انواع روش های جوشکاری آلومینیوم
از انواع روش های جوشکاری آلومینیوم می توان برای جوش دادن این فلز استفاده کرد. که در ادامه تمام روش های جوشکاری را بیان کرده و توضیح میدهیم.
- جوشکاری آلومینیوم با قوس الکتریکی
- جوشکاری آلومینیوم با دستگاه جوش لیزری
- جوشکاری قوسی با الکترودهای مصرفی
- جوشکاری آلومینیوم با پرتو الکترونی
- جوشکاری آلومینیوم با جوش اصطکاکی
- جوشکاری آلومینیوم با جوش CO2
1.جوشکاری آلومینیوم با روش قوس الکتریکی با الکترود ثابت (جوشکاری TIG)
در فرآیند جوشکاری تیگ، یک قوس الکتریکی بین الکترود ثابت (از جنس تنگستن) و قطعه برقرار می شود و همزمان یک گاز خنثی مثل آرگون این قوس را احاطه کرده و الکترود را از اکسیداسیون محافظت می کند. یک مفتول آلومینیومی (فلز پر کننده) نیز توسط اپراتور و با دست هدایت می شود.در حالی که جریان مورد استفاده برای ورقه های فولادی، جریان مستقیم می باشد، جریان مورد استفاده برای جوشکاری آلومینیوم جریان متناوب AC می باشد.جوشکاری TIG برای ضخامت های ۱ تا ۶ میلی متر مناسب است. این فرآیند را می توان اتومات کرد اما نمی شود آن را به طور کامل توسط ربات ها انجام داد. تجهیزات DC برای جوشکاری ورقه های ضخیم نیز وجود دارد اما فقط با جوشکاری اتوماتیک می توان آن را انجام داد.
2.استفاده از دستگاه جوش لیزر فایبر برای جوش لیزری آلومینیوم
بهترین و کم دردسرترین روش برای جوشکاری لیزری آلومینیوم استفاده از دستگاه جوش لیزری دستی و اتوماتیک است (0تا100دستگاه جوش لیزری)
- جوش عمیق و باریکبسیار تمیز ومنظم و کاهش روند سنگزنی یا سمباده پس از جوش لیزری آلومینیوم
- جوش لیزری دو فلز بدون استفاده از مواد پرکننده با دستگاه جوش لیزری
- جوش دو فلز از یک جنس و حتی جنس های مختلف
- سرعت جوشکاری لیزری آلومینیوم 2 تا 10 برابری نسبت به جوشکاری سنتی که موجب افزایش راندمان تولید در کنار صرفه جویی اقتصادی میشود. ( دو متر در دقیقه با عمق نفوذ دو میلیمتر با توان ۲ کیلو وات )
- دفرمه نشدن و تغییر شکل بسیار کوچک با دستگاه جوش لیزری آلومینیوم در اثر حرارت تا ۲۰۰ برابر کمتر از جوش قوس الکتریکی…
- سرد شدن سریع ناحیه جوش داده شده و تشکیل ساختار خوب و مستحکم جوش
- کیفیت جوش بالا و مسطح بودن سطح آن بدون تخلخل و خشک شدگی ناحیه جوش
- استحکام بالای جوش لیزری آلومینیوم به اندازه فلز پایه و حتی فراتر از آن
- طول عمر بالای محل جوش لیزری آلومینیوم نسبت به جوش های سنتی قوس الکتریکی و آرگون
- کار با دستگاه جوش لیزری بسیار آسان و آموزش کار با آن بسیار ساده است.
- قابلیت اتوماسیون سازی و جوشکاری خودکار و اتوماتیک برای جوش لیزری نقطه ای، خطی مستقیم و محیطی با سرعت و دقت بالا
- قابلیت تنظیم پارامترهای دستگاه جوش لیزری با توجه به مواد مختلف جهت دستیابی به بهترین کیفیت جوش لیزری آلومینیوم…
- طول عمر زیاد دستگاه جوش لیزری آلومینیوم اتوماتیک در تولیدات با حجم بالا در مقایسه با جوش سنتی
- آلودگی محیطی کمتر
- سیاه نشدن و اثر نگذاشتن در پشت کار
- جوشکاری لیزری ورق های نازک آلومینیوم، حتی نازک تر از 0.3 میلیمتر
- جوشکاری لیزری قطعات مینیاتور و کوچک با دقت بالا
- کاهش مصرف انرژی الکتریکی در جوشکاری لیزری تا ۸۰ درصد در مقایسه با جوشکاری سنتی
- کاهش ۷۰ درصد عملیات پرداخت و سنگ زنی پس از جوشکاری لیزری آلومینیوم
- جوشکاری لیزری در شرایط خاص در میدان الکترومغناطیس, خلا ,در حضور گاز های خاص و در زیر مواد شفاف
- جوش لیزری آلومینیوم تمیز بدون وجود ناخالصی
شرکت نوین صنعت پرتو گستر وندا بزرگترین تولید کننده دستگاه جوش لیزری ایران، پس ساخت دستگاه جوش الومینیوم برای شما تخصص ماست.
3.جوشکاری قوسی با الکترودهای مصرفی (جوشکاری MIG)
حالت دستی جوشکاری MIG به عنوان جوشکاری نیمه اتوماتیک شناخته می شود. در این فرآیند یک سیم به عنوان الکترود و فلز پر کننده مورد استفاده قرار می گیرد. در جوشکاری قوسی سیم جوش دور یک حلقه پیچیده شده است و یک سر آن به تفنگ جوشکاری وارد شده است. اتصال قوس با قطبیت معکوس ایجاد می شود.
- جوشکاری MIG برای ضخامت های بیش تر از ۴ میلی متر مناسب است. با جریان مستقیم، می توان تا ضخامت های ۱ میلی متر را نیز جوشکاری کرد اما در این حالت باید از جریان پالسی استفاده کرد.
- جوش کاری MIG سریع تر از جوشکاری TIG است.
4.جوشکاری آلومینیوم با پرتو الکترونی
جوشکاری با پرتو الکترونی شبیه جوشکاری با لیزر است با این تفاوت که در خلاء انجام می شود و نیاز به گاز محافظ ندارد و برای آلیاژ هایی مناسب است که ضخامت زیادی دارند. این پرتو ها حوضچه های کوچکی درست می کنند که با نفوذ به عمق آلیاژ، جوش بهتری تولید می کنند.
5.جوشکاری آلومینیوم با جوش اصطکاکی
در جوشکاری اصطکاکی هیچ آسیبی به قسمت جوش وارد نمی شود و هم چنین نیازی به گاز محافظ ندارد؛ در واقع بدون اینکه ذوب شدنی صورت گیرد آلیاژ ها به وسیله اصطکاکی که بین دو قطعه ایجاد شده بهم جوش داده می شوند. جوشکاری اصطکاکی اغتشاشی و جوشکاری اصطکاکی چرخشی یا دورانی دو نوع مختلف از این نوع جوشکاری است.
6.جوشکاری آلومینیوم با جوش CO2
این مدل جوشکاری تفاوت چندانی با جوش MIG ندارد، تنها برای اتصال فلزات و هم چنین حفظ منطقه جوش از گاز CO2 (گاز های فعال) استفاده می شود.
مشکلات و دشواری های جوش آلومینیوم به روش سنتی به جای جوش لیزری آلومینیوم
جوشکاری آلومینیوم تا سالها امکانپذیر نبود. آلومینیومی که به روشهای معمولی و متداول جوشکاری در آن زمان جوش داده میشدند دارای عیوب متعددی بودند. افت شدید خواص مکانیکی در ناحیه جوش از مهمترین این عیبها به شمار میرفت. آلومینیوم جوش داده شده در خط جوش خود رفتار ترد و شکننده از خود نشان میداد. تمامی مشکلات ذکر شده موانعی بودند که مانع از ورود آلومینیوم به تکنولوژیهای پیشرفته میشدند. با گذشت زمان و افزایش دانش محققان این حوزه، روشهای مناسبی برای جوشکاری آلومینیوم پیدا شد که در ادامه با آنها آشنا میشویم:
الیاژهای آلومینیوم، دانستن اطلاعاتی درباره خواص جوش پذیری این آلیاژها بسیار حائز اهمیت می باشد. معمولاً جوشکارها در حین جوشکاری آلومینیوم کمی سردرگم می شوند چرا که استحکام جوش فولاد با فلز پایه یکسان است، اما در مورد آلومینیوم این مساله متفاوت است و استحکام منطقه جوش آلومینوم کم تر از ماده پایه است.
تعدادی از مشکلاتی که جوشکاران هنگام جوشکاری آلومینیوم با آن دست و پنجه نرم میکنند به شرح زیر است:
- همه ی آلیاژهای آلومینیوم قابلیت جوشکاری به روش های جوش CO₂ و قوس الکتریکی (SMAW) را ندارند.تقریبا تمام آلیاژهای سری های ۱۰۰۰، ۳۰۰۰ ، ۵۰۰۰ ، و ۶۰۰۰ را می توان با جوشکاری قوسی، جوشکاری کرد ولی آلیاژهای سری ۲۰۰۰ و ۷۰۰۰ را نمی توان با جوشکاری قوسی جوشکاری کرد. آلیاژهای سری ۲۲۱۹ و ۷۰۲۰ استثنا می باشند و قابلیت جوش دادن با جوشکاری قوسی را دارند.
- جذب رطوبت توسط الکترودها. درصورت جذب رطوبت برای خشک نمودن آنها باید تا 200 درجه سانتی گراد گرم شوند.
- ضخامت آلیاژ با ضخامت آلومینیوم مورد جوشکاری باید حتما یک اندازه باشد.
- زاویه الکترود نسبت به صفحه آلومینیوم پارامتر مهم جوشکاریست که باید 45 درجه باشد.
- برای انجام انواع جوشکاری ابتدا باید مواد مورد نیاز و وسایل خود را تمیز کنید. با گذشت زمان، در قسمت بیرونی آلومینیوم یک لایه نازک از اکسید آلومینیوم تشکیل می دهد که در دمای بسیار بالاتر از آلومینیوم ذوب می شود. بنابراین قبل از جوش دادن هر قطعه آلومینیوم، باید اکسید آلومینیوم را پاک کنید.سمباده زدن نوک الکترود و محل مورد نظر با فرچه سیمی یا کاغذ سمباده برای ایجاد اتصال مقاوم واجب است.
- با توجه به تنوع آلیاژی آلومینیوم تنظیم طول قوس باید صورت گیرد که حتما باید بسیار کوتاه باشد تا جوشکاری مناسب صورت گیرد.
- تقسیم بندی قطعات از نظر ضخامت بدلیل فرآیند پیش گرمایش قبل از جوشکاری لازم است. تمام قطعاتی که ۵ میلیمتر ضخامت آنهاست حتماً از قبل با ۲۰۰ درجه سانتیگراد حرارت داده شوند که منعطف شده و قابلیت قوس در آن ها ایجاد شود. این میزان از حرارت برای منعطف شدن در ورقه های آلومینیومی که ضخامت آنها تقریباً ۲۰ میلیمتر است در حدود ۴۰۰ درجه سانتیگراد می باشد.
- برطرف کردن تفاله های روی جوش در زمان تعویض الکترود که باید تا حدود 3 سانتیمتر پاکسازی صورت گیرد که از طریق آب نیمه گرم انجام می شود.
- برای ضخامت های کمتر از 2 میلیمتر جوش سنتی، مناسب نمی باشد.
- دشواری و در بعضی مواقع عدم امکان رباتیک بودن فرآیند جوشکاری آلومینیوم با روش سنتی.
- نیاز به تخصص ویژه و مهارت دست اپراتور جهت انجام فرآیند جوشکاری و ایجاد جوش مقاوم و تمیز.
- یکی از مشکلات، فلز پرکننده است. برخی از آلیاژهای آلومینیوم را نمی توان بدون مواد پرکننده جوش داد. آلیاژهایی مانند 6061 در صورت جوشکاری بدون فلز پرکننده، دچار ترک خوردگی می شوند. علاوه بر این، مواد پرکننده باید صحیح انتخاب شوند.
- کیفیت جوش وابسته به تنظیمات آمپر دستگاه است که با تغییر آلیاژهای آلومینیوم تغییر میکند. همچنین وابسته بودن این تنظیمات به عوامل محیطی کار را دشوارتر میکند.
- گسترش سریع گرمای ایجاد شده توسط قوس الکتریکی فرآیند جوشکاری را دشوار و موجب ایجاد دفرمگی و ترکهای ریز در قطعه در هنگام سرد شدن می گردد.
در دستگاه جوش لیزری، هد دستگاه لیزر جزئی از دستگاه جوش لیزری قرار می گیرد. فرآیند بدون تماس و فشار و در اثر تابش مستقیم نور لیزر بر روی سطح انجام می شود. به لطف این تکنولوژی جوش لیزری، حتی در مکان های سختی که امکان استفاده از جوش سنتی وجود ندارد می توان از این دستگاه استفاده نمود.
به راحتی با نصب نازل های مختلف به دسته جوش، برای قطعات پیچیده و بزرگ که دارای اشکال نامنظم هستند، در هر زاویه ای جوشکاری لیزری را انجام داد. به جهت حفظ ایمنی، دسته جوش لیزر زمانی عمل خواهد کرد که نوک آن با فلز در تماس باشد. سنسورهای حرارتی موجود در دسته جوش لیزر گرمای بدن را احساس کند .
راه حلی مطمئن در جوشکاری آلومینیوم
آلومینیوم یکی از فلزات رنگین به رنگ سفید و آلیاژ های فراوان به حساب می آید که با داشتن قابلیت جوش پذیری و انعطاف بالا، یکی از کاربردی ترین فلزات در صنعت محسوب می شود. این فلز پس از فولاد به عنوان دومین فلز پرمصرف در صنایع گوناگون شناخته میشود. جرم حجمی پایین در کنار استحکام از مهمترین خواص آلومینیوم است. در کنار تمام مزایایی که آلومینیوم دارد، تا مدتها جوشکاری آلومینیوم امری غیرممکن به نظر میرسید.پس داشتن اطلاعات کامل و جامع در رابطه با نحوه جوش پذیری آلومینیوم می تواند نقش موثری در کیفیت کار جوشکار داشته باشد.
از دیگر ویژگی های این فلز پر مصرف می توان به هدایت الکتریکی و حرارتی آن اشاره کرد که مزیت های زیادی را به همراه دارد.در زمان مجاورت آلومینیوم با حرارت، لایه ای به نام اکسید آلومینیوم که مقاومت بالایی در برابر گاز و مایعات دارد ایجاد می شود که یک لایه محافظتی بسیار قوی است و از نفوذ مایعات و گازها به درون یا بیرون آن جلوگیری می کند.از اطلاعات مفیدی که یک جوشکار در زمینه جوش پذیری آلومینیوم باید بداند، درجه ذوب آن است که حدود ۶۵۸ درجه سانتی گراد می باشد. البته بهتر است بدانید که درجه ذوب اکسید آلومینیوم چیزی در حدود سه برابر عدد عنوان شده یعنی ۲۰۰۰ درجه سانتی گراد است که موجب مقاومت بالای آن در برابر نشت و نفوذ می شود.
شرکت نوین صنعت پرتوگستر وندا تولید کننده داخلی دستگاه های لیزری صنعتی از جمله دستگاه جوش لیزری دستی و دستگاه جوش لیزری اتوماتیک و تمیز کننده لیزری است. این شرکت همچنین وارد کننده قطعات یدکی دستگاه های لیزری و سورس لیزر فایبر در توان های مختلف نیز هست. برای خرید دستگاه های مختلف یا لوازم جانبی یا پرسش سوالات خود با ما تماس بگیرید. کارشناسان ما آماده پاسخ دهی و خدمت رسانی به شما عزیزان هستند.
