همه چیز درباره نکات مهم در جوشکاری آلومینیوم
نکات مهم در جوشکاری آلومینیوم برای صنایع و پروژههایی که این فلز را به دیگر فلزات ترجیح میدهند اهمیت زیادی دارد. یکی از نکات مهم در جوشکاری آلومینیوم انتخاب آلیاژ مناسب است. همانطور که میدانید آلومینیوم آلیاژهای فراوانی دارد که هرکدام خواص و ویژگیهای خاص خود را دارند. جوشکارها باید آلیاژ را انتخاب کنند که در منطقه جوش استحکام خوبی داشته باشد. برای مثال در فولاد استحکام منطقه جوش با سرتاسر فلز یکسان است اما درمورد ورق آلومینیوم متفاوت است.
در این مقاله قصد داریم تمام نکات مهم در جوشکاری آلومینیوم را با شما درمیان بگذاریم اگر میخواهید بدانید جوشکاری آلومینیوم با دستگاه جوش معمولی امکانپذیر است یا جوشکاری آلومینیوم با آرگون به چه صورت انجام میشود در ادامه با ما همراه باشید.
شرکت آلوم ارس به عنوان یکی از تامینکنندگان معتبر مقاطع آلومینیومی در ایران شناخته میشود. با آلوم ارس میتوانید تمام مقاطع آلومینیومی مناسب جوشکاری را با بهترین کیفیت و قیمت تهیه کنید. ورق آلومینیوم 7075، میلگرد آلومینیوم 6061 و تسمه آلومینیوم 6061 از جمله محصولات این شرکت هستند. برای استعلام قیمت و یا ثبت سفارش همین حالا با شمارههای ما تماس بگیرید. ۰۹۱۲۵۲۸۶۴۵۹ – ۰۲۱۶۶۸۰۶۷۷۸ – ۰۲۱۶۶۳۹۱۵۲۳
آلومینیوم و ویژگیهای آن
آلومینیوم را به عنوان یکی از فلزات رنگین میشناسند. این آلیاژ غیرآهنی به دلیل خواص و ویژگیهای منحصربهفرد در صنایع مختلفی کاربرد دارد. آلومینیوم نرم است و در حالت خالص به رنگ خاکستری دیده میشود. این فلز سبک مقاومت بالایی در برابر خوردگی دارد و به راحتی ماشینکاری و جوشکاری میشود. این ویژگیها دلیل اصلی محبوبیت فلز آلومینیوم در میان مهندسان هستند. شاید خود آلومینیوم فلز نرمی باشد اما وقتی عناصر مختلف به آن اضافه میشوند و آلیاژهای متفاوت را تشکیل میدهند استحکام آن بالا میرود. بعضی از آلیاژهای آلومینیوم استحکامی برابر با فولاد دارند. برای رسیدن به سریهای خاص آلومینیوم از عناصری مثل مس، منگنز، سیلیکون، منیزیم، ترکیب منیزیم و سیلیکون و ترکیب روی و منیزیم استفاده میکنند. هرکدام از این سریهای آلومینیوم ویژگیهای خاص خود را دارند که آنها را برای استفاده در صنایع خاصی مناسب کرده است.
چالشها و مشکلات جوشکاری آلومینیوم و آلیاژهای آن
یکی از دلایلی که به یادگیری نکات مهم در جوشکاری آلومینیوم تاکید داریم چالشها و مشکلاتی است که در حین جوشکاری با آن مواجه میشوید. جوشکاری شاید در ظاهر ساده به نظر برسد اما یک فرآیند پیچیده است و باید برای رسیدن به نتیجه مطلوب و ایمن مهارت و تجربه کافی را داشته باشید. از جمله مشکلاتی که در صورت رعایت نکردن نکات مهم در جوشکاری آلومینیوم به وجود میآیند میتوان به سوختگی، ایجاد تخلخل، شکلگیری ضعیف جوش و ترک خوردن آن، همجوشی و نفوذ ناقص و ذوب ناقص جوش اشاره کرد.
در زمان جوشکاری آلومینیوم به چه نکاتی توجه کنیم؟
برای دستیابی به جوش باکیفیت در آلومینیوم و جلوگیری از چالشهایی که به آنها اشاره کردیم باید چند نکته اساسی را رعایت کنید. این نکات عبارتند از:
- یکی از نکات مهم در جوشکاری آلومینیوم آماده کردن سطح فلز است. برای این کار باید حتما لایه اکسید را از سطح آلومینیوم پاک کنید. برای پاک کردن لایه اکسید معمولا از برسهای سیمی مخصوص یا مواد شیمیایی استفاده میکنند. سطح قطعهای که جوشکاری میشود باید کاملا تمیز و بدون آلودگی، چربی یا رطوبت باشد.
- آلومینیوم یک هادی حرارت است و حرارت را خیلی سریع و شدید منتقل میکند. به همین دلیل حرارتی که موقع جوشکاری به آن میدهید باید کنترلشده باشد. برای کنترل دقیق حرارت باید از تکنیکهای خاص جوشکاری مثل جوشکاری پالسی استفاده شود تا احتمال سوختگی قطعه و یا تغییر شکل آن به حداقل برسد.
- یک نکته مهم در جوشکاری آلومینیوم به خصوص در روشهای جوشکاری قوسی استفاده از گازهای محافظ مثل آرگون یا مخلوط آرگون و هلیوم است. این گازها باعث میشوند جوش با اکسیژن تماس نداشته باشد و در نتیجه اکسیده نشود.
- برای اینکه جلوی ترک خوردگی را بگیرید و یک جوش با کیفیت داشته باشید باید از مواد پرکنندهای استفاده کنید که با آلیاژ آلومینیوم شما سازگاری مناسبی داشته باشد.
- برای کاهش تخلخل باید حتما سطح کار را کامل و دقیق تمیز کنید. در مرحله بعد برای جوشکاری در روش TIG از جریان متناوب استفاده کنید، این جریان به حذف لایه اکسید آلومینیوم کمک میکند.
کدام آلیاژها برای جوشکاری مناسب هستند؟
آلیاژهای آلومینیوم بر اساس ترکیب شیمیایی به سریهای مختلفی تقسیم میشوند که هر یک ویژگیها و کاربردهای خاص خود را دارند. در ادامه به بررسی آلیاژهای مناسب آلومینیوم برای جوشکاری میپردازیم:
آلیاژهای سری 1000
آلیاژهای سری 1000 در واقع آلومینیوم خالص به شمار میروند و 99 درصد یا حتی بیشتر آلومینیوم دارند. آلیاژهای این سری نرم و انعطافپذیر هستند و مقاومت کمی دارند. از آنجا که خلوص این سری بالاست به راحتی جوشکاری میشوند و برای پروژههایی که مقاومت بالا ملاک نیست مناسب هستند. گرچه این مقاومت کم یک محدودیت هم به شمار میرود چون در صنایع زیادی نمیتوان از آنها استفاده کرد. برای مثال آلیاژهای سری 1000 برای جوشکاری در صنایع شیمیایی یا بستهبندی مناسب هستند.
آلیاژهای سری 2000
برای ساخت آلیاژهای سری 2000 آلومینیوم را با مس ترکیب میکنند. این آلیاژ نسبت به تنش و ضربه حساس است و احتمال ترک خوردگی در زمان جوشکاری وجود دارد به همین دلیل کمتر برای جوشکاری به کار میروند. برای جوشکاری سری 2000 به تکنیکهای پیشرفته و مواد پرکننده خاص نیاز است و بیشتر در صنایع پیشرفته مثل هوافضا کاربرد دارند.
آلیاژهای سری 3000
آلیاژ سری 3000 از ترکیب آلومینیوم با منگنز تولید میشود. این سری مقاومت متوسطی دارند، اما چون در برابر خوردگی مقاوم هستند و جوشکاری آنها راحت است برای ساخت مخازن و لولهها استفاده میشوند. یکی از نکات مهم در جوشکاری آلومینیوم این است که سری 3000 به راحتی و بدون مشکل خاصی جوشکاری میشوند و نیاز به تجهیزات خاصی ندارند. ورق آلومینیوم 3105 از این خانواده می باشد که در فروشگاه آلوم ارس به فروش میرسند.
آلیاژهای سری 4000
آلیاژهای سری 4000 را از ترکیب آلومینیوم و سیلیکون میسازند. اما از آنجایی که این آلیاژ نقطه ذوب پایینی دارد از آن برای ساخت سیم جوشها در جوشکاری استفاده میکنند. سری 4000 برای جوشکاری مناسب است و در مواردی که نیاز به جوشهای تمیز و با کیفیت دارید پیشنهاد میشود.
آلیاژهای سری 5000
از ترکیب آلومینیوم با منیزیم سری 5000 تولید میشود. از مهمترین ویژگیهای این سری استحکام بالا و مقاومت عالی در برابر خوردگی است. آلیاژهای این سری برای جوشکاری مناسب هستند و از آنها در صنایع دریایی و خودروسازی استفاده میشود. یکی از نکات مهم در جوشکاری آلومینیوم با این آلیاژ این است که نباید حرارات بیش از اندازه به آن وارد کنید، حرارت زیاد میتواند خواص مکانیکی آلیاژ را تغییر دهد.
آلیاژهای سری 6000
آلیاژهای آلومینیوم سری 6000 از ترکیب منیزیم و سیلیکون با آلومینیوم به دست میآیند. این آلیاژ مقاومت خوبی دارد و به راحتی جوشکاری میشود. از این آلیاژ در ساختوساز، صنایع خودروسازی به کار میرود و یکی از محبوبترین آلیاژها برای جوشکاری است. این آلیاژها برای جوشکاری با روشهای TIG و MIG مناسب هستند. ورق آلومینیوم 6061 یکی از آلیاژهای سری 6000 است که قابلیت جوشکاری خوبی دارد. این ورق را در اندازههای مختلف میتوانید از آلوم ارس تهیه کنید. ۰۹۱۲۵۲۸۶۴۵۹ – ۰۲۱۶۶۸۰۶۷۷۸ – ۰۲۱۶۶۳۹۱۵۲۳
آلیاژهای سری 7000
از ترکیب روی و منیزیم با آلومینیوم آلیاژهای سری 7000 به دست میآید. روی و منیزیم استحکام مکانیکی و شیمیایی بالایی دارند. از طرفی این مقاومت باعث شده شکلپذیری آنها راحت نباشد و به همین دلیل در صنایعی مثل هوافضا از این سری استفاده میشود. این سری را برای جوشکاری پیشنهاد نمیکنند چون احتمال ترک خوردن در آنها بالاست. البته در بعضی موارد استثنایی هم وجود دارد میتوانید آلیاژ 7003 و 7005 را با استفاده از سیم جوش 5356 جوش دهید.
جدول مقایسه آلیاژهای آلومینیوم
| سری آلیاژ | ترکیب شیمیایی | درصد آلیاژ | قابلیت جوشکاری | کاربردها | نکات جوشکاری |
| سری 1000 | آلومینیوم خالص | بیش از 99% آلومینیوم | بسیار خوب | صنایع شیمیایی، بستهبندی | به دلیل خلوص بالا به راحتی جوشکاری میشود، اما مقاومت کم آن محدودیت ایجاد میکند. |
| سری 2000 | آلومینیوم + مس | ~2-6% مس | ضعیف | هوافضا | حساس به ترکخوردگی، نیاز به تکنیکهای پیشرفته و مواد پرکننده خاص. |
| سری 3000 | آلومینیوم + منگنز | ~1-1.5% منگنز | خوب | مخازن، لولهها | جوشکاری آسان، مقاوم در برابر خوردگی، بدون نیاز به تجهیزات خاص. |
| سری 4000 | آلومینیوم + سیلیکون | ~5-12% سیلیکون | بسیار خوب (به عنوان سیم جوش) | سیم جوش، جوشکاری با کیفیت | نقطه ذوب پایین، مناسب برای جوشهای تمیز و با کیفیت. |
| سری 5000 | آلومینیوم + منیزیم | ~0.5-5% منیزیم | خوب | صنایع دریایی، خودروسازی | استحکام بالا، مقاوم در برابر خوردگی، حساس به حرارت زیاد. |
| سری 6000 | آلومینیوم + منیزیم + سیلیکون | ~0.4-1.2% منیزیم، ~0.6-1.2% سیلیکون | بسیار خوب | ساختوساز، خودروسازی | مناسب برای روشهای TIG و MIG |
| سری 7000 | آلومینیوم + روی + منیزیم | ~4-8% روی، ~1-3% منیزیم | ضعیف (به جز 7003 و 7005) | هوافضا | احتمال ترکخوردگی بالا، جوشکاری آلیاژهای 7003 و 7005 با سیم جوش 5356 ممکن است. |
انواع روشهای جوشکاری آلومینیوم
روشهای مختلفی برای جوشکاری آلومینیوم وجود دارد که هر یک مزایا و محدودیتهای خاص خود را دارند. یکی از نکات مهم در جوشکاری آلومینیوم انتخاب روش مناسب است. برای انتخاب روش مناسب باید به عواملی مثل ضخامت قطعه، نوع آلیاژ و کیفیت جوش دقت کنید. از جمله روشهای رایج جوشکاری آلومینیوم میتوان به موارد زیر اشاره کرد:
- جوشکاری آلومینویوم با قوس الکتریکی
- جوشکاری آلومینیوم با لیزر
- جوشکاری با پرتو الکترونی
- جوشکاری با جوش اصطکاکی
- جوشکاری با Co2
جوشکاری آلومینیوم با قوس الکتریکی
جوشکاری آلومینیوم با قوس الکتریکی یا جوشکاری با برق توسط الکترودهای مخصوص و با دو روش TIG و MIG انجام میشود. این دو روش از رایجترین روشها برای جوشکاری آلومینیوم هستند که در ادامه به توضیح آنها میپردازیم:
جوشکاری TIG
جوشکاری TIG با استفاده از گاز بیاثر تنگستن انجام میشود. این روش جوشکاری را با عنوان جوشکاری با الکتروهای ثابت هم میشناسند. از آنجا که کنترل حرارت در این روش دقیق است و یک جوش با کیفیت به ما میدهد برای جوش دادن قطعات نازک یا برای کاربردهای دقیق و ظریف مناسب است. در این روش بین الکترود ثابت و قطعهای که باید جوشکاری شود یک قوس الکتریکی ایجاد میشود. هنگام اتصال دو قطعه به هم باید گاز بیاثر وجود داشته باشد تا از فرآیند ذوب شدن الکترودها محافظت کند و جلوی اکسید شدن را بگیرد. در این روش حتما باید از جریان متناوب یا AC استفاده شود.
جوشکاری به روش MIG
این روش جوشکاری دستی و نیمه اتوماتیک است. در این روش از یک سیم جوش به عنوان الکترود استفاده میکنند. این سیم دور یک حلقه پیچیده میشود و یک سر آن را هم به تفنگ جوشکاری متصل میکنند. از این روش عموما برای اتصال قطعاتی که ضخامت 4 میلیمتر و بالاتر مناسب است و سرعت خوبی دارد. در حین جوشکاری از جریان پالسی استفاده میشود و گاز محافظ هم گازهای هلیوم و آرگون هستند.
جوشکاری با لیزر
جوشکاری آلومینیوم با لیزر با استفاده از پروتوهای متمرکز لیزر انجام میشود. این روش به دلیل دقت بالا برای جوشکاری قطعات ظریف و پیچیده مناسب است. جوشکاری با لیزر از سریعترین روشهای جوشکاری آلومینیوم است و به دلیل منطقه محدود حرارتی در پایان کار جوشهای ریزی به ما میدهد. معمولا از آلیاژهای سری 6000 برای این روش استفاده میکنند. مهمترین مشکل این روش بالا بودن قیمت تجهیزات آن است.
جوشکاری آلومینیوم با پرتو الکترونی
این روش با استفاده از پرتو الکترونی در محیط خلأ انجام میشود، نیاز به گاز محافظ ندارد و تقریبا شبیه به جوشکاری با لیزر است. از این روش برای اتصال قطعات ضخیم استفاده میکنند. حوضچههای کوچکی که توسط این پرتوهای الکترونی ایجاد میشوند به عمق آلیاژ نفوذ میکنند و در نتیجه یک جوش با کیفیت ایجاد میکنند. جوشکاری با پرتو الکترونی دقت بالایی دارد اما به دلیل نیاز به تجهیزات پیشرفته استفاده از آن در کارگاههای کوچک و معمولی به صرفه نیست.
جوشکاری آلومینیوم با جوش اصطکاکی
برای جوشکاری آلومینیوم با جوش اصطکاکی بدون اینکه نیاز به ذوب باشد با اصطکاک دو قطعه به همدیگر آنها را جوش میدهند. این روش برای جوشکاری آلومینیوم کاملا ایدهآل است چون هم به حفظ لایه اکسید کمک میکند و هم تخلخل ایجاد نمیشود. از این روش بیشتر در صنایع خودروسازی و هوافضا استفاده میکنند.
جوشکاری با CO2
روش جوشکاری با Co2 یا MAG شبیه به روش MIG است با این تفاوت که در اینجا از گاز Co2 به عنوان گاز محافظ استفاده میشود. این روش جوشکاری برای آلومینیوم توصیه نمیشود چون گاز Co2 میتواند باعث اکسیدن شدن آلومینیوم یا به وجود آمدن تخلخل در آن شود. استفاده از گازهای بی اثر مثل تنگستن و آرگون برای جوش دادن آلومینیوم بهتر است.
جوشکاری آلومینیوم با قلع
یکی از نکات مهم در جوشکاری آلومینیوم که نباید فراموش کنید امکان جوشکاری آن با استفاده قلع است. این روش را با نام لحیمکاری هم میشناسند. از این روش به جای جوشکاری سنتی برای اتصالات ضعیف استفاده میکنند. لازم نیست دما در این روش بالا باشد و برای تعمیرات اتصالات به کار میرود. گرچه استحکام آن به مراتب از جوشکاری با روشهای دیگر کمتر است و برای کاربردهای سنگین توصیه نمیشود.
نکات مهم در جوشکاری آلومینیوم، تهیه بهترین دستگاه
انتخاب دستگاه جوشکاری مناسب برای آلومینیوم به نوع روش جوشکاری و کاربرد بستگی دارد. برای جوشکاری آلومینیوم دستگاههای TIG با جریان متناوب (AC) پیشنهاد میشوند. این جراین متناوب به حفظ لایه اکسید کمک میکند. از طرفی دستگاههای MIG قابلیت پالس دارند و برای جوشکاری سریع قطعات ضخیم مناسب هستند. دستگاههای مجهز به فناوریهای پیشرفته مانند کنترل پالسی یا سیستمهای خنککننده، کیفیت جوش بیشتری دارند و جلوی تغییر شکل قطعه را میگیرند.
جمعبندی
رعایت نکات مهم در جوشکاری آلومینیوم به دلیل ویژگیهای خاص این فلز، مانند هدایت حرارتی بالا، مقاومت در برابر خوردگی و تنوع آلیاژها اهمیت زیادی دارد. انتخاب آلیاژ مناسب، آمادهسازی دقیق سطح، کنترل حرارت، استفاده از گاز محافظ و انتخاب روش جوشکاری مناسب از جمله عوامل کلیدی برای رسیدن به جوش با کیفیت هستند. روشهای جوشکاری TIG و MIG به دلیل دقت و کیفیت بالا، از رایجترین روشها برای جوشکاری آلومینیوم هستند اما روشهای لیزری یا پرتو الکترونی برای آلومینیوم پیشنهاد نمیشوند.
برای خرید انواع ورقهای آلومینیوم مناسب جوشکاری با آلیاژهای مختلف مثل ورق آلومینیوم 1050، ورق آلومینیوم ۶۰۶۱، تسمه آلومینیوم 7000 و بسیاری دیگر از مقاطع آلومینیومی، مسی و برنجی با کیفیت فوقالعاده و قیمتی رقابتی میتوانید به سایت آلوم ارس مراجعه کنید. برای استعلام قیمت خرید جزئی و عمده همین حالا با شمارههای ما تماس بگیرید. ۰۹۱۲۵۲۸۶۴۵۹ – ۰۲۱۶۶۸۰۶۷۷۸ – ۰۲۱۶۶۳۹۱۵۲۳
سوالات متداول
چرا جوشکاری آلومینیوم راحت نیست؟
چون آلومینیوم حرارت را راحت انتقال میدهد و یک لایه اکسید روی آن تشکیل میشود، نسبت به تخلخل و ترکخوردگی حساس است.
بهترین روش جوشکاری آلومینیوم چیست؟
انتخاب بهترین روش با پروژه و آلیاژی که استفاده میکنید بستگی دارد. روش TIG برای قطعات نازک و دقیق، MIG برای قطعات ضخیم پیشنهاد میشود.
کدام آلیاژهای آلومینیوم برای جوشکاری مناسباند؟
سری 3000، 5000 و 6000 برای جوشکاری خوب هستند و پیشنهاد میشوند، سری 1000 هم برای جوشکاریهای ظریف مناسب است.
آیا جوشکاری با CO2 برای آلومینیوم مناسب است؟
خیر، CO2 باعث اکسیداسیون و تخلخل میشود؛ برای آلومینیوم آرگون گاز محافظ بهتری است.
