Bạn đang ở đây: Trang chủ » Tin tức » Công nghệ hàn » Nghệ thuật hàn nhôm tig

Nghệ thuật hàn bằng nhôm tig

Quan điểm: 0 Tác giả: Trình chỉnh sửa trang web xuất bản Thời gian: 2025-09-19 Nguồn gốc: Địa điểm

Hỏi

Hàn bằng nhôm (khí trơ vonfram) thường được coi là đỉnh cao của nghề thủ công hàn. Quá trình này đòi hỏi một sự pha trộn độc đáo của kiến thức kỹ thuật, thiết lập thiết bị chính xác và sự khéo léo thủ công được bao bọc tốt. Khi được thực hiện một cách chính xác, nó tạo ra các mối hàn không chỉ cực kỳ mạnh mẽ và chống rò rỉ mà còn đẹp về mặt thẩm mỹ, với vẻ ngoài sáng bóng đặc trưng của chúng. Không giống như thép hàn, nhôm đưa ra một tập hợp các thách thức độc đáo do tính chất vật lý và hóa học riêng biệt của nó. Tuy nhiên, bằng cách hiểu những thách thức này và làm chủ các kỹ thuật để vượt qua chúng, bạn có thể mở khóa khả năng tạo ra các mối hàn hoàn hảo trên mọi thứ từ các bộ phận ô tô và các thành phần hàng không vũ trụ đến chế tạo tùy chỉnh và điêu khắc nghệ thuật.

Hướng dẫn dứt khoát này sẽ đưa bạn qua mọi thứ bạn cần biết, từ khoa học cơ bản đằng sau quá trình đến các kỹ thuật nâng cao được sử dụng bởi các chuyên gia. Cho dù bạn là người mới bắt đầu muốn bắt đầu hay một thợ hàn có kinh nghiệm đang tìm cách tinh chỉnh các kỹ năng của bạn, thì việc lặn sâu vào nhôm này Hàn Tig sẽ cung cấp kiến thức bạn cần để thành công.

Tại sao nhôm là khác nhau: Hiểu những thách thức

Trước khi nổi bật một vòng cung, điều quan trọng là phải hiểu tại sao nhôm hoạt động khác với thép. Kiến thức này là nền tảng cho tất cả các kỹ thuật và cài đặt theo sau.

Lớp oxit ngoan cường

Nhôm tự nhiên tạo thành một lớp oxit nhôm rất mỏng, rất cứng (Al₂O₃) khi tiếp xúc với không khí. Lớp này có điểm nóng chảy khoảng 3.700 ° F (2.037 ° C), cao hơn nhiều so với điểm nóng chảy của nhôm tinh khiết bên dưới nó, khoảng 1.220 ° F (660 ° C). Nếu lớp oxit này không được loại bỏ, nó sẽ chống lại vũng hàn, dẫn đến ô nhiễm, phản ứng tổng hợp kém và mối hàn xấu xí, hạt. Chìa khóa để giải quyết vấn đề này nằm trong quá trình TIG.

Độ dẫn nhiệt cao

Nhôm hoạt động như một tản nhiệt tuyệt vời. Nó rút nhiệt ra khỏi vùng mối hàn cực kỳ nhanh chóng. Điều này có nghĩa là cần có nhiều đầu vào nhiệt để bắt đầu và duy trì một vũng nóng chảy so với thép. Điều đó cũng có nghĩa là tích tụ nhiệt xảy ra trên toàn bộ phôi nhanh hơn, làm tăng nguy cơ bị cong vênh và biến dạng nếu không được quản lý cẩn thận.

Không thay đổi màu trước khi tan chảy

Thép phát sáng màu đỏ nóng trước khi nó tan chảy, cung cấp một gợi ý trực quan rõ ràng. Nhôm không. Nó vẫn còn bạc và sáng cho đến khi nó biến đổi ngay lập tức thành một vũng nóng chảy. Điều này có thể làm mất phương hướng cho người mới bắt đầu và đòi hỏi phải học để 'đọc ' bề mặt của kim loại khi nó nóng lên.

Các miệng núi lửa và vết nứt nóng

Nhôm có tỷ lệ co giãn và co thắt nhiệt cao. Khi vũng hàn củng cố và nguội, nó co lại đáng kể. Nếu mối hàn bị chấm dứt không đúng cách, sự co rút này có thể khiến một miệng núi lửa bị trầm cảm ở cuối hạt hàn. Các miệng hố rất dễ bị nứt (vết nứt nóng) vì chúng là một điểm tập trung căng thẳng trong quá trình hóa rắn.

Thiết bị thiết yếu và thiết lập cho nhôm TIG

Sử dụng đúng thiết bị và định cấu hình chính xác là 80% trận chiến trong hàn nhôm TIG.

Nguồn năng lượng: Thợ hàn AC TIG

Mặc dù có thể hàn nhôm mỏng với DCEN (điện cực trực tiếp âm âm) và hỗn hợp helium, phương pháp tiêu chuẩn và yêu cầu cho hàn nhôm chất lượng là AC (dòng điện xoay chiều).

Tại sao AC? Chu kỳ hiện tại AC xen kẽ giữa hai giai đoạn:

Điện cực dương (EP) Chu kỳ: Đây là hành động 'làm sạch '. Trong một nửa chu kỳ này, các electron nhảy từ phôi đến điện cực vonfram, làm nổ tung lớp oxit nhôm cứng đầu. Điều này có thể nhìn thấy như một vòng tròn khắc riêng biệt xung quanh vòng cung.
Điện cực âm (en) chu kỳ: Đây là hành động 'thâm nhập ' hoặc 'sưởi ấm '. Trong nửa này, dòng điện dòng điện từ điện cực đến phôi, cung cấp phần lớn sức nóng và tạo ra vũng nước hàn.

Một thợ hàn AC/DC TIG dựa trên biến tần hiện đại là lý tưởng vì nó cho phép điều chỉnh chính xác số dư AC (hoặc điều khiển dạng sóng AC).

Các điều khiển quan trọng: cân bằng và tần số

Cân bằng AC ( %EN so với %EP): Điều khiển này điều chỉnh tỷ lệ thời gian dành cho pha thâm nhập (EN) so với pha làm sạch (EP).

Một %EN cao hơn (ví dụ, 70-80 %) cung cấp nhiều nhiệt và thâm nhập hơn, một dải làm sạch hẹp hơn và một vòng cung sắc nét hơn, ổn định hơn. Tuy nhiên, quá nhiều en có thể cho phép vonfram quá nóng và bóng quá mức.
Một %EP cao hơn (ví dụ, 30-40 %) cung cấp một hành động làm sạch rộng hơn, tốt cho vật liệu bẩn hoặc oxy hóa hoặc để xử lý tạp chất. Tuy nhiên, quá nhiều EP có thể khiến vonfram phát hành nhanh chóng và có thể khắc vật liệu bên ngoài vùng mối hàn quá mức.
Một điểm khởi đầu tốt là khoảng 70% EN / 30% EP.

Tần số AC (Hz): Điều khiển này điều chỉnh số lần mỗi giây chuyển đổi hiện tại giữa EN và EP.

Tần số thấp hơn (ví dụ, 60-80 Hz) tạo ra một hình nón rộng hơn, mềm hơn và một vũng hàn rộng hơn. Đó là sự tha thứ hơn cho người mới bắt đầu.
Tần số cao hơn (ví dụ: 120-200 Hz) tạo ra một hình nón hồ quang rất tập trung, chặt chẽ và cứng. Điều này cung cấp kiểm soát định hướng tốt hơn, thâm nhập sâu hơn (hình nón arc 'đào ' trong), và là tuyệt vời cho các góc chặt chẽ và công việc chi tiết. Nó cũng giúp tập trung nhiệt, giảm vùng bị ảnh hưởng bởi nhiệt (HAZ).

Chọn đúng điện cực vonfram

Điện cực là một thành phần quan trọng. Đối với nhôm AC tig, vonfram thuần túy (màu xanh lá cây) là tiêu chuẩn lịch sử, nhưng nó dễ dàng và ít ổn định hơn. Ngày nay, Lanthanated (vàng, 1,5% hoặc 2,0%) và ceriated (màu xám) là những lựa chọn phổ biến vì chúng hoạt động tốt trên cả AC và DC, bắt đầu dễ dàng và duy trì điểm ổn định cho một vòng cung chặt chẽ hơn. Zirconiated (Trắng) cũng là một lựa chọn tuyệt vời, lâu dài dành riêng cho hàn AC.

Điện cực phải được mài đến một điểm (với máy xay vonfram chuyên dụng) cho một vòng cung ổn định, nhưng nó sẽ tự nhiên tạo thành một quả bóng ở đầu trong quá trình hàn AC. Mục tiêu là một quả bóng sạch sẽ, ổn định, không phải là một bóng lớn, rủ xuống.

Thiết lập khí và đuốc che chắn

Khí: Sử dụng 100% argon cho hầu hết các hàn nhôm lên đến khoảng ½ 'dày. Đối với các phần dày hơn, hỗn hợp argon / helium (thường là 75% anh / 25% AR) được sử dụng.
Ống kính khí: Một ống kính khí rất được khuyến khích cho hàn nhôm. Nó thay thế thân máy va chạm tiêu chuẩn trong ngọn đuốc của bạn và sử dụng màn hình lưới mịn để tạo ra dòng khí mịn hơn, nhiều hơn. Điều này cung cấp phạm vi bảo hiểm che chắn vượt trội, cho phép bạn dán vonfram ra xa hơn để có khả năng hiển thị tốt hơn và truy cập vào các khớp chặt chẽ, và ít bị ảnh hưởng bởi các bản nháp.
Kích thước cốc: Một cốc gốm lớn hơn (ví dụ: #6, #7 hoặc #8) được sử dụng với ống kính khí cung cấp độ che phủ khí che chắn tốt hơn so với vũng nhôm hàn lớn hơn.

Kim loại phụ

Các thanh phụ bằng nhôm thường được khớp với hợp kim cơ sở mà bạn đang hàn. Các lựa chọn phổ biến bao gồm:

4043: Một hợp kim đa năng với tính lưu động tuyệt vời và khả năng chống nứt tốt. Nó hàn trơn tru nhưng tạo ra một hạt hàn màu xám không anodize để phù hợp với kim loại cơ bản.
5356: Lựa chọn phổ biến nhất khác. Nó cung cấp các mối hàn sáng hơn, sáng hơn phù hợp hơn với màu kim loại cơ bản và có thể anodizable. Nó có độ bền kéo cao hơn 4043 nhưng ít chất lỏng hơn và có thể nhạy cảm hơn với vết nứt nóng trong các tình huống nhất định.
Các hợp kim khác như 4943, 5183 và 5556 được sử dụng cho các ứng dụng cụ thể và các yêu cầu cường độ cao hơn.

Luôn tham khảo biểu đồ lựa chọn kim loại filler để chọn đúng thanh cho kim loại cơ sở và ứng dụng cơ sở cụ thể của bạn.

Kỹ thuật hàn từng bước

Với máy của bạn được thiết lập chính xác, phần còn lại đi xuống kỹ thuật.

Chuẩn bị là tối quan trọng

Làm sạch: Điều này không thể được cường điệu hóa. Tất cả quá trình oxy hóa, dầu, dầu mỡ và bụi bẩn phải được loại bỏ.

Làm sạch cơ học: Sử dụng bàn chải dây thép không gỉ chuyên dụng (chỉ được sử dụng cho nhôm) để chà khu vực khớp. Ngoài ra, sử dụng một đĩa sander hoặc vạt. Luôn chải theo một hướng, không qua lại.
Làm sạch hóa học: Lau sạch khu vực bằng dung môi như acetone hoặc một chất khử trùng chuyên dụng để loại bỏ bất kỳ hydrocarbon nào. Điều này nên được thực hiện sau khi làm sạch cơ học.

Fit-Up: Đảm bảo các bộ phận phù hợp chặt chẽ với khoảng cách tối thiểu. Tính trôi chảy cao của nhôm có thể dẫn đến tan chảy nếu khoảng cách quá lớn.

Bắt đầu vòng cung và thiết lập vũng nước

Bắt đầu ARC: Sử dụng một khởi đầu tần số cao để tránh ô nhiễm vonfram.
Tạo A 'Puddle ': Giữ một độ dài hồ quang chặt chẽ (khoảng 1/16 'đến 1/8 ') và giữ cho ngọn đuốc ổn định. Bạn sẽ thấy lớp oxit biến mất và kim loại sẽ trở nên sáng bóng. Sau đó, nó sẽ đột nhiên 'sụp đổ ' vào một vũng nước lỏng. Điều này có thể mất vài giây, đặc biệt là trên vật liệu dày hơn. Hãy kiên nhẫn.
Thêm kim loại phụ: Một khi một vũng chất lỏng, ổn định khoảng 1/4 'đường kính được thiết lập, nhúng đầu que phụ của bạn vào cạnh đầu của vũng nước. Giữ thanh ở góc rất thấp (gần như song song với phôi) và trong tấm chắn khí để ngăn chặn quá trình oxy hóa trước khi nó đi vào vũng nước.

Chuyển động và nhịp điệu

Kỹ thuật cổ điển cho nhôm là phương pháp 'Walk the Cup ', mặc dù miễn phí cũng là phổ biến.

Dao tự do: Điều này liên quan đến việc di chuyển ngọn đuốc đều đặn về phía trước trong khi nhúng nhịp điệu vào vũng nước. Các chuyển động phải trơn tru và nhất quán.
Đi bộ Cup: cốc gốm của ngọn đuốc được đặt trên phôi hoặc thanh làm đầy. Bằng cách làm rung chuyển ngọn đuốc từ bên này sang bên kia trong một chuyển động ổn định, thợ hàn 'đi bộ ' chiếc cốc dọc theo khớp. Điều này cung cấp tính nhất quán đáng kinh ngạc, kiểm soát và sạch sẽ, đặc biệt là trên đường ống và các khớp dài. Đó là phương pháp ưa thích cho nhiều chuyên gia.

Chấm dứt mối hàn và ngăn ngừa miệng núi lửa

Đừng chỉ đơn giản là dừng lại và kéo ngọn đuốc đi. Điều này sẽ đảm bảo một vết nứt miệng núi lửa.

Chậm lại: Khi bạn đến gần cuối của mối hàn, tăng một chút tốc độ di chuyển của bạn để giảm kích thước của vũng nước.
Thêm chất độn thêm: Ngay trước khi bạn hoàn thành, thêm một hoặc hai lần chấm cuối cùng của kim loại chất độn để đốt cháy phần cuối của mối hàn.
Sử dụng chức năng điền vào miệng núi lửa: Hầu hết các thợ hàn hiện đại đều có cài đặt điền vào miệng núi lửa. Khi bạn giải phóng bàn đạp hoặc kích hoạt, máy sẽ tự động giảm dần cường độ trong một thời gian đã đặt (ví dụ: 5 giây), cho phép vũng nước hóa chậm mà không bị thu hẹp thành miệng núi lửa. Học cách sử dụng chức năng này.
Tiếp tục che chắn: Sau khi thêm chất làm đầy cuối cùng, hãy giữ ngọn đuốc tại chỗ cho đến khi khí hậu dòng dừng lại để bảo vệ kim loại nóng, hóa rắn khỏi quá trình oxy hóa.

Kỹ thuật nâng cao và khắc phục sự cố

Hàn nhôm mỏng (ví dụ: 16Ga - 0,125 ')

Vật liệu mỏng dễ bị cong vênh và tan chảy.

Sử dụng một vonfram nhỏ hơn (1/16 ').
Sử dụng cường độ thấp hơn và cốc nhỏ hơn ( #5 hoặc #6 với ống kính gas).
Hàn xung là vô cùng có lợi. Xung xen kẽ giữa dòng điện cực đại cao (để làm tan chảy kim loại) và dòng nền thấp (để cho vũng nước nguội một chút). Điều này làm giảm đầu vào nhiệt tổng thể, giảm thiểu sự cong vênh và cung cấp cho bạn nhiều quyền kiểm soát hơn. Cài đặt xung khởi động tốt là 100 pps (xung mỗi giây) với tỷ lệ đỉnh/nền 50%.
Sử dụng một thanh ủng hộ đồng hoặc nhôm phía sau khớp để giúp làm tan nhiệt.

Hàn nhôm dày (ví dụ: 0,25 'trở lên)

Vật liệu dày đòi hỏi đầu vào nhiệt lớn.

Làm nóng trước phôi đến 300-400 ° F (150-200 ° C) với một ngọn đuốc. Điều này thường rất cần thiết. Nó làm giảm cú sốc nhiệt cho kim loại, loại bỏ độ ẩm và cho phép bạn sử dụng ít cường độ hơn từ máy của bạn.
Sử dụng một vonfram lớn hơn (3/32 'hoặc 1/8 ').
Sử dụng khí trộn helium/argon để thâm nhập sâu hơn.
Các cạnh dày vát để tạo một rãnh 'V ' cho phép thâm nhập đầy đủ. Nhiều đường chuyền sẽ được yêu cầu.

Các vấn đề và giải pháp phổ biến

Ô nhiễm vonfram (đốm đen trong mối hàn): Điện cực chạm vào vũng nước hoặc thanh phụ. Dừng lại, phá vỡ kết thúc bị ô nhiễm, đánh dấu vonfram và khởi động lại.
Quá trình oxy hóa (dư lượng sooty màu đen): Không đủ hành động làm sạch (tăng %EP), dòng khí quá thấp, bản nháp hoặc vật liệu không đủ sạch.
Độ xốp (các lỗ nhỏ trong mối hàn): gây ra bởi ô nhiễm (độ ẩm, dầu, mỡ) hoặc mất khí bảo vệ. Kiểm tra các dòng khí của bạn, tốc độ dòng chảy (20-25 CFH) và đảm bảo công việc của bạn sạch sẽ và khô ráo.
Thiếu hợp nhất: Không đủ đầu vào nhiệt. Tăng cường độ, tốc độ di chuyển chậm hoặc sử dụng cung tập trung hơn (tần số cao hơn).

An toàn trước: Bảo vệ bản thân

Luôn ưu tiên an toàn khi hàn:

Bảo vệ hô hấp: Khói hàn có thể gây hại. Sử dụng mặt nạ phòng độc được phê duyệt với các bộ lọc P100, đặc biệt là ở các khu vực thông gió kém. MỘT Fume Extractor là lý tưởng.
Bảo vệ mắt:

Mũ bảo hiểm hàn: Sử dụng mũ bảo hiểm tự động tối với bóng râm #11-13 để hàn TIG.
Kính an toàn: Luôn đeo kính an toàn bảo vệ tia cực tím bên dưới mũ bảo hiểm của bạn để bảo vệ đôi mắt khỏi vòng cung và mảnh vụn đi lạc.

Bảo vệ da: Mặc quần áo chống cháy (áo khoác da hoặc tay áo, găng tay hàn) để bảo vệ khỏi bức xạ UV và Spatter (mặc dù TIG có ít Spatter hơn các quá trình khác).
An toàn điện: Kiểm tra thiết bị của bạn cho cáp và kết nối bị hỏng. Giữ cho khu vực làm việc của bạn khô ráo.

Phần kết luận

Hàn nhôm Tig là một kỹ năng đầy thách thức nhưng vô cùng bổ ích. Đó là một cuộc hôn nhân thực sự của nghệ thuật và khoa học, đòi hỏi sự hiểu biết về luyện kim, điện và động lực học, tất cả được dịch qua bàn tay ổn định của thợ hàn. Không có sự thay thế cho thực hành. Bắt đầu với các hạt đơn giản trên tấm phẳng, sau đó tiến tới các khớp và cuối cùng là các dự án phức tạp. Tập trung vào các nguyên tắc cơ bản: làm sạch hoàn hảo, thiết lập máy chính xác và phát triển một kỹ thuật nhịp nhàng, ổn định. Bằng cách tôn trọng bản chất độc đáo của nhôm và áp dụng kiến thức trong hướng dẫn này, bạn sẽ tiếp tục sản xuất các mối hàn sạch, mạnh mẽ và đẹp mắt là một minh chứng cho kỹ năng và sự cống hiến của bạn.