جوشکاری آلومینیوم یک فرآیند ساخت است که از گرما و فشار برای اتصال دو جزء ساخته شده از آلومینیوم یا آلیاژهای مبتنی بر آلومینیوم استفاده می کند. در مقایسه با مواد دیگر مانند فولاد قطعات جوشکاری شده با ورق آلومینیوم همان سطح استحکام را از خود نشان نمی دهند به این ترتیب، ضروری است که متخصصان صنعت مواد، پایه و روش جوشکاری مناسب را برای ایجاد قوی ترین پیوند ممکن بین اجزای ورق آلومینیوم رنگی انتخاب کنند.با این حال، انتخاب این عناصر می تواند چالش برانگیز باشد زیرا عملیات جوشکاری ورق پانچ متال با توجه به مواد پایه و تکنیک های جوشکاری به کار رفته بسته به محصول و مشخصات تولید، بسیار متفاوت است. مقاله زیر یک نمای کلی از جوشکاری آلومینیوم را ارائه می دهد تا مشتریان بهتر متوجه شوند که چه مواد و تکنیک های جوشکاری برای ورق پانچ آنها مناسب تر است. در مقایسه با سایر مواد مورد استفاده در عملیات جوشکاری،پانچ و خدمات ورق کاری آلومینیوم دارای ویژگی‌های متمایزی است که نیاز به روش‌های خاص دارد و چالش‌های منحصر به فردی را ایجاد می‌کند.
ورق آلومینیوم همراه با جوش آلومینیوم برای چه مواردی استفاده می شود؟
ورق آلومینیوم یک قطعه نازک و مسطح از آلومینیوم است که کاربردهای زیادی دارد.
به دلیل وزن سبک و مقاومت در برابر خوردگی معمولاً در ساخت و ساز، صنایع حمل و نقل، مواد غذایی، هوافضا و…استفاده می شود. ورق های آلومینیومی قوی و بادوام هستند و آنها را به یک ماده ایده آل برای بسیاری از کاربردها تبدیل می کند.
ساخت و ساز: ورق های آلومینیومی اغلب در ساخت و ساز، به ویژه در کاربردهای سقف و سایدینگ استفاده می شود. همچنین در ساخت ناودان ها، فلاشینگ ها و آبریزها استفاده می شود.
تولید محصولات: ورق های آلومینیوم اغلب در ساخت انواع محصولات از جمله لوازم خانگی، قطعات خودرو و مواد بسته بندی مانند قوطی و فویل استفاده می شود.
کاربردهای دیگر: ورق آلومینیوم همراه با جوشکاری آلومینیوم را میتوان برای کاربردهای مختلفی از جمله تابلوها و نمایشگرها، قاب پلاک‌ها و به عنوان پوشش محافظ برای سطوحی که در معرض ساییدگی هستند مانند میزها و کانترها استفاده کرد.
چگونه ورق پانچ شده رنگی مناسب برای جوشکاری میباشد
ورق پانچ شده به طور کلی در رنگ فلز اصلی خود تولید می شود با این حال باید برای رفع نیاز محیط های مختلف و افزایش عمرمفید آن و جوشکاری آلومینیوم یک سری عملیات سطحی را طی کند. ورق پانچ آلومینیوم رنگی می تواند درظاهر سطح، رنگ، میزان براقیت و بافت متفاوت باشد. برخی از رنگ ها نیز دوام و مقاومت ورق را در برابر خوردگی و سایش بهبود می بخشند. روکش های رنگی شامل انادایز آلومینیوم و رنگ پودری الکترواستاتیک است. در اینجا رایج‌ترین روکش‌های ورق پانچ شده رنگی و مقدمه‌ای کوتاه درباره فرآیند پردازش و مزایای آن به اختصار ذکر شده است:
انواع جوشکاری آلومینیوم
متخصصان صنعت می توانند بهترین تکنیک ها را برای مواد مختلف آلومینیومی، اندازه قطعات و کاربردهای مورد نظر انتخاب کنند. رایج ترین تکنیک های جوشکاری آلومینیوم شامل موارد زیر است:
- جوشکاری قوسی تنگستن گازی
- جوشکاری هیدروژن اتمی
- جوشکاری پرتو الکترونی
- جوشکاری قوسی کربن محافظ
- جوشکاری قوس فلزی گازی
- جوشکاری مقاومتی
جوشکاری قوسی تنگستن گازی: جوشکاری قوس تنگستن گاز که به آن جوشکاری با گاز بی اثر تنگستن (TIG) نیز گفته می شود. از گاز تنگستن برای ایجاد قوس استفاده می کند. برخلاف GMAWبرای صفحات آلومینیومی نازک تر یا بخش هایی از آلیاژهای آلومینیوم مناسب تر است.
جوشکاری هیدروژن اتمی: در عملیات جوشکاری آلومینیوم هیدروژن اتمی از گاز هیدروژن برای حفظ قوس بین دو الکترود تنگستن استفاده می شود. فرآیند، تکنیک‌ها و نتایج مشابه جوشکاری اکسی استیلن است و سازندگان می‌توانند فرآیند را اتوماتیک کرده یا با دست انجام دهند.
خمکاری ورق رولی
خمکاری ورق رول شاید منحصر به فردترین فرآیند خمش ورق فلز به دلیل ماشین آلات مورد استفاده باشد. سیستم خمش رول دارای سه غلتک استوانه ای برای خم کردن ورق فلز به شکل منحنی است و بنابراین برای ساخت لوله ها وجوشکاری آلومینیوم و سایر قطعات گرد مفید است.خمش با هوا یک روش خمکاری ورق با دستگاه بریک است که در آن پانچ، ورق فلز را به درون قالب وارد می‌کند اما ورق فلزی با کف قالب تماس پیدا نمی کند. در خمش هوا، پانچ نیرویی بر روی ورق فلزی که در هر دو نقطه دهانه قالب قرار دارد، وارد می کند. این روش به اندازه روش های دیگر دقیق نیست، اما بسیار انعطاف پذیر است: می توان از آن برای ایجاد خم های V، U و سایر شکل ها استفاده کرد. انعطاف پذیری این روش به این دلیل است که هندسه قالب نیازی به مطابقت دقیق با خمیدگی ورق فلزی مورد نظر ندارد.
ورق پانچ نما همراه با جوشکاری
خدمات ورق پانچ نما فرآیند اعمال طرح های گوناگون بر روی روی آهن و آلومینیوم است. رایج ترین روش، فرآیند خدمات پانچ ورق، دستگاه های سی ان سی میباشد که در آن بر روی میز قرار گرفته و طرح ها با استفاده از برنامه های دقیق بدون هیچ گونه خطایی اعمال میشود. قیمت خدمات پانچ ورق بسته به نوع ورق، ابعاد، نوع طرح، ضخامت ورق بستگی دارد. خدمات ورق پانچ نما و جوشکاری آلومینیوم آن به طور گسترده ای در پل های کابلی، پانل های صوتی، موانع صوتی، نرده های محافظ گرد وغبار و باد، غربال های آزمایشی و غیره استفاده می شود.از فواید ورق های آلومینیومی میتوان به مقاومت بالای این متریال در برابر زنگ زدگی، وزن سبک و اعمال انواع خدمات پوششی رنگ های الکترو استاتیک، پوشش های دکورال و خدمات اندایزینگ اشاره کرد. ورق آلومینیوم معمولاً خواص مکانیکی خوبی دارد و دارای عملکرد عالی حرارتی و جوشکاری است. همچنین استحکام آلیاژ 6063 کمتر از آلیاژ 6061 است
جوشکاری آلومینیوم پرتو الکترونی
در عملیات جوشکاری پرتو الکترونی، تکنسین های جوشکاری قطعات آلومینیومی را با جریانی از الکترون ها با سرعت بالا بمباران می کنند. این جریان با تبدیل انرژی جنبشی الکترون ها به انرژی گرمایی در هنگام تماس با قطعه کار، اتصالات را به یکدیگر ذوب می کند.
جوشکاری مقاومتی: سه روش اصلی جوشکاری مقاومتی وجود دارد: جوشکاری فلاش، جوشکاری درز و نقطه جوش. هر یک از این فرآیندها برای اتصال آلومینیوم و آلیاژهای آلومینیوم از جمله آلیاژهای آلومینیوم با مقاومت بالا و قابل عملیات حرارتی مناسب هستند.
جوشکاری قوسی کربن محافظ: جوشکاری قوس کربن محافظ یک فرآیند جوشکاری دستی یا خودکار است که از گاز کربن برای تولید قوس استفاده می کند. محصولات نهایی تولید شده در عملیات SCAW دارای جوش هایی مشابه با محصولات ساخته شده در عملیات جوشکاری آلومینیوم هیدروژن هستند. به عنوان یک تکنیک جوشکاری، سریع و همه کاره است و سرعت جوشکاری سریع را برای طیف وسیعی از مواد و کاربردهای مورد نظر ارائه می دهد.
آندایزینگ آلومینیوم قبل جوشکاری
آندایزینگ آلومینیوم مقاومت در برابر خوردگی را بهبود می بخشد. قرار دادن فلزات در محیط های خاص مانند هوا و رطوبت، یک لایه اکسید فلزی بر روی سطح ایجاد می کند. در بیشتر موارد لایه اکسید غیرفعال است به این معنی که دیگر با محیط واکنش نشان نمی دهد. زنگ زدگی بروی آهن بدون لایه محافظ ایجاد می شود یکی از نمونه های آن است .مانند آهن و سایر فلزات، هنگامی که آندایزینگ آلومینیوم اجرا میشود این لایه محافظ اکسید طبیعی را ضخیم می کند.هنگامی که پروفیل آلومینیوم در حمام الکترولیتی غوطه ور می شود. در حالی که در مایع غوطه ور است، جریان الکتریکی با آمپر بالا و ولتاژ پایین به حمام اعمال می شود. واکنش شیمیایی اکسیداسیون زمانی رخ می دهد که جریان از آلومینیوم عبور می کند و یک لایه اکسیدی ضخیم تر از لایه طبیعی تشکیل می دهد.
ورق آلومینیوم در ابعاد مختفل قابلیت جوشکاری دارد ؟
ورق آلومینیوم و صفحات آلومینیومی در ضخامت‌های مختلف برای طیف وسیعی از کاربردها در دسترس هستند. بسته به ضخامت قطعه کار مورد استفاده در عملیات جوشکاری آلومینیوم برخی از تکنیک های جوشکاری ممکن است مناسب نباشند در حالی که برخی دیگر ممکن است ایده آل باشند. برای مثال:
جوش های لب به لب معمولاً برای اتصال صفحات آلومینیومی کمتر از (3/2 میلی متر) مناسب نیستند.
جوشکاری قوس فلزی برای مواد آلومینیومی سنگین‌تر که تا ضخامت (63.5 میلی‌متر)هستند ، مناسب است.
برای در نظر گرفتن این عوامل، تکنسین‌های جوشکاری آلومینیوم تمایل دارند از ورودی‌های گرمای بالاتر استفاده کنند تا سرعت جوشکاری سریع‌ترو پیش‌گرم کردن قطعات ضخیم‌ترآلومینیوم قبل ازعملیات جوشکاری فراهم شود. در طول فرآیند پیش گرم کردن، تکنسین ها آلومینیوم را تا بیش از 400 درجه فارنهایت گرم می کنند تا تغییرپذیری ناشی از رسانایی را کاهش دهند.
خدمات جوشکاری آلومینیوم
خدمات جوشکاری آلومینیوم با گاز که به عنوان جوشکاری با گاز بی اثر فلز (MIG) نیز شناخته می شود از گاز بی اثر و قطبیت معکوس جریان مستقیم برای جوش دادن دو قطعه آلومینیوم به یکدیگر استفاده می کند. برای جوش آلومینیوم با ضخامت از 1/16 اینچ تا چندین اینچ مناسب است. ورق آلومینیوم 3003 دارای مقاومت خوب در برابر خوردگی و جوشکاری است. ورق آلومینیوم 3005 می تواند شکل پذیری و ذوب پذیری عالی را در شرایط دمایی معمولی از خود نشان دهد.
کاربرد: سینک های حرارتی، رادیاتورها، محفظه های باتری نیرو، سپرهای حرارتی خودرو، مخازن سوخت، مخازن آب، صفحات لغزنده خودرو، دریچه های ضد انفجار باتری، پوشش های باتری، فضای داخلی خودرو، علائم، قوطی ها، تجهیزات پزشکی و غیره.
جوش آلومینیوم
جوش آلومینیوم را در سه مورد از ملاحظات کلیدی برسی میکنند. هنگام برنامه ریزی یک پروژه چندین فاکتور برای اطمینان از بهترین عملکرد جوشکاری باید در نظر گرفته شود که عبارتند از:
- تمیزی سطح آلومینیوم
- اندازه قطعه آلومینیومی
- رسانایی حرارتی آلومینیوم
تمیزی سطح آلومینیوم
هر گونه آلودگی روی سطح قطعه آلومینیوم می تواند در فرآیند خدمات جوشکاری آلومینیوم اختلال ایجاد کند. علاوه بر واکنش شیمیایی که در طول عملیات جوش آلومینیوم ممکن است رخ می دهد می توانند استحکام جوش نیز را تضعیف کنند. به ویژه تمایل آلومینیوم به جذب و واکنش با اکسیژن ( تشکیل یک لایه نازک اکسید روی سطح )نیاز به تمیز کردن و آماده سازی کامل سطح آلومینیوم قبل از شروع هر عملیات جوشکاری دارد. آلومینیوم نقطه ذوب نسبتا پایینی دارد. این ویژگی همراه با درجه بالایی از رسانایی حرارتی نیاز به تعادل دقیق اعمال گرما دارد تا از اتلاف زودرس گرما و ذوب شدن جلوگیری شود. آلومینیوم بین سه تا پنج برابر سریع‌تر از فولاد گرما را هدایت می‌کند
ویژگی ها، آلیاژها و سری ها در خدمات جوشکاری آلومینیوم
خواص آلومینیوم و آلیاژهای مختلف آن بر میزان عملکرد در فرآیند جوشکاری و عملکرد محصول نهایی تأثیر می گذارد. برای مثال: نقطه ذوب بسیار کمتری نسبت به فولاد دارد (1222 درجه فارنهایت در مقایسه با 2500 درجه فارنهایت). این کیفیت اجازه می دهد تا خدمات جوشکاری آلومینیوم در دماهای پایین تر برای دستیابی به جوشکاری انجام شود.دارای یک لایه اکسید با نقطه ذوب 3700 درجه فارنهایت است که به عنوان یک عایق عمل می کند و ممکن است در عملیات جوشکاری آلومینیوم در دمای پایین باعث ایجاد مشکلاتی شود. با گرم شدن قدرت خود را از دست می دهد و با سرد شدن دوباره قدرت خود را به دست می آورد. برخلاف فولاد، آلومینیوم در دماهای سردتر قوی باقی می ماند و آن را برای استفاده در کاربردهای انتقال گازهای برودتی و گازمایع طبیعی (LNG) مناسب می کند.
