ลวดเชื่อมอลูมิเนียมอัลลอยด์: ทำความเข้าใจกับซีรี่ส์อัลลอยด์

ลวดเชื่อมอลูมิเนียม: ภาพรวมโดยย่อ

ลวดเชื่อมอลูมิเนียมเป็นโลหะตัวเติมที่ใช้ในการเชื่อมส่วนประกอบอลูมิเนียมในการเชื่อม MIG และ TIG ได้รับการออกแบบมาโดยเฉพาะเพื่อให้อลูมิเนียมมีค่าการนำความร้อนสูง จุดหลอมเหลวต่ำ และชั้นออกไซด์ของพื้นผิวที่คงอยู่ การเลือกลวดที่เหมาะสมไม่ใช่การตัดสินใจเพียงครั้งเดียว แต่เป็นการผสมผสานระหว่างปัจจัยต่างๆ ได้แก่ ตระกูลโลหะผสม รูปแบบของลวด เส้นผ่านศูนย์กลาง และกระบวนการเชื่อม ซึ่งร่วมกันกำหนดว่าการเชื่อมจะทำงานได้ดีเพียงใดทั้งในทันทีและตลอดอายุการใช้งาน

ส่วนด้านล่างนี้จะแจกแจงจุดตัดสินใจแต่ละจุด ตั้งแต่การจำแนกประเภทโลหะผสมแบบกว้างๆ ไปจนถึงตัวเลือกเฉพาะระหว่างสายไฟสองเส้นที่มีจำหน่ายทั่วไปมากที่สุด ได้แก่ ER4043 และ ER5356

ลวดตัวเติมอะลูมิเนียมแบ่งออกเป็นซีรีส์โลหะผสมตามองค์ประกอบการผสมหลัก และแต่ละซีรีส์จะนำชุดคุณสมบัติทางกลและเคมีที่แตกต่างกันมาสู่การเชื่อมที่เสร็จแล้ว:

การจับคู่โลหะผสมของฟิลเลอร์กับเคมีของโลหะฐานมีความสำคัญในการเชื่อมอลูมิเนียมมากกว่าโลหะอื่นๆ เนื่องจากการจับคู่ที่เข้ากันไม่ได้อาจทำให้เกิดการเชื่อมที่มีแนวโน้มที่จะแตกร้าวหรือมีคุณสมบัติทางกลที่อ่อนแอกว่าโลหะฐานหรือตัวเติมเพียงอย่างเดียวอย่างเห็นได้ชัด

ประเภทของลวดเชื่อมอลูมิเนียม

นอกเหนือจากเคมีของโลหะผสมแล้ว ลวดเชื่อมอลูมิเนียมยังถูกจัดประเภทตามรูปแบบทางกายภาพ ซึ่งเชื่อมโยงโดยตรงกับกระบวนการเชื่อมที่ใช้กับ:

• ลวด MIG แบบสปูล — การพันลวดอย่างต่อเนื่องบนแกนม้วน ป้อนด้วยเครื่องจักรด้วยอัตราคงที่ผ่านปืนเชื่อม MIG
• คันเบ็ด TIG แบบตัดตรง — ความยาวแท่งที่ตัดไว้ล่วงหน้า ป้อนด้วยตนเองลงในสระเชื่อมระหว่างการเชื่อม TIG
• สปูลแบบมีแผลเป็นชั้นกับสปูลแบบมีแผลแบบสุ่ม — แกนม้วนแบบพันชั้นจะป้อนสม่ำเสมอมากขึ้นด้วยความเร็วสูง ทำให้เป็นที่นิยมสำหรับการเชื่อม MIG แบบอัตโนมัติหรือปริมาณมาก

การเลือกใช้ลวดอลูมิเนียมฟิลเลอร์และโลหะฟิลเลอร์

การเลือกโลหะตัวเติมที่ถูกต้องนั้นเป็นกระบวนการที่มีโครงสร้างมากกว่าการค้นหาเพียงครั้งเดียว และโดยทั่วไปจะเป็นไปตามลำดับนี้:

ลวดเชื่อมอลูมิเนียม MIG

อลูมิเนียมสำหรับงานเชื่อม MIG (GMAW) มีความต้องการอุปกรณ์เฉพาะที่ไม่ใช้กับการเชื่อม MIG ที่เป็นเหล็ก ส่วนใหญ่เป็นเพราะลวดอลูมิเนียมมีความอ่อนและมีแนวโน้มที่จะเสียรูปภายใต้แรงดันป้อนเดียวกันกับที่ใช้ได้ดีกับเหล็ก การเชื่อมอลูมิเนียม MIG ที่เชื่อถือได้ขึ้นอยู่กับ:

• ลูกกลิ้งขับเคลื่อนร่องตัวยู แทนลูกกลิ้ง V-groove ที่ใช้กับเหล็กซึ่งจับยึดลวดอลูมิเนียมโดยไม่บดหรือทำให้เสียรูป
• ซับปืนเทฟล่อนหรือไนลอน เนื่องจากลวดอลูมิเนียมมีแนวโน้มที่จะเกิดถุงน้ำดีภายในโครงเหล็กมาตรฐานที่ออกแบบมาสำหรับลวดเหล็ก
• โหมดการถ่ายโอนแบบสเปรย์หรือแบบพัลซิ่ง ซึ่งโดยทั่วไปจะให้ผลลัพธ์ที่ดีกว่ากับอะลูมิเนียมมากกว่าการถ่ายโอนไฟฟ้าลัดวงจรที่ใช้กันทั่วไปสำหรับเหล็ก

TIG ลวดเชื่อมอลูมิเนียม

การเชื่อม TIG (GTAW) ใช้แกนตรงที่ป้อนด้วยตนเองแทนที่จะเป็นลวดสปูล และต้องใช้ไฟ AC (กระแสสลับ) แทนที่จะเป็น DC ที่โดยทั่วไปใช้สำหรับการเชื่อม TIG ที่ทำจากเหล็กกล้า วงจรการทำความสะอาดของรูปคลื่นไฟฟ้ากระแสสลับจะสลายชั้นออกไซด์ของอะลูมิเนียมในระหว่างการเชื่อม ซึ่งเป็นสิ่งสำคัญเนื่องจากชั้นออกไซด์นั้นจะละลายที่อุณหภูมิสูงกว่าอะลูมิเนียมที่อยู่ด้านล่างมาก และอาจป้องกันการหลอมรวมที่เหมาะสมได้ การเลือกเส้นผ่านศูนย์กลางของแท่งสำหรับงาน TIG ควรติดตามความหนาของโลหะฐานและช่วงแอมแปร์ของเครื่องจักรอย่างใกล้ชิด — แท่งขนาดใหญ่จะทำให้สระเชื่อมเย็นลง ในขณะที่แท่งที่มีขนาดเล็กกว่าจะมีความร้อนสูงเกินไป และอาจไหม้กลับเข้าไปในอิเล็กโทรดทังสเตนได้หากไม่ได้ป้อนอย่างระมัดระวัง

ER4043 กับ ER5356: การเลือกระหว่างสายไฟทั่วไปสองเส้น

โลหะผสมทั้งสองนี้ครอบคลุมงานเชื่อมอะลูมิเนียมทั่วไปส่วนใหญ่ และการทำความเข้าใจถึงข้อดีข้อเสียของทั้งสองชนิดนี้จะช่วยตอบคำถามในการเลือกฟิลเลอร์ในแต่ละวันได้เกือบทั้งหมด:

สำหรับจุดเริ่มต้นทั่วไป: เข้าถึง ER4043 สำหรับงานแปรรูปทั่วไปและงานหล่ออะลูมิเนียม และเลื่อนขึ้นเป็น ER5356 เมื่อใดก็ตามที่การใช้งานเกี่ยวข้องกับการรับน้ำหนักทางโครงสร้าง การสัมผัสกับน้ำทะเล/น้ำเค็ม หรือโลหะพื้นฐานจากตระกูลโลหะผสม 5xxx

วัสดุและการใช้งานการเชื่อมอลูมิเนียมตามอุตสาหกรรม

ในการใช้งานทั้งหมดเหล่านี้ ตรรกะในการเลือกพื้นฐานยังคงสอดคล้องกัน — จับคู่โลหะผสมตัวเติมกับโลหะฐาน เลือกรูปแบบลวดตามกระบวนการ และกำหนดขนาดลวดให้ตรงกับความหนาของวัสดุ — แม้ว่าโลหะผสมและเส้นผ่านศูนย์กลางเฉพาะที่เลือกจะแตกต่างกันไปขึ้นอยู่กับข้อกำหนดด้านความแข็งแรง การกัดกร่อน และการตกแต่งโดยทั่วไปของอุตสาหกรรม