Umjetnost aluminijumskog tig zavarivanja

Aluminijski tig (volfran inertni plin) zavarivanje često se smatra vrhunac za zanat za zavarivanje. Proces zahtijeva jedinstveni spoj tehničkog znanja, preciznog podešavanja opreme i dobro uređene ručne spretnosti. Kada se pravilno izvrši, proizvodi zavare koji nisu samo nevjerovatno jaki i nepropusni, već i estetski prekrasni, sa svojim karakterističnim sjajnim izgledom. Za razliku od čelika za zavarivanje, aluminijum predstavlja skup jedinstvenih izazova zbog svojih izrazita fizička i hemijska svojstva. Međutim, razumijevanjem ovih izazova i savladavanje tehnika da ih savladate, možete otključati mogućnost stvaranja besprijekornih zavara na sve, od automobilskih dijelova i zrakoplovnih komponenti do prilagođenih izmišljotina i umjetničkih skulptura.

Ovaj definitivni vodič će vas odvesti kroz sve što trebate znati, od temeljne nauke iza procesa u naprednim tehnikama koje koriste profesionalci. Bilo da ste početnik koji traže započeti ili iskusan zavarivač koji želi da pročistim svoje vještine, ovaj duboki zaron u aluminijum TIG zavarivanje pružit će znanje koje trebate uspjeti.

---

Zašto je aluminijum različit: razumijevanje izazova

Prije nego što pokrijem luk, ključno je shvatiti zašto se aluminijum ponaša drugačije od čelika. Ovo je znanje temelj za sve tehnike i postavke koje slijede.

Sloj za uporabu oksida

Aluminijum prirodno formira vrlo tanak, vrlo težak sloj aluminijumskog oksida (al₂o₃) kada je izložen zraku. Ovaj sloj ima talište od otprilike 3.700 ° F (2.037 ° C), što je drastično veće od talište čistog aluminija ispod nje, što je oko 1,220 ° F (660 ° C). Ako ovaj sloj oksida ne bude uklonjen, odupiće se zavarivom loklom, što dovodi do kontaminacije, lošeg fuzije i ružnog, zrnatog zavara. Ključ za rješavanje ovog problema leži u samom procesu tig-a.

Visoka toplotna provodljivost

Aluminijum djeluje kao odličan hladnjak. Izvlači toplinu iz zona zavara izuzetno brzo. To znači da je potrebno mnogo više unosa topline za pokretanje i održavanje rastaljenih lokaka u odnosu na čelik. To također znači da se nakupljanje toplote događa širom cijelog radnog stakla brže, povećavajući rizik od ratanja i izobličenja ako se ne upravlja pažljivo.

Nema promjene boje prije topljenja

Čelik svijetli crveno vruće prije nego što se topi, pružajući jasan vizualni znak. Aluminijum ne. Ostaje srebrno i svijetlo pravo do trenutka kada se odmah ne transformiše u rastaljena lokva. To može biti distribuiranje za početnike i zahtijeva učenje 'čitati ' površinu metala dok se zagrijava.

Krateri i vruće pucanje

Aluminijum ima visoku toplotnu ekspanziju i kontrakciju. Kako zavariva lokva učvršćuje i hladi, značajno se smanjuje. Ako je zavar ukinuo nepravilno, ovo skupljanje može ostaviti krater-depresija na kraju perle zavarivanja. Krateri su vrlo skloni puknuti (vrućim pucanjem) jer su toka koncentracije stresa tokom učvršćivanja.

---

Bitna oprema i podešavanje za aluminijum tig

Koristeći pravu opremu i korektno konfiguriranje iznosi 80% bitke u aluminijumskom zavarivanju tig-a.

Izvor napajanja: AC tig zavarivač

Iako je moguće zavarivanje tankog aluminija sa dCen (izravna strujna elektroda negativna) i helijumska mješavina, standardna i potrebna metoda za kvalitetan aluminijski zavarivanje je AC (naizmjenična struja).

• Zašto ac?  Ciklus struje AC-a izmjenjuje se između dvije faze:

• Pozitivan elektroda (EP) ciklus:  ovo je djelovanje 'čišćenje '. Tokom ove polovine ciklusa, elektroni skaču iz radnog komada do volfram elektrode, eksplodirajući tvrdoglavi aluminijumski oksidni sloj. Ovo je vidljivo kao izrazit krug u ekipu oko luka.

• Ciklus negativnog elektroda (hr):  ovo je radnu akciju 'penetracija ' ili 'grijanja '. Tokom ove polovine trenutni teče iz elektrode do radnog komada, isporučujući većinu toplote i stvarajući zavarivanje lokve.

Moderan zavarivač na bazi inverterskog na bazi inverter idealan je jer omogućava precizno podešavanje ispravnog salda (ili AC talasnog oblika).

Kritična kontrola: ravnoteže i frekvencija

• AC ravnoteža (% en vs.% EP):  Ova kontrola prilagođava omjer vremena provedenog u prodoru (EN) fazi u odnosu na čišćenje (EP) fazu.

• Viši% EN (npr. 70-80%) pruža više topline i prodora, uže traku za čišćenje i oštriji, stabilniji luk. Međutim, previše en može dopustiti da se volfram pregrijava i lopta pretjerano pregrijava.

• Viši% EP (npr. 30-40%) pruža šire radnju čišćenja, što je dobro za prljav ili oksidirani materijal ili za rješavanje nečistoća. Međutim, previše EP-a može prouzrokovati da se volbultene brzo pobune i može pretjerano ukloniti iz zone zavarivanja.

• Dobra polazišta iznosi oko 70% EN / 30% EP.

• AC frekvencija (Hz):  Ova kontrola prilagođava koliko puta u sekundi trenutne prekidače između en i ep.

• Niža frekvencija (npr. 60-80 Hz) stvara širu, mekše luk konus i šire zavarivanje lokve. Više je praštanja za početnike.

• Veća frekvencija (npr. 120-200 Hz) stvara vrlo fokusirani, tijesan i ukočen luk konus. To omogućava bolju kontrolu usmjerenja, dublje prodoranje (ARC Cone 'kopa ' u), a odličan je za uske uglove i detaljni rad. Također pomaže u koncentraciji topline, smanjujući ukupnu zonu pogođenu toplinu (HAZ).

Odabir desne volfram elektrode

Elektroda je kritična komponenta. Za aluminijski ac tig,  čisti volfram  (zeleni) bio je povijesni standard, ali lako je i manje stabilan. Danas su  lantanirani  (zlato, 1,5% ili 2,0%) i  cerirani  (sivo) popularni izbori jer dobro rade na AC i DC-u, počnu lako i održavaju stabilnu točku za čvršće luk.  Zirkonoirano  (bijelo) je takođe odličan, dugotrajan izbor posvećen AC zavarivanju.

Elektroda se mora naoštriti na točku (s namjenskim kornganskim brusilicama) za stabilan luk, ali prirodno će formirati loptu na vrhu tokom izmjeničnog zavarivanja. Cilj je čista, stabilna lopta, a ne velika, spuštaju se.

Postavljanje zaštite i baklja

• Plin:  Koristite 100% argona za većinu aluminijumskog zavarivanja na ½ 'debljine. Za debele presjeke koristi se mješavina  argona / helijuma  (obično 75% HE / 25% AR).

• Plinski objektiv:  Iskonski objektiv se  vrlo preporučuje  za aluminijum zavarivanje. Zamjenjuje standardni kolibar u baklji i koristi fini mrežični ekran za stvaranje puno glatkih, više laminarne toka plina. To omogućava vrhunsko zaštićeno pokrivanje, omogućava vam da držite volbunciju dalje za bolju vidljivost i pristup uskim spojnicama, a manje je osjetljiva na nacrte.

• Veličina čaše:  Veća keramička čaša (npr. 8, # 7, ili # 8) Koristi se sa plinskim sočivima pruža još bolje zaštićeno pokrivanje plina preko veće lokve za zavarivanje aluminija.

Metali punila

Aluminijske šipke za punjenje obično se podudaraju sa legurom baze koje zavarivate. Uobičajeni izbori uključuju:

• 4043:  Legura opće namjene s odličnom fluidnost i dobrom otporu pukotina. Zavarilo glatko, ali proizvodi sivkastu zrncu zavarivanja koja ne anodizira za slaganje osnovnog metala.

• 5356:  Drugi najčešći izbor. Pruža svjetlije, sjajne zavarene zavarivanje koji se bliže odgovaraju osnovnoj metalnoj boji i apoziraju. Ima veću vlačnu čvrstoću od 4043, ali je manje tečnosti i može biti osjetljivije na vruće pucanje u određenim situacijama.

• Ostale legure poput 4943, 5183 i 5556 koriste se za specifične aplikacije i zahtjeve veće čvrstoće.

Uvijek se obratite kartini za odabir metala punila da biste odabrali ispravnu šipku za svoj specifični osnovni metal i aplikaciju.

---

Tehnika zavarivanja korak po korak

Uz vaš uređaj pravilno postavljen, ostalo se spušta u tehniku.

Priprema je najvažnija

1. Čišćenje:  To se ne može precijeniti. Sva oksidacija, ulje, mast i prljavština moraju se ukloniti.

• Mehaničko čišćenje:  Koristite namjensku četku od nehrđajućeg čelika (koristi se samo za aluminij) za pročišćavanje zona. Alternativno, koristite brusilica ili poklopac diska. Uvijek četkajte u jednom smjeru, ne naprijed i naprijed.

• Hemijsko čišćenje:  obrišite područje s otapalom poput acetona ili namjenskog odmašćira za uklanjanje bilo kojeg ugljikovodika. To bi trebalo učiniti  nakon  mehaničkog čišćenja.

2. Fit-up:  Osigurajte da se dijelovi čvrsto uklapaju zajedno s minimalnim jazom. Aluminijska velika tekućina može dovesti do rastopljenja ako su praznine prevelike.

Pokretanje luka i uspostavljanje lokve

1. Inicirajte ARC:  Koristite visoku frekvenciju počnite da biste izbjegli zagađenje volframa.

2. Kreirajte 'loddle ':  držite čvrsto duljinu luka (otprilike 1/16 'na 1/8 ') i držite baklja stabilnom. Vidjet ćete da se oksidni sloj nestane i metal će postati sjajan. Zatim će se iznenada 'urušiti ' u tečnu loksu. Ovo može potrajati nekoliko sekundi, posebno na debljem materijalu.  Budite strpljivi.

3. Dodavanje metala za punilo:  Jednom je uspostavljeno stabilno, prečnika tekućine oko 1/4 'u vodenu vrpcu u vodeću ivicu lokve. Držite šipku u vrlo niskom uglu (gotovo paralelno s radnim komadom) i unutar plinskog štita kako biste spriječili oksidaciju prije nego što uđe u lov.

Zahtjev i ritam

Klasična tehnika aluminija je metoda 'Walk The Cup ', iako je i Freehand uobičajen.

• Freehand Dabbing:  To uključuje stalno premještanje baklje dok ritmički drži šipku punila u lokvu. Zahtjev treba biti gladak i dosljedan.

• Šetnja šalicom:  Keramička šalica baklje počiva se na komadu ili šipku punila. Ljuljanjem baklje sa strane na stranu u stalnom kretanju, zavarivač 'šeta ' šolju duž zgloba. To pruža nevjerovatnu konzistenciju, kontrolu i čistoću, posebno na cijevi i dugim zglobovima. To je preferirana metoda za mnoge profesionalce.

Prekid zavarivanja i sprečavanja kratera

Nemojte jednostavno prestati i izvlačiti baklju. To će garantovati pukotinu kratera.

1. Uspori:  Dok prilazite kraju zavara, malo povećajte svoju brzinu putovanja kako biste smanjili veličinu lokve.

2. Dodajte dodatni punilo:  neposredno prije nego što završite, dodajte jedan ili dva finalna vrpca metala za punilo da biste prepunili kraj zavara.

3. Koristite funkciju punjenja kratera:  Većina modernih zavarivača ima postavku punjenja kratera. Kada otpustite papučicu ili okidač, stroj će automatski kovati amperaciju tokom postavljenog vremena (npr. 5 sekundi), omogućavajući lokvi da se polako učvršćuje u krater.  Naučite koristiti ovu funkciju.

4. Čuvajte zaštitu:  Nakon dodavanja konačnog punila, držite baklje na mjestu dok se postto protočni plin ne prestane da zaštiti vruće, učvršćujuću metal iz oksidacije.

---

Napredne tehnike i rješavanje problema

Tanki aluminij za zavarivanje (npr. 16ga - 0.125 ')

Tanki materijal je sklon uprljanja i rastopljivanju.

• Koristite manji volfram (1/16 ').

• Koristite donju amperažu i manju čašu (# 5 ili br. 6 s plinskim objektivom).

• Pulsni zavarivanje je izuzetno korisno. Pulsing se izmjenjuje između visoke vrhunske struje (za rastopiti metal) i nisku pozadinu struje (kako bi se lokva malo omogućila da se u lokvi lagano hladi). To smanjuje ukupni unos topline, minimizira ratovanje i daje vam više kontrole. Dobra startna podešavanja impulsa je 100 pps (impulsi u sekundi) sa 50% vršnim / pozadinskim omjerom.

• Koristite bakrenu ili aluminijumsku baru za podlogu iza spoja kako biste pomogli rasipanju topline.

Debeli aluminij za zavarivanje (npr. 0,25 'i više)

Debeli materijal zahtijeva masivni toplotni ulaz.

• Pred-zagrejati komad na 300-400 ° F (150-200 ° C) bakljom. To je često bitno. To smanjuje toplinski šok prema metalu, pokreće vlagu i omogućava vam da koristite manje amperage iz uređaja.

• Koristite veći volfram (3/32 'ili 1/8 ').

• Koristite helijum / argon miks gas za dublje penetracije.

• Rubovi debelih bevela za stvaranje 'V ' utora koji omogućava punu penetraciju. Biće potrebno više prolaza.

Uobičajeni problemi i rješenja

• Kontaminacija volframa (crne mrlje u zavarivanju):  elektroda je dodirnula šipku lokve ili punila. Zaustavite se, odvojite kontaminirani kraj, požalite se volfram i ponovo pokrenite.

• Oksidacija (crna solizacija):  Nema dovoljno akcije čišćenja (povećanje% EP), protok plina prenizak, nacrti ili materijal nije bio dovoljno čist.

• Poroznost (sićušne rupe u zavarivanju):  uzrokovane kontaminacijom (vlagom, uljem, mašću) ili gubitkom zaštitnog plina. Provjerite svoje plinske linije, protok (20-25 CFH) i osigurajte da je vaš rad čist i suv.

• Nedostatak fuzije:  nema dovoljno toplotnog unosa. Povećajte amperažu, usporite brzinu putovanja ili koristite fokusiraniji luk (viša frekvencija).

---

Prvo sigurnost: Zaštita sebe

Uvijek prioritet sigurnosti prilikom zavarivanja:

• Respiratorna zaštita:  Prupe za zavarivanje mogu biti štetne. Koristite odobreni respirator sa P100 filtrima, posebno u slabo ventiliranim područjima. A Ekstraktor dima je idealan.

• Zaštita očiju:

• Kaciga za zavarivanje:  Koristite automatsku kacigu sa hladom # 11-13 za TIG zavarivanje.

• Sigurnosne naočale:  Uvijek nosite zaštitne naočale UV zaštitne za zaštitu od vaše kacige kako biste zaštitili oči od lutalica i krhotina.

• Zaštita od kože:  Nosite odjeću otpornu na plamen (kožna jakna ili rukavi, zavarivanje rukavica) za zaštitu od UV zračenja i prskanja (iako TIG ima manje prskanja od ostalih procesa).

• Sigurnost električne energije:  Pregledajte svoju opremu za oštećene kablove i veze. Držite radno područje suhom.

Zaključak

Aluminijski tig zavarivanje je izazovno, ali neizmjerno nagrađujuća vještina. Pravi je brak umjetnosti i nauke, što zahtijeva razumijevanje metalurgije, električne energije i dinamike plina, sve prevedene kroz stalne ruke zavarivača. Ne postoji zamjena za praksu. Započnite sa jednostavnim perlama na ravnom tanjuru, a zatim napredovati do zglobova i na kraju na složene projekte. Usredotočite se na temelje: besprijekorno čišćenje, precizna postavka stroja i razvijanje stabilne, ritmičke tehnike. Poštujući jedinstvenu prirodu aluminija i primjenjujući znanje u ovom vodiču, bit ćete dobro na vašem putu za proizvodnju čistih, snažnih i lijepih zavara koji su testament vaše vještine i predanosti.