معرفی روش‌های تخصصی جوشکاری آلومینیوم با الکترود

آلومینیوم و آلیاژهای آن از پرکاربردترین فلزات جهان است؛ دومین فلز پرمصرف پس از فولاد که کاربردهای فراوانی در صنایع مختلف دارد. وزن کم و استحکام بالای این فلز باعث شده تا استفاده‌های زیادی از این ابزار شود. در این نوشتار رونیکس قصد داریم تا روش‌های تخصصی جوشکاری آلومینیوم را به شما توضیح دهیم.

رونیکس را بخوانید.

روش‌های تخصصی جوشکاری آلومینیوم

جوشکاری آلومینیوم با الکترود فرآیندی تخصصی است که به دقت و تجربه بالایی نیاز دارد. برای جوشکاری آلومینیوم می‌توان از روش‌های مختلفی استفاده کرد. در ادامه به روش‌های تخصصی جوشکاری آلومینیوم می‌پردازیم:

• جوشکاری با قوس الکتریکی
• جوشکاری با لیزر
• جوشکاری با پرتو الکترونی
• جوشکاری با جوش اصطکاکی

جوشکاری با قوس الکتریکی

در این روش جوشکاری به وسیله الکترودهای مخصوصی که ۹۵ درصد آن آلومینیوم و ۵ درصد سیلسیم است انجام می‌شود. در این روش ضخامت کار با قطر الکترود رابطه مستقیمی دارد؛ یعنی هرچه ضخامت قطعه کار بیشتر باشد باید از الکترود قطورتری استفاده کرد. جوشکاری با قوس الکتریکی به دو روش TIG و MIG انجام می‌شود.

جوشکاری  TIG

جوشکاری تیگ یا جوشکاری قوس الکتریکی با الکترود ثابت، یکی از موثرترین روش‌ها در جوشکاری آلومینیوم است. در این روش بین الکترود ثابت و قطعه کار یک قوس الکتریکی ایجاد می‌شود. در زمان اتصال از یک گاز خنثی مانند آرگون استفاده می‌شود تا از ذوب الکترودها و اکسیدشدن آن جلوگیری شود. به همین دلیل به این روش جوشکاری آرگون هم می‌گویند. پس از اتمام کار جوشکار باید یک مفتول آلومینیومی را به محل جوش اضافه کند تا علاوه بر پرکردن فضای خالی، ماده مذاب را هم تقویت کند.

در جوشکاری آلومینیوم با آرگون باید از جریان متناوب AC به جای جریان مستقیم DC استفاده کرد. جوشکاری قوس الکتریکی با الکترود ثابت، برای ورقه‌هایی با ضخامت 1 تا 6 میلی‌متر مناسب است. این روش برای جوشکاری دقیق و کنترل‌شده مناسب است و به عنوان روشی تخصصی در صنعت هوا و فضا و صنعت دریایی استفاده می‌شود.

جوشکاری  MIG

جوشکاری MIG از سیم جوش به عنوان الکترود استفاده می‌شود. سیم جوش دور یک حلقه داخل اینورتر پیچیده می‌شود و یک سر آن به تفنگ جوشکاری وصل می‌شود. گاز خنثایی که در این روش استفاده می‌شود معمولا هلیوم یا Co2 است. این روش برای قطعه کارهایی با ضخامت 4 میلی‌متر ایده‌آل است. برای قطعه کارهای تا ضخامت 1 میلی‌متر از جریان مستقیم DC و درخصوص ضخامت‌های بالاتر از جریان AC استفاده می‌شود.  مقاله جوشکاری co2 اطلاعات مفیدی در خصوص این نوع جوشکاری به شما می‌دهد.

نکات مهم جوشکاری با قوس الکتریکی

• الکترودها قابلیت جذب رطوبت دارند. به همین دلیل حتما آن‌ها را در جای مخصوص خود نگهداری کنید و درصورت مرطوب‌شدن الکترودها آن‌ها را دمای 200 درجه سانتیگراد خشک کنید.
• ضخامت آلیاژ باید با ضخامت قطعه کار آلومینیوم به یک اندازه باشد.
• به زاویه جوشکاری توجه کنید. زاویه الکترود نسبت به صفحه باید 45 درجه باشد. در صورت کثیف بودن به کمک فرچه سیمی یا کاغذ سنباده آن را از هر ناهمواری تمیز کنید.
• طول قوس جوشکاری در جوشکاری آلومینیوم باید بسیار کوتاه باشد. قطعاتی که ضخامت 5 میلی‌متر دارند را با 200 درجه سانتی‌گراد حرارت دهید تا منعطف‌تر شوند. این عدد برای ورقه‌های آلومینیومی با ضخامت 20 میلی‌متر، 400 درجه سانتی‌گراد است.
• در زمان تعویض الکترود به کمک آب نیمه گرم محل جوشکاری را تا حدود ۳ سانتی‌متر از هرگونه گل جوش پاک کنید.
• برای ورقه‌های کمتر از ۲ میلی‌متر از جوش اکسیژن یا استیلن استفاده کنید و در زمان انجام کار از گرد مخصوص جوشکاری بهره ببرید تا علاوه بر بالا بردن مقاومت جوش، به دلیل تسریع در عمل ذوب، سرعت عمل شما را هم افزایش دهد.

بیشتر بخوانید: «موتور جوش رونیکس»

جوشکاری با لیزر

در جوشکاری با لیزر، حوضچه مذاب عمیق با عرض کم ایجاد می‌شود که باعث اتصال قطعات خواهد شد. روش جوشکاری آلومینیوم با لیزر بهترین روش برای آلیاژهایی است که مقاومت کمی  در برابر ترک‌‌خوردگی دارند.

جوشکاری با پرتو الکترونی

این روش شبیه به جوشکاری با لیزر است، اما در خلا انجام می‌شود و به گاز محافظ برای جوشکاری نیاز ندارد. جوشکاری با پرتو الکترونی برای آلیاژهای آلومینیومی با ضخامت بالا مناسب هستند؛ چرا که حوضچه مذاب در این روش کوچک است اما با نفوذ به عمق آلیاژ، جوش خوبی تولید می‌کند.

بیشتر بخوانید: «دستگاه جوش رونیکس 4604»

جوشکاری با جوش اصطکاکی

در جوشکاری با جوش اصطکاکی  به جای دوب شدن، آلیاژ‌ها با اصطکاک بین دو قطعه به هم متصل می‌شوند. در این روش به قسمت جوش آسیبی وارد نمی‌شود و به گاز محافظی برای جلوگیری از اکسیداسیون نیاز ندارد. این روش به دو دسته جوشکاری اصطکاکی اغتشاشی و جوشکاری اصطکاکی چرخشی یا دورانی تقسیم می‌شود.

در زمان جوشکاری آلومینیوم به این نکات توجه کنید

جوشکارها در زمان جوشکاری آلومینیوم کمی سردرگم می‌شوند؛ چرا که استحکام جوش فولاد با فلز پایه آن یکسان است اما درخصوص آلومینیوم این مساله متفاوت است. در آلومینیوم، استحكام جوش از ماده پایه کمتر است. به همین دلیل مهم‌ترین قسمت جوشکاری آلومینیوم با الکترود، انتخاب الکترود است. به همین دلیل داشتن اطلاعات کامل درباره آلومینیوم و جوش‌پذیری آن نقش موثری در کیفیت کار خواهد داشت. مانند هر کار دیگری، در جوشکاری آلومینیوم هم باید اصول اولیه آن را بدانید. نکات زیر را در زمان جوشکاری فراموش نکنید:

• جنس و قابلیت‌های آلیاژهای آلومینیوم را بدانید: اطلاع از جنس و قابلیت‌های آلیاژ‌های مختلف آلومینیوم دارای اهمیت است. انعطاف‌پذیری آلیاژهای مختلف بستگی به نقطه حرارتی آن‌ها دارد؛ به همین دلیل هر آلیاژ با یک روش و میزان حرارت یکسان منعطف نمی‌شود.
• آلیاژهای آلومینیوم را بشناسید: برای انتخاب نوع جوشکاری، شناخت آلیاژهای آلومینیوم الزامی است. آلیاژهای سری ۱۰۰۰، ۳۰۰۰، ۵۰۰۰ و ۶۰۰۰ را می‌توان با جوشکاری قوسی، جوشکاری کرد اما آلیاژهای آلومینیوم سری ۲۰۰۰ و ۷۰۰۰ را نمی‌توان به این صورت جوشکاری کرد. البته آلیاژ 2219 و 7020 را می‌توان با جوشکاری قوس الکتریکی جوشکاری کرد.

بیشتر بخوانید: «دستگاه جوش مینی رونیکس»

آلیاژهای آلومینیوم برای جوشکاری

همان‌طور که گفتیم هرکدام از آلیاژهای آلومینیوم به روش خاصی جوشکاری می‌شوند. اما حتما قبل از جوشکاری دقت کنید که بستر جوش سالم و بدون ترک باشد و همچنین استحکامات مکانیکی کافی را داشته باشد. عموما آلیاژهای آلومینیوم به هفت دسته تقسیم می‌شوند:

• آلیاژهای سری ۱۰۰۰: در این آلیاژها درصد زیادی آلومینیوم خالص استفاده شده و به همین دلیل ساختار ضعیفی دارند. سری 1000 سختی بالایی در برابر خوردگی دارند و جوش‌پذیری آن‌ها بالا است. عموما برای جوش دادن آن‌ها از فیلر 1100 استفاده می‌کنند.
• آلیاژهای سری ۲۰۰۰: سری 2000 از ترکیب آلومینیوم و مس ساخته می‌شود. این آلیاژها جوش‌پذیری پایین و انعطاف‌پذیری بسیار پایینی دارند و دوام کمی در برابر خوردگی ایجاد می‌کنند. آلیاژهای سری 2000 برای ماشین‌کاری مناسب هستند و کاربرد اصلی آن‌ها در هوافضا است.
• آلیاژهای سری ۳۰۰۰: این آلیاژها از ترکیب آلومینیوم و منگنز ساخته می‌شوند و استحکام بالایی در برابر خوردگی دارند. سری 3000 انعطاف‌ و جوش‌پذیری بالایی دارد و کاربرد اصلی آن‌ها در مبدل‌های حرارتی و سیستم‌های تهویه هوا است.
• آلیاژهای سری ۴۰۰۰: ترکیب آلومینیوم و سیلیکون سری 4000 را می‌سازد. از آنجایی‌که نقطه ذوب سیلیکون بسیار پایین است، در ساخت سیم‌جوش‌ها از این آلیاژ استفاده می‌شود. در حقیقت آلیاژهای سری 4000 بیشتر به عنوان فلز پایه کاربرد دارند.
• آلیاژهای سری ۵۰۰۰: ترکیب آلومینیوم و منیزیم آلیاژهای سری 5000 را ایجاد می‌کند. از ویژگی‌های این سری می‌توان به استحکام زیاد آن در برابر خوردگی، شکل‌پذیری و جوش‌پذیری اشاره کرد. آلیاژهای سری 5000 بیشتر به عنوان فیلر کاربرد دارد.
• آلیاژهای سری ۶۰۰۰: این سری از آلیاژها از ترکیب آلومینیوم، منیزیم و سیلیکون ساخته می‌شوند و استحکام نسبتا متوسطی دارند. با این وجود مقاومت آن‌ها در برابر خوردگی بسیار بالاست و شکل‌پذیری بالایی دارند. این آلیاژها در دماهای بالا امکان ترک‌خوردگی دارند. از سری 6000 در سازه‌های ساختمانی استفاده می‌شود.
• آلیاژهای سری ۷۰۰۰: آلیاژهای سری 7000  از آلومینیوم–روی-منیزیم  و آلومینیوم–روی–مس ساخته شده‌اند. سری 7000 استحکام بسیار بالایی دارد، اما انعطاف‌پذیری آن‌ها بسیار کم است و به سادگی ترک می‌خورند. البته آلیاژهای ۷۰۰۳، ۷۰۰۵ و ۷۰۳۹ قابلیت جوش زدن با فیلر 5356 را دارند. سری 7000 به طور معمول در صنایع هوا- فضا کاربر دارد.

بیشتر بخوانید: « انواع الکترود جوشکاری»

بهترین روش جوشکاری آلومینیوم کدام است؟

در این نوشتار رونیکس به یکی از کاربردی‌ترین انواع جوشکاری یعنی جوشکاری آلومینیوم و روش‌های تخصصی انجام آن پرداختیم. همان‌طور که دیدید جوشکاری آلومینیوم فرآیندی تخصصی است که به دقت و تجربه بالا نیاز دارد. اما بهترین روش جوشکاری آلومینیوم چیست؟

در پاسخ به این سوال باید بگوییم که هرکدام از این روش‌ها مزایا و محدودیت‌های خاص خود را دارند و انتخاب روش مناسب بستگی به نیازها و شرایط خاص شما دارد. برای اجرای صحیح این روش‌ها، تجهیزات و تکنیک‌های مناسب، ایمنی کار و دانش فنی بالا الزامی است. به نظر شما بهترین روش جوشکاری آلومینیوم کدام است؟ شما کدام روش را پیشنهاد می‌کنید؟ نظرات خود را با ما به اشتراک بگذارید.

سوالات متداول:

برای جوشکاری آلومینیوم از چه روش‌هایی استفاده می‌شود؟
برای این کار می‌توان از جوشکاری با قوس الکتریکی، جوشکاری با لیزر، جوشکاری با پرتو الکترونی و جوشکاری با جوش اصطکاکی استفاده کرد.

تفاوت آلیاژهای سری 1000 با 5000 در چیست؟
در آلیاژهای سری 1000 درصد زیادی آلومینیوم خالص استفاده شده در حالی که ترکیب آلومینیوم و منیزیم آلیاژهای سری 5000 را به وجود می‌آورد.