لحام TIG (لحام الغاز الخامل بالتنغستن)تُعرف أيضًا باسم GTAW، وهي نوع من عمليات اللحام بالقوس الكهربائي باستخدام أقطاب كهربائية من التنجستن غير قابلة للانصهار، محمية بغاز خامل (عادةً الأرجون). من أهم مميزاتها جودة اللحام العالية، وخط اللحام النظيف، وملاءمتها للحام عالي الدقة لمجموعة متنوعة من المواد المعدنية.
خلفية تطور لحام TIG
نشأت هذه التقنية في الأربعينيات من القرن الماضي لتصنيع هياكل سبائك الألومنيوم للطائرات، ثم تم استخدامها على نطاق واسع في صناعات الطاقة النووية وبناء السفن والإلكترونيات والمعدات الطبية، لتصبح واحدة من تقنيات اللحام الدقيق التي لا غنى عنها في الصناعة الحديثة.
مبدأ لحام TIG
تستخدم عملية اللحام بتقنية TIG مصدر طاقة تيار مستمر أو تيار متردد لصهر المعدن من خلال قوس كهربائي عالي الحرارة يتولد بين قطب كهربائي من التنجستن وقطعة العمل. يوفر الغاز الخامل حماية من تلوث اللحام بالأكسجين والنيتروجين الموجودين في الهواء.
مكونات معدات لحام TIG
- وحدة تزويد الطاقةلحام تيار ثابت DC أو AC
- مسدس اللحام: بما في ذلك حامل قطب التنجستن، وفوهة الغاز، ونظام التبريد بالماء، وما إلى ذلك.
- قطب التنجستن: التنجستن النقي (W)، والتنجستن المحتوي على الثوريوم (WT20)، والتنجستن السيريوم (WC20) وما إلى ذلك.
- نظام الغاز الواقي: يتكون أساسًا من غاز الأرجون، ومجهز بجهاز تحكم في التدفق وأسطوانات غاز.
- معدن الحشو (اختياري): سلك لحام مطابق للمادة الأساسية.
- نظام التبريد: يجب أن تكون شعلة اللحام عالية الطاقة التي تستخدم تبريدًا مائيًا مزودة بمبرد.
معايير عملية اللحام بتقنية TIG ونقاط التحكم
| غرض | نطاق المعلمات (مثال) | وصف عنصر التحكم |
| النوع الحالي | التيار المستمر (DC) / التيار المتردد (AC) | التيار المتردد للألمنيوم، والتيار المستمر للفولاذ المقاوم للصدأ |
| الحجم الحالي | 15-300 أمبير | يعتمد ذلك على سمك اللوحة وقطر القطب الكهربائي |
| تدفق الغاز | 8-15 لتر/دقيقة | مستقر في الغرفة بدون تدفق غاز زائد |
| قطر قطب التنجستن | 1.0-4.0 مم | أقطاب كهربائية رقيقة للوحات رقيقة |
| زاوية شعلة اللحام | ميل من 10 إلى 15 درجة | مناسب لحماية الغاز ومساحة التشغيل |
| التحكم في طول القوس | 1-3 مم | كلما قصر طول القوس، زاد عمق الانصهار |
المواد وطرق اللحام المناسبة للحام TIG
المواد المتاحة للحام TIG
- الفولاذ المقاوم للصدأ (النوع الأوستنيتي، النوع المزدوج)
- سبيكة ألومنيوم (سلسلة 6000، 7000)
- سبيكة المغنيسيوم، سبيكة التيتانيوم
- النحاس وسبائكه
- سبائك درجات الحرارة العالية (إنكونيل، هاستيلوي)
أنواع عديدة من لحام TIG
•اللحام التناكبي
•لحام فيليه
•لحام الأنابيب والصفائح بتقنية TIG
•اللحام أحادي الجانب بتقنية TIG والقولبة ثنائية الجانب
مزايا وعيوب لحام TIG
مزايا لحام TIG
- لحام عالي الجودة، يكاد يخلو من الخبث والمسامية
- لحام جميل، مناسب للأجزاء الظاهرة
- التحكم الدقيق في عمق الذوبان وعرض الذوبان
- بيئة نظيفة وخالية من التناثر
عيوب لحام TIG
- سرعة لحام بطيئة
- متطلبات تشغيل عالية
- ارتفاع التكاليف (الغاز، والإلكترود، ونظام التبريد المائي)
- غير مناسب للسماكات الكبيرة ولحام الإنتاج العالي
النقاط الفنية لعملية لحام TIG
طحن الأقطاب الكهربائية
- يجب أن يكون حادًا على شكل "رأس قلم رصاص".
- سطح أملس، بدون نتوءات
- حافظ على اتجاه الطحن متوافقًا مع المحور
بدء القوس الكهربائي وإغلاق القوس الكهربائي
- يعتمد بدء القوس الكهربائي على وضع بدء التشغيل عالي التردد لتجنب ملامسة المادة الأساسية.
- قبل إغلاق القوس، يجب إيقاف الغاز مع تأخير لضمان عدم تأكسد اللحام أثناء عملية التبريد (حماية الغاز العكسي).
مهارات التشغيل اليدوي
- ثبّت اليد وراقب البركة المنصهرة.
- تحرك بسرعة منتظمة لتجنب الاهتزاز
- تغذية سلكية متزامنة، إيقاع ثابت
المشاكل الشائعة والتدابير الوقائية في لحام TIG
| نوع العيب | الأسباب المحتملة | التدابير الوقائية |
| فتحات الغاز | تدفق غاز غير كافٍ، ملوثات | حافظ على نقاء الغاز، ونظّف سطح المادة الأساسية |
| الشقوق | التسخين المسبق غير الكافي، والتبريد السريع جدًا | التحكم في معدل التبريد، التسخين المسبق المناسب |
| فشل الاندماج | تيار منخفض، يتحرك بسرعة كبيرة | اضبط المعلمات الحالية، وقلل سرعة اللحام |
| أورام اللحام | التحكم غير المستقر في حوض الذوبان، التغذية الزائدة | حسّن مهارات التعامل مع الأسلاك، وقم بتغذية السلك بالكمية المناسبة. |
اعتبارات السلامة والبيئة عند استخدام لحام TIG
- ارتدِ قناعًا واقيًا من الأشعة فوق البنفسجية لمنع حروق القوس الكهربائي
- حافظ على تهوية جيدة لتجنب تراكم غاز الأرجون
-قم بتنظيف المواد القابلة للاشتعال في منطقة العمل لمنع نشوب حريق
-استخدم قفازات لحام معزولة، وأكمام واقية من الحرارة.
دراسة حالة تطبيقية للحام TIG (موجزة)
الحالة 1: لحام المعدات الطبية المصنوعة من الفولاذ المقاوم للصدأ
المادة: فولاذ مقاوم للصدأ 304
المتطلبات: لحام بدون مسامية، شكل موحد
العملية: لحام TIG DC، تحكم منخفض التيار في عمق الانصهار، تأخير حماية الأرجون 10 ثوانٍ
النتائج: لتلبية متطلبات الاختبار غير المتلف، لا يلزم صقل اللحام
الحالة الثانية: لحام مبادل حراري من سبائك الألومنيوم
المادة: صفيحة ألومنيوم 6061
معايير العملية: لحام التيار المتردد، التسخين المسبق إلى 120 درجة مئوية، استخدام التحكم النبضي لمنع الاحتراق
النتائج: قوة، إحكام إغلاق يفي بمعايير الاختبار
الاتجاهات المستقبلية في لحام TIG
- تكامل الأتمتة: يُستخدم نظام روبوت اللحام بالقوس الكهربائي (TIG) على نطاق واسع في مجال الطيران والفضاء والرعاية الطبية
- التحكم الذكي: تحكم ذو حلقة مغلقة من خلال التعرف على صورة حوض الصهر
- لحام TIG النبضي عالي التردد: تحسين كفاءة وجودة اللحام للمواد الرقيقة
- تطوير تقنية اللحام متعدد المواد: لتلبية احتياجات وصلات المعادن المختلفة
تاريخ النشر: 29 مايو 2025