DU ÄR HÄR: Hem » Nybörjare » Svetsteknik » ALUMINUM TIG ALUMINUM TIG TIG

Konsten att svetsa aluminium

Visningar: 0 Författare: Webbplatsredaktör Publicera tid: 2025-09-19 Ursprung: Plats

Fråga

Aluminium TIG (Svetsning av volfram inert gas) betraktas ofta som toppen av svetshantverk. Processen kräver en unik blandning av teknisk kunskap, exakt utrustning för utrustning och väl hängd manuell skicklighet. När den körs korrekt producerar den svetsar som inte bara är oerhört starka och läcksäkra utan också estetiskt vackert, med deras karakteristiska glänsande, staplade dimeutseende. Till skillnad från svetstål presenterar aluminium en uppsättning unika utmaningar på grund av dess distinkta fysiska och kemiska egenskaper. Men genom att förstå dessa utmaningar och behärska teknikerna för att övervinna dem kan du låsa upp förmågan att skapa felfria svetsar på allt från bildelar och flyg- och rymdkomponenter till anpassade tillverkning och konstnärliga skulpturer.

Denna definitiva guide tar dig igenom allt du behöver veta, från den grundläggande vetenskapen bakom processen till de avancerade teknikerna som används av proffs. Oavsett om du är en nybörjare som vill komma igång eller en erfaren svetsare som försöker förfina dina färdigheter, detta djupa dyk i aluminium TIG -svetsning ger den kunskap du behöver för att lyckas.

Varför aluminium är annorlunda: förstå utmaningarna

Innan det ens slår en båge är det avgörande att förstå varför aluminium uppför sig annorlunda än stål. Denna kunskap är grunden för alla tekniker och inställningar som följer.

Det ihärdiga oxidskiktet

Aluminium bildar naturligtvis ett mycket tunt, mycket hårt lager av aluminiumoxid (al₂o₃) när den utsätts för luft. Detta skikt har en smältpunkt på cirka 3 700 ° F (2 037 ° C), vilket är drastiskt högre än smältpunkten för den rena aluminium under den, som är cirka 1 220 ° F (660 ° C). Om detta oxidskikt inte avlägsnas kommer det att motstå svetspölen, vilket leder till förorening, dålig fusion och en ful, kornig svets. Nyckeln till att lösa detta problem ligger i själva TIG -processen.

Hög värmeledningsförmåga

Aluminium fungerar som en utmärkt kylfläns. Det drar värmen bort från svetzonen extremt snabbt. Detta innebär att mycket mer värmeinmatning krävs för att starta och upprätthålla en smält pöl jämfört med stål. Det betyder också att värmeuppbyggnad sker över hela arbetsstycket snabbare, vilket ökar risken för vridning och snedvridning om den inte hanteras noggrant.

Ingen färgförändring före smältning

Stål glöder röd varm innan den smälter och ger en tydlig visuell ledtråd. Aluminium gör det inte. Det förblir silvigt och ljust fram till det ögonblick det förvandlas direkt till en smält pöl. Detta kan vara desorienterande för nybörjare och kräver att lära sig att 'läsa ' metallens yta när den värms upp.

Kratrarna och heta sprickor

Aluminium har en hög värmeutvidgning och sammandragningshastighet. När svetspölen stelnar och svalnar krymper den avsevärt. Om svetsen avslutas felaktigt kan denna krympning lämna en krater - en depression i slutet av svetspärlan. Craters är mycket benägna att spricka (het sprickor) eftersom de är en punkt i stresskoncentration under stelning.

Viktig utrustning och installation för aluminium TIG

Att använda rätt utrustning och konfigurera den korrekt är 80% av striden i aluminium TIG -svetsning.

Kraftkällan: AC TIG -svetsare

Även om det är möjligt att svetsa tunn aluminium med DCEN (likströmselektrod negativ) och en heliumblandning, är standard- och nödvändig metod för kvalitetsaluminiumsvetsning AC (alternerande ström).

Varför AC? AC -nuvarande cykel växlar mellan två faser:

Elektrod Positive (EP) Cykel: Detta är 'rengöring' -åtgärden. Under denna hälft av cykeln hoppar elektroner från arbetsstycket till volframelektroden och spränger bort det envisa aluminiumoxidskiktet. Detta syns som en distinkt etsad cirkel runt bågen.
Elektrod Negative (EN) Cykel: Detta är 'penetration ' eller 'uppvärmning '. Under den här halvan flyter strömmen från elektroden till arbetsstycket, levererar majoriteten av värmen och skapar svetspölen.

En modern inverterbaserad AC/DC TIG-svetsare är idealisk eftersom den möjliggör exakt justering av AC-balansen (eller AC-vågformskontroll).

De kritiska kontrollerna: balans och frekvens

AC Balance ( %EN vs. %EP): Denna kontroll justerar förhållandet mellan tid som spenderas i fasen av penetration (EN) kontra rengöring (EP).

En högre %EN (t.ex. 70-80 %) ger mer värme och penetration, ett smalare rengöringsband och en skarpare, mer stabil båge. Men för mycket EN kan låta volframen överhettas och bollen överdrivet.
En högre %EP (t.ex. 30-40 %) ger en bredare rengöringsåtgärd, vilket är bra för smutsigt eller oxiderat material eller för att hantera föroreningar. För mycket EP kan emellertid få volframen att bolla upp snabbt och kan etsa materialet utanför svetszonen överdrivet.
En bra utgångspunkt är cirka 70% EN / 30% EP.

AC -frekvens (Hz): Denna kontroll justerar hur många gånger per sekund strömbrytarna mellan EN och EP.

En lägre frekvens (t.ex. 60-80 Hz) skapar en bredare, mjukare bågkon och en bredare svetspöl. Det är mer förlåtande för nybörjare.
En högre frekvens (t.ex. 120-200 Hz) skapar en mycket fokuserad, snäv och styv bågkon. Detta ger bättre riktningskontroll, djupare penetration (bågkon 'gräver ' in) och är utmärkt för trånga hörn och detaljerat arbete. Det hjälper också till att koncentrera värme, vilket minskar den totala värmepåverkade zonen (HAZ).

Välja rätt volframelektrod

Elektroden är en kritisk komponent. För aluminium AC TIG var ren volfram (grön) den historiska standarden, men det bollar lätt och är mindre stabil. Idag är lantanerade (guld, 1,5% eller 2,0%) och ceriated (grå) populära val eftersom de fungerar bra på både AC och DC, börjar enkelt och upprätthåller en stabil punkt för en stramare båge. Zirkonierad (vit) är också ett utmärkt, långvarigt val som är dedikerat till AC-svetsning.

Elektroden måste skärpas till en punkt (med en dedikerad volframkvarn) för en stabil båge, men den kommer naturligtvis att bilda en boll vid spetsen under AC -svetsning. Målet är en ren, stabil boll, inte en stor, hängande.

Skyddande gas- och facklainställning

Gas: Använd 100% argon för de flesta aluminiumsvetsning upp till cirka ½ 'tjock. För tjockare sektioner används en blandning av argon / helium (vanligtvis 75% HE / 25% AR). Helium ökar bågens värmeinmatning och penetration utan att ändra elektriska inställningar.
Gaslins: En gaslins rekommenderas starkt för aluminiumsvetsning. Den ersätter den vanliga colletkroppen i din fackla och använder en fin nätskärm för att skapa ett mycket jämnare, mer laminärt gasflöde. Detta ger överlägsen skärmningstäckning, gör att du kan sticka volframen längre för bättre synlighet och tillgång till snäva leder och är mindre mottaglig för utkast.
Koppstorlek: En större keramisk kopp (t.ex. #6, #7 eller #8) som används med en gaslins ger ännu bättre skyddande gastäckning över den större svetspölen i aluminium.

Fyllmedelsmetaller

Aluminiumfyllningsstänger matchas vanligtvis med baslegeringen du svetsar. Vanliga val inkluderar:

4043: En allmänt legering med utmärkt fluiditet och god sprickmotstånd. Den svetsar smidigt men producerar en gråaktig svetspärla som inte anodiseras för att matcha basmetallen.
5356: Det andra vanligaste valet. Det ger ljusare, blankare svetsar som närmare matchar basmetallfärgen och är anodiserbara. Den har en högre draghållfasthet än 4043 men är mindre flytande och kan vara mer känslig för het sprickor i vissa situationer.
Andra legeringar som 4943, 5183 och 5556 används för specifika applikationer och högre styrka.

Kontakta alltid ett val av metall för att välja rätt stång för din specifika basmetall och applikation.

Steg-för-steg-svetstekniken

Med din maskin inställd korrekt kommer resten ner till tekniken.

Förberedelserna är av största vikt

Rengöring: Detta kan inte överskattas. All oxidation, olja, fett och smuts måste tas bort.

Mekanisk rengöring: Använd en dedikerad trådborste i rostfritt stål (används endast för aluminium) för att skrubba ledområdet. Alternativt använder du en slipmaskin eller klaffskiva. Borsta alltid i en riktning, inte fram och tillbaka.
Kemisk rengöring: Torka ner området med ett lösningsmedel som aceton eller en dedikerad avfettningsmedel för att ta bort kolväten. Detta bör göras efter mekanisk rengöring.

Fit-up: Se till att delar passar tätt tillsammans med minimalt gap. Aluminiums höga flytande kan leda till smältning om luckorna är för stora.

Starta bågen och etablera pölen

Initiera bågen: Använd en högfrekvensstart för att undvika volframföroreningar.
Skapa en 'pöl ': håll en tät båglängd (cirka 1/16 'till 1/8 ') och håll facklan stabil. Du kommer att se oxidskiktet försvinna och metallen blir blank. Då kommer det plötsligt att 'kollapsa ' i en flytande pöl. Det kan ta några sekunder, särskilt på tjockare material. Ha tålamod.
Lägg till fyllnadsmetall: När en stabil, flytande pöl cirka 1/4 'i diameter är etablerad, doppa spetsen på din påfyllningsstång i den främre kanten på pölen. Håll stången i en mycket låg vinkel (nästan parallellt med arbetsstycket) och inom gasskölden för att förhindra oxidation innan den kommer in i pölen.

Rörelsen och rytmen

Den klassiska tekniken för aluminium är metoden 'Walk the Cup ', även om frihand är också vanlig.

Freehand -dabbing: Det handlar om att flytta facklan stadigt framåt medan rytmiskt dabbar påfyllningsstången i pölen. Rörelsen ska vara smidig och konsekvent.
Walk the Cup: Torchens keramiska kopp är vilad på arbetsstycket eller påfyllningsstången. Genom att gunga facklan från sida till sida i en jämn rörelse, går svetsaren '' koppen längs fogen. Detta ger otrolig konsistens, kontroll och renlighet, särskilt på rör och långa leder. Det är den föredragna metoden för många proffs.

Avslutar svetsen och förhindrar kratrar

Stoppa inte bara och dra facklan bort. Detta garanterar en kraterspricka.

Sakta ner: När du närmar dig slutet av svetet, öka din reshastighet något för att minska pölstorleken.
Lägg till extra fyllmedel: Strax innan du är klar, lägg till ett eller två slutliga dopp av fyllmedelmetall för att överfyllas i slutet av svetsen.
Använd Crater Fill -funktionen: De flesta moderna svetsare har en kraterfyllningsinställning. När du släpper pedalen eller avtryckaren avsmalnar maskinen automatiskt i strömstyrkan under en viss tid (t.ex. 5 sekunder), vilket gör att pölen kan stelna långsamt utan att krympa in i en krater. Lär dig att använda den här funktionen.
Håll skärmning: Efter att ha lagt till det slutliga fyllmedlet, håll facklan på plats tills gasen efter flödet stannar för att skydda den heta, stelnande metallen från oxidation.

Avancerade tekniker och felsökning

Svetsning tunn aluminium (t.ex. 16GA - 0,125 ')

Tunt material är benägna att vrida sig och smälta.

Använd en mindre volfram (1/16 ').
Använd lägre strömstyrka och en mindre kopp ( #5 eller #6 med gaslins).
Pulssvetsning är extremt fördelaktigt. Pulserande växlar mellan en hög toppström (för att smälta metallen) och en låg bakgrundsström (för att pölen svalnar något). Detta minskar den totala värmeinmatningen, minimerar vridning och ger dig mer kontroll. En bra startpulsinställning är 100 pps (pulser per sekund) med 50% topp/bakgrundsförhållande.
Använd en koppar- eller aluminiumstång bakom fogen för att sprida värme.

Svetsning tjock aluminium (t.ex. 0,25 'och högre)

Tjockt material kräver massiv värmeinmatning.

Förvärm arbetsstycket till 300-400 ° F (150-200 ° C) med en fackla. Detta är ofta viktigt. Det minskar den termiska chocken för metallen, kör av fukt och låter dig använda mindre strömstyrka från din maskin.
Använd en större volfram (3/32 'eller 1/8 ').
Använd en Helium/Argon Mix -gas för djupare penetration.
Fel tjocka kanter för att skapa en 'v ' spår som möjliggör full penetration. Flera pass krävs.

Vanliga problem och lösningar

Volframföroreningar (svarta fläckar i svets): Elektroden rörde pölen eller fyllnadsstången. Stoppa, bryt av den förorenade änden, återrind volframen och starta om.
Oxidation (svart sotrest): Inte tillräckligt med rengöring (öka %EP), gasflöde för lågt, utkast eller material var inte tillräckligt rent.
Porositet (små hål i svets): orsakad av förorening (fukt, olja, fett) eller förlust av skärmningsgas. Kontrollera dina gasledningar, flödeshastighet (20-25 CFH) och se till att ditt arbete är rent och torrt.
Brist på fusion: Inte tillräckligt med värmeinmatning. Öka strömstyrkan, bromsa resehastigheten eller använd en mer fokuserad båge (högre frekvens).

Säkerhet först: Skydda dig själv

Prioritera alltid säkerheten vid svetsning:

Andningsskydd: Svetsar kan vara skadliga. Använd en godkänd andningsskydd med P100 -filter, särskilt i dåligt ventilerade områden. En Fume Extractor är idealisk.
Ögonskydd:

Svetshjälm: Använd en auto-mörkerhjälm med en skugga #11-13 för TIG-svetsning.
Säkerhetsglasögon: Bär alltid UV-skyddande säkerhetsglasögon under hjälmen för att skydda dina ögon från herrelösa bågar och skräp.

Hudskydd: Använd flamresistenta kläder (läderjacka eller ärmar, svetshandskar) för att skydda mot UV-strålning och stänk (även om TIG har mindre sprut än andra processer).
Elektrisk säkerhet: Kontrollera din utrustning för skadade kablar och anslutningar. Håll ditt arbetsområde torrt.

Slutsats

Aluminium TIG -svetsning är en utmanande men ändå oerhört givande skicklighet. Det är ett riktigt äktenskap med konst och vetenskap, som kräver förståelse för metallurgi, el och gasdynamik, allt översatt genom svetsarens ständiga händer. Det finns ingen ersättning för övning. Börja med enkla pärlor på platt platta, fortsätt sedan till lederna och så småningom till komplexa projekt. Fokusera på grunderna: oklanderlig rengöring, exakt maskinuppsättning och utveckla en stadig, rytmisk teknik. Genom att respektera aluminiumens unika natur och tillämpa kunskapen i den här guiden kommer du att vara på god väg att producera rena, starka och vackra svetsar som är ett bevis på din skicklighet och engagemang.