منبع قدرت
 بيشتر از ترانسفورماتور به همراه ركتي فاير(يک سو کننده جريان) استفاده مي شود تا هر دو جريان AC و DC قابل استفاده باشد.شدت جريان بين 5 تا 800 آمپر است. لذا از ضخامت هاي كم در حد زرورق تا ضخامت7-6  ميلي متر مس قابل جوشكاري است.
سيستم كنترل كننده
• شامل مدارهاي مختلفي بسته به خودكار يا دستي بودن دستگاه براي تنظيم سرعت پيشروي، كنترل مسير، مدار جرقه  H.F،دريچه هاي مخصوص قطع و وصل جريان گاز، دريچه هاي مخصوص قطع و وصل جريان آب براي مشعل خنك شونده با آب و كليدهاي DC به AC و تنظيم نوعقطب بندي، شدت جريان و ولتاژ است.

• جريان گاز با كليدي بر روي تورچ وصل شده و چند ثانيه )قابل تنظيم (پس از قطع و خاموش شدن قوس  قطع مي شود.
• دريچه هاي آبگرد با كنترل دماي آب توسط ترموستات كنترل مي شوند و در صورت افزايش دماي آب به بيش از حد معيني، به منظور جلوگيري از آسيب به تورچ جريان برق توسط سنسوري قطع مي شود.در ترانسفورماتورها از مدار جرقه با فركانس بالا (شامل تعدادي خازن كه با يك ترانسفورماتور كم قدرت شارژ شده) براي تامين ولتاژ اضافي در حين عوض شدن قطبيت در AC و لذا شروع مجدد قوس استفاده مي شود. اين مدار در لحظه شروع قوس نيز ولتاژ چند ده هزار ولت را در حد چند ميلي ثانيه به وجود مي آورد. اين جريان نوساني داراي فركانسي در حدود  4-3  مگاهرتز است.
• در برخي موارد قسمتي براي تغذيه سيم جوش و كنترل آن متناسب با ساير پارامترها و حتي پيشگرم كردن سيم جوش قبل از تغذيه در نظر گرفته مي شود.
• در برخي دستگاه ها امكان جوش  TIG نقطه اي(spot TIG)  با كنترل طول زمان روشن بودن قوس با دقت بالا وجود دارد.
• در برخي دستگاه هاي پيشرفته علاوه بر جريان هاي تناوبي سينوسي و خطي يكنواخت، از جريان ضرباني(پالسي) استفاده شده كه به TIG ضرباني(Pulsed TIG)  معروف است. در

اين حالت امكان تنظيم جريان مينيمم، ماكزيمم و زمان هاي مربوط به هر يك وجود دارد]

واحد تامين گاز محافظ
• شامل كپسول، رگولاتور، دبي سنج و شيلنگ گاز است. گاز به سيستم كنترل متصل بوده و از طريق اين مجموعه به مشعل متصل است. لذا لازم نيست براي هر بار جوشكاري شير كپسول باز يا بسته شود كه اتلاف گاز را در پي دارد.

سيستم سرد كننده با آبي
• معمولا در دستگاه هاي با رديف آمپر پايين مشعل ساده بوده و سيستم سردكننده با آبگرد لازم نيست، اما در مشعل با جريان هاي متوسط و بالا نيازمند سيستم آبگرد است.
• به دو صورت مدار باز (لوله كشي و فاضلاب) و مدار بسته (شبيه رادياتور شامل مخزن و فن خنك كننده) است.
• تنظيم با دريچه هاي مخصوص و ترموستات انجام مي شود.
• ممكن است فيلترهايي در مسير آبگرد وجود داشته كه لازم است هرچند وقت يكبار تميز شود.

مشعل تفنگي ( Gun Torch)
• در نوع دستي و خودكار تا حدي متفاوت است اما اجزاي كلي آنها مشابه است. تلاش ها بر اين اساس است كه در نوع دستي سبكي، سهولت استفاده، تعويض الكترود و نازل و تغيير زاويه الكترود رعايت شود.
• مشعل تفنگي شامل قسمت هاي زير است: 

• بدنه مشعل: اغلب دولايه و با لايه خارجي از جنس پليمر عايق است. لوله ورود گاز محافظ، لوله رفت و برگشت آب و كابل جريان به انتهاي دسته يا بدنه مشعل وارد مي شود. همچنين كلاهكي روي بدنه قرار گرفته كه با چرخاندن آن فشار روي لوله مسي نگهدارنده الكترود برداشته شده و الكترود تنگستني جدا مي شود.
• لوله مسي نگهدارنده الكترود: قطر بيروني آن ثابت اما قطر داخلي ان تابع قطر الكترود است. در نوك آن شكاف هايي وجود داشته كه حالت مخروطي داشته و با فشار كلاهك و جمع شدن نوك لوله مسي، الكترود در داخل آن محكم نگه داشته مي شود.
• نارل سراميكي يا فلزي: قطر آن با توجه به قطر الكترود تنگستني و طرح اتصال انتخاب مي شود. نوع سراميكي ترد بوده و بايستي مراقب ضربه خوردن آن بود.
• كليد روي مشعل: به صورت فشاري (با انگشت شست) يا اهرمي (با چهار انگشت) خاموش و روشن شده و دريچه هاي گاز محافظ و آبگرد و مدار HFبا ترتيب خاصي با كنترل مدار كنترل كننده عمل شده مي كنند. در نوع خودكار كليد به صورت ميكروسوئيچ جداگانه طراحي شده است.
• توري: گاهي بين لوله مسي نگهدارنده الكترود و نازل قرار گرفته تا پخش گاز محافظ بهتر صورت گيرد.
• الكترود تنگستن: به راحتي قابل تعويض است. البته از الكترودهاي از جنس فلزاتي مانند موليبدن  با نقطه ذوب بالا مي توان استفاده كرد اما تنگستن خالص يا آلياژهاي آن با 1-2 درصد توريا(اکسيد توريم) يا زيركونيم متداول تر است. الکترودهاي تنگستني با 2% اکسيد سريوم يا اکسيد توريوم نسبت به تنگستن خالص قابليت نشر الکترون و حمل جريان الکتريسيته ي بهتر و مقاومت به آلودگي بيش تري را دارا مي باشند. بدين ترتيب شروع قوس و پايداري قوس با اين الکترود ها راحت تر و بهتر مي باشند. با توجه به نشر ترمي يونيک الکترون در فرآيند GTAW، هر چقدر تابع کار عنصري براي آزاد کردن الکترون کم‌تر باشد نشر الکترون در درجه حرارت پايين تري اتفاق مي افتد. همچنين اين عناصر آلياژي افزايش مقاومت در برابر ذوب شدن و اكسيد شدن را داشته و البته ناخالص شدن جوش را نيز سبب مي شوند.انواع ديگر الکترود با اکسيدهاي زيرکونيوم، لانتانيوم و حتي منيزيم نيز وجود دارند، که البته هر کدام کاربرد مربوط به خود را دارا مي باشند.
• قطر الكترود از دهم ميلي متر تا 8 ميلي متر متغير است كه نوع باريك آن در كارهاي ظريف و با آمپر كم و نوع قطور در در آمپرهاي بالا و كارهاي نسبتا ضخيم كاربرد دارد. زاويه تراش نوك الكترود روي عمق نفوذ جوش و تمركز حرارت قوس موثر است.

جوشکاری تنگستن با گاز ارگون

جوشکاری TIG با استفاده از گاز بی اثر آرگون: همزمان با رشد سریع و فزاینده کاربرد فلزات در ساخت انواع قطعات و ساختارهای مورد نیاز در صنایع مختلف که دامنه ای گسترده از کوچکترین قطعات با ابعاد میلیمتری تا برجهای عظیم مورد استفاده در صنایع پالایشگاهی و سکوهای چند هزار تنی نفتی و کشتیهای غول پیکر نظامی و غیر نظامی و ... را در بر می گیرد ، علم و فن جوشکاری نیز به عنوان مهمترین روش اتصال قطعات فلزی دچار دگرگونی گردیده و با اصلاح روشهای قدیمی سعی در بهبود اتصالهای ایجاد شده بوسیله جوشکاری شده است.یکی از روشهای جوشکاری که در این مقاله مورد بررسی قرار گرفته است ، روش جوشکاری قوسی (قوس الکتریک) با الکترد تنگستن در حضور گـاز بی اثر آرگـون GTAW می باشد که به اختصار  (TIG) نامیده می­ود.

در این مقاله ابتدا جوشکاری و روش قوسی بصورت خلاصه تعریف گردیده و پس از آن مهمترین عوامل آن از جمله الکترودها،گاز آرگون و فلز تنگستن که فلز پایه ساخت الکترودهای مورد استفاده در این روش می باشد به تفکیک مورد بررسی قرار گرفته است.در هر قسمت ابتدا یک معرفی اجمالی از عامل مورد نظر صورت گرفته و پس از آن خطرات و روشهای مقابله با آن بیان گردیده است.

امید است خواننده پس از مطالعه این نوشته ضمن آشنائی با این روش جوشکاری و خطرات ناشی از آن با بکارگیری عوامل حفاظتی و تدابیر ایمنی مناسب نسبت به حذف یا کاهش عوامل زیان­ور این روش جوشکاری اقدام نماید؛

اضافه می نماید در این نوشتار تنها عوامل خاص این نوع جوشکاری مورد بررسی قرار گرفته لکن خطرات و عوامل زیان آور عمـومی ناشی از عملیات جوشکاری از جمله فیوم­ا،گازها و پرتوهای ماوراءبنفش ساطع شده نباید نادیده انگاشته شود و تدابیر حفاظتی در این خصوص مطابق سایر روشهای جوشکاری بایستی رعایت گردد.

تعاریف :

الف) جوشکاری : فرآیند جوشکاری پدیده فیزیکی پیچیده‌ای است که شامل حرارت،تشعشع،گاز و ... می‌باشد.

انجام‌پذیری عمل جوشکاری مستلزم اعمال حرارت در محل اتصال می‌باشد تا قطعاتی که بایستی به هم متصل گردند ذوب شده و همزمان با انجماد محدوده ذوب شده به یکدیگر پیوند خورند.

برای تولید حرارت موردنیاز وابسته به نوع کار از روشهای مختلفی استفاده می‌گردد. برخی از این روشها عبارتند از روش مقاومت الکتریکی،روش قوس الکتریکی و نیز استفاده از اکسیژن و گاز. حرارت تولید شده باید به اندازه‌ای باشد که بتواند عمل ذوب را در محل اتصال انجام داده و یا در صورت استفاده از فلز پرکننده آن را ذوب نماید.

ب) جوشکاری به روش قوس الکتریکی:در این روش حرارت موردنیاز در منطقه جوش بوسیله قوس الکتریکی ایجاد شده بین الکترود از یک طرف و قطعه کار از طرف دیگر تولید می گردد،در این روش نیز کار به دو گونه صورت می‌پذیرد:
اول : استفاده از الکترودهای ثابت که غیرمصرفی هستند و فلز پرکننده بایستی به صورت جداگانه وارد منطقه جوش گردد.
دوم : استفاده از الکترودهای مصرفی که خود تامین‌کننده فلز پرکننده در منطقه مورد جوشکاری می‌باشد.

سوم: جوشکاری با روش قوس الکتریکی بوسیله گاز محافظ: چون در حین فرآیند جوشکاری فلزات بصورت مذاب درمی‌‌آیند همواره احتمال ورود گازهای اتمسفر به داخل مذاب وجود دارد. همچنین اکثر فلزات تمایل به واکنش با اکسیژن دارند که این میل به اکسیدشدن با افزایش درجه حرارت بویژه در حالت مذاب به صورت چشمگیری افزایش می‌یابد. بنابراین در فرآیند جوشکاری مخصوصاً روشهای ذوبی منطقه جوش که حاوی مذاب می‌باشد بایستی از تماس با اتمسفر دور نگه داشته شود چون در غیر اینصورت باعث بروز مشکلاتی خواهد شد که مهمترین آنها عبارتست از :

1) اکسیداسیون در منطقه جوش که معایب زیر را به همراه خواهد داشت :

1-1) اکسیدها ضعیف‌،ترد و شکننده هستند و محبوس شدن ذرات اکسید در داخل فلز جوش باعث کاهش خواص مکانیکی از جمله استحکام کششی و ضربه‌ای و کاهش مقاومت به خوردگی می‌گردد.

1-2) جلوگیری از اتصال دو قطعه در صورت تشکیل لایه های اکسید که در برخی موارد رخ می‌دهد.

1-3) پوسته شدن منطقه مجاور مذاب

2) تماس ازت (نیتروژن) با مذاب که می‌تواند باعث بروز مشکلات زیر گردد.

2-1) تشکیل نیترید محبوس شده در فلز جوش که معمولاً باعث تردی و کاهش خواص مکانیکی می‌شود.
2-2) ایجاد تخلخل و مک در جوش در اثر بدام افتادن حبابهای نیتروژن در فلز جوش.

نوع خاصی از روش قوس در حضور گاز محافظ که در این مطلب به بررسی آن می‌پردازیم روش GTAW می‌باشد که در اصطلاح به آن TIG گفته می شود.

لازم به ذکر است نـوع دیگـری از جوشکـاری قوسـی با گـاز محــافظ بــه نــام GMAW (Gas Metal Arc Welding) وجود دارد که در اصطلاح به آن MIG(Metal Inert Gas) گفته می‌شود که در این روش گرمای موردنیاز در منطقه جوش بوسیله یک الکترود مصرفی که تأمین کننده فلز جوش می باشد،تولید می‌گردد و منطقه جوشکاری نیز بوسیله یک گاز بی اثر محافظت می‌گردد تا از ایجاد عیوب پیش گفته در آن جلوگیری شود.

روش TIG :

در این روش گرمای موردنیاز جهت تولید مذاب در منطقه جوش بوسیله الکترود مصرف نشدنی از جنس تنگستن ایجاد شده و یک گاز خنثی که معمولاً آرگـون یا هلیـوم می‌باشد جهت حفاظت منطقه مذاب در محل دمیده می‌شود. همچنین فلز پرکننده موردنیاز در منطقه جوش همزمان با ایجاد قوس الکتریکی بایستی به این منطقه وارد گردد تا قطعات موردنظر به یکدیگر متصل گردند.

برخی از مزایای جوشکاری TIG :

1- کیفیت جوشکاری بسیار خوب در مورد جوشکاری بیشتر فلزات و آلیاژها

2- قابلیت استفاده در قطعات با ضخامت های مختلف

3- عدم پاشش مذاب در منطقه جوش و جلوگیری از پهن‌شدگی منطقه جوش

4- قابلیت استفاده در تمام موقعیت‌هایی که جوشکاری در آنها لازم باشد

5- بی نیازی یا نیاز بسیار کم به تمیزکاری پس از اتمام عملیات جوشکاری

جوشکاری TIG با استفاده از گاز بی اثر آرگون: در بررسی این روش به بررسی تفکیکی عوامل مورد استفاده در این روش خواهیم پرداخت.

1- تنگستن (ولفرام) [W] :در سال 1779 پیتر ولف با آزمایش روی یک ماده معدنی که امروزه آن را به عنوان ولفرامیت می‌شناسیم به این باور رسید که این ماده معدنی بایستی حاوی یک ماده جدید باشد، همچنین در سال 1781 اسکیلی یک اسید جدید که با حضور تنگستن ساخته می‌شود پیدا کرد لازم به ذکر است اولین بار کلمه تنگستن در سال 1758 درخصوص یک ماده معدنی که امروزه آن را با عنوان اسکیلیت می‌شناسیم بکار برده شده است، پس از آن اسکیلی و برمن به این نکته اشاره نمودند که با تجزیه این اسید امکان بدست آوردن یک فلز جدید دور از انتظار نخواهد بود که با ادامه این روند برادران دی الویر در سال 1783 اسید ولفرامیت را کشف کردند که همانند اسید کشف شده بوسیله اسکیلی بود و در آن سال آنها موفق به استحصال یک عنصر جدید با تجزیه این اسید بوسیله زغال چوب گردیدند اضافه می‌گردد عنصر تنگستن در مواد معدنی ولفرامیت، اسکیلیت و فروبریت موجود و قابل استحصال می باشد. لازم به ذکر است مهم‌ترین ذخایر شناسایی شده تنگستن دنیا در ایالات متحده آمریکا،کره جنوبی، بولیوی، روسیه، پرتغال و چین می باشد.

خواص تنگستن:

تنگستن طبیعی دارای 5 ایزوتوپ پایدار و 21 ایزوتوپ ناپایدار می‌باشد که در مقیاس تجاری ب ا تجزیه اکسید تنگستن بوسیله هیدروژن یا کربن تولید می‌گردد. تنگستن خیلی خالص قابل برش بوسیله اره آهنبر و انجام هرگونه عملیات آهنگری، فشرده‌سازی، کشش و چکش‌کاری می‌باشد در صورتیکه تنگستن ناخالص، ‌ترد و شکننده است و کار روی آن به سختی امکان‌پذیر است.

تنگستن در میان فلزات موجود دارای نقطه ذوب بسیار بالایی است و در دمای بالای 1650 دارای بالاترین استحکام کششی است با توجه به اینکه اکسید کننده‌های این فلز درهوا وجود دارد، این فلز بایستی به منظور جلوگیری از اکسید شدن بخصوص در دماهای بالا مورد حفاظت قرار گیرد. مقاومت به خوردگی این فلز بسیار خوب می‌باشد و اثر اسیدهای معدنی روی آن بسیار ناچیز می‌باشد.

انبساط حرارتی این فلز تقریباً همانند شیشه‌های بروسیلیکات می‌باشد که قابلیت کاربرد آن را با این شیشه‌ها افزایش می‌دهد.


کاربردها
تنگستن و آلیاژهای آن در همه‌جا و در حجم گسترده و برای کاربردهای متنوعی مورداستفاده قرار می‌گیرد از جمله رشته‌(فیلامان)های لامپ‌های الکتریکی، لامپ‌های الکترونی و همچنین لامپ تلویزیون، استفاده در فرآیندهای تبخیر فلزات، کاربرد در نقاط تماس الکتریکی و محلهای دریافت و برخورد اشعه X و المنتهای گرمائی کوره‌های الکتریکی و بطور کلی کاربردهای دمای بالا از جمله این کاربرد ها است؛ از دیگر کاربردهای مهم این فلز کاربرد گسترده‌ آن در لامپ‌های فلورسنت و نیز کاربرد نمکهای تنگستن در صنایع شیمیایی و صنایع چرم‌سازی و برنزهای تنگستن و دیگر ترکیبات آن در صنایع رنگسازی است؛ همچنین میتوان به کاربید تنگستن اشاره نمود که کاربرد گسترده‌ای در فرآیندهای فلزکاری، معدن‌کاری و صنایع نفت دارد.

این فلز از گروه فلزات مقاوم و نسوز است که در گروه (6B) جدول تناوبی قرار دارد که دارای ظرفیتهای 2، 3، 5 و 6 می باشد؛ این فلز بدون بو، غیرقابل حل در آب و بهترین روش آشکارسازی آن نمونه‌گیری هوای موجود در محیط می‌باشد.