TIG-hitsaus alumiini: A Comprehensive Technical Guide: A Comprehensive Technical Guide

TIG-hitsaus Alumiinia pidetään yleisesti yhtenä teknisesti vaativimmista prosesseista hitsauksen alalla. Kun työskennellään alumiinilla, metallilla, jolle on ominaista sen keveys, korroosionkestävyys ja korkea johtavuus, syntyy joukko ennennäkemättömiä ongelmia, jotka erottavat sen niin paljon teräksestä tai ruostumattomasta teräksestä. Alumiinin huono käsittely voi aiheuttaa sen luonnollisen oksidikerroksen, alhaisen sulamispisteen ja vetykaasun imukyvyn vuoksi heikon, huokoisen tai muuten rakenteellisesti epätoivotun hitsin. Näin ollen TIG-prosessi (Tungsten Inert Gas) tai kaasuvolframikaarihitsaus (GTAW) on teollisuuden valitsema prosessi, jota käytetään tapauksissa, joissa tarkkuus, esteettisyys ja hitsin eheys ovat tärkeimmät tekijät.

Niissä käsitellään materiaalien käyttäytymistä, laitteiden valintaa, suojakaasun valintaa, liitosten valmistelua ja vianetsintämenetelmiä, vaikka laadunvalvontaan ja toistettavuuteen kiinnitetäänkin paljon huomiota. Lisäksi artikkelissa kerrotaan yksityiskohtaisesti, miten alumiinitig-hitsauslaite valitaan oikein ja miten sitä käytetään, miten hallitaan erityyppisiä hitsauslaitteita ja miten niitä käytetään. alumiinihitsausosat, ja tuottaa johdonmukaisia, virheettömiä liitoksia, kun yrität hitsata alumiinia TIG-hitsaamalla. Loppuun mennessä lukijalla on perusteellinen tietämys siitä, miten luoda hyvä, puhdas, rakenteellisesti hyvännäköinen tig-hitsattu alumiinikokoonpano alan standardin mukaisesti ilmailu- ja avaruusteollisuudessa, autoteollisuudessa, meriteollisuudessa sekä valmistavassa teollisuudessa. 

Tässä artikkelissa käsitellään alumiinin TIG-hitsauksen tiedettä, menetelmiä ja käytännön näkökohtia. Se on tarkoitettu asiantuntijoille ja teknisesti koulutetuille henkilöille, jotka haluavat laajentaa tietämystään alumiinin hitsauksesta korkean suorituskyvyn tai teollisuuden prosesseissa.

Mikä on TIG-hitsaus alumiinia?

TIG-hitsaus Alumiini tarkoittaa alumiinikomponenttien liittämisprosessia, jossa käytetään TIG-hitsausta (TIG, Tungsten Inert Gas), joka tunnetaan myös nimellä GTAW (Gas Tungsten Arc Welding). Tällöin valokaari luodaan kulumattomalla volframielektrodilla, ja alumiininen perusmetalli ja lisäainesauva sulatetaan suojakaasun, yleensä argonin, suojapeitteessä. Koska alumiinilla on korkea lämmönjohtavuus, matala sulamispiste ja korkealla sulava oksidikerros, alumiinin hitsauksessa on ainutlaatuinen värjäytyminen, ja kuivaus on tehtävä huolellisesti. TIG-hitsauksessa on sijainnut lämmöntuonnin ja hitsauslätäkön hallinta, joten se sopii erinomaisesti ohuille materiaaleille, kehittyneille kokoonpanoille ja muille korkean suorituskyvyn sovelluksille. Muun muassa ilmailu- ja avaruusteollisuus, autoteollisuus ja meriteollisuus käyttävät TIG-hitsausta kestävien, syövyttämättömien ja siistin näköisten hitsausvideoiden valmistukseen. Onnistunut "alumiinin TIG-hitsaus" edellyttää ammattitaitoista tekniikkaa, asianmukaisia laitteita ja huolellista pinnan valmistelua hitsin eheyden ja lujuuden varmistamiseksi.

Miksi alumiinin TIG-hitsaus?

Kaasuhitsaus (GTAW), joka tunnetaan myös nimellä TIG (TIG), on ihanteellinen tekniikka silloin, kun vaaditaan tarkkuutta, hallintaa ja hienoa ulkonäköä. Se tarjoaa vertaansa vailla olevaa kontrollia syötettävän lämmön määrän suhteen, joten hitsaajilla on mahdollisuus hallita alumiinin hitsausaltaan juoksevuutta.

TIG-hitsaus, kun sitä käytetään alumiinin kanssa, on varsin kätevä pääasiassa siksi, että:

• Sulamaton elektrodi: Volframielektrodi ei sula, mikä takaa vakaan valokaaren hallinnan.
• Saastumisen sijaan: TIG-hitsauksessa suojakaasujen peitto on riittävä, ja hitsaussaumoissa on lopulta vain vähän epäpuhtauksia.
• Vaihtovirran napaisuusominaisuudet: AC-tila mahdollistaa oksidikerroksen puhdistamisen ja samalla syväsulatuksen, joka on välttämätöntä alumiinin TIG-hitsauksessa.
• Alumiinin käyttäytyminen hitsauksessa: Alumiinin käyttäytymiseen hitsauksessa, erityisesti lämpövaikutusalueilla, on kiinnitettävä asianmukaista huomiota.

Alumiinin hitsaaminen edellyttää alumiinin fysikaalisten ja kemiallisten ominaisuuksien parempaa ymmärtämistä, ja ne eroavat huomattavasti muista yleisesti käytetyistä metalleista. Alla on lueteltu alumiinin TIG-hitsaukseen liittyvät keskeiset haasteet.

1. Erittäin korkea lämmönjohtavuus

Alumiini siirtää lämpöä 5 kertaa enemmän kuin teräs. Tämä tarkoittaa, että lämpö haihtuu nopeasti hitsausvyöhykkeeltä, mikä edellyttää suurempaa virranvoimakkuutta, kun yrität hitsata alumiinia TIG-hitsaamalla, erityisesti paksujen materiaalien kanssa. Kun ei tehdä parhaalla mahdollisella tavalla, seurauksena voi olla aukkojen sulaminen tai epäsäännöllinen hitsin tunkeutuminen.

2. Oksidikerroksen ongelmat

Kun alumiinipinnat altistetaan ilmalle, muodostuu välittömästi ohut oksidikerros (joka on luotettavasti kiinni). Tämä kerros sulaa noin 2050 °C:n lämpötilassa, mikä on huomattavasti yli alumiinin perusmetallin sulamispisteen, joka on 660 °C. TIG-hitsaus, kun käytetään vaihtovirtahitsausta, auttaa rikkomaan tämän kerroksen, mutta on myös tärkeää, että esipuhdistus tehdään, jotta saadaan laadukasta TIG-hitsattua alumiinia.

3. Vedyn huokoisuusherkkyys

Vety imeytyy helposti sulaan alumiiniin, mikä voi aiheuttaa huokoisuutta tai halkeamia jäähdytyksen aikana. Öljy, kosteus tai likaiset lisäainesauvat toimivat epäpuhtauksien lähteenä, joka aiheutti vedyn pääsyn hitsausaltaaseen. Asianmukainen puhdistus ja kuivien lisäainesauvojen käyttö ovat olennaisen tärkeitä, jotta alumiinihitsausosien vioilta vältyttäisiin.

Tekninen yhteenvetotaulukko alumiinin TIG-hitsausta varten

Tässä on kattava tekninen taulukko, jossa on yhteenveto alumiinin TIG-hitsauksen keskeisistä näkökohdista, mukaan lukien hitsausparametrit, liitostyypit, yleiset viat ja niiden hallinta. Tässä taulukossa yhdistät artikkelisi ajatukset, ja se on omaperäinen ja erittäin tekninen.

Vinkki:

Varmista, että kalibroit alumiinitig-hitsauslaitteesi oikein käyttämääsi seossarjaa varten, ja tarkista aina suojauksen eheys ennen tuotantosarjojen aloittamista. Alumiinissa hitsausten laatu liittyy yhtä paljon pinnanvalmistuksen ja parametrien säädön laatuun kuin käyttäjän laatuun.

Oikean alumiinin TIG-hitsaajan valinta

Oikean alumiinin TIG-hitsauslaitteen valinta on ratkaisevan tärkeää, jotta alumiinia työstettäessä saadaan aikaan puhtaita, vahvoja ja virheettömiä hitsejä. Koska alumiinin ominaisuudet edellyttävät lämmön, valokaaren vakauden ja napaisuuden huolellista hallintaa, kaikkia TIG-hitsauskoneita ei voida käyttää tällaiselle materiaalille. Seuraavassa on lueteltu olennaisia eritelmiä ja ominaisuuksia, joita on syytä tarkastella.

1. AC-hitsauskapasiteetti hitsaus

Alumiini tarvitsee vaihtovirtaa (AC), jotta oksidikerroksen leikkaaminen onnistuisi ja samalla saavutettaisiin hyvä hitsin tunkeuma. Vaihtovirtatekniikkaa käyttämätöntä laitetta ei voida käyttää alumiinin TIG-hitsauksessa. Korkean teknologian koneet mahdollistavat AC-tasapainon eli puhdistuksen ja tunkeutumisen suhteen hienosäädön.

2. HF-kaaren käynnistys

Korkeataajuinen käynnistys on pakollinen elektrodin likaantumisen ja tarttumisen estämiseksi. HF-käynnistys mahdollistaa puhtaan, kosketusvapaan kaaren käynnistyksen, mikä auttaa säilyttämään volframin eheyden ja kaaren vakauden erityisesti herkkiä tai ohuita alumiinihitsauskappaleita hitsattaessa.

3. Taajuus/aaltomuoto säädettävissä

Nykyaikaiset alumiinitig-hitsauslaitteet mahdollistavat vaihtovirtataajuuden (yleensä 60-200 Hz) säätämisen, mikä terävöittää kaarikartiota ja parantaa hallintaa. Aaltomuodon säätö (neliöaalto tai pehmeä neliö) antaa lisää mahdollisuuksia suorituskyvyn hienosäätöön eri alumiiniseosten ja hitsausliitosten välillä.

4. Pulssihitsauksen toiminta

Pulssiasetuksia käytetään käytettävän lämmön määrän ja vääntymisen hallintaan erityisesti ohuiden materiaalien tai lämpötilaherkkien kokoonpanojen kohdalla. Tämä on elintärkeää, kun yritetään hitsata alumiinia TIG-hitsaamalla ilmailu- ja avaruusalalla, autoteollisuudessa tai elektroniikkatöissä.

5. Kauko- ja jalkapolkimen ampeerin säätö

Virran vaihteluita on helpompi hallita reaaliaikaisesti jalkapolkimella tai sormenpäässä olevalla kaukosäätimellä, ja ne estävät ylikuumenemisen tai liian vähäisen tunkeutumisen vaaran monimutkaisissa tai kaarevissa liitoksissa, jotka ovat suosittuja TIG-hitsatussa alumiinissa.

Suojakaasut ja täyteaineet

Täytepuikon ja suojakaasun valinta alumiinin TIG-hitsauksessa vaikuttaa suoraan hitsin laatuun, mekaaniseen suorituskykyyn ja korroosionkestävyyteen. Eri alumiiniseokset reagoivat eri tavoin erilaisiin lisäainekoostumuksiin ja suojausympäristöihin, joten tietoinen valinta on olennaisen tärkeää erityisesti silloin, kun valmistetaan kriittisiä alumiinihitsausosia.

1. Sopivan täyteaineen valinta

Lisäsauvojen yhteensopivuus perustuu perusseokseen ja valmiin hitsin haluttuihin ominaisuuksiin. Alumiinitäyteaineisiin voi yleisesti kuulua:

ER4043

Tämä silikonipohjainen täyteaine on nestemäinen, joten se hitsataan. Se kestää hyvin halkeamia ja sopii 6xxx-sarjan perusmetalleihin. Se on kuitenkin heikko verrattuna ER5356:een.

ER5356

Parannettu magnesiumtäyteaine, joka on vahvempi ja sitkeämpi. Soveltuu rakenteellisiin töihin ja alueille, jotka tarvitsevat hitsauksen jälkeistä anodisointia. Sitä voidaan yleisesti käyttää 5xxx- ja 6xxx-alumiiniseoksille.

ER4045

Kuten ER4043, mutta parempi virtaus ja vähemmän taipumusta kuumahalkeiluun. Koska se voi hitsata nopeammin ja tuottaa paremman kostutetun hitsin, sitä käytetään yleisesti autoteollisuudessa.

Sopivan täyteaineen valinnalla estetään halkeilua, huokoisuutta ja hitsauksen jälkeistä haurautta (kun käytetään erilaisia alumiiniseoksia).

2. Suojakaasun valinta

Hitsialtaan suojaus ilmansaasteita vastaan on tehtävä asianmukaisesti. Alumiinin TIG-hitsauksessa käytettävä vakiokaasu on:

100% Argon

Argon tarjoaa hyvän hitsauskaaren, puhdistuskyvyn vaihtovirralla ja erinomaisen hitsausaltaan hallinnan. Se sopii lähes kaikkiin alumiinin paksuuksiin ja kaikkiin sovelluksiin.

Argon/Helium-sekoitukset

Heliumin lisääminen lisää lämmöntuottoa ja valokaaren energiaa, mikä parantaa paksun alumiinin läpäisyä. Heliumin ja argonin seos 75% / 25% on yleinen teollisuussovelluksissa, joissa hitsataan raskaita alumiiniosia.

3. Kaasun virtausnopeus ja puhtaus

Virtausnopeus: Yleisin virtausnopeus on useimmissa töissä 15-20 CFH (kuutiometriä tunnissa). Välttämättömiä suojakammioita on havaittu olevan liian vähän, mikä johtaa hapettumiseen, ja niitä voi olla liian monta, mikä johtaa turbulenssin syntymiseen ja saastumiseen.

Puhtaus: Hitsaukseen voidaan käyttää argonia, jonka puhtausaste on vähintään 99,99 prosenttia. Valokaaren epävakaus ja huokoinen tig-hitsattu alumiini ovat saastuneen kaasun tuotteita.

Suojakaasujen osalta olisi valittava 100% Argon. Heliumia tai argon-helium-sekoituksia voidaan käyttää erityistapauksissa tunkeuman lisäämiseksi erityisesti paksujen alumiinihitsausosien hitsauksessa.

Pinnan valmistelu: Ratkaisu puhtaisiin hitsauksiin

Pinnan valmistelu on yksi kriittisimmistä vaiheista, kun halutaan varmistaa korkealaatuiset TIG-hitsaustulokset. Toisin kuin muut metallit, alumiini muodostaa vahvan oksidipinnoitteen lähes hetkessä, kun se altistuu ilmalle. Tämä oksidi ei ainoastaan sula huomattavasti korkeammassa lämpötilassa ( 2050 °C ) kuin perusmetalli ( 660 C ), vaan se myös sitoo itseensä epäpuhtauksia, kuten kosteutta ja öljyä sekä hiilivetyjä. Puutteellinen poisto johtaisi huonoon valokaaren vakauteen, huokoisuuteen, epätäydelliseen sulautumiseen ja rakenteellisiin vioittumisiin, erityisesti kantavissa tai paineluokitelluissa hitseissä.

1. Mekaaninen puhdistus

Puhdista ensin pyyhkimällä lika, öljy tai maali puhtaalla nukkaamattomalla liinalla käyttäen asetonia tai erityistä alumiinin rasvanpoistoainetta. Hankaa sitten oksidikerros pois ruostumattomasta teräksestä valmistetulla lankaharjalla, jota on käytettävä ainoastaan alumiinin käsittelyyn. Harjaus on suoritettava juuri ennen hitsausta, jotta vältetään uudelleen hapettuminen.

2. Kemiallinen puhdistus

Vaativammissa sovelluksissa, kuten typpihappohuuhtelua voidaan käyttää emäksisellä nesteellä (kuten natriumhydroksidilla) suoritetun kemiallisen syövytyksen jälkeen. Tämä puhdistaa sekä orgaaniset että epäorgaaniset saostumat ja tekee pinnasta kemiallisesti aktiivisen hitsausta varten.

3. Nivelten kuntoilu ja reunojen kuntoutus

Hyvä sovitus ja reunojen valmistelu auttavat pitämään valokaaren hallinnassa ja takaamaan hyvän kaasun peiton. Karkeat reunat on hieman viistettävä, eikä kaikilla pinnoilla saa olla purse- tai oksidipintaa, jos alumiinikappaleiden väliset liitokset tehdään tig-hitsaamalla, jolloin tarvitaan syväsulatus.

Johdonmukainen ja puhdas valmistelu on välttämätöntä, kun työskennellään tarkkuuskokoonpanojen tai erittäin korkealaatuisten alumiinihitsausosien parissa. Paraskaan alumiinin tig-hitsaaja ei voi kompensoida likaantunutta pintaa.

TIG-hitsauksen parametrit ja menetelmät

Johdonmukaisia, korkealaatuisia alumiinihitsejä voidaan valmistaa vain hallitsemalla hitsausparametrit ja vastaavat polttimeen liittyvät tekniikat. Alumiinin nopea lämpövaste, alhainen sulan lämpötila ja herkkyys epäpuhtauksille edellyttävät sähköisen kokoonpanon, valokaaren etäisyyden ja lisäaineen jakautumisen lähes tarkkaa hallintaa. Tässä jaksossa esitellään kriittisimmät TIG-parametrit ja parhaat käytännöt, joita käytetään alumiinin tig-hitsauksessa ammattitasolla.

1. Ampeerin asetukset

Lämmöntuottoa ohjataan suoraan ampeerimäärällä. Tyypillinen alumiinin vähimmäispaksuus on 1 ampeeri 0,001 tuuman perusmetallin paksuutta kohti, vaikka alumiini vaatii usein enemmän sen suuren lämmönvaihtonopeuden vuoksi. Esim:

• Alumiini 1/8 ( 125-140 ampeeria )
• Ohut levy (0,040"): 40-50 ampeeria pulssiohjaus

Jalkapoljinta tai sormenpääkaukosäädintä suositellaan, ellet hitsaa erittäin paksua materiaalia ja jos saatat tehdä jatkuvia muutoksia materiaaleissa/paksuuksissa ja/tai tehdä muutoksia liitososiin.

2. AC-tasapainon säätö

Uusimmat TIG-laitteet mahdollistavat vaihtovirtasuhteen muuttamisen negatiivisen elektrodin (EN) ja positiivisen elektrodin (EP) välillä:

• FI: Antaa yksityiskohtaisempaa tietoa
• EP: Se hapettaa oksidikerroksen

Normaali lähtötaso on 70 % EN ja 30 % EP. EN:n kasvaessa tunkeutumishyötyjä saavutetaan puhdistustehon menetyksellä, ja tämä ei ehkä sovellu voimakkaasti hapettuneelle alumiinille.

3. AC-taajuussäädöt

Vaihtovirtataajuuden nostaminen (yleensä 60 Hz:stä 200 Hz:iin) kaventaa ja vakauttaa valokaarta. Lisääntynyt WC:n käyttökertojen määrä:

• Suunta on paremmin hallinnassa
• Vähentää kaarien vaeltelua
• Parantaa hitsin näkymiä

Tämä on erityisen hyödyllistä, kun työskennellään ohuiden tai kosmeettisten alumiinihitsausosien parissa.

4. Volframielektrodin valinta ja valmistelu

• AC-alumiinihitsaus: Käytä sopivaa volframityyppiä.
• Puhdas volframi: Se tuottaa pallomaisen kärjen AC:llä, se on vakaa vanhoilla koneilla.
• 2 prosenttia Lantanoitu tai Ceriated: valinta nykyaikaisissa inverttereissä, koska valokaari käynnistyy paremmin ja kulutus vähenee.

Ampeeriluku on sovitettava yhteen volframikoon kanssa (esim. 3/32, 1/8″), koska liian suurella koolla käyttäminen voi aiheuttaa epävakautta valokaaressa tai sulattaa elektrodin.

5. Tekniikka ja täyteainevarsien käsittely

Työnnä puikko hitsausaltaaseen tasaiseen tahtiin hitsausaltaan etupuolelle eikä koskaan suoraan valokaareen. Tämä rajoittaa turbulenssin ja hapettumisen määrää. Käytä perusmetalliin sopivia lisäsauvaseoksia (ER4043 tai ER5356 on yleisin) ja vältä sauvojen kastumista tai likaantumista, jotta erittäin vaaralliselta vedyn imeytymiseltä voidaan välttyä.

6. Korkeus ja polttimokulma

Pidä valokaaren pituus mahdollisimman pienenä - mieluiten alle 1/8 tuuman, jotta valokaaren vaeltelu ja kontaminaatio jäävät mahdollisimman vähäisiksi. Polttimo: Se olisi kallistettava noin 10-15 o ylöspäin kulkusuuntaan nähden. Näin saadaan parempi näkyvyys ja suojakaasun peittävyys.

Nämä parametrit on tärkeää oppia ja hallita käytännössä, ja materiaalien käyttäytymisen perusteellinen ymmärtäminen on se, minkä pitäisi olla TIG-hitsauksella aikaansaatujen korkealaatuisten alumiiniliitosten taustalla, erityisesti ilmailu- ja avaruusalalla, autoteollisuudessa ja rakennesovelluksissa.

Hitsaustekniikka hitsaus alumiini TIG

Kun hitsataan alumiinia TIG-hitsaamalla, tekniikalla on yhtä paljon merkitystä kuin koneen asetuksilla. Ammattilaiset noudattavat seuraavia ohjeita:

• Polttimen kulma: Pidä se 15 15 asteen kulmassa pystysuoraan suunnattuna kävelyn suuntaan.
• Kaaren pituus: Pidä kaaren pituus pienenä (1/8″ tai vähemmän) huokoisuuden ja saastumisen vähentämiseksi.
• Matkustusnopeus: Jos se on liian hidas, lämpöä syntyy liikaa, ja vääristyminen on hankalaa. Aja tarpeeksi nopeasti, jotta voit hallita, mutta ei liian nopeasti, jotta se kuumentuu.
• Täytetanko: Suorita toistuvia ja säännöllisiä täyteainevaiheita ja upota täyteaine hitsausaltaan etupuolelle eikä valokaareen.

Hitsausaltaaseen on kiinnitettävä erityistä huomiota. Alumiinin nopean sulamisen vuoksi sulaa allasta voi olla vaikea nähdä selvästi, koska se on heijastava, kun se muuttuu nopeasti nesteeksi.

Liitoksen suunnittelu - Alumiinihitsaus

Tehokas liitossuunnittelu on olennaisen tärkeää, jotta saadaan aikaan rakenteellisesti vankka, esteettisesti puhdas ja virheetön hitsit TIG-hitsauksessa alumiinia. Alumiini johtaa hyvin lämpöä, sen sulamislämpötila on alhainen ja se voi helposti vääntyä ylikuumentuessaan; siksi hitsin liitosmuotoilu on mietittävä tarkkaan. Tässä jaksossa selitetään, miten oikealla liitossuunnittelulla voidaan vähentää jännityskeskittymiä, estää vääntyminen ja optimoida hitsin laatu erityisesti alumiinin tig-hitsausta käytettäessä.

Kollektiivisen suunnittelun tärkeät periaatteet

Alumiinin termodynaaminen luonne edellyttää, että liitosten suunnittelussa otetaan huomioon, että alumiini luovuttaa nopeasti lämpöä ja laajenee lämpökuormituksen myötä. Toisin kuin teräs, alumiini kasvaa paljon enemmän lämmetessään, jopa kaksi kertaa enemmän, minkä vuoksi löysästi istuva osa voi helposti vääntyä tai puhjeta. Puskusaumoissa on tavallista jättää pieni juuriväli (yleensä 1/16 tuumaa) laajentumisen kompensoimiseksi ja täyden läpiviennin varmistamiseksi. TIG-hitsauksessa, jossa vaaditaan korkeaa tarkkuutta, liitoksen on myös ylläpidettävä vakaata hitsausallasta ja tarjottava mahdollisuus täydelliseen peittämiseen suojakaasun avulla. Erityisesti polttimen ja lisäainesauvan on oltava mahdollisimman helppokäyttöisiä, kun geometria on kapea tai kun tehtävänä on usean hitsauskierroksen tekeminen.

Laajalle levinneet liitostyypit Käytännössä alumiini TIG-hitsaus

Alumiiniin tehdyt liitokset ovat suosituimpia liitosjärjestelyjä, jotka on tehty puskusaumalla, lappusaumalla, T-liitoksella ja kulmasaumalla. Ne eroavat toisistaan hyödyiltään ja teknisiltä näkökohdiltaan.

• Tappiliitokset sopivat hyvin litteiden levyjen hitsausprosessiin. Pieni juuriaukko auttaa saamaan aikaan hyvän tunkeuman ja sallii lämpölaajenemisen.
• Kierreliitokset on helppo kohdistaa, niillä on hyvä mekaaninen lujuus ja ne ovat alttiita oksidien jäämiselle pintojen väliin, ellei niitä ole puhdistettu hyvin ennen hitsausta.
• T-liitoksia käytetään useimmiten rungoissa, ristikoissa ja tuissa. Niiden pitäisi olla hyviä kiinnikkeitä tärinän välttämiseksi, koska alumiini on pehmeää metallia ja se sulaa, kun se altistuu kuumuudelle.
• Kulmaliitokset ovat hyviä koteloissa ja laatikoissa, mutta ne polttavat ohuen materiaalin läpi, ellei lämmön määrään kiinnitetä tarkkaa huomiota.

Kaikissa näissä tapauksissa hitsaajien on otettava huomioon sekä rakenteellinen lujuus että hitsin saavutettavuus varmistaakseen onnistumisen, erityisesti kun he luovat kriittisiä alumiinihitsausosia.

Reunojen valmistelu ja kiinnitys

TIG-hitsauksessa reunojen valmistelu on erittäin tärkeää, koska alumiini on erittäin herkkä likaantumiselle ja epätäydelliselle sulamiselle. Paksumman materiaalin (yli 3/16") liitosreunat on viistettävä (30-37,5 ), jotta muodostuu ura, johon täyteaine laskeutuu oikein. Reunojen on oltava oksidi- ja pursevapaat, ja ne on esikäsiteltävä ruostumattomasta teräksestä valmistetulla harjalla tai kemiallisella etsausaineella.

Kiinnitys on myös ratkaisevan tärkeää alumiinin pehmeän luonteen ja sen lämpöliikkeille alttiuden vuoksi. Kuparia, alumiinisia jäähdytyspalkkeja, jäykkyyskiinnittimiä ja puikkohitsauksia olisi käytettävä sen varmistamiseksi, ettei vääntymistä tapahdu. Ohuita levyjä käsiteltäessä voidaan käyttää tukilevyjä hitsausaltaan tukemiseen. Koska alumiini kestää vain vähän muodonmuutoksia lämmön vaikutuksesta, liitosten asianmukainen kiinnittäminen on ensisijaisen tärkeää.

TIG-alumiinihitsaus Koneen näkökohdat

Alumiinihitsauslaitteen suorituskyky vaikuttaa suoraan siihen, miten hyvin liitoksen rakenne toimii hitsauksen aikana. Laadukkaat alumiinin TIG-koneet mahdollistavat sellaiset ominaisuudet kuin AC-tasapainon säätö (jota käytetään puhdistuksessa ja tunkeutumisessa), taajuuden säätö (jota käytetään kaaren tarkkuuden asettamisessa) ja korkeataajuuskäynnistys (jota käytetään kontaminaatiovapaan kaaren sytyttämisen erottamisessa). Niiden puuttuessa huolellisesti suunnitelluimmatkin liitokset voivat tuottaa huonon suorituskyvyn riittämättömän valokaaren vakauden, huonon sulatuksen tai oksidien kiinnijäämisen vuoksi. Tarkkuus- tai kuormitusta vaativissa töissä hitsaajien on varmistettava, että heidän tekemänsä liitoksen tyyppi on oikeassa suhteessa heidän käyttämänsä koneen tyyppiin.

Tig-hitsatun alumiinin yleiset viat ja niiden ehkäisy

Vaikka käytössä olisi oikeat laitteet ja taidot, alumiinin TIG-hitsauksessa on ainutlaatuisia haasteita, jotka voivat johtaa hitsausvirheisiin, jos niitä ei hallita huolellisesti. Oksidien aiheuttama kontaminaatio, väärä lämmöntuonti tai huono suojaus voivat vahingoittaa sekä kosmeettista ulkonäköä että hitsin lujuutta. Uusia mahdollisia ongelmia ja niiden yleisimpiä syitä sekä mahdollisia tapoja ehkäistä niitä järjestelmällisesti harjoittelemalla ja valvomalla on esitelty jäljempänä Tig-hitsatun alumiinin kanssa työskenneltäessä todennäköisimmin esiintyvissä ongelmissa.

1. Huokoisuus ( kaasun sulkeutuminen )

Huokoisuus: Tämä johtuu vetykaasun jäämisestä nestemäiseen ajoneuvoon hitsausaltaan jähmettymisen aikana. Tämä on erityisen yleistä, kun sitä käytetään alumiinille, joka reagoi voimakkaasti vetyyn, jota voi esiintyä ilmankosteudessa, pilaantuneissa lisäainepuikoissa ja epäpuhtaissa perusmetalleissa.

Ennaltaehkäisy:

• Argon-suojakaasun puhtauden on oltava 99,99%, ja virtausta (15-20 CFH) on ylläpidettävä sopivana.
• Säilytä päätyjen täyttösauvat mieluiten kuivassa tilassa, jossa ei ole öljyjä tai hapettumia.
• Puhdista metallipohja hyvin asetonilla ja harjaa se sitten erityisellä ruostumattomasta teräksestä valmistetulla lankaharjalla.
• Vetoa tai tuulettimia on vältettävä, jotta kaasun peittävyys ei häiriinny hitsauksen aikana.

2. Epätäydellinen sulautuminen

Syy: Tämä vika syntyy, kun hitsausmetalli ei ole täysin sitoutunut perusmetalliin tai viereisiin kulkuaukkoihin. Se on yleensä seurausta alhaisesta virran määrästä, suuresta liikenopeudesta tai puhdistamattomista pinnoista.

Ennaltaehkäisy:

• Käytä materiaalin paksuuteen sopivaa virtaa (yleensä 1 ampeeri per 0,001" alumiinia).
• Vähennä liikenopeutta niin suureksi, että perusmetalli sulaa kokonaan.
• Pese tilat huolellisesti, ja hyväksyttävät liitokset ovat avoimia ja täysin paljaita.
• Käytä lyhyttä kaaren pituutta ja rullaa mutka oikeisiin kulmiin jompaankumpaan niveleen nähden.

3. Cracking

Syy: Säröily voi tapahtua jähmettymisen aikana (kuumamurtuma: kuumahalkeilu) tai jäähtymisen jälkeen (kylmämurtuma: kylmähalkeilu), erityisesti korkealujuusalumiinissa tai erilaisten materiaalien hitsauksissa. Se johtuu yleensä huonosta lisäaineesta tai nopeasta jäähtymisestä.

Ennaltaehkäisy:

• Täytemetallit olisi valittava. Eräässä tapauksessa ER5356 on vahva ja halkeilunkestävä, toisin kuin ER4043.
• Lämpöshokkiongelmien vuoksi esilämmitä paksummat alueet 150 200 oF:iin asti.
• Älä hitsaa saastuneille pinnoille ja varmista, että oksidikerrokset on puhdistettu ennen hitsausta.
• Hyödynnä hyvää liitosgeometriaa jännityskeskittymien vähentämiseksi.

4. Liian paljon lämpöä ja vääristymiä

Syy: Alumiinin lämmönjohtavuus on suuri, mikä voi johtaa liiallisen lämmön leviämiseen hitsausalueelle, jota ei voida hallita. Ohuina kohdat palavat läpi tai isommat rakenteet yksinkertaisesti vääntyvät.

Ennaltaehkäisy:

• Sovelletaan pulssi-TIG-hitsausta, jotta keskimääräinen lämmöntuotto ja tunkeutuminen olisivat alhaisemmat.
• Kun kiinnität komponentteja, käytä tarvittaessa tukitankoja tai jäähdytyslohkoja.
• Kuumenna paksuja kohtia useassa erässä sen sijaan, että yrität tehdä hitsin yhdellä kertaa.
• AC-tasapainon säätöä ja taajuuden säätöaineistoa säätämällä voidaan valokaaren energiaa hienosäätää ja sivukuumennusta minimoida.

5. Hapettuneet hitsit (sulkeumat ja hapettuminen)

Selitys: (sulamislämpötila ~2050 °C), joka on poistettava ennen hitsausta. Muuten se voi muodostaa sulkeumia ja estää täydellisen sulautumisen, jolloin hitsistä tulee heikko.

Ennaltaehkäisy:

• Lisää hitsauspinnan puhdistusta käyttämällä vaihtovirtatasapainon säätöä.
• Pinnan harjaus ja rasvanpoisto on tehtävä aina ennen hitsausta.
• Vältä paljain käsin kosketusta puhdistamiesi pintojen kanssa, sillä se voi johtaa saastumiseen, aivan kuten öljyt tekevät sen saastumattomaksi.
• Vaihda ajoittain kaasulinssejä ja kuppeja, jotta suojaus pysyy riittävän kattavana.

TIG-hitsauksen todelliset sovellukset alumiinin TIG-hitsauksessa

TIG-hitsaus Alumiini on välttämätön teollisuudenaloilla, joilla esteettisyys, lujuus ja korroosionkestävyys ovat avainasemassa:

• Ilmailu: Rungon rakennepaneelit, kannattimet ja polttoainesäiliöt
• Auto- ja moottoriurheilu: Välijäähdyttimen putkisto, alusta, pyörät
• Meritekniikka: Alumiiniseokset, jotka kestävät korroosiota, kuten rungot, tikkaat ja kiskot.
• Lääkinnälliset laitteet: Alumiinirunko, jota käytetään kuvantamisessa ja liikkumisvälineissä.
• Kevyet kotelot: Suojakotelot, joilla luodaan koteloita, jotka eivät ainoastaan peitä teknologiaa vaan myös lisäävät muotoiluelementin kuluttajan elektroniseen laitteeseen tai teollisuuden elektronisiin laitteisiin.

Kaikissa näissä sovelluksissa on ensiarvoisen tärkeää valita oikea alumiinitig-hitsauslaite ja hallita kyky hitsata alumiinia turvallisesti ja puhtaasti.

Asiantuntijoiden vinkit ja niksit

Ammattilaisille, jotka haluavat parantaa taitojaan TIG-hitsauksessa alumiinia, kannattaa ottaa huomioon seuraavat kehittyneet vinkit:

• Takaisinpuhdistus: Kun hitsaat suljettuja putkia tai laatikoita, putki tai laatikko on puhdistettava argonilla, koska muuten tapahtuu sisäistä hapettumista.
• Esilämmitys: Se on hyödyllinen silloin, kun on paksuja leikkauksia. Lämpöshokin vähentämiseksi ja sulautumisen parantamiseksi esilämmitä 65-93 °C:ssa (150-200 °F).
• Jalkapolkimen käyttö: Virtamäärän tarkkuusohjaus reaaliajassa mahdollistaa säädön hitsausaltaan käyttäytymisen perusteella - elintärkeää herkille alumiinihitsausosille.
• Hitsauksen jälkeinen puhdistus: noen ja hitsauksen jälkeisen oksidin poisto, yleensä kosmeettisista hitsauksista, ruostumattomasta teräksestä valmistetulla harjalla.

Päätelmä

Alumiinin TIG-hitsauksen hallinta on merkittävä virstanpylväs hitsaajan uralla. Käsityötaito on täydellisyyttä - se antaa hitsauksille parhaan mahdollisen hallinnan ja esteettisen ulkonäön sekä vahvimmat mekaaniset ominaisuudet, mutta se vaatii käsityöläisiltä intiimiä tietoa, yksityiskohtia ja huipputason taitoa.

Prosessi haastaa jopa parhaat hitsaajat aina perusmetallin valmistelusta ja oikean alumiinitig-hitsauslaitteen valinnasta kaaritekniikan parantamiseen ja tig-hitsattujen alumiiniliitosten vikojen hallintaan. Kuitenkin ne, jotka osaavat jatkuvasti hitsata alumiinia TIG-hitsaamalla ammattitasoisesti, avaavat ovia vaativille teollisuudenaloille ja tarkkuusvalmistustehtäviin.

Valmistatpa sitten rakennekehyksiä, merenkulkualan komponentteja tai monimutkaisia koteloita, kyky työskennellä luottavaisesti alumiini osien hitsaus TIG-prosessilla on nykymaailmassa edelleen kultainen standardi. 

Usein kysytyt kysymykset

1. Mikä asetus on paras alumiinin tig-hitsaukseen?

Otetaan käyttöön vaihtovirtakäyttöinen TIG-kone, jossa on korkeataajuinen käynnistys, 2-prosenttinen lantanoitu volframi ja puhdas argonkaasu. Varmista, että valokaari pysyy tiiviinä ja tasaisena ennen hitsausta.

2. Miksi tig-hitsatussa alumiinissa on huokoisuutta?

Huokoisuuden syynä on yleensä kosteus tai saastuminen. Älä koskaan puhdista muilla liuottimilla kuin asetonilla ja ruostumattomasta teräksestä valmistetulla harjalla, ja säilytä täyteainevarret kuivassa paikassa.

3. Mitä ominaisuuksia alumiinihitsauslaitteessa pitäisi olla?

Etsi AC-tasapaino, pulssitila ja korkeataajuuskäynnistys. Näillä ominaisuuksilla saavutetaan lämmön hallinta, valokaaren vakaus ja alumiinin vikojen väheneminen.

4. Miten voin varmistaa vahvat alumiinihitsausosat?

Käytä oikeaa lisäainetta (kuten ER5356), puhdista, esilämmitä tarvittaessa ja tarkista hitsin valmistumisen jälkeen, että se on täysin luja.