Alumiiniumist TIG -keevituse kunst

Alumiiniumist TIG (volframi inertgaas) keevitamist peetakse sageli keevitusmeisterlikkuse tipuks. Protsess nõuab ainulaadset segu tehnilistest teadmistest, täpsete seadmete seadistamisest ja hästi lihvitud käsitsi osavusest. Õige teostatuna tekitab see keevisõmblusi, mis pole mitte ainult uskumatult tugevad ja lekkekindlad, vaid ka esteetiliselt ilusad, nende iseloomuliku läikiva, virnastatud peene välimusega. Erinevalt keevitusratasest esitleb alumiinium ainulaadseid väljakutseid, mis on tingitud selgetest füüsilistest ja keemilistest omadustest. Neid väljakutseid mõistes ja nende ületamiseks tehnikaid omandades saate avada võime luua veatuid keevisõmblusi kõigele, alates autoosade osadest ja kosmosekomponentidest kuni kohandatud valmistamise ja kunstiliste skulptuurideni.

See lõplik juhend viib teid läbi kõik, mida peate teadma, alates protsessi taga olevast põhiteadusest kuni spetsialistide kasutatavate täiustatud tehnikateni. Ükskõik, kas olete algaja, kes soovib alustada või kogenud keevitajat, kes soovib oma oskusi täpsustada, sukelduge sügav alumiiniumi TIG -keevitamine annab teadmised, mida vajate edu saavutamiseks.

---

Miks on alumiinium erinev: väljakutsete mõistmine

Enne kaare löömist on ülioluline mõista, miks alumiinium käitub terasest erinevalt. Need teadmised on alus kõigile järgnevatele tehnikatele ja seadetele.

Visad oksiidikihid

Alumiinium moodustab õhuga kokkupuutel looduslikult väga õhukese, väga kõva alumiiniumoksiidi kihi (al₂O₃). Selle kihi sulamistemperatuur on umbes 3700 ° F (2,037 ° C), mis on drastiliselt kõrgem kui selle all oleva puhta alumiiniumi sulamistemperatuur, mis on umbes 1220 ° F (660 ° C). Kui seda oksiidikihti ei eemaldata, seisab see vastu keevisõmblusele, mis põhjustab saastumist, kehva sulandumist ja koledat teralist keevisõmblust. Selle probleemi lahendamise võti seisneb TIG -protsessis endas.

Kõrge soojusjuhtivus

Alumiinium toimib suurepärase jahutusradiaatorina. See tõmbab keevisõmbluse tsoonist äärmiselt kiiresti soojuse. See tähendab, et sula pudru käivitamiseks ja säilitamiseks on vaja palju rohkem soojusisendit võrreldes terasega. See tähendab ka seda, et soojuse kogunemine toimub kogu tooriku jooksul kiiremini, suurendades väändumise ja moonutamise riski, kui seda ei hallata hoolikalt.

Enne sulamist pole värvimuutust

Teras helendab punast kuumalt enne, kui see sulab, pakkudes selget visuaalset näpunäidet. Alumiinium seda ei tee. See jääb hõbedaseks ja heledaks kuni hetkeni, kuni see muutub koheselt sulapudiks. See võib olla algajatele häiriv ja nõuab õppimist metalli pinna 'lugemiseks', kui see soojeneb.

Kraatrid ja kuum pragunemine

Alumiiniumil on kõrge soojuspaisumise ja kokkutõmbumise määr. Kui keevisõmblusega pudru tahkub ja jahtub, kahaneb see märkimisväärselt. Kui keevisõmblus lõpetatakse valesti, võib see kokkutõmbumine jätta kraatri - keevisõmbluse lõpus depressiooni. Kraatrid on pragunemisele väga altid (kuum pragunemine), kuna need on tahkumise ajal pinge kontsentratsiooni punkt.

---

Alumiiniumist TIG -i olulised seadmed ja seadistamine

Õige seadme kasutamine ja selle õige konfigureerimine on 80% lahingust alumiiniumist TIG -keevitamisel.

Toiteallikas: AC TIG -keevitaja

Ehkki on võimalik keevitada õhukest alumiiniumi DCEN -iga (alalisvoolu elektroodnegatiivne) ja heeliumi segu, on kvaliteetse alumiiniumkeevitamise standard ja vajalik meetod AC (vahelduvvool).

• Miks AC?  Vahelduvvoolu tsükkel vaheldub kahe faasi vahel:

• Elektroodi positiivne (EP) tsükkel:  see on toiming 'puhastamine'. Tsükli selle poole ajal hüppavad elektronid toorikust volframielektroodile, lõhkades kangekaelset alumiiniumoksiidi kihti. See on nähtav kui selge söövitatud ring kaare ümber.

• Elektroodigatiivne (En) tsükkel:  see on toiming 'Läbimine ' või 'kütte '. Selle poolaja jooksul voolab vool elektroodist toorikuni, edastades suurema osa kuumusest ja luues keevisõmbluse.

Kaasaegne muunduripõhine AC/DC TIG-keevitaja on ideaalne, kuna see võimaldab vahelduvvoolu tasakaalu (või vahelduvvoolu lainekuju kontrolli) täpset reguleerida.

Kriitilised kontrollid: tasakaal ja sagedus

• Vahelduvvoolu saldo ( %EN ja %EP):  see kontroll reguleerib läbitungimisfaasis kulutatud aja suhet võrreldes puhastamise (EP) faasiga.

• Kõrgem %EN (nt 70–80 %) pakub rohkem soojust ja läbitungimist, kitsamat puhastusriba ning teravamat, stabiilsemat kaare. Liiga palju En võib lubada volframil ülekuumeneda ja pallida liiga palju.

• Kõrgem %EP (nt 30–40 %) pakub laiemat puhastustoimingut, mis sobib hästi määrdunud või oksüdeeritud materjali jaoks või lisanditega tegelemiseks. Liiga palju EP võib volframi kiireks palli põhjustada ja keevisõmbluse tsoonist väljaspool söövitada.

• Hea lähtepunkt on umbes 70% EN / 30% EP.

• Vahelduvvoolu sagedus (Hz):  see juhtkontroll kohandab mitu korda sekundis EN ja EP vahelisi lülitid.

• Madalam sagedus (nt 60–80 Hz) loob laiema, pehmema kaarekoonuse ja laiema keevisõmbluse pudru. See on algajatele rohkem andestav.

• Kõrgem sagedus (nt 120-200 Hz) loob väga fokuseeritud, tiheda ja jäiga kaarekoonuse. See tagab parema suunajuhtimise, sügavama läbitungimise (kaarekoonuse 'kaevab ' sisse) ning sobib suurepäraselt tihedate nurkade ja detailse töö jaoks. See aitab ka soojust kontsentreerida, vähendades üldist kuumusega mõjutatud tsooni (HAZ).

Õige volframielektroodi valimine

Elektrood on kriitiline komponent. Alumiiniumist TIG jaoks  puhas volfram (roheline), kuid see pallib kergesti ja on vähem stabiilne.  oli ajalooline standard Tänapäeval on  lantanaadid  (kuld, 1,5% või 2,0%) ja  Certed  (hall) populaarsed valikud, kuna need töötavad hästi nii AC kui ka DC -ga, alustavad hõlpsalt ja säilitavad rangema kaare jaoks stabiilse punkti.  Tsirkooniline  (valge) on ka suurepärane ja pikaajaline valik, mis on pühendatud vahelduvvoolukeevitamisele.

Elektrood tuleb stabiilse kaare jaoks teravdada punkti (spetsiaalse volframiveskiga), kuid see moodustab vahelduvvoolu keevitamise ajal loomulikult palli otsas. Eesmärk on puhas, stabiilne pall, mitte suur, tilk.

Varjestusgaasi ja taskulambi seadistus

• Gaas:  kasutage 100% argooni enamiku alumiiniumkeevitamiseks kuni umbes ½ 'paksuseks. Paksemate sektsioonide jaoks kasutatakse  argooni / heeliumi segu  (tavaliselt 75% HE / 25% AR). Heelium suurendab kaare soojuse sisendit ja tungimist ilma elektriseadete muutmata.

• Gaaslääts:  gaasilääts on  tungivalt soovitatav  alumiiniumist keevitamiseks. See asendab teie taskulambi standardse kolleti korpuse ja kasutab peent võrgusilma ekraani, et luua palju sujuvam, laminaarse gaasi voolu. See tagab suurepärase varjestuse katvuse, võimaldab teil volframi parema nähtavuse ja tihedate liigestele juurdepääsu saamiseks kaugemale kleepida ning on vähem vastuvõtlik mustanditele.

• Tassi suurus:  suurem keraamiline tass (nt #6, #7 või #8), mida kasutatakse gaasläätsega, tagab veelgi parema varjestusgaasi katvuse alumiiniumi suurema keevisõmbluse lohise kohal.

Täitemetallid

Alumiiniumist täitevardad sobivad tavaliselt keevitatud alussulamiga. Levinud valikud hõlmavad:

• 4043:  Suurepärase sujuvuse ja hea pragude vastupidavusega üldotstarbeline sulam. See keevitab sujuvalt, kuid tekitab hallikas keevisõmbluse helme, mis ei anodeeruvääristamismetalli sobitamiseks.

• 5356:  teine ​​kõige levinum valik. See pakub helgemaid, säärelikumaid keevisõmblusi, mis vastavad tihedamalt mitteväärismetalli värvile ja on anodifitseeritavad. Selle tõmbetugevus on suurem kui 4043, kuid see on vähem vedelik ja võib olla teatud olukordades kuuma pragunemise suhtes tundlikum.

• Konkreetsete rakenduste ja kõrgema tugevusega nõuete jaoks kasutatakse muid sulameid nagu 4943, 5183 ja 5556.

Konkreetse mitteväärismetalli ja rakenduse jaoks õige varda valimiseks pöörduge alati täiteainevaliku diagrammi poole.

---

Samm-sammuline keevitustehnika

Kui teie masin on õigesti üles seatud, taandub ülejäänu tehnikale.

Ettevalmistus on esmatähtis

1. Puhastamine:  seda ei saa ülehinnata. Kogu oksüdatsioon, õli, määrded ja mustus tuleb eemaldada.

• Mehaaniline puhastamine:  kasutage liigesepiirkonna puhastamiseks spetsiaalset roostevabast terasest traatharja (kasutatakse ainult alumiiniumi jaoks). Teise võimalusena kasutage lihvija või klapi ketta. Pintselda alati ühes suunas, mitte edasi -tagasi.

• Keemiline puhastamine:  pühkige ala lahustiga nagu atsetooni või spetsiaalse rasvandiga, et eemaldada süsivesinikud. Seda tuleks teha  pärast  mehaanilist puhastamist.

2. Sobimine:  veenduge, et osad sobiksid tihedalt koos minimaalse lüngaga. Alumiiniumi kõrge voolavus võib põhjustada sulamist, kui lüngad on liiga suured.

Kaare alustamine ja pudru loomine

1. Alustage kaare:  volframi saastumise vältimiseks kasutage kõrgsageduslikku algust.

2. Looge 'Puddle ':  hoidke tihedat kaare pikkust (umbes 1/16 'kuni 1/8 ') ja hoidke taskulambi ühtlaselt. Näete, et oksiidikiht kaob ja metall muutub läikivaks. Siis läheb see äkki vedelaks pudruks 'kokku'. See võib võtta mõni sekund, eriti paksema materjali korral.  Ole kannatlik.

3. Lisage täitemetall:  kui on kindla, vedeliku pudru umbes 1/4 'läbimõõduga loodud, kastke oma täitevarda ots pudru esiserva. Hoidke varda väga madala nurga all (peaaegu paralleelselt toorikuga) ja gaasikilbis, et vältida oksüdatsiooni enne, kui see paudile siseneb.

Liikumine ja rütm

Alumiiniumi klassikaline tehnika on 'Walk the Cup ' meetod, ehkki ka Freehand on tavaline.

• Vabakägemine:  see hõlmab tõrvikut pidevalt edasiliikumist, samal ajal kui täitevarda rütmiliselt pudrusse pudruda. Liikumine peaks olema sujuv ja ühtlane.

• Kõndige tassi:  taskulambi keraamiline tass on toorikule või täitevardale puhatud. Kiputades taskulambi ühtlase liikumisega küljelt küljele, kõnnib keevitaja '' 'kõnnib tassi mööda liigendit. See annab uskumatu järjepidevuse, kontrolli ja puhtuse, eriti torude ja pikkade liigeste osas. See on paljude spetsialistide eelistatud meetod.

Keevisõmbluse lõpetamine ja kraatrite ennetamine

Ärge lihtsalt peatuge ja tõmmake taskulamp minema. See tagab kraatri pragu.

1. Aeglustuge:  keevisõmbluse lõppu lähenedes suurendage oma sõidukiirust pisut, et vähendada pudru suurust.

2. Lisage täiendavat täitematerjali:  vahetult enne lõpetamist lisage keevisõmbluse otsa täitmiseks üks või kaks viimast täitemetalli.

3. Kasutage kraatri täitmise funktsiooni:  enamikul tänapäevastel keevitajatel on kraatri täitmine. Pedaali või päästiku vabastamisel kitseneb masin automaatselt seatud aja jooksul (nt 5 sekundit), võimaldades pudrul aeglaselt tahkuda, ilma et kraatriks kahaneks.  Õppige seda funktsiooni kasutama.

4. Varjestus:  Pärast lõpliku täiteaine lisamist hoidke taskulambi paigal, kuni voolujärgne gaas peatub, et kaitsta kuuma, tahkestava metalli oksüdeerimise eest.

---

Täpsemad tehnikad ja tõrkeotsingud

Õhukese alumiiniumi keevitamine (nt 16GA - 0,125 ')

Õhuke materjal on kalduvus väändumisele ja sulamisele.

• Kasutage väiksemat volframi (1/16 ').

• Kasutage madalamat amprit ja väiksemat tassi ( #5 või #6 gaasläätsega).

• Impulsi keevitamine on äärmiselt kasulik. Pulseerivad vahelduvad kõrge tipuvoolu (metalli sulatamiseks) ja madala taustavoolu vahel (et pudrul oleks pisut jahtuda). See vähendab üldist soojusisendit, minimeerib väändumist ja annab teile rohkem kontrolli. Hea lähtempulsi seadistus on 100 pps (impulsid sekundis), mille tipp/taustsuhe on 50%.

• Kuumuse hajumiseks kasutage liigese taga vase või alumiiniumist alumiiniumist.

Keevitamine paks alumiinium (nt 0,25 'ja üle)

Paks materjal nõuab massiivset soojusisendit.

• Kuumutage tooriku eelnevalt taskulambiga temperatuurini 300–400 ° F (150-200 ° C). See on sageli hädavajalik. See vähendab metalli termilist šokki, ajab niiskuse maha ja võimaldab teil masinast vähem kasutada.

• Kasutage suuremat volframi (3/32 'või 1/8 ').

• Sügavamaks läbitungimiseks kasutage heeliumi/argooni segu gaasi.

• Kalvad paksud servad, et luua 'v ' soon, mis võimaldab täielikku tungimist. Vajalik on mitu läbimist.

Levinud probleemid ja lahendused

• Voliframsaastumine (mustad täpid keevisõmbluses):  elektrood puudutas pudru või täitevarda. Peatuge, katkestage saastunud ots, regringi volfram ja taaskäivitage.

• Oksüdatsioon (must tahmajääk):  mitte piisavalt puhastustoiminguid (suurendage %EP), gaasivoolu liiga madal, mustandid või materjal polnud piisavalt puhas.

• Poorsus (pisikesed augud keevisõmbluses):  põhjustatud saastumisest (niiskus, õli, rasv) või varjestusgaasi kadu. Kontrollige oma gaasijooni, voolukiirust (20-25 CFH) ja veenduge, et teie töö oleks puhas ja kuiv.

• Termotuumasünteesi puudumine:  soojusisendit pole piisavalt. Suurendage võimekust, aeglustage sõidukiirust või kasutage fokuseeritud kaare (suurem sagedus).

---

Esiteks ohutus: enda kaitsmine

Prioriteerige alati keevitamisel ohutust:

• Hingamisteede kaitse:  keevituste aurud võivad olla kahjulikud. Kasutage P100 filtritega heakskiidetud respiraatorit, eriti halvasti ventileeritavates piirkondades. A Suitsuekstraktor on ideaalne.

• Silmakaitse:

• Keevituskiiver:  kasutage TIG-keevitamiseks automaatne pistmist kiivrit varju nr 11-13.

• Turvalised prillid:  Kandke oma kiivri all alati UV-protektiivseid kaitseprille, et kaitsta oma silmad hulkuvate kaarede ja prahi eest.

• Nahakaitse:  kandke leekikindlaid rõivaid (nahktagi või varrukad, keevituskindad), et kaitsta UV-kiirguse ja pritsimise eest (kuigi TIG-il on vähem pritsmeid kui teistel protsessidel).

• Elektriohutus:  kontrollige oma seadmeid kahjustatud kaablite ja ühenduste osas. Hoidke oma tööala kuiv.

Järeldus

Alumiiniumist TIG -keevitamine on keeruline, kuid tohutult rahuldust pakkuv oskus. See on kunsti ja teaduse tõeline abielu, mis nõuab mõistmist metallurgia, elektri ja gaasi dünaamikast, mis kõik tõlgitakse läbi keevitaja ühtlaste käte. Praktikat ei asendata. Alustage lihtsate helmestega tasasel plaadil, seejärel liikuge liigestesse ja lõpuks keerukate projektide juurde. Keskenduge põhialustele: laitmatu puhastamine, täpne masina seadistamine ja ühtlase rütmilise tehnika väljatöötamine. Austades alumiiniumi ainulaadset olemust ja rakendades teadmisi selles juhendis, saate hästi omandada puhaste, tugevate ja ilusate keevisõmbluste tootmiseks, mis annavad tunnistust teie oskustele ja pühendumusele.