با جوشکاری آلومینیوم و روش های جوشکاری آن آشنا شوید

آلومینیوم یک ماده جوشکاری بسیار محبوب در هر صنعت است. روند جوشکاری آلومینیوم بدون شک دشوار است، اما با تمرین کافی می توان بر آن تسلط یافت. برای گرفتن بهترین نتیجه ، باید به جزئیات توجه داشته باشید .آلومینیوم به لطف ظاهر طبیعی و زیبایی ناپذیر از نظر خوراکی جایگاه ویژه ای در صنعت جوشکاری دارد. با این حال، جوشکاری آلومینیوم تاکنون کار ساده ای نیست. این مقاله با  موضوع جوشکاری آلومینیوم، از چالش ها تا مزایا و معایب آن را برای شما بازگو خواهد کرد.

جوشکاری آلومینیوم

آلومینیوم به دلیل نسبت مقاومت به وزن بالا و مقاومت در برابر خوردگی در جوشکاری استفاده می شود. این ویژگی های آلومینیوم  باعث می شود در صنایع مانند حمل و نقل ، خودرو و هوا و فضا و همچنین ساخت و ساخت عمومی یک گزینه جذاب باشد. آلومینیوم می تواند  در برابر شرایط سرویس دهی شدیدتر از بسیاری از مواد دیگر مقاومت کند.

تاریخچه

جوشکاری آلومینیوم که یکی از محبوب ترین فلزات است ۷ آوریل ۲۰۲۱ توسط اشواک اختراع شد.  آلومینیوم  برای ایجاد طیف وسیعی از کاربردهای تجاری مورد استفاده قرار می گیرد. آنها به دلیل خاصیت طبیعی و سبک محافظتی که دارند، در هواپیماها ، فضاپیماها، قطارها، کشتی ها، وسایل نقلیه، وسایل الکترونیکی، قاب پنجره ها و موارد دیگر کاربرد دارند.

شرکت اورین الکتریک ، تولید کننده انواع دستگاه جوشکاری رکتی فایر ، تکفاز و سه فاز اینورتری ، دستگاه جوشکاری CO2 ، و دستگاه جوش آرگون و برش پلاسما ، آماده ارائه و فروش محصولات تولیدی و همچنین خدمات درخواستی به مشتریان محترم ، می باشد . به منظور تماس با کارشناسان و ارائه راهنمایی و مشاوره ، با شماره ☎️   ۰۹۱۲۱۲۶۰۱۴۲ و سایر شماره های درج شده در سایت تماس حاصل نمایید.

 

چرا جوشکاری آلومینیوم دشوار است؟

آلومینیوم یک فلز ایده آل برای انواع مختلف جوش است. اما جوشکار باید از تکنیک ها و مهارت های مورد نیاز برای جوشکاری آلومینیوم اطلاع داشته باشد. جوشکاری آلومینیوم دشوار است زیرا یک فلز بسیار نرم با تمایل نسبتاً زیاد به اکسیداسیون است. در حالی که نقطه ذوب آلومینیوم خالص ۶۵۰ درجه سانتیگراد است، اکسیدهای آلومینیوم دارای نقطه ذوب ۲۰۳۷ درجه سانتیگراد هستند. بنابراین، باید از اکسید شدن آلومینیوم جلوگیری کرد.

در حالت ذوب، آلومینیوم تمایل به واکنش با ناخالصی ها دارد، که منجر به جوشکاری ضعیف می شود. علاوه بر این، آلومینیوم از هدایت حرارتی بالایی برخوردار است، به همین دلیل عدم دقت در جوشکاری می تواند منجر به فرسودگی شغلی شود. بنابراین ، کاملاً واضح است که جوشکاری آلومینیوم نسبت به جوشکاری با فلزات دیگر دشوار است.

عواملی که جوشکاری آلومینیوم را دشوار می کند

لایه اکسید – آلومینیوم خالص واکنش بالایی با اکسیژن دارد و یک لایه اکسید در بالای آلومینیوم خالص قرار می گیرد. نقطه ذوب این لایه اکسید به طور قابل توجهی بالاتر از آلومینیوم خالص است. برای ذوب لایه بالای اکسید ، جوشکارها باید گرمای زیادی را اعمال کنند تا به آن نقطه ذوب بالاتر برسند

ناخالصی ها – آلومینیوم از واکنش پذیری بالایی برخوردار است ، به همین دلیل می تواند در طی فرآیند جوشکاری به راحتی آلوده شود. این می تواند با خاک و هوا واکنش نشان دهد، که می تواند خواص آلومینیوم را تغییر دهد. علاوه بر واکنش با اکسیژن هوا ، با هیدروژن آب یا هوای مرطوب نیز واکنش نشان می دهد.

حباب – آلومینیوم می تواند با هیدروژن از منابع مختلف موجود واکنش نشان دهد. احتمال واکنش با هیدروژن در حالت مذاب بسیار افزایش می یابد. وقتی فلز جامد می شود، هیدروژن از هم جدا می شود و حباب هایی به جا می گذارد. این حباب ها منجر به متخلخل و ضعیف شدن قسمت جوشکاری می شود.

بهترین روش برای جوشکاری فلز آلومینیوم

تکنیک های مختلفی برای جوشکاری دقیق آلومینیوم و اجتناب از مسائل رایج در دسترس است. قبل از آن، مهمترین مرحله آماده سازی صحیح آلومینیوم قبل از جوشکاری است. در اینجا مراحل تهیه آلومینیوم به بهترین روش آورده شده است.

مرحله ۱ – یک حلال مانند استون تهیه کنید و از آن برای از بین بردن رسوبات از سطح آلومینیوم، مانند روغن، چربی و قطرات استفاده کنید.

مرحله ۲ – از یک برس سیم مفتول ضد زنگ استفاده کنید تا رسوبات اکسید موجود در سطح آلومینیوم از بین برود. همچنین می توانید از یک اسید متوسط ​​یا یک قلیایی قوی استفاده کنید. قبل از جوشکاری مطمئن شوید که سطح کاملاً خشک شده باشد.

مرحله ۳ – آلومینیوم را همیشه خشک نگه دارید و آن را در دمای اتاق نگه دارید. مطمئن شوید که ظرف چند روز از آن استفاده کرده اید تا بتوانید از آن در حالت خالص استفاده کنید.

انواع جوشکاری های آلومینیوم

انواع مختلفی از روش های جوشکاری برای آلومینیوم وجود دارد. جوشکاری GTAW / TIG در بین آنها بهترین است. در زیر بیشتر در مورد انواع  روش های جوشکاری آلومینیوم بحث شده است.

جوشکاری GTAW / TIG – GTAW مخفف Gas Tungsten Arc Welding و TIG مخفف Tungsten Inert Gas Welding می باشد. این احتمالاً پرکاربردترین روش جوشکاری توسط حرفه ای ها برای آلومینیوم است. در این فرآیند، جوشکار به تجهیزات جریان ثابت با منبع جریان متناوب نیاز دارد. از آرگون به عنوان گاز محافظ استفاده می کند. این فرآیند هنگام جوشکاری به طور خودکار لایه اکسید را از سطح آلومینیوم پاک می کند.  بنابراین، در تمام مراحل جوشکاری هیچ گونه آلودگی یا ناخالصی وجود نخواهد داشت.

جوشکاری GMAW / MIG – GTAW مخفف Gas Metal Arc Welding و MIG مخفف Metal Inert Gas welding است. این یکی دیگر از فرآیندهای تجاری است که معمولاً برای جوشکاری آلومینیوم استفاده می شود. در مقایسه با جوشکاری TIG، نسبتاً سریعتر است و میزان رسوب آن نیز بیشتر است. اشکال استفاده از سیستم تغذیه سیم مکانیکی است.

جوشکاری لیزر – برای جوشکاری آلومینیوم، پرتو لیزر و جوشکاری پرتو الکترون محبوب هستند. در جوشکاری پرتو الکترونی ، شما می توانید دقیقاً فقط منطقه هدف را گرم کنید و  کنترل بیشتری بر روند کلی ارائه می دهد. این روش هنگامی که بخشهای آلومینیومی ضخیم برای جوشکاری داشته باشید، مناسب است و به دلیل اینکه در خلا انجام می شود، نیازی به گاز محافظ ندارد.

جوشکاری مقاومتی – در این فرآیند، فلزات با عبور جریان تحت فشار زیاد به هم متصل می شوند. این یک فرایند معمول نیست زیرا آلومینیوم از هدایت الکتریکی و حرارتی بالایی برخوردار است. یک جوشکار باید بسیار ماهر و دقیق با مشخصات لازم باشد تا جوشکاری به اندازه کافی خوب باشد.

مواردی که هنگام جوشکاری فلز آلومینیوم باید از آنها اجتناب کنید

در اینجا لیستی از اشتباهات رایج برای جلوگیری از جوشکاری آلومینیوم آورده شده است.

عدم انجام اقدامات ایمنی – در جوشکاری فرقی نمی کند که تجربه شما چقدر باشد. بنابراین، تمام اقدامات ایمنی احتمالی مانند پوشیدن کیت PPE را انجام دهید. کیت PPE از عینک، کلاه ایمنی جوشکاری، دستکش ایمنی و کفش محافظ تشکیل شده است.  در جوشکاری جرقه ها و پاشیده ها و دودهای مضر زیادی وجود خواهد داشت، به همین دلیل شما باید بدن خود را به درستی بپوشانید.

عدم انجام آماده سازی مناسب – آماده سازی هم برای جوشکار و هم برای مواد جوشکاری مهم است. ما قبلا نحوه تهیه آلومینیوم قبل از جوشکاری را بیان کردیم. باید کاملاً تمیز شود و به صورت محافظتی نگهداری شود. به همین ترتیب، جوشکار باید از روش جوشکاری آلومینیوم مطلع باشد. او نباید فقط به دلیل داشتن تجربه در جوشکاری فلزات دیگر اعتماد به نفس داشته باشد.

توجه نکردن به جزئیات – وقتی با مواد حساس مانند آلومینیوم سر و کار دارید، باید صبور باشید و به جزئیات توجه کنید. یک اشتباه جزئی کافی است تا قسمت جوش داده شده را شکننده و متخلخل کند. هیچ اشتباهی  نباید در جوشکاری آلومینیوم وجود داشته باشد.

مزایای استفاده از آلومینیوم

فواید آلومینیوم با سایر فلزات قابل مقایسه نیست  که ادامه به برخی از آن ها اشاره می کنیم.

سبک وزن – بزرگترین مزیت آلومینیوم به عنوان یک فلز ، سبک بودن آن است. وزن آن نسبتاً کمتر از فولاد است که محبوب ترین فلز برای جوشکاری است. آلومینیوم نسبت مقاومت به وزن بهتری دارد. بنابراین ، خاصیت سبک آن باعث شده است که از استحکام کمتری برخوردار نباشد. حمل و نقل نیز آسان است و کار با آن راحت است.

دوام – آلومینیوم برخلاف فولاد و سایر فلزات در برابر خوردگی مقاوم است. زنگ زدگی مطرح نیست و ضد آب است. در حقیقت ، در برابر اشعه ماورا بنفش واکنش پذیر نیست و از این رو ، دوام بسیار زیاد می شود.

انعطاف پذیری – آلومینیوم در صورت نیاز در فرآیند صنعتی می تواند به هر شکلی درآید. از نورد ، اکستروژن تا جعل ، و ریخته گری شروع می شود ، تمام این فرایندها به راحتی روی آلومینیوم قابل اجرا هستند.

آلومینیوم به راحتی قابل بازیافت است و از لحاظ زیبایی ظاهری دلپذیری دارد.

چالش های جوشکاری فلز آلومینیوم

آلومینیوم و فولاد هرکدام دارای خصوصیات متمایزی هستند و روند جوشکاری برخی از این تفاوتها را حتی بیش از آنچه که در گذشته بود، آشکار می سازد.

رسانایی گرما (حرارتی) یکی از مواردی است که به ویژه برجسته می شود. همانطور که انتظار می رود، از آنجا که آلومینیوم هدایت گرمای بیشتری نسبت به فولاد دارد، دارای نقطه ذوب بسیار کمتری است. با این حال، آلومینیوم دارای یک لایه اکسید است که به آن اجازه می دهد در برابر خوردگی مقاومت کند، که در بسیاری از برنامه ها مفید است، اما دارای نقطه ذوب بسیار بالایی است. درک کاملاً واضح از تأثیر دما بر آلومینیوم برای جوشکارهای ماهر ضروری است.

تفاوت بزرگ دیگر حلالیت نسبی هیدروژن در آلومینیوم مایع است که می تواند منجر به محبوس شدن حباب های هیدروژن شود که در مرحله مایع جوشکاری ایجاد می شوند. این می تواند منجر به تخلخل در جوشهای تمام شده شود. اگر تخلخل مسئله ای مداوم باشد، اغلب می توان با استفاده از یک گاز محافظ مناسب، مانند مخلوط هلیوم / آرگون، آن را کاهش داد.

به دلیل هدایت حرارتی بالا، آلومینیوم باید با پارامترهای نسبتاً بالایی جوش داده شود  که این باعث افزایش پتانسیل سوختن در بخشهای نازک تر می شود. این ویژگی همچنین باعث می شود که آلومینیوم در هنگام شروع جوش ها به همجوشی ناقص مستعد شود (از بقیه مواد پایه گرما را خیلی زود دور می کند) و باعث می شود دهانه در انتهای جوش مشکل شود.