คู่มือการเลือกลวดเชื่อมอลูมิเนียม: ประเภท ขนาด และโลหะผสม

คืออะไร ลวดเชื่อมอลูมิเนียม ?

ลวดเชื่อมอลูมิเนียมเป็นโลหะเติมที่ใช้ MIG (GMAW) และ TIG (GTAW) กระบวนการเชื่อมเพื่อเชื่อมโลหะฐานอะลูมิเนียม ลวดอะลูมิเนียมต่างจากลวดเติมเหล็กตรงที่ลวดอลูมิเนียมจะต้องคำนึงถึงการนำความร้อนสูงของอลูมิเนียม จุดหลอมเหลวต่ำ และมีแนวโน้มที่จะสร้างชั้นออกไซด์ที่แข็งแกร่งเมื่อสัมผัสกับอากาศ ซึ่งทั้งหมดนี้ส่งผลต่อวิธีการผสม ป้อน และหลอมลวดระหว่างการเชื่อม

โดยทั่วไปจะจัดจำหน่ายเป็นลวดม้วนสำหรับการเชื่อม MIG หรือแท่งตัดตรงสำหรับการเชื่อม TIG โดยมีเส้นผ่านศูนย์กลางตั้งแต่ประมาณ 0.030" (0.8 มม.) ถึง 3/32" (2.4 มม.) หรือใหญ่กว่า ขึ้นอยู่กับการใช้งาน

คืออะไร Aluminum Welding Wire Used For?

ลวดเติมอะลูมิเนียมใช้ทุกที่ที่ส่วนประกอบอะลูมิเนียมจำเป็นต้องเชื่อมด้วยการเชื่อมแบบฟิวชัน แทนที่จะใช้การยึดเชิงกลหรือการติดด้วยกาว การใช้งานทั่วไปได้แก่:

เนื่องจากอะลูมิเนียมอัลลอยด์มีองค์ประกอบแตกต่างกันไป ลวดเติมที่ถูกต้องจึงขึ้นอยู่กับอัลลอยด์พื้นฐานที่จะนำมาเชื่อม และสิ่งที่การเชื่อมที่เสร็จแล้วต้องทนทาน — รายละเอียดจะกล่าวถึงในส่วนการเลือกโลหะผสมด้านล่าง

ประเภทและการใช้งานลวดเชื่อมอลูมิเนียม

สายไฟอะลูมิเนียมจะถูกจัดกลุ่มตามซีรี่ส์โลหะผสม ซึ่งแต่ละสายจะเหมาะกับโลหะพื้นฐานและความต้องการด้านประสิทธิภาพที่แตกต่างกัน:

คู่มือการเลือกลวดเชื่อมอลูมิเนียมอัลลอยด์

การเลือกโลหะผสมที่เหมาะสมเริ่มต้นด้วยการระบุโลหะฐาน เนื่องจากตัวเติมและโลหะผสมฐานที่ไม่ตรงกันอาจทำให้เกิดการแตกร้าว ความต้านทานการกัดกร่อนต่ำ หรือรอยเชื่อมที่อ่อนแอ กฎทั่วไปบางประการ:

• สาย 4xxx-series (เช่น ER4043) เหมาะสำหรับงานประกอบทั่วไปและการเชื่อมโลหะฐานซีรีส์ 6xxx โดยให้ความต้านทานการแตกร้าวที่ดีและมีลักษณะส่วนโค้งที่เรียบ — แต่มันไม่เหมาะเลยที่ความสม่ำเสมอของผิวเคลือบอะโนไดซ์จะมีความสำคัญ เนื่องจากอาจทำให้มีสีเทาหลังจากการชุบอโนไดซ์
• สาย 5xxx-series (เช่น ER5356) เป็นที่นิยมสำหรับงานโครงสร้างและงานทางทะเล โดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่อเชื่อมโลหะผสมฐานซีรีส์ 5xxx เนื่องจากมีความต้านทานแรงดึงสูงกว่าและทนทานต่อการกัดกร่อนของน้ำเค็มได้ดีกว่า
• หลีกเลี่ยงการเชื่อมโลหะผสม 5xxx กับแมกนีเซียมมากกว่า 3% โดยใช้ฟิลเลอร์ 4xxx เนื่องจากการรวมกันสามารถสร้างเฟสอินเตอร์เมทัลลิกเปราะที่ส่วนต่อเชื่อม
• สำหรับการเคลือบอโนไดซ์หรือการตกแต่งเพื่อความสวยงาม โดยทั่วไปฟิลเลอร์ 5xxx จะจับคู่สีได้สม่ำเสมอมากขึ้นหลังจากการชุบอโนไดซ์มากกว่าฟิลเลอร์ 4xxx

เมื่อไม่มีการทำเครื่องหมายหรือทราบโลหะผสมฐาน การตรวจสอบใบรับรองโรงงานหรือดูแผนภูมิความเข้ากันได้ของผู้ผลิตโลหะเติมจะปลอดภัยกว่าการคาดเดา การจับคู่ที่ไม่ถูกต้องมักไม่สามารถมองเห็นได้ชัดเจนจนกว่ารอยเชื่อมจะได้รับการทดสอบความเค้นหรือสัมผัสกับสภาพแวดล้อมที่มีฤทธิ์กัดกร่อน

องค์ประกอบและคุณสมบัติของลวดเชื่อมอลูมิเนียม

องค์ประกอบโลหะผสมในเส้นลวดจะกำหนดวิธีการทำงานของลวดโดยตรงระหว่างและหลังการเชื่อม:

• ซิลิคอน (เช่นเดียวกับลวด 4xxx) ช่วยลดจุดหลอมเหลวและเพิ่มความลื่นไหล ทำให้สระเชื่อมควบคุมได้ง่ายขึ้นและลดความเสี่ยงของการแข็งตัวแตกร้าว
• แมกนีเซียม (เช่นเดียวกับสายไฟ 5xxx) เพิ่มความต้านทานแรงดึงและความต้านทานการกัดกร่อน โดยเฉพาะอย่างยิ่งกับบรรยากาศน้ำเค็มและอุตสาหกรรม
• แมงกานีสและโครเมียม (มีปริมาณน้อยกว่าในบางเกรด) ช่วยควบคุมโครงสร้างของเกรนและปรับปรุงความต้านทานต่อการแตกร้าวจากการกัดกร่อนจากความเค้น
• ปริมาณธาตุเหล็ก ลวดเกรดการเชื่อมจะถูกเก็บไว้ต่ำ เนื่องจากเหล็กส่วนเกินจะช่วยลดความเหนียวและสามารถส่งเสริมความเปราะในการเชื่อมได้

นอกเหนือจากคุณสมบัติทางเคมีแล้ว ค่าการนำความร้อนสูงของอลูมิเนียม (ประมาณสามเท่าของเหล็ก) หมายความว่าความร้อนจะกระจายไปอย่างรวดเร็วจากบริเวณรอยเชื่อม ซึ่งเป็นส่วนหนึ่งของสาเหตุที่การเชื่อมอลูมิเนียมโดยทั่วไปต้องใช้กระแสไฟที่สูงกว่าและความเร็วในการเคลื่อนตัวที่เร็วกว่าการเชื่อมด้วยเหล็กที่เทียบเคียงได้

คู่มือขนาดลวดเชื่อมอลูมิเนียม (ฉันควรใช้ขนาดใด)

การเลือกเส้นผ่านศูนย์กลางลวดขึ้นอยู่กับความหนาของโลหะฐานและกระบวนการเชื่อมที่ใช้เป็นหลัก:

โดยทั่วไปแล้วลวดที่บางกว่าจะให้การควบคุมส่วนโค้งที่นุ่มนวลกว่าบนวัสดุแบบบางและการตั้งค่าแอมแปร์ที่ต่ำกว่า ในขณะที่ลวดที่หนากว่านั้นรองรับอัตราการสะสมที่สูงขึ้นซึ่งจำเป็นสำหรับส่วนที่หนากว่า การใช้ลวดที่มีขนาดเล็กกว่าบนวัสดุที่หนามักจะหมายถึงการผ่านที่มากเกินไปและความสามารถในการผลิตที่ช้าลง ในขณะที่ลวดที่มีขนาดใหญ่กว่าบนวัสดุแบบบางที่เสี่ยงต่อการไหม้

วิธีการเลือกลวดเชื่อมอลูมิเนียม

เมื่อนำปัจจัยข้างต้นมารวมกัน โดยทั่วไปการคัดเลือกจะเป็นไปตามลำดับการตัดสินใจดังนี้:

1. ระบุโลหะผสมฐาน กำลังเชื่อม จากใบรับรองโรงงาน เอกสารข้อมูลจำเพาะ หรือเอกสารของซัพพลายเออร์
2. จับคู่กลุ่มโลหะผสมฟิลเลอร์กับโลหะฐาน โดยใช้แผนภูมิความเข้ากันได้ — 4xxx สำหรับการผลิตทั่วไป, 5xxx สำหรับความต้องการด้านโครงสร้าง/ทางทะเล/ความแข็งแรงสูง
3. ยืนยันข้อกำหนดการตกแต่ง — หากชิ้นส่วนนั้นผ่านการชุบอโนไดซ์ ให้พิจารณาประสิทธิภาพการจับคู่สีระหว่างฟิลเลอร์และอัลลอยด์พื้นฐานด้วย
4. เลือกเส้นผ่านศูนย์กลางลวด ขึ้นอยู่กับความหนาของวัสดุและกระบวนการเชื่อม (แกน MIG กับแกน TIG)
5. ตรวจสอบสภาพแวดล้อมที่การเชื่อมจะทำหน้าที่ — น้ำเค็ม การสัมผัสสารเคมี หรือภาระทางโครงสร้างที่มีความเครียดสูง ล้วนชี้ไปที่เกรดแมกนีเซียม 5xxx ที่สูงกว่า

วิธีจัดเก็บลวดเชื่อมอลูมิเนียม

ลวดอลูมิเนียมไวต่อสภาวะการเก็บรักษามากกว่าลวดตัวเติมเหล็ก เนื่องจากชั้นออกไซด์ตามธรรมชาติจะงอกใหม่อย่างรวดเร็ว และความชื้นหรือการปนเปื้อนบนพื้นผิวลวดทำให้เกิดรูพรุนของการเชื่อมโดยตรง แนวทางปฏิบัติในการจัดเก็บที่แนะนำ:

• ปิดผนึกไว้ ในบรรจุภัณฑ์เดิมหรือภาชนะปิดสนิทจนกว่าจะพร้อมใช้งาน เพื่อจำกัดการสัมผัสความชื้นและสารปนเปื้อนในอากาศ
• เก็บในที่แห้งและมีอุณหภูมิคงที่ — หลีกเลี่ยงสถานที่ที่เสี่ยงต่อการควบแน่น เช่น ใกล้ท่าเรือขนสินค้าหรือช่องเก็บของที่ไม่มีการปรับสภาพ
• หลีกเลี่ยงการใช้งานด้วยมือเปล่าหรือสกปรก เนื่องจากน้ำมันและสิ่งสกปรกที่ถ่ายโอนไปยังพื้นผิวลวดอาจทำให้เกิดข้อบกพร่องในการเชื่อมได้
• ใช้สายไฟภายในเวลาอันสมควรหลังจากเปิด — เมื่อเปิดท่อแกนหรือแกนม้วนแล้ว การเปิดรับแสงเป็นเวลานานจะเพิ่มการสะสมของออกไซด์ ซึ่งอาจส่งผลต่อความเสถียรของส่วนโค้งและคุณภาพการเชื่อม