1. ออกซิเดชันอย่างง่าย - ปัญหาฟิล์มออกไซด์
ท้าทาย:ฟิล์มอลูมิเนียมออกไซด์ (Al₂O₃ จุดหลอมเหลวประมาณ 2050 องศา ) ก่อตัวขึ้นบนพื้นผิวแผ่นโลหะผสมอลูมิเนียมได้ง่ายและดูดซับความชื้น ในระหว่างการเชื่อม จะขัดขวางการหลอมละลายของโลหะฐานและก่อให้เกิดข้อบกพร่องได้ง่าย เช่น รูพรุน การรวมตัวของตะกรัน และการหลอมรวมที่ไม่สมบูรณ์ ส่งผลให้ประสิทธิภาพการเชื่อมลดลง
สารละลาย:ลอกฟิล์มออกไซด์ออกด้วยกลไก (แปรงลวดสแตนเลสหรือการทำความสะอาดด้วยสารเคมี) ทันทีก่อนการเชื่อม ใช้การเชื่อม AC TIG ด้วยการทำความสะอาดอิเล็กโทรด-ครึ่งบวก-รอบ และปกป้องสระหลอมเหลวด้วยเกราะป้องกันอาร์กอน
2. ความพรุน - การยุบตัวของความสามารถในการละลายของไฮโดรเจน
ท้าทาย:ความพรุนเป็นข้อบกพร่องที่พบบ่อยที่สุดในการเชื่อมอลูมิเนียม ซึ่งส่วนใหญ่เกิดจากไฮโดรเจน อลูมิเนียมเหลวละลายไฮโดรเจนจำนวนมากในขณะที่อลูมิเนียมแข็งละลายน้อยมาก เมื่อสระหลอมเหลวเย็นลงและแข็งตัวอย่างรวดเร็ว ไฮโดรเจนจะก่อตัวเป็นรูพรุนในแนวเชื่อม
สารละลาย:กำจัดแหล่งไฮโดรเจน - ทำให้ลวดตัวเติมและโลหะฐานแห้ง กำจัดความชื้น น้ำมัน และจาระบี ใช้-อาร์กอนที่มีความบริสุทธิ์สูง และควบคุมความเร็วในการเชื่อมเพื่อให้ก๊าซที่ละลายแล้วสามารถหลุดออกมาก่อนที่จะแข็งตัว
3. การเชื่อมเสียรูปและการแตกร้าวจากความร้อน
ท้าทาย:ค่าสัมประสิทธิ์การขยายตัวทางความร้อนและการหดตัวของอลูมิเนียมมีค่าประมาณสองเท่าของเหล็ก และช่วงการแข็งตัวที่กว้างทำให้เกิดรอยแตกร้าวเมื่อร้อน ความเค้นภายในขนาดใหญ่จากการเชื่อมผิดรูป รวมกับการควบคุมโครงสร้าง อาจทำให้เกิดรอยแตกร้าวจากความร้อนได้
สารละลาย:ใช้การออกแบบข้อต่อที่เหมาะสม (แท่งรองรับ ความเครียดล่วงหน้า- หรือการหนีบ) ควบคุมความร้อนที่ป้อนเข้า เชื่อมด้วยโลหะผสมตัวเติมที่เหมาะสม (เช่น 4043 สำหรับซีรีส์ 6xxx) และลำดับการเชื่อมเพื่อให้สมดุลการหดตัว
4. การนำความร้อนสูง
ท้าทาย:อลูมิเนียมนำความร้อนได้ดีกว่าเหล็กประมาณสามถึงสี่เท่า ดังนั้นการเชื่อมแผ่นโลหะผสมอลูมิเนียมจึงใช้ความร้อนมากกว่าและความร้อนจะกระจายออกจากข้อต่ออย่างรวดเร็ว
สารละลาย:ใช้การเชื่อมกระแสสูง-ด้วยความเร็วสูง-เพื่อรวมความร้อน อุ่นส่วนที่หนา และใช้แหล่งพลังงานที่มีความหนาแน่นกระแสตามที่ต้องการ
5. การสูญเสียการระเหยขององค์ประกอบโลหะผสม
ท้าทาย:อลูมิเนียมอัลลอยด์ที่มีองค์ประกอบ-จุดเดือด-ต่ำ (เช่น แมกนีเซียม สังกะสี และแมงกานีส) ประสบกับการสูญเสียการระเหยอย่างมีนัยสำคัญภายใต้อาร์กที่อุณหภูมิสูง- ทำให้องค์ประกอบทางเคมีของโลหะเชื่อมเปลี่ยนแปลง และลดประสิทธิภาพของการเชื่อม
สารละลาย:ควบคุมพลังงานอาร์กและความเร็วในการเชื่อมเพื่อจำกัดความร้อนสูงเกินไป ใช้โลหะเติมเพื่อชดเชยการสูญเสียองค์ประกอบ และหลีกเลี่ยงความหนาแน่นกระแสมากเกินไป
6. ต่ำ สูง-ความแข็งแกร่งของอุณหภูมิและความเป็นพลาสติก
ท้าทาย:ความแข็งแรงและความเป็นพลาสติกของอลูมิเนียมที่อุณหภูมิสูงต่ำมาก โลหะเชื่อมอาจสูญเสียรูปร่าง และสระที่หลอมละลายจะถูกรบกวนได้ง่าย ทำให้การเชื่อมหย่อนคล้อยหรือยุบตัว
สารละลาย:ใช้เหล็กสำรองหรือแก๊สสำรองเพื่อรองรับราก เชื่อมในตำแหน่งที่เหมาะสม และควบคุมขนาดสระหลอมเหลว
สรุป
การเชื่อมอลูมิเนียมอัลลอยด์เป็นงานที่มีความต้องการสูงแต่สามารถจัดการได้อย่างเต็มที่: ทำความสะอาดและทำให้พื้นผิวแห้ง ป้องกันด้วยอาร์กอน ควบคุมการป้อนความร้อน เลือกโลหะเติมที่เหมาะสม และใช้การออกแบบข้อต่อที่เหมาะสม มาตรการเหล่านี้ใช้ร่วมกันทำให้เกิดรอยเชื่อมอะลูมิเนียมที่ดีในการผลิต
