مروري بر عيوب رايج در جوشكاري درب و پنجره ذوبي آلياژهاي آلومينيوم و روش هاي رفع آن عيوب
امروزه استفاده از آلياژهاي آلومينيوم در صنايع مختلف از جمله هوافضا ، دريايي و ساخت مخازن تحت فشار
و
برای مشاهده لینک نیاز به ثبت نام دارید؛ برای ثبت نام کلیک کنید
و
برای مشاهده لینک نیاز به ثبت نام دارید؛ برای ثبت نام کلیک کنید
افزايش پيدا كرده است كه ناشي از ويژگي هاي اين آلياژها از جمله نسبت استحكام به وزن بالا، وزن ويژه6 مي باشند xxx 5 و xxx پايين و مقاومت به خوردگي مناسب، جوشپذيري خوب همانند آلياژهاي سري
كه ، به علت خصوصيات مكانيكي نسبتا خوب كاربرد بسياري پيدا كرده اند.
آلومينيوم و آلياژهاي آن اغلب با بيشتر فرايندهاي جوشكاري ذوبي قابل جوشكاري مي باشند اما در برخي از
آلياژهاي آلومينيوم به علت حساسيت به ترك انجمادي ، ناشي از استحكام بالا، در بعضي موارد جوشكاري
با مشكلاتي همراه مي شود همچنين تخلخل نيز در بعضي شرايط مي تواند به عنوان مشكل درجوشكاري
اين آلياژها به شمار رود.
آلياژهاي آلومينيوم داراي خصوصيات ويژه حرارتي و متالورژيكي مي باشند كه تاثير بسازي بر روي رفتار
جوشپذيري اين آلياژها مي گذارد. از جمله خصوصيات مهم آلياژهاي آلومينيومي هدايت حرارتي بالا، ضريب
انبساط حرارتي بالا و دماي ذوب پايين مي باشد كه بسياري از خصوصيات جوشپذيري آلياژهاي آلومينيوم
از اين ويژگي هاي خاص تاثير مي پذيرد
2
مشكلات اصلي در جوشكاري ذوبي آلومينيوم و آلياژهاي آن
همان طور كه اشاره شد بسياري از مشكلات جوشكاري ذوبي آلياژهاي آلومينيومي از خصوصيات
فيزيكي، حرارتي و متالورژيكي اين آلياژها ناشي مي شوند كه در زير اشاره به هر يك از اين خواص و تاثير
آنها بر روي جوشپذيري آلياژهاي آلومينيوم مي شود:
-1 هدايت حرارتي بالاي آلياژهاي آلومينيوم
هدايت حرارتي آلومينيوم و آلياژهاي آن حدوداً 3 تا 6 برابر آهن و آلياژهاي آن است و اين باعث مي شود
كه انتقال حرارت در زمان جوشكاري به اطراف جوش بسيار سريع تر و بيشتر از فولادها باشد. بنابراين نياز
به منبع حرارت به اندازه كافي قوي مي باشد تا حرارت ايجاد شده قادر به ذوب نمودن فلز پايه و جوشكاري
باشد. بنابراين نياز به جوشكاري با سرعت بالا و تمركز بالا مي باشد.
-2 ضريب انبساط و انقباظ بالاي آلياژهاي آلومينيوم
انبساط و انقباض آلومينيوم و آلياژهاي آن، در اثر جوشكاري و سرمايش پس از آن، تقريباً دو برابر فولاد بوده
كه منجر به تمركز تنش هاي داخلي مي شود كه باعث پيچيدگي، تاب برداشتن و تغيير ابعادي و تركيدگي
خواهد شد. براي رفع اين نقيصه مي توان از فيكسچر و نگه دارنده مناسب استفاده كرد.
-3 نرم شدگي مجاور خط جوش
آلياژهاي آلومينيوم كه در اثر عمليات حرارتي، سختي بالاتري پيدا كرده اند، در اثر حرارت ناشي از
جوشكاري در مناطق مجاور خط جوش نرم مي شوند.
-4 حلاليت هيدروژن در آلومينيوم مذاب
3
هيدروژن در آلومينيوم مذاب كاملاً قابل حل است كه از طرق مختلف مي تواند وارد حوضچه جوش شود چه
از طريق هوا در حين جوشكاري و چربي و آلودگي ها مي تواند به سهولت وارد حوضچه مذاب جوشكاري
شود اما با كاهش درجه حرارت، قابليت انحلال هيدروژن در آلومينيوم كم شده و به صورت حباب در امتداد
مزر دانه ها پس زده مي شوند. درحقيقت به دليل انتقال حرارت بالاي آلومينيوم، لايه سطحي در گرده
جوش به سرعت منجمد شده و امكان خروج حباب هاي گاز هيدروژن وجود نخواهد داشت. حباب هاي
هيدروژن در داخل مذاب، به هم وصل شده كه پس از سرد شدن منجر به كاهش استحكام جوش و افزايش
تجمع تنش و در نهايت شكست را در پي خواهد داشت.
AL2O -5 تشكيل لايه اكسيدي پايدار 3
آلومينيوم و آلياژهاي آن، به سرعت با اكسيژن هوا تركيب و سريعاً اكسيد مي شوند و يك لايه اكسيد
0 ميكرون همواره بر روي اين آلياژ وجود دارد اين لايه / به ضخامت حدوداً 025 (AL2O آلومينيوم نازكي ( 3
اكسيدي به سختي به سطح آلياژ مي چسبد و پايدار، متراكم و خلال ناپذير بوده و اگر با هر روش مكانيكي
يا شيميايي برداشته شود، مجدداً در زمان كوتاهي تشكيل خواهد شد. نقطه ذوب اين لايه اكسيدي در حدود
1950 تا 2050 درجه سانتي گراد مي باشد و در آلومينيوم جامد با مذاب حل نمي شود درنتيجه از ذوب
شدن لبه هاي اتصال جلوگيري مي كند و درنتيجه اتصال برقرار نمي شود. همچنين از آنجا كه اين لايه
اكسيدي يك عايق الكتريكي به حساب مي آيد، از برقراري اتصالات الكتريكي در فرايند نقطه جوش نيز
جلوگيري به عمل آورده،. بنابراين بايد به روش هاي مكانيكي يا شيميايي، لايه اكسيدي را قبل از شروع
جوشكاري يا همزمان با آن برداشت.
-6 ترك هاي عرضي و طولي
2 و XXX ترك هاي عرضي و طولي بيشتر در آلياژهاي آلومينيوم جوشكاري شده استحكام بالاي گروه
7 به وجود مي آيد كه اغلب در نقاط شروع و خاتمه برقراري قوس درنتيجه انقباض و انبساط هاي XXX
4
موجود به وجود مي آيد. همچنين نوع فرايند جوشكاري، چگونگي سرد شدن قطعه، اندازه دانه ها، اندازه
و غيره نيز ديگر عوامل موثر در بروز ترك ها به حساب مي آيد. خطر بروز اين ترك ها را HAZ محدوده
مي توان با انتخاب طرح اتصال مناسب، اعمال فشار و نيرو به وسيله گيره در حين جوشكاري و پس از
آن، افزايش سرعت جوشكاري و استفاده از جوش هاي منقطع كاهش داد.
-7 تخلخل
تخلخل يا خلل و فرج، حفره هاي گازي در فلز است كه گاهي باز و در سطح قابل رويت است و زماني
بسته و داخل فلز جوش مي باشد و جزء عيوب متداول مي باشد.
-8 سوختگي يا بريدگي كنار جوش
شياري را كه در فلز پايه مجاور ريشه جوش ديده مي شود، سوختگي يا بريدگي مي گويند. اين
عيب موجب تمركز يا تشديد تنش مي شود و غالباً مربوط به جريان زياد است ساير عوامل موثر در
بروز اين عيب به شرح زير مي باشد:
طول قوس بسيار زياد
شدت جريان بسيار زياد
سرعت جوشكاري كم
نامناسب بودن زاويه دست جوشكار نسبت به قطعه كار
روش هاي رفع عيبوب احتمالي در جوشكاري ذوبي آلياژهاي آلومينيوم
5
حرارت دهي با تمركز بالا يا پيشگرم نمودن قطعه تا دماهاي 120 درجه سانتيگراد جهت كاهش
اتلاف حرارت ناشي از هدايت حرارتي بالاي آلياژهاي آلومينيوم.
استفاده از نگهدارنده براي جلوگيري از اعوجاج و تابيدگي قطعات پس از جوشكاري
حصول اطمينان از تميزي قطعه تحت جوشكاري قبل از انجام جوشكاري و استفاده از گاز محافظ
خنثي جهت جلوگيري از تشكيل حفره، تخلخل و آخال در فلز جوش.
از بين بردن لايه اكسيدي مقاوم تشكيل شده در محل جوشكاري جهت ايجاد اتصالي مناسب
انتخاب پارامترهاي مناسب جوشكاري از جمله شدت جريان، ولتاژ و سرعت مناسب جوشكاري
نتيجه گيري
عيوبي كه بيشتر در فلز جوش آلياژهاي آلومينيوم مشاهده مي شود شامل خلل و فرج و حفرات در فلز
جوش، كشيدگي و جمع شدگي فلز جوش، ترك هاي انجمادي در فلز جوش و سوختگي كناره فلز جوش
مي باشد كه از جمله پارامترهاي مهم جهت رفع اين عيوب تميزي قطع كار قبل از جوشكاري، پيشگرم
نمودن قطعه و انتخاب پارامترهاي مناسب جوشكاري مي باشد.