امروز شنبه 16 آذر 1398

سیم جوش آلومینیوم

6 / 10
از 4 کاربر

 

 ابزار تجارت مرکز پخش انواع سیم جوش های آلومینیوم درقطر های مختلف و  گرید های گوناگون  4043,4047,1050 با خلوص آلومینیوم متفاوت

 

                    

جوشکاری آلومینیوم (جوش آرگون)


در جوش آرگون یا تیگ (TIG) برای ایجاد قوس جوشکاری از الکترود تنگستن استفاده می شود که این الکترود برخلاف دیگر فرایندهای جوشکاری حین عملیات جوشکاری مصرف نمی شود.
حین جوشکاری گاز خنثی هوا  را  از ناحیه جوشکاری بیرون  رانده  و  از  اکسیده  شدن الکترود جلوگیری
می کند.در جوشکاری تیگ الکترود فقط برای ایجاد قوس بکار برده می شود و خود الکترود در جوش مصرف نمی شود در حالیکه در جوش  قوس فلزی الکترود  در جوش مصرف می شود.  در این نوع جوشکاری از سیم جوش(Filler metal)بعنوان فلز پرکننده استفاده می شود.و سیم جوش شبیه جوشکاری با اشعه اکسی استیلن(MIG/MAG)در جوش تغذیه می شود. در بین صنعتکاران ایرانی این جوش بانام جوش آلومینیوم شناخته می شود.

 الکترود آلومینیوم , جوشکاری آلومینیوم , فیلر آلومینیوم

 

AWS
توضیحات
ER1050 برای جوشکاری ترکیبات با پایه آلومینیوم خالص (حداکثر 5% عناصر آلیاژ شده ویژه)بکار میرود تیتانیوم به عنوان یک عنصر تلخیص شده و بهبود دهنده خواص عمل می کند .
ER4043 برای جوشکاری آلومینیوم های دارای پایه آلومینیومی با حداقل 2% الی 7% سیلیس مورد استفاده قرار می گیرد این عمل باعث می شود سرعت و نفوذ فوق العاده ای به کاربر بدهد و بشتر کاربرد عمومی در ساخت و ساز و ماشین سازی دارد .
ER4047 مورد استفاده عمومی دارد و در جوشکاری های مختلف خواص مکانیکی خوب دارد و مقاومت خوبی در برابر زنگ زدگی داشته نقطه جوش پایینآن باعث می شود فلز جوش داده شده کمتر تغییر شکل پیدا کند . معمولا این فرآیند برای صفحات آلومینیوم کششی و ذوب و ریخته گری استفاده می شود .این آلیاژ مناسب جهت جوشکاری آلیاژهای که نقطه ذوب پایین دارند و کاربرد آنت در ورقهای آلومینیوم بریزینگ و چدن می باشد .
ER5087 برای جوشکاری ترکیباتی که دارای پایه آلومینیومی با حداکثر 5% منیزیم می باشد ، مورد استفاده قرار می گیرند . که این فرآیند باعث می شود عنصر زیرکنیوم بصورت ذرات ریز ظاهر و موجب افزایش مقاومت ، انعطاف پذیری و استحکام بسیار مناسبی در مقابل پوسیدگی ها داشته و در سازه های دریلیی و مخازن کاربرد دارد .
ER5183 مناسب برای جوشکاری در مواقعی که ارزشهای بالای از کشش نمایان می شود . مقاومت بالای در برابر زنگزدگی در محیط ذریایی از خود نشان می دهد. مورد مصرف سازه های دریایی سکوهای حفاری و سازه های راه آهن و شرکت های خودرو سازی . مقاومت خوبی در مقابل آب شور از خود نشان می دهد .
ER5356 سیم جوشکاری آلومینیوم برای جوشکاریترکیباتی که دارای پایه آلومینیومی با حداکثر 5% منیزیم می باشند ، مورد استفاده قرار می گید که این عمل باعث می شود مقاومت بسیار خوبی در مقابل زنگ زدگی و خوردگی آب شور داشته باشد که در ساخت و سازه های دریایی ، مخازنم ،راه آهن و کارخانجات خودرو سازی کاربرد دارد .
ER5554 فلز جوش مقاوم به خوردگی در آب دریاست . این آلیاژ برای کار در درجه حرارتهای بالا و مقاوم در برابر خوردگی ساخته شده است .
ER5556 برای جوشکاری آلیاژ آهن با پایه آلومینیوم ، منیزیم که حداکثر 5.3% منیزیم به کار رفته استفاده می شود . برای رسیدن به مقاومت جوش حداکثر و بهینه ، کنترل شده اند در صنایع نظامی و ساخت سازو مصارف عمومی کاربرد دارد .
ER5754 سیم جوش  آلومینیوم برای جوش دادن ترکیباتی که پایه آلومینیومی و حداکثر 3% منیزیم دارند ، به کار می روند . ترکیبات قابل قبولی یزای یک طیف بزرگ در ساخت و ساز و صنایع تولید سازه کاربرد داشته و مقاومت خوبی درمقابل زنگزدگی دارد .
ER1100 برای جوشکاری ترکیبات پایه آلومینیوم که حاوی حداکثر 5%عناصر آلیاژ شده می باشد ، مناسبند در صنایع شیمیایی ، الکتروتکنیک ، ساخت و ساز و صنایع غذایی کار برددارند .

 


جوشکاری آلومینیوم (جوش آرگون)
         
در جوش آرگون یا تیگ (TIG) برای ایجاد قوس جوشکاری از الکترود تنگستن استفاده می شود که این الکترود برخلاف دیگر فرایندهای جوشکاری حین عملیات جوشکاری مصرف نمی شود.
حین جوشکاری گاز خنثی هوا  را  از ناحیه جوشکاری بیرون  رانده  و  از  اکسیده  شدن الکترود جلوگیری
می کند.در جوشکاری تیگ الکترود فقط برای ایجاد قوس بکار برده می شود و خود الکترود در جوش مصرف نمی شود در حالیکه در جوش  قوس فلزی الکترود  در جوش مصرف می شود.  در این نوع جوشکاری از سیم جوش(Filler metal)بعنوان فلز پرکننده استفاده می شود.و سیم جوش شبیه جوشکاری با اشعه اکسی استیلن(MIG/MAG)در جوش تغذیه می شود.
در بین صنعتکاران ایرانی این جوش بانام جوش آلومینیوم شناخته می شود.نامهای تجارتی هلی آرک یا هلی ولد نیز به دلیل معروفیت نام این سازندگان در خصوص ماشینهای جوش تیگ باعث شده بعضا این نوع جوشکاری با نام سازندگان هم شناخته شود. نام جدید این فرایند G.T.A.W  و نام آلمانی آن WIG می باشد. همانطور که از نام این فرایند پیداست گاز محافظ  آرگون میباشد که ترکیب این گاز با هلیم بیشتر کاربرد دارد.
علت استفاده از هلیم این است که هلیم باعث افزایش توان قوس می شود و به همین دلیل سرعت جوشکاری را میتوان بالا برد و همینطور باعث خروج بهتر گازها از محدوده جوش میشود.
کاربرد این جوش عموما در جوشکاری موارد زیر است:
1- فلزات رنگین از قبیل آلومینیوم...نیکل...مس و برنج(مس و روی) است.
2- جوشکاری پاس ریشه در لوله ها و مخازن
3- ورقهای نازک(زیر1mm)
مزایای TIG :
1- بعلت اینکه تزریق فلز پرکننده از خارج قوس صورت میگیرد.اغتشاش در جریان قوس پدید نمی آید.در نتیجه کیفیت فلز جوش بالاتر است.
2- بدلیل عدم وجود سرباره و دود و جرقه ,منطقه قوس و حوضچه مذاب بوضوح قابل رویت است.
3- امکان جوشکاری فلزات رنگین و ورقهای نازک با دقت بسیار زیاد.

انواع الکترودها در TIG :
1- الکترود تنگستن خالص (سبز رنگ)برای جوش آلومینیوم استفاده می شود و حین جوشکاری پت پت می کند.
2- الکترود تنگستن توریم دار که دو نوع دارد الف-1% توریوم دار که قرمز رنگ است ب-2% توریم دار که زرد رنگ می باشد.
3- الکترود تنگستن زیرکونیم دار که علامت مشخصه آن رنگ سفید است.
4- الکترود تنگستن لانتان دار که مشکی رنگ است.
5- الکترود تنگستن سزیم دار که طلایی رنگ است.
این دو نوع آخر جدیدا در بازار آمده اند.
چند نکته در مورد مزایای تنگستن:
1- افزایش عمر الکترود
2- سهولت در خروج الکترونها در جریان DC
3- ثبات و پایداری قوس را بیشتر می کند
4- شروع قوس راحت تر است.

نوع قطبیت مناسب در جوشکاری TIG :
جریان DCEN برای جوشکاری چدن-مس-برنج-تیتانیوم-انواع فولادها
جریان ACبرای جوشکاری آلومینیوم و منیزیوم و ترکیبات آن

جوشکاری آلومینیوم با گاز :   

تنظیم شعله مشعل استیلن یا کاربید و هوا درموقع جوشکاری آلومینیوم :
در وهله اول برای شروع کار جوشکاری آلومینیوم باید مقدار استیلین کمی از اکسیژن بیشتر باشد زیرا روانساز هنوز کاملاً گرم نشده و نمی تواند اکسیژن را جذب نماید.
پس از شروع جوشکاری از شعله خنثی استفاده می گردد و سیم جوش در حال جوشکاری ممکن است از آلیاژ آلومینیوم یا آلومینیوم خالص باشد که پنج درصد سیلیسیم دارد و توجه شود که قطر سیم جوش باید کمی بیشتر از قطعاتی باشد که می خواهیم جوش بدهیم و آن را در موقع جوشکاری گرم نموده و د روانساز وارد می کنیم.
نکات مهم دیگر جوشکاری آلومینیوم با گاز استیلن :
پس از تمیز نمودن سطح بالائی فلز آلومینیوم با رنده, سوهان و برس ورقهای آلومینیوم کمتر از 5/0 میلیمتر را می توان از طریق خم کردن لبه آنها بدون سیم جوش جوشکاری نمود و ورقهای کمتر از 3 میلیتر احتیاج به پخ زدن ندارند, چنانچه امکان جوشکاری از دو طرف باشد دو نفر جوشکار می توانند ورقهای به ضخامت حتی 15 تا 20میلیمتر را لب به لب جوش بدهند و برای لوله های ضخیمتر آن را پخ می زنند. قطعات ریخته گری شده آلومینیوم را فقط در وضع افقی جناغی نموده, جوش می دهیم و پنبه نسوز یا آجر نسوز زیر کار نباید فراموش شود. و قطعات طولانی را باید به وسیله بست هائی به یکدیگر متصل نمود و قرار دادن پنبه نسوز برای جلوگیری از ریختن آلومینوم است.

نکات دیگری که پس از جوشکاری آلومینیوم باید رعایت شود :
چکش کاری درز جوش در حالت گرم برای ازدیاد استحکام با ضربات سریع و ملایم انجام می گیرد و زیر کاری تکیه گاه نباید حالت فنریت داشته باشد.به وسیله محلول اسید نیتریک, روانساز باقیانده در روی سطح فلز را به وسیله برس زدن در آب گرم یا محلول اسید از روی آن بر می داریم. و با آب گرم می شوئیم و بهتر است پس از خاتمه جوشکاری آنها را کمی گرم کنید و در هوای آزاد نگذارید تا به تدریج برای آماده سازی قبلی به طوری که گفته شد قطعات آلوده به روغن و گریس را به وسیله بنزین و سپس با محلول سود 10% باید شست یا گرم کرد که چربی ها بسوزد و با برس تمیز گردد. قطعات بزرگ را مانند قطعات چدن قبلاً گرم می نمائیم و هیچگونه تغییر ظاهری در آلومینیوم مشاهده نمی گردد.

جوشکاری آلیاژهای آلومینیوم :
در مورد آلیاژهای آلومینیوم روش جوشکاری خالص آلومینیوم می باشد و روانساز می تواند در مورد قطعات شکسته آلومینیوم کثافات را از درز شکسته شده بیرون آورد . هر چند منیزیم آلیاژ بیشتر باشد عمل جوشکاری دشوارتر شده و لایه اکسیدی از سیلان فلز مذاب جلوگیری می نماید. بدین جهت جوشکاری آلیاژهائی که بیش از 5/2% منیزیم دارند احتیاج به مهارت زیاد جوشکاری دارد و بهتر است این آلیاژها را با قوس الکتریکی و گاز محافظ جوش داد .چون درموقع جوشکاری منیزیم آلیاژ می سوزد و سیم جوش با دارا بودن منیزیم باید کمبود منیزیم ناحیه ذوب را تأمین نماید. در مورد عملیات بعد از جوشکاری چون درز جوش خاصیت فلز ریخته شده را پیدا می نماید سخت تر شده و بایستی آن را با چکش کاری درمحل جوشکاری شده تا اندازه ای تصحیح کرد.

جوشکاری آلومینیوم :
آلومینیوم فلزی سفید رنگ است ، قابلیت هدایت الکتریکی وحرارتی آلومنییوم زیاد بوده و در مجاورت هوا قشری به نام اکسید آلومینیوم روی آن را می پوشاند. که ضخامت آن 002/0 میلیمتر می باشد. و آلومینیوم را در مقابل بسیاری از گازها و مایعات محافظت می کند.
درجه ذوب آلومینیوم C 658 سانتیگراد است ، درجه ذوب اکسید آلومینیوم در حدود 2000 درجه سانتی گراد می باشد. برای بر طرف کردن این اکسید که مانع عمل جوش کاری می باشد از پوشش هائی که تولید سربارهای مخصوص می نماید استفاده می کنند وگرد آلومینیوم یا گرد جوشکاری آلومینیوم بر طرف کننده قشر اکسید شده و کثافات سطحی می باشد.
 
*جوشکاری آلومینیم با برق :

انتخاب الکترود برای جوشکاری آلومینیوم با برق :
الکترودهائی که برای جوشکاری آلومینیوم استفاده می شود دارای پوشش ضخیم بوده و جنس آن حدود 95% آلومینیوم و 5% سیلیسیوم می باشد . قطر الکترود را مناسب با ضخامت قطعه کار باید انتخاب کرد. چون پوشش الکترود رطوبت را جذب می کند باید آن را حتماً درمحل خشک نگهداری کرد. الکترودهای مرطوب را می توان در درجه حرارت 200 درجه سانتی گراد خشک کرد. زاویه الکترود نسبت به قطعه کار در جوش آلومینیوم حدود 45 درجه می باشد. برای ایجاد قوس الکترود و کار، نوک الکترود و کار را باید با برس سیمی یا کاغذ سمباده تمیز کرد.

طریقه جوشکاری آلومینیوم با برق :
برای جوشکاری آلومینیوم باید طول قوس را حتی المقدور کوتاه نگهداشت . برای اینکه جوشکاری خوب انجام شود قطعات ضخیمتر از 5 میلیمتر را حدود 200 درجه و برای ضخامت های تا 20 میلیمتر را حدود 400 درجه سانتی گراد گرم می کنند. در موقع تعویض الکترود و ادامه جوشکاری بایستی حدود 3 سانتیمتر از تفاله هائی را که روی جوش بسته شده پاک کرد.
در جوش آلومینیوم با جریان برق از قطب معکوس استفاده می شود . قطعات آلومینیوم ریخته شده را باید قبل از جوشکاری تا حدود 260 درجه سانتی گراد گرم کرد. بعد از خاتمه جوشکاری باید تفاله جوش را از روی گرده جوش پاک کرد و آن را با آب نیمه گرم شست.
ورق های آلومینیوم که ضخامت آنها از 2 میلیمتر کمتر است با جوش اکسیژن یا استیلن بهتر می توان جوش داد باید توجه داشت که از گرد مخصوص جوشکاری آلومینیوم باید در جوش گازحتماً استفاده نمود و زیر کار را نیز محکم نموده تا از ریختن جلوگیری شود و نیز سرعت عمل در ایجاد حوزه مذاب سریع مورد نظر می باشد و نیز از شعله قدری احیاء کننده استفاده گردد زیرا به سرد نمودن کار کمک می نماید. بهتر است از آجرهای نسوز یا مواد شبیه آن استفاده گردد.

الکترود مخصوص آلومینیوم خالص در دستگاهها :
در ایران معروف به نام آما 1075
رنگ شناسائی : انتها- قهوه ای باخال نقره ای
الکترود آلومینیوم روپوش شده برای جوشکاری آلومینیوم خالص در مخازن و دستگاهها می باشد. این الکترود دارای جریان نرم است و در تمام حالات به خوبی جوش می خورد و چون نقطه ذوب آن پایین است خیلی زود آب می شود. برای جلوگیری از سوختن و پاشیدن باید طول قوس را حتی المقدور کوتاه نگهداشت.
برای به دست آوردن درز صاف و بدون سوراخ در قطعات کلفت تر از 8 میلیمتر بهتر است قطعه تا 200 درجه سانتیگراد گرم شود. قطر الکترود را معادل ضخامت دیواره جوش دادنی انتخاب می کنند. برای به دست آوردن درز جوش مقاوم در الکتروشیمی لازم است که بقایای سرباره جوش را خوب پاک کنند.
جنس روپوش رطوبت جذب می نماید و باید الکترودها را حتماً در محل خشک نگهداری کنند. الکترودهائی که مرطوب شده باشند می تواند در حرارت 200 درجه سانتیگراد دوباره خشک شوند.
رنگ شناسائی : انتها - قهوه ای
الکترود روپوش دار برای آلیاژهای آلومینیوم مثل AlMn,MlMg,AlMg1,AlMg3,AlMg5 و در وسایل نقلیه - دستگاهها و مخزن سازی - جوشکاری های مقاوم در آب دریا و در کشتی سازی به کار می رود. این الکترود دارای جریان نرم است و در تمام حالات به خوبی جوش می خورد و چون نقطه ذوب آن پایین است خیلی زود آب می شود.
برای جلوگیری از سوختن و پاشیدن زیاد باید طول قوس را حتی المقدور کوتاه نگه داشت. برای به دست آوردن درز صاف و بدون سوراخ در قطعات کلفت تر از 8 میلیمتر بهتر است قطعه تا 200 درجه سانتیگراد گرم شود. قطر الکترود را معادل ضخامت دیواره جوش دادنی انتخاب می کنند. برای به دست آوردن درز جوش مقاوم در الکتروشیمی لازم است که بقایای سرباره جوش را خوب پاک کنند.
جنس روپوش رطوبت جذب می نماید و باید الکترودها را حتماً در محل خشک نگهداری کنند. الکترودهائی که مرطوب شده باشند می توانند درحرارت 200 درجه سانتی گراد دوباره خشک شوند.

روانسازها در جوشکاری آلومینیوم با برق :
درجه ذوب اکسید آلومینیوم در حدود 2000 درجه سانتی گراد بود و تقریباً سه برابر درجه ذوب آلومینیوم می باشد. خمیرهای جوشکاری آلومینیوم بیشتر دارای کلرید و فلورید و سولفات سدیم و فلزات قلیائی و کلرورپتاسیم می باشند که باید کار را به وسیله آن آغشته کرد.گرد جوش اندکی قبل از فلز اصلی ذوب شده و اکسید آلومینیوم را حل می کند و به صورت تفاله در می آید و در سطح فلز گرم شده پخش می شود و از اکسیداسیون بیشتر جلوگیری می نماید.

توجه فرمائید: برای جوشکاری آلومینیوم باید حتماً روانساز مخصوص آن را به کار برد. در جوشکاری آلومینیوم دو نوع گرد جوشکاری به کار می رود که یکی از آنها در آب حل شده و به شکل خمیر در می آید. و نباید مقدار زیادی گرد را در آب حل کرد زیرا بعداً فاسد می شود و گرد خمیر، خشک و فاسد می گردد.
نوعی دیگر روانساز وجود دارد که در آب حل نشده و بیشتر در جوشکاری درزهای گونیائی به کار می رود و پس از آن باقیمانده را می توان به سادگی از روی کار پاک کرد.
نباید بیش از اندازه از روانساز استفاده کرد زیرا مضر است و از لحاظ کم بودن سیالیت آلومینیوم در موقع ذوب تغییر رنگ نمی دهد یا خیلی کم سرخ می شود لذا تشخیص زمان ذوب برای مبتدیان جوشکاری سخت است و اتفاق می افتد که حرارت مشعل در یک نقطه متمرکز شده و کار را سوراخ می نماید. آزمودگی جوشکار در آن است که لحظه دقیق جوشکاری را از ذوب شدن روانساز و پراکنده گشتن روانساز در روی فلز یا قطعه کار تشخیص دهد. هر چه اجزاء آلیاژ بیشتر باشد جوشکاری دشوارتراست.
شیشه عینک جوشکاری آلومینیوم بایستی آنقدر روشن باشد که بتوان به وسیله آن مطالعه کرد و جوشکاری از راست به چپ در مورد فلزات سبک متداول است. در مورد ورقهای ضخیمتر از 4 میلیمتر جوشکاری از چپ به راست انجام می گیرد . زاویه مشعل با سیم جوش از زاویه جوشکاری آهن بیشتر است و مخصوصاً توجه شود که مخروط داخلی شعله باید روی حوضچه مذاب قرار گیرد. مشعل را نباید نوسان داد بلکه در امتداد خط جوش به طور مستقیم حرکت داد.


جوشکاری قوسی آلومینیوم به فولاد :

 جوشکاری ذوبی آلومینیوم به فولاد یکی از فرآیندهای پیچیده و دشوار در مبحث جوشکاری میباشد. از جمله مشکلات این عملیات میتوان به موارد ذیل اشاره کرد:
- اختلاف فاحش دمای ذوب آلومینیوم و فولاد٫ ایجاد حوضچه جوش مناسب را مشکل میسازد.
- با توجه به حرارت ورودی بالا در جوشکاری ذوبی٫ تفاوت قابل ملاحظه ضریب انبساط و هدایت حرارتی آلومینیوم و فولاد باعث ایجاد تنشهای بالا و بسیار پیچیده در ناحیه اتصال میگردد.
- با توجه به اختلاف ساختار ایندو فلز (فولاد با ساختار BCC و آلومینیوم با ساختار FCC ) در اثر انحلال آنها در یکدیگر٫ فازهای بین فلزی تردی با سختی بالا (گاها تا بیش از 1000HV) تشکیل میگردد که باعث ایجاد ترک در جوش میشود
- قابلیت ترکنندگی آلومینیوم روی سطح فولاد کم بوده و باعث کاهش قابلیت امتزاج ایندو میگردد.
با توجه به موارد فوق برای اتصال آلومینیوم به فولاد اغلب استفاده از فرآیندهای غیر ذوبی مانند جوشکاری اصطکاکی٫ انفجاری و یا آلتراسونیک ترجیح داده میشود.اما به هر حال در بسیاری موارد به دلیل محدودیتها و شرایط کاری٫ استفاده از جوشکاری ذوبی اجتناب ناپذیر میگردد. در اینگونه موارد میتوان یکی از روشهای زیر را به منظور جوشکاری آلومینیوم به فولاد استفاده نمود:
 استفاده از مغزی زوج فلز (Bimetal): در این روش بین دو سطح اتصال از یک مغزی زوج فلز آلومینیوم-فولاد استفاده شده بطوریکه سطح فولادی مقابل قطعه فولادی و سطح آلومینیومی مقابل قطعه آلومینیومی قرار میگیرد (شکل زیر) در نتیجه هر یک از ایندو فلز به فلز مشابه خود و با فرآیند مناسب مربوط به خود جوشکاری میگردد.زوج فلزها قطعاتی تشکیل شده از دو قطعه با جنس مختلف هستند که توسط فرآیند جوشکاری انفجاری یا اصطکاکی به هم متصل شده اند. این قطعات بصورت آماده و در ابعاد و اشکال مختلفی وجود دارند. از جمله ورق٫ رینگ٫ پولک و ...
 استفاده از پوشش: در این حالت به روشهای مختلف روی سطح قطعه فولادی در ناحیه اتصال را با آلومینیوم پوشش میدهند. این پوشش میتواند به روش آبکاری٫ روکش کاری (Cladding) و یا غوطه وری (Hot Dipping) ایجاد گردد. در این حالت سطح قطعه فولادی تبدیل به آلومینیوم شده و میتوان ایندو را به کمک فرآیند جوش قوس تنگستن (TIG) به یکدیگر جوشکاری کرد. در این حالت باید قوس روی سطح قطعه آلومینیومی متمرکز باشد تا حرارت ورودی ناشی از قوس باعث ذوب سریع و از بین رفتن پوشش آلومینیومی و در تماس قرار گرفتن سطح فولاد با ذوب آلومینیوم نگردد.
 استفاده از لایه میانی: در این روش نیز مانند روش قبل سطح قطعه فولادی را در ناحیه اتصال با استفاده از فرآیند جوشکاری یا لحیمکاری پوشش میدهند. معمولا پوششهای ایجاد شده در این روش از جنس آلیاژی و با قابلیت جوشکاری به آلومینیوم مناسب میباشند. مزیت این روش به روش قبل اتصال قویتر و همچنین آزادی عمل بیشتر حین جوشکاری بدلیل ضخیم تر بودن پوشش ایجاد شده میباشد.
دو روش اجرایی در این حالت در ادامه آورده شده است:
۱- ایجاد یک لایه میانی بروش لحیمکاری با استفاده از سیم لحیم نقره با درصد بالای نقره روی سطح فولادی و سپس جوشکاری TIG این قطعه به قطعه آلومینیومی با استفاده از سیم جوش آلومینیومی مناسب (آلومینیوم و نقره در یک محدوده معین تشکیل محلول جامد میدهند).
۲- ایجاد یک لایه میانی با استفاده از فرآیند TIG و سیم جوش ER Cu Al-A1 روی سطح قطعه فولادی و سپس جوشکاری آن با استفاده از فرآیند قوس دستی (SMAW) و سیم جوش S-AL Si 12 به قطعه آلومینیومی بصورت DCEP . در این روش پیشگرمی معادل ۲۵۰ تا ۳۰۰ درجه سانتیگراد مورد نیاز است.

* خواص آلومینیوم:
 پوشش آلومینیومی دادن Alcladding:
بطور کلی آلیاژهای آلومینیوم با استحکام زیاد از نظر خوردگی کم مقاومترین آنها محسوب می‌گردند. این مطلب بخصوص در مورد آلیاژهای حاوی درصدهای زیاد مس یا روی صادق است. از طرف دیگر مقاومت به خوردگی آلومینیوم خالص بسیار زیاد است. پوشش آلومینیومی دادن یکی از روشهای افزایش مقاومت خوردگی به یک آلیاژ با استحکام زیاد است. در این فرآیند یک لایه آلومینیوم خالص به سطح آلیاژ مورد نظر متصل شده و در نتیجه مجموعه حاصل خواص مورد نظر حاصل می‌شود. این روش مخصوصاً در محصولات ورقه‌ای مناسب است.

آندایزه کردن (آبکاری) Anodizing:
در این روش از مقاومت زیاد در مقابل خوردگی لایه پوششی که بلافاصله بر روی سطح آلومینیوم تازه بریده شده تشکیل می‌گردد استفاده می‌شود. همانگونه که قبلاً ذکر گردید این لایه عامل مقاومت به خوردگی طبیعی این فلز است. آندایزه کردن در واقع یکنوع ضخیم کردن لایه اکسیدی به ضخامت تا چندین هزار برابر ضخامت لایه اکسید طبیعی است. نتیجه عمل، لایه‌ای است سخت با ضخامت حدود 5/25 میکرون بر تمام سطح آلومینیوم که علاوه بر مقاومت به خوردگی در مقابل سایش نیز استحکام کافی دارد. آندایزه کردن یک روش الکتریکی است که انواع مختلف آن اساساً از نظر محلولی که فلز در آن مورد عمل قرار می‌گیرد و ضخامت لایه اکسیدی حاصل، فرق می‌نماید. از این طریقه پوشش دادن علاوه بر حفاظت سطحی گاهی به منظور تزئینی نیز استفاده می‌گردد اگر فلز آندایزه شده را با انواع رنگهای مختلف پوشش دهند رنگ حاصل تقریباً بصورت قسمتی از اکسید سطحی بدست می‌آید.

پوشش سخت دادن Hard Coating:
یکی از فرآیندهای آندایزه کردن است که به تدریج اهمیت پیدا می‌کند و آن را آندایزه کردن سخت یا پوشش سخت دادن می‌نامند. این فرآیند گرچه در اساس مشابه آندایزه کردن معمولی است ولی از چند نقطه نظر با آن تفاوت دارد. در پوشش سخت، محلول مورد استفاده اسید سولفوریک و درجه حرارت عمل پایین‌تر است. فرآیند بقدری ادامه می‌یابد که لایه اکسیدی به ضخامتی تا حدود 5 برابر ضخامت آندایزه کردن معمولی برسد.
لایه حاصل ممکن است به ضخامتی تا حدود 127 میکرون برسد که پوسته‌ای بسیار سخت است. موارد استفاده یک چنین پوشش سخت و مقاوم سائیدگی بسیار وسیع است. عمر مفید قطعاتی چون چرخ دنده‌ها و پیستون هواپیما، لوله تفنگ، چرخ دنده‌های کامپیوتر، لبه‌های پره‌های هلیکوپتر و افشانک‌های پیستوله‌‌های پاشش فلزات را می‌توان به این طریق افزایش داد.

حفاظت کاتدی Cathodic Protection:
برخی از موارد مصرف دریایی آلومینیوم نیاز به یکنوع حفاظت متفاوت با حفاظتهای فوق‌الذکر دارد. در اینگونه موارد فلز در آب دریا غوطه‌ور می‌گردد، مانند بدنه پایین کشتی‌ها، که به مقاومت خوردگی بیشتری نیازمند هستند. این روش حفاظت در مقابل خوردگی در لوله‌های آلومینیومی زیرزمینی مخصوصاً وقتی که فلزات دیگری نیز در خاک وجود داشته باشد مورد استفاده قرار می‌گیرد.
حفاظت کاتدی یکنوع کنترل خوردگی است که در آن یک میله یا صفحه آلومینیومی (آند) برای حفظ و جلوگیری از بین رفتن ساختمان آلومینیومی مورد نظر (کاتد) وجود از بین می‌رود میله یا صفحه از بین رونده از طریق یک مقاومت الکتریکی به ساختمان مورد حفاظت متصل می‌گردد. از طریق عمل الکتروشیمیایی یک ولتاژ مستقیم جریان تولید می‌گردد که به جای خوردگی ساختمان مورد نظر باعث خورده شدن آند می‌شود.
پس از تمام شدن قطعات آند، قطعات جدیدی جایگزین می‌گردد و این عمل معمولاً هر دو تا ده سال بر حسب شدت خوردگی انجام می‌گیرد.
وزن مخصوص کم:
یک متر مکعب آلومینیوم خالص 8/2827 کیلوگرم وزن دارد و یک متر مکعب از سنگین‌ترین آلیاژهای آلومینیوم (یعنی آلیاژهای حاوی مس و روی) دارای وزنی در حدود 2953 کیلوگرم است. حتی این سنگین‌ترین آلیاژ‌های آلومینیوم نیز حداقل 1978 کیلوگرم در هر متر کعب سبک‌تر از وزن هم حجم سایر فلزات ساختمانی (بجز منیزیم) است (جدول 1-1). مزیت این کم بودن وزن چیست؟ می‌توان این مزیت را بصورت زیر خلاصه نمود:
مزایای وزن مخصوص عبارتند از:
1- حمل و نقل ارزانتر: چه در مورد حمل و نقل کالاهای آلومینیومی و چه در مورد وسیله نقلیه ساخته شده از آلومینیوم.
2- ظرفیت بیشتر: امکان صرفه‌جویی در وزن ساختمان‌های آلومینیومی بخوبی در پایه‌ها و تاسیسات حفاری چاههای نفت دیده می‌شود. لوله‌های حفاری که شافت مته حفاری نیز محسوب می‌گردد امروزه از آلومینیوم ساخته می‌شود. وزن کم این لوله خود می‌تواند ظرفیت دکل حفاری که باید تمام وزن سیم مته را تحمل نماید دو برابر کند.
3- صرفه‌جویی در کار: بعلت سبکی که به معنی نصب سریعتر و اقتصادی‌تر ساختمان‌ها، تعداد کمتر کارگر مورد نیاز و خستگی کمتر استفاده از وسایل آلومینیومی خانگی است.
4- ممان اینرسی کمتر: در نتیجه دانسیته آلومینیوم ممان اینرسی قطعات آلومینیومی کمتر می‌گردد. این کلمه نام علمی برای تمایل یک قطعه برای متوقف و یا در حالت یکنواخت ماندن مگر اینکه یک نیروی خارجی اعمال گردد می‌باشد. هر چه قطعه سنگین‌تر باشد ممان اینرسی آن بیشتر و کار بیشتری برای حرکت دادن و یا متوقف کردن آن مورد نیاز است. ماشین‌کاری‌های سریع مدرن امروزی نیاز به موادی با ممان اینرسی کم دارد طوریکه که بتوان بسرعت و با بازدهی خوب دستگاه را بکار انداخت و یا از کار باز داشت، این مطلب خصوصاً برای دستگاههای بسته‌بندی و ماشین‌های چاپ با قطعات دارای حرکت متناوب صادق است.
5- تعداد قطعات بیشتر به ازای هر کیلو وزن: وزن کمتر بمعنی تعداد قطعات بیشتر به ازای هر کیلو وزن است. میخ، پیچ، مهره و واشر آلومینیومی را می‌توان به ازای واحد وزن تا سه برابر تعداد قطعات مشابه فولادی ساخت.

مقاومت زیاد در مقابل خوردگی:
یکی دیگر از خواص مشخصه آلیاژهای آلومینیوم مقاومت در مقابل خوردگی است. آلومینیوم خالص وقتی که در هوا قرار گیرد بلافاصله با یک لایه چسبنده اکسید آلومینیومی پوشیده می‌شود، این لایه پوششی، مانع خوردگی می‌گردد. اگر در اثر سائیدگی این لایه کنده شود بلافاصله دوباره تشکیل می‌گردد. ضخامت این لایه نازک طبیعی در حدود 025/0 میکرون (یک میکرون = یکهزارم میلی‌متر) است، با این وجود بقدری محکم است که مانع موثری در مقابل اغلب مواد خورنده محسوب می‌گردد.
البته برخی از آلیاژهای خاص آلومینیوم نسبت به دیگران مقاومتر است. برای مثال گروه آلیاژهای Al-mg مخصوصاً در مقابل هوا و آب دریا مقاوم است. از طرف دیگر آلیاژهای آلومینیوم حاوی مس یا روی از نظر مقاومت خوردگی ضعیف‌تر و از نظر استحکام مکانیکی قویتر می‌باشد.
اگر مقاومت طبیعی آلومینیوم برای بعضی از محیط‌ها کافی نباشد در آن صورت روشهایی وجود دارد که بتوان مقاومت آن را افزایش داد. برخی از این روشها عبارتند از: «پوشش دادن با آلومینیوم Alcladding»، «آندایزه کردن (آبکاری) Anodizing»، «پوشش سخت دادن Hard Coating» و «محافظت کاتدی Cathodic Protection».

 

 
قابلیت جوش پذیری وجوشکاری آلومینیم وآلیاژهای آن
خواص منحصر بفرد وکم نظیر آلومینیم، سبب شده است تا دست اندرکاران صنایع گوناگون، آلومنیم و آلیاژهای آنرا برای ساخت انواع قطعات بکار گیرند. مهمترین خواص آلومینیوم عبارتست از:

۱- وزن مخصوص کم (معادل 2.7 کیلوگرم بر دستی متر مکع

-مقاومت زیاد در برا بر خوردگی، به دلیل تشکیل یک لایه (فیلم) اکسیدی به ضخامت 0.025 میکرون.

-نسبت استحکام به وزن بالا.

-هدایت حرارا تی زیاد.

-قابلیت ا نعکاس نور و حرارات.

-خاصیت جرقه نزدن وغیرمغناطیسی بودن.

-شکل پذیری با روش های مختلف.

-استحکام بالا در درجه حرارت های پایین.

-سمی نبودن.

-اتصال آسان.

-آلیاژ پذیری با اغلب عناصر.

 مشکلات اصلی درجوشکاری آلومینیوم وآلیاژهای آن این مشکلات عبارتند از:

1-نقطه ذوب آلومینیوم وآلیاژهای آن درحدود 450 تا 660 درجه سا نتیگراد است.چون در هنگام ا فزایش درجه حرارت ویا ذوب تغییر رنگ نمی دهد. بنا بر این ممکن است در اثر زیاد نگه داشتن منبع حرارت روی قطعه، حرارت فوق ذوب، افزایش سیالیت وجذب گاز اتفاق بیفتد. برای کنترل درجه حرارت، استفاده از یک پیرومتر توصیه می شود.

2-از انجایی که هدایت حرارتی آلومینیوم وآلیاژهای آن تقریبا 3 تا 6 برابرآهن وآلیاژهای آن است، بنابراین انتقال وتوزیع حرارت درزمان جوشکاری آلومینیوم، به اطراف مسیر جوش بسیار سریع تر و بیشتر از فولاد است.به همین دلیل، اگر منبع حرارتی به اندازه یی کافی قوی نباشد، حرارت ایجاد شدهقادر به ذوب نمودن فلز پایه و جوشکاری نخواهد بود. بنابراین استفاده از حرارت زیاد و روشهای جوشکاری که سرعت بالا و تمرکز زیادی دارند توصیه می شود.

3- انبساط و انقباض الومینیوم و آلیاژهای آن، در اثر جوشکاری و سرد شدن پس ازآن، تقریبا 2 برابرفولاد بوده و انقباض حجمی ناشی از انجماد آن در حدود 4 تا 6 در صد است که سبب تمرکز تنشهی داخلی میشود و منجر به پیچیدگی ، تا برداشتن ، تغییر ابعاد و ترکیدگی خواهد شد. استفاده از فیکسچرو نگه دارنده درحین جوشکاری برای رفع این نقیسه بی تاثیر نیست.

4-آلیاژهای آلومینیومی که در اثر عملیات حرارتی ، سختی بالاتری پیدا کرده اند، در اثر حرارت ناشی از جوشکاری در مناطق مجاورخط جوش نرم میشوند.

5-حرارت ناشی از جوشکاری باعث مقاومت و خوردگی آلومینیوم و آلیاژهای آن در منطقه مجاور خط جوش نیز می گردد زیرا تغییرات دما ، سبب بروز تغییر در اندازه دانه ها و یا رسوب بعضی ترکیبات و فازهای بین فلزی و یا ناخالصی ها در مرزدانه ها می شود که همگی در کاهش مقاومت به خوردگی آلیاژ نقش به سزایی دارند.

6-ایجاد ترک در منطقه مجاور جوش ، به علت ایجاد لایهای مذاب بعضی ترکیبات بین فلزی (با نقطه ذوب پایین ) در این مناطق است. برا کاهش این نوع ترکها ، باید از مفتولهای جوشکاری نقطه ذوب پایین استفاده کرده، سرعت جوشکاری را افزایش داده و از فرایند جوشکاری استفاده نمود، تا حداکثر تمرکز حرارت را در یک نقطه ایجاد کنند.

جوش پذیری آلیاژهای الومینیوم

1-آلیاژ های آلومینیومبا جوش پذیری بالا

2-آلیاژهای الومینیوم با جوش پذیری متوسط

3-آلیاژهای آلومینیوم با جوش پذیری محدود

4-آلیاژهای آلومینیوم غیرقابل جوش پذیری(جوشکاری آن ها توصیه نمی شود)

آماده سازی قطعات آلومینیومی وآلیاژهای آن برای انجام جوشکاری قبل از جوشکاری آلومینیوم وآلیاژهای آن، باید موردزیررا درنظرگرفت:

 1- تمیزکاری قبل ازجوشکاری آلومینیوم وآلیاژهای آن

2- آماده سازی وطراحی اتصال ولبه سازی درجوشکاری آلومینیوم وآلیاژهای آن

3- طراحی فیکسچرونگه دارنده درجوشکاری آلومینیوم وآلیاژهای آن

4- پیشگرمای درجوشکاری آلومینیوم وآلیاژهای آن

5- ا نتخاب فلز پرکننده برای چوشکاری آلیاژهای آلومینیوم

1 :  برای دستیای به یک جوش با کیفیت بالا، تمیزکاری آلومینیوم وآلیاژهای آن قبل ازجوشکاری الزامی است. به طورکلی، درجوش های اشعله ای، برای برداشتن اکسید سطحی، سطح فلز پایه ومفتول جوشکاری را کاملا به فلاکس، روانساز یا تنه کارآغشته می نمایدامادر قطعه کاراز نظر الکتریکی به قطب منفی متصل می شود بنابراین لایه اکسیدی به طور خودبه خود برطرف می شودونیازی به روانسازیاتنه کارنیست.در هرصورت وبه هر روشی، باید سطح فلز پایه از هرگونه چربی، روغن، گریس، رطوبت ولایه اکسیدی کاملاپاک شود. همچنین لایهءاکسیدی روی مفتول های جوشکاری نیز باید پاک شود.اسید فسفریک والکل، برای پاک کردن لایه های اکسیدی ناک بسیار مناسبندوپس از انجام عملیات اکسیدزدایی، باید با آب شستشو داده وسپس خشک شوند.

2 :  دراین قسمت، فقط به بررسی اصول اصلی وکلی آماده سازی وطراحی اتصال در جوشکاری آلومینیوم وآلیاژهای آن پرداخته خواهد شد، مطالعه ومعرفی مشخصات فنی دقیق دراین خصوص، درمورد هریک از فرایاند های جوشکاری قا بل استفاده، به طور کلی، روشها واصول طراحی اتصال برای آلومینیوم وآلیاژهای آن، بسیارشبیه به طراحی اتصال برای فولاد است.درمواردی که باید از فرآیند MAG/MIG با جریانDC منفی (معکوس) استفاده شود، پیشانی پخ(Root face) ضخیم تروشیار(Groov) نازک ترانتخاب گردد.اتصال های لبه روی لبه برای جوشکاری آلیاژهای آلومینیوم، بیش ازسایرآلیاژها کاربرد دارند، مزیت این روش، این است که نیازی به پخ زدن نداشته وبه آسانی متصل می شوداما عیب آن این است که بازرسی جوش دراین اتصال مشکل است.

3 :  تغییرات ناشی از انقباض وانبسات دراثرجوشکاری آلیاژهای آلومینیوم، تقریبا دوبرابر فولاداست، در حالی که نقطهءذوب آلیاژهای آلومینیوم 0.33 فولادمی باشد، در نتیجهخطر میزان پیچیدگی جوش وتغییرظاهروابعادآن درآلیاژهای آلومینیوم بسیار زیاد تر ازآهن وفولاد است. برای کاهش ومحدودکردن تعداد اتصالات ودرنتیجه ممانعت ازبروزمشکلات گفته شده، استفاده ازقطعات کمکی به صورت نگه دارنده یا فیکسچردر جوشکاری آلیاژهای آلومینیوم توصیه می شود. این تدبیر را می توان در مورد اتصالات قطعات نازک به ضخیم را به کار گرفت. چون اتصالات گوشه ولبه ای مشکیل تر ودارای استحکام کمتری هستند، بنابر این برای تغییرآن به شکل های دیگرمی توان ازتدابیر گفته شده استفاده نمود.

4 : به طور کلی، با توجه به گرمای ویژهء بالا وضریب انتقال حرارت زیاد آلومینیوم واغلب آلیاژهایش، حرارت زیادی برای جوشکاری ذوبی لازم است.چون شدت ونرج حرارت درجوشکاری شعله نسبت به قوس الکتریکی کم است، پیشگرم کردن قطعات بزرگ برای جوشکاری شعله ای ضروری است. البته این پیشگرم کردن، باعث کاهش شیب حرارتی در ضمن گرم وسرد شدن ودر نتیجه تقلیل تنش ها واحتمال بروز ترک وپیچیدگی می شود. پیشگرم کردن برای جوش های شعله ای اکسی استیلن بین250 تا 400 درجه سانتیگراد توصیه شده که مقداردقیق آن به اندازه وابعادوبه ویژه ضخامت قطعه بستگی دارد.درمواقع جوشکاری دو قطعه با ضخامت های مختلف، می توان قطعه ضخیم تررا تادرجه حرارت بالاتری پیشگرم نمود.درتعمیرات قطعات ریختگی ترک برداشته یاکاملا شکسته شده،پیشگرم کردن یکنواخت دردرجه حرارتی بالاتر از قطعات ریختگی ضروری است.در روش های جوشکاری قوس الکتریکی با گازمحافظ، پیشگرم کردن به طور معمول فقط برای قطعاتی است که دمای آنها قبل از جوشکاری کمتراز صفردرجه سانتیگراد است، یادر مواقعی که شکل، حجم واندازهءقطعه به شکلی است که انتقال حرارت آن بسیار زیاد ومشکل آفرین است. درروش فرآیند TIG با جریان متناوب(AC)، پیشگرم کردن برای قطعات ضخیم تراز5mm ودرروش فرآیند MIG/MAG برای قطعات ضخیم از25 میلی مترتوصیه می شود.

5 : انتخاب فلزپرکنندهء مناسب، یک عامل اساسی ومهم درارتقاء سطح کیفی جوشکاری آلیتژهای آلومینیوم است. برخلاف فولادهای کربنی، که یک فلز پرکننده فقط باید استحکام کششی کافی برای فلز جوش را تامین نماید،                        در مورد انتجاب فلز پرکننده برای آلیاژ های آلومینیوم به فاکتورهای زیادی باید توجه داشت.از این جمله اند:

1-  سهولت جوشکاری

2- استحکام جوش

3- شکل پذیری جوش

4- درجه حرارت کار

5- مقاومت در برابر خوردگی

6- عملیات حرارتی پسگرمایی

7- حساسیت نسبت به ترک

 

1 : یک فلزپزکنندهء مناسب باید کلیه فاکتورهای مربوط به آسان ترشدن فرآیند جوشکاری  را تامین کند. فاکتورهای مانند نرمی یا انعطاف پذیری.

2 : توجه به دو فاکتور تنش تسلیم واستحکام کششی که درمشخصات فنی هریک ازالکترود ها وسیم جوش های آلومینیوم ذکرگردیده، می تواند دردستیا بی به استحکام جوش مناسب تاثیربه سزایی داشته باشد.

3 : توجه به عددانعطاف پذیری محاسبه شده برای هرفلز پرکننده(Elongation % ) از روی مشخصات فنی ارایه شده، می تواند دردستیابی به انعطاف پذیری وشکل پذیری مناسب برای جوش، کمک موثری باشد. انعطاف پذیری فلزات پرکنندهء آلومینیوم بین12 تا35 درصد متغیراست. بیشترین درصدانعطاف پذیری فلزات پرکننده آلومینیوم مربوط به سیم جوشAWS A5.10-88:ER1100 یا DIN1732:SG-Al99.5Ti وکمترین آن مربوط به آلیاژ AWS A5.10-88:ER4047 است.

4 : سعی در انتخاب فلزات پرکننده ای که در دماهای نزدیک به نقطه ذوب فلز پایه، ذوب شده و جوشکاری نماید نیز عامل مهمی است که باید در هنگام انتخاب فلز پرکننده مدنظر قرار گیرد.

5 : فلزات پرکننده ای که در آن ها مقادیر قابل توجهی منیزیم موجود باشد، به دلیل افزایش مقدار رسوبAlMg  در بین دانه ها و جدایش منیزیم از مرزدانه ها، و در نتیجه خطر خوردگی بین دانه ای و بروز ترک تا جای ممکن نباید به کار گرفته شوند. استفاده ازAWS: ER5654  بهترین مقاومت به خوردگی را در جوش ایجاد می کند.

6 : انتخاب یک فلز پرکننده که در ترکیب با فلز پایه، فلز جوشی ایجاد کند که قابل عملیات حرارتی پسگرمایی باشد، می تواند بسیاری از مشکلات و معایب جوشکاری آلومینیوم را بر طرف سازد. پرکننده هایی مثل AWS:ER4643 که بعد از جوشکاری قابل عملیات حرارتی بوده و استحکام از دست رفته جوش به وسیله عملیات حرارتی پسگرمایی روی آن، تا دو برابر قابل جبران است، یک نمونه از این دسته است که به ویژه برای جوشکاری آلیاژهای سری 6000 توصیه شده اند.

7 : موضوع دیگری که باید در رابطه با انتخاب فلز پرکننده مدنظر گرفته شود، مسئله حساسیت به ترک می باشد. همان طور که می دانید، آلیاژهای سری 5000 (منیزیم دار) بیشترین استحکام را در بین آلیاژهای آلومینیوم داشته و غیر قابل عملیات حرارتی اند. به طور کلی، اگر مقدار منیزیم بین  5/0تا 8/2 درصد باشد، یک ترکیب مقاوم در برابر بروز ترک ایجاد می نماید که ضمنا با فلزات پرکننده گروه 4000 مثلER4043، ER4047 یا  ER4145قابل جوشکاری هستند. این موضوع ، در مورد آلیاژهای فلز پایه سری 4000 که محتوی سیلیسیم بوده و غیر قابل عملیات حرارتی اند نیز قابل بررسی است. آلیاژهای تا کمتر از یک درصد سیلیسیم، در مورد ترک مقاومت و هنگامی که مقدار سیلیسیم از یک درصد تجاوز کند، حساسیت به بروز ترک ، به شدت افزایش می یابد .

استانداردها ، برای انتخاب فلزات پرکننده در فرآیندهای مختلف جوشکاری، کدهای مناسب و آزمایش شده ای ارایه کرده اند که تعدادی از آلیاژهای مشابه ، با کاربردهای مشابه در یک کد قرار داده شده اند . این کدها برای جوشکاری آلومینیم در استاندارد AWS به قرار زیر هستند:

AWS:SFA A-5.3: انتخاب الکترودهای دستی به ارزش MMA برای جوشکاری آلومینیوم و آلیاژهای آن.

:AWS:SFA A-5.10 سیم جوش های آلومینیوم و آلیاژهای آن برای جوشکاری های TIG و MIG/MAG .

:AWS: SFA A-5.12 استندارد الکترودهای تنگستن برای جوش TIG.

بررسی روش های جوشکاری آلومینیوم وآلیاژهای آن آلومینیوم وآلیاژهای آن را می توان ازطریق کلیهءروش های جوشکاری به هم متصل کرد.

جوشکاری آلومینیوم وآلیاژهای بافرایندهای MIG/MAGدراین روش، قوس الکتریکی، عامل تولیدحرارت است که توسط منبع تولید نیرو یعنی یک رکتیفایر(یکسوکننده) ایجاد می شود. فلز پرکننده نیز که به صورت مفتول های آلومینیومی به دورقرقره پیچیده شده، توسط یک منبع تقذیه سیم موتوردار(Wirefeeder) به درون یک انبرجوشکاری هل داده می شودوازسوی دیگر، توسط موتورکشندهء موجود درسر انبر(Push pull) به خارج از آن کشیده شده وپس از برقراری قوس وذوب شدن، عمل پرکردن حوضچه محل اتصال را به عهده می گیرد. در عمل، حبابی که ازگاز محافظ(ازیک کپسول متصل به دستگاه) خارج شده وبه درون اتبر هدات می شود، همراه سیم از سر انبرخارج گردیده وازحوضچه جوش محافظت می کند. مقدار وفشارگاز خروجی توسط یک رگلاتورمخصوص قابل کنترل وتنطیم است. در جوشکاری آلومینیوم وآلیاژهای آن، برای محافظت حوضچه از گازهای خنثی استفاده می شود بناراین برای جوشکاری آلومینیوم وآلیاژهای آن فقط ازروش MIG کمک گرفته می شود. روش MAG دراین خصوص کاربردی ندارد.

 مزایای استفاده از روش MIG

-  چون حرارت مستقیما ازسیم جوش(به عنوان پر کننده) به قطعه کارداده می شود، بنا بر این سرعت روش MIG بسیار بالابوده وتا 1375mm/min درروش نیمه اتوماتیک وتا 4500mm/min برای روش های تمام اتوماتیک می رسد.

- این روش با نوع دستی، نیمه اتوماتیک وتمام اتوماتیک قابل انجام است.

- هر آلیاژ آلومینیومی راکه به وسیلهء جوش ذوبی قابل جوشکاری باشد می توان به وسیلهء روش MIG جوش داد.

-  خواص مکانیکی آلیاژهای آلومینیوم جوشکاری شده به روش MIG ، نسبت به سایر روش های جوشکاری ازکاهش وتغییرات کمتری برخوردار است.

- روانسازی یاتنه کاربرای برطرف کردن لایه اسیدی نیاز نیست، زیرا هنگامی که فلز قطعه کارازنظر الکتریکی منفی می باشد، لایهء اکسیدی درهنگام برقراری قوس توسط سیم جوش مثبت برطرف می شود. بنابراین، خطر خوردگی منطقهء جوش ناشی از بقایای تنه کار یا روانساز درروش MIG وجود ندارد.

- مشاهدهء چشمی حوضجهء جوش، با استفاده ازماسک برای جوشکاری راحت تر است زیرا درروش MIG سرباره ودود حاصل از جوشکاری وجود ندارد که مانع دیدن حوضچه باشد بنابراین جوشکاری راحت تر کار می کند.

-به دلیل آن که درروش MIG رسوب دادن فلز جوش ارتباط زیادی با جهت حرکت الکترود، امتداد قوس پلاسما وراستای سیم جوش ندارد، بنابراین کنترل کاملی بر رسوب فلز جوش وجود دارد.

- به دلیل اتوماتیک یا نیمه اتوماتیک بودن فرآیند جوشکاری، اعم از تغذیهء سیم جوشکاری، فاصله انبر تا حوضچه، تثبیت قوس وسرعت تغذیه سیم جوش، نیاز به جوشکاری بامهارت زیاد وجود ندارد.

-راندمان رسوب جوش معمولا بالاتر از 95درصد است، زیرا پدیده ای مضری مثل جرقه های جوش(Spatter)، اکسیداسیون مفتول وحوضچه ویا تلفات دیگرکمتر اتفاق می افتد.

 عیوب جوشکاریMIG برای آلیاژهای آلومینیوم

- گران بودن تجهیزات درمقایسه باروش های جوش کربید یا جوش MMA.

- چگونگی انتقال قطرات مذاب ازفلزپر کننده به جوضچهء جوش ونوع، خلوص وترکیب گازمحافظ، تاثیر مهمی روی عمق نفوذ جوش وکیفیت آن دارد.

-استحکام آلیاژهای آلومینیوم دردرجه حرارت بالاتر از90درجه سانتیگراد درروش MIG به شدت افت می کندودردرجه حرارت های پایین تراز 18درجه سانتیگراد به مقدار قابل ملاحظه ای افزایش پیدا می کند..

- جوشکاری MIG برای جوشکاری ورق های آلومینیومی نازک تر از 3mm اصلا مناسب نیست (فقط با بعضی روش های جوشکاری MIG ضربانی (Pulsed Currentpower supplies) می توان ورق هایی به نازکی 0.75 تا 1میلی متررانیز جوشکاری کرد).

- با جوشکاریMIG می توان سیم جوش هایی را با ضخامت حداقل 8/0و حداکثر4/2 میلی متر ذوب نمود.

نکاتی مهم در جوشکاری MIG آلیاژهای آلومینیم برای دستیابی به یک جوش مناسب MIG برای اتصال آلیاژهای آلومینیوم، باید به موارد زیر توجه کرد:

1-برای جوشکاری MIG قطعات نازک آلومینیومی بین ضخامت های 1تا7 میلی متر، باید از جریان DC مثبت معادل 50تا195 آمپر، ولتاژ 12تا24 ولت ، گاز آرگون خالص(100%) با نرخ جریان 1تا2 نترمکعب بر ساعت، سیم جوش قطر 8/0 تا2/1 میلی متر با سرعت سیم 440 تا1150 سانتیمتر بر دقیقه و طرح اتصال I استفاده کرد.

2-برای جوشکاری MIG قطعات متوسط و ضخیم آلومینیومی به ضخامت های بین 7تا 13 میلی متر، از جریان DC مثبت 160تا300 آمپر، ولتاژ 20تا26ولت، مخلوط 50 درصد آرگون و 50درصد هلیوم یا 25 درصد آرگون و 75 درصد هلیوم با نرخ جریان 35/1 تا3 متر مکعب بر ساعت ، سیم جوش به قطر 2/1 تا6/1 میلی متر با سرعت سیم 375 تا 680 سانتیمتر بر دقیقه و طرح اتصال V با تعداد 2تا8 پاس جوش استفاده شود.

3- برای جوشکاریMIG قطعات ضخیم وخیلی ضخیم آلومینیومی به ضخامت بین 13تا 25 میلی متر، بایداز جریان 320 تا 425 آمپرDC مثبت و ولتاژ22تا29 ولت؛ گاز هلیوم خالص (100% ) یامخلوط25درصد آرگون و75% هلیوم با نرخ جریان6/1 تا 8/3 مترمکعب برساعت، سیم جوش به قطر6/1 تا4/2 میلی مترباسرعت سیم 350تا 660سانتی متربردقیقه وطرح اتصال X باتعداد پاس جوش، استفاده نمود.

4-یکی ازروش های انتقال مذاب به حوضچه جوش، روش انتقالی پاشیدنی(Spray Arc) یا (Spray Transfer) می باشد.

5- انتخاب سیم جوش مناسب برای جوشکاری آلومینیوم به روشMIG، یکی  ازفاکتورهایی است که باید مد نظرقرارگیرد.

6-خواص مکانیکی آلیاژهای آلومینیوم جوشکاری شده به روش MIG نیز، باید مد نظر قرار گیرد.

7- برای شروع جوشکاری باید لبهء شعله پوش رادر فاصلهء 25 میلی متری سطح قطعه کارقرارداد، به طوری که سیم جوش به اندازه 10 میلی متری ازدهانهء نازل بیرون باشد. نقطهء شروع جوشکاری، باید حدود 20 میلی متری عقب تر از ابتدای خط جوش اصلی انتخاب شود، به طوری که پس از جوشکاری بتوان با بر یودن 20 میلی متری اضافی، ترتیبی دادتاکلیهء عیوب متحمل درشروع جوش دراین اضافه قرارگرفته وازقطعهء اصلی جدا شود.

8- در جوشکاری آلیاژهای آلومینیومی به روش MIG ، انبر جوشکاری را باید تحت زاویهء 10درجه نسبت به خط عمود و به صورت روش پیش دستی( Freehand ) یعنی از راست به چپ به کار گرفت.

9- طول قوس در جوشکاری MIG ، به وسیلهء ضخامت فلز، قطر و جنس پرکننده و نیز جریان جوشکاری که به کار می برید تعیین می شود. برای جوشکاری فلزات نازک و اتصالات تخت یا گوشه با شیار تنگ، استفاده از قوس کوتاه توصیه می شود. طول قوس معمولا نباید از 3تا10 میلی متر تجاوز کند. طول قوس کوتاه برای دستیابی به عمق نفوذ بیشتر در پاس ریشه به ویژه در جوشهای چند پاسی بسیار مفید است.

10- در جوشکاری آلیاژهای آلومینیوم به روش MIG در وضعیت عمودی، بهتر است از روش سربالا (vertical ) استفاده نمود.

11- در هنگام جوشکاری ورق های نازک آلومینیومی به صورت لب به لب با تکنیک انتقال مذاب به صورت پاشیدنی با سرعت جوشکاری زیاد به ویژه در شرایطی که جوشکار از مهارت زیادی برخوردار نیست، استفاده از پشت بند برای جوشکاری مناسب است. برای آلیاژهای آلومینیوم، استفاده از پشت بندهایی از جنس فولادکربنی، فولاد زنگ نزن، مس یا آلومینیوم مرسوم است. اگر هدف آن است که انتقال حرارت از طریق پشت بند به سرعت انجام شده و در واقع پشت بند نقش مبرد را نیز ایفا مینماید، استفاده از آلومینیوم،و فولادکربنی به ترتیب توصیه شده و اگر هدف این باشد که انتقال حرارت از طریق پشت بند انجام نگیرد، فولاد زنگ نزن و کربنی مفیدتر هستند.

12- در هنگام جوشکاری ورقهای نازک آلیاژهای آلومینیومی، به ویژه در جدارهء مخازن، برای به حداقل رساندن امکان نشتی ناشی از وجود ناخالصی، سرباره و یا حفرههای گازی باقی مانده، استفاده از جوشکاری دو یا چند پاسی MIG توصیه شده است. زیرا در هنگام استفاده از جوش چند پاسی، حجم مذاب موجود در هر پاس بسیار کم و قابل کنترل است و می تواند ناخاصی های باقی ماندهاز پاس اول و حفره های گازی پیشین باقیمانده را نیز ترمیم و اصلاح نماید. برای اتصالات لب به لب ورق های آلومینیوم به ضخامت بیش از 10mm ، بهتر است از جوش های دو طرفه با دو یا چندین پاس استفاده نمود و برای دستیابی به نفوذ بهتر، قبل از شروع پاس پشتی، بایدریشه پاس اول را شیارزنی کرد. با این روش، می توان لایه های اکسیدی باقی مانده و تشکیل یافته در ریشه را از بین برد.

البته توجه به این نکته ضروری است که برای برداشتن پاس ریشه از پشت، استفاده از ابزارهایی مثل چکش های بادی یا ماشینکاری نیز قابل استفاده است. تا جای ممکن باید سعی کرد که برای این کار از سنگ های دوار (صفحه سنگ) فیبری استفاده نشود، زیرا امکان باقی ماندن برادهء فیبر سنگ در داخل آلیاژ نرم آلومینیوم وجود دارد. ضمن آن که امکان کنترل این ابزارها کمتر بوده و احتمال ایجاد زوایای تیز و خراشیدگی هایی که در سرویس کاری موجب بروز خوردگی می شوند افزایش خواهد یافت. پس از اتمام شیارزنی از پشت، باید نسبت به آزمایش کردن جوش اقدام شود. آزمایش جوش قبل از جوشکاری پاس پشت، می تواند با مایعات نافذ، رادیو گرافی یا آلتراسونیک انجام گیرد هر چند در هر صورت، بازرسی چشمی ضروری است.

عیب های جوش در جوشکاریMIG

1-تخلخل: خلل یا فرج، حفره های گازی در فلز است که گاهی، باز و در سطح قابل روئیت است و زمان، بسته و داخل فلز جوش دیده می شود.

2- ترکهای عرضی فلز جوش: ترکی است که در جوش ودر جهت عمود بر طول جوش ایجاد می شود و ممکن است در منطقهءHAZ  و فلز پایه نیز امتداد پیدا کند.

3- ترک های طولی فلز جوش: ترکی است که ضمن انجماد یا فوق انجماد، در میانه و طول جوش بوجود می آید.

4-عدم نفوذ کافی (نفوذ ناقص): در حقیقت این عیب،  شامل نفوذ ناقص در شیار جوش و فلز پایه، و در ریشه و دیواره های جوش و یا بین پاس های جوش می باشد.

5- عدم ذوب کافی (ذوب ناقص): عبارتست از کامل نبودن ریشه یا دیواره جوش.

6- سوختگی و یا بریدگی کناره جوش: شیاری را که در فلز پایه مجاور پنجه یا ریشه جوش دیده می شود، سوختگی یا بریدگی می گویند. این عیب، موجب تمرکز و تشدید و تنش می شود و غالبا مربوط به چگالی و جریان زیاد است.

7-نوسانات طول قوس: کم و زیاد شدن طول قوس الکتریکی را نوسانات طول قوس می گویند که گاهی به قطع شدن آن منجر شده است .

8-پس ذوب: این عیب هنگامی اتفاق می افتد که سیم جوشکاری به لوله مسی اتصال پیدا کند و با آ گداخته و ترکیب شود در این وضعیت ، تغذیه سیم متوقف می شود و این عمل هنگامی روی می دهد که سرعت تغذیه سیم برای جریان مورد استفاده کافی نباشد.

9- کافی نبودن عمل تمیز کنندگی سطح فلز به وسیله قوس: این عیب ، هنگامی روی می دهد که قوس الکتریکی برقرار شده، و قدرت کافی را برای پاک کردن اکسید آلومینیوم از سطح قطعه کار ندارد.

10-آلودگی مهرهء جوش یا خط جوش: این عیب، شامل کثیف بودن رسوب جوش حاصل از یک پاس بوده است.

11- خط جوش ناهموار: علت بروز این عیب عبارتند از : قوس ناپایدار، شدت جریان نادرست، کم بودن سرعت جوشکاری.

12- بیش اندازه پخش شدن خط جوش: علل بروز این نقیسه، شدت جریان زیاد، بیش اندازه کم بودن سرعت جوشکاری، طول قوس زیاد و طولانی بودن زمان برقراری قوس

13-قابل روئیت نبودن قوس یا حوضچه جوش: گاهی اوقات به دلیل انتخاب نامناسب وضعیت قطعه کار، انتخاب غلط قطعه کار یا زاویه دست جوشکار، کثیف یا اشتباه بودن شماره شیشه ماسک جوشکاری یا اندازه نادرست ناظر، امکان دیدن حوضچه جوش یا قوس بر قرار رشد برای جوشکار فراهم نمی شود بنابر این توصیه شده است که برای جلوگیری از این مشکل ، از ماسکهایی با شیشه شماره 10یا12 و ناظر جوشکاری تا حد امکان کوچک استفاده شود.

نتیجه گیری

مزایا :

 چون حرارت مستقیما از سیم جوش به قطعه کارداده می شود بنابراین سرعت بالایی دارد، این روش با نوع دستی ، نیمه اتوماتیک و تمام اتوماتیک قابل انجام است . هر آلیاژی جوش ذوبی قابل جوشکاری است. خواص مکانیکی الیاژهای آلمینیوم جوشکاری شده نسبت به سایر روشها از کاهش و تغییرات کمتری برخوردار است. روانسازی یا تنه کار برای برطرف کردن لایه اصلی نیاز نیست، مشاهده چشمه حوضچه جوش با استفاده از ماسک برای جوشکار راحت تر است و نیز راندمان رسوب جوش معمولا بالاتر از 95 درصد است.

عیوب :

 گران بودن تجهیزات، چگونگی انتقال قطرات مذاب از فلز پرکننده به حوضچه جوش و نوع، خلوص و ترکیب گاز محافظ تاثیر مهمی روی عمق نفوذ و کیفیت دارد. استحکامش در درجه حرارت بالاتر از 90 درجه به شدت افت می کند. این جوشکاری برای ورقهای آلمینیومی نازکتر از 3 میلیمتر مناسب نیست. با این جوشکاری می توان سیم جوش هایی را با ضخامت حداقل 8/0 و حداکثر 4/2 میلیمتر ذوب نمود.

    

 

تصاویر جانبی
محصولات مشابه
عنوان نظر :
نام شما :
ایمیل :