در این مقاله قصد داریم نکاتی مهم برای جوشکاری اصولی آلومینیوم در صنعت را در اختیار شما قرار دهیم.
جوشکاری آلومینیوم در ساخت و تولید قطعات
برای جوشکاری بینقص و اصولی آلومینیوم باید به درک این موضوع برسیم که فلز آلومینیوم به دلیل سختی درجه جوشکاری متفاوت با فلزهای دیگر است. دانستن بهترین روشهای جوشکاری آلومینیوم میتواند باعث صرفه جویی در زمان و کاهش هزینه در فرایند جوشکاری بشود.
آلومینیوم در کاربردهای جوشکاری صنعتی معمولا از 1.6 اینچ تا 16 گیج متغیر است ولی در مواردی ممکن است شما ضخامتهای 3.8 یا 1.2 را جوشکاری کنید که کاملا در صنعت رایج و عادی است.
دقت داشته باشید انتخاب تکنیک مناسب، گاز و فلز پر کننده (سیم و کابل جوش) ممکن است بستگی به ضخامت و کاربردهای فلز مورد نظر، متغیر باشد.
علت بسیاری از مشکلاتی که جوشکاران با آن مواجه میشوند را میتوان به انتخاب نادرست فلز پرکننده (سیم جوش) یا فیلر، ضخامت مناسب فیلر و انتخاب اشتباه نوع جوشکاری اشاره کرد.
پاکسازی و نگهداری از فلز
وجود یک لایه اکسید سخت برروی آلومینیوم میتواند به مسائلی مانند تخلخل، عدم ذوب و یا آخال در جوش ختم شود. بنابراین انتخاب درست و اصولی فلز پایه آلومینیومی برای حذف کردن و از بین بردن لاید اکسید و جلوگیری از آلودگیهای احتمالی برای جوش بسیار مهم است.
_ موارد زیر مجموعه اقدامات و بهترین روشها برای پاکسازی و نگهداری اصولی از آلومینیوم است که به آنها میپردازیم:
- تمام فلزات پرکننده را در مکانی خشک و با حداقل نوسان دمایی نگهداری کنید تا از انقباض و انبساط آن جلوگیری شود.
- قطعات فلزی و آلومینیومی را به صورت عمودی ذخیره کنید تا جذب آلودگی بین لایههای آلومینیوم به حداقل برسد.
- فلزهای پرکننده (سیم جوشها) برای سازگاری با شرایط دمایی محیط، آنها را از 24 ساعت قبل در محل جوشکاری قرار دهید.
- فلزهای پرکننده را حتما در بستهبندیهای مناسب و بدون نفوذ نگهداری کنید.
- از یک برس فولاد ضد زنگ برای برس کردن سطح رویه فلز آلومینیوم استفاده کنید.
- هرگونه روغن، گریس، رنگ و یا هر آلودگی را از سطح فلز پاک کنید تا جوش را آلوده نکند.
- برای تمیز کردن اتصالات جوشکاری از پارچههای کثیف و دستمالهای مناسب کارهای روزمره استفاده نکنید زیرا به راحتی باعث انتقال روغن و کثیفی و… به جوش میشود.
- اتصالات و قسمتهای جوش خورده را با برس سیمی فولادی ضد زنگ بعد از تمیز کردن با حلال برس کنید.
آلومینیوم کثیف و دارای آلودگی، جوش و قوس شمارا در ابتدای کار به مسیر اشتباهی هدایت میکند، پس برای درستی کار حتما از مراحل لازم برای کاهش ایرادات استفاده نمایید.
انتخاب تجهیزات مناسب
انتخاب تجهیزات مناسب باعث افزایش در بهرهوری و کیفیت در عملیات جوشکاری آلومینیوم میشود. در جوشکاری آلومینیوم تجهیزات برقی جوشکاری به طور مشخص برای آلومینیوم طراحی میشوند تا به کاهش پاشش و توانایی کنترل مشخصات و خواص شیمیایی و جوش بدون عیب کمک رساند.
در جوشکاری MIG راه های مختلفی برای تغذیه تورچ از سیم آلومینومی وجود دارد که به شرح زیر است:
PUSH – PULL
SPOOL
PUSH ONLY
CONTINUOUS –FEED PUSH-ONLY
PUSH ONLY (فقط فشار)
تغذیه سیم آلومینیومی از طریق سیستم (فقط فشاری) میتواند دشوار باشد اما میتوان از آن به طور محدود استفاده کرد. برای ایجاد سطح تماس بیشتر با سیم، آستر تفلونی و فشار کافی در رول درایو را نیاز دارید.
SPOOL GUN (تورچ قرقره دار)
تورچ جوشکاری MIG قرقره دار سیمرسانی برای آلیاژهای نرم را به وسیله یک قرقره کوچک بر روی تورچ هفت تیری انجام میدهند. از ویژگیهای این تورچ میتوان به صرفه اقتصادی، انعطاف پذیر بودن و استفاده از کابلهای بلندتر اشاره نمود.
PUSH – PULL GUN (تورچ فشار کشیدن)
با یک تورچ فشاری، یک موتور در تورچ سیم را از لاینر میکشد. در حالی که موتور در کنترل جوشکاری یا فیدر به یک موتور کمکی تبدیل میشود. از سوی دیگر تورچ فشار کشیدن از تورچ قرقره ارگونومیکتر است زیرا وزن قرقره بر دوش جوشکار نیستو همین امر جوشکاری را آسانتر میکند.
کسانی که از جوشکاری TIG استفاده میکنند از منابع برق مدرن مبتنی بر اینورتر استفاده میکنند زیرا دارای مزایای متعددی است که باعث کاهش اعوجاج و بیش از حد داغ نشدن، قوس پایدار و انتقال دما یکسان میشود.
منابع برقی ترانسفور تور قدیمی
یک جوشکار TIG میتواند با خروجی 60 Hz و جریان AC جوشهای کوچک را روی مواد کوچکتر انجام دهد. مصرف برق اولیه بالا میتواند باعث قطع شدن قطعکنندهها در هنگام استفاده از منابع قدرت در آمپراژ بالا شود.
منابع مدرن اینورتر
با قابلیت تنظیم تقریبا تمام جنبهای قوس، جوشکار اغلب میتواند میزان آمادهسازی مواد را کاهش دهد و در عین حال به جوش مناسبتری دست یابد. همچنین اینورترها توانایی کاهش مصرف برق اولیه تا بیش از 50% را دارند.
انتخاب گاز و فلز پرکننده مناسب
بهترین گاز محافظ برای آلومینیوم به ضخامت فلز پایه و مشکلاتی که ممکن است در حین جوشکاری با آن مواجه شوید بستگی دارد.
گاز 100% آرگون
این گازی است که بیشتر برای جوشکاری آلومینیوم استفاده میشود گاز آرگون گازیست بسیار ارزان که برای مواد با ضخامت متوسط تا نازک استفاده میشود.
برای شناخت بیشتر این گاز به مقاله عوارض جوشکاری آرگون مراجعه فرمایید.
مخلوط گاز هلیوم و آرگون
این نوع گاز محافظ بیشتر در جوشکاری MIG که ضخامت آنها بیش از 1.2 اینچ یا زمانی که بخواهیم سطح تخلخل را کاهش دهیم استفاده میشود.
هلیوم
گاز محافظ 100% هلیوم، ولتاژ یونیزاسیون بالاتری را فراهم میکند بنابراین استفاده از این گاز به طور سنتی راهی برای دریافت گرمای بیشتر از تجهیزات قدیمی بوده است. با این حال با توجه به هزینه گاز هلیوم و افزایش قابلیتهای محصولات مدرن اینورتر TIG هلیوم در صنعت بسیار کمتر از گذشته مورد استفاده قرار میگیرد.
بسیار دقت کنید که انتخاب درست فلز پرکننده در ظاهر و مشخصات شیمیایی جوش بسیار نقش مهمی دارد.
برای مثال اگر در جوشکاری TIG، جوشکاری را با یک فلز پرکننده یا همان سیم جوش خیلی کوچک انجام دهیم، ممکن است در تغذیه کافی فلز پرکننده به حوضچه جوش مشکل داشته باشید.
خرید محصولات جوش و برش هواگاز :
ویژگی برخی از رایج ترین سیم جوشهای آلومینیوم
فلز پرکننده برای آلومینیوم بر اساس آلیاژ فلز پایه و خواص مورد نظر جوش تمام شده انتخاب میشود. در موارد زیر به ویژگی برخی از رایج ترین سیم جوشهای آلومینیوم میپردازیم.
4043: با محتوی 5% سیلیکون، که باعث ترک خوردگی و کاهش نیاز به تمیز کردن پس از جوشکاری میشود.
5356: این آلیاژ حاوی منیزیم است که شکل پذیری و استحکام را افزایش میدهد با این حال دود سیاه بیشتری در فضا و برروی فلز جوش ایجاد میکند که حتما باید آن را تمیز نمود.
4943: این آلیاژ ویژگیهای منحصر به فردی ارائه میدهد که جایگزین مناسبی برای 4043 به شمار میرود.
چالشها و مشکلات رایج جوشکاری آلومینیوم
عدم ادغام یا عدم نفوذ
مسائل مربوط به همجوشی و یا نفوذ در فرایند جوشکاری میتواند ناشی از فلزات پرکننده یا عوامل موثر ذکر شده در مقاله باشد همچنین جوشکاری آلومینیوم با استفاده از فولادهای ملایم میتواند منجر به مشکلات نفوذ و همجوشی شود. استفاده از فلزات پرکننده نازک تر از قطر مورد نیاز و گرمای بسیار کم باعث عدم نفوذ در ریشه میشود.
برای حل اینگونه مشکلات نفوذ، ولتاز و سرعت تغذیه سیم را افزایش دهید زیرا از آنجایی که آلومینیوم بسیار سریعتر از فولاد گرما را جذب و هدایت میکند از ابتدا جوش تا زمانی که گرمای لازم به وجود نیاید مستعد عدم ذوب شدن میباشد.
برخی از تجهیزات جوشکاری با افزایش خودکار جریان در شروع جوش و سپس کاهش آن برای جلوگیری از تجمع بیش از حد گرما، این مشکل را برطرف میکنند. به دلیل صرف انرژی زیاد برای ذوب شدن ،عدم تمیز کردن اکسیدها از سطح فلز پایه میتواند باعث عدم همجوشی مناسب شود. جوشکاری TIG اغلب میتواند از مشکل عدم همجوشی در ابتدای جوش جلوگیری کند زیرا حوضچه جوش قبل از افزودن فلز پرکننده ایجاد شود.
سوختن
در طرف مقابل، گرمای بیش از حد نیز میتواند مشکلاتی را ایجاد کند. گرمای ورودی بیش از حد ممکن است به دلیل تنظیم ولتاژ به سرعت تغییر کند یاسرعت تغذیه سیم افزایش یا کاهش پیدا کند.
به طور کلی، آلومینیوم برای جلوگیری از تجمع گرما به سرعت و حرکت سریعتری نسبت به فولاد نیاز دارد. جوش بیش از حد نیز گرمای بیشتری را شامل میشود و میتواند منجر به سوختگی شود سیم پرکننده و فلز جوش شود.
تغذیه ضعیف سیم
چالشها و مسائل مربوط به تغذیه سیم در جوشکاری MIG بسیار رایج است. گره خوردن سیم بین رول درایو و آستر، مشکلی زمانبر و پرهزینه است. سوختگی همچنین میتواند زمانی ایجاد شود که سیم تغذیه متوقف شود.
تخلخل
تقریباً هر جوشکاری در هر نقطه ای با تخلخل هنگام جوشکاری آلومینیوم برخورد کرده است. تخلخل اغلب به دلیل عدم تمیز کردن مناسب مواد پایه یا استفاده از پارامترهای جوش بسیار سرد ایجاد میشود. استفاده از فرآیند MIG پالسی به جای فرآیند اتصال کوتاه میتواند تخلخل روی آلومینیوم را کاهش دهد.
اعوجاج و تاب خوردگی
اگر هنگام جوشکاری آلومینیوم دچار اعوجاج یا تاب خوردگی میشوید که اغلب به ورودی گرما و تکنیکهای مورد استفاده مربوط میشود.
جمع بندی
پیروی از بهترین روشها برای انتخاب تجهیزات و مواد مصرفی و تکنیکهای جوشکاری میتواند به شما کمک کند تا نتایج بهتری در جوشکاری آلومینیوم داشته باشید. این نکات همچنین میتواند به کاهش هزینههای کلی در عملیات جوشکاری کمک کند.
با کسب تجربه و انجام فرایندهای متعدد این عوامل برای شما به راحتی قابل حل و انجام شدنی میشوند بنابراین دقت داشته باشد با گذشت هر عملیات جوشکاری از فرایندهای گذشته خود کسب تجربه کنید و مانع عیوب در فرایند خود بشوید.
