جوشکاری آلومینیوم به دلیل هدایت حرارتی بالا ، نقطه ذوب کم (1،221 درجه F/660 درجه) و لایه اکسید سخت که روی سطح آن شکل می گیرد ، چالش های منحصر به فردی را نشان می دهد. بر خلاف فولاد ، که می تواند با طیف گسترده ای از الکترودها جوش داده شود ، آلومینیوم برای اطمینان از جوش های رایگان و نقص- نیاز به الکترودها و تکنیک های تخصصی دارد. انتخاب الکترود به روش جوشکاری بستگی دارد ، اما الکترودهای تنگستن (برای جوشکاری TIG) و الکترودهای پرکننده مبتنی بر آلومینیوم- (برای MIG و جوشکاری چوب) گزینه های اصلی هستند که هر یک متناسب با برنامه های خاص هستند.
الکترودهای تنگستن: سنگ بنای جوش Tig برای آلومینیوم
جوشکاری Tungsten Inert Gas (TIG) یکی از متداول ترین روش ها برای جوشکاری آلومینیوم است و برای ایجاد قوس به الکترودهای تنگستن غیر قابل مصرف متکی است. تنگستن ایده آل است زیرا دارای نقطه ذوب بسیار بالا (6،192 درجه F/3،422 درجه) ، بسیار بالاتر از نقطه ذوب آلومینیوم است و به آن اجازه می دهد تا ضمن ایجاد گرمای مورد نیاز برای ذوب آلومینیوم ، شکل خود را حفظ کند.
انواع الکترودهای تنگستن برای آلومینیوم:
Tungsten Pure (WP): این یک گزینه اساسی با محتوای تنگستن 99.5 ٪ است. این به خوبی برای جوشکاری AC Tig (استاندارد برای آلومینیوم) کار می کند زیرا یک قوس پایدار را در زیر جریان متناوب تشکیل می دهد ، که به تجزیه لایه اکسید آلومینیوم کمک می کند. با این حال ، تنگستن خالص دارای ظرفیت حمل {3 {3} کمتر است و در مقایسه با تنگستن آلیاژ مستعد ابتلا به سایش است و باعث می شود که برای آلومینیوم نازک (حداکثر 1/8 اینچ) و کاربردهای وظیفه {6 {{6 مناسب تر باشد.
تنگستن زیرکون شده (WZR): آلیاژ شده با زیرکونیوم 0.15-0.4 ٪ ، این الکترود ثبات قوس بهتری و عمر طولانی تر از تنگستن خالص دارد. این یک نوک تیز را حفظ می کند ، که برای جوشکاری دقیق روی قطعات آلومینیومی نازک مانند تریم خودرو یا اجزای هوافضا مفید است. همچنین در برابر آلودگی ناشی از آلومینیوم مقاومت می کند و نیاز به تمیز کردن مکرر نوک را کاهش می دهد.
تنگستن Thoriated (WT): پس از محبوب بودن ، تنگستن Thoriated شامل 1-2 ٪ توریم (یک عنصر رادیواکتیو) است. این امر ثبات عالی قوس و ظرفیت فعلی را فراهم می کند و آن را برای آلومینیوم ضخیم مناسب می کند. با این حال ، به دلیل خطرات سلامتی ناشی از گرد و غبار رادیواکتیو ، در بسیاری از مناطق به صورت فاز می شود و جایگزین گزینه های ایمن تر می شود.
تنگستن Lanthanated (WL): یک جایگزین رادیواکتیو مدرن ، غیر -} برای تنگستن Thoriated ، با 1-2 ٪ لانتانوم آلیاژ می شود. این کشور ثبات قوس برتر ، ظرفیت جریان بالا و عمر طولانی را ارائه می دهد ، برای جوشکاری AC و DC TIG از آلومینیوم خوب کار می کند. برای آلومینیوم نازک و ضخیم به اندازه کافی همه کاره است و آن را به عنوان انتخاب برتر برای متخصصان تبدیل می کند.
ملاحظات اصلی الکترودهای تنگستن در جوش آلومینیوم:
شکل نوک: برای جوشکاری AC TIG ، یک نوک توپ (که با ذوب انتهای الکترود تشکیل شده است) ترجیح داده می شود. نوک توپ به طور مساوی گرما را توزیع می کند ، به شکستن لایه اکسید کمک می کند و باعث کاهش پراکنده می شود.
اندازه: قطر کوچکتر (1/16-3/32 اینچ) برای آلومینیوم نازک استفاده می شود ، در حالی که قطرهای بزرگتر (1/8-3/16 اینچ) دارای مواد ضخیم تر و آمپراژهای بالاتر هستند.
قطبیت: جوشکاری TIG آلومینیوم برای تمیز کردن لایه اکسید (از طریق "عمل تمیز کردن" جریان متناوب) به جریان AC نیاز دارد و فلز را ذوب می کند. الکترودهای تنگستن طراحی شده برای استفاده AC (مانند WP ، WZR و WL) در این تنظیم بهترین عملکرد را دارند.
الکترودهای پرکننده: گزینه های مصرفی برای جوشکاری MIG و چوب
برای MIG (گاز بی اثر فلزی) و جوشکاری چوب (اگرچه جوشکاری چوب برای آلومینیوم کمتر رایج است) ، الکترودهای قابل مصرف که از مواد پرکننده دو برابر می شوند. این الکترودها از آلیاژهای آلومینیوم ساخته شده اند تا با ترکیب فلز پایه مطابقت داشته باشند و از سازگاری و استحکام اطمینان حاصل کنند.
الکترودهای جوشکاری میگ برای آلومینیوم:
جوشکاری MIG آلومینیوم از یک الکترود مداوم و قابل مصرف (یک قرقره سیم آلومینیومی) استفاده می کند که از طریق اسلحه جوش تغذیه می شود. الکترود برای تشکیل مهره جوش ذوب می شود ، بنابراین ترکیب آن باید با آلومینیوم پایه مطابقت داشته باشد تا از ترک خوردگی یا ضعف جلوگیری شود.
1100 الکترود آلومینیوم: متشکل از 99 ٪ آلومینیوم ، این یک پرکننده آلومینیوم خالص است. این نرم و انعطاف پذیر است و آن را برای جوشکاری آلیاژهای آلومینیومی 1100 و 3003 (که در ورق فلز و قطعات تزئینی استفاده می شود) مناسب می کند. با این حال ، از مقاومت کم و مقاومت در برابر خوردگی ضعیف برخوردار است و استفاده از آن را در برنامه های ساختاری غیر- محدود می کند.
4043 الکترود آلومینیوم: این یکی از محبوب ترین الکترودهای MIG برای آلومینیوم است. این ماده با سیلیکون (5-6 ٪) آلیاژ شده است ، که نقطه ذوب آن را پایین می آورد ، سیالیت را بهبود می بخشد و ترک خوردگی را کاهش می دهد. با 6061 ، 6063 و 3003 آلومینیوم-} آلیاژهای مشترک در قطعات ساختاری ، قاب ها و اجزای خودرو خوب کار می کند. سیلیکون همچنین به پر کردن شکاف ها کمک می کند و آن را برای مبتدیان بخشنده می کند.
5356 الکترود آلومینیوم: آلیاژ با منیزیم (4.5-5.5 ٪) ، این الکترود جوش های مقاوم در برابر خوردگی- ایجاد می کند. این ایده آل برای جوشکاری 5052 ، 5083 و 6061 آلومینیوم است که در کاربردهای دریایی ، کشتی های فشار و قطعات ساختاری استفاده می شود. مقاومت کششی بالاتری نسبت به 4043 دارد اما اگر به درستی جوش داده نشود ، مستعد ترک خوردگی است و نیاز به کنترل حرارتی دقیق دارد.
الکترودهای جوشکاری برای آلومینیوم:
جوشکاری چوب (SMAW) برای آلومینیوم کمتر رایج است زیرا پوشش شار می تواند هیدروژن را به دام بیندازد و باعث تخلخل شود. با این حال ، از آن در تعمیرات میدانی استفاده می شود که تجهیزات MIG یا TIG در دسترس نیست. الکترودهای چوب آلومینیوم دارای یک پوشش شار هستند که استخر جوش را از آلودگی محافظت می کند.
e 4043 - 16: یک شار- نسخه پوشش داده شده از فلز پرکننده 4043 ، این الکترود برای جوشکاری 6061 و 3003 آلومینیوم استفاده می شود. شار اکسیدها را از بین می برد و یک سرباره محافظ را تشکیل می دهد ، اما برای جلوگیری از خوردگی به تمیز کردن کامل نیاز دارد.
e 5356 - 16: Flux- روکش شده 5356 ، این الکترود برای استحکام بالا - ، خوردگی {4} جوش های مقاوم در 5052 و 6061 آلومینیوم استفاده می شود. نسبت به E 4043 - 16 نسبت به رطوبت حساس تر است ، بنابراین برای جلوگیری از تخلخل باید در یک مکان خشک ذخیره شود.
چرا آلومینیوم به الکترودهای تخصصی نیاز دارد
خصوصیات منحصر به فرد آلومینیوم ، الکترودهای فلزی عمومی را ناکارآمد می کند:
لایه اکسید: آلومینیوم به سرعت یک لایه اکسید سخت (آلومینا) را تشکیل می دهد که در 3،700 درجه F/2،037 درجه ذوب می شود- بسیار بالاتر از خود آلومینیوم. الکترودهای تنگستن در جوشکاری TIG ، جفت شده با جریان AC ، به شکستن این لایه کمک می کند ، در حالی که الکترودهای پرکننده (مانند 4043) حاوی سیلیکون برای حل اکسیدها در هنگام جوشکاری هستند.
هدایت حرارتی: آلومینیوم 5 برابر سریعتر از فولاد گرما را انجام می دهد و به الکترودهایی نیاز دارد که می توانند گرمای متمرکز (مانند تنگستن) یا فلزات پرکننده را که به راحتی ذوب می شوند (مانند 4043) برای جلوگیری از دور شدن از دور یا همجوشی ناقص ، تحویل دهند.
نرمی: آلومینیوم نرم است ، بنابراین الکترودهای پرکننده باید با انعطاف پذیری آن مطابقت داشته باشند تا از شکننده شدن جوش ها جلوگیری شود. آلومینیوم - پرکننده های مبتنی بر (به جای فولاد) اطمینان حاصل می کند که جوش می تواند با فلز پایه خم شود.
نحوه انتخاب الکترود مناسب برای پروژه جوشکاری آلومینیوم خود
روش جوشکاری: جوشکاری TIG به الکترودهای تنگستن قابل مصرف (WL یا WZR برای بیشتر برنامه ها) نیاز به {{0} دارد. جوشکاری MIG از الکترودهای پر کننده آلومینیوم مصرفی (4043 برای استفاده عمومی ، 5356 برای استحکام) استفاده می کند. جوشکاری چوب از الکترودهای آلومینیوم روکش شده Flux {5} استفاده می کند (E 4043 - 16 برای تعمیرات).
آلیاژ آلومینیوم پایه: الکترود را با فلز پایه مطابقت دهید. به عنوان مثال ، برای اطمینان از سازگاری و استحکام ، از 4043 با 6061 آلومینیوم و 5356 با 5052 آلومینیوم استفاده کنید.
ضخامت مواد: برای آلومینیوم نازک (<1/8 inch), use pure tungsten or WZr (TIG) or 4043 (MIG). For thick aluminum (>1/4 اینچ) ، از تنگستن لانتان شده (TIG) یا 5356 (MIG) برای استحکام بالاتر استفاده کنید.
کاربرد: پروژه های دریایی یا فضای باز به خوردگی نیاز دارند-} الکترودهای مقاوم مانند 5356. قطعات ساختاری به الکترودهای مقاوم 2 {{{}}}}} مانند 4043 یا 5356 نیاز دارند. تزئینی یا غیر-} قطعات ساختاری می توانند از 1100 یا 4043 استفاده کنند.
نکاتی برای استفاده از الکترودهای آلومینیومی
سطح را تمیز کنید: قبل از جوشکاری ، لایه اکسید را با یک برس استیل -}}}}}}}}}}}}}}-}} {0-.
از گاز محافظ مناسب استفاده کنید: برای جوشکاری TIG و MIG ، از خلوص بالا-} argon (99.99 ٪) به عنوان گاز محافظ برای محافظت از استخر جوش در برابر آلودگی استفاده کنید. آرگون به تثبیت قوس کمک می کند و عملکرد تمیز کردن روی آلومینیوم را تقویت می کند.
از گرمای بیش از حد خودداری کنید: نقطه ذوب کم آلومینیوم به این معنی است که می تواند به راحتی پیچ خورده باشد. از کوچکترین الکترود و کمترین آمپراژ مورد نیاز برای ذوب فلز استفاده کنید و به سرعت حرکت کنید تا ورودی گرما کاهش یابد.
شرایط الکترود را حفظ کنید: برای جوشکاری TIG ، نوک تنگستن را تمیز نگه دارید - آلودگی از آلومینیوم می تواند باعث بی ثباتی قوس شود. برای جوشکاری MIG ، اطمینان حاصل کنید که فیدر سیم برای جلوگیری از لانه سازی پرنده -} لانه سازی سیم آلومینیوم نرم است.
پایان
جوشکاری آلومینیوم به الکترودهای تخصصی متناسب با خصوصیات منحصر به فرد آن نیاز دارد. برای جوشکاری TIG ، الکترودهای تنگستن Lanthanated (WL) یا زیرکون (WZR) بهترین گزینه ها هستند و ثبات قوس و سازگاری با جریان AC را ارائه می دهند. برای جوشکاری MIG ، 4043 (سیلیکون- آلیاژ) و 5356 (منیزیم {5 {5} آلیاژ) الکترودهای پرکننده آلومینیوم ترجیح داده می شوند ، با 4043 متنوع ترین برای استفاده عمومی است. جوش استیک از نسخه های Flux-} استفاده می کند مانند E4043 - 16 ، اگرچه به دلیل خطرات تخلخل کمتر رایج است.
با تطبیق الکترود با روش جوشکاری ، آلیاژ پایه و نیازهای پروژه ، می توانید به جوش های قوی و بادوام روی آلومینیوم برسید. این که آیا شما در حال تعمیر یک قایق ، ساخت یک قاب ساختاری یا کار بر روی یک پروژه DIY هستید ، انتخاب الکترود مناسب برای غلبه بر چالش های جوشکاری آلومینیوم مهم است.
