן הנדרש תלוי ביישום, בעיקר בעובי חומר הריתוך. חומר עבה יותר דורש יותר זרם ולכן טונגסטן גדול יותר.
- זרימת גז: ריתוך TIG דורש פחות זרימת גז עבור רוב היישומים. ייתכן שיהיה צורך בזרימה רבה יותר עבור גדלי כוסות גדולים יותר.
- קוטביות: יש להשתמש בזרם ישר (DC) לריתוך פלדה ונירוסטה. יש להשתמש בזרם חילופין (AC) בעת ריתוך אלומיניום ומגנזיום.
ישנם גורמים רבים שכדאי לזכור ולשקול בעת הכנה לריתוך TIG. עם זאת, תשומת לב כזו לפרטים בהקמה לתהליך תבטיח פרויקט ריתוך בטוח ומוצלח.
כיצד להגדיר ארגון עבור ריתוך TIG
על מנת להגדיר את הארגון כגז מגן לריתוך TIG, על הרתכים להחליט איזה סוג גז ארגון לרכוש, גודל מיכל הגז הדרוש, סוג ווסת ארגון לשימוש ולחץ ארגון מומלץ.
- סוג גז ארגון: רתכי TIG ידני צריכים להשתמש בארגון שהוא 99.99% טהור. ארגון “טהור” מתייחס לגז המורכב מארגון ללא תערובת גז אחרת. זהו אחד מגזי הריתוך הנפוצים ביותר, וחברות אספקת גז גדולות נושאות אותו ומוכרות אותו בגדלים שונים של מיכלי דחיסה.
- גודל מיכל: רתכים רוצים להבטיח שיש להם מספיק גז מגן, ולכן קביעת גודל המיכל של הארגון הנדרש תלויה בתדירות השימוש הפוטנציאלית, הגדרת הלחץ במהלך הריתוך והגדרות קדם/אחרי זרימה לפרויקט הריתוך. רתכים יכולים לבדוק עם הספקים מה הם מלאים בדרך כלל ומה זמין בכל הנוגע לגודל המיכל. מיכל ממוצע מחזיק כ-3-6 חודשים, תלוי בשימוש.
- וסת ארגון: מיכלי גז ארגון, הידועים כבלוני ארגון, אינם מגיעים בדרך כלל עם וסת ארגון. עם זאת, לרוב הרתכים מומלץ לרכוש ווסת מתאים כדי להבטיח ריתוכים מוצלחים.
- סוג ווסת ארגון: רוב ווסתי הארגון מבוססים על זרימה על מנת לווסת זרימה רציפה עבור הרתך. עם זאת, לחלק ממערכות הריתוך יש מערכות בקרה מובנית של ארגון הדורשות ווסתים מיוחדים כדי לווסת את לחץ הארגון הזורם לתוך המכונה. רתכים צריכים להתייעץ עם הספקים שלהם לקבלת הצעות לגבי סוגי ווסתי ארגון.
- לחץ ארגון מומלץ: רוב מערכות הריתוך פועלות בצורה הטובה ביותר בלחץ של 10 psi. לחץ זה יכול להיות מותאם בדרך כלל בהתאם לחומר העבודה ולבליטה של האלקטרודה. ככל שהאלקטרודה בולטת יותר, כך נדרש יותר לחץ ארגון לכיסוי מיגון תקין.
לאחר שהרתך קבע את הארגון כהלכה כגז המגן וההכנה לריתוך TIG הושלמה, תהליך הריתוך מוכן להתחיל. הסעיף הבא מציג רשימת בדיקה קצרה כדי להבטיח שהכל, כולל הארגון, מוגדר לריתוך TIG.
רשימת רשימות להגדרת ארגון ותכונות אחרות עבור ריתוך TIG
רשימת בדיקה כללית כוללת מוצגת כאן להגדרת ארגון וציוד אחר לריתוך TIG. יש להשתמש ברשימת בדיקה זו לאחר ביצוע כל ההכנות ורכישת אספקה לתהליך ריתוך TIG.
- ודא שכל הציוד מוכן, מוכן ומתפקד כראוי.
- ודא שכל אמצעי הבטיחות ננקטו בסביבת הריתוך ולהגנה על הרתך.
- חבר את לפיד הריתוך.
- חבר את צינור גז הארגון והווסת.
- חבר את השלט הרחוק על ידי חיבור דוושת רגל או שלט בקצות האצבע למכונה.
- חבר את מהדק העבודה או הקרקע לתוך המכונה והדק את הקצה השני לחלק העבודה או לשולחן.
- בחר קוטביות על ידי החלפת הגדרת הזרם ל-AC או DC, בהתאם לחומר הריתוך.
- הכן טונגסטן על ידי שחיקה עד נקודה עם גלגל שחיקה.
- הרכיבו את הלפיד לריתוך והתקינו את הטונגסטן.
- בדוק את ספק הכוח כדי לוודא שהוא תואם לדירוג המכונה והתחבר בהתאם לנוהל המדריך של הבעלים.
חשיבות הבטיחות
לרוב, ארגון הוא גז בטוח מאוד לשימוש בריתוך TIG. זה לא רעיל ולא יישרף. עם זאת, מכיוון שהארגון מאוחסן במיכל דחוס, פרוטוקול בטיחות מתאים הוא חיוני כדי למנוע תאונות או פציעות. בנוסף, מכיוון שרוב ריתוך ה-TIG מתבצע באזורים סגורים והארגון צפוף יותר מאוויר, אוורור מתאים הכרחי לבריאותם ולרווחתם של הרתכים המשתמשים בתהליך זה.
יישומים ומאפיינים של ריתוך TIG ידני
לריתוך TIG יש יישומי שטח רבים, כולל פסי הרכבה וייצור ותיקונים באתר. תהליך ה-TIG, שהוצג ונעשה בשימוש רב בשנות ה-40, ידוע בתקני איכות גבוהים וריתוכים אמינים. עם סוג זה של ריתוך, אין כמעט עשן ריתוך או שאריות.
ניתן לרתך את רוב המתכות באמצעות נהלי TIG, כולל נירוסטה, טיטניום, מגנזיום, אלומיניום ונחושת. התהליך יציב, מייצר איכות מעולה וליקויי ריתוך הם בדרך כלל נדירים. היעדר פגמים זה נובע בין השאר משימוש בארגון כגז מגן להגנה על חומרי הריתוך ולשמירה על קשת יעילה לרתך.
ציוד ריתוך TIG אכן דורש השקעה גבוהה יותר מאשר סוגי ריתוך אחרים ברוב המקרים. בנוסף, התהליך יכול להימשך זמן רב יותר, והאנרגיה הנדרשת לריתוך עשויה להיות מעט גבוהה יותר. ריתוך TIG יכול גם לדרוש סביבה מעט נקייה יותר, כדי להפחית את הנוכחות וההפרעות של גזים אטמוספריים.
ריתוך, בכל צורה שהיא, היא מיומנות מפותחת מאוד. ריתוך TIG ידני דורש אפילו יותר מיומנות, דיוק ומומחיות משיטות ותהליכים אחרים. עם זאת, התוצאות בדרך כלל מוצלחות ואיכותיות. חשוב לרתכים המעוניינים לבצע ריתוך TIG להבין את כל ההיבטים של התהליך, כולל הכנת החומרים והציוד והקמת לפיד הריתוך, האלקטרודה, אספקת החשמל וגז המגן – שארגון הוא הנפוץ והיעיל שבהם