Aliuminio TIG suvirinimo menas

Aliuminio TIG (Tungsten Inert Gas) suvirinimas dažnai laikomas suvirinimo meistriškumo viršūne. Procesas reikalauja unikalaus techninių žinių, tikslios įrangos sąrankos ir gerai ištobulinto rankų miklumo derinio. Tinkamai atlikus suvirinimo siūles, kurios yra ne tik neįtikėtinai tvirtos ir nepraleidžiančios nuotėkio, bet ir estetiškai gražios, pasižyminčios būdinga blizgančia, stačiakampio dydžio išvaizda. Skirtingai nuo suvirinimo plieno, aliuminis dėl savo skirtingų fizinių ir cheminių savybių kelia unikalių iššūkių. Tačiau suprasdami šiuos iššūkius ir įvaldę jų įveikimo būdus, galėsite sukurti nepriekaištingas suvirinimo siūles viskam – nuo ​​automobilių dalių ir kosmoso komponentų iki individualaus gamybos ir meninių skulptūrų.

Šiame išsamiame vadove rasite viską, ką reikia žinoti, nuo pagrindinio mokslo iki pažangių specialistų naudojamų metodų. Nesvarbu, ar esate pradedantysis, norintis pradėti, ar patyręs suvirintojas, norintis patobulinti savo įgūdžius, šis gilus pasinerimas į aliuminį TIG suvirinimas suteiks žinių, reikalingų sėkmingam darbui.

---

Kodėl aliuminis skiriasi: supratimas apie iššūkius

Prieš net sumušant lanką, labai svarbu suprasti, kodėl aliuminis elgiasi kitaip nei plienas. Šios žinios yra visų tolesnių metodų ir nustatymų pagrindas.

Atkaklus oksido sluoksnis

Aliuminis natūraliai sudaro labai ploną, labai kietą aliuminio oksido (Al2O3) sluoksnį, kai jį veikia oras. Šio sluoksnio lydymosi temperatūra yra maždaug 3700 °F (2037 °C), o tai yra drastiškai aukštesnė už po juo esančio gryno aliuminio lydymosi temperatūrą, kuri yra maždaug 1220 °F (660 °C). Jei šio oksido sluoksnio nepašalinsite, jis atsispirs suvirinimo balzams, todėl bus užterštas, prastas susiliejimas ir bjauri, grūdėta siūlė. Šios problemos sprendimo raktas slypi pačiame TIG procese.

Aukštas šilumos laidumas

Aliuminis veikia kaip puikus šilumos šalintuvas. Jis itin greitai atitraukia šilumą iš suvirinimo zonos. Tai reiškia, kad norint paleisti ir išlaikyti išsilydžiusią balą, reikia daug daugiau šilumos, palyginti su plienu. Tai taip pat reiškia, kad šiluma kaupiasi visame ruošinyje greičiau, o tai padidina deformacijos ir iškraipymo riziką, jei nebus kruopščiai valdoma.

Prieš tirpstant spalva nesikeičia

Plienas prieš ištirpdamas šviečia raudonai, suteikdamas aiškų vaizdinį užuominą. Aliuminis ne. Jis išlieka sidabrinis ir šviesus iki to momento, kai akimirksniu virsta išsilydyta bala. Tai gali būti dezorientuota pradedantiesiems ir reikia išmokti 'skaityti' metalo paviršių, kai jis įkaista.

Krateriai ir karštasis krekingas

Aliuminis pasižymi dideliu šiluminio plėtimosi ir susitraukimo greičiu. Kai suvirinimo balelė kietėja ir vėsta, ji žymiai susitraukia. Jei suvirinimas baigiamas netinkamai, susitraukimas gali palikti kraterį - įdubimą suvirinimo siūlės gale. Krateriai labai linkę įtrūkti (karštas skilinėjimas), nes kietėjimo metu jie yra įtempių koncentracijos taškas.

---

Esminė aliuminio TIG įranga ir sąranka

Tinkamos įrangos naudojimas ir teisingas jos konfigūravimas sudaro 80% aliuminio TIG suvirinimo mūšio.

Maitinimo šaltinis: AC TIG Welder

Nors ploną aliuminį galima suvirinti naudojant DCEN (tiesioginės srovės elektrodo neigiamą) ir helio mišinį, standartinis ir reikalingas kokybiško aliuminio suvirinimo metodas yra kintamoji srovė.

• Kodėl AC?  Kintamosios srovės ciklas kinta tarp dviejų fazių:

• Teigiamas elektrodo (EP) ciklas:  tai yra 'valymo' veiksmas. Per šią ciklo pusę elektronai šokinėja nuo ruošinio ant volframo elektrodo, pašalindami užsispyrusį aliuminio oksido sluoksnį. Tai matoma kaip atskiras išgraviruotas apskritimas aplink lanką.

• Elektrodo neigiamas (EN) ciklas:  tai yra 'siskverbimo' arba 'šildymo' veiksmas. Per šią pusę srovė teka iš elektrodo į ruošinį, tiekdama didžiąją dalį šilumos ir sudarydama suvirinimo balą.

Šiuolaikinis inverterinis AC/DC TIG suvirinimo aparatas yra idealus, nes leidžia tiksliai reguliuoti kintamosios srovės balansą (arba kintamosios srovės bangos formos valdymą).

Kritinės kontrolės priemonės: balansas ir dažnis

• Kintamosios srovės balansas (%EN prieš %EP):  šis valdiklis reguliuoja laiko, praleisto prasiskverbimo (EN) fazėje, ir valymo (EP) fazės santykį.

• Didesnis %EN (pvz., 70–80 %) suteikia daugiau šilumos ir prasiskverbimo, siauresnę valymo juostą ir ryškesnį bei stabilesnį lanką. Tačiau per daug EN gali leisti volframui perkaisti ir per daug suktis.

• Didesnis %EP (pvz., 30–40 %) užtikrina platesnį valymo efektą, kuris tinka nešvarioms ar oksiduotoms medžiagoms arba susidoroti su priemaišomis. Tačiau per daug EP gali sukelti volframo rutuliuką greitai ir per daug išgraviruoti medžiagą už suvirinimo zonos.

• Geras atskaitos taškas yra maždaug 70 % EN / 30 % EP.

• Kintamosios srovės dažnis (Hz):  šis valdiklis reguliuoja, kiek kartų per sekundę srovė persijungia tarp EN ir EP.

• Žemesnis dažnis (pvz., 60–80 Hz) sukuria platesnį, minkštesnį lanko kūgį ir platesnę suvirinimo balą. Pradedantiesiems tai atlaidžiau.

• Didesnis dažnis (pvz., 120–200 Hz) sukuria labai sufokusuotą, įtemptą ir standų lanko kūgį. Tai užtikrina geresnį krypties valdymą, gilesnį įsiskverbimą (lanko kūgis 'įsileidžia') ir puikiai tinka siauriems posūkiams bei detaliems darbams. Tai taip pat padeda sutelkti šilumą, sumažindama bendrą karščio paveiktą zoną (HAZ).

Tinkamo volframo elektrodo pasirinkimas

Elektrodas yra svarbus komponentas. Aliuminio AC TIG,  Pure Tungsten  (žalia) buvo istorinis standartas, tačiau jis lengvai rutuliuojasi ir yra mažiau stabilus. Šiandien  Lanthanated  (auksinis, 1,5% arba 2,0%) ir  Ceriated  (pilkas) yra populiarūs pasirinkimai, nes jie gerai veikia tiek kintamoje, tiek nuolatinėje srovėje, lengvai paleidžiami ir palaiko stabilų tašką, kad lankas būtų tvirtesnis.  Cirkoninis  (baltas) taip pat yra puikus, ilgalaikis pasirinkimas, skirtas kintamos srovės suvirinimui.

Elektrodas turi būti pagaląstas iki taško (su tam skirtu volframo šlifuokliu), kad būtų stabilus lankas, tačiau kintamos srovės suvirinimo metu jis natūraliai suformuos rutulį. Tikslas yra švarus, stabilus kamuolys, o ne didelis, nukritęs.

Apsauginių dujų ir degiklio sąranka

• Dujos:  daugumai iki maždaug ½' storio aliuminio suvirinimui naudokite 100 % argoną. Storesnėms sekcijoms naudojamas  argono/helio mišinys  (paprastai 75 % He / 25 % Ar). Helis padidina lanko šilumos įvedimą ir skverbimąsi nekeičiant elektros nustatymų.

• Dujinis lęšis:  dujinis lęšis .  labai rekomenduojamas  Aliuminio suvirinimui Jis pakeičia standartinį degiklio įvorės korpusą ir naudoja ploną tinklelį, kad sukurtų daug sklandesnį ir laminaresnį dujų srautą. Tai užtikrina puikią ekranavimo aprėptį, leidžia išstumti volframą toliau, kad būtų geriau matoma ir būtų lengviau pasiekti sandarias jungtis, ir yra mažiau jautrus skersvėjams.

• Puodelio dydis:  Didesnis keraminis puodelis (pvz., Nr. 6, Nr. 7 arba Nr. 8), naudojamas su dujiniu lęšiu, užtikrina dar geresnę apsaugines dujas virš didesnės aliuminio suvirinimo balos.

Užpildas metalai

Aliuminio užpildo strypai paprastai priderinami prie pagrindinio lydinio, kurį virinate. Įprasti pasirinkimai apima:

• 4043:  bendrosios paskirties lydinys, pasižymintis puikiu sklandumu ir atsparumu įtrūkimams. Suvirinama sklandžiai, tačiau susidaro pilkšvos siūlės rutulys, kuris neanoduoja, kad atitiktų netauriųjų metalų.

• 5356:  Kitas labiausiai paplitęs pasirinkimas. Tai suteikia ryškesnes, blizgesnes siūles, kurios labiau atitinka netauriųjų metalų spalvą ir yra anoduojamos. Jo tempiamasis stipris didesnis nei 4043, tačiau jis yra mažiau skystas ir tam tikrose situacijose gali būti jautresnis karštam įtrūkimui.

• Kiti lydiniai, tokie kaip 4943, 5183 ir 5556, naudojami specifiniams tikslams ir didesnio stiprumo reikalavimams.

Visada pasidomėkite užpildo metalo pasirinkimo lentele, kad pasirinktumėte tinkamą strypą jūsų konkrečiam netauriajam metalui ir pritaikymui.

---

Žingsnis po žingsnio suvirinimo technika

Tinkamai sukonfigūravus mašiną, visa kita priklauso nuo technikos.

Pasiruošimas yra svarbiausia

1. Valymas:  to negalima pervertinti. Turi būti pašalintos visos oksidacijos, alyvos, riebalų ir nešvarumų.

• Mechaninis valymas:  jungties vietai nušveisti naudokite specialų nerūdijančio plieno vielinį šepetį (naudojamą tik aliuminiui). Arba naudokite šlifuoklį arba diską. Visada valykite viena kryptimi, o ne pirmyn ir atgal.

• Cheminis valymas:  nuvalykite vietą tirpikliu, pvz., acetonu, arba specialiu riebalų šalinimo priemone, kad pašalintumėte angliavandenilius. Tai turėtų būti padaryta  po  mechaninio valymo.

2. Pritvirtinimas:  įsitikinkite, kad dalys tvirtai priglunda viena prie kitos ir yra minimalus tarpas. Didelis aliuminio sklandumas gali sukelti išsilydymą, jei tarpai yra per dideli.

Lanko paleidimas ir balos sukūrimas

1. Įjunkite lanką:  naudokite aukšto dažnio paleidimą, kad išvengtumėte užteršimo volframu.

2. Sukurkite 'Puddle':  laikykite tvirtą lanko ilgį (apie 1/16' iki 1/8') ir laikykite degiklį stabiliai. Pamatysite, kad oksido sluoksnis išnyks, o metalas taps blizgus. Tada jis staiga 'sugrius' į skystą balą. Tai gali užtrukti kelias sekundes, ypač naudojant storesnę medžiagą.  Būkite kantrūs.

3. Pridėkite užpildo metalą:  kai susidaro pastovi, skysta maždaug 1/4 colio skersmens bala, įmerkite užpildo strypo galiuką į priekinį balos kraštą. Laikykite strypą labai žemu kampu (beveik lygiagrečiai ruošiniui) ir dujų skydo viduje, kad išvengtumėte oksidacijos, kol ji patenka į balą.

Judėjimas ir ritmas

Klasikinė aliuminio technologija yra 'vaikščioti po puodelį' metodas, nors taip pat įprasta naudoti laisvą ranką.

• Patepimas laisvomis rankomis:  tai reiškia, kad deglas tolygiai judinamas į priekį, ritmiškai braukiant užpildo strypą į balą. Judėjimas turi būti sklandus ir nuoseklus.

• Pasivaikščiojimas po puodelį:  keraminis degiklio puodelis yra ant ruošinio arba užpildo strypo. Tolygiai siūbuodamas degiklį iš vienos pusės į kitą, suvirintojas 'vaikšto' kaušelį išilgai jungties. Tai užtikrina neįtikėtiną nuoseklumą, kontrolę ir švarą, ypač ant vamzdžių ir ilgų jungčių. Tai yra daugelio specialistų pageidaujamas metodas.

Suvirinimo nutraukimas ir kraterių prevencija

Tiesiog nesustokite ir nenutraukite degiklio. Tai garantuos kraterio įtrūkimą.

1. Sulėtinkite:  artėdami prie suvirinimo pabaigos, šiek tiek padidinkite važiavimo greitį, kad sumažintumėte balos dydį.

2. Pridėti papildomo užpildo:  prieš pat baigdami įpilkite vieną ar du paskutinius užpildo metalo pamirkius, kad perpildtumėte suvirinimo siūlės galą.

3. Naudokite kraterio užpildymo funkciją:  dauguma šiuolaikinių suvirintojų turi kraterio užpildymo nustatymą. Kai atleidžiate pedalą arba gaiduką, mašina automatiškai sumažins srovės stiprumą per nustatytą laiką (pvz., 5 sekundes), leisdama balai lėtai kietėti ir nesusitraukti į kraterį.  Išmokite naudotis šia funkcija.

4. Laikykite ekranavimą:  Įdėję galutinį užpildą, laikykite degiklį vietoje, kol nustos tekėti dujos, kad apsaugotumėte karštą, kietėjantį metalą nuo oksidacijos.

---

Išplėstinė technika ir trikčių šalinimas

Plono aliuminio suvirinimas (pvz., 16ga – 0,125')

Plona medžiaga linkusi deformuotis ir išsilydyti.

• Naudokite mažesnį volframą (1/16').

• Naudokite mažesnį srovės stiprumą ir mažesnį puodelį (#5 arba #6 su dujiniu objektyvu).

• Impulsinis suvirinimas yra labai naudingas. Pulsuojant kaitaliojama tarp didelės didžiausios srovės (kad ištirptų metalas) ir žemos foninės srovės (kad bala šiek tiek atvėstų). Tai sumažina bendrą šilumos kiekį, sumažina deformaciją ir suteikia daugiau galimybių valdyti. Geras pradinio impulso nustatymas yra 100 PPS (impulsų per sekundę), kai piko ir fono santykis yra 50 %.

• Norėdami išsklaidyti šilumą, už jungties naudokite vario arba aliuminio atraminį strypą.

Storo aliuminio suvirinimas (pvz., 0,25' ir daugiau)

Storai medžiagai reikalingas didžiulis šilumos įvedimas.

• Iš anksto pašildykite ruošinį iki 300–400 °F (150–200 °C) degikliu. Tai dažnai yra būtina. Tai sumažina metalo šiluminį smūgį, pašalina drėgmę ir leidžia naudoti mažiau įrenginio srovės srovės.

• Naudokite didesnį volframą (3/32' arba 1/8').

• Norėdami giliau prasiskverbti, naudokite helio/argono mišinio dujas.

• Pasukite storus kraštus, kad sukurtumėte 'V' griovelį, leidžiantį visiškai įsiskverbti. Reikės kelių leidimų.

Dažnos problemos ir sprendimai

• Užteršimas volframu (juodos dėmės suvirinimo siūlėje):  elektrodas palietė balą arba užpildo strypą. Sustokite, nulaužkite užterštą galą, vėl sumalkite volframą ir paleiskite iš naujo.

• Oksidacija (juodos suodžių likučiai):  nepakanka valymo veiksmų (padidinkite %EP), per mažas dujų srautas, skersvėjis arba medžiaga nebuvo pakankamai švari.

• Akytumas (mažos skylės suvirinimo siūlėje):  atsiranda dėl užteršimo (drėgmės, alyvos, riebalų) arba apsauginių dujų praradimo. Patikrinkite savo dujų linijas, srautą (20–25 CFH) ir įsitikinkite, kad jūsų darbas yra švarus ir sausas.

• Susiliejimo trūkumas:  nepakanka šilumos įvesties. Padidinkite srovės stiprumą, sumažinkite važiavimo greitį arba naudokite labiau sufokusuotą lanką (aukštesnį dažnį).

---

Pirmiausia sauga: saugokite save

Suvirindami visada pirmenybę teikite saugai:

• Kvėpavimo takų apsauga:  Suvirinimo dūmai gali būti kenksmingi. Naudokite patvirtintą respiratorių su P100 filtrais, ypač prastai vėdinamose vietose. A dūmų siurblys . idealiai tinka

• Akių apsauga:

• Suvirinimo šalmas:  TIG suvirinimui naudokite automatiškai tamsėjantį šalmą su atspalviu #11-13.

• Apsauginiai akiniai:  Po šalmu visada dėvėkite nuo UV spindulių apsaugančius apsauginius akinius, kad apsaugotumėte akis nuo paklydusių lankų ir šiukšlių.

• Odos apsauga:  Dėvėkite ugniai atsparius drabužius (odinę striukę ar rankoves, suvirinimo pirštines), kad apsaugotumėte nuo UV spindulių ir purslų (nors TIG purškia mažiau nei kiti procesai).

• Elektros sauga:  patikrinkite, ar jūsų įranga nepažeista kabelių ir jungčių. Laikykite savo darbo vietą sausą.

Išvada

Aliuminio TIG suvirinimas yra sudėtingas, tačiau nepaprastai naudingas įgūdis. Tai tikra meno ir mokslo santuoka, reikalaujanti supratimo apie metalurgiją, elektrą ir dujų dinamiką – visa tai išversta tvirtomis suvirintojo rankomis. Praktikos pakaitalo nėra. Pradėkite nuo paprastų karoliukų ant plokščios plokštės, tada pereikite prie sujungimų ir galiausiai prie sudėtingų projektų. Sutelkite dėmesį į pagrindinius dalykus: nepriekaištingą valymą, tikslią mašinos sąranką ir pastovios, ritmiškos technikos kūrimą. Gerbdami unikalią aliuminio prigimtį ir pritaikydami šiame vadove pateiktas žinias, galėsite gaminti švarias, tvirtas ir gražias siūles, kurios liudija jūsų įgūdžius ir atsidavimą.