از چه جوشکاری برای آلومینیوم استفاده می شود؟

جوشکاری آلومینیوم همانند بسیاری از فلزات دیگر برای استفاده از این فلز در صنایع مختلف لازم و ضروری است. متریال های غیر آهنی مانند آلومینیوم بسیار سخت تر از فلزات دیگر جوش داده می شوند. زیرا هر گونه بی دقتی در انجام این جوشکاری می تواند خواص مکانیکی فلز را به خطر بیندازد. به نوعی آن را بی استفاده کند.

انتخاب نوع جوش مورد استفاده و نوع فیلر آن بسیار مهم می باشد. خوشبختانه در سال های اخیر متخصصان حوزه جوشکاری توانسته اند روش های بسیار ایمنی را ابداع کنند. در این مقاله می خواهیم به معرفی روش های مختلف جوشکاری آلومینیوم و نکات مهم آن بپردازیم.

چرا نحوه جوشکاری آلومینیوم مهم است؟

شاید این سوال نیز برای شما پیش آمده باشد که چرا انتخاب روش مناسب برای جوشکاری آلومینیوم تا این حد مهم است؟ اولین دلیل مهم بودن جوشکاری این فلز، آلیاژهای مختلف آن است. آلومینیوم در آلیاژهای مختلفی تولید و عرضه می شود. هر کدام از این آلیاژها خواص مخصوص به خود را داشته و در صنعت خاصی کاربرد دارند. استفاده از فلز آلومینیوم در این صنایع بدون جوش دادن آن غیرممکن است. همچنین به دلیل تفاوت خواص این آلیاژها، روش جوش دادن آن ها نیز با هم متفاوت است. بنابراین نمی توان همه آلیاژهای آلومینیوم را با یک روش جوشکاری است.

مورد دیگر که نحوه جوشکاری آلومینیوم را مهم می کند، استفاده از پرکننده یا فیلر می باشد. برخی از انواع آلیاژهای این فلز را نمی توان بدون استفاده از فیلر جوشکاری کرد. اما انتخاب فیلر مناسب بسیار اهمیت دارد. زیرا اگر فیلر نامناسبی انتخاب شود، ناحیه جوش ترد و شکننده خواهد شد. در نتیجه فلز نمی تواند استحکام و مقاومت از خود نشان دهد.

انواع روش های جوشکاری آلومینیوم

همان طور که قبلا اشاره کرد، جوشکاری آلومینیوم و آلیاژهای مختلف آن مقداری مشکل است. در نتیجه متخصصان از روش های مختلفی برای جوشکاری کردن این فلز استفاده می کنند. در ادامه می خواهیم به معرفی متداول ترین روش های جوشکاری کردن آلومینیوم بپردازیم.

جوشکاری با قوس الکتریکی

در این روش، جوشکاری آلومینیوم با استفاده از ایجاد یک قوس الکتریکی ایجاد می شود. این قوس الکتریکی می تواند حاصل جریان متناوب یا جریان مستقیم برق باشد. تخلیه الکتریکی توسط قوس می تواند باعث افزایش زیاد دما شود. در نتیجه جوشکاری صورت می پذیرد. افزایش دما موجب ذوب شدن فلز پایه و الکترود مربوطه خواهد شد. مواد مذابی که از ذوب شدن الکترود و فلز پایه ایجاد می شوند را حوضچه جوش می گویند.

قوس ایجاد شده در این روش از جوشکاری آلومینیوم  باعث افزایش دما تا ۲۰ هزار درجه سانتی گراد می شود. هر چه از مرکز قوس دورتر شویم، دما کاهش پیدا می کند. جوشکاری با قوس الکتریکی خود دارای دو روش TIG و MIG می باشد که در ادامه به معرفی هر کدام به صورت جداگانه می پردازیم.

جوشکاری قوس الکتریکی با الکترود ثابت (TIG/GTAW)

در این روش از جوشکاری آلومینیوم از الکترودهای ثابت برای جوش دادن فلز استفاده می کنند. در جوشکاری تیگ، یک قوس الکتریکی بین الکترود ثابت و فلز پایه قرار داده می شود. سپس اپراتور با استفاده از جریان الکتریکی متناوب (AC) جوشکاری را انجام می دهد. برای جوشکاری فولاد با این روش از جریان مستقیم استفاده می کنند. زیرا مقاومت و استحکام فولاد نسبت به آلومینیوم بیشتر است.

استفاده از یک گاز محافظت کننده در این روش ضروری است. گاز تنگستن یا گاز آرگون می توانند به عنوان گاز محافظت کننده به کار روند. این گازها از اکسیداسیون و ذوب شدن الکترود ثابت جلوگیری خواهند کرد. جوشکاری تیگ برای جوش دادن ورق هایی با ضخامت ۱ تا ۶ میلی متر بسیار مناسب است. همچنین این روش به صورت کاملا اتوماتیک و بدون دخالت دست قابل انجام نمی باشد.

جوشکاری قوس الکتریکی با الکترود مصرفی (GMAW/MIG)

جوشکاری آلومینیوم با قوس الکتریکی با استفاده از الکترودهای مصرفی انجام می شود. در جوشکاری میگ، از یک سیم جوش به عنوان الکترود مصرفی بهره می برند. این سیم جوش نقش یک پرکننده یا فیلر را دارد که در طول عملیات جوش ذوب خواهد شد. این روش برای جوشکاری ورق هایی با ضخامت ۱ الی ۴ میلیمتر مناسب است و در آن از جریان الکتریکی مستقیم استفاده می کنند. شایان ذکر است که این روش نیز به صورت نیمه اتوماتیک انجام می شود. یعنی امکان انجام دادن آن به صورت کاملا اتوماتیک و بدون دخالت انسانی وجود ندارد. جوشکاری میگ دارای سرعت بیشتری نسبت به جوشکاری تیگ است.

جوشکاری با استفاده از لیزر

این روش برای آلیاژهایی مناسب است که مقاومت بسیار کمی نسبت به ترک خوردگی دارند. این آلیاژها بسیار حساس بوده و در صورت عدم دقت در هنگام جوشکاری می توانند بسیار شکننده باشند. در این روش از پرتوهای قدرتمند لیزر برای تشکیل حوضچه جوش استفاده می کنند. حوضچه جوش با استفاده از لیزر عمق زیاد و عرض کمی دارد.

جوشکاری آلومینیوم با جوش اصطکاکی

این روش یکی از راه های جوش دادن قطعات به هم با استفاده از متدهای غیر ذوبی است. یعنی در این روش هیچ کدام از قطعات تحت حرارت قرار نگرفته و ذوب نمی شوند. بلکه با ایجاد فشار و اصطکاک بین آن ها، فلزات به هم جوش می خورند. جوشکاری اصطکاکی به دو روش اغتشاشی و چرخشی انجام می شود. ضخامت فلز در انتخاب روش جوش اصطکاکی بسیار مهم است.

استفاده از جوش CO2 برای جوشکاری آلومینیوم

این روش از جوشکاری آلومینیوم مانند جوشکاری به روش میگ یا همان قوس الکتریکی با الکترود مصرفی انجام می شود. با این تفاوت که در این روش از گاز دی اکسید کربن برای اتصال قطعات بهره می برند. گاز دی اکسید کربن جزء گازهای فعال است. گاز CO2 با متمرکز کردن حرارت قوس در یک نقطه موجب ایجاد نفوذ بیشتری در جوشکاری می شود. در نهایت استحکام جوش را بالا می برد. همچنین این گاز قیمت کمتری از گازهای آرگون و هلیم دارد. درنتیجه از نظر اقتصادی بسیار به صرفه تر است.

جوشکاری آلومینیوم به روش پرتو الکترونی

استفاده از پرتوهای الکترونی روشی مشابه جوشکاری آلومینیوم با استفاده از لیزر است. این روش برای جوشکاری فلزاتی با ضخامت بسیار زیاد کاربرد دارد. پرتوهای الکترونی با ایجاد یک حوضچه جوش کوچک، به عمق آلیاژها نفوذ می کنند. در نتیجه یک جوش بسیار محکم و تمیز ایجاد خواهند کرد. جوشکاری به روش پرتو الکترونی در محیط خلاء انجام می شود و به گاز محافظ نیازی ندارد.