تفاوت جوشکاری TIG و MMA در چیست؟

تفاوت جوشکاری TIG و MMA در چیست؟ بررسی جامع، تخصصی و کاربردی

دنیای فلزکاری و سازه‌های صنعتی، به شدت به فرآیند جوشکاری وابسته است. جوشکاری، هنر و علم اتصال دائمی قطعات فلزی به یکدیگر است و نقش حیاتی در ساخت و ساز، تولید، تعمیرات و بسیاری از صنایع دیگر ایفا می‌کند. انتخاب فرآیند جوشکاری مناسب، یکی از مهم‌ترین تصمیماتی است که یک مهندس، تکنسین یا جوشکار باید بگیرد. این انتخاب نه تنها بر کیفیت نهایی اتصال تأثیر می‌گذارد، بلکه هزینه‌ها، سرعت کار، تجهیزات مورد نیاز و حتی ایمنی عملیات را نیز تحت‌الشعاع قرار می‌دهد. در میان روش‌های متنوع جوشکاری که هر یک ویژگی‌ها و کاربردهای خاص خود را دارند، دو فرآیند دستگاه جوش بسیار پرکاربرد و شناخته شده، جوشکاری TIG و جوشکاری MMA هستند. هرچند هر دو روش با استفاده از قوس الکتریکی، گرمای لازم برای ذوب فلز و ایجاد اتصال را فراهم می‌کنند، اما اصول، تجهیزات، روش اجرا و نتایج حاصل از آن‌ها تفاوت‌های بنیادینی دارند. درک عمیق این تفاوت‌ها برای هر کسی که در حوزه فلزات و جوشکاری فعالیت می‌کند، امری ضروری است. این مقاله به بررسی تخصصی و جامع تفاوت جوشکاری TIG و MMA می‌پردازد تا با ارائه جزئیات فنی و مثال‌های کاربردی، راهنمای جامعی برای انتخاب فرآیند بهینه در شرایط مختلف فراهم آورد.

جوشکاری MMA (SMAW): فرآیندی مستحکم و همه‌کاره

جوشکاری MMA که با نام‌های جوشکاری با الکترود دستی (Manual Metal Arc Welding) یا SMAW (Shielded Metal Arc Welding) نیز شناخته می‌شود، یکی از قدیمی‌ترین و شاید پرکاربردترین فرآیندهای جوشکاری با قوس الکتریکی در جهان است. این روش به دلیل سادگی تجهیزات، قابلیت حمل بالا و انعطاف‌پذیری در شرایط محیطی مختلف، به ویژه در کارهای ساختمانی، تعمیرات، و جوشکاری در فضای باز بسیار محبوب است. در این فرآیند، قوس الکتریکی بین نوک یک الکترود فلزی پوشش‌دار و قطعه کار برقرار می‌شود. گرمای حاصل از قوس، هم فلز مبنا و هم الکترود را ذوب می‌کند. پوشش روی الکترود در اثر حرارت تجزیه شده و گاز محافظی تولید می‌کند که از حوضچه مذاب در برابر آلودگی‌های اتمسفری مانند اکسیژن و نیتروژن محافظت می‌نماید. همچنین، این پوشش سرباره‌ای روی سطح جوش ایجاد می‌کند که پس از انجماد حوضچه مذاب، باید جدا شود. تجهیزات مورد نیاز برای جوشکاری MMA نسبتاً ساده است و شامل یک منبع تغذیه جوشکاری (ترانسفورماتور، رکتیفایر یا اینورتر)، کابل‌های جوشکاری، انبر الکترود و انبر اتصال زمین می‌شود. این سادگی تجهیزات یکی از اصلی‌ترین دلایل رواج گسترده این فرآیند است. قابلیت جوشکاری انواع فلزات آهنی و برخی فلزات غیرآهنی با انتخاب الکترود مناسب، از دیگر مزایای این روش محسوب می‌شود.

تاریخچه جوشکاری MMA به اواخر قرن نوزدهم بازمی‌گردد، اما توسعه پوشش‌های الکترود در اوایل قرن بیستم بود که این فرآیند را به شکل امروزی آن تبدیل کرد. پوشش الکترود نه تنها وظیفه تولید گاز محافظ و سرباره را بر عهده دارد، بلکه شامل عناصری است که پایداری قوس را افزایش داده، خواص متالورژیکی جوش را بهبود بخشیده و سرعت رسوب‌گذاری را کنترل می‌کنند. انواع مختلفی از الکترودهای MMA وجود دارند که بر اساس نوع پوشش و کاربردشان دسته‌بندی می‌شوند، مانند الکترودهای روتیلی (E6013)، الکترودهای قلیایی یا بازی (E7018)، الکترودهای سلولزی (E6010)، و الکترودهای مخصوص جوشکاری الکترود استیل یا الکترود چدن. هر نوع الکترود ویژگی‌های خاص خود را دارد؛ برای مثال، الکترودهای قلیایی برای جوشکاری فولادهای پرمقاومت و کاربردهای بحرانی که نیاز به چقرمگی بالا دارند، مناسب هستند، در حالی که الکترودهای روتیلی قوس نرم‌تری دارند و برای جوشکاری عمومی و وضعیت‌های مختلف مناسب‌ترند. درک کامل عملکرد پوشش الکترود و انتخاب صحیح آن برای دستیابی به یک جوش با کیفیت در فرآیند MMA حیاتی است. این فرآیند به دلیل ماهیت خود، نیازمند مهارت قابل قبولی از سوی جوشکار برای کنترل طول قوس، سرعت حرکت و زاویه الکترود است، هرچند در مقایسه با TIG، یادگیری اصول اولیه آن ممکن است کمی آسان‌تر باشد.

جوشکاری TIG (GTAW): دقت، کیفیت و زیبایی در اتصال

جوشکاری TIG که با نام‌های جوشکاری با گاز محافظ و الکترود تنگستن (Tungsten Inert Gas) یا GTAW (Gas Tungsten Arc Welding) نیز شناخته می‌شود، فرآیندی است که به دلیل تولید جوش‌های با کیفیت بسیار بالا، تمیز و دقیق، در کاربردهای حساس و نیازمند زیبایی ظاهری مورد استفاده قرار می‌گیرد. برخلاف MMA، در جوشکاری TIG قوس الکتریکی بین یک الکترود تنگستن غیرمصرفی و قطعه کار برقرار می‌شود. الکترود تنگستن تنها وظیفه ایجاد و پایداری قوس را بر عهده دارد و در فرآیند جوشکاری ذوب نمی‌شود (مگر در اثر اشتباه جوشکار). فلز پرکننده (فیلر متال) در صورت نیاز، به صورت جداگانه و دستی یا با استفاده از سیستم‌های تغذیه خودکار به حوضچه مذاب اضافه می‌شود. حفاظت از حوضچه مذاب و الکترود در برابر آلودگی‌های اتمسفری در جوشکاری TIG توسط یک گاز محافظ خنثی (معمولاً آرگون خالص یا مخلوطی از آرگون و هلیوم) صورت می‌گیرد که از طریق نازل تورچ جوشکاری به منطقه جوش هدایت می‌شود. این استفاده از گاز محافظ خالص و عدم وجود سرباره، منجر به تولید جوش‌هایی بسیار تمیز، بدون آخال و با ظاهر عالی می‌شود.

تجهیزات جوشکاری TIG نسبت به MMA پیچیده‌تر و گران‌تر است. این تجهیزات شامل یک منبع تغذیه جوشکاری با قابلیت کنترل دقیق جریان (معمولاً اینورترهای پیشرفته)، تورچ TIG (که شامل الکترود تنگستن، نازل گاز و در برخی مدل‌ها سیستم خنک‌کننده آب است)، کابل‌های جوشکاری، انبر اتصال زمین، سیلندر گاز محافظ، رگلاتور و فلومتر برای کنترل جریان گاز، و در صورت نیاز سیستم تغذیه فیلر و سیستم خنک‌کننده آب برای تورچ در جریان‌های بالا می‌شود. کنترل فرآیند TIG نیازمند هماهنگی بالای دست‌ها و در بسیاری موارد پاها (برای کنترل جریان با پدال) است. جوشکار باید به طور همزمان قوس را کنترل کند، فیلر را به حوضچه مذاب اضافه کند و تورچ را با سرعت و زاویه مناسب حرکت دهد. این پیچیدگی، یادگیری و تسلط بر جوشکاری TIG را نسبت به MMA دشوارتر می‌سازد و نیازمند تمرین و مهارت بیشتری است. با این حال، نتایج حاصل از این فرآیند، به ویژه در جوشکاری مواد نازک، فلزات حساس مانند آلومینیوم، منیزیم، تیتانیوم و آلیاژهای نیکل، و همچنین در کاربردهایی که نیاز به جوش‌هایی با استحکام بالا، نفوذ کنترل شده و ظاهر بی‌عیب و نقص دارند، بی‌نظیر است. این تفاوت جوشکاری TIG و MMA در دقت و کیفیت، وجه تمایز اصلی آن‌هاست.

تفاوت‌های کلیدی: جوشکاری TIG در مقابل جوشکاری MMA

برای درک بهتر این دو فرآیند و انتخاب صحیح در کاربردهای مختلف، لازم است به طور جزئی‌تر به تفاوت‌های بنیادین آن‌ها بپردازیم. این تفاوت‌ها در جنبه‌های مختلفی از جمله تجهیزات، روش اجرا، مواد مصرفی، قابلیت‌ها، محدودیت‌ها و کاربردها نمود پیدا می‌کنند.

تجهیزات و راه‌اندازی

یکی از اولین و بارزترین تفاوت جوشکاری TIG و MMA در تجهیزات مورد نیاز آن‌هاست. همانطور که پیشتر اشاره شد، تجهیزات MMA نسبتاً ساده و قابل حمل است. یک منبع تغذیه، دو کابل و انبرهای مربوطه برای شروع کار کافی هستند. این سادگی، راه‌اندازی MMA را سریع و آسان می‌کند و آن را برای کارهای میدانی، تعمیرات اضطراری و کار در مکان‌هایی که دسترسی به تجهیزات پیچیده دشوار است، ایده‌آل می‌سازد. در مقابل، تجهیزات TIG پیچیده‌تر است و شامل اجزای بیشتری مانند سیلندر گاز، رگلاتور، فلومتر و تورچ مخصوص می‌شود. منابع تغذیه TIG نیز معمولاً پیشرفته‌تر هستند و امکان کنترل دقیق‌تر پارامترهای جوشکاری مانند جریان، پالس و تعادل AC را فراهم می‌کنند. این پیچیدگی، راه‌اندازی سیستم TIG را کمی زمان‌برتر می‌کند و قابلیت حمل آن را، به ویژه با توجه به نیاز به سیلندر گاز، کاهش می‌دهد. با این حال، این پیچیدگی بیشتر در تجهیزات TIG، امکان کنترل بسیار دقیق‌تری بر فرآیند جوشکاری را فراهم می‌آورد که منجر به کیفیت بالاتر جوش می‌شود. این تفاوت در تجهیزات، اولین گام در درک تفاوت جوشکاری TIG و MMA است.

روش اجرا و کنترل فرآیند

نحوه اجرای فرآیند جوشکاری نیز در TIG و MMA کاملاً متفاوت است. در MMA، جوشکار الکترود را در انبر گرفته و با ایجاد تماس لحظه‌ای با قطعه کار، قوس را برقرار می‌کند. سپس با حفظ طول قوس مناسب، الکترود را در امتداد خط جوش حرکت می‌دهد. فلز پرکننده از ذوب شدن خود الکترود تامین می‌شود و پوشش الکترود همزمان گاز محافظ و سرباره تولید می‌کند. کنترل در این فرآیند عمدتاً شامل کنترل طول قوس، سرعت حرکت و زاویه الکترود است. در TIG، فرآیند بسیار ظریف‌تر است. جوشکار با استفاده از تورچ، قوس را بین الکترود تنگستن و قطعه کار برقرار می‌کند. در صورت نیاز به فلز پرکننده، آن را با دست دیگر و به صورت جداگانه وارد حوضچه مذاب می‌کند. کنترل در TIG شامل هماهنگی دقیق بین دست نگهدارنده تورچ (برای کنترل طول قوس، زاویه و سرعت حرکت) و دست دیگر (برای تغذیه فیلر) و همچنین کنترل جریان جوشکاری (معمولاً با پدال پایی یا کنترل روی تورچ) است. این نیاز به هماهنگی چندگانه، تسلط بر TIG را به مراتب چالش‌برانگیزتر از MMA می‌سازد و نشان‌دهنده عمق تفاوت جوشکاری TIG و MMA در بخش کنترل فرآیند است.

مواد مصرفی: الکترود و گاز محافظ

تفاوت در مواد مصرفی نیز یکی از مشخص‌ترین تفاوت جوشکاری TIG و MMA است. در MMA، ماده مصرفی اصلی الکترود پوشش‌دار است که هم نقش الکترود (برای ایجاد قوس) و هم نقش فلز پرکننده و منبع گاز محافظ و سرباره را ایفا می‌کند. انواع مختلفی از الکترودها برای فلزات و کاربردهای گوناگون وجود دارند. هر الکترود یکبار مصرف است و با پیشروی جوش، کوتاه می‌شود. در TIG، الکترود از جنس تنگستن خالص یا آلیاژهای آن (مانند تنگستن توریم‌دار، سریم‌دار یا لانتان‌دار) است که نقطه ذوب بسیار بالایی دارد و در طول جوشکاری مصرف نمی‌شود. فلز پرکننده در TIG، در صورت نیاز، به صورت سیم یا میله‌ای جداگانه به حوضچه مذاب اضافه می‌شود. ماده مصرفی دیگر و حیاتی در TIG، گاز محافظ خنثی است که از سیلندر تامین می‌شود. معمولاً از آرگون خالص برای جوشکاری اکثر فلزات استفاده می‌شود، اما برای جوشکاری آلومینیوم یا قطعات ضخیم ممکن است از مخلوط آرگون و هلیوم استفاده شود. این تفاوت در نحوه تامین فلز پرکننده و استفاده از گاز محافظ خارجی در TIG، در مقابل الکترود همه‌کاره در MMA، تاثیر زیادی بر کیفیت و ظاهر جوش نهایی دارد و عامل مهمی در تفاوت جوشکاری TIG و MMA محسوب می‌شود.

کیفیت و ظاهر جوش

بدون شک، بزرگترین تفاوت جوشکاری TIG و MMA در کیفیت و ظاهر جوش نهایی است. جوش‌های TIG به دلیل استفاده از گاز محافظ خالص و عدم وجود سرباره، بسیار تمیز، بدون آخال، با نفوذ کنترل شده و ظاهر بسیار زیبا و منظم هستند. این فرآیند امکان جوشکاری دقیق و ظریف را فراهم می‌کند و برای کاربردهایی که نیاز به جوش‌های با کیفیت بالا، بدون نیاز به پرداختکاری زیاد و با ظاهر زیبا دارند، ایده‌آل است. جوش‌های TIG معمولاً استحکام و خواص مکانیکی عالی دارند و برای کاربردهای بحرانی در صنایع هوافضا، هسته‌ای، پزشکی و غذایی که هرگونه عیب در جوش می‌تواند فاجعه‌بار باشد، ترجیح داده می‌شوند. در مقابل، جوش‌های MMA به دلیل تولید سرباره و پاشش (اسپاتر)، معمولاً ظاهر خشن‌تری دارند و نیازمند تمیزکاری پس از جوشکاری (جدا کردن سرباره و پاشش‌ها) هستند. خطر ایجاد آخال سرباره در جوش‌های MMA بیشتر است و کنترل نفوذ و پهنای گرده جوش به دقت TIG نیست. هرچند با مهارت بالا می‌توان جوش‌های MMA با کیفیت قابل قبول تولید کرد، اما دستیابی به سطح کیفیت و زیبایی TIG با این روش بسیار دشوار یا ناممکن است. این تفاوت در کیفیت، اصلی‌ترین دلیل انتخاب TIG برای کاربردهای حساس است.

قابلیت جوشکاری انواع فلزات و ضخامت‌ها

هر دو فرآیند TIG و MMA قابلیت جوشکاری طیف وسیعی از فلزات را دارند، اما در جزئیات و محدودیت‌ها با هم تفاوت دارند. MMA عمدتاً برای جوشکاری فولادهای کربنی، فولادهای کم‌آلیاژ، فولادهای ضد زنگ و چدن‌ها مورد استفاده قرار می‌گیرد. این فرآیند برای جوشکاری فلزات ضخیم‌تر (معمولاً بالای 1.5 تا 2 میلی‌متر) مناسب‌تر است، زیرا کنترل حرارت در مواد نازک با الکترودهای MMA دشوار است و ممکن است منجر به سوختگی (Burn-through) شود. در مقابل، TIG فرآیندی بسیار همه‌کاره برای جوشکاری انواع فلزات، از جمله فولادهای کربنی، فولادهای ضد زنگ، آلومینیوم، منیزیم، مس، برنج، تیتانیوم، آلیاژهای نیکل و فلزات خاص است. قابلیت کنترل دقیق حرارت در TIG، آن را برای جوشکاری مواد بسیار نازک (حتی در حد چند دهم میلی‌متر) ایده‌آل می‌سازد. همچنین، TIG برای جوشکاری ریشه در لوله‌ها و اتصالات با کیفیت بالا بسیار مناسب است. هرچند TIG می‌تواند فلزات ضخیم را نیز جوش دهد، اما سرعت آن در مقایسه با فرآیندهای دیگر مانند MIG/MAG برای ضخامت‌های بالا کمتر است. این تفاوت در قابلیت جوشکاری ضخامت‌های مختلف و همچنین فلزات حساس، جنبه دیگری از تفاوت جوشکاری TIG و MMA را آشکار می‌سازد.

محدودیت‌ها و معایب

هیچ فرآیند جوشکاری بدون محدودیت نیست و TIG و MMA نیز از این قاعده مستثنی نیستند. یکی از اصلی‌ترین محدودیت‌های MMA تولید سرباره است که نیاز به تمیزکاری پس از جوشکاری دارد. همچنین، تولید دود و بخارات زیاد، نیاز به تهویه مناسب را ضروری می‌سازد. کیفیت جوش در MMA به شدت به مهارت جوشکار وابسته است و خطر آخال سرباره و تخلخل وجود دارد. این فرآیند برای جوشکاری مواد بسیار نازک مناسب نیست و ظاهر جوش نیز معمولاً به زیبایی TIG نیست. در مورد TIG، اصلی‌ترین محدودیت‌ها شامل سرعت نسبتاً پایین جوشکاری (به ویژه در مقایسه با MIG/MAG و برای ضخامت‌های بالا)، هزینه بالای تجهیزات و گاز محافظ، و نیاز به مهارت بسیار بالا از سوی جوشکار است. TIG همچنین به تمیزی سطح قطعه کار بسیار حساس است و حضور هرگونه آلودگی مانند روغن، گریس یا زنگ می‌تواند منجر به ایجاد عیوب در جوش شود. علاوه بر این، جوشکاری TIG در محیط‌های بادخیز به دلیل انحراف گاز محافظ توسط باد، بسیار دشوار یا غیرممکن است. این محدودیت‌ها، در کنار مزایای هر فرآیند، در انتخاب بین آن‌ها تاثیرگذار هستند و درک این محدودیت‌ها بخشی از شناخت تفاوت جوشکاری TIG و MMA است.

مهارت مورد نیاز جوشکار

میزان مهارت مورد نیاز برای تسلط بر هر یک از این فرآیندها نیز یک تفاوت جوشکاری TIG و MMA مهم است. یادگیری اصول اولیه جوشکاری MMA نسبتاً آسان‌تر از TIG است. بسیاری از افراد می‌توانند در مدت زمان کوتاهی با تمرین، قادر به ایجاد جوش‌های MMA ساده شوند. با این حال، دستیابی به سطح بالایی از مهارت در MMA، به ویژه برای جوشکاری در وضعیت‌های مختلف (سقفی، عمودی، افقی) یا جوشکاری لوله‌ها، نیازمند تمرین و تجربه قابل توجهی است. در مقابل، جوشکاری TIG فرآیندی بسیار دشوارتر برای یادگیری و تسلط است. همانطور که پیشتر اشاره شد، نیاز به هماهنگی همزمان دست‌ها (برای تورچ و فیلر) و پا (برای کنترل جریان با پدال) نیازمند تمرین زیاد و مهارت حرکتی بالاست. کنترل دقیق حرارت، طول قوس، سرعت حرکت و اضافه کردن فیلر به صورت دستی، نیازمند تمرکز و دقت فراوان است. به همین دلیل، جوشکاران TIG معمولاً به عنوان جوشکاران ماهرتر و تخصصی‌تر شناخته می‌شوند و دستمزد بالاتری نیز دریافت می‌کنند. این تفاوت در سطح مهارت مورد نیاز، یکی از عوامل تعیین‌کننده در انتخاب فرآیند در کارگاه‌ها و پروژه‌های مختلف است.

هزینه تجهیزات و مواد مصرفی

هزینه نیز عامل مهمی در تفاوت جوشکاری TIG و MMA است. به طور کلی، تجهیزات جوشکاری MMA ارزان‌تر و مقرون به صرفه‌تر از تجهیزات TIG است. منبع تغذیه MMA (به ویژه انواع ترانسفورماتوری ساده) قیمت پایین‌تری دارد و نیاز به تجهیزات جانبی کمتری دارد. الکترودهای MMA نیز نسبتاً ارزان هستند، اگرچه مصرف آن‌ها در مقایسه با فیلر TIG بیشتر است. در مقابل، منابع تغذیه TIG، به ویژه مدل‌های پیشرفته با قابلیت‌های AC/DC، پالس و فرکانس بالا، گران‌تر هستند. خرید سیلندر گاز محافظ، رگلاتور و هزینه‌های شارژ مجدد گاز نیز به هزینه‌های عملیاتی TIG اضافه می‌کند. فیلر متال TIG نیز ممکن است بسته به جنس و آلیاژ، گران‌تر از الکترود MMA باشد. بنابراین، از نظر هزینه اولیه تجهیزات و همچنین هزینه‌های جاری مواد مصرفی (به جز در حجم‌های بسیار بالا که ممکن است به دلیل سرعت پایین TIG هزینه‌ها تغییر کند)، MMA معمولاً گزینه ارزان‌تری است. این جنبه اقتصادی، به ویژه برای کارگاه‌های کوچک یا پروژه‌های با بودجه محدود، یک تفاوت جوشکاری TIG و MMA قابل توجه محسوب می‌شود.

کاربردهای عملی: کجا از TIG استفاده کنیم و کجا از MMA؟

با توجه به تفاوت‌های ذکر شده، هر یک از این فرآیندها در کاربردهای خاصی برتری دارند. درک این کاربردهای عملی به روشن شدن هرچه بیشتر تفاوت جوشکاری TIG و MMA کمک می‌کند.

کاربردهای رایج جوشکاری MMA

جوشکاری MMA به دلیل سادگی، قابلیت حمل و مقاومت در برابر شرایط محیطی نامساعد، به طور گسترده در موارد زیر استفاده می‌شود:

• ساخت و سازهای سنگین و سازه‌های فلزی: جوشکاری اسکلت‌های فلزی، پل‌ها، و سایر سازه‌های بزرگ که نیاز به جوش‌های مستحکم دارند و اغلب در فضای باز انجام می‌شوند. الکترودهای MMA قابلیت جوشکاری در وضعیت‌های مختلف و مقاومت در برابر باد را دارند.
• تعمیرات و نگهداری: تعمیر تجهیزات سنگین، ماشین‌آلات کشاورزی، و سازه‌های فلزی که ممکن است زنگ‌زده یا کثیف باشند. MMA نسبت به TIG کمتر به تمیزی سطح حساس است.
• جوشکاری لوله‌های صنعتی (برخی انواع): در برخی کاربردهای لوله‌کشی، به ویژه لوله‌های با دیواره ضخیم و در شرایط میدانی، از MMA استفاده می‌شود.
• کارگاه‌های کوچک و مصارف عمومی: به دلیل هزینه پایین تجهیزات و سادگی نسبی، MMA برای کارگاه‌های کوچک، آهنگری‌ها و مصارف خانگی و عمومی مناسب است.
• جوشکاری در ارتفاع و مکان‌های دشوار: قابلیت حمل و عدم نیاز به سیلندر گاز در نزدیکی محل جوشکاری، MMA را برای کار در ارتفاع یا مکان‌های با دسترسی محدود مناسب می‌سازد.

کاربردهای رایج جوشکاری TIG

جوشکاری TIG به دلیل دقت بالا، کیفیت عالی و ظاهر زیبا، در کاربردهای حساس و تخصصی مورد استفاده قرار می‌گیرد:

• صنایع هوافضا و خودروسازی: جوشکاری قطعات حساس هواپیما، موتورها، و شاسی خودروهای مسابقه‌ای که نیاز به جوش‌های با استحکام بالا و بدون عیب دارند.
• صنایع غذایی و دارویی: جوشکاری لوله‌ها و تجهیزات ساخته شده از فولاد ضد زنگ که نیاز به سطوح صاف، بدون درز و قابل شستشو دارند تا از تجمع باکتری‌ها جلوگیری شود.
• صنایع نفت و گاز (جوشکاری ریشه لوله‌ها): در جوشکاری لوله‌های تحت فشار بالا، پاس ریشه (اولین پاس جوش از داخل لوله) اغلب با TIG انجام می‌شود تا نفوذ کامل و بدون عیب در ریشه اطمینان حاصل شود.
• صنایع هسته‌ای: جوشکاری قطعات حساس و نیازمند بالاترین سطح کیفیت و بازرسی‌های دقیق.
• جوشکاری فلزات غیرآهنی و خاص: جوشکاری آلومینیوم، منیزیم، تیتانیوم، آلیاژهای نیکل و سایر فلزاتی که جوشکاری آن‌ها با فرآیندهای دیگر دشوار است.
• هنرهای فلزی و کارهای تزئینی: تولید مجسمه‌ها، مبلمان فلزی و سایر اشیاء هنری که نیاز به جوش‌های دقیق، تمیز و زیبا دارند.
• تعمیر قالب‌ها و ابزارها: جوشکاری دقیق برای پر کردن نواقص یا تعمیر لبه‌های قالب‌ها و ابزارها.

تحلیل تخصصی پارامترها و تاثیر آن‌ها بر تفاوت جوشکاری TIG و MMA

برای فهم عمیق‌تر تفاوت جوشکاری TIG و MMA، لازم است به تحلیل تخصصی پارامترهای هر فرآیند بپردازیم و ببینیم چگونه کنترل این پارامترها در هر روش متفاوت است و چه تاثیری بر نتیجه نهایی دارد.

کنترل جریان جوشکاری

در هر دو فرآیند، جریان جوشکاری (آمپر) اصلی‌ترین پارامتر برای کنترل میزان حرارت ورودی و نفوذ جوش است. در MMA، جریان جوشکاری معمولاً قبل از شروع کار روی دستگاه تنظیم می‌شود و در طول جوشکاری ثابت می‌ماند، اگرچه جوشکار می‌تواند با تغییر طول قوس تا حدی بر ولتاژ و در نتیجه بر توان قوس تاثیر بگذارد. انتخاب جریان مناسب در MMA به نوع و قطر الکترود و وضعیت جوشکاری بستگی دارد. جریان خیلی کم باعث عدم نفوذ کافی و جوش سرد می‌شود، در حالی که جریان خیلی زیاد منجر به سوختگی، پاشش زیاد و تخریب پوشش الکترود می‌شود. در TIG، کنترل جریان بسیار دقیق‌تر است. در بسیاری از دستگاه‌های TIG، جوشکار می‌تواند با استفاده از پدال پایی یا کنترل روی تورچ، جریان را در طول جوشکاری به صورت پیوسته تغییر دهد. این قابلیت کنترل دینامیک جریان، به جوشکار اجازه می‌دهد تا حرارت ورودی را به دقت کنترل کند، به ویژه در شروع و پایان جوش یا هنگام تغییر ضخامت قطعه کار. این سطح از کنترل در TIG، یکی از دلایل اصلی توانایی آن در جوشکاری مواد نازک و ایجاد جوش‌های با کیفیت بالا است و تفاوت جوشکاری TIG و MMA در این زمینه بسیار چشمگیر است.

ولتاژ قوس

ولتاژ قوس در MMA توسط طول قوس کنترل می‌شود. جوشکار با تغییر فاصله الکترود از قطعه کار، ولتاژ را تنظیم می‌کند. ولتاژ بالا (قوس بلند) باعث پهن‌تر شدن گرده جوش و نفوذ کمتر می‌شود، در حالی که ولتاژ پایین (قوس کوتاه) منجر به نفوذ بیشتر و گرده جوش باریک‌تر می‌شود. حفظ طول قوس ثابت در MMA نیازمند مهارت است، زیرا الکترود در حال مصرف شدن است. در TIG، ولتاژ قوس عمدتاً توسط فاصله الکترود تنگستن از قطعه کار تعیین می‌شود و معمولاً ثابت نگه داشته می‌شود. تغییرات در ولتاژ در TIG بیشتر به منظور کنترل پهنای حوضچه مذاب و ظاهر جوش استفاده می‌شود. کنترل دقیق ولتاژ در TIG، به همراه کنترل جریان، امکان شکل‌دهی بسیار دقیق گرده جوش و کنترل نفوذ را فراهم می‌کند و این یکی دیگر از جنبه‌های تفاوت جوشکاری TIG و MMA در کنترل فرآیند است.

سرعت جوشکاری

سرعت جوشکاری به سرعتی اطلاق می‌شود که جوشکار تورچ یا الکترود را در امتداد خط جوش حرکت می‌دهد. سرعت جوشکاری تاثیر مستقیمی بر حرارت ورودی، نفوذ و شکل گرده جوش دارد. در MMA، سرعت جوشکاری معمولاً بالاتر از TIG است، به ویژه برای ضخامت‌های مشابه. این به دلیل سرعت رسوب‌گذاری بالاتر الکترودهای MMA است. سرعت پایین در MMA می‌تواند منجر به تجمع بیش از حد فلز، نفوذ زیاد و ایجاد عیوب شود، در حالی که سرعت بالا باعث عدم نفوذ کافی و گرده جوش نازک می‌شود. در TIG، سرعت جوشکاری معمولاً پایین‌تر است، به ویژه هنگام اضافه کردن فیلر به صورت دستی. این سرعت پایین‌تر امکان کنترل دقیق‌تر حوضچه مذاب و فیلر را فراهم می‌کند و منجر به جوش‌های با کیفیت بالاتر می‌شود. هرچند در جوشکاری اتوماتیک TIG، سرعت می‌تواند به طور قابل توجهی افزایش یابد، اما در جوشکاری دستی، سرعت پایین‌تر یکی از ویژگی‌های اصلی و دلیل اصلی زمان‌بر بودن این فرآیند است و این سرعت متفاوت، یک تفاوت جوشکاری TIG و MMA در بهره‌وری است.

قطبیت منبع تغذیه

نوع جریان (AC یا DC) و قطبیت آن نیز در هر دو فرآیند نقش دارد. در MMA، معمولاً از جریان DC با قطبیت معکوس (DC+) استفاده می‌شود که منجر به نفوذ بیشتر و سرعت ذوب الکترود بالاتر می‌شود. با این حال، برخی الکترودها و کاربردها ممکن است به جریان AC یا DC با قطبیت مستقیم (DC-) نیاز داشته باشند. در TIG، برای جوشکاری فولادهای کربنی، فولادهای ضد زنگ، مس و تیتانیوم معمولاً از جریان DC با قطبیت مستقیم (DC-) استفاده می‌شود. در این حالت، الکترود تنگستن منفی و قطعه کار مثبت است که باعث تمرکز حرارت در قطعه کار و نفوذ عمیق‌تر می‌شود. برای جوشکاری آلومینیوم و منیزیم، از جریان AC استفاده می‌شود. جریان AC در نیم سیکل مثبت، اکسیدهای روی سطح آلومینیوم را پاک می‌کند و در نیم سیکل منفی، حرارت لازم برای ذوب فلز را فراهم می‌آورد. این نیاز به جریان AC برای جوشکاری آلومینیوم در TIG، در مقابل استفاده رایج از DC در MMA برای فولادها، یک تفاوت جوشکاری TIG و MMA مهم است.

تاثیر محیط کار

محیط کار تاثیر قابل توجهی بر قابلیت استفاده از هر یک از این فرآیندها دارد. جوشکاری MMA به دلیل استفاده از پوشش الکترود برای محافظت، نسبت به باد و آلودگی‌های محیطی مقاوم‌تر است. این ویژگی آن را برای کار در فضای باز، در ارتفاع و در محیط‌های صنعتی که ممکن است تهویه ایده‌آل نباشد، مناسب می‌سازد. در مقابل، جوشکاری TIG به شدت به حضور گاز محافظ حساس است. هرگونه جریان هوا یا باد می‌تواند گاز محافظ را از منطقه جوش دور کند و منجر به آلودگی حوضچه مذاب و ایجاد عیوب در جوش شود. بنابراین، TIG برای کار در محیط‌های بسته، کارگاه‌های مجهز و شرایطی که بتوان از منطقه جوش در برابر جریان هوا محافظت کرد، مناسب‌تر است. این حساسیت به محیط، یک تفاوت جوشکاری TIG و MMA است که در انتخاب فرآیند برای پروژه‌های میدانی باید در نظر گرفته شود.

نتیجه‌گیری

در پایان این بررسی جامع، مشخص می‌شود که جوشکاری TIG و MMA دو فرآیند کاملاً متفاوت با ویژگی‌ها، مزایا و محدودیت‌های خاص خود هستند. تفاوت جوشکاری TIG و MMA در تجهیزات، روش اجرا، مواد مصرفی، کیفیت جوش، مهارت مورد نیاز و هزینه‌ها، آن‌ها را برای کاربردهای متفاوتی مناسب می‌سازد. MMA فرآیندی ساده، ارزان، قابل حمل و مقاوم است که برای جوشکاری فلزات ضخیم در شرایط میدانی، سازه‌های فلزی و تعمیرات عمومی ایده‌آل است. در مقابل، TIG فرآیندی پیچیده‌تر، گران‌تر و نیازمند مهارت بالاست، اما جوش‌هایی با بالاترین کیفیت، دقت و زیبایی تولید می‌کند و برای جوشکاری مواد نازک، فلزات حساس و کاربردهای بحرانی در صنایع پیشرفته انتخاب اول است. انتخاب بین این دو فرآیند باید بر اساس تحلیل دقیق نیازهای پروژه صورت گیرد. عواملی مانند نوع و ضخامت فلز پایه، کیفیت مورد نیاز جوش، بودجه، تجهیزات در دسترس، مهارت جوشکار و شرایط محیط کار، همگی در این تصمیم‌گیری نقش دارند. درک کامل تفاوت جوشکاری TIG و MMA به مهندسان، تکنسین‌ها و جوشکاران کمک می‌کند تا با انتخاب صحیح، به بهترین نتایج ممکن در فرآیندهای اتصال فلزات دست یابند و کارایی و کیفیت را در پروژه‌های خود به حداکثر برسانند.