مقالات

راهنمای جوشکاری آلومینیوم (بخش اول)

راهنمای جوشکاری آلومینیوم (بخش اول)

جوشکاری آلومینیوم محصولات بی شماری را ممکن می سازد. مانند پیستون های خودکار، هواپیما، دریچه های دریایی، دوچرخه ها، تیرهای آلومینیومی ساختاری و بسیاری دیگر. چه جوشکاری صفحه، ورق، میله یا لوله آلومینیوم برای ساخت این محصولات و سایر محصولات، دانستن درجه آلومینیوم مهمترین چیز است.

جوشکاری آلیاژهای آلومینیوم

آلومینیوم با عناصر مختلفی آلیاژ می شود که ویژگی های خاصی مانند رسانایی و استحکام را برجسته می کند. تنوع در خواص شیمیایی و مکانیکی به این معنی است که آلیاژهای آلومینیوم همه یکسان ساخته نمی شوند. وقتی صحبت از جوش پذیری به میان می آید، آنها قابل تعویض نیستند. اگر از ترکیب آلیاژ خاص آن مطمئن نیستید، هرگز نباید آلومینیوم را جوش دهید.

برای شروع، آلیاژهای آلومینیوم به دو دسته قابل عملیات حرارتی و غیر قابل عملیات حرارتی تقسیم می شوند. آلیاژهای غیر قابل عملیات حرارتی با کار سرد سخت می‌شوند و نباید قبل از آن حرارت داده شوند. از سوی دیگر، آلیاژهای آلومینیوم قابل عملیات حرارتی تا حدود 400 درجه فارنهایت گرم شده اند.

وقتی صحبت از جوشکاری آلیاژهای آلومینیوم به میان می‌آید، آلیاژهایی که قبلاً گرم شده‌اند بیشتر مستعد ضعیف شدن و ترک خوردن هستند.

آلیاژهای غیر قابل عملیات حرارتی و قابلیت جوش

1xxx – جوش پذیری خوب، با این حال، ازدیاد طول قابل توجهی در طول جوش رخ می دهد. اگرچه این تأثیر منفی بر مقاومت در برابر رشد ترک ندارد، آلومینیوم سری 1xxx به ویژه به نوع پرکننده حساس است.
3xxx – این سری آلیاژ منگنز بسیار جوش پذیر در نظر گرفته می شود. برای پرس ترمز و جعبه کامیون خوب است.
4xxx – این سری آلیاژ آلومینیوم شامل آلیاژهای غیر قابل عملیات حرارتی و آلیاژهای قابل عملیات حرارتی است. آلیاژهای غیر قابل عملیات حرارتی سری 4xxx بیشتر در میله های پرکننده دیده می شوند. سیلیکون موجود در این آلیاژها سرعت سرد شدن، سرعت انجماد و تنش های انقباض را کاهش می دهد.
5xxx – به طور کلی، سری آلیاژ منیزیم بسیار جوش پذیر در نظر گرفته می شود. اغلب در لوله های دریایی و آنودایز دیده می شود.

آلیاژهای قابل عملیات حرارتی و قابلیت جوشکاری

2xxx – به طور کلی، سری های آلیاژ مس چندان قابل جوش نیستند، 2017 و 2024 حتی غیر قابل جوش در نظر گرفته می شوند. با این حال، با روش جوشکاری خاص، 2219 نسبت مقاومت به وزن بسیار عالی و محدوده دمای خدمات بزرگ را نشان می دهد. شما آن را بیشتر در صنعت هوافضا می بینید.
6xxx – در حالی که این سری فوق العاده قابل جوش و قوی است، منطقه تحت تاثیر حرارت (HAZ) در طول جوشکاری تخریب می شود. این امر خواص مکانیکی را 30 تا 50 درصد کاهش می دهد.
7xxx – مشابه آلیاژهای سری 2xxx، مقدار زیادی از سری 7xxx قابل جوش نیست، زیرا در هنگام جوشکاری ترک می خورد. با این حال، به عنوان مثال، 7005 قابل جوش در نظر گرفته می شود، زیرا در ترکیب خاص خود مس ندارد.

نحوه جوشکاری آلومینیوم

جوشکاری یک خدمات ارزش افزوده است که دانش، مهارت و گواهینامه خاصی را می طلبد. در مقایسه با فولاد و سایر فلزات، آلیاژهای آلومینیوم نسبت به جوش‌های ضعیف و بی‌اثر حساس هستند. این امر به ویژه زمانی صادق است که عوامل مناسب با دقت در نظر گرفته نشده باشند.

اول، درک چالش ها

موسسه فنی یونیورسال 4 چالش را برای جوشکاری آلومینیوم بیان می کند:

اکسیداسیون – آلومینیوم تمایل زیادی به اکسیژن دارد. اکسید آلومینیوم، همچنین به عنوان آلومینا شناخته می شود، به عنوان یک لایه سفید سخت روی آلیاژهای آلومینیوم تشکیل می شود. آلومینا نقطه ذوب بالاتری نسبت به آلیاژهای آلومینیوم دارد و باید در طول فرآیندهای جوشکاری مورد توجه قرار گیرد.
ناخالصی ها – ناخالصی ها می توانند باعث جوش ضعیف شوند. در حالت مذاب، آلومینیوم به شدت در برابر ناخالصی ها حساس است.
تخلخل – هنگامی که گاز محافظ در جوش گیر می کند، تخلخل در هنگام جوشکاری ایجاد می شود. ناخالصی ها می توانند منجر به جوش های متخلخل شوند، زیرا نقطه ذوب آلومینیوم ناخالص ناسازگار خواهد بود.
ضخامت – سوختگی یک مشکل رایج برای آلومینیوم است. آلومینیوم نازک‌تر سریع‌تر می‌سوزد و آلومینیوم ضخیم باید به اندازه کافی عمیق نفوذ کند تا جوش محکمی ایجاد شود. جوشکارها باید به اندازه کافی باتجربه باشند تا بفهمند چه مقدار گرما در پاسخ به ضخامت باید استفاده کنند.

هنگام جوشکاری آلومینیوم دو فاکتور اضافی باید در نظر گرفته شود:

رسانایی حرارتی – آلومینیوم به سرعت داغ می شود و به راحتی این گرما را توزیع می کند که می تواند منجر به جوش و دهانه های سریع شود. سینک های حرارتی می توانند به ویژه مفید باشند.
فلز پرکننده – برای جلوگیری از عیب جوش، تطبیق بهترین آلیاژهای مواد پایه، حرارت و مواد پرکننده بسیار مهم است. تقریباً 85 درصد از جوشکاری ها را می توان با استفاده از آلیاژهای پرکننده 4043، 4943 و 5356 به دست آورد. این آلیاژها به آسانی در دسترس و مقرون به صرفه هستند. با این حال، نوع آلیاژ پرکننده همراه با فرآیندهای پس از جوش، مانند آنودیزاسیون، می تواند تأثیر قابل توجهی بر ظاهر جوش داشته باشد، زیرا رنگ می تواند از روشن و شفاف به تیره و خاکستری تغییر کند. لطفاً قبل از جوشکاری با نمودار فلز پرکننده و آلیاژ پایه مشورت کنید.

تمیز کردن آلومینیوم قبل از جوش

یکی از مهمترین مراحل در نحوه جوشکاری آلومینیوم، تمیز کردن فلز پایه آلومینیومی و میله پرکننده قبل از جوشکاری است.

برای تمیز کردن آلومینیوم از استون و برس فولادی ضد زنگ استفاده کنید. از برس برای چیز دیگری جز آلومینیوم استفاده نکنید و اگر توانایی مالی دارید، هر بار که با درجه بندی مواد جدید کار می کنید، از برس جدید استفاده کنید. تمام آلومینیوم را کاملا خشک کنید و ظرف 8 ساعت جوش دهید. اگر بین تمیز کردن اولیه و شروع فرآیند جوشکاری بیش از 8 ساعت گذشت، آلومینیوم را تمیز کنید.

چرا تمیز کردن آلومینیوم قبل از جوشکاری بسیار مهم است؟

اکسیداسیون یکی از بزرگترین چالش ها در مورد جوشکاری آلومینیوم است. هنگامی که فلز پایه و میله پرکننده قبل از جوشکاری به طور کامل تمیز نمی شوند، برای شکستن لایه اکسیداسیون سطحی، سه برابر گرما مورد نیاز است.

تا زمانی که لایه اکسیداسیون ذوب شود، استخری از آلومینیوم ذوب شده و دوده لخته شده خواهید داشت. به عبارت دیگر، آلومینیوم زیر لایه اکسید تمام مدت در حال ذوب شدن بوده است. تمیز کردن لایه اکسید دمای ذوب را برابر می کند و منجر به جوش های تمیز و قوی می شود.

جوشکاری آلومینیوم محصولات بی شماری را ممکن می سازد. مانند پیستون های خودکار، هواپیما، دریچه های دریایی، دوچرخه ها، تیرهای آلومینیومی ساختاری و بسیاری دیگر. چه جوشکاری صفحه، ورق، میله یا لوله آلومینیوم برای ساخت این محصولات و سایر محصولات، دانستن درجه آلومینیوم مهمترین چیز است.

مراقب این نشانه ها باشید

اگر قوس شما سرگردان باشد، اگر آلومینیوم پایه و میله پرکننده به درستی تمیز نشده باشند، پرکننده با هم مخلوط نمی شود و کشش سطحی ناراحت کننده ایجاد می شود، متوجه خواهید شد.

فرآیندهای جوشکاری

انواع مختلفی از فرآیندهای جوشکاری وجود دارد. برخی قدیمی هستند و با فناوری جدید جایگزین شده اند و برخی برای فولاد بهتر از آلومینیوم هستند.

جوشکاری پرتو لیزر
جوشکاری پرتو الکترونی
جوشکاری مقاومتی
استیک – جوشکاری قوس فلزی محافظ
جوشکاری قوسی با هسته شار
جوشکاری قوس فلزی گازی
جوشکاری قوسی تنگستن گازی

بخش دوم این مقاله را از طریق لینک زیر مشاهده کنید:

راهنمای جوشکاری آلومینیوم (بخش دوم)

برای اطلاعات بیشتر با تیم ما تماس بگیرید. شماره تماس: 47951 021

منبع: A GUIDE TO WELDING ALUMINUM

نوشته های مشابه

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد.