Das Schweißen von Aluminium -Tig (Wolframinertgas) wird häufig als Höhepunkt der Schweißhandwerkskunst angesehen. Der Prozess erfordert eine einzigartige Mischung aus technischem Wissen, präziser Geräte-Setup und gut geheimer manueller Geschicklichkeit. Bei korrekter Ausführung erzeugt es Schweißnähte, die nicht nur unglaublich stark und lecksicher, sondern auch ästhetisch schön sind, mit ihrem charakteristischen glänzenden, gestapelten Erscheinungsbild. Im Gegensatz zum Schweißstahl stellt Aluminium aufgrund seiner unterschiedlichen physikalischen und chemischen Eigenschaften eine Reihe einzigartiger Herausforderungen vor. Indem Sie diese Herausforderungen verstehen und die Techniken zur Überwindung der Techniken beherrschen, können Sie die Fähigkeit freischalten, auf allem makellose Schweißnähte zu erstellen, von Automobilteilen und Luft- und Raumfahrtkomponenten bis hin zu benutzerdefinierten Herstellung und künstlerischen Skulpturen.
Dieser endgültige Leitfaden führt Sie durch alles, was Sie wissen müssen, von der grundlegenden Wissenschaft hinter dem Prozess bis zu den fortschrittlichen Techniken, die von Fachleuten verwendet werden. Egal, ob Sie ein Anfänger sind, um loszulegen, oder ein erfahrener Schweißer, der Ihre Fähigkeiten verfeinern möchte, dieser tiefe Eintauchen in Aluminium Das TIG -Schweißen vermittelt das Wissen, das Sie benötigen, um erfolgreich zu sein.
Warum Aluminium anders ist: Verständnis der Herausforderungen
Bevor Sie überhaupt einen Bogen schlagen, ist es entscheidend zu verstehen, warum sich Aluminium als Stahl unterschiedlich verhält. Dieses Wissen ist die Grundlage für alle folgenden Techniken und Einstellungen.
Die hartnäckige Oxidschicht
Aluminium bildet natürlich eine sehr dünne, sehr harte Schicht Aluminiumoxid (al₂o₃), wenn sie Luft ausgesetzt ist. Diese Schicht hat einen Schmelzpunkt von etwa 2.037 ° C, was drastisch höher ist als der Schmelzpunkt des darunter liegenden reinigen Aluminiums, das etwa 1,220 ° F (660 ° C) liegt. Wenn diese Oxidschicht nicht entfernt wird, widerspricht sie der Schweißnütze, die zu Kontamination, schlechter Fusion und einer hässlichen, körnigen Schweißnaht führt. Der Schlüssel zur Lösung dieses Problems liegt im TIG -Prozess selbst.
Hohe thermische Leitfähigkeit
Aluminium wirkt als ausgezeichneter Kühlkörper. Es zieht die Wärme extrem schnell von der Schweißzone weg. Dies bedeutet, dass viel mehr Wärmeeingang erforderlich ist, um eine geschmolzene Pfütze im Vergleich zu Stahl zu starten und aufrechtzuerhalten. Dies bedeutet auch, dass Wärmeansammlung im gesamten Werkstück schneller auftritt, was das Risiko eines Verziehens und Verzerrungen erhöht, wenn sie nicht sorgfältig verwaltet werden.
Keine Farbänderung vor dem Schmelzen
Stahl leuchtet rot, bevor es schmilzt und einen klaren visuellen Hinweis liefert. Aluminium nicht. Es bleibt bis zu dem Moment, in dem es sich sofort in eine geschmolzene Pfütze verwandelt. Dies kann für Anfänger desorientiert werden und erfordert das Lernen, die Oberfläche des Metalls zu lesen, während es sich erwärmt.
Die Krater und das heiße Knacken
Aluminium hat eine hohe thermische Expansions- und Kontraktionsrate. Wenn sich die Schweißpuddel verfestigt und abkühlt, schrumpft sie erheblich. Wenn die Schweißnaht nicht ordnungsgemäß gekündigt wird, kann dieser Schrumpfung einen Krater verlassen - eine Depression am Ende der Schweißperle. Krater neigen sehr anfällig für Risse (heißes Knacken), da sie während der Verfestigung ein Spannungskonzentrationskonzentration sind.
Wesentliche Ausrüstung und Setup für Aluminiumtig
Die Verwendung der richtigen Geräte und die korrekte Konfiguration beträgt 80% des Kampfes im Aluminium -Tig -Schweißen.
Die Stromquelle: AC TIG -Schweißer
Während es möglich ist, dünnes Aluminium mit DCEN (Negativstrom -Elektroden -Negativ) und einem Heliummix zu schweißen, ist das Standard und die erforderliche Methode zum Qualitätsschweißen des Qualitäts -Aluminiums AC (Wechselstrom).
Ein moderner Wechselrichter-basierter AC/DC-TIG-Schweißer ist ideal, da er eine genaue Einstellung des Wechselstrombilanzs (oder Wechselstromwellenformsteuerung) ermöglicht.
Die kritischen Kontrollen: Gleichgewicht und Frequenz
Wechselstrombilanz ( %EN vs. %EP): Diese Kontrolle passt das Verhältnis der Zeit in der Penetrationsphase (EN) gegenüber der Reinigungsphase (EP) an.
Ein höheres %EN (z. B. 70-80 %) liefert mehr Wärme und Penetration, ein engeres Reinigungsband und einen schärferen, stabileren Bogen. Zu viel kann jedoch das Wolfram überdrüsen und übermäßig überschwitzen.
Eine höhere %EP (z. B. 30-40 %) liefert eine breitere Reinigungswirkung, die gut für schmutziges oder oxidiertes Material oder für Verunreinigungen ist. Zu viel EP kann jedoch dazu führen, dass der Wolfram schnell aufgeht und das Material außerhalb der Schweißzone übermäßig ätzt.
Ein guter Ausgangspunkt beträgt etwa 70% EN / 30% EP.
Wechselstromfrequenz (Hz): Diese Steuerung passt darauf, wie oft pro Sekunde die Stromschalter zwischen EN und EP schaltet.
Eine niedrigere Frequenz (z. B. 60-80 Hz) erzeugt einen breiteren, weicheren Lichtbogenkegel und eine breitere Schweißpfütze. Es ist für Anfänger mehr verzeihend.
Eine höhere Frequenz (z. B. 120-200 Hz) erzeugt einen sehr fokussierten, engen und steifen Bogenkegel. Dies bietet eine bessere Richtungskontrolle, eine tiefere Penetration (Bogenkegel 'in ' in) und eignet sich hervorragend für enge Ecken und detaillierte Arbeiten. Es hilft auch dabei, Wärme zu konzentrieren und die allgemeine Wärmezone (HAZ) zu verringern.
Auswahl der richtigen Wolframelektrode
Die Elektrode ist eine kritische Komponente. Für Aluminium -AC -Tig war reiner Wolfram (grün) der historische Standard, aber es ist leicht und ist weniger stabil. Heute sind Lanthanated (Gold, 1,5% oder 2,0%) und Ceriated (Grau) eine beliebte Wahl, da sie sowohl auf AC als auch für DC gut funktionieren, problemlos beginnen und einen stabilen Punkt für einen engeren Bogen beibehalten. Zirkoniiert (weiß) ist auch eine ausgezeichnete, lang anhaltende Wahl, die dem Wechselstromschweißen gewidmet ist.
Die Elektrode muss für einen stabilen Bogen auf einen Punkt (mit einer dedizierten Wolframmühle) geschärft werden, aber sie bildet natürlich während des Wechselstromschweißens eine Kugel an der Spitze. Das Ziel ist ein sauberer, stabiler Ball, kein großer, herangender.
Abschirmung Gas- und Fackelaufbau
Gas: Verwenden Sie 100% Argon für die meisten Aluminiumschweißen bis zu etwa ½ 'Dick. Für dickere Abschnitte wird eine Mischung aus Argon / Helium (typischerweise 75% He / 25% AR) verwendet.
Gaslinse: Eine Gaslinse wird sehr empfohlen . für Aluminiumschweißen Es ersetzt den Standard -Collet -Körper in Ihrer Taschenlampe und verwendet einen feinen Netzbildschirm, um einen viel glatteren, laminaren Gasfluss zu erzeugen. Dies bietet eine überlegene Abdeckung der Abschirmung, ermöglicht es Ihnen, den Wolfram weiter zu stecken, um eine bessere Sichtbarkeit und den Zugang zu engen Fugen zu erhalten, und ist weniger anfällig für Entwürfe.
Tassengröße: Ein größerer Keramikbecher (z. B. Nr. 6, Nr. 7 oder Nr. 8), der mit einer Gaslinse verwendet wird, bietet eine noch bessere Abschirmungsgasabdeckung über der größeren Schweißpfützen von Aluminium.
Füllmetalle
Aluminiumfüllstangen werden normalerweise mit der Basislegierung, die Sie schweißen, übereinstimmen. Zu den gemeinsamen Entscheidungen gehören:
4043: Eine allgemeine Legierung mit ausgezeichneter Fließfähigkeit und gutem Risswiderstand. Es schweißt sich reibungslos, erzeugt aber eine graue Schweißperle, die nicht dem Grundmetall entspricht.
5356: Die andere häufigste Wahl. Es liefert hellere, glänzendere Schweißschläge, die der Grundmetallfarbe besser entsprechen und anodisierbar sind. Es hat eine höhere Zugfestigkeit als 4043, ist jedoch weniger flüssig und kann in bestimmten Situationen auf heiße Risse reagieren.
Andere Legierungen wie 4943, 5183 und 5556 werden für bestimmte Anwendungen und Anforderungen an höherer Stärke verwendet.
Wenden Sie sich immer an ein Füllstoff -Metallauswahldiagramm, um die richtige Stange für Ihr spezifisches Grundmetall und Ihre spezifische Anwendung auszuwählen.
Die Schritt-für-Schritt-Schweißtechnik
Wenn Ihre Maschine richtig eingerichtet ist, kommt der Rest auf Technik an.
Die Vorbereitung ist von größter Bedeutung
Reinigung: Dies kann nicht überbewertet werden. Alle Oxidation, Öl, Fett und Schmutz müssen entfernt werden.
Mechanische Reinigung: Verwenden Sie eine dedizierte Edelstahldrahtbürste (nur für Aluminium verwendet), um den Verbindungsbereich zu schrubben. Verwenden Sie alternativ eine Schleifer- oder Klappenscheibe. Streichen Sie immer in eine Richtung, nicht hin und her.
Chemische Reinigung: Wischen Sie den Bereich mit einem Lösungsmittel wie Aceton oder einem speziellen Entfetter ab, um alle Kohlenwasserstoffe zu entfernen. Dies sollte erfolgen nach der mechanischen Reinigung .
Anpassung: Stellen Sie sicher, dass Teile fest mit minimaler Lücke passen. Die hohe Fluidität von Aluminium kann zu Schmelzen führen, wenn die Lücken zu groß sind.
Starten des Bogens und Festlegung der Pfütze
Initiieren Sie den ARC: Verwenden Sie einen Hochfrequenz-Start, um die Kontamination von Wolfram zu vermeiden.
Erstellen Sie eine 'Pfütze': Halten Sie eine enge Bogenlänge (ca. 1/16 'bis 1/8 ') und halten Sie die Fackel ruhig. Sie werden sehen, wie die Oxidschicht verschwindet und das Metall glänzend wird. Dann wird es plötzlich in eine flüssige Pfütze zusammenbrechen. Dies kann einige Sekunden dauern, insbesondere bei dickerem Material. Sei geduldig.
Füllmetall hinzufügen: Sobald eine konstante, flüssige Pfütze etwa 1/4 'im Durchmesser festgelegt ist, tauchen Sie die Spitze Ihres Füllstoffstabes in die Vorderkante der Pfütze. Halten Sie die Stange in einem sehr geringen Winkel (fast parallel zum Werkstück) und innerhalb des GaShields, um die Oxidation zu verhindern, bevor sie in die Pudde eintritt.
Die Bewegung und der Rhythmus
Die klassische Technik für Aluminium ist die Methode 'Walk the Cup', obwohl Freihand auch häufig ist.
Freihandtupfer: Dies beinhaltet die Bewegung der Fackel vorwärts, während Sie den Füllstab rhythmisch in die Pfütze tupfen. Die Bewegung sollte glatt und konsistent sein.
Gehen Sie durch die Tasse: Die Keramikbecher der Taschenlampe ist auf der Werkstück oder Füllstange ruht. Indem der Schweißer die Taschenlampe von einer Seite zur Seite schaukelt, geht der Schweißer die Tasse entlang der Verbindung. Dies bietet eine unglaubliche Konsistenz, Kontrolle und Sauberkeit, insbesondere an Rohr- und langen Verbindungen. Es ist die bevorzugte Methode für viele Fachkräfte.
Beenden der Schweißnaht und Verhinderung von Kratern
Halten Sie nicht einfach an und ziehen Sie die Fackel weg. Dies garantiert einen Kraterriss.
Verlangsamen: Wenn Sie sich dem Ende der Schweißnaht nähern, erhöhen Sie Ihre Reisegeschwindigkeit leicht, um die Größe der Pfütze zu verringern.
Fügen Sie zusätzlichen Füllstoff hinzu: Kurz vor dem Abschluss, fügen Sie ein oder zwei endgültige Ablagerungen Füllstoff Metall hinzu, um das Ende der Schweißnaht zu überfüllen.
Verwenden Sie die Kraterfüllfunktion: Die meisten modernen Schweißer haben eine Kraterfülleinstellung. Wenn Sie das Pedal oder Trigger loslassen, verjüngt die Maschine automatisch die Stromstärke über eine festgelegte Zeit (z. B. 5 Sekunden), sodass die Pfütze langsam verfestigen kann, ohne in einen Krater zu schrumpfen. Lernen Sie, diese Funktion zu verwenden.
Halten Sie sich weiter ab: Halten Sie nach dem Hinzufügen des endgültigen Füllstoffs die Taschenlampe an Ort und Stelle, bis das Nachströmungsgas anhält, um das heiße, verfestigende Metal vor Oxidation zu schützen.
Fortgeschrittene Techniken und Fehlerbehebung
Schweißen dünnes Aluminium (z. B. 16GA - 0,125 ')
Dünnes Material ist anfällig für Verziehen und Schmelzen.
Verwenden Sie ein kleineres Wolfram (1/16 ').
Verwenden Sie einen niedrigeren Strom und eine kleinere Tasse ( #5 oder #6 mit Gasobjektiv).
Impulsschweißen ist äußerst vorteilhaft. Das Pulsing wechselt zwischen einem hohen Spitzenstrom (um das Metall zu schmelzen) und einem niedrigen Hintergrundstrom (damit die Pfütze leicht abkühlen kann). Dies reduziert den Gesamtwärmeeingang, minimiert das Verziehen und gibt Ihnen mehr Kontrolle. Eine gute Startpulseinstellung beträgt 100 pps (Impulse pro Sekunde) mit einem Spitzen-/Hintergrundverhältnis von 50%.
Verwenden Sie eine Kupfer- oder Aluminium -Hinterbahn hinter der Verbindung, um die Wärme abzulösen.
Schweißen dickes Aluminium (z. B. 0,25 'und darüber)
Dickes Material erfordert einen massiven Wärmeeingang.
Das Werkstück mit 150 bis 200 ° C mit einer Taschenlampe vorwärmen. Dies ist oft wesentlich. Es reduziert den thermischen Schock auf das Metall, fährt die Feuchtigkeit ab und ermöglicht es Ihnen, weniger Strom aus Ihrer Maschine zu verwenden.
Verwenden Sie ein größeres Wolfram (3/32 'oder 1/8 ').
Verwenden Sie ein Helium/Argon -Mischgas für eine tiefere Penetration.
Schräg dicke Kanten zum Erstellen einer 'V ' -Rut, die eine vollständige Durchdringung ermöglicht. Es sind mehrere Pässe erforderlich.
Häufige Probleme und Lösungen
Wolframkontamination (schwarze Flecken in Schweißnaht): Die Elektrode berührte die Pfütze oder den Füllstab. Stoppen Sie, brechen Sie das kontaminierte Ende ab, leger den Wolfram und starten Sie neu.
Oxidation (schwarzer rußiger Rückstand): Nicht genug Reinigungswirkung (Erhöhung %EP), Gasfluss zu niedrig, Entwürfe oder Material waren nicht sauber genug.
Porosität (winzige Löcher in der Schweißnaht): verursacht durch Kontamination (Feuchtigkeit, Öl, Fett) oder Verlust von Abschirmungsgas. Überprüfen Sie Ihre Gasleitungen, die Durchflussrate (20-25 CFH) und stellen Sie sicher, dass Ihre Arbeit sauber und trocken ist.
Mangel an Fusion: Nicht genug Wärmeeingang. Erhöhen Sie die Stromversorgung, verlangsamen Sie die Reisegeschwindigkeit oder verwenden Sie einen fokussierteren Bogen (höhere Frequenz).
Sicherheit zuerst: sich selbst schützen
Priorisieren Sie immer die Sicherheit beim Schweißen:
Atemschutz: Schweißdämpfe können schädlich sein. Verwenden Sie einen zugelassenen Atemschutzgerät mit P100 -Filtern, insbesondere in schlecht belüfteten Gebieten. A Der Rauchextraktor ist ideal.
Augenschutz:
Schweißhelm: Verwenden Sie einen Auto-Darking-Helm mit einem Schatten Nr. 11-13 zum TIG-Schweißen.
Sicherheitsbrille: Tragen Sie immer UV-schützende Sicherheitsbrille unter Ihrem Helm, um Ihre Augen vor streunenden Bögen und Trümmern zu schützen.
Hautschutz: Tragen Sie flammresistente Kleidung (Ledermantel oder Ärmel, Schweißhandschuhe), um vor UV-Strahlung und Spritzer zu schützen (obwohl TIG weniger Spritzer hat als andere Prozesse).
Elektrische Sicherheit: Überprüfen Sie Ihre Geräte auf beschädigte Kabel und Verbindungen. Halten Sie Ihren Arbeitsbereich trocken.
Abschluss
Aluminium -Tigschweißen ist eine herausfordernde, aber immens lohnende Fähigkeit. Es ist eine wahre Ehe von Kunst und Wissenschaft, die ein Verständnis von Metallurgie, Elektrizität und Gasdynamik erfordert, die alle durch die stetigen Hände des Schweißers übersetzt werden. Es gibt keinen Ersatz für die Praxis. Beginnen Sie mit einfachen Perlen auf einer flachen Platte, gehen Sie dann zu Fugen und schließlich zu komplexen Projekten. Konzentrieren Sie sich auf die Grundlagen: Makellose Reinigung, präzise Maschinenaufbau und Entwicklung einer stetigen, rhythmischen Technik. Indem Sie die einzigartige Natur von Aluminium respektieren und das Wissen in diesem Leitfaden anwenden, sind Sie auf dem besten Weg, saubere, starke und schöne Schweißnähte zu produzieren, die ein Beweis für Ihre Fähigkeiten und Ihr Engagement sind.
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