ריתוך אלומיניום

ריתוך אלומיניום דורש מערך פרמטרים הכולל ניקוי, חמימות אחידה, חומרי ריתוך וכישורי ריתוך מוצקים, והוא מציב אתגרים בשל מוליכות תרמית גבוהה ויצירת שכבת חמצון אינהרנטית. פיזור חום מהיר עלול להוביל לעיוות, לעיוות וללחצים שיוריים בריתוך, והוא מופיע במיוחד ביריעות דקות יותר ומשפיע על חוזק המפרק.

 

תֵאוּר

 

מוליכות תרמית ורגישות לחום היא בערך פי 4 עד 5 מפלדה, ונקודת ההתכה של האלומיניום נמוכה משכבת ​​התחמוצת שלו, מה שיוצר מחסומים המונעים ממתכות ריתוך להצטרף כהלכה. חום מתפזר היטב באלומיניום ויכול ליצור מכתש גדול בתהליך הריתוך, ולכן אלומיניום רגיש מאוד לסדיקה במכתש, לכן יש למלא מכתשים כדי שלא יתרחש כשל בסוף הריתוך. הרתך יידע בבירור שיש יותר חום מאשר תחילת הריתוך, וזו הסיבה שחדירה מלאה לא תתרחש עד שהריתוך התקדם די רחוק מההתחלה.

 

חומרי מילוי אלומיניום לעומת דרגות אלומיניום

 

בעת ריתוך אלומיניום, בחירת חומר המילוי הנכון (לעיתים קרובות בצורה של מוטות מילוי או חוטים) היא קריטית כדי להבטיח ריתוך חזק, עמיד ותואם. חומרי מילוי אלומיניום נבחרים על סמך סגסוגת האלומיניום הבסיסית, תהליך הריתוך (למשל, TIG, MIG), היישום והמאפיינים הרצויים כמו חוזק, עמידות בפני קורוזיה או משיכות. להלן, פירטנו חומרי מילוי מומלצים לסוגי אלומיניום שונים ונספק הקשר לשימוש בהם.

 

• √סדרת 1xxx (אלומיניום טהור, למשל, 1100, 1350), חומרי מילוי מומלצים: 1100, 4043,

כידוע לסדרת 1xxx יש עמידות מצוינת בפני קורוזיה, מוליכות תרמית גבוהה עם חוזק נמוך, בעוד שחומר מילוי אלומיניום טהור כמו 1100 תואם את הרכב המתכת הבסיסית לעמידות בפני קורוזיה ומוליכות. עבור יישומים במוליכים חשמליים וציוד כימי, 4043 (מסגסוג-סיליקון) משמש גם לנזילות טובה יותר ולהתנגדות לסדקים, במיוחד בריתוך TIG. בקיצור, סדרות 1xxx הן רכות, אז הימנע מסגסוג- יתר עם חומרי מילוי חזקים יותר כדי למנוע סדקים.

 

• √סדרת 2xxx

(נחושת-מסגסוגת, למשל, 2024, 2219, חומרי מילוי מומלצים: 2319 (עבור 2219 ספציפית, 4043 כפשרה)

עבור רכיבי תעופה וחלל, 2319 משמש עבור 2219 מכיוון שהוא תואם את תכולת הנחושת ומספק חוזק לסגסוגות מסדרת 2xxx בעלות חוזק גבוה, אך עם זאת, נוטות לסדקים חמים ולעתים קרובות נחשבות בלתי ניתנות לריתוך במיוחד 2024, ו-4043 מהווה נפילה לסגסוגות 2xxx אחרות להפחתת פיצוח, אף על פי שהוא. במידת האפשר, נסה להימנע מריתוך סדרת 2xxx, והידוק מכני עדיף ליישומים קריטיים.

 

• √סדרת 3xxx (מנגן-מסגסוגת, למשל, 3003, 3004), חומרי מילוי מומלצים: 4043, 5356

לסדרות 3xxx יש חוזק מתון, עמידות טובה בפני קורוזיה, משמשת לעתים קרובות בפח מתכת, ו-4043 מספקת נזילות טובה ועמידות בפני סדקים לריתוך כללי-למטרות. 5356 (מגנזיום-מסגסוגת) ניתן להשתמש אם יש צורך בחוזק גבוה יותר או עמידות בפני קורוזיה. 3סדרות xxx ניתנות לריתוך, ולעתים קרובות הן ניתנות לריתוך,{6} ובבחירת החוזק והמילוי. בשימוש נרחב בגליונות מתכת, HVAC, מיכלי מזון.

 

• √סדרת 4xxx: סיליקון-מסגסוגת (למשל, 4043), משמשת לעתים קרובות כחומרי מילוי בעצמם, בשל נזילות טובה ועמידות בפני סדקים.

 

• √סדרת 5xxx (מגנזיום-מסגסוגת, למשל, 5052, 5083, 5086), חומרי מילוי מומלצים: 5356, 5183, 5556

לסדרות אלו חוזק גבוה ועמידות בפני קורוזיה מצוינת, והן נמצאות בשימוש נרחב בכלי ימי, רכב וכלי לחץ. בפועל, 5356 הוא הבחירה-לחומר המילוי עבור רוב סגסוגות 5xxx בשל תכולת המגנזיום התואמת שלו, עמידות מצוינת בפני קורוזיה (במיוחד בסביבות ימיות), וחוזק טוב. 5183 ו-5556 משמשים ליישומים בעלי חוזק- גבוה יותר (למשל, מתכת בסיס 5083 בבניית ספינות). אנא אל תשכח להימנע מחומרי מילוי 4xxx כמו 4043 על סגסוגות 5xxx אם עמידות בפני קורוזיה היא קריטית, מכיוון שסיליקון יכול להפחית אותה. כמו כן, חומרי מילוי של 5xxx עלולים לגרום לשפשוף (שאריות שחורות) בריתוך TIG, ולכן לעיתים קרובות נדרש ניקוי.

 

• √סדרת 6xxx (מגנזיום-סיליקון-מסגסוגת, למשל, 6061, 6063), חומרי מילוי מומלצים: 4043, 5356

לסדרות אלו חוזק ויכולת ריתוך טובים, בשימוש נרחב ביישומים מבניים, ו-4043 נמצא בשימוש נרחב בשל נזילות מעולה, רגישות נמוכה לסדקים והתאמת צבע טובה לאחר אילגון (נפוץ לסגסוגות 6xxx). 5356 נבחר כאשר יש צורך בחוזק גבוה יותר, אם כי הוא פחות נוזלי וייתכן שלא מתאים לצבע גם לאחר אנודיזציה{{3} בנוסף, 4043 מועדף לעתים קרובות לתיקונים כלליים ב-6061 בשל קלות השימוש, אך 5356 מספק תכונות מכניות טובות יותר עבור ריתוכים קריטיים.

 

• √7xxx סדרה (אבץ-מסגסוגת, למשל, 7075, 7050), חומרי מילוי מומלצים: 5356 (לעיתים רחוקות), 4043 (כפשרה)

לסדרות אלו חוזק גבוה מאוד, בשימוש בתעופה וחלל ורכיבים בעלי חוזק- גבוה, אך יכולת ריתוך גרועה עקב סדקים, לכן סגסוגות 7xxx אינן ניתנות לריתוך עקב בעיות פיצוח חם וקורוזיה חמורות. כאשר מנסים לרתך (למשל, לצורך תיקונים), משתמשים ב-5356 או 4043 כדי למזער סדקים, אך הריתוך יהיה חלש בהרבה מהמתכת הבסיסית. באופן כללי, ריתוך בדרך כלל לא מומלץ עבור סגסוגות 7xxx, ומומלץ מאוד שיטות הצטרפות חלופיות או טכניקות מיוחדות (למשל ריתוך בחיכוך ערבול).

 

 

שיקול ריתוך אלומיניום

 

בחירת מתכת המילוי הנכונה היא אחת ההחלטות הקריטיות ביותר בעת ריתוך אלומיניום, שכן בחירה לקויה עלולה להוביל לסדקים, אובדן חוזק ועמידות לקורוזיה ירודה. בניגוד לפלדה, כמעט אף פעם לא משתמשים במתכת מילוי התואמת למתכת הבסיסית, ולכן צריך שיקול מקיף כדי לקבל ריתוך אלומיניום חזק. להלן רשימה קצרה:

 

• √חִמצוּן

אלומיניום מתחמצן במהירות כאשר הוא נחשף לאטמוספירה, ויוצר שכבת תחמוצת דקה עם טמפרטורת התכה גבוהה יותר (2072 מעלות צלזיוס) מאלומיניום (מעלה 660 מעלות צלזיוס). לעתים קרובות, ריתוך דרך מחסום זה עלול לשרוף חורים דרך חומר העבודה. הסרת שכבת התחמוצת יכולה להתבצע על ידי ממיסים, חומצות או על ידי טכניקות שיוף מכניות באמצעות מברשת פלדת אל חלד בלעדית או התזת חול.

 

• √אנודיזציה

אילגון, אם הריתוך יעבור אנודייז, בחר חומר מילוי התואם את תגובת הצבע של המתכת הבסיסית (לדוגמה, 4043 עבור סגסוגות 6xxx נראה לרוב טוב יותר מ-5356 לאחר אילגון).

 

• √חימום מוקדם

חימום מוקדם יכול לעזור למזער סדקים ויצירת אזורים נקבוביים בחלקי אלומיניום נרחבים וסוגי סגסוגת ספציפיים. עם זאת, חימום מוקדם מופרז יכול להוביל לתוצאות שליליות. יתר על כן, חימום מוקדם של אלומיניום מסייע במניעת שינויי טמפרטורה פתאומיים שעלולים לגרום לבעיות ריתוך.

 

• √נקבוביות

במהלך מצב מותך, אלומיניום יכול לספוג כמויות גבוהות של מימן, וכתוצאה מכך נוצרים חללים או בועות זעירות במתכת הריתוך. זה מחליש את השלמות המבנית של המתכת, מה שהופך אותה לחשופה לכישלון מלחץ ולחץ. לכן, שימוש בגז מגן, בתוספת הסרת שמן ושומן מחומר העבודה יכול למזער את הנקבוביות.

 

• √זיהומים

כדי למנוע שינוי צבע, גרגירים, קורוזיה וחמצון מציגים סימנים של זיהומים במפרק ריתוך, המפעיל צריך להסיר שמן, לכלוך ופסולת מחומר העבודה לפני הריתוך. יכול להשפיע לרעה על אזור הריתוך, להשפיע על החוזק והמראה של חומר העבודה. כדי למזער את עבודת ההכנה של-הריתוך, אחסון נכון, תחזוקת ציוד הם תמיד האפשרות הטובה ביותר.

 

• √עוֹבִי

לרתך חומר אלומיניום דק ועבה בו זמנית הוא תמיד אתגר מכיוון שהחום המופעל עלול להימס דרך החומר הדק אך לא יכול לחדור לחומר העבה לחיבור ריתוך חזק. הרתכים צריכים להגדיר פרמטר המכסה דרגות אלומיניום, שיטת ריתוך, זרם, כניסת חום וסוג מילוי כדי להשיג איכות ריתוך אופטימלית.

 

 

תכונות מילוי אלומיניום

 

ריתוך אלומיניום הוא תהליך מורכב הדורש ידע מוצק על תכונות המילוי, והם מפורטים להלן:

 

• √4043, סיליקון-מסגסוגת עם 4.5 - 6.0% סיליקון, סיליקון מוריד את נקודת ההיתוך ומשפר את נזילות בריכת הריתוך, מקל על העבודה איתה ומפחית את הסיכון לסדיקה חמה. ההרכב הכימי שלו מבטיח ריתוך קל ומראה חרוז חלק, אם כי הוא מקריב קצת חוזק ועמידות בפני קורוזיה בהשוואה לחומרי מילוי על בסיס מגנזיום- כמו 5356. זוהי בחירה מצוינת לריתוך-למטרות כלליות, לתיקונים ויישומים שבהם מראה הריתוך לאחר-(למשל, אנודיזציה) אינו חשוב עבור{0} חוזק גבוה, אבל{1} סביבות. הטוב ביותר עבור{12}}ריתוך כללי, במיוחד בסדרות 6xxx ו-3xxx. טוב עבור TIG ו-MIG. לא אידיאלי עבור סגסוגות מגנזיום גבוהות-(5xxx) אם יש חשיבות לעמידות בפני קורוזיה. בשימוש עם סגסוגות מסדרת 6xxx (למשל, 6061, 6063), 4043 מספק התאמת צבע טובה יותר לאחר האנודיזה בהשוואה לחומרי מילוי המבוססים על -מגנזיום כמו 5356, שיכולים להיראות כהים יותר או לא תואמים.
• √ 5356, magnesium-alloyed with 5% of magnesium which can enhance strength and corrosion resistance. It excels in marine and structural welding but is temperature-limited. Its balance of strength, feedability, and color-matching makes it a top choice for welding 5xxx/6xxx aluminum alloys for marine or structural applications. Worthwhile to remember that avoid welding high Mg alloys (>3% מ-Mg) למניעת שבירות. נפוץ לריתוך MIG.
• √5183/5556, חלופות חוזק- גבוהות יותר ל-5356 עבור סגסוגות 5xxx (למשל, 5083) ביישומים תובעניים כמו בניית ספינות.
• √2319, סגסוגת-נחושת, ספציפית ל-2219 (סגסוגת 2xxx הניתנת לריתוך) לשימוש תעופה וחלל.
• √1100/1070: חומרי מילוי מאלומיניום טהור לסדרת 1xxx, הרכב תואם למוליכות ועמידות בפני קורוזיה.
•  

טכניקת ריתוך אלומיניום

 

ריתוך MIG ו-TIG הן טכניקות הריתוך הנפוצות ביותר לחיבור אלומיניום בגלל הדיוק והאיכות שלו. יחד עם שתי טכניקות ריתוך אלה, ישנם פתרונות ריתוך אחרים שאומצו ליישום ספציפי, ולהלן הקדמה קצרה:

 

• √ריתוך TIG (גז אינרטי טונגסטן)

TIG זה יכול לפעול על קוטביות AC, להציע יציבות לקשת ולנגב את שכבת התחמוצת, ורתך TIG מנוסה יכול לייצר באופן עקבי מספיק חום כדי להתיך סגסוגות אלומיניום, עם יכולת לרתך חלקים דקים ועבים כאחד. גז מגן אינרטי, לרוב ארגון, מוזן לפיד ה-TIG כדי לשמור על שלולית הריתוך נקייה מזיהום.

 

• √ריתוך MIG (ריתוך קשת מתכת גז, GMAW)

ריתוך MIG הוא טכניקת ריתוך פופולרית עבור חומר אלומיניום עבה יותר, שכן כניסת החום גבוהה יותר מאשר בריתוך TIG. שיטת ריתוך זו דומה למדי לתהליך ה-TIG, אך במקום להשתמש באלקטרודת טונגסטן שאינה -מתכלה, היא משתמשת בחוט אלקטרודה מוזן אוטומטית המציע מהירויות נסיעה מהירות יותר מאקדח הסליל שלו. גזי מגן משמשים גם כדי להגן על הריתוכים מפני זיהום.

 

• √ריתוך קרן אלקטרונים

שיטת ריתוך אלקטרוני מתבצעת בתוך תא ואקום, תוך הגנה על הריתוך מפני זיהומים ללא צורך בגזי מיגון נוספים, ולכן זוהי אופציה טובה מאוד למקטעים עבים מכיוון שהיא מייצרת בריכת ריתוך קטנה ומדויקת.

 

• √ריתוך בלייזר

ריתוך בלייזר מציע דיוק הן ברוחב ריתוך צר והן בעומקי הריתוך, וכתוצאה מכך אזורי ריתוך נקיים עם תוספת של גז מגן . 6סדרות xxx ניתנות בדרך כלל לריתוך לייזר עם חומרי מילוי אלומיניום 4032 או 4047. זהו תהליך ריתוך מהיר המרכז קרן בצפיפות הספק גבוהה במשטח העבודה.

 

• √ריתוך התנגדות

ריתוך התנגדות מנצל לחץ וזרם כדי לעבור היתוך, והחיסרון של טכניקה זו הוא האתגרים האפשריים כאשר חווים מוליכות תרמית וחשמלית גבוהה.

 

• √ריתוך חיכוך

ריתוך חיכוך נועד להשתמש בחום שנוצר מחיכוך מכני כדי להצטרף לחומרי אלומיניום. היתרון של ריתוך חיכוך הוא שניתן להשתמש בו עבור כל דרגות סגסוגת אלומיניום, כולל סדרות 2xxx ו-7xxx קשה-ל-לריתוך, ואין צורך להשתמש בחומר מיגון כדי להגן על בריכת הריתוך.

 

שירות ריתוך

 

ריתוך אלומיניום יכול להיות מאתגר, גם עבור רתכים מנוסים, ויש צורך בטכניקות ואמצעי זהירות מיוחדים לריתוך באיכות גבוהה. טעויות עלולות להוביל למפרקים חלשים, לפגמים, או אפילו לכישלון ריתוך מוחלט. Fabmann יכול להיות השותף המהימן שלך, ואנו יכולים לספק תקני איכות ריתוך גבוהים בעקביות, ואנו מציעים מגוון רחב של שירותי ריתוך אלומיניום הנותנים מענה לצרכים המגוונים עבור הדרישות הספציפיות שלך. מהנדסי החומרים והרתכים שלנו מנוסים בעבודה עם סוגים שונים של סגסוגות אלומיניום, ויכולים לספק לכם שירותי ריתוך באיכות גבוהה. הצוות שלנו מתמקד בהיבטים הבאים כאשר אנו מבצעים את הפרויקטים שלך כמו רכיבים כלליים, צינורות וצלחות, ציוד ימי ומבני בנייה.

 

• √ריתוך TIG וריתוך MIG לאלומיניום
• √ריתוך מדויק עם סובלנות הדוקה
• √ייצור משני בהתאמה אישית כגון חיתוך לייזר, הטבעה, הרכבה
• √ ציפוי כוחואנודיזציה