از سوختگی تا بخیه های کامل: تسلط بر هنر جوش آلومینیوم

آلیاژهای آلومینیوم به دلیل نسبت استثنایی استحکام به وزن و مقاومت در برابر خوردگی، در صنعت مدرن محوری هستند. با این حال، جوشکاری آنها چالش های منحصر به فردی را به همراه دارد. انتخاب روش یا پارامترهای اشتباه می تواند منجر به اعوجاج، تخلخل، ترک و سایر نقص هایی شود که یکپارچگی محصول را به خطر می اندازد. این مقاله تکنیک های کلیدی برای دستیابی به جوش های آلومینیومی بی عیب و نقص را تشریح می کند.

1. انتخاب روش جوشکاری مناسب

   جوشکاری تنگستن گاز خنثی (TIG):ایده آل برای جوش های دقیق و با کیفیت بالا روی آلومینیوم. کنترل عالی را ارائه می دهد اما به مهارت قابل توجهی از اپراتور نیاز دارد و برای محیط های بیرونی مناسب نیست.

   

   جوشکاری مقاومتی نقطه ای/درزی:یک فرآیند بسیار کارآمد که برای تولید انبوه ورق های نازک (زیر 5 میلی متر) مناسب است. از تجهیزات پیچیده و جریان الکتریکی بالا استفاده می کند.

   جوشکاری TIG پالسی:شکل پیشرفته ای از جوشکاری TIG که جریان را پالس می کند. این امر پایداری را بهبود می بخشد، ورودی گرما را دقیقاً کنترل می کند، اعوجاج را به حداقل می رساند و برای مواد نازک و آلیاژهای حساس به حرارت عالی است.

   

2. قوانین طلایی انتخاب مواد

   گاز محافظ:آرگون با خلوص بالا (≥ 99.99%) به دلیل پایداری عالی قوس و عملکرد تمیز کنندگی، استاندارد صنعتی است.

   الکترود تنگستن:تنگستن سریم (WC20) به شدت توصیه می شود. این امر شروع آسان قوس، پایداری عالی را ارائه می دهد و هیچ نگرانی در مورد رادیواکتیویته مرتبط با برخی جایگزین ها ندارد.

   سیم پرکننده:انتخاب بسیار مهم است. همه آلیاژهای آلومینیوم قابل جوشکاری نیستند و فلز پرکننده باید بر اساس مواد پایه و خواص مکانیکی مورد نظر محصول نهایی (به عنوان مثال، استحکام، شکل پذیری، مقاومت در برابر خوردگی) انتخاب شود. انتخاب های رایج عبارتند از سیم های سری 5356، 5183 و 5556.

   

   شار:برای فرآیندهایی مانند جوشکاری گازی برای تجزیه لایه اکسید سطحی سرسخت مورد نیاز است. توجه: نباید از شار حاوی سدیم برای آلیاژهای آلومینیوم-منیزیم استفاده کرد.

3. آماده سازی همه چیز است: ملزومات قبل از جوشکاری

   آماده سازی دقیق برای جوشکاری موفق آلومینیوم غیر قابل مذاکره است.

   تمیز کردن:تمام روغن ها، کثیفی ها و لایه اکسید باید از فلز پایه و سیم پرکننده با استفاده از یک برس فولادی ضد زنگ اختصاصی برای آلومینیوم و پاک کننده های شیمیایی مانند استون پاک شوند.

   طراحی اتصال:آماده سازی شیار مناسب بسیار مهم است. روش های مکانیکی ترجیح داده می شوند. تناسب ضعیف که نیاز به تراز اجباری دارد، تنش بالایی را ایجاد می کند.

   پیش گرمایش:برای مقاطع ضخیم تر (به عنوان مثال، >10 میلی متر)، پیش گرمایش کنترل شده (≤100 درجه سانتیگراد) به جلوگیری از عدم ذوب شدن بدون به خطر انداختن خواص مواد کمک می کند.

   محیط:در یک منطقه تمیز، خشک و بدون پیش نویس جوش دهید. رطوبت بالای 80٪ یا دمای محیط زیر 5 درجه سانتیگراد، اقدامات حفاظتی را برای جلوگیری از آلودگی ضروری می کند.

   

4. کنترل فرآیند جوشکاری

   تکنیک:در حین جوشکاری TIG، سیم پرکننده باید در لبه جلویی حوضچه مذاب معرفی شود، نه مستقیماً در ستون قوس، تا از اکسیداسیون جلوگیری شود.

   پر کردن دهانه:قوس نباید به طور ناگهانی شکسته شود. از یک تابع کاهش جریان یا پر کردن مجدد دهانه برای جلوگیری از ترک خوردن استفاده کنید.

   تمیز کردن بین پاس:قبل از رسوب یک مهره جوش بعدی، سطح مهره قبلی باید از تمام اکسید و دوده پاک شود.

5. عیب یابی نقص های رایج

   تخلخل:عمدتاً ناشی از آلودگی هیدروژن از رطوبت، روغن یا مواد مصرفی آلوده است. راه حل ها شامل تمیز کردن دقیق، استفاده از گاز محافظ خشک و بهینه سازی جریان گاز است.

   

   ترک خوردن:اغلب مربوط به انتخاب آلیاژ، محدودیت بالا یا فلز پرکننده نادرست است. استفاده از سیم پرکننده با ترکیب آلیاژی متفاوت (به عنوان مثال، حاوی سیلیکون) می تواند به جلوگیری از ترک خوردن داغ کمک کند.

6. تضمین کیفیت و تعمیر

   بازرسی:آزمایش غیر مخرب (NDT) مانند آزمایش رادیوگرافی (RT) برای نقص های داخلی و آزمایش نفوذ رنگ (PT) برای ترک های سطحی برای کاربردهای حیاتی استاندارد است.

   

   تعمیر:تعمیرات جوش باید با دقت برنامه ریزی شود. ناحیه معیوب باید با سنگ زنی به طور کامل برداشته شود، توسط PT تأیید شود و با استفاده از یک روش واجد شرایط، معمولاً با محدودیت دو تعمیر در هر مکان، دوباره جوش داده شود.