Svařování hliníku metodou TIG: Komplexní technický průvodce

Svařování hliníku metodou TIG je obecně považováno za jeden z technicky nejnáročnějších procesů v oblasti svařování. Při práci s hliníkem, kovem, který se vyznačuje nízkou hmotností, odolností proti korozi a vysokou vodivostí, se objevuje soubor nevídaných problémů, které jej tolik odlišují od oceli nebo nerezové oceli. Špatné zacházení s hliníkem může způsobit, že vrstva přirozeného oxidu poskytne slabý, pórovitý nebo jinak strukturálně nežádoucí svar, a to v důsledku jeho přirozené hladiny oxidu, nízkého bodu tání a schopnosti absorbovat plynný vodík. Proto je proces TIG (svařování wolframovým inertním plynem) nebo obloukové svařování v plynném wolframu (GTAW) průmyslovou volbou, která se používá v případech, kdy jsou hlavními faktory přesnost, estetika a integrita svaru.

Budou se zabývat chováním materiálů, výběrem zařízení, volbou stínícího plynu, přípravou spojů a metodami řešení problémů, přičemž velký důraz bude kladen na kontrolu kvality a opakovatelnost. Kromě toho bude článek podrobně popisovat, jak správně vybrat a obsluhovat svářečku hliníku, jak zvládnout různé typy sváření a jak je správně používat. svařování hliníkových dílůa při pokusech o svařování hliníku metodou TIG vytvářet konzistentní spoje bez vad. Na konci bude mít čtenář důkladné znalosti o tom, jak vytvořit dobrou, čistou a konstrukčně dobře vypadající hliníkovou sestavu svařovanou metodou TIG podle průmyslového standardu v leteckém, automobilovém, námořním i zpracovatelském průmyslu. 

Tento článek pojednává o vědě, metodách a praktických aspektech svařování hliníku metodou TIG. Je určen pro odborníky a technicky vzdělané osoby, které si chtějí rozšířit své znalosti o svařování hliníku ve vysoce výkonných nebo průmyslových procesech.

Co je svařování hliníku metodou TIG?

Svařování hliníku metodou TIG označuje proces spojování hliníkových součástí pomocí svařování wolframovým inertním plynem (TIG), známého také jako svařování obloukem z wolframu v plynu (GTAW). Zde se elektrický oblouk vytváří pomocí nespotřebované wolframové elektrody a hliníkový základní kov a přídavná tyč se taví v ochranném obalu inertního plynu, obvykle argonu. Vzhledem k tomu, že hliník má vysokou tepelnou vodivost, nízkou teplotu tání a vysoce tavitelnou vrstvu oxidu, má svařování hliníku jedinečné zabarvení a sušení je třeba provádět opatrně. Svařování metodou TIG má situovanou kontrolu příkonu tepla a svarové lázně, což znamená, že je ideální pro tenké materiály, pokročilé sestavy a další vysoce výkonné aplikace. Letecký, automobilový a lodní průmysl, mimo jiné, používá svařování TIG k výrobě odolných, nekorodujících a úhledně vypadajících svařovacích videí. Úspěšné "svařování hliníku metodou TIG" vyžaduje zručnou techniku, správné vybavení a pečlivou přípravu povrchu, aby byla zajištěna integrita a pevnost svaru.

Proč svařování hliníku metodou TIG?

Svařování obloukem s wolframovým elektrolytem (GTAW), známé také pod názvem svařování wolframovým inertním plynem (TIG), je ideální technikou tam, kde je vyžadována přesnost, kontrola a jemný vzhled. Nabízí bezkonkurenční kontrolu množství přiváděného tepla, takže svářeči mají možnost kontrolovat plynulost svarové lázně hliníku.

Svařování TIG je při použití s hliníkem poměrně výhodné především proto, že:

• Netavící se elektroda: Wolframová elektroda se netaví, což zajišťuje stabilní řízení oblouku.
• Místo kontaminace: Při svařování metodou TIG dochází k dostatečnému pokrytí ochrannými plyny a svary jsou nakonec jen málo znečištěné.
• Schopnost střídavé polarity: Režim střídavého proudu umožňuje čištění vrstvy oxidu a zároveň umožňuje hluboké tavení, které je nezbytné při svařování hliníku metodou TIG.
• Chování hliníku při svařování: Chování hliníku při svařování, zejména v tepelně ovlivněných zónách, je třeba věnovat náležitou pozornost.

Svařování hliníku vyžaduje lepší pochopení jeho fyzikálních a chemických vlastností, které jsou v porovnání s jinými široce používanými kovy značně odlišné. Níže jsou uvedeny hlavní problémy spojené se svařováním hliníku metodou TIG.

1. Velmi vysoká tepelná vodivost

Hliník přenáší teplo pětkrát více než ocel. To znamená, že teplo se rychle odvádí ze svarové zóny, což při svařování hliníku metodou TIG vyžaduje vyšší proud, zejména u silných materiálů. Pokud se neprovádí nejlépe, může to skončit roztavením mezer nebo nepravidelným průvarem svaru.

2. Problémy s oxidovou vrstvou

Když je hliníkový povrch vystaven působení vzduchu, okamžitě se vytvoří tenká vrstva oxidu (spolehlivě přilnavá). Tato vrstva se taví při teplotě přibližně 2050 °C, což je výrazně nad teplotou tání základního kovu hliníku, která je 660 °C. Svařování metodou TIG při použití střídavého proudu pomáhá tuto vrstvu narušit, ale pro výrobu kvalitního hliníku svařeného metodou TIG je také důležité provést předběžné čištění.

3. Citlivost na vodíkovou pórovitost

Vodík se snadno absorbuje v roztaveném hliníku, což může způsobit pórovitost nebo praskliny během chlazení. Olej, vlhkost nebo znečištěné přídavné tyče působily jako zdroj nečistot, které způsobily, že se vodík dostal do svarové lázně. Správné čištění a používání suchých přídavných tyčí je nezbytné pro zamezení vzniku vad u hliníkových svařovaných dílů.

Souhrnná technická tabulka pro svařování hliníku metodou TIG

Zde je přehledná technická tabulka shrnující klíčové aspekty svařování hliníku metodou TIG, včetně parametrů svařování, typů spojů, běžných závad a způsobů jejich řešení. V této tabulce spojujete myšlenky svého článku a je originální a vysoce odborná.

Tip:

Ujistěte se, že jste správně zkalibrovali svou svářečku hliníku pro sérii slitin, kterou používáte, a před zahájením výroby vždy ověřte integritu stínění. U hliníku kvalita svarů souvisí stejně tak s kvalitou přípravy povrchu a nastavením parametrů jako s kvalitou obsluhy.

Výběr správné svářečky hliníku TIG

Výběr správné svářečky TIG na hliník je rozhodující pro dosažení čistých, pevných a bezchybných svarů při práci s hliníkem. Vzhledem k tomu, že vlastnosti hliníku vyžadují pečlivou kontrolu tepla, stability oblouku a polarity, nelze na takový materiál použít každý stroj TIG. Níže jsou uvedeny zásadní specifikace a vlastnosti, na které je třeba se zaměřit.

1. Svařování na střídavý proud

Hliník potřebuje střídavý proud (AC), aby se úspěšně prořezal vrstvou oxidu a zároveň dosáhl dobrého průvaru svaru. Stroj bez střídavého proudu není při svařování hliníku metodou TIG použitelný. Špičkové stroje umožňují jemné vyladění vyvážení střídavého proudu, což je poměr mezi čištěním a penetrací.

2. Spuštění vysokofrekvenčního oblouku

Vysokofrekvenční start je povinný, aby se zabránilo znečištění a přilepení elektrody. Vysokofrekvenční iniciace umožňuje čistý, bezkontaktní start oblouku, který pomáhá zachovat integritu wolframu a stabilitu oblouku, zejména při svařování jemných nebo tenkých hliníkových svařovaných dílů.

3. Ovládání frekvence/formy vlny

Moderní svářečky hliníku umožňují uživatelům přizpůsobit frekvenci střídavého proudu (obvykle 60-200 Hz), což zostřuje kužel oblouku a zlepšuje kontrolu. Další možnosti doladění výkonu mezi různými hliníkovými slitinami a svarovými spoji poskytuje regulace tvaru vlny (čtvercová vlna nebo měkký čtverec).

4. Funkce pulzního svařování

Pulzní nastavení se používá k regulaci množství aplikovaného tepla a deformace, zejména u tenkých materiálů nebo sestav citlivých na teplotu. To je zásadní při pokusech o svařování hliníku metodou TIG v leteckém a automobilovém průmyslu nebo při práci s elektronikou.

5. Dálkové a nožní ovládání výkonu

Změny proudu lze snadněji kontrolovat v reálném čase pomocí nožního pedálu nebo dálkového ovládání konečky prstů a předcházet nebezpečí přehřátí nebo nedostatečného proniknutí ve složitých nebo křivkových spojích, které jsou u svařování hliníku metodou TIG oblíbené.

Stínicí plyny a výplňové materiály

Volba přídavné tyče a ochranného plynu při svařování hliníku metodou TIG přímo ovlivňuje kvalitu svaru, mechanické vlastnosti a odolnost proti korozi. Různé hliníkové slitiny reagují jedinečně na různé složení přídavného materiálu a ochranné prostředí, takže informovaný výběr je nezbytný zejména při výrobě kritických hliníkových svařovaných dílů.

1. Výběr vhodné výplňové tyče

Kompatibilita přídavných tyčí závisí na základní slitině a zamýšlených vlastnostech hotového svaru. Hliníkové přídavné materiály mohou běžně zahrnovat:

ER4043

Tento plnič na bázi křemíku je tekutý, a proto se svařuje. Je dobře odolný proti praskání a hodí se k základním kovům řady 6xxx. Ve srovnání s ER5356 je však slabý.

ER5356

Vylepšená hořčíková výplň, která je pevnější a tvárnější. Je vhodný pro konstrukční práce a oblasti, které vyžadují eloxování po svařování. Lze ji běžně použít na slitiny hliníku 5xxx a 6xxx.

ER4045

Stejně jako ER4043 a s větší tekutostí a menší tendencí k praskání za tepla. Protože dokáže svařovat rychleji a vytváří lepší smáčivý svar, běžně se používá v automobilovém průmyslu.

Výběr vhodného plniva zabrání vzniku trhlin, pórovitosti a problému křehkosti po svařování (při použití různorodých hliníkových slitin).

2. Volba stínicího plynu

Je třeba řádně provést stínění svarové lázně proti atmosférické kontaminaci. Standardní plyn pro svařování hliníku metodou TIG je:

100% Argon

Argon nabízí dobrý svařovací oblouk, možnost čištění střídavým proudem a vynikající kontrolu svarové lázně. Hodí se pro téměř jakoukoli tloušťku hliníku a jakoukoli aplikaci.

Směsi argonu a helia

Přídavek helia zvyšuje tepelný příkon a energii oblouku, což zlepšuje průnik do tlustého hliníku. Směs 75% helium / 25% argon je běžná pro průmyslové aplikace zahrnující svařování těžkých hliníkových dílů.

3. Průtok plynu a čistota

Průtok: Nejběžnější průtok se u většiny prací pohybuje mezi 15 a 20 CFH (kubickými stopami za hodinu). Zjistilo se, že nezbytných ochranných komor je příliš málo, což vede k oxidaci, a může jich být příliš mnoho, což vede ke vzniku turbulencí a kontaminaci.

Čistota: Ke svařování lze použít argon o čistotě nejméně 99,99 %. Nestabilita oblouku a porézní hliník svařovaný metodou tig jsou produkty kontaminovaného plynu.

Pokud jde o stínicí plyny, měli byste zvolit 100% Argon. Ve speciálních případech lze použít helium nebo směsi argonu a helia pro zvýšení penetrace, zejména u silných hliníkových svařovaných dílů.

Příprava povrchu: Řešení pro čisté svary

Příprava povrchu je jedním z nejdůležitějších kroků pro zajištění kvalitních výsledků svařování hliníku metodou TIG. Na rozdíl od jiných kovů se na hliníku při působení vzduchu prakticky okamžitě vytvoří silný oxidový povlak. Tento oxid se nejen taví při výrazně vyšší teplotě ( 2050 °C) než základní kov ( 660 C ), ale také zachycuje nečistoty, jako je vlhkost a olej, a uhlovodíky. Nedostatečné odstranění by mělo za následek špatnou stabilitu oblouku, pórovitost, neúplné tavení a strukturální poruchy, zejména u nosných nebo tlakových svarů.

1. Mechanické čištění

Nejprve otřete nečistoty, olej nebo barvu čistým hadříkem, který nepouští vlákna, pomocí acetonu nebo speciálního odmašťovače na hliník. Poté drhněte vrstvu oxidu pomocí drátěného kartáče z nerezové oceli, který by se měl používat výhradně na hliník. Těsně před svařováním by se kartáčování mělo provést, aby se zabránilo opětovné oxidaci.

2. Chemické čištění

V náročnějších aplikacích, jako je oplachování kyselinou dusičnou, lze po chemickém leptání použít alkalickou kapalinu (např. hydroxid sodný). Tím se odstraní organické i anorganické usazeniny a povrch se stane chemicky aktivním pro svařování.

3. Kondiční příprava kloubů a okrajů

Dobrá montáž a příprava okrajů napomáhá udržení kontroly nad obloukem a dobrému pokrytí plynem. Hrubé hrany je třeba mírně zkosit a všechny povrchy by neměly mít otřepy nebo oxidové šmouhy, pokud se spoje mezi kusy hliníku budou provádět svařováním tig, při kterém je nutné hluboké natavení.

Důsledná a čistá příprava je nezbytná při práci s přesnými sestavami nebo vysoce integrovanými hliníkovými svařovanými díly. Ani ta nejlepší svářečka hliníku nemůže kompenzovat znečištěný povrch.

Parametry a metody svařování metodou TIG

Konzistentní hliníkové svary s vysokou integritou lze vyrobit pouze po zvládnutí svařovacích parametrů a odpovídajících technik spojených s hořákem. Rychlá tepelná odezva, nízká teplota taveniny a citlivost hliníku na znečištění vyžadují téměř přesnou kontrolu elektrické konfigurace, vzdálenosti oblouku i rozložení přídavného kovu. V této části jsou uvedeny nejkritičtější parametry TIG a osvědčené postupy používané při svařování hliníku metodou tig na profesionální úrovni.

1. Nastavení proudu

Tepelný příkon se řídí přímo proudem. Typická minimální tloušťka hliníku je 1 ampér na 0,001 palce tloušťky základního kovu, ačkoli hliník často vyžaduje více kvůli vysoké rychlosti výměny tepla. Například:

• Hliník při 1/8 ( 125-140 ampér )
• Tenký plech (0,040"): 40-50 ampérů pulzní regulace

Pokud nesvařujete velmi silný materiál a nemusíte neustále měnit materiál/tloušťku a/nebo provádět změny v úsecích spojů, doporučujeme použít nožní pedál nebo dálkový ovladač s proudem pod napětím.

2. Řízení vyvážení střídavého proudu

Nejnovější zařízení TIG umožňují měnit poměr střídavého proudu mezi zápornou elektrodou (EN) a kladnou elektrodou (EP):

• CZ: Umožňuje proniknout do podrobností
• EP: Oxiduje oxidovou vrstvu

Normální základní hodnota je 70 % CS, 30 % EP. Se zvyšujícím se EN se výhody penetrace získávají na úkor čisticího účinku, což nemusí být vhodné pro silně zoxidovaný hliník.

3. Nastavení frekvence střídavého proudu

Zvýšením frekvence střídavého proudu (obvykle 60 Hz až 200 Hz) se oblouk zúží a stabilizuje. Zvýšený počet použití toalety:

• Lepší kontrola směru
• Snižuje bloudění oblouků
• Zlepšuje výhled svaru

To je výhodné zejména při práci na tenkých nebo kosmetických svařovaných hliníkových dílech.

4. Výběr a příprava wolframové elektrody

• Svařování hliníku střídavým proudem: Použijte vhodný typ wolframu.
• Čistý wolfram: Vytváří kulový hrot se střídavým proudem, je stabilní u starých strojů.
• 2 procenta Lanthanated nebo Ceriated: volba v současných měničích kvůli lepšímu rozběhu oblouku a nižší spotřebě.

Ampér je třeba přizpůsobit velikosti wolframu (např. 3/32,, 1/8″), protože příliš velká velikost může způsobit nestabilitu oblouku nebo roztavení elektrody.

5. Technika a manipulace s výplňovými tyčemi

Tyč vkládejte do svařovací lázně rovnoměrným tempem do přední části svařovací lázně a nikdy ne přímo do oblouku. Tím omezíte počet turbulencí a oxidaci. Použijte slitiny přídavných tyčí vhodné pro váš základní kov (nejčastěji ER4043 nebo ER5356) a vyvarujte se namočení nebo znečištění tyčí, abyste zabránili velmi nebezpečné absorpci vodíku.

6. Nadmořská výška a úhel svítilny

Délka oblouku musí být co nejmenší - ideálně méně než 1/8 palce, aby se minimalizovalo bloudění oblouku a znečištění. Hořák: Měla by být nakloněna pod úhlem asi 10-15 o směrem nahoru, ve směru jízdy. To zajišťuje lepší viditelnost a pokrytí ochranným plynem.

Tyto parametry je důležité se naučit a zvládnout je spolu s praxí a důkladné pochopení chování materiálů je to, co by mělo stát za kvalitními spoji s hliníkem dosaženými svařováním TIG, zejména v leteckém a automobilovém průmyslu a v konstrukčních aplikacích.

Svařovací technika pro svařování hliníku TIG

Při svařování hliníku metodou TIG záleží na technice stejně jako na nastavení stroje. Profesionálové se řídí následujícími pravidly:

• Úhel hořáku: Udržujte ji v úhlu 15 stupňů se svislicí, aby směřovala ve směru vaší chůze.
• Délka oblouku: Délku oblouku udržujte malou (1/8" nebo méně), abyste omezili pórovitost a znečištění.
• Cestovní rychlost: Pokud je příliš pomalý, dochází k nadměrnému zahřívání a zkreslování je obtížné. Jeďte dostatečně rychle, abyste měli vše pod kontrolou, ale ne příliš rychle, abyste se zahřáli.
• Výplňová tyč: Provádějte opakované a pravidelné kroky přídavku a ponořte přídavek do přední části svarové lázně, nikoli do oblouku.

Je třeba věnovat zvýšenou pozornost svarové lázni. Vzhledem k rychlému tavení hliníku může být roztavená lázeň špatně viditelná, protože se rychle mění v kapalinu a je reflexní.

Konstrukce spojů - svařování hliníku

Efektivní konstrukce spojů je zásadní pro dosažení konstrukčně pevných, esteticky čistých a bezchybných svarů při svařování hliníku metodou TIG. Hliník je velmi dobře tepelně vodivý, má nízkou teplotu tání a při přehřátí se může snadno deformovat; konfigurace spoje svaru by proto měla být jasně promyšlená. V této části je vysvětleno, jak lze správnou konstrukcí spoje snížit koncentraci napětí, zabránit deformaci a optimalizovat kvalitu svaru, zejména při použití svářečky hliníku TIG.

Důležité zásady kolektivního designu

Termodynamická povaha hliníku vyžaduje, aby se při návrhu spojů zohlednilo, že hliník rychle odvádí teplo a při tepelném zatížení se rozpíná. Hliník na rozdíl od oceli při zahřátí roste mnohem více, až dvojnásobně, což je skutečnost, která může snadno způsobit deformaci nebo vyfouknutí jakéhokoli volně uloženého dílu. V tupých spojích se obvykle ponechává malá kořenová mezera (obvykle 1/16"), aby se kompenzovala roztažnost a zajistil plný průnik. Při svařování metodou TIG, kde je vyžadována vysoká přesnost, musí spoj rovněž udržovat stabilní svarovou lázeň a představovat možnost úplného pokrytí pomocí ochranného plynu. Pozoruhodné je, že hořák a přídavná tyč mají být navrženy co nejsnadněji, pokud je geometrie úzká nebo jsou zadány nějaké úlohy s více průchody.

Rozšířené typy spojů při svařování hliníku metodou TIG

Nejoblíbenějším uspořádáním spojů na hliníku jsou spoje na tupo, klopené spoje, T-spoje a rohové spoje. Obě se liší svými výhodami a technickými hledisky.

• Tupé spoje se velmi dobře hodí pro svařování plochých desek. Malý kořenový otvor napomáhá dobrému protažení a umožňuje tepelnou roztažnost.
• Klopové spoje se snadno vyrovnávají, mají dobrou mechanickou pevnost a jsou náchylné k zachycování oxidů mezi povrchy, pokud se před svařováním dobře nevyčistí.
• T-kusy se nejčastěji vyskytují v rámech, vaznících a podpěrách. Měly by být dobrým upevněním, aby se zabránilo vibracím, protože hliník je měkký kov a při působení tepla se taví.
• Rohové spoje jsou dobré u skříní a boxů, ale propalují tenký materiál, pokud se nevěnuje pozornost množství aplikovaného tepla.

Ve všech těchto případech musí svářeči zohlednit jak pevnost konstrukce, tak přístupnost svaru, aby zajistili úspěch, zejména při vytváření kritických hliníkových svařovaných dílů.

Příprava hran a jejich upevnění

Při svařování metodou TIG je velmi důležitá příprava okrajů, protože hliník je velmi citlivý na znečištění a neúplné natavení. U silnějšího materiálu (většího než 3/16") by měly být hrany spojů zkoseny (30-37,5 ), aby se vytvořila drážka pro správné uložení přídavku. Hrany by měly být bez oxidů a otřepů a je třeba je předem ošetřit kartáčem z nerezové oceli nebo chemickým leptadlem.

Toto upevnění je také velmi důležité pro řešení měkké povahy hliníku a jeho náchylnosti k tepelně podmíněným pohybům. Měly by se používat měděné, hliníkové chladicí tyče, tuhostní svorky a sváry, aby se zajistilo, že nedojde k deformaci. Při práci s tenkými plechy by se mohly použít záložní desky k podepření svarové lázně. Vzhledem k nízké odolnosti hliníku vůči deformacím za přítomnosti tepla je prvořadým úkolem správné zajištění spojů.

Svařování hliníku metodou TIG

Výkon svářečky hliníku přímo ovlivňuje, jak dobře bude konstrukce spoje fungovat během svařování. Vysoce kvalitní stroje TIG používané při svařování hliníku umožňují funkce, jako je kontrola vyvážení střídavého proudu (používá se při čištění a penetraci), nastavení frekvence (používá se při nastavení přesnosti oblouku) a vysokofrekvenční start (používá se při oddělení iniciace oblouku bez nečistot). Při jejich absenci mohou i ty nejpečlivěji navržené spoje poskytovat špatný výkon z důvodu nedostatečné stability oblouku, špatného tavení nebo zachycování oxidů. Při řešení přesných nebo nosných prací musí svářeči dbát na to, aby druh spoje, který provádějí, odpovídal druhu stroje, který obsluhují.

Obecné závady u hliníku svařovaného metodou Tig a jejich prevence

Svařování hliníku metodou TIG představuje i při správném vybavení a dovednostech jedinečné výzvy, které mohou vést k vadám svarů, pokud nejsou pečlivě zvládnuty. Kontaminace oxidy, nesprávný tepelný příkon nebo špatné stínění mohou poškodit kosmetický vzhled i pevnost svaru. Nové potenciální problémy s nejčastější příčinou a možné způsoby, jak jim systematicky předcházet prostřednictvím praxe a kontroly, jsou uvedeny níže v problémech, které se při práci s hliníkem svařovaným metodou Tig nejčastěji vyskytují.

1. Pórovitost ( zachycení plynu )

Pórovitost: Je to důsledek zachycení plynného vodíku v kapalném prostředku během tuhnutí svarové lázně. K tomu je náchylný zejména při použití na hliník, který je vysoce reaktivní s vodíkem, který se může nacházet ve vzdušné vlhkosti, znečištěných přídavných tyčích a nečistých základních kovech.

Prevence:

• Měl by se používat argon o čistotě 99,99% a měl by se udržovat odpovídající průtok (15-20 CFH).
• Koncové plnicí tyče udržujte nejlépe v suchém stavu a neznečištěné oleji nebo oxidací.
• Kovovou spodní část dobře očistěte acetonem a poté ji vykartáčujte speciálním drátěným kartáčem z nerezové oceli.
• Je třeba se vyhnout průvanu nebo ventilátorům, aby se během svařování nenarušilo pokrytí plynem.

2. Neúplná fúze

Příčina: Pokud není svarový kov zcela spojen se základním kovem nebo sousedními průchody, dochází k této závadě. Obvykle je to důsledek nízkého proudu, vysoké rychlosti pohybu nebo neočištěných povrchů.

Prevence:

• Aplikujte proud odpovídající tloušťce materiálu (zpravidla 1 A na 0,001" hliníku).
• Snižte rychlost pohybu na takovou, aby se základní kov zcela roztavil.
• Pečlivě umyjte prostory a nechte přijatelné spáry zcela otevřené a odkryté.
• Použijte krátkou délku oblouku a natočte ohyb do správných úhlů k jednomu z kloubů.

3. Cracking

Důvod: K praskání může docházet během tuhnutí (lom za tepla: praskání za tepla) nebo po ochlazení (lom za studena: praskání za studena), zejména u vysokopevnostních hliníkových svarů nebo svarů z různorodých materiálů. Obvykle k tomu dochází v důsledku špatného přídavného kovu nebo rychlého ochlazení.

Prevence:

• Měly by být vybrány výplňové kovy. V jednom případě je ER5356 na rozdíl od ER4043 pevný a odolný proti praskání.
• Kvůli problémům s tepelným šokem předehřejte silnější plochy až na 150 200 oF.
• Nesvařujte na znečištěných površích a před svařováním se ujistěte, že jsou oxidové vrstvy očištěny.
• Využijte výhod dobré geometrie kloubů ke snížení koncentrace napětí.

4. Příliš mnoho přidaného tepla a zkreslení

Důvod: Hliník má vysokou tepelnou vodivost, což může vést k šíření nadměrného tepla do oblasti svaru, které nelze kontrolovat. Při tenkém svařování dochází k propálení profilů nebo k deformaci větších konstrukcí.

Prevence:

• Svařování pulzní metodou TIG má nižší průměrný tepelný příkon i průnik.
• Při upínání součástí použijte v případě potřeby opěrné tyče nebo chladicí bloky.
• Na silných částech svařujte v několika průchodech, místo abyste se snažili svařovat najednou.
• Nastavením regulace vyvážení střídavého proudu a materiálu pro nastavení frekvence lze zjemnit energii oblouku a minimalizovat vedlejší ohřev.

5. Oxidované svary (vměstky a oxidace)

Vysvětlení: Hliník má přilnavý oxidový film (teplota tání ~2050 °C), který je třeba před svařováním odstranit. Jinak může vytvářet inkluze a bránit dokonalému tavení, čímž se svar stává slabým.

Prevence:

• Zvyšte čištění povrchu svaru pomocí regulace vyvážení střídavého proudu.
• Kartáčování a odmašťování povrchu je nutné provádět vždy před svařováním.
• Vyvarujte se kontaktu holých rukou s čištěnými povrchy, protože by mohlo dojít ke kontaminaci, stejně jako oleje je zbavují kontaminace.
• Občas vyměňte plynové čočky a kalíšky, abyste udrželi odpovídající pokrytí stíněním.

Reálné aplikace svařování hliníku metodou TIG

Svařování hliníku metodou TIG je nepostradatelné v průmyslových odvětvích, kde je klíčová estetika, pevnost a odolnost proti korozi:

• Letectví a kosmonautika: Konstrukční panely trupu, podpěry a palivové nádrže
• Automobilový průmysl a motoristický sport: Potrubí mezichladiče, podvozek, kola
• Námořní inženýrství: hliníkové slitiny, které jsou odolné proti korozi, jako trupy, žebříky a zábradlí.
• Zdravotnické vybavení: Hliníkový rám, který se používá v zobrazovacích a pohyblivých zařízeních.
• Lehké skříně: Ochranné kryty, které vytvářejí kryty, jež nejen zakrývají technologii, ale také přidávají designový prvek k elektronickým spotřebičům nebo průmyslovým elektronickým zařízením.

Při všech těchto aplikacích je nejdůležitější vybrat správnou svářečku hliníku a zvládnout bezpečné a čisté svařování hliníku metodou tig.

Tipy a triky odborníků

Profesionálové, kteří chtějí zdokonalit své dovednosti v oblasti svařování hliníku metodou TIG, by měli zvážit následující pokročilé tipy:

• Zpětné čištění: Při svařování na uzavřených trubkách nebo krabicích je nutné trubku nebo krabici zpětně profouknout argonem, jinak dojde k vnitřní oxidaci.
• Předehřev: Je užitečná tam, kde jsou silné úseky. Aby se snížil tepelný šok a zlepšilo se tavení, předehřejte je na 150-200 °F (65-93 °C).
• Použití nožního pedálu: Přesná kontrola proudu v reálném čase umožňuje nastavení na základě chování svarové lázně - důležité pro choulostivé svařování hliníkových dílů.
• Čištění po svařování: odstranění sazí a oxidu po svařování, obvykle na kosmetických svarech, pomocí kartáče z nerezové oceli.

Závěr

Zvládnutí svařování hliníku metodou TIG je významným milníkem v kariéře každého svářeče. Řemeslná dovednost je dokonalá - poskytuje nejvyšší stupeň kontroly a estetického vzhledu svarů i nejpevnější mechanické vlastnosti, ale vyžaduje důvěrné znalosti, detaily a špičkovou zručnost řemeslníků.

Tento proces je výzvou i pro ty nejlepší, od přípravy základního kovu a výběru správné svářečky hliníku, přes zdokonalení techniky oblouku až po zvládání defektů v hliníkových svarech svařovaných tigem. Nicméně těm, kteří dokáží důsledně svařovat hliník metodou TIG na profesionální úrovni, se otevírají dveře do vysoce žádaných průmyslových odvětví a na pozice v přesné výrobě.

Ať už vyrábíte konstrukční rámy, lodní komponenty nebo složité skříně, schopnost spolehlivě pracovat s hliník svařování dílů metodou TIG zůstává v moderním světě zlatým standardem. 

Často kladené otázky

1. Jaké nastavení je nejlepší pro svařování hliníku tigem?

Použijte stroj TIG na střídavý proud s vysokofrekvenčním startem, 2 % lanthanu a čistým argonem. Před svařováním se ujistěte, že je oblouk napnutý a hladký.

2. Proč se v hliníku svařovaném metodou tig objevuje pórovitost?

Příčinou pórovitosti je obvykle vlhkost nebo znečištění. Nikdy nečistěte jinými rozpouštědly než acetonem a kartáčem z nerezové oceli a výplňové tyče skladujte na suchém místě.

3. Jaké vlastnosti by měla mít svářečka hliníku?

Zjistěte vyvážení střídavého proudu, pulzní režim a vysokofrekvenční start. Těmito vlastnostmi se dosahuje kontroly tepla, stability oblouku a snížení defektů v hliníku.

4. Jak mohu zajistit pevné svařování hliníkových dílů?

Použijte správný přídavný kov (například ER5356), očistěte jej, v případě potřeby předehřejte a po dokončení svaru zkontrolujte jeho úplnou pevnost.