TIG หมายถึงอะไร? คู่มือจัดซื้อจัดจ้างฉบับสมบูรณ์สำหรับ GTAW

คำย่อนี้เข้าใจง่าย: TIG ย่อมาจาก Tungsten Inert Gas (ทังสเตนแก๊สเฉื่อย) ศัพท์ทางวิศวกรรมอย่างเป็นทางการที่ใช้ในมาตรฐาน AWS D1.1 และ ISO คือ GTAW (การเชื่อมอาร์กทังสเตนแก๊ส)

แต่ถ้าคุณถามผม หรือช่างเชื่อมอาวุโสคนใดก็ตามในโรงงาน RapidManufacturing ของผม คำว่า TIG หมายถึงอย่างอื่น: “เวลาคือทองคำ”

ทำไม? เพราะการเชื่อม TIG เป็นวิธีที่ช้าที่สุด ยากที่สุด และแพงที่สุด กระบวนการเชื่อม เรานำเสนอวิธีการนี้ และยังเป็นกระบวนการเดียวที่สามารถสร้างรอยเชื่อมคุณภาพระดับเอ็กซ์เรย์บนอลูมิเนียม แมกนีเซียม หรือไทเทเนียมบางๆ ได้อย่างสมบูรณ์แบบ

ในฐานะเจ้าหน้าที่จัดซื้อหรือวิศวกรโครงการ คุณไม่ควรสนใจแค่ว่าตัวอักษรเหล่านั้นหมายถึงอะไร คุณต้องรู้ด้วยว่าทำไมถึงต้องเห็นตัวอักษรเหล่านั้น “การเชื่อม TIG” การพิมพ์แบบเพิ่มเนื้อวัสดุจะทำให้ต้นทุนแรงงานของคุณเพิ่มขึ้นเป็นสองเท่า และนั่นเป็นเหตุผลว่าทำไมสำหรับชิ้นส่วนที่สำคัญบางชิ้น การเพิ่มเนื้อวัสดุจึงคุ้มค่าทุกบาททุกสตางค์อย่างแน่นอน

“กายวิภาค” ของกระบวนการ: เหตุใดจึงแตกต่างออกไป

เพื่อให้เข้าใจถึงต้นทุน คุณต้องเข้าใจถึงความซับซ้อนเสียก่อน ต่างจาก MIG (GMAW) ที่เครื่องจักรป้อนลวดโดยอัตโนมัติและทำงานไป 50% TIG เป็นกระบวนการที่ทำด้วยมือทั้งหมด เป็นกระบวนการที่ต้องใช้ "สองมือ" และต้องอาศัยความคล่องแคล่วเหมือนศัลยแพทย์

• มือขวา: ใช้มือจับหัวเชื่อม เพื่อควบคุมความยาวของอาร์ค (แรงดันไฟฟ้า) หากมือของช่างเชื่อมสั่นเพียง 1 มิลลิเมตร แรงดันไฟฟ้าจะผันผวน และปริมาณความร้อนที่ป้อนเข้าไปก็จะเปลี่ยนแปลงไป
• มือซ้าย: จุ่มลวดเชื่อมลงในบ่อหลอม ขั้นตอนนี้ช่วยควบคุมความแข็งแรงของรอยเชื่อม ช่างเชื่อมต้องค่อยๆ จุ่มลวดเชื่อมลงในบ่อหลอมอย่างเป็นจังหวะ
• เดอะฟุต: ควบคุมกระแสไฟฟ้าผ่านแป้นเหยียบ นี่คือ... "แก๊ส ใช้ "แป้นเหยียบ" เพื่อควบคุมความร้อน เมื่อชิ้นส่วนร้อนขึ้น ช่างเชื่อมต้องปล่อยแป้นเหยียบเพื่อป้องกันการไหม้ทะลุ

มันเหมือนกับการควบคุมวงดนตรีซิมโฟนีไปพร้อมๆ กับการหลอมโลหะ นี่คือเหตุผลที่ช่างเชื่อม TIG มักได้รับค่าจ้างรายชั่วโมงสูงกว่าช่างเชื่อม MIG ประมาณ 30%

ขั้วไฟฟ้าทังสเตน (ตัว “T” ใน TIG)

หัวใจสำคัญของกระบวนการนี้คือ ทังสเตน. ทังสเตนมีปริมาณสูงที่สุด จุดหลอมเหลว โลหะบริสุทธิ์ใดๆ (3,422°C / 6,192°F) มันไม่หลอมละลายเข้าไปในรอยเชื่อม เพียงแต่เป็นตัวนำพาประกายไฟฟ้าเท่านั้น

เคล็ดลับสำคัญ: การทำความสะอาดด้วย AC (ทำไมอลูมิเนียมจึงต้องการการเชื่อม TIG)

นี่คือส่วนที่บทความสไตล์ "วิกิ" ส่วนใหญ่ล้มเหลว พวกเขาบอกว่าการเชื่อม TIG เหมาะสำหรับอลูมิเนียม แต่พวกเขาไม่ได้บอกรายละเอียดเพิ่มเติม ทำไม.

นี่คือความเป็นจริงทางวิศวกรรม:

• อลูมิเนียมบริสุทธิ์ ละลายที่ 660 ° C.
• อลูมิเนียมออกไซด์ (ผิวหนังด้านบน) ละลายที่ 2,072 ° C.

ถ้าคุณพยายามเชื่อมผ่านชั้นออกไซด์โดยไม่ทำความสะอาดก่อน โลหะด้านในจะละลาย ในขณะที่ผิวชั้นนอกยังคงแข็งตัวอยู่ มันเหมือนกับการพยายามละลายน้ำแข็งภายใน... แนะนำห่อด้วยพลาสติกแรปให้แน่น ถุงโดยไม่ต้องเผาถุง

การเชื่อม TIG แก้ปัญหานี้โดยใช้ กระแสสลับ (AC).

1. วงจร EP (ขั้วบวก): กระแสไฟฟ้าไหล ออก ของแผ่นโลหะ สิ่งนี้ทำหน้าที่เหมือน เครื่องพ่นทรายโดยการดึงชั้นออกไซด์ออกจากพื้นผิวโดยตรง เราเรียกกระบวนการนี้ว่า... “ปฏิบัติการทำความสะอาด”
2. รอบ EN (ขั้วลบ): กระแสไฟฟ้าไหล เข้าไป โลหะจะช่วยให้เกิดการแทรกซึมลึกเพื่อเชื่อมรอยต่อให้ติดกัน

ฮีโร่ผู้ล่องหน: ก๊าซป้องกัน (อาร์กอน เทียบกับ ฮีเลียม)

“IG” ย่อมาจาก ก๊าซเฉื่อยเราใช้ก๊าซเพื่อป้องกันไม่ให้โลหะหลอมเหลวสัมผัสกับบรรยากาศ (ออกซิเจนและไนโตรเจน) หากอากาศสัมผัสกับโลหะหลอมเหลว จะเกิดรูพรุน (ฟองอากาศ) ทันที

ที่ RapidManufacturing เราไม่ได้ใช้แค่ก๊าซอาร์กอนมาตรฐาน เราออกแบบส่วนผสมของก๊าซโดยพิจารณาจากชิ้นส่วนของคุณ:

• ก๊าซอาร์กอน 100%: เป็นมาตรฐานอุตสาหกรรม เหมาะสำหรับเหล็กและอลูมิเนียมบาง ให้ประกายไฟที่เสถียรและเงียบ
• ส่วนผสมของอาร์กอนและฮีเลียม: โหมด “เทอร์โบ” ฮีเลียมมีกำลังสูงกว่า การนำความร้อนเมื่อเราเชื่อมวัสดุหนา ทองแดง หรือสำหรับแผ่นระบายความร้อนอะลูมิเนียมหนา เราจะเติมฮีเลียมลงไปในส่วนผสม ฮีเลียมจะทำให้ประกายไฟร้อนและกว้างขึ้น ทำให้เราสามารถเชื่อมได้ลึกโดยไม่ต้องทำให้ชิ้นส่วนร้อนเกินไปจนเสียหาย

หมายเหตุสำหรับผู้ซื้อ: หากซัพพลายเออร์ของคุณคิดค่าบริการเพิ่มเติมสำหรับ "ก๊าซผสม" นั่นไม่ใช่การเอาเปรียบคุณ ก๊าซฮีเลียมมีราคาแพง แต่ช่วยให้มั่นใจได้ว่ารอยเชื่อมจะหลอมรวมกันอย่างแน่นหนา

การควบคุมคุณภาพ: ข้อบกพร่องที่เราคอยตรวจสอบ

การเชื่อม TIG นั้นสะอาด แต่ก็ไม่ใช่เรื่องมหัศจรรย์ มีข้อบกพร่องเฉพาะบางอย่างที่เราต้องตรวจสอบภายใต้กล้องจุลทรรศน์กำลังขยายของเรา

การรวมทังสเตน

นี่เป็นคุณสมบัติเฉพาะของการเชื่อม TIG หากช่างเชื่อมบังเอิญสัมผัสแอ่งหลอมเหลวด้วยปลายทังสเตน ชิ้นส่วนเล็กๆ ของทังสเตนจะหักออกและจมลงไปในรอยเชื่อม

• ทำไมมันเรื่อง: ทังสเตนมีความแข็งและความหนาแน่นมากกว่าเหล็ก เมื่อตรวจสอบด้วยรังสีเอ็กซ์ จะปรากฏเป็นจุดสีขาวสว่าง ซึ่งในระหว่างการใช้งาน จะทำให้เกิดจุดรวมความเค้นและเป็นจุดเริ่มต้นของรอยแตก
• มาตรฐานของเรา: เรามีนโยบายไม่ยอมรับการปนเปื้อนของทังสเตนในชิ้นส่วนอากาศยานและภาชนะรับแรงดันโดยเด็ดขาด

ความพรุน (ลักษณะคล้ายฟองน้ำ)

ลักษณะเช่นนี้ดูเหมือนรูเล็กๆ บนผิวรอยเชื่อม มักเกิดขึ้นเนื่องจากกระแสลมพัดก๊าซปกคลุมออกไป หรือ—ที่พบได้บ่อยกว่า—วัสดุสกปรก

• กฎ TIG: “ถ้าคุณใช้มันไม่ได้ คุณก็ใช้ไม่ได้” เชื่อม TIG “เราต้องเช็ดด้วยอะซิโตนและใช้แปรงลวดขัดทุกซอกทุกมุมของรอยต่อก่อนที่ประกายไฟจะเกิดขึ้น”

คู่มือการจัดซื้อจัดจ้าง: การวิเคราะห์ผลตอบแทนจากการลงทุน (ROI) ระหว่างการเชื่อม TIG และ MIG

ผมมักเห็นแบบพิมพ์สำหรับชิ้นส่วนเหล็กโครงสร้างขนาดใหญ่ที่ระบุว่า "การเชื่อม TIG" ซึ่งมักเป็นความผิดพลาดของวิศวกรฝึกหัดที่คิดว่า "TIG = ดีกว่า" คุณกำลังจ่ายเงินซื้อเฟอร์รารี่เพื่อมาไถนา

ต่อไปนี้คือรายละเอียดที่เราใช้เพื่อช่วยลูกค้าเพิ่มประสิทธิภาพต้นทุน BOM (Bill of Materials):

ตำนาน “กองเหรียญสิบเซนต์”

คุณคงเคยเห็นภาพในอินสตาแกรมแล้ว รอยเชื่อมนั้นดูเหมือนเหรียญที่เรียงซ้อนกันอย่างเป็นระเบียบแล้วล้มลง

คำเตือน: รอยเชื่อมที่สวยงามไม่ได้หมายความว่าจะแข็งแรงเสมอไป ในช่วง 30 ปีที่ผ่านมา ผมเคยเห็นรอยเชื่อมที่สวยงามราวกับ "กองเหรียญสิบเซนต์" แต่ไม่มีการแทรกซึมเข้าไปถึงรากเลย เพราะช่างเชื่อมมัวแต่จดจ่ออยู่กับจังหวะการเชื่อมมากกว่าความร้อน

นี่คือเหตุผลว่าทำไมภาพอย่างเดียวจึงไม่เพียงพอ สำหรับข้อต่อที่สำคัญ เราจึงทำการผ่าตัด การวิเคราะห์ภาคตัดขวางระดับมหภาคเราตัดชิ้นงานตัวอย่าง ขัดเงา และกัดด้วยกรดเพื่อพิสูจน์ว่า "เหรียญสิบเซนต์" ด้านบนนั้นหลอมรวมติดกับโลหะด้านล่างจริง ๆ

คำถามที่พบบ่อย

นี่คือคำถามที่ลูกค้าของฉันถามบ่อยที่สุดระหว่างการออกแบบเพื่อการจัดการ (DFM - Design for FM) การผลิต) รีวิว

ถาม: การเชื่อม TIG แข็งแรงกว่าการเชื่อม MIG หรือไม่?

A: ในทางเทคนิคแล้ว ไม่หากทั้งสองอย่างทำได้อย่างสมบูรณ์แบบโดยใช้ลวดเชื่อมที่ถูกต้องแล้ว ความต้านทานแรงดึง เหมือนกันทุกประการ (ขึ้นอยู่กับลวดเชื่อม ไม่ใช่กระบวนการ) อย่างไรก็ตาม การเชื่อม TIG นั้นสะอาดกว่าและมีข้อบกพร่องน้อยกว่า (เช่น การหลอมรวมไม่สมบูรณ์) ในวัสดุบาง ซึ่งมักทำให้การเชื่อม TIG เป็นที่นิยมมากกว่า เชื่อถือได้มากขึ้น ในการใช้งานจริงที่เกี่ยวข้องกับความล้า

ถาม: สามารถเชื่อม TIG โลหะที่เป็นสนิมหรือสกปรกได้หรือไม่?

A: ไม่ได้อย่างแน่นอน. การเชื่อม TIG นั้นไม่ทนต่อสิ่งปนเปื้อนอย่างยิ่ง น้ำมัน สี สนิม หรือสารเคลือบอะโนไดซ์จะทำให้เกิดปัญหา ส่วนโค้งจะเคลื่อนที่ไปมาและการเชื่อม ทำให้เกิดรูพรุนจำนวนมาก ซึ่งทำให้ต้นทุนสูงขึ้น เพราะเราต้องเตรียมและทำความสะอาดวัสดุให้สมบูรณ์แบบก่อนที่จะเปิดเครื่อง

ถาม: ทำไมราคาซ่อม TIG ของผมถึงสูงกว่าราคาซ่อม MIG มากขนาดนี้?

A: มันลงมาที่ เวลาอาร์ค และ อัตราการสะสมเครื่องเชื่อม MIG สามารถเชื่อมโลหะได้ 10 ปอนด์ต่อชั่วโมง ในขณะที่เครื่องเชื่อม TIG อาจเชื่อมได้เพียง 1 ปอนด์ต่อชั่วโมง คุณจ่ายเงินเพื่อความแม่นยำและคุณภาพด้านความสวยงาม ไม่ใช่ปริมาณโลหะที่เชื่อมได้

ถาม: สามารถเชื่อมโลหะต่างชนิดกันด้วยวิธีการเชื่อม TIG ได้หรือไม่?

A: ในบางกรณีก็ใช่ (เช่น คาร์บอน) เหล็กถึงสแตนเลส (เชื่อมเหล็กโดยใช้ลวดเชื่อม 309) แต่คุณไม่สามารถเชื่อมอลูมิเนียมกับเหล็กโดยตรงด้วยวิธี TIG ได้ สำหรับงานเหล่านั้น เราขอแนะนำ การประสานสูญญากาศ or การเชื่อมแบบกวนด้วยแรงเสียดทานซึ่งเราก็ให้การสนับสนุนเช่นกัน

สรุป: ควรชำระเบี้ยประกันภัยเมื่อใด

แล้ว TIG หมายถึงอะไร?
มันหมายถึง ความแม่นยำ มันหมายถึง ควบคุม. มันหมายถึง “ไม่ต้องบด”

เป็นกระบวนการที่เราใช้เมื่อคำว่า "ดีพอแล้ว" ไม่ใช่ตัวเลือกที่เหมาะสม ใช้ TIG สำหรับ:

1. ห้องสุญญากาศและภาชนะรับแรงดัน: แม้แต่รูเล็กๆ เพียงรูเดียวก็หมายถึงความล้มเหลว
2. อุปกรณ์สำหรับอุตสาหกรรมอาหารและยา: รอยเชื่อมที่เรียบเนียนช่วยป้องกันการเจริญเติบโตของแบคทีเรีย
3. ส่วนประกอบภาพ: รอยเชื่อมเป็นส่วนหนึ่งของความสวยงามในการออกแบบ

หากคุณไม่แน่ใจว่าโครงการต่อไปของคุณต้องการความแม่นยำของ TIG หรือความเร็วของ MIG โปรดส่งไฟล์ CAD ของคุณมาให้เรา ทีมงานของเราจะตรวจสอบรูปทรงของรอยเชื่อมและแนะนำแนวทางที่คุ้มค่าที่สุดเพื่อให้ได้ชิ้นส่วนที่ผ่านการรับรอง

อ้างอิง

1. AWS D17.1/D17.1M:2017: ข้อกำหนดสำหรับการเชื่อมแบบฟิวชั่นสำหรับการใช้งานด้านการบินและอวกาศ. สมาคมการเชื่อมอเมริกัน.
2. มิลเลอร์ เวลด์ส: แนวทางการเชื่อม TIG (GTAW). มิลเลอร์ อิเล็คทริค.
3. สมาคมอลูมิเนียม: การเชื่อมอลูมิเนียม: ทฤษฎีและการปฏิบัติ. อลูมิเนียม.org.