TIG Sudarea aluminiului: Un ghid tehnic cuprinzător

Sudarea TIG a aluminiului este considerată unul dintre cele mai exigente procese tehnice din domeniul sudării. Atunci când se lucrează cu aluminiu, metal care se caracterizează prin greutatea sa redusă, rezistența la coroziune și conductivitatea ridicată, apare un set de probleme fără precedent, care îl diferențiază atât de mult în ceea ce privește oțelul sau oțelul inoxidabil. Manipularea necorespunzătoare a aluminiului poate face ca stratul de oxid natural să ofere o sudură slabă, poroasă sau nedorită din punct de vedere structural din cauza nivelului său natural de oxid, a punctului de topire scăzut și a capacității sale de a absorbi hidrogenul gazos. Astfel, procedeul TIG (Tungsten Inert Gas) sau procedeul GTAW (Gas Tungsten Arc Welding) este procedeul ales de industrie pentru a fi utilizat în cazurile în care precizia, estetica și integritatea sudurii sunt factorii principali.

Acestea vor acoperi comportamentul materialelor, selectarea echipamentului, alegerea gazului de protecție, pregătirea îmbinărilor și metodele de depanare, deși se va pune un accent deosebit pe controlul calității și pe repetabilitate. În plus, articolul va detalia modul corect de selectare și operare a unui aparat de sudură tig pentru aluminiu, gestionarea diferitelor tipuri de piese de sudură din aluminiu, și să producă îmbinări consecvente, fără defecte, atunci când încearcă să sudeze aluminiu TIG. Până la final, cititorul va avea cunoștințe temeinice despre cum să creeze un ansamblu de aluminiu sudat cu tig bun, curat și cu un aspect structural plăcut, conform standardelor industriale din industria aerospațială, industria auto, industria navală, precum și industria prelucrătoare. 

Acest articol abordează știința, metodele, precum și aspectele practice ale sudării TIG pe aluminiu. Acesta este destinat experților și persoanelor cu pregătire tehnică care doresc să își extindă cunoștințele despre sudarea aluminiului în procese de înaltă performanță sau industriale.

Ce este sudarea TIG a aluminiului?

Sudarea TIG a aluminiului se referă la procesul de îmbinare a componentelor din aluminiu folosind sudarea cu gaz inert de tungsten (TIG), cunoscută și sub denumirea de sudare cu arc de tungsten cu gaz (GTAW). Aici, un arc electric este generat de un electrod de tungsten neconsumabil, iar metalul de bază din aluminiu și o tijă de umplere sunt topite într-un strat protector de gaz inert, de obicei argon. Deoarece aluminiul are o conductivitate termică ridicată, un punct de topire scăzut și un strat de oxid cu topire ridicată, sudarea aluminiului are o colorare unică, iar uscarea trebuie făcută cu atenție. Sudarea TIG are un control situat al aportului de căldură și al bălții de sudură, ceea ce înseamnă că este perfectă în materiale subțiri, ansambluri avansate și alte aplicații de înaltă performanță. Industriile aerospațială, auto și navală, printre altele, utilizează sudarea TIG pentru a produce filme de sudură rezistente, necorozive și cu aspect îngrijit. Succesul "TIG Welding Aluminum" necesită tehnică calificată, echipament adecvat și o pregătire atentă a suprafeței pentru a asigura integritatea și rezistența sudurii.

De ce sudarea TIG a aluminiului?

Sudarea cu arc cu tungsten gazos (GTAW), cunoscută și sub denumirea de TIG (Tungsten Inert Gas), este tehnica ideală de utilizat atunci când sunt necesare precizie, control și un aspect fin. Aceasta oferă un control de neegalat al cantității de căldură de intrare, astfel încât sudorii au posibilitatea de a controla fluiditatea bazinului de sudură din aluminiu.

Sudarea TIG, atunci când este utilizată cu aluminiu, este destul de convenabilă, în principal pentru că:

• Electrod care nu se topește: Electrodul de tungsten nu se topește, iar acest lucru asigură un control stabil al arcului.
• În loc de contaminare: În TIG, există o acoperire suficientă de gaze de protecție, iar sudurile se termină cu puțină contaminare.
• Capacități de polaritate AC: Modul AC permite curățarea stratului de oxid, permițând în același timp o fuziune profundă, esențială în sudarea TIG a aluminiului.
• Comportamentul aluminiului în sudare: Comportamentul aluminiului în timpul sudării, în special în zonele afectate de căldură, necesită atenția cuvenită.

Sudarea aluminiului implică o mai bună înțelegere a proprietăților sale fizice și chimice, care sunt mult diferite în comparație cu alte metale utilizate pe scară largă. Mai jos sunt prezentate principalele provocări asociate cu sudarea TIG a aluminiului.

1. Conductivitate termică foarte ridicată

Aluminiul transportă căldura de 5 ori mai mult decât oțelul. Acest lucru înseamnă că căldura se disipează rapid din zona de sudură, necesitând un amperaj mai mare atunci când încercați să sudați aluminiu TIG, în special cu materiale groase. Atunci când nu se procedează cât mai bine, se poate ajunge la o fuziune lacunară sau la o penetrare neregulată a sudurii.

2. Probleme legate de stratul de oxid

Atunci când suprafețele de aluminiu sunt expuse la aer, se formează instantaneu un strat de oxid (cu aderență fiabilă), care este subțire. Acest strat se topește la aproximativ 2050 °C, ceea ce este cu mult peste punctul de topire al metalului de bază al aluminiului, care este de 660 °C. Sudarea TIG, atunci când se utilizează modul AC, ajută la ruperea acestui strat, dar este, de asemenea, important să se efectueze o curățare prealabilă pentru a produce aluminiu sudat TIG de înaltă calitate.

3. Susceptibilitatea porozității hidrogenului

Hidrogenul se absoarbe ușor în aluminiul topit, iar acest lucru poate crea porozitate sau provoca fisuri în timpul răcirii. Uleiul, umezeala sau tijele de umplere murdare au acționat ca o sursă de contaminanți care au făcut ca hidrogenul să ajungă în bazinul de sudură. Curățarea corespunzătoare și utilizarea unor tije de umplere uscate sunt esențiale pentru evitarea defectelor la piesele sudate din aluminiu.

Tabel recapitulativ tehnic pentru sudarea TIG a aluminiului

Aici este un tabel tehnic cuprinzător care rezumă aspectele cheie ale sudării TIG a aluminiului, inclusiv parametrii de sudare, tipurile de îmbinări, defectele comune și modul de gestionare a acestora. În acest tabel, combinați ideile din articolul dvs. și este original și foarte tehnic.

Sfat:

Asigurați-vă că vă calibrați corect aparatul de sudură tig pentru aluminiu pentru seria de aliaje pe care o utilizați și verificați întotdeauna integritatea ecranării înainte de a începe producția. În cazul aluminiului, calitatea sudurilor este legată atât de calitatea pregătirii suprafeței și a ajustării parametrilor, cât și de calitatea operatorului.

Alegerea sudorului TIG de aluminiu potrivit

Selectarea sudorului TIG de aluminiu adecvat este esențială pentru obținerea unor suduri curate, puternice și fără defecte atunci când lucrați cu aluminiu. Deoarece proprietățile aluminiului necesită un control atent al căldurii, stabilității arcului și polarității, nu orice mașină TIG poate fi utilizată pe un astfel de material. Următoarele sunt specificații și caracteristici vitale la care trebuie să vă uitați.

1. Capacitate de sudare AC

Aluminiul va avea nevoie de curent alternativ (CA) pentru a tăia cu succes stratul de oxid și, în același timp, pentru a obține o bună penetrare a sudurii. O mașină fără curent alternativ nu este aplicabilă în timpul sudării TIG a aluminiului. Mașinile de înaltă tehnologie vă permit să reglați fin echilibrul AC, care este raportul de curățare/penetrare.

2. HF Arc Start

O pornire de înaltă frecvență este obligatorie pentru a preveni contaminarea și lipirea unui electrod. Inițierea HF permite o pornire curată, fără contact a arcului, care ajută la menținerea integrității tungstenului și a stabilității arcului, în special la sudarea pieselor delicate sau subțiri din aluminiu.

3. Frecvență/formă de undă controlabilă

Aparatele moderne de sudură tig pentru aluminiu permit utilizatorilor să personalizeze frecvența CA (de obicei 60-200 Hz), ceea ce ascute conul arcului și îmbunătățește controlul. Posibilități suplimentare de reglare fină a performanțelor între diferitele aliaje de aluminiu și îmbinări de sudură sunt oferite de controlul formei de undă (undă pătrată sau pătrată moale).

4. Funcția unei suduri cu impulsuri

Setările pulsului sunt utilizate pentru a controla cantitatea de căldură aplicată și deformarea, în special în cazul materialelor subțiri sau al asamblărilor sensibile la temperatură. Acest lucru este vital atunci când încercați să sudați aluminiu TIG în industria aerospațială, auto sau electronică.

5. Controlul amperajului de la distanță și de la pedală

Variațiile de curent sunt mai ușor de controlat în timp real cu ajutorul unei pedale sau al unei telecomenzi cu vârful degetelor și previn pericolul supraîncălzirii sau al penetrării insuficiente în îmbinările complexe sau curbate, care sunt populare în aluminiul sudat TIG.

Gaze de ecranare și materiale de umplutură

Alegerea tijei de umplere și a gazului de protecție în sudarea TIG a aluminiului afectează în mod direct calitatea sudurii, performanțele mecanice și rezistența la coroziune. Diferitele aliaje de aluminiu răspund în mod unic la diferite compoziții de material de adaos și medii de protecție, ceea ce face ca selecția în cunoștință de cauză să fie esențială, în special la fabricarea pieselor critice de sudură din aluminiu.

1. Alegerea tijei de umplere corespunzătoare

Compatibilitatea tijelor de umplere se bazează pe aliajul de bază și pe proprietățile preconizate ale sudurii finite. Aluminum filler may be common to include:

ER4043

Acest material de umplutură pe bază de siliciu este fluid; prin urmare, sudat. Este bine rezistent la fisuri și se potrivește cu metalele de bază din seria 6xxx. Dar este slab în comparație cu ER5356.

ER5356

O umplutură de magneziu îmbunătățită care este mai rezistentă și mai ductilă. Este adecvat în lucrările structurale și în zonele care necesită anodizare post-sudare. Poate fi utilizat în mod obișnuit pe aliajele de aluminiu 5xxx și 6xxx.

ER4045

Ca ER4043, dar cu o curgere mai mare și mai puțină tendință de fisurare la cald. Deoarece se poate suda mai rapid și produce o sudură mai bine umezită, este frecvent utilizat în industria auto.

Selectarea unui material de umplutură adecvat va preveni fisurarea, porozitatea și problema fragilității post-sudare (atunci când se utilizează aliaje de aluminiu diferite).

2. Alegerea gazului de ecranare

Ecranarea bazinului de sudură împotriva contaminării atmosferice trebuie să fie realizată în mod corespunzător. Gazul standard pentru sudarea TIG a aluminiului este:

100% Argon

Argonul oferă un arc de sudură bun, capacitatea de curățare cu curent alternativ și un control excelent al bazinului de sudură. Se potrivește aproape oricărei grosimi de aluminiu și oricărei aplicații.

Amestecuri Argon/Heliu

Adaosul de heliu crește aportul de căldură și energia arcului, ceea ce îmbunătățește penetrarea pe aluminiu gros. Un amestec 75% heliu / 25% argon este comun pentru aplicațiile industriale care implică sudarea pieselor grele din aluminiu.

3. Debitul de gaz și puritatea

Debit: Cel mai frecvent debit este între 15 și 20 CFH (picioare cubice pe oră) pentru majoritatea lucrărilor. Camerele de protecție esențiale se dovedesc a fi prea puține, ceea ce duce la oxidare, și pot fi prea multe, ceea ce duce la crearea de turbulențe și contaminare.

Puritate: Argonul cu o puritate de cel puțin 99,99 % poate fi utilizat pentru sudare. Instabilitatea arcului și aluminiul poros sudat cu tig sunt produse ale gazului contaminat.

Când vine vorba de gazele de protecție, ar trebui să alegeți 100% Argon. Heliul sau amestecurile argon-heliu pot fi utilizate în cazuri speciale pentru a crește penetrarea, în special pe piesele groase de sudură din aluminiu.

Pregătirea suprafeței: Soluția pentru suduri curate

Pregătirea suprafeței este una dintre cele mai importante etape în asigurarea unor rezultate de înaltă calitate la sudarea TIG a aluminiului. Spre deosebire de alte metale, aluminiul formează un strat puternic de oxid practic în cel mai scurt timp atunci când este expus la aer. Acest oxid nu numai că se topește la o temperatură semnificativ mai mare ( 2050 °C) decât metalul de bază ( 660 C), dar captează și contaminanți precum umiditatea și uleiul, precum și hidrocarburile. Lipsa îndepărtării ar duce la o stabilitate slabă a arcului, porozitate, fuziune incompletă și defecțiuni structurale, în special în cazul sudurilor portante sau sub presiune.

1. Curățarea mecanică

Curățați mai întâi ștergând murdăria, uleiul sau vopseaua cu o cârpă curată, fără scame, folosind acetonă sau un degresant special pentru aluminiu. Apoi se îndepărtează stratul de oxid cu ajutorul unei perii de sârmă din oțel inoxidabil, care trebuie utilizată exclusiv pe aluminiu. Periajul trebuie efectuat chiar înainte de sudare, pentru a evita reoxidarea.

2. Curățare chimică

În aplicații mai dificile, cum ar fi clătirea cu acid azotic, se poate utiliza după o gravură chimică cu un fluid alcalin (cum ar fi hidroxidul de sodiu). Aceasta elimină atât depunerile organice, cât și cele anorganice și face ca suprafața să fie activă din punct de vedere chimic pentru a efectua sudarea.

3. Pregătirea articulațiilor și condiționarea marginilor

O bună potrivire și pregătire a marginilor va ajuta la menținerea arcului în control și la o bună acoperire cu gaz. Marginile aspre trebuie să fie ușor teșite, iar toate suprafețele nu trebuie să aibă bavuri sau pete de oxid, în cazul în care îmbinările dintre piesele de aluminiu vor fi realizate prin sudare tig, în care este necesară o fuziune profundă.

Pregătirea consecventă și curată este esențială atunci când lucrați cu ansambluri de precizie sau piese de înaltă integritate pentru sudarea aluminiului. Chiar și cel mai bun aparat de sudură tig pentru aluminiu nu poate compensa o suprafață contaminată.

Parametrii și metodele de sudare TIG

Sudurile de aluminiu consecvente și de înaltă integritate pot fi produse numai prin stăpânirea parametrilor de sudare și a tehnicilor corespunzătoare legate de torță. Răspunsul termic rapid, temperatura scăzută de topire și sensibilitatea aluminiului la contaminare necesită un control aproape exact al configurației electrice, al distanței arcului, precum și al distribuției metalului de adaos. Această secțiune prezintă cei mai critici parametri TIG și cele mai bune practici utilizate pentru sudarea tig a aluminiului la un nivel profesional.

1. Setări amperaj

Intrarea de căldură este controlată direct de amperaj. Grosimea minimă tipică a aluminiului este de 1 amper pentru fiecare 0,001 inci de grosime a metalului de bază, deși aluminiul va necesita frecvent mai mult din cauza ratei sale ridicate de schimb de căldură. De exemplu:

• Aluminiu la 1/8 ( 125-140 amperi )
• Foaie subțire (0.040"): 40-50 amperi control puls

Se recomandă o pedală de picior cu amperaj ridicat sau o telecomandă cu vârful degetelor, cu excepția cazului în care sudați materiale foarte groase și puteți face modificări continue ale materialelor/grosimii și/sau modificări ale secțiunilor îmbinărilor.

2. Control echilibru AC

Echipamentele TIG recente permit variația raportului AC între electrodul negativ (EN) și electrodul pozitiv (EP):

• RO: Oferă penetrare în mai multe detalii
• EP: Oxidează stratul de oxid

Linia de bază normală este 70 % EN, 30 % EP. Pe măsură ce EN crește, avantajele penetrării sunt obținute cu pierderea acțiunii de curățare, iar acest lucru ar putea să nu fie potrivit pentru aluminiul puternic oxidat.

3. Reglarea frecvenței CA

O creștere a frecvenței CA (de obicei de la 60 Hz la 200 Hz) îngustează și stabilizează arcul. Un număr crescut de ori de utilizare a toaletei:

• Oferă un control mai bun asupra direcției
• Reduce rătăcirea arcurilor
• Îmbunătățește aspectul sudurii

Acest lucru este deosebit de benefic atunci când lucrați la piese de sudură din aluminiu subțiri sau cosmetice.

4. Selectarea și prepararea electrodului de tungsten

• Sudare aluminiu AC: Utilizați tipul adecvat de tungsten.
• Tungsten pur: Produce un vârf sferic cu AC, este stabil cu mașinile vechi
• 2 procente Lantanat sau ceriat: alegerea invertoarelor contemporane datorită unei porniri mai bune a arcului și a unui consum redus

Amperajul trebuie să se potrivească cu dimensiunea tungstenului (de exemplu, 3/32, 1/8″), deoarece funcționarea cu o dimensiune prea mare poate provoca instabilitate în arc sau topirea electrodului.

5. Tehnica și manipularea tijei de umplere

Introduceți tija în bazinul de sudură într-un ritm constant în partea din față a bazinului de sudură și niciodată direct în arc. Acest lucru limitează numărul de turbulențe și oxidare. Aplicați aliaje ale tijei de umplere potrivite pentru metalul de bază (ER4043 sau ER5356 sunt cele mai frecvente) și evitați să udați sau să murdăriți tijele pentru a evita absorbția foarte periculoasă a hidrogenului.

6. Altitudinea și unghiul torței

Reduceți la minimum lungimea arcului - în mod ideal mai puțin de 1/8 inch pentru a minimiza deplasarea arcului și contaminarea. Torța: Ar trebui să fie înclinată cu aproximativ 10-15 o în sus, în direcția de deplasare. Acest lucru oferă mai multă vizibilitate și acoperire cu gaz de protecție.

Acești parametri sunt importanți pentru a fi învățați și stăpâniți împreună cu practica, iar o înțelegere aprofundată a comportamentului materialelor este ceea ce ar trebui să stea la baza îmbinărilor de înaltă calitate cu aluminiu realizate prin sudare TIG, în special în domeniul aerospațial, al automobilelor, precum și al aplicațiilor structurale.

Tehnica de sudare pentru sudarea aluminiului TIG

Atunci când sudați aluminiu TIG, tehnica contează la fel de mult ca setările mașinii. Profesioniștii iau următoarele măsuri:

• Unghiul torței: Mențineți-l la un unghi de 15 15 grade cu verticala care să fie îndreptată în direcția în care mergeți.
• Lungimea arcului: Mențineți lungimea arcului mică (1/8″ sau mai puțin) pentru a reduce porozitatea și contaminarea.
• Viteza de deplasare: Dacă este prea lent, se va adăuga căldură excesivă, iar distorsiunea este dificilă. Mergeți suficient de repede încât să fiți în control, dar nu prea repede pentru a vă încălzi.
• Filler Rod: Efectuați etape de umplere repetitive și regulate și scufundați umplutura în partea din față a bazinului de sudură, și nu în arc.

Trebuie acordată o atenție deosebită bazinului de sudură. Datorită topirii rapide a aluminiului, bazinul topit poate fi greu de văzut clar, deoarece este reflectorizant pe măsură ce se transformă rapid în lichid.

Proiectarea îmbinărilor - Sudarea aluminiului

Proiectarea eficientă a îmbinărilor este esențială pentru obținerea unor suduri solide din punct de vedere structural, curate din punct de vedere estetic și fără defecte în sudarea TIG a aluminiului. Aluminiul este foarte conductor de căldură, are o temperatură de topire scăzută și poate fi ușor deformat atunci când este supraîncălzit; prin urmare, configurația îmbinării sudurii trebuie să fie clar gândită. Această secțiune explică modul în care proiectarea corectă a îmbinărilor poate reduce concentrațiile de tensiuni, poate preveni deformarea și poate optimiza calitatea sudurii, în special atunci când se utilizează un aparat de sudură tig pentru aluminiu.

Principii importante ale concepției colective

Natura termodinamică a aluminiului impune ca proiectarea îmbinărilor să ia în considerare faptul că acesta disipează rapid căldura și se dilată odată cu încărcarea termică. Spre deosebire de oțel, aluminiul crește mult mai mult atunci când este încălzit, de până la două ori mai mult, fapt pentru care orice piesă care nu se potrivește bine poate fi ușor deformată sau aruncată în aer. Se obișnuiește să se lase un mic spațiu la rădăcină în îmbinările cap la cap (de obicei 1/16") pentru a compensa expansiunea și pentru a asigura o penetrare completă. Rolul sudării TIG, unde sunt necesare niveluri ridicate de precizie, este că îmbinarea trebuie, de asemenea, să susțină un strat de sudură stabil și să prezinte posibilitatea acoperirii complete prin utilizarea gazului de protecție. În special, torța și tija de umplere trebuie să fie proiectate cât mai rapid posibil atunci când geometria este îngustă sau când sunt atribuite sarcini cu mai multe treceri.

Tipurile răspândite de îmbinări practicate în sudarea TIG a aluminiului

Îmbinarea cap la cap, îmbinarea în poală, îmbinarea în T și îmbinarea de colț sunt cele mai populare aranjamente ale îmbinărilor realizate pe aluminiu. Cele două sunt diferite în ceea ce privește beneficiile și considerentele tehnice.

• Îmbinările cap la cap se potrivesc foarte bine în procesul de sudare a plăcilor plate. O deschidere mică a rădăcinii ajută la asigurarea unei bune penetrări și permite dilatarea termică.
• Îmbinările prin suprapunere sunt ușor de aliniat, au o rezistență mecanică bună și sunt susceptibile de a prinde oxizi între suprafețe dacă nu sunt bine curățate înainte de sudare.
• Îmbinările în T se găsesc mai ales în cadre, ferme și suporturi. Acestea ar trebui să fie fixate bine pentru a evita vibrațiile, deoarece aluminiul este un metal moale și se topește atunci când este supus căldurii.
• Îmbinările de colț sunt bune în incinte și cutii, dar acestea ard materialul subțire dacă nu se acordă o atenție deosebită cantității de căldură aplicată.

În toate aceste cazuri, sudorii trebuie să ia în considerare atât rezistența structurală, cât și accesibilitatea sudurii pentru a asigura succesul, în special atunci când creează piese critice din aluminiu pentru sudură.

Pregătirea și fixarea marginilor

La sudarea TIG, pregătirea marginilor este foarte importantă, deoarece aluminiul este foarte sensibil la contaminare și fuziune incompletă. În cazul materialelor mai groase (mai mari de 3/16"), marginile îmbinărilor trebuie să fie teșite (30-37,5 ) pentru a forma o canelură care să permită depunerea corectă a materialului de umplutură. Marginile trebuie să fie lipsite de oxid și de bavuri și trebuie tratate în prealabil cu o perie din oțel inoxidabil sau cu un agent chimic de gravură.

Această fixare este, de asemenea, extrem de importantă pentru a face față naturii moi a aluminiului și susceptibilității sale la mișcări determinate termic. Ar trebui să se utilizeze cupru, bare de răcire din aluminiu, cleme de rigiditate și suduri de fixare pentru a se asigura că nu se produc deformări. Atunci când este vorba de foi subțiri, ar putea fi utilizate plăci de sprijin pentru a susține bazinul de sudură. Rezistența redusă a aluminiului la deformare în prezența căldurii face ca reținerea corespunzătoare a îmbinărilor să fie o preocupare principală.

TIG de sudare a aluminiului Considerații privind mașina

Performanța unui aparat de sudură tig din aluminiu afectează în mod direct cât de bine va funcționa un proiect de îmbinare în timpul sudării. Mașinile TIG de înaltă calitate utilizate la aluminiu permit capabilități precum controlul echilibrului AC (utilizat în curățare și penetrare), reglarea frecvenței (utilizată în stabilirea preciziei arcului) și pornirea la frecvență înaltă (utilizată în separarea inițierii arcului fără contaminare). În absența acestora, chiar și cele mai atent proiectate îmbinări pot da rezultate slabe din cauza stabilității insuficiente a arcului, a fuziunii slabe sau a capturării oxizilor. Atunci când au de-a face cu lucrări de precizie sau care suportă sarcini, sudorii trebuie să se asigure că tipul de îmbinare pe care îl realizează este proporțional cu tipul de mașină pe care o operează.

Defecțiuni generale ale aluminiului sudat cu Tig și prevenire

Chiar și cu echipamentul și abilitățile potrivite, sudarea TIG a aluminiului prezintă provocări unice care pot duce la defecte ale sudurii dacă nu sunt gestionate cu atenție. Contaminarea cu oxizi, aportul incorect de căldură sau ecranarea necorespunzătoare pot deteriora aspectul cosmetic, precum și rezistența sudurii. Noile probleme potențiale cu cea mai frecventă cauză și posibilele modalități de a le preveni sistematic prin practică și control sunt prezentate mai jos în problemele cel mai probabil întâlnite atunci când se lucrează cu aluminiu sudat Tig.

1. Porozitatea ( captarea gazelor )

Porozitate: Acesta este un rezultat cauzat de prinderea hidrogenului gazos în vehiculul lichid în timpul solidificării bazinului de sudură. Acest lucru se întâmplă în special atunci când este aplicat aluminiului, care este foarte reactiv cu hidrogenul, care poate fi găsit în umiditatea din aer, în tijele de umplere contaminate și în metalele de bază necurate.

Prevenire:

• Ar trebui utilizat un gaz de protecție argon cu o puritate de 99,99% și ar trebui menținut un debit adecvat (15-20 CFH).
• De preferință, se păstrează tijele de umplere a capetelor în stare uscată și necontaminate cu uleiuri sau oxidare.
• Curățați bine partea inferioară a metalului cu acetonă și apoi periați cu o perie de sârmă specială din oțel inoxidabil.
• Trebuie evitate curenții de aer sau ventilatoarele, astfel încât acoperirea de gaz să nu fie perturbată în timpul sudării.

2. Fuziune incompletă

Cauza: Atunci când metalul de sudură nu este lipit complet de metalul de bază sau de pastele învecinate, apare acest defect. De obicei, acesta este rezultatul unui amperaj scăzut, al unei viteze mari de deplasare sau al unor suprafețe necurățate.

Prevenire:

• Aplicați amperajul corespunzător grosimii materialului (de regulă, 1 amper pentru fiecare 0,001" aluminiu).
• Reduceți viteza de mișcare la una care să permită topirea completă a metalului de bază.
• Spălați spațiile cu atenție și aveți articulații acceptabile care sunt deschise și expuse complet.
• Folosiți o lungime scurtă a arcului și rulați curba în unghiurile corecte față de oricare dintre articulații.

3. Cracare

Motivul: Fisurarea poate avea loc în timpul solidificării (fractură la cald: fisurare la cald) sau după răcire (fractură la rece: fisurare la rece), în special în sudurile din aluminiu cu rezistență ridicată sau din materiale diferite. De obicei, se întâmplă din cauza unui metal de adaos prost sau a răcirii rapide.

Prevenire:

• Trebuie selectate metalele de umplutură. Într-un caz, ER5356 este puternic și rezistent la fisuri, spre deosebire de ER4043.
• Din cauza problemelor de șoc termic, preîncălziți zonele mai groase până la 150 200 oF.
• Nu sudați pe suprafețe contaminate și asigurați-vă că straturile de oxid sunt curățate înainte de sudare.
• Profitați de geometria bună a îmbinărilor pentru a reduce concentrarea tensiunilor.

4. Prea multă căldură adăugată și distorsiuni

Motivul: Aluminiul are o conductivitate termică ridicată, ceea ce poate duce la propagarea căldurii excesive în zona sudurii, care nu poate fi controlată. Când este subțire, secțiunile sunt arse sau structurile mai mari pur și simplu se deformează.

Prevenire:

• Aplicați sudarea TIG cu impulsuri pentru a avea un aport termic mediu mai mic, precum și o penetrare mai bună.
• La fixarea componentelor, utilizați bare de susținere sau blocuri de răcire, dacă este necesar.
• Aplicați căldura în mai multe treceri pe secțiuni groase, spre deosebire de încercarea de a realiza sudarea într-o singură trecere.
• Prin ajustarea controlului echilibrului de curent alternativ și a materialului de setare a frecvenței, energia arcului poate fi rafinată și încălzirea colaterală minimizată.

5. Suduri oxidate (incluziuni și oxidare)

Explicație: Aluminiul are o peliculă de oxid aderentă (temperatura de topire ~2050 °C) care trebuie îndepărtată înainte de sudare. În caz contrar, acesta poate forma incluziuni și poate inhiba fuziunea perfectă, făcând sudura slabă.

Prevenire:

• Creșteți curățarea suprafeței sudate prin utilizarea controlului echilibrului AC.
• Periajul și degresarea suprafeței trebuie să se facă tot timpul înainte de sudare.
• Evitați contactul cu mâinile goale cu suprafețele pe care le-ați curățat, deoarece acesta poate duce la contaminare, la fel cum uleiurile le fac lipsite de contaminare.
• Ocazional, schimbați lentilele de gaz și cupele pentru a menține acoperirea adecvată de ecranare.

Aplicații din lumea reală ale sudării TIG a aluminiului

Sudarea TIG Aluminiul este indispensabil în industriile în care estetica, rezistența și rezistența la coroziune sunt esențiale:

• Aerospațial: Panouri structurale ale fuselajului, suporturi și rezervoare de combustibil
• Automobile și sporturi cu motor: Conducte intercooler, șasiu, roți
• Inginerie marină: Aliaje de aluminiu, care sunt rezistente la coroziune, ca cocă, scări și șine
• Echipament medical: Cadru de aluminiu care este utilizat în imagistică și echipamente de mobilitate
• Incinte ușoare: Carcasă de protecție, crearea de incinte care nu numai că acoperă tehnologia, dar adaugă și un element de design unui aparat electronic sau echipament electronic industrial.

În toate aceste aplicații, selectarea aparatului de sudură tig din aluminiu corect și stăpânirea abilității de a suda tig din aluminiu în condiții de siguranță și curățenie este extrem de importantă.

Sfaturi și trucuri ale experților

Pentru profesioniștii care doresc să își perfecționeze abilitățile în sudarea TIG a aluminiului, luați în considerare următoarele sfaturi avansate:

• Purjare înapoi: La sudarea pe tuburi sau cutii închise, este necesar să purjați tubul sau cutia cu argon, în caz contrar se va produce oxidarea internă.
• Preîncălzire: Este util atunci când există secțiuni groase. Pentru a menține șocul termic redus și a îmbunătăți fuziunea, preîncălziți la 65-93°C (150-200°F).
• Utilizarea pedalei: Controlul de precizie al amperajului în timp real permite ajustarea în funcție de comportamentul bazinului de sudură - vital pentru sudarea pieselor delicate din aluminiu.
• Curățarea post-sudură: îndepărtarea funinginii și a oxidului post-sudură, de obicei pe sudurile cosmetice, cu ajutorul unei perii din oțel inoxidabil.

Concluzie

Stăpânirea sudării TIG a aluminiului este o etapă semnificativă în cariera oricărui sudor. Măiestria meșteșugului este perfecțiunea - oferă cel mai înalt grad de control și aspect estetic al sudurilor, precum și cele mai puternice proprietăți mecanice, dar necesită cunoștințe intime, detalii și abilități de cel mai înalt nivel ale meșteșugarilor.

De la pregătirea metalului de bază și selectarea sudorului tig de aluminiu potrivit, până la perfecționarea tehnicii arcului și gestionarea defectelor în îmbinările de aluminiu sudate tig, acest proces îi pune la încercare chiar și pe cei mai buni. Cu toate acestea, cei care pot să sudeze în mod constant aluminiu TIG la un nivel profesional își deschid porțile către industrii cu cerere ridicată și roluri de producție de precizie.

Fie că fabricați cadre structurale, componente marine sau incinte complexe, capacitatea de a lucra cu încredere cu aluminiu sudarea pieselor folosind procesul TIG rămâne un standard de aur în lumea modernă. 

Întrebări frecvente

1. Ce configurație este cea mai bună pentru sudarea aluminiului tig?

Adoptați o mașină AC TIG cu pornire de înaltă frecvență, 2 % tungsten lantanat și gaz argon pur. Asigurați-vă că arcul este menținut strâns și neted înainte de sudare.

2. De ce există porozitate în aluminiul sudat cu tig?

Umiditatea sau contaminarea devin de obicei cauza porozității. Nu curățați niciodată cu alți solvenți decât acetona și o perie din oțel inoxidabil și depozitați tijele de umplere într-un loc uscat.

3. Ce caracteristici trebuie să aibă un aparat de sudură tig pentru aluminiu?

Găsiți echilibrul AC, modul puls și pornirea de înaltă frecvență. Aceste caracteristici realizează controlul căldurii, stabilitatea arcului și scăderea defectelor în aluminiu.

4. Cum pot asigura piese de sudură din aluminiu puternice?

Metalul de adaos corect (cum ar fi ER5356), curățați, preîncălziți dacă este necesar și verificați sudura după finalizare pentru a verifica rezistența completă.