سیم جوش آلومینیوم و انتخاب صحیح آن نقش موثری در کیفیت جوشکاری آلومینیوم دارد. بسیاری آلیاژهای آلومینیوم به وسیله طیف گسترده ای از سیم جوش های آلومینیوم اتصالاتی بی عیب و مناسب را تشکیل میدهند. با در نظر گرفتن این مسئله، کماکان انتخاب الکترود جوش آلومینیوم مناسب عمل حساسی است که بر اساس برخی معیارهای مشخص انجام میشود.
سیم جوش آلومینیوم
انتخاب الکترود جوش آلومینیوم نیاز به درک کاربرد قطعه و عملکرد مد نظر دارد. ترکیب شیمیایی آلومینیوم مهمترین تاثیر را روی نحوه انتخاب انواع سیم جوش آلومینیوم دارد. یکی از معیارهای تقسیم آلیاژهای آلومینیوم به منظور انتخاب الکترود جوش آلومینیوم ، کار شده یا ریختگی بودن آلیاژ است.
آلیاژهای کار شده آلومینیوم
آلیاژهای کارشده آلومینیوم به وسیله چهار رقم شماره گذاری میشوند که رقم اول گروه آلیاژی، رقم دوم تغییرات آلیاژی مختصر روی سیستم اصلی و دو رقم بعدی شماره آلیاژ را مشخص میکنند.
سیم جوش آلومینیوم برای آلیاژهای سری 1000
این دسته آلیاژهای آلومینیوم گرید های نسبتا خالص آلومینیوم با خلوصی حدود 99 درصد هستند. این دسته آلیاژها قابل جوشکاری هستند ولی در جوشکاری آنها تمهیدات خاصی را باید رعایت کرد. الکترود جوش آلومینیوم برای جوشکاری این دسته آلیاژها، سیم جوش های مشابه فلز پایه یا سیم جوش آلومینیوم سری 1000 از قبیل سیم جوش آلومینیوم 4043 هستند. کاربرد این دسته آلیاژی در جایی است که نیاز به مقاومت به خوردگی بالا یا هدایت الکتریکی بسیار خوب وجود دارد. این آلیاژها عملیات حرارتی ناپذیر هستند و استحکام کششی پایینی دارند.
سیم جوش آلومینیوم برای آلیاژهای سری 2000
این دسته شامل آلیاژهای آلومینیوم مس می شود که به دلیل استحکام خیلی خوب در محدوده دمایی بسیار بالا بیشتر در صنایع هوافضا کاربرد دارند. جوشکاری بسیاری از آلیاژهای این دسته به دلیل مستعد بودن به ترک گرم و خوردگی تنشی میسر نیست. در واقع جوشکاری این دسته آلیاژی با مشکلات متعددی روبرو است. اما تعدادی از آلیاژهای سری 2000 با انجام برخی تمهیدات جوش پذیر هستند. برای جوشکاری آلومینیوم های این گرید ، بیشتر از الکترود جوش آلومینیوم مشابه استفاده میشود که استحکام جوش برابر با استحکام فلز پایه باشد. اما گاهی اوقات نیز بر اساس کاربرد ممکن است از سیم جوش آلومینیوم سری 2000 استفاده شود. این آلیاژها عملیات حرارتی پذیر هستند .
سیم جوش آلومینیوم برای آلیاژهای سری 3000
آلیاژهای آلومینیوم این سری، آلیاژهای آلومینیوم منگنز هستند. این دسته به دلیل مقاومت به خوردگی و کاربردهای دما بالا در مصارفی مثل ظروف پخت و پز آشپزخانه و مبدلهای حرارتی به کار میروند. جوشکاری آلومینیوم این سری، بر اساس کاربرد مد نظر به وسیله الکترود جوش آلومینیوم سری 1000 ، 4000 و 5000 انجام می شود. این آلیاژها عملیات حرارتی ناپذیر هستند و استحکام کششی متوسطی دارند.
سیم جوش آلومینیوم برای آلیاژهای سری 4000
آلومینیوم های سری 4000 شامل آلیاژهای آلومینیم سیلیسیم میشود و بیشترین کاربرد آنها در سیم جوش آلومینیوم برای جوشکاری و لحیمکاری سخت باقی فلزات و آلیاژهای آلومینیوم است. سیالیت بالای این دسته آلیاژها موجب کاربرد بالای این آلیاژ در مصارف یاد شده می شود. آلیاژهای این دسته اغلب حرارتی ناپذیر هستند اما انواع عملیات حرارتی پذیر نیز دارند که در جوشکاری های خاص استفاده میشود.
سیم جوش آلومینیوم برای آلیاژهای سری 5000
آلیاژهای سری 5000 شامل آلیاژهای آلومینیوم منیزیم میشود و معمولا عملیات حرارت پذیر نیستند ولی با این وجود استحکام بالایی دارند. کاربردهای آلیاژهای این دسته در کشتی ها، خودروسازی، پل ها و ساختمان ها است. جوشکاری آلومینیوم این سری به راحتی انجام می شود و انتخاب سیم جوش آلومینیوم بر اساس میزان منیزیم و نوع سرویس انجام میشود. فلزات پایه با کمتر از 2.5 درصد منیزیم با سیم جوش آلومینیوم دسته 4000 و الکترود مشابه جوشکاری میشوند. آلیاژهای سری 5000 با درصد منیزیم بیشتر، فقط به وسیله انواع سیم جوش آلومینیوم مشابه فلز پایه جوشکاری میشود.
سیم جوش آلومینیوم برای آلیاژهای سری 6000
این دسته آلیاژهای آلومینیوم که آلیاژ آلومینیوم – منیزیم – سیلیسیم هستند، جزو پرکاربردترین آلیاژهای آلومینیوم هستند. این دسته آلیاژی عملیات حرارتی پذیر است و رسوب سختی پیچیده ای دارد که استحکام بالایی به فلز پایه میبخشد. جوشکاری آلومینیوم این سری به دلیل مستعد بودن به ترک انجمادی باید به گونه ای انجام شود که فلز جوش نسبت به فلز پایه رقیق باشد. بنابراین اضافه شدن میزان بالایی از سیم جوش آلومینیوم سری 4000 و 5000 در هنگام جوشکاری اهمیت بالایی دارد.
سیم جوش آلومینیوم برای آلیاژهای سری 7000
این دسته از آلیاژهای آلومینیوم ترکیبات آلومینیوم و روی هستند و شباهت های بسیاری به سری 2000 دارند. استحکام بالایی دارند و به این دلیل در صنایع هوافضا و هواپیمایی به کار میروند. برخی از آلیاژهای این دسته به دلیل احتمال ترک انجمادی و خوردگی تنشی غیرقابل جوشکاری بوده و برخی دیگر با برخی فرایندهای قوسی جوشکاری می شوند. انواع سیم جوش آلومینیوم مناسب این دسته سری 5000 است و عملیات حرارتی پذیر هستند.
آلیاژهای ریختگی آلومینیوم
آلیاژهای ریختگی آلومینیوم نیز شامل دسته های عملیات حرارتی پذیر و عملیات حرارتی ناپذیر هستند. نامگذاری این آلیاژها به وسیله چهار رقم (به شکل 1XX.X) انجام می شود. سه رقم قبل اعشار ترکیب شیمایی و رقم بعد از اعشار شکل قطعه بعد از ریخته گری (شمش یا قطعه ریختگی) را نشان میدهد. سری 1 آلومینیوم خالص، اعداد 5-2 به ترتیب آلیاژهای مس، سیلیسیم (به همراه مس و منیزیم)، سیلیسیم خالی، منیزیم و 9-7 به ترتیب آلیاژهای روی، قلع و باقی عناصر هستند. انتخاب سیم جوش آلومینیوم برای آلیاژهای ریختگی از فرایندی مشابه آلیاژهای کار شده تبعیت میکنند و تفاوت قابل توجهی ندارند.
معیار های انتخاب سیم جوش آلومینیوم
معیار اول انتخاب انواع سیم جوش آلومینیوم حساسیت به ترک داغ است. استحکام کششی و برشی معادل فلز پایه معیار دیگری است که باید به آن توجه زیادی کرد.
الکترود جوش آلومینیوم
چقرمگی جوش، معیاری است که در صورت استفاده از قطعه در عملیات شکل دهی اهمیت بسیاری می یابد. به طور کلی، سیم جوش های سری 5000 از سری 4000 چقرمگی بیشتری دارند. مقاومت به خوردگی و استحکام مناسب در دمای بالا دو معیار بسیار مهم دیگر در انتخاب فیلر جوشکاری آلومینیوم است. فیلر جوشکاری آلومینیوم دارای بالای سه درصد منیزیم در دمای بالا کاربرد ضعیفی دارد. تطابق رنگ معیار دیگری برای انتخاب انواع سیم جوش آلومینیوم است که در مواردی اهمیت بالایی دارد.
تجهیزات جوشکاری آلومینیوم
برای مثال در جوشکاری آلومینیوم 6061 برای اتصال قطعات نرده های راه پله بایستی از سیم جوشی استفاده کرد که رنگی مطابق فلز پایه داشته باشد. فیلر جوشکاری آلومینیوم 5356 برای این کاربرد خاص مناسب است با این وجود در حالت معمول از فیلر جوشکاری آلومینیوم 4043 برای اتصال 6061 استفاده میشود. در صورت استفاده از فیلر جوشکاری آلومینیوم 4043 در این مورد، جوش ایجاد شده رنگ خاکستری تیره به خود میگیرد که با رنگ نقره ای درخشان فلز پایه در تضاد است.
جوشکاری میگ
از سوی دیگر در کاربرد های آلیاژ 6061 در قطعات تجهیزات گرمایشی که به طور مدام در دمای بالا قرار میگیرند، عکس این قضیه صدق میکند. در این موارد، فیلر جوشکاری آلومینیوم 4043 گزینه بسیار مناسبی است و بالعکس فیلر جوشکاری آلومینیوم 5356 انتخاب بسیار نامناسبی است. به این دلیل که فیلر جوشکاری آلومینیوم 5356 به دلیل مقادیر بالای منیزیم احتمال خوردگی تنشی و تخریب قطعه را به همراه دارد.
نقش جلوگیری از ترک در انتخاب سیم جوش آلومینیوم
انتخاب سیم جوش برای جوشکاری آلیاژهای آلومینیوم عملیات حرارتی ناپذیر به طور کلی ساده تر است. سیم جوش آلومینیوم انتخابی برای این آلیاژ ها میتواند همجنس فلز پایه باشد. در انتخاب الکترود جوش آلومینیوم برای آلیاژهای عملیات حرارتی پذیر به دلیل پیچیدگی فرایند باید دقت بیشتری به خرج داد. یک قاعده کلی این است که برای جوشکاری آلومینیوم در این موارد از الکترود جوش آلومینیوم استفاده کرد که نقطه ذوب پایینتر و استحکامی کمتر از فلز پایه داشته باشد. در این صورت احتمال ترک داغ در این آلیاژها پایینتر می آید. به عنوان مثال در جوشکاری آلیاژ های سری 6 باید ترکیب فلز جوش تا حد ممکن با ترکیب فلز پایه فاصله داشته باشد. به عنوان مثال به گونه ای باید عمل کرد که 50 درصد فلز جوش از سیم جوش آلومینیوم 4043 تشکیل شده باشد.
