Alüminyum Kaynak

Alüminyum, kolayca dökülebilen, dövülebilen, işlenebilen, şekillendirilebilen ve kaynaklanabilen hafif, yumuşak, düşük mukavemetli bir metaldir.

Belirli elementlerle alaşımlanmadıkça, yalnızca düşük sıcaklıklı uygulamalarda uygundur.

Alüminyum kaynak, sert lehimleme ve lehimleme ile kolayca birleştirilir.

Birçok durumda alüminyum, diğer metallerle birlikte kullanılan geleneksel ekipman ve tekniklerle birleştirilir. Bununla birlikte, bazen özel ekipman veya teknikler gerekli olabilir.

Alaşım, bağlantı konfigürasyonu, gereken mukavemet, görünüm ve maliyet, proses seçimini belirleyen faktörlerdir. Her işlemin belirli avantajları ve sınırlamaları vardır.

Renk

Alüminyumun rengi açık griden gümüşe, cilalandığında çok parlak ve oksitlendiğinde mattır.

Özellikleri

Alüminyum bölümlerdeki bir kırık pürüzsüz, parlak bir yapı gösterir. Alüminyum, bir kıvılcım testinde kıvılcım çıkarmaz ve erimeden önce kırmızı göstermez. Erimiş yüzeyde anında ağır bir beyaz oksit filmi oluşur.

Alüminyum hafiftir ve sıfırın altındaki sıcaklıklarda iyi sünekliği korur. Ayrıca korozyona karşı yüksek dirence, iyi elektriksel ve termal iletkenliğe ve hem ısıya hem de ışığa karşı yüksek yansıtma özelliğine sahiptir.

Saf alüminyum 1220ºF (660ºC)'de erir, alüminyum alaşımları ise yaklaşık 900 ila 1220ºF (482 ila 660ºC) erime aralığına sahiptir. Kaynak veya sert lehim aralığına ısıtıldığında alüminyumda renk değişimi olmaz.

Hafif ve yüksek mukavemet kombinasyonu, alüminyumu kaynaklı en popüler ikinci metal haline getirir.

Alüminyum Vs Çelik Kaynak

Kaynak sırasında alüminyumun çeliklerden farklı olmasının bir nedeni, erime sıcaklığına yaklaşırken, erime noktasının üzerine çıkana kadar renk göstermemesidir, bu sırada donuk kırmızı parlar.

Alüminyumu bir meşale ile lehimlerken veya sert lehimlerken, akı kullanılır. Baz metalin sıcaklığı gerekli sıcaklığa yaklaştıkça akı erir. Önce akı kurur ve ana metal doğru çalışma sıcaklığına ulaştığında erir.

Oksiasetilen veya oksihidrojen ile torç kaynağı yapıldığında, önce ana metalin yüzeyi erir ve karakteristik ıslak ve parlak bir görünüm kazanır. (Bu, kaynak sıcaklıklarına ne zaman ulaşıldığının bilinmesine yardımcı olur.) Gaz tungsten arkı veya gaz metal arkı ile kaynak yaparken, kaynak bitişik alan erimeden önce tamamlandığı için renk o kadar önemli değildir.

Erimiş Alüminyum Dolgu

Kaynak Özellikleri ve Alaşımları

Alüminyum ve alüminyum alaşımları, metal ark, karbon ark ve diğer ark kaynağı işlemleriyle tatmin edici bir şekilde kaynaklanabilir. Saf alüminyum, çok çeşitli fiziksel ve mekanik özellikler üretmek için diğer birçok metalle alaşımlanabilir.

Alaşım elementlerinin alüminyumu güçlendirme yöntemleri, alaşımları iki kategoriye ayırmak için temel olarak kullanılır: ısıl işlem görmez ve ısıl işlem yapılabilir. Sac ve levha, boru, ekstrüde ve haddelenmiş şekiller ve dövmeler şeklindeki dövme alaşımlar, formdan bağımsız olarak benzer birleştirme özelliklerine sahiptir.

Alüminyum alaşımları ayrıca kum, kalıcı kalıp veya pres döküm şeklinde döküm olarak da üretilmektedir. Hem dökme hem de dövme metal üzerinde büyük ölçüde aynı kaynak, sert lehimleme veya lehimleme uygulamaları kullanılır.

Kaynaklı konstrüksiyonun gerekli olduğu yerlerde dökümler yaygın olarak kullanılmamıştır. Bununla birlikte, yapıştırılarak yapıştırılmış ve sınırlı bir ölçüde lehimlenmiştir. Vakumlu dökümdeki son gelişmeler, dökümlerin kalitesini, bazı uygulamalar için tatmin edici bir şekilde kaynaklanabilecekleri noktaya kadar geliştirmiştir.

Ark kaynağı işlemlerini kullanmanın başlıca avantajı, ark ile yüksek konsantrasyonlu bir ısıtma bölgesinin elde edilmesidir.

Bu nedenle metalin aşırı genleşmesi ve deformasyonu engellenir.

Alüminyum, kaynak yapmayı çeliklerin kaynağından farklı kılan bir takım özelliklere sahiptir. Bunlar: alüminyum oksit yüzey kaplama; yüksek termal iletkenlik; yüksek termal genleşme katsayısı; düşük erime sıcaklığı; ve sıcaklık erime noktasına yaklaştıkça renk değişiminin olmaması.

Diğer metaller için geçerli olan normal metalürjik faktörler, alüminyum için de geçerlidir.

Alüminyum, yüzeyde sert, ince bir alüminyum oksit filmi oluşturmak için havadaki oksijenle reaksiyona giren aktif bir metaldir.

Alüminyum oksidin erime noktası yaklaşık 3600ºF (1982ºC) olup, bu da saf alüminyumun (1220ºF (660ºC) erime noktasının neredeyse üç katıdır). Ayrıca, bu alüminyum oksit film, özellikle kalınlaştıkça havadaki nemi emer.

Nem, alüminyum kaynaklarında gözenekliliğe neden olan bir hidrojen kaynağıdır. Hidrojen ayrıca kaynak bölgesindeki yağ, boya ve kirden de gelebilir. Ayrıca ana metalin yanı sıra elektrot veya dolgu teli üzerindeki oksit ve yabancı maddelerden de gelir. Hidrojen kaynak havuzuna girer ve erimiş alüminyumda çözünür. Alüminyum katılaştıkça çok daha az hidrojen tutacaktır.

Katılaşma sırasında hidrojen reddedilir. Hızlı bir soğuma hızıyla, serbest hidrojen kaynak içinde tutulur ve gözenekliliğe neden olur. Porozite miktarına bağlı olarak kaynak mukavemetini ve sünekliği azaltacaktır.

Kaynak Çubukları

Çubuk kaynak alüminyumu (alüminyum kaynak çubukları) yaklaşık 1/8" çelik kalınlığında mevcuttur. Sahada tank ve boruların onarımı için mükemmel bir seçimdir. Ayrıca rüzgarlı koşullarda çalışırken iyi bir seçim. Hassas çalışma için değildir.

Alüminyum kaynak çubukları kullanmanın dezavantajı, önemli miktarda uygulama ihtiyacıdır. Bir de akı sorunu var. akı agresif bir şekilde yanar ve çıkarılması zordur. Ayrıca boya ile yanar.

Alüminyum kaynak çubuklarının tel besleme kaynağı gibi üstün alternatifleri vardır.

Alüminyum Alaşımlı Numaralandırma

Birçok alüminyum alaşımı geliştirilmiştir. Hangi alaşımın kaynaklanacağını bilmek önemlidir. Alüminyum Derneği, Inc. tarafından çeşitli dövme alüminyum alaşım türlerini belirlemek için dört basamaklı bir sayı sistemi geliştirilmiştir.

Bu alaşım grupları sistemi aşağıdaki gibidir:

1XXX serisi. Bunlar, esas olarak elektrik ve kimya endüstrilerinde kullanılan yüzde 99 veya daha yüksek saflıkta alüminyumlardır.

2XXX serisi. Bakır, uygun şekilde ısıl işlem gördüğünde son derece yüksek mukavemet sağlayan bu gruptaki ana alaşımdır. Bu alaşımlar iyi bir korozyon direnci sağlamazlar ve genellikle saf alüminyum veya özel alaşımlı alüminyum ile kaplanırlar. Bu alaşımlar uçak endüstrisinde kullanılmaktadır.

3XXX serisi. Manganez, bu grupta ısıl işlem görmeyen ana alaşım elementidir. Manganez içeriği yaklaşık yüzde 1.5 ile sınırlıdır. Bu alaşımlar orta derecede mukavemete sahiptir ve kolayca işlenir.

4XXX serisi. Silisyum bu gruptaki ana alaşım elementidir. Erime noktasını önemli ölçüde azaltmak için yeterli miktarlarda eklenebilir ve alaşımları ve kaynak elektrotlarını sert lehimlemek için kullanılır. Bu gruptaki alaşımların çoğu ısıl işlem görmez.

5XXX serisi. Magnezyum, orta mukavemetli alaşımlar olan bu grubun ana alaşım elementidir. İyi kaynak özelliklerine ve korozyona karşı iyi bir dirence sahiptirler, ancak soğuk iş miktarı sınırlı olmalıdır.

6XXX serisi. Bu gruptaki alaşımlar, ısıl işlem görmelerini sağlayan silikon ve magnezyum içerir. Bu alaşımlar orta mukavemete ve iyi korozyon direncine sahiptir.

7XXX serisi. Çinko bu gruptaki ana alaşım elementidir. Magnezyum da bu alaşımların çoğuna dahildir. Birlikte, uçak çerçeveleri için kullanılan çok yüksek mukavemetli ısıl işlem görebilen bir alaşım oluştururlar.

Temizlik

Alüminyum oksijen için büyük bir afiniteye sahip olduğundan, yüzeyinde her zaman bir oksit filmi bulunur. Malzemeyi kaynaklama, sert lehimleme veya lehimleme girişimlerinden önce bu film çıkarılmalıdır. Ayrıca birleştirme işlemi sırasında oluşması da engellenmelidir.

Kaynak, sert lehimleme veya lehimleme için alüminyum hazırlarken bu filmi keskin bir alet, tel fırça, zımpara kağıdı veya benzeri araçlarla kazıyın. İnert gazların kullanımı veya bol miktarda flux uygulaması, birleştirme işlemi sırasında oksit oluşumunu engeller.

Alüminyum ve alüminyum alaşımları, kimyasal olarak reaksiyona girebileceklerinden, kostik soda veya pH'ı 10'un üzerinde olan temizleyiciler ile temizlenmemelidir.

Kaynaktan önce alüminyum oksit film çıkarılmalıdır. Tamamen çıkarılmazsa, küçük erimemiş oksit parçacıkları kaynak havuzunda tutulacak ve süneklikte azalmaya, füzyon eksikliğine ve muhtemelen kaynak çatlamasına neden olacaktır.

Alüminyum oksit mekanik, kimyasal veya elektriksel yollarla uzaklaştırılabilir. Mekanik sökme, keskin bir alet, zımpara kağıdı, tel fırça çelik genişletilmiş sac, eğeleme veya başka herhangi bir mekanik yöntemle kazımayı içerir.

Kimyasal giderme iki şekilde yapılabilir. Biri, aşındırma türleri veya aşındırma olmayan türler gibi temizleme solüsyonlarının kullanılmasıdır. Ağsız tipler yalnızca nispeten temiz parçalarla başlandığında kullanılmalıdır ve diğer solvent temizleyicilerle birlikte kullanılır. Daha iyi temizlik için aşındırma tipi solüsyonlar önerilir, ancak dikkatli kullanılmalıdır.

Daldırma kullanıldığında, sıcak ve soğuk durulama şiddetle tavsiye edilir. Aşındırma tipi çözeltiler alkali çözeltilerdir. Çözeltideki süre çok fazla dağlanma olmayacak şekilde kontrol edilmelidir.

Kimyasal Temizleme

Kimyasal temizleme, kaynak akılarının kullanımını içerir. Fluxlar gaz kaynağı, lehimleme ve lehimleme için kullanılır. Kaplanmış alüminyum elektrotlar üzerindeki kaplama ayrıca ana metalin temizlenmesi için akıları da korur. Aşındırma temizleme veya eritme temizleme kullanıldığında, gelecekteki korozyonu önlemek için eritme ve alkali aşındırma malzemeleri kaynak alanından tamamen çıkarılmalıdır.

Elektrikli Oksit Giderme Sistemi

Elektrik oksit giderme sistemi katodik bombardıman kullanır. Elektrot pozitif (ters polarite) olduğunda, alternatif akım gaz tungsten ark kaynağının yarım döngüsü sırasında katodik bombardıman meydana gelir.

Bu, temiz bir yüzey üretmek için oksit kaplamayı gerçekten patlatan elektriksel bir olgudur. Bu, AC gaz tungsten ark kaynağının alüminyum kaynağı için bu kadar popüler olmasının nedenlerinden biridir.

Alüminyum kimyasal olarak çok aktif olduğu için oksit filmi hemen yeniden oluşmaya başlayacaktır. Birikme süresi çok hızlı değildir, ancak kaliteli kaynak için alüminyum en az 8 saat içinde temizlendikten sonra kaynaklar yapılmalıdır. Daha uzun bir süre oluşursa, kaynağın kalitesi düşecektir.