آموزش جوشکاری آلومینیوم با آرگون از صفر تا صد

جوشکاری آرگون یکی از تمیزترین و بهترین روش‌ها برای جوش دادن آلومینیوم است. در جوشکاری آلومینیوم با آرگون می‌توانید بیش‌ترین کنترل را روی کلِ فرایند جوشکاری داشته باشید، در نهایت، می‌توانید از نتیجه پایانی کار تمیز بهره‌مند شوید.
جوشکاری آلومینیوم با آرگون می‌تواند برای جوشکارانی که مهارت زیادی ندارند، کمی سخت به نظر برسد. در این مقاله سعی شده است که یک راهنمای کامل برای انجام جوشکاری با کیفیت و ایمن را در اختیار شما قرار دهیم.

چرا باید از جوشکاری آلومینیوم با آرگون استفاده کنیم؟

جوشکاری آلومینیوم با آرگون به دلیل کنترل بالا روی حرارت، وجود سیم جوش‌های مختلف (فلز پرکننده) با کیفیت مرغوب، می‌تواند روش مناسبی برای کار بر روی آلومینیوم باشد. مهم‌تر اینکه فلزِ آلومینیوم به دلیل نقطه ذوب پایین و حساسیت به گرمای زیاد، نیاز به دقت بالا در کنترل حرارت دارد. از این رو، روش جوشکاری TIG می‌تواند گزینه مناسبی باشد تا این اطمینان را بدهد که آسیبی به مواد در طی جوش وارد نمی‌شود.

در کار جوشکاری آرگون می‌توانید از انواع سیم جوش‌ها بهره ببرید. همین امر باعث می‌شود که بتوانید خواص مکانیکی سیم‌ جوش‌ها را با قطعه کار خود مطابقت بدهید و دقیقا به آنچه برای کار خود نیاز دارید دست یابید.
حتی می‌توانید از یک قطعه فلز اصلی برای سیم جوش استفاده کنید تا با آنچه می‌خواهید مطابقت داشته باشد. در نهایت، جوشکاری آرگون دارای کنترل تعادل AC قابل تنظیم است که کیفیت تمیز کردن جوش‌های آلومینیومی را بالا می‌برد و در کل کار باکیفیت‌تر و تمیزی را ارائه می‌دهد.

در زمان جوشکاری آلومینیوم با آرگون به چه نکاتی دقت کنیم؟

جوش آرگون تنوع زیادی دارد. این روش این امکان را فراهم می‌کند که موادی با ضخامت‌های مختلف را به یکدیگر متصل کنید و با آلیاژهایی که جوشکاری آنها دشوار است کار کنید. اساس این روش جوشکاری قوس الکتریکی است که بین الکترود تنگستن و محصول ایجاد می‌شود. شکل ظاهری آن توسط جریان مستقیم یا متناوب عرضه شده به تورچ و جِرم متصل به قطعات جوش داده شده تأمین می‌شود. گاز محافظ جوشکاری به عنوان بی اثر کننده و محافظ حوضچه جوش عمل می‌کند. آلومینیوم و آلیاژهای آن دارای چندین ویژگی خاص هستند که باید در هنگام جوشکاری آشنایی کافی با آنها را داشته باشید.

ایجاد اکسید فلز

یکی از مشکلات در جوشکاری آلومینیوم، ایجاد اکسید فلزی است که روی سطح ماده تشکیل شده و در طول تعامل یک فلز با اکسیژن ظاهر می‌شود. این اکسید در دمای 2 هزار درجه سانتیگراد ذوب می‌شود؛ اما خود آلومینیوم بعد از تنها 500 درجه سانتیگراد به حالت مایع در می‌آید. بنابراین، با انتخاب جریان زیاد و ذوب اکسید، ایجاد یک اتصال غیرممکن است. با تنظیم کردن پارامترهای کوچک دستگاه، به هیچ‌وجه امکان شروع فرآیند ایجاد حوضچه جوش امکان‌پذیر نیست. بنابراین، در ابتدای جوشکاری آلومینیوم با آرگون باید سطح فلز را از اکسید تمیز کنید. می‌توانید با یک بُرس مخصوص یا حلال این کار را انجام دهید.  پس از آن باید به سرعت خودِ جوشکاری را شروع کنید.

ریزسنجی مواد

مشکل بعدی ریزسنجی مواد است. در محیط‌های با رطوبت بالا، آلومینیوم مقداری از آب موجود در هوا را جذب می‌کند. هنگامی که محصول شروع به گرم شدن با قوس الکتریکی می‌کند، ماده جوش داده‌شده رطوبت سطح را آزاد می‌کند. این امر می‌تواند بر کیفیت شکل‌گیری جوش و چگالی تماس با محصول تأثیر بگذارد. اگرچه آرگون می‌تواند بلافاصله پخته شود، اما گرم کردن مواد با تورچ گاز با دمای حدود ۱۵۰ سانتیگراد توصیه خوبی است. با این کار، رطوبت اضافی تبخیر می‌شود و همین نتیجه نهایی کار را بهتر می‌کند.

جوش آلومینیوم با فرآیند TIG همچنین به محافظت مناسب از فلزِ مذاب در برابر هوای خارجی نیاز دارد. برای این کار میزان صحیح جریان گاز را تنظیم کنید. تأمین ناکافی عامل دوم می‌تواند به کف کردن فلز و سوختن تنگستن منجر شود.

تشکیل قیف

یکی دیگر از مشکلات رایج در جوشکاری آلومینیوم تشکیل قیف در انتهای جوش است. قطع ناگهانی قوس باعث ترک چاله جوش یا همان ترک انقباضی می‌شود. نگه داشتن طولانی مدت تورچ در یک محل به گرم شدن بیش از حد و گسترش حوضچه جوش منتهی می‌شود. بنابراین، جوش آرگون قوسی آلیاژهای آلومینیوم نیاز به تنظیمات اضافی در حالت ضعیف قوس دارد که باعث کاهش تدریجی قدرت جریان می شود. می‌توانید با توجه به قطعه کار پارامترهای موثر در جوشکاری مانند ولتاژ را تنظیم کنید تا نتیجه نهایی کار مطابق دلخواه‌تان باشد.

نکات جوشکاری آلومینیوم با آرگون برای تازه‌کارها

 جوشکاری آلومینیوم با آرگون نه با جریان مستقیم (DC) بلکه با جریان متناوب (AC) انجام می‌شود تا نتیجه کار بهتر شود. قبل از شروع کار بهتر است روی یک قطعه کار تمرین کنید.

• ورق‌ها را در حالتی که راحت هستید قرار دهید.
• برای از بین بردن رطوبت، مواد را تا ۱۵۰ درجه سانتیگراد گرم کنید.
• لایه نسوز فوقانی را با یک بُرس جدا کنید. همین‌طور می‌توانید از یک حلال برای این کار استفاده کنید.
• تورچ جوشکاری به سمت قطعه کار بیاورید و در فاصله ۳ میلی‌متری الکترود تا سطح نگه دارید. دکمه را بزنید تا قوس روشن شود. میزان سیالی آلومینیوم به ناخالصی‌هایش ستگی دارد.
• هنگامی که یک چاله کوچک از فلز مذاب (حوضچه جوش) به وجود می‌آید، یک ماده دیگری را می‌توان به منطقه جوش وارد کرد.
• تورچ جوشکاری به طور مستقیم باید از سمت راست به چپ حرکت داده شود. در صورتی که نیاز به یک جوش وسیع داشته باشید، به حرکات نوسانی احتیاج پیدا می‌کنید.
• وقتی کار اتصال تمام شد، دکمه خاموش را فشار دهید تا قوس کم‌کم محو شود. تورچ را باید بالای منطقه جوش نگه دارید تا گاز کاملا قطع شود.

تنظیمات دستگاه‌ جوشکاری آلومینیوم با آرگون وینر

یکی از بهترین دستگاه‌های جوشکاری آلومینیوم، دستگاه جوش آرگون دیجیتالی 200 آمپر وینر مدل 8850 می‌باشد. این دستگاه مجهز به پیشرفته ترین سیستم روز دنیا (IGBT) بوده و استانداردهای بین‌المللی را داراست. این دستگاه همزمان با فیلر و الکترود تنگستن کار می‌کند. پنل دستگاه متشکل از 3 قسمت است:

1. دارای بخش برای جوشکاری با الکترود دستی
2. دارای بخش برای جوشکاری آرگون با جریان DC
3. دارای بخش برای جوشکاری آرگون با جریان AC که برای جوشکاری آلومنیوم باید از بخش AC استفاده کرد.

تنظیماتی که این دستگاه برای تورچ آرگون اراده می‌دهد شامل: 2T یا دو ضرب، 4T یا چهار ضرب و SPOT یا نقطه ای است.

به کمک گزینه PULSE WD می‌توانید تناسب مربوط به پالس را به هم بزنید. در حالت عادی وقتی پالس بر روی 1 بار در ثانیه تنظیم می‌شود یعنی 50 درصد 30 آمپر و 50 درصد دیگر 100 آمپر است. می‌توانید این نسبت را تغییر دهید. بعنوان مثال وقتی قطعه فلزی نازک است، می‌توانید درصد بیشتری را به BASE CUR اختصاص دهید و قطعات حساس را به راحتی جوش دهید.

در تنظیمات دستگاه جوش آرگون، مهم است که بعد از سوختن قوس روی تمیز کردن وقت بگذارید. زمان تغذیه آرگون را روی ۵ ثانیه تنظیم کنید.  این زمان برای محکم شدن حوضچه جوش و خنک شدن الکترود کافی است.

انتخاب فیلر

همانطور که از نامش پیداست، فیلر نقش پرکننده بین فاصله ایجاد شده را دارد. فیلر بر اثر گرمای زیاد ذوب شده و در شکاف‌ها قرار می‌گیرد. بعد از سرد شدن، فیلر هم سرد خواهد شد و باعث می‌شود دو قطعه بدون درز و شکاف کنار هم قرار بگیرند. فیلر مصرفی بوده و در فرایند جوشکاری مورد استفاده قرار می‌گیرد. فیلرها از جنس‌های گوناگونی ساخته شده‌اند مانند فولاد نرم، نیکل، آلومینیوم، استیل و…. البته در جوشکاری آلومینیوم بهتر است که از فیلر آلومینیومی استفاده شود. باید توجه داشته باشید که استفاده از فیلر نیاز به جوشکار ماهر دارد، در صورتی که جوشکار مهارت کافی را نداشته باشد، فیلر به مقدار زیاد در محل جوش جمع شده و باعث افزایش ضخامت جوش خواهد شد.

انتخاب الکترود تنگستن

الکترود تنگستن داخل تورچ قرار گرفته و در جوشکاری آرگون مورد استفاده قرار می‌گیرد. گاز محافظ خارج شده از سر نازل، موجب حفاظت از الکترود در برابر اکسید شدن خواهد شد. این الکترود دارای نقطه ذوب  3400 درجه سانتیگراد می‌باشد. الکترود تنگستن، یک الکترود غیرمصرفی است؛ یعنی چنانچه فرایند جوشکاری در بهترین حالت انجام شود، الکترود در طول جوشکاری مصرف نخواهد شد، البته این بدین معنا نیست که الکترودها دائمی هستند و نیاز به تعویض ندارند. الکترود تنگستن قطرهای 0.5  تا 12 میلی‌متر در دسترس هست. انتخاب قطر الکترود تنگستن معمولاً بر اساس پیشنهاد سازنده دستگاه جوش انجام می‌شود. زاویه مخروط تنگستن بهتر است بوسیله ابزار تنگستن تیزکن، مخروطی و تیز شود. اگر تنگستن تیز نشود و زاویه کمتری داشته باشد، کنترل آن سخت‌تر شده و احتمال اینکه قوس از بین رود، افزایش می‌یابد.

برای جوشکاری‌های طولانی‌مدت و بدون وقفه جوش آلومینیوم با آرگون موثرترین راه برای اتصال بین دو یا چند عنصر استفاده از الکترود تنگستن است. اگر آلومینیوم را به صورت نیمه اتوماتیک جوش می‌دهید، به نوع خاصی از سیم جوش و یک استوانه با آرگون نیاز خواهید داشت. مزایا و معایب جوشکاری آلومینیوم مانند هر روش دیگری، وجود دارد، به صورت کلی روش‌هایی وجود دارد که می‌توانند بدون گاز انجام شوند.

جوشکاری آلومینیوم نیازمند افراد ماهر و باتجربه است، افراد تازه‌کار باید گام به گام این کار را بیاموزند. از ویژگی‌های آلومینیوم این است که در هنگام گرم شدن، تغییر رنگ نمی‌دهد‌، اما فولاد ضدزنگ یا درجه‌های متفاوتی از آلیاژ های فولاد اینگونه نیستند.

برخی از روش‌های جوشکاری آلومینیوم

با آموختن نکات پایه‌ای متالورژی (علم شناخت فلزات) می‌توان روش صحیح جوشکاری آلومینیوم را در محیط گاز بی‌اثر انتخاب کرد. برای جوشکاری باید از دستگاه مناسب جوشکاری آلومینیوم استفاده کرد این دستگاه عبارتند از:

• هوا گاز
• دستگاه جوش برق
• دستگاه جوش دبل پالسی CO2
• دستگاه جوش آرگون

در حالت اول از فلوکس استفاده می‌شود که مبتنی بر نمک‌های فلوراید و کلرید است. هنگام گرم شدن محل جوش، شار اکسید فلز را روی سطح آلومینیوم از بین می‌برد و اتصال در دمای نزدیک به نقطه ذوب انجام می‌شود. جوشکاری توسط نوار آلومینیومی انجام می‌شود. میزان مصرف مواد با این روش حداقل است. لازم به یادآوری است که شار سطح فلز را می‌خورد، پس از اتمام کار جوشکاری، لازم است شار باقی مانده را برداشته و آن قسمت را با آب بشویید.

جوشکاری قوس الکتریکی، توسط جریان مستقیم و با قطبی معکوس انجام می‌شود. در این حالت از الکترودهای آلومینیومی یا یک سیم پرکننده با روکش پودری استفاده می‌شود. قوس با استفاده از الکترود ساخته شده از تنگستن ایجاد می‌شود. چنین الکترودی به مدت طولانی می‌تواند استفاده شود و در نتیجه هزینه جوشکاری را پایین می‌آورد. یک قوس، بین الکترود تنگستن و بخشی که باید جوش داده شود مشتعل می‌شود. یک سیم آلومینیومی در منطقه سوختن قوس وارد می شود‌. در دمای بالا در منطقه احتراق، اکسید فلز روی سطح فلز از بین می‌رود. در این حالت آلومینیوم وقت لازم برای ورود به فاز مایع و نشت را ندارد. برای جوشکاری با کیفیت بالا، سیم باید از سازه‌ای مشابه با فلز جوش داده شده برخوردار باشد. این روش جوشکاری به صورت نیمه اتوماتیک انجام می شود.

فناوری جوش آرگون

بنا به نظر متخصصان، جوشکاری قطعات آلومینیومی با آرگون با روش‌های متنوعی انجام می‌شود. جوشکاری نیمه اتوماتیک شامل وجود برخی مواد، قطعات و مجموعه‌های خاص است. دستگاه آرگون قوس از سه واحد تشکیل شده است. قبل از جوشکاری، هر یک از آنها باید در شرایط کار قرار گیرند. بدیهی است که مصرف منابع بر هزینه نهایی تأثیر می‌گذارد. سیم پرکننده و دستگاه جوش آرگون قیمت بالایی دارند، بنابراین باید آنها را ذخیره کرد.

مواد مورد نیاز برای جوشکاری آرگون

برای انجام جوشکاری آلومینیومی باید از ابزار و متعلقات جوشکاری استفاده کرد. دستگاه جوش آلومینیومی از واحدهای زیر تشکیل شده است:

• منبع نیرو
• سیلندر حاوی آرگون
• فیدر سیم پرکننده

سیم پرکننده روی سیم پیچ‌ها و قرقره‌ها به شبکه توزیع ارسال می‌شود. در شرکت‌های بزرگ صنعتی، دستگاه‌های جوشکاری به یک خط متمرکز متصل می‌شوند که از طریق آن گاز بی اثر برای آنها تأمین می‌شود. میز کار برای نصب قطعات جوش داده شده از جنس فولاد ضد زنگ است.

مزایا و معایب جوشکاری آلومینیوم با آرگون

جوشکاری نیمه اتوماتیک محصولات آلومینیومی در محیطی پر از آرگون در مقایسه با سایر روش‌ها چندین مزیت مهم دارد. اولین چیزی که باید توجه داشته باشید منطقه گرمایش کوچک است و موارد دیگر مقدار گاز و نوع سیم است که کاملا قابل محاسبه هستند. جوش دارای عمق نفوذ یکسان در کل طول کار است.

مضرات جوش آرگون شامل پیچیدگی تجهیزات است. هنگام جوشکاری با یک دستگاه نیمه اتوماتیک، تنظیم دقیق کلیه اجزای دستگاه مورد نیاز است. مهم است که سیم به تدریج در محل کار تغذیه شود. برای انجام این کار، باید سیم جوش را به درستی پیکربندی کنید. اگر سیم با ریتم یکنواخت تغذیه نشود، سبب سوختن قوس می‌شود. در این حالت، مصرف برق و آرگون افزایش پیدا می‌کند. برای جوشکاری مؤثر آلومینیوم، جوشکار باید مهارت بالایی داشته باشد.

رسانایی بالای الکتریکی و حرارتی آلومینیوم، وزن بسیار کم، همراه با خواص مکانیکی عالی آلیاژهای آن، باعث شده است که این ماده در در صنایع زیادی ضرورت داشته باشد. اما باوجود مزایای فراوان، جوشکاری این فلز دشوار است. توانایی پخت آلومینیوم با کیفیت بالا نتیجه کار یک جوشکار ماهر و جوشکار تازه‌کار را از هم متمایز می‌کند.

متدهای جوشکاری آلومینیوم با آرگون

جوشکاری آلومینیوم با آرگون، فرایندی است که از مواد مختلف ساخته شده  و می‌تواند توسط دستگاه‌های مختلف انجام شود. جوشکاری با توجه به سرعت انجام آن به دو دسته جوشکاری با دستگاه MIG و جوشکاری با دستگاه جوش آرگون TIG تقسیم می‌شود. سرعت جوشکاری MIG بسیار بالاست. اما کیفیت جوش جوشکاری TIG به مراتب بالاتر است.

امروزه آلیاژهای متفاوتی از آلومینیوم وجود دارد. هر یک از آنها دارای خواص فیزیکی منحصر به خود هستند. فلز پرکننده‌ها برای جوشکاری آرگون برای آلومینیوم، باید در زمان درست استفاده شوند. اگر بسته‌بندی باز باشد، نمی‌توانید در طولانی مدت از آنها استفاده کنید. سطح اکسیدشده سیم جوش برای جوشکاری آرگون آلومینیوم مناسب نیست.

با قرار گرفتن کوتاه مدت آلومینیوم در معرض هوا، روی سطح آن با اکسید AL203 پوشیده می‌شود. این گونه مواد در طی فرایند جوشکاری نیازمند یک محیط حمایت‌کننده هستند، برای همین منظور است که از آرگون استفاده می‌شود . اما بهتر است که از ترکیب این گاز با هلیوم استفاده شود. این امر به شما اجازه می‌دهد که به دمای بالاتری در حوضچه جوش برسید. همچنین در جوش دادن قطعات ضخیم‌تر هم مهم است. در برخی از مواقع که آلومینیوم به صورت نیمه اتوماتیک جوش داده می‌شود فقط از گاز هلیوم استفاده می‌شود. وزن هلیوم از آرگون و هوا سبک‌تر است. استفاده از هلیوم به تنهایی هزینه جوشکاری را بالا می‌برد.

سخن پایانی

در مقاله آموزش جوشکاری آلومینیوم با آرگون از صفر تا صد جوشکاری تیگ بر روی آلومینیوم را توضیح دادیم؛ از دلیل استفاده تا نکات ایمنی و راهنمای گام به گام. با جوشکاری آرگون می‌توانید این اطمینان را داشته باشید که نتیجه کار شما کیفیت بالایی خواهد داشت. در همین حال، با جوشکاری آرگون می‌توانید از موادی با درجه ضخامت‌های مختلف استفاده کنید. از این روش جوشکاری در تعمیر خودرو، قایق و دیگر لوازمی که دارای بدنه‌ی آلومینیومی هستند استفاده کرد.

سوالات متداول جوشکاری آلومینیوم با آرگون

منابع : Vapingday – Telebrands24