ب)آلیاژهای آلومینیوم ریختگی: 222.0، 238.0، 295.0، 296.0، 520.0
آلیاژهای آلومینیوم غیرقابل جوش پذیر ( جوشکاری آنها توصیه نمی شود) :
الف)آلیاژهای آلومینیوم کار شده: 7021، 7029، 7050، 7075، 7079، 7129، 7150، 7178، 7475
ب)آلیاژهای آلومینیوم ریختگی: 242.0
همان طور که از اطلاعات بالا مشخص است، به طور کلی از بین آلیاژهای کار شده آلومینیوم در گروه غیرقابل عملیات حرارتی، سری های 1000، 3000 و 5000، و در گروه قابل عملیات حرارتی، سری 6000 به ویژه با روش های جوشکاری TIG و MIG/MAG از قابلیت جوش پذیری بالایی برخوردارست.
همچنین آلیاژهای سری 4000 و نیز سری 2000 با استفاده از تمهیدات خاص و با فرآیندهای TIG یا MIG/MAG به سختی قابل جوشکاری بوده و پس از جوشکاری، انعطاف پذیری و استحکام آن ها به شدت کاهش پیدا می کند. در حالی که آلیاژهای سری 7000 که از استحکام بسیار بالایی برخوردار بوده و قابل عملیات حرارتی هستند، به ویژه 7050، 7075، 7079، 7178 و 7475 با روش های قوس الکتریکی قابل جوشکاری نیستند، زیرا پس از جوشکاری و با گذشت 30 تا 90 روز، استحکام ناحیه جوش کاری شده به شدت کاهش یافته و حتی به 70 الی 90 درصد استحکام اولیه آلیاژ می رسد.
حرارت ناشی از جوشکاری، همان گونه که قبلاً اشاره شد، سبب پیرسخت شدن فلز جوش و منطقه HAZ می شود، و در آلیاژهای غیرقابل عملیات حرارتی، حتی با آنیل کردن پس از جوشکاری نیز، نمی توان استحکام از دست رفته را مجدداً به آلیاژ برگرداند. البته مقدار کاهش استحکام، به ویژه در منطقه HAZ، همواره به سرعت جوشکاری بستگی دارد، و هر اندازه سرعت جوشکاری بالاتر باشد، کاهش استحکام کمتر خواهد بود. در آلیاژهای قابل عملیات حرارتی مثل T4 یا T6 نیز، افزایش دمای ناشی از جوشکاری، سبب کاهش استحکام شده بنابراین استحکام فلز جوش در این آلیاژها نیز به مراتب کمتر از استحکام اولیه فلز پایه می باشد. این کاهش استحکام به نسبت، ضعف و تردی خاصی را نیز در منطقه HAZ، ایجاد می کند. این منطقه، در واقع عبارت است از ناحیه ای از فلز در مجاورت جوش که آنیل محلولی گردیده و به صورت موضعی پیرسخت شده است. به دلیل استحکام بالای فلز پایه و استحکام پایین منطقه جوش و HAZ، به ویژه در حالت T6، انعطاف پذیری و جوش پذیری این نوع آلیاژها بسیار پایین اعلام شده است. البته انجام عملیات حرارتی محلولی و پیرسازی بعد از جوشکاری، بخشی از استحکام از دست رفته را در آلیاژهای قابل عملیات حرارتی به آن ها بر می گرداند اما انعطاف پذیری از دست رفته در اثر جوشکاری در این آلیاژها، هرگز قابل برگشت نخواهد بود. اغلب آلیاژهای آلومینیوم ریختگی در صورتی که به دقت و درستی لبه سازی شده باشند، با فرآیندهای TIG و MIG/MAG قابل جوشکاری اند. عیوبی مثل، ماسه سوزی، حفره های ناشی از ریخته گری و غیره، با این روش ها به خوبی قابل تعمیر هستند. همچنین اتصال یک قطعه ریختگی به یک قطعه کار شده نیز امکان پذیر است.
آماده سازی قطعات آلومینیومی و آلیاژهای آن برای انجام جوشکاری
قبل از جوشکاری آلومینیوم و آلیاژهای آن، باید موارد زیر را در نظر گرفت:
تمیزکاری قبل از جوشکاری آلومینیوم و آلیاژهای آن :
برای دستیابی به یک جوش با کیفیت بالا، تمیزکاری آلومینیوم و آلیاژهای آن قبل از جوشکاری الزامی است. به طور کلی، در جوش های شعله ای، برای داشتن اکسید سطحی، سطح فلز پایه و مفتول جوشکاری را کاملاً به فلاکس، روانساز یا تنه کار آغشته می نمایند اما در جوش های قوس الکتریکی، چه به صورت جریان AC و چه به صورت DC مثبت، چون فلز قطعه کار از نظر الکتریکی به قطب منفی متصل می شود بنابراین لایه اکسیدی به طور خودبه خود برطرف می شود و نیازی به روانساز یا تنه کار نیست.
در هر صورت و به هر روشی، باید سطح فلز پایه از هر گونه چربی، روغن، گریس، رطوبت و لایه اکسیدی کاملاً پاک شود. همچنین لایه اکسیدی روی مفتول های جوشکاری نیز باید پاک شود.
لایه اکسیدی روی آلیاژهای آلومینیوم گروه 1000و 3000 معمولاً نازک تر و لایه اکسیدی روی آلیاژهای سری 5000 و 6000 از ضخامت بیشتری برخوردار است و به رنگ تیره دیده می شود. لایه های اکسیدی ضخیم تر، خطر افزایش حفره ها و ناخالصی ها را در جوش افزایش می دهند.
پس از شستن و پاک کردن سطح از هر گونه ناخالصی و آلودگی، خشک کردن سطح از هر گونه رطوبت نیز ضروری است. همچنین بعضی روش های مکانیکی مثل برس زدن، سنباده کاری، سوهانکاری و یا ماشینکاری هم می تواند به از بین بردن لایه اکسیدی ضخیم کمک کند. برس های سیمی مورد استفاده باید از جنس فولاد زنگ نزن و از سیم های با قطری بین 3/0 تا 4/0 میلی متر ساخته شده باشند.
اسید فسفریک و الکل، برای پاک کردن لایه های اکسیدی نازک بسیار مناسبند و پس از انجام عملیات اکسیدزدایی، قطعات باید با آب شستشو داده و سپس خشک شوند.
محلول 5 درصد هیدروکسیدسدیم (NaOH) در دمای 65 تا 70 درجه سانتیگراد، اگر برای مدت 30 ثانیه روی سطح آلومینیوم قرار داده شود، قادر است لایه های اکسیدی ضخیم را بر دارد. البته این عملیات اکسیدزدایی ممکن است تا حدودی موجب تیره شدن سطح فلز شود. همچنین استفاده از محلول اسید نیتریک رقیق شده در آب سرد در درجه حرارت اتاق نیز، برای برداشتن لایه های ضخیم اکسیدی موثر است. در هر صورت، پس از اتمام عملیات، شستشو با آب (تا حد امکان گرم یا داغ) و سپس خشک کردن (با هوای گرم) نیز توصیه شده است.
نکته قابل توجه دیگر این است که، عملیات تمیزکاری همواره باید قبل از مونتاژ انجام شود.
آماده سازی و طراحی اتصال و لبه سازی در جوشکاری آلومینیوم و آلیاژهای آن:
در این قسمت، فقط به بررسی اصول اصلی و کلی آماده سازی و طراحی اتصال در جوشکاری آلومینیوم و آلیاژهای آن پرداخته خواهد شد، مطالعه و معرفی مشخصات فنی دقیق در این خصوص، در مورد هر یک از فرآیندهای جوشکاری قابل استفاده، به طور جداگانه در ادامه ارایه خواهد شد. به طور کلی، روش ها و اصول طراحی اتصال برای آلومینیوم و آلیاژهای آن، بسیار شبیه به طراحی اتصال برای فولاد است.
در مواردی که باید از فرآیندهای MIG/MAG با جریان DC منفی (معکوس) استفاده شود، پیشانی پخ ضخیم تر و شیارها نازک تر انتخاب گردد.
اتصال های لبه روی لبه برای جوشکاری آلیاژهای آلومینیوم، بیش از سایر آلیاژها کاربرد دارند. مزیت این روش، این است که نیازی به پخ زدن نداشته و به آسانی متصل می شود اما عیب آن این است که بازرسی جوش در این نوع اتصال مشکل است.
اتصال دیگری که برای ورق های ضخیم آلومینیوم و برای کاهش احتمال تاب برداشتن جوش به کار می رود، روش جوش گوشه است. در این روش، اغلب نیازی به پخ زدن نیست، به جز در قطعات ضخیم و برای کاهش هزینه های جوشکاری و خطر پیچیدگی. اگر ضخامت ورق، بیش از 5/9 میلی متر باشد، باید لبه های آن را برای جوشکاری به صورت مربعی یا ° 90 برش زد (اتصال L).
بهترین طراحی ها برای لبه سازی و اتصال قطعات آلومینیومی، بیشتر در حالت تخت و به صورت جوش اتوماتیک یا نیمه اتوماتیک است، مثلاً جوش اتوماتیک TIG برای ضخامت های کمتر از mm 3 از یک طرف با اتصال L و برای ضخامت های بیش از mm 7 از دو طرف مناسب است. به طور کلی، فاصله درز جوش برای جوشکاری آلومینیوم در هنگام مونتاژ قطعات باید در حدود mm25/0 -1/0 در نظر گرفته شود. البته باید به خاطر داشت که هر اندازه درز جوش کمتر باشد، مصرف مواد پر کننده کمتر خواهد شد. با استفاده از اتصال L با جوش MIG برای ضخامت های 5 تا 8 میلی متر و برای ضخامت های بیشتر پخ V با زاویه °50 و درز جوش mm3-2 و یا پخ X با زاویه °90 نیز از راهکارهای مناسب به شمار می رود.
در این راستا توجه به موارد زیر حائز اهمیت است.