جوشکاری مقاطع آلومینیومی نظیر ورق و لوله‌های آلومینیوم به‌ دقت و مهارت بیشتری نسبت به جوشکاری مقاطع فولادی نیاز دارد. این امر از برخی خواص آلومینیوم نظیر اکسیدشدن سریع، هدایت حرارتی بالا و نقطه ذوب پایین آن ناشی می‌شود. بنابراین، اطلاع از نکات جوشکاری آلومینیوم و شناخت چالش‌های این فرآیند، کمک شایانی به انجام هرچه بهتر این فرآیند و ایجاد یک جوش سالم می‌کند. قیمت لوله آلومینیوم را در این لینک مشاهده نمایید.

چالش ‌های جوشکاری آلومینیوم

آلومینیوم نرم و بسیار حساس است و توسط یک لایه اکسیدشده سخت، عایق شده است. درحالی‌که آلومینیوم در حالت مذاب خود مستعد ناخالصی است که می‌تواند منجر به جوش‌های متخلخل و ضعیف شود.

آلومینیوم و آلیاژهای آن تمایل زیادی به اکسید شدن دارند. آلومینیوم خالص در دمای ۱۲۰۰ درجه فارنهایت (۶۵۰ درجه سانتی‌گراد) ذوب می‌شود و اکسیدی که از فلز محافظت می‌کند در دمای ۳۷۰۰ درجه فارنهایت (۲۰۳۷ درجه سانتی‌گراد) ذوب می‌شود. ازآنجایی‌که اکسید در دمای تقریباً ۲۵۰۰ درجه فارنهایت (۱۳۷۰ درجه سانتی‌گراد) بالاتر از خود آلومینیوم ذوب می‌شود، قبل از شروع جوشکاری، اکسید باید از فلز پاک شود.

ازآنجایی‌که آلومینیوم رسانایی حرارتی بالاتر و نقطه ذوب پایینی دارد، جوش‌پذیری کمتری نسبت به سایر فلزات دارد و به‌راحتی می‌تواند منجر به سوختگی قطعه شود. با فلزات رسانای حرارتی در این لینک آشنا شوید. به‌طور خلاصه، در اینجا برخی از رایج‌ترین عواملی که آلومینیوم را برای جوشکاری چالش‌برانگیز می‌کند، آورده شده است:

● اکسیداسیون: در بالای آلومینیوم یک لایه اکسید آلومینیوم قرار دارد که در دمای بسیار بالاتری نسبت به آلومینیوم ذوب می‌شود. ذوب شدن این لایه نیاز به حرارت بالایی دارد، بااین‌حال، جوشکار باید مراقب باشد که آلومینیوم زیر آن نسوزد.

● تخلخل: در حالت مذاب، آلومینیوم هر چه بیشتر گرم شود، هیدروژن را سریع‌تر جذب می‌کند. این هیدروژن با بازگشت فلز به شکل جامد جدا می‌شود که می‌تواند حباب‌هایی در مواد باقی بگذارد و باعث متخلخل و ضعیف شدن فلز شود.

● ضخامت: جوشکاری آلومینیوم شامل کار با ضخامت‌های مختلف مواد است. جوشکاران باید بدانند که چگونه از سوختن قطعات نازک‌تر جلوگیری کنند و درعین‌حال در قطعات ضخیم، به اندازه کافی برای ایجاد یک جوش قوی، نفوذ انجام شود.

● ناخالصی‌ها: ازآنجایی‌که آلومینیوم بسیار حساس است، راه‌های مختلفی وجود دارد که می‌تواند توسط خاک، هوا و آب در طول فرآیند جوشکاری آلوده شود. آلومینیوم ممکن است در اثر هوای واردشده به جوش به دلیل محافظ ضعیف یا قوس‌های بیش‌ازحد طولانی آلوده شود. اکسیژن می‌تواند استحکام و شکل‌پذیری آلومینیوم را کاهش دهد و باعث تشکیل اکسید روی جوش‌های آلومینیومی شود که بر ظاهر آن تأثیر می‌گذارد و جوشکاری چند پاسی را پیچیده می‌کند.

هیدروژن می‌تواند از منابع زیادی مانند رطوبت در شار الکترود، هوای مرطوب، اتصالات جوش مرطوب و غیره به دست آید. به همه این دلایل، تمیز کردن کامل آلومینیوم و نگهداری صحیح آن قبل از جوشکاری مهم است.

نکات جوشکاری آلومینیوم

جوشکاری آلومینیوم به انتخاب فرآیند جوشکاری مناسب بستگی دارد. ابزار و روش‌های زیادی برای جوشکاری فولاد طراحی شده است، اما آلومینیوم به تکنیک و تجهیزات خاص خود نیاز دارد. با انواع روش های جوشکاری آلومینیوم در این لینک آشنا شوید.

حتی قبل از شروع فرآیند جوشکاری، جوشکار باید آلومینیوم را کاملاً تمیز کند. همان‌طور که قبلاً ذکر شد، یکی از چالش‌های آلومینیوم این است که بیشتر در معرض ناخالصی‌ها قرار دارد. بنابراین، آماده‌سازی مواد به‌درستی مهم است. بدین منظور، چند مرحله وجود دارد که عبارت‌اند از:

• از یک حلال مانند استون یا یک محلول قلیایی ملایم مانند یک صابون قوی برای حذف هرگونه روغن، گریس و بخارآب از سطح آلومینیوم استفاده کنید.
• برای حذف اکسیدهای سطحی از یک برس سیمی فولاد ضد زنگ (که منحصراً برای آلومینیوم استفاده می‌شود) استفاده کنید. این را می‌توان با یک قلیایی یا اسید قوی نیز انجام داد. همیشه قبل از جوشکاری حتماً قسمت را بشویید و کاملاً خشک کنید.
• اگر نمی‌خواهید فوراً آن را جوش دهید، اتصال را جمع کنید و آن را بپوشانید. این کار از آلودگی یا آلودگی به مفصل جلوگیری می‌کند.
• آلومینیوم خود را همیشه خشک و در دمای اتاق نگهداری کنید. قطعه باید ظرف چند روز جوش داده شود و اگر این‌طور نیست، اتصال را دوباره تمیز کنید.
• ایمنی یکی دیگر از اجزای حیاتی برای جوشکاری آلومینیوم یا هر ماده دیگری است. همیشه از تجهیزات حفاظتی مناسب مانند کلاه ایمنی، عینک ایمنی با شماره عدسی مناسب برای محافظت از چشمان خود، دستکش و چرم برای محافظت از خود در برابر جرقه و پاشش فلز، کفش مناسب برای محافظت از پاها و یک تهویه دود برای دور نگه‌داشتن دودهای جوش از ناحیه تنفس خود استفاده کنید.

اشتباهات رایج و نکات کاربردی جوشکاری آلومینیوم

برخی اشتباهات و عدم توجه به نکات فنی در حین جوشکاری انواع آلیاژهای آلومینیوم، علاوه بر یک جوش معیوب، می‌تواند سبب به خطر افتادن سلامت جوشکار نیز شود. مهم‌ترین اشتباهات رایج در جوشکاری آلومینیوم و آلیاژهای آن شامل موارد زیر می‌شوند:

• اتخاذ رویکرد “یک اندازه برای همه”: وقتی صحبت از جوشکاری آلومینیوم می‌شود، جوشکار باید رویکردی کاملاً متفاوت با موادی مانند فولاد داشته باشد. برای جوشکار بسیار مهم است که تکنیک خود را بر اساس تجربیاتی که با فلزات یا مواد دیگر دارند، قرار ندهد، زیرا آلومینیوم بسیار منحصربه‌فرد است و در صورت عدم استفاده صحیح می‌تواند خطراتی را ایجاد کند.
• عدم استفاده از PPE مناسب: جوشکاری آلومینیوم یا هر نوع ماده دیگری ذاتاً خطرناک است. برای جوشکارها مهم است که همیشه از تجهیزات حفاظت فردی صحیح (PPE) استفاده کنند و خود را در مورد رویه‌های ایمنی و بهترین شیوه‌ها آموزش دهند. این کلید یک حرفه طولانی و موفق در صنعت است.
• آماده‌سازی قطعه: آماده‌سازی کلیدی است. هم برای جوشکار و هم برای قطعه جوش. همیشه قبل از شروع جوشکاری، مطمئن شوید که آلومینیوم خود را به‌درستی تمیز کرده‌اید. علاوه بر این، مطمئن شوید که خود را با مطالعه هنر جوشکاری آلومینیوم و آموزش در این صنعت آماده کنید. تا زمانی که به اندازه کافی آماده نشده‌اید، هرگز وارد چیزی نشوید.
• اجتناب از روش‌های جوشکاری مبتنی بر فلاکس: به‌طورکلی، هر نوع جوشکاری که از فلاکس استفاده می‌کند برای آلومینیوم ایدئال نیست، زیرا می‌تواند منجر به تخلخل شود. ازجمله این موارد می‌توان به جوشکاری قوس الکتریکی با هسته فلاکس (FCAW) و جوشکاری زیر پودری اشاره کرد.

جمع بندی

وجود لایه اکسیدی بر روی سطح آلومینیوم که نقطه ذوب بسیار بیشتری نسبت به آلومینیوم دارد، فرآیند جوشکاری آلومینیوم را با چالش‌هایی جدی مواجه می‌کند. همچنین، رسانایی حرارتی بالای آلومینیوم دیگر عامل در دشوار بودن جوشکاری مقاطع آلومینیومی است. بنابراین، برای یک جوش مناسب، رفع صحیح اکسیدها، پیش گرم مناسب، توجه به ضخامت قطعه آلومینیومی و حذف آلودگی‌های سطحی دیگر که از مهم‌ترین نکات جوشکاری آلومینیوم هستند، لازم و ضروری است.