چرا «گاز جوشکاری» امروز یک موضوع استراتژیک است؟
زمانی جوشکاری فقط به قوس الکتریکی، الکترود و مهارت جوشکار خلاصه میشد. اما با ورود فرآیندهای مدرن مثل MIG/MAG و TIG، استفاده از گازهای محافظ و گازهای سوختی به بخش جداییناپذیر جوشکاری تبدیل شد.
امروزه:
- کیفیت ظاهری جوش
- استحکام مکانیکی اتصال
- سرعت و بهرهوری تولید
- میزان پاشش (اسپاتر)
- و حتی هزینه نهایی پروژه
بهشدت به انتخاب صحیح گاز جوشکاری وابسته است.
در این مقاله، بهصورت کامل و ساختارمند بررسی میکنیم:
- چرا در جوشکاری به گاز نیاز داریم؟
- گازهای بیاثر و واکنشپذیر چه تفاوتی دارند؟
- هر گاز برای چه نوع جوش و چه متریالی مناسب است؟
- گازهای ترکیبی (Mix) در جوشکاری چه مزیتی دارند؟
- مهمترین نکات ایمنی در کار با گازهای جوشکاری چیست؟
و در انتها، اشارهای خواهیم داشت به نقش پارسیاگاز در تأمین گازهای مورد نیاز کارگاههای جوش و برش.
نقش گاز در جوشکاری چیست؟
در فرآیندهای جوشکاری مدرن، گازها چند نقش کلیدی دارند:
1. محافظت از حوضچه مذاب (Shielding):
در جوشکاریهای MIG، MAG و TIG، گاز محافظ مانع ورود اکسیژن، نیتروژن، رطوبت و ذرات هوا به حوضچه مذاب میشود. اگر هوا وارد ناحیه جوش شود، حباب، تخلخل و جوش ضعیف ایجاد میشود.
2. ایجاد قوس پایدار و کنترل شکل جوش:
نوع گاز و ترکیب آن بر شکل قوس، عرض و عمق نفوذ، سیالیت مذاب و ظاهر پاس جوش تأثیر مستقیم دارد.
3. گرم کردن فلز (گازهای سوختی):
در جوشکاری شعلهای و برش حرارتی، گاز سوخت (مثل استیلن) همراه با اکسیژن، شعلهای با دمای بسیار بالا ایجاد میکند که برای ذوب یا برش فلز بهکار میرود.
4. پاکسازی پشت جوش (Back Purging):
در جوشکاری استیل ضدزنگ و آلیاژهای حساس، گاز پاکسازی زیر ریشه جوش را از تماس با هوا محافظت میکند تا از اکسیداسیون و کاهش کیفیت جلوگیری شود.
5. پوشش فضاهای بسته بعد از جوش (Backing / Blanketing):
برخی مخازن و قطعات حساس بعد از جوش، با گاز خنثی پر میشوند تا از خوردگی، اکسیداسیون یا آلودگی جلوگیری شود.
📌 بیشتر بخوانید: گازهای ترکیبی کالیبراسیون (Calibration Gas Mixtures)
دستهبندی کلی گازهای جوشکاری: خنثی و واکنشپذیر
گازهای مورد استفاده در جوشکاری را میتوان به دو دسته اصلی تقسیم کرد:
1. گازهای خنثی (Inert Gases)
این گازها در شرایط جوشکاری با فلزات و عناصر دیگر واکنش شیمیایی نمیدهند.
نمونهها:
کاربرد:
- جوشکاری TIG
- جوشکاری MIG آلومینیوم و استیل زنگنزن
- فرآیندهایی که به جوش تمیز، بدون تغییر ترکیب شیمیایی فلز نیاز دارند.
2. گازهای واکنشپذیر (Active Gases)
این گازها در حین جوش، در واکنش با حوضچه مذاب یا محیط نقش فعال دارند.
نمونهها:
- دیاکسیدکربن (CO₂)
- اکسیژن (O₂)
- هیدروژن (H₂)
- نیتروژن (N₂) در برخی آلیاژهای خاص
کاربرد:
- بهبود نفوذ
- افزایش سرعت جوش
- کنترل شکل و ظاهر جوش
- استفاده در جوشکاری MAG فولادهای کربنی و کمآلیاژ
در عمل معمولاً از ترکیب گاز خنثی + گاز فعال استفاده میشود تا هم مزایای پایداری و محافظت خوب حفظ شود و هم ویژگیهای متالورژیکی جوش بهبود یابد.
📌 بیشتر بخوانید: کیفیتسنجی هوای فشرده (Compressed Air Quality): چرا مهم است؟
انواع کارکرد گاز در فرآیندهای جوشکاری
1. گاز محافظ (Shielding Gas)
در جوشکاریهای MIG/MAG و TIG حتماً نیاز به گاز محافظ است، مگر اینکه از الکترودهای مغزی (Flux-Cored) با شار داخلی استفاده شود که خودشان محافظ ایجاد میکنند.
گاز محافظ:
- از ورود اکسیژن و نیتروژن جلوگیری میکند.
- شکل قوس را پایدار نگه میدارد.
- روی عمق نفوذ و میزان اسپاتر اثر دارد.
- ظاهر جوش (صاف، برجسته، ناصاف) را تغییر میدهد.
2. گاز پاکسازی (Purge Gas)
در جوشکاری لولهها، مخازن و به خصوص فولاد زنگنزن، داپلکس و تیتانیوم، از گاز پاکسازی برای پشت درز جوش استفاده میشود. گاز (معمولاً آرگون یا نیتروژن) داخل لوله یا پشت جوش جریان داده میشود تا:
- ریشه جوش اکسید نشود.
- رنگپریدگی و پوسته اکسیدی تشکیل نشود.
- خواص مکانیکی فلز جوش حفظ شود.
3. گاز گرمایشی (Heating / Fuel Gas)
در جوشکاری شعلهای (Oxy-Fuel) و برش حرارتی، گازهایی مثل:
- استیلن
- پروپان
- متان
در ترکیب با اکسیژن، شعلهای داغ و متمرکز ایجاد میکنند که برای:
- برش فولاد
- پیشگرم فلز قبل از جوش
استفاده میشود.
4. گاز روپوشی یا پوششی (Blanketing / Backing)
در برخی موارد، پس از پایان جوشکاری، فضای داخل مخزن یا قطعه با گاز خنثی مانند نیتروژن یا آرگون پر میشود تا از:
- خوردگی
- اکسیداسیون
- ورود رطوبت یا آلودگی
جلوگیری شود.
📌 بیشتر بخوانید: فرآیند پاکسازی نیتروژنی؛ استانداردسازی ایمنی و تضمین پایداری عملیات صنعتی
معرفی گازهای مهم در جوشکاری و کاربرد آنها
بیایید بهصورت جداگانه سراغ گازهای متداول جوشکاری برویم:
1. آرگون (Argon)
نوع: گاز نجیب، خنثی، بیاثر
ویژگیها:
- واکنشناپذیر با فلزات
- قوس بسیار پایدار
- شروع قوس آسان در TIG
- سنگینتر از هوا → پوشش خوب روی حوضچه مذاب
کاربردها در جوشکاری:
- جوشکاری TIG آلومینیوم، استیل، مس، نیکل و آلیاژها
- جوشکاری MIG آلومینیوم و فولاد زنگنزن
- گاز پایه در بسیاری از مخلوطهای جوشکاری
آرگون معمولاً در ترکیب با CO₂، O₂، He و H₂ استفاده میشود.
2. دیاکسیدکربن (CO₂)
نوع: گاز فعال
مزایا:
- قیمت بسیار مناسب
- نفوذ نسبتاً عمیق
- مناسب جوشکاری فولاد کربنی
معایب:
- اسپاتر (پاشش) زیاد
- قوس ناپایدارتر نسبت به آرگون
- ظاهر جوش خشنتر
کاربردها:
- جوشکاری MAG فولاد کربنی
- اغلب به صورت مخلوط با آرگون (مثلاً Ar+CO₂) تا کیفیت جوش بهبود یابد.
CO₂ خالص بیشتر در کاربردهای ارزان و ضخامتهای معمولی استفاده میشود.
3. اکسیژن (O₂)
نوع: گاز بهشدت واکنشپذیر
نقش در جوشکاری:
- در مقادیر کم (۱–۵٪) به مخلوط آرگون اضافه میشود
- بهبود سیالیت حوضچه مذاب
- افزایش سرعت حرکت تورچ
- کمک به تمیز شدن سطح جوش
همچنین:
در جوش و برش شعلهای همراه با استیلن یا پروپان، نقش اکسیدکننده و تأمینکننده اکسیژن احتراق را دارد.
4. استیلن (C₂H₂)
نوع: گاز سوخت بسیار قابل اشتعال
مزایا:
- بالاترین دمای شعله در بین گازهای سوخت متداول
- بسیار مناسب برای برش فولاد و جوشکاری شعلهای
کاربردها:
- جوش و برش اکسیاستیلن (Oxy-Acetylene)
- پیشگرم کردن قطعات
- مناسب کارگاههای تعمیراتی و مواردی که نیاز به برق نیست
5. هلیوم (He)
نوع: گاز نجیب، خنثی
ویژگیها:
- سبکتر از هوا
- رسانش حرارتی بالا
- ایجاد قوس داغتر و نفوذ عمیقتر
کاربرد در جوشکاری:
- بهعنوان گاز محافظ در جوشکاری TIG و MIG
- مناسب برای آلومینیوم، مس، آلیاژهای مس، قطعات ضخیم
- اغلب در ترکیب با آرگون (Ar+He) برای ایجاد تعادل بین پایداری قوس و گرمای ورودی
6. نیتروژن (N₂)
نوع: گاز تقریباً خنثی در شرایط معمول
ویژگیها:
- فراوانترین گاز جو → ارزان و در دسترس
- واکنشپذیری نسبتاً محدود، اما در برخی آلیاژها اثرگذار
کاربرد در جوشکاری:
- گاز محافظ در برش لیزر و برش پلاسما
- گاز پاکسازی (Back Purge) در استیلهای آستنیتی و آلیاژهای حاوی نیتروژن
- گاز پوششی داخل مخازن پس از جوش
تقریباً هرگز برای فولاد کربنی به عنوان گاز محافظ اصلی استفاده نمیشود، چون میتواند منجر به تردی یا تغییر خواص شود.
7. هیدروژن (H₂)
نوع: گاز بسیار واکنشپذیر، قابل انفجار
ویژگیها:
- ظرفیت گرمایی بسیار بالا
- ایجاد دمای زیاد در قوس
کاربردها:
- به مقدار محدود در مخلوط با آرگون (Ar+H₂) برای TIG استیل زنگنزن
- بهبود نفوذ و تمیز شدن سطح جوش
نکته:
مقادیر بالای هیدروژن میتواند خطر ترک هیدروژنی و حوادث ایمنی را افزایش دهد؛ بنابراین درصد استفاده باید دقیق و کنترلشده باشد.
8. هوای فشرده (Compressed Air)
هوای فشرده مستقیماً بهعنوان گاز محافظ در جوش استفاده نمیشود؛
اما:
- در برش پلاسما بهعنوان گاز کمکی
- برای پاککردن قطعات از گردوغبار و براده
- برای دمیدن و تمیزکاری محیط جوش
بهکار میرود.
همچنین همراه سوخت، در برخی مشعلها برای پیشگرم استفاده میشود.
📌 بیشتر بخوانید: گازهای ترکیبی (Mix) چه هستند و چه کاربردی دارند؟
گازهای ترکیبی (Mix) در جوشکاری؛ چرا ترکیب میکنیم؟
هیچ گازی کامل و بینقص نیست.
گازهای ترکیبی کمک میکنند نقاط قوت چند گاز در یک سیستم جمع شوند.
چند ترکیب پرکاربرد:
1. آرگون + CO₂
- متداولترین گاز جوشکاری MAG فولاد
- تنظیم نسبت CO₂ بین ۵ تا ۲۰٪
- درصد پایین CO₂ → جوش صافتر، اسپاتر کمتر
- درصد بالاتر → نفوذ بیشتر، هزینه کمتر
2. آرگون + CO₂ + O₂
- افزودن چند درصد اکسیژن → سیالیت بهتر حوضچه
- سرعت جوش بالاتر
- مناسب جوشکاری قطعات صنعتی با حجم تولید بالا
3. آرگون + هلیوم
- برای آلومینیوم، مس، آلیاژهای مس
- هلیوم → نفوذ عمیقتر و گرمای بیشتر
- آرگون → قوس پایدار و شروع راحت
4. آرگون + هیدروژن
- برای جوشکاری TIG استیل زنگنزن
- هیدروژن → تمیز شدن سطح و نفوذ بیشتر
- فقط درصد پایین و کنترلشده، بهدلیل خطر ترک
5. نیتروژن + هیدروژن
- برای جوشکاری استیلهای زنگنزن خاص
- افزایش خواص مکانیکی و نفوذ
- استفاده تخصصی در کاربردهای صنعتی خاص
📌 بیشتر بخوانید: چگونه گاز اکسیژن تولید میشود؟
نکات ایمنی مهم در کار با گازهای جوشکاری
1. گازهای قابل اشتعال (استیلن، هیدروژن، پروپان):
- همیشه در فضای تهویهشده
- دور از شعله باز
- استفاده از شیر و رگولاتور استاندارد
- وجود کپسول آتشنشانی نوع B در نزدیکی محل جوش
2. گازهای خنثی (آرگون، هلیوم، نیتروژن):
- اگر در فضای بسته استفاده شوند، خطر خفگی ایجاد میکنند.
- حتماً تهویه و سیستم هشدار گاز در فضاهای محدود لازم است.
3. مخازن تحت فشار:
- ضربه به شیر کپسول میتواند آن را به «موشک» تبدیل کند.
- همیشه از کلاهک محافظ استفاده کنید.
- کپسولها را با زنجیر یا بست محکم به دیوار متصل کنید.
4. کار در فضاهای بسته:
- از فن تهویه، اگزاست، سنسور گاز و تجهیزات ایمنی استفاده کنید.
- هرگز تنهایی در فضای محدود جوشکاری نکنید.
📌 بیشتر بخوانید:مقایسه انواع گازهای صنعتی
جمعبندی: چگونه گاز مناسب جوشکاری را انتخاب کنیم؟
برای انتخاب گاز مناسب باید به این موارد توجه کنیم:
- نوع فرآیند جوش: MIG، MAG، TIG، Oxy-Fuel، برش پلاسما
- نوع فلز: فولاد کربنی، استیل زنگنزن، آلومینیوم، مس، آلیاژهای نیکل
- ضخامت قطعه
- کیفیت مورد نیاز (تزئینی، سازهای، فشار بالا)
- هزینه قابل قبول
- تجهیزات موجود در کارگاه
بهطور خلاصه:
- آرگون و مخلوطهای آن → همهفنحریف در جوشکاریهای TIG و MIG
- CO₂ و ترکیبات Ar+CO₂ → بهترین انتخاب اقتصادی برای فولاد کربنی
- هلیوم → برای آلومینیوم و قطعات ضخیم
- نیتروژن و هیدروژن → بیشتر در کاربردهای خاص و ترکیبی
📌 بیشتر بخوانید: مزایای استفاده از نیتروژن در لاستیکها؛ آیا جایگزین بهتری برای هوای معمولی وجود دارد؟
پارسیاگاز؛ تأمینکننده انواع گازهای جوشکاری و گازهای ترکیبی
پارسیاگاز توانایی تأمین طیف گستردهای از گازهای جوشکاری را دارد، از جمله:
- آرگون خالص و مخلوطهای آرگون با CO₂، O₂، He، H₂
- CO₂ با خلوص صنعتی
- اکسیژن صنعتی برای جوش و برش
- استیلن
- نیتروژن و هلیوم
- گازهای ترکیبی ویژه بر اساس درخواست مشتری
اگر در کارگاه جوشکاری، کارخانه، یا پروژه صنعتی خود نیاز به:
- انتخاب صحیح گاز
- مشاوره در مورد ترکیب گازی مناسب
- تأمین پایدار و ایمن سیلندر، دوئر یا تانک گاز
دارید، کارشناسان پارسیاگاز آماده ارائه مشاوره تخصصی هستند.
📞 برای استعلام قیمت، ثبت سفارش یا دریافت راهنمای انتخاب گاز مناسب جوشکاری، با تیم پارسیاگاز تماس بگیرید.
