جوش آلومینیوم: تکنیک ها, پارامترها & برنامه

1. مقدمه

جوش آلومینیوم نقش مهمی در ساخت مدرن ایفا می کند, زیر صنایع از هوافضا تا خودرو.

همانطور که تولید کنندگان به سبک تر فشار می آورند, ساختارهای کارآمدتر, آنها به طور فزاینده ای به نسبت قدرت بالا به وزن آلومینیوم اعتماد می کنند.

هر چند, صفات متالورژیکی منحصر به فرد آلومینیوم - هدایت حرارتی بالا, نقطه ذوب کم, و لایه اکسید سرسخت - چالش های جوشکاری متمایز را مشاهده کنید.

در این مقاله, ما اصول جوشکاری آلومینیوم را کشف می کنیم, فرآیندهای کلیدی را بررسی کنید, نقص های مشترک را جدا کنید, و بهترین شیوه هایی را که قوی است به اشتراک بگذارید, مفاصل با کیفیت بالا.

2. اصول متالورژی آلومینیوم

قبل از حمله به یک قوس, جوشکار باید پایه های متالورژیکی را که باعث می شود آلومینیوم جذاب و چالش برانگیز باشد ، درک کنند.

شبکه مکعب صورت محور & هدایت حرارتی

آلومینیوم متبلور در a مکعب صورت محور (FCC) توری, که آن را به انعطاف پذیری و سختی استثنایی اعطا می کند.

از نظر عملی, این ساختار به آلومینیوم اجازه می دهد تا بدون ترک خوردگی ، دچار تغییر شکل پلاستیکی قابل توجهی شود - یک ویژگی با ارزش هنگام شکل گیری شکل های پیچیده.

هر چند, آلومینیوم هدایت حرارتی (237 w/m · k) تقریباً چهار برابر بیشتر از فولاد خفیف است.

در نتیجه, گرمای تزریق شده توسط یک قوس آلومینیومی جوش به سرعت در فلز پایه پخش می شود, مجبور کردن اپراتورها به:

• افزایش آمپراژ یا سرعت سفر آهسته برای دستیابی به همجوشی کافی
• بخش های ضخیم را از قبل گرم کنید (بیش از 10 میلی متر) برای اطمینان از نفوذ یکنواخت
• از میله های پشتیبان یا صفحات سرد استفاده کنید هنگام جوشکاری مواد سنج نازک برای جلوگیری از سوختگی

فیلم اکسید: دوست و دشمن

فرم های آلومینیوم a اکسید بومی لایه (الحس) در میکرو ثانیه های قرار گرفتن در معرض هوا.

این فیلم به عنوان یک مانع محافظ در برابر خوردگی عمل می کند, با این حال ، این یک مانع چشمگیر در هنگام جوشکاری است:

• نقطه ذوب نابرابری: اکسید آلومینیوم در بالا ذوب می شود 2,000 درجه سانتیگراد, در حالی که مایعات فلزی زیرین در 660 درجه سانتیگراد.
  بدون تمیز کردن کافی و انرژی قوس, اکسید از همجوشی مناسب جلوگیری می کند.
• پروتکل های تمیز کردن: جوشکار استخدام می شود دفع کننده های قلیایی, پس از مسواک زدن به فولاد ضد زنگ بلافاصله قبل از جوشکاری.
  برخی از مغازه ها استفاده می کنند اچ های شیمیایی (به عنوان مثال, اسید فسفریک رقیق) برای اطمینان از سطوح بدون اکسید.

با از بین بردن اکسیدها و انتخاب فرآیندها - مانند TIG با جریان پالس که به صورت مکانیکی منطقه جوش را شستشو می دهد-سازندگان بر این مانع متالورژی غلبه کرده و به اتصالات بدون نقص می رسند.

3. فرآیندهای جوشکاری رایج برای آلومینیوم

خصوصیات متمایز آلومینیوم مجموعه متنوعی از تکنیک های جوشکاری را ایجاد کرده است, هر یک متناسب با ضخامت های خاص, سیستم های آلیاژ, نرخ تولید, و الزامات مشترک.

جوش قوس تنگستن گاز (gtaw / تیغ)

جوش قوس تنگستن گاز (gtaw), معمولاً TIG نامیده می شود, کنترل حرارتی دقیق و حداقل اسپلتر را ارائه می دهد, ساختن آن به روش انتخاب آلومینیوم نازک (رده 6 میلی متر) و اتصالات بحرانی:

• اصل عملیاتی: یک GAS- محافظت شده, الکترود تنگستن غیر قابل تحمل یک قوس را در سطح آلومینیوم حفظ می کند.
  سیم پرکننده وارد گودال به صورت دستی یا از طریق مکانیسم خوراک می شود.
• پارامترهای معمولی:

• • جاری: 50-200 a (قطبیت AC برای تمیز کردن اکسیدها)
  • ولتاژ: 10–15 v
  • سرعت سفر: 200-400 میلی متر در دقیقه
  • گاز محافظ: 100% آرگون در 12-18 لیتر در دقیقه

• مزایا:

• • ظاهر مهره جوش استثنایی (رگ < 1 μM)
  • منطقه تحت تأثیر گرمای باریک (خندق), کاهش اعوجاج
  • کنترل کامل بر روی ورودی گرما - ضروری برای آلیاژهای ظریف مانند سری 6xxx

• محدودیت ها:

• • میزان رسوب پایین تر (0.5 کیلوگرم در ساعت) بهره وری را محدود می کند
  • برای نتایج مداوم به مهارت جوشکار بالا نیاز دارد

گون / MIG - جوش قوس فلزی گاز

جوش قوس فلزی گاز, یا جوشکاری میگ, نرخ رسوب را افزایش می دهد, آن را برای ضخامت متوسط ​​ایده آل می کند (3-12 میلی متر) ساختگی آلومینیومی:

• اصل عملیاتی: مداوم, الکترود سیم آلومینیومی مصرفی از طریق اسلحه جوش تغذیه می شود در حالی که آرگون یا آرگون - هلیوم مخلوط قوس را محافظت می کند.
• پارامترهای معمولی:

• • قطر سیم: 0.9-1.2 میلی متر
  • جاری: 150-400 a
  • ولتاژ: 18–25 v
  • سرعت خوراک سیم: 5-12 متر/من (سپرده 5-8 کیلوگرم در ساعت)
  • گاز محافظ: آرگون یا AR/او (25% او) در 15-25 لیتر در دقیقه

• مزایا:

• • رسوب بالا و سرعت سفر توان را افزایش می دهد
  • مکانیزاسیون آسان تر و ادغام روباتیک

• محدودیت ها:

• • HAZ گسترده تر می تواند اعوجاج را تقویت کند
  • پراکنده بالاتر و شکل مهره ای دقیق در مقابل TIG

جوش قوس پلاسما (پنجه)

جوش قوس پلاسما قوس را به صورت باریک متمرکز می کند, ستونی, مخلوط نفوذ عمیق با کنترل:

• اصل عملیاتی: یک قوس پلاسما محدود بین یک الکترود غیر قابل تحمل و قطعه کار حرکت می کند; یک گاز محافظ ثانویه برای محافظت از جوش ، پلاسما را احاطه کرده است.
• پارامترهای معمولی:

• • پلاسما (ar یا ar/h₂): 2–10 l/min
  • گاز محافظ: آرگون در 10-20 لیتر در دقیقه
  • جاری: 50-300 a

• مزایا:

• • عمق نفوذ تا 10 میلی متر در یک پاس
  • کنترل دقیق شکل قوس برای جوش های باریک

• محدودیت ها:

• • طراحی مشعل پیچیده و هزینه تجهیزات بالاتر
  • برای جلوگیری از بی ثباتی به راه اندازی ماهر نیاز دارد

جوش زدن اصطکاک (fsw)

جوش زدن اصطکاک (fsw) پیوستن به آلومینیوم را با عملکرد کاملاً در حالت جامد متحول می کند:

• اصل عملیاتی: یک چرخش, ابزار غیر قابل جمع شدن به سطوح مبهم فرو می رود, گرمای اصطکاک که فلز را پلاستیک می کند.
  ابزار سپس مفصل را طی می کند, مخلوط مکانیکی مواد نرم شده برای تشکیل جوش تلفیقی.
• پارامترهای معمولی:

• • چرخش ابزار: 300–1،200 دور در دقیقه
  • سرعت عبور: 50-500 میلی متر در دقیقه
  • نیروی پایین: 1050 کیلو نیوتن, بستگی به ضخامت دارد

• مزایا:

• • تقریباً تخلخل و ترک خوردگی را از بین می برد
  • به کارآیی مشترک 95-100 ٪ در آلیاژهای 5xxx و 6xxx می رسد
  • خوب تولید می کند, دانه های برابر در ناگت جوش, افزایش خصوصیات مکانیکی

• محدودیت ها:

• • سرمایه گذاری تجهیزات قابل توجه است
  • محدود به اتصالات خطی یا ساده با خمیر; نیاز به فیکس کردن دارد

روشهای نوظهور: جوش لیزر و الکترونی

در حالی که تولید کنندگان به سرعت و اتوماسیون بالاتر فشار می آورند, آنها پرتوهای پر انرژی را اتخاذ می کنند:

• جوش پرتو لیزر (LBW):

• • اصل: یک لیزر با قدرت بالا (فیبر یا همکار) روی یک نقطه کوچک تمرکز می کند (< 0.5 میلی متر), ایجاد نفوذ سوراخ کلید.
  • فواید: بسیار باریک HAZ, اعوجاج حداقل, جوشکاری به سرعت 10 M/من.
  • چالش: نیاز به تناسب دقیق مفصل دارد (< 0.1 میلی متر) و سرمایه اولیه بالا.

• جوش پرتوی الکترونی (جبهه):

• • اصل: پرتوی الکترونی با سرعت بالا در خلاء فلز را در حالت سوراخ کلید ذوب می کند.
  • فواید: نفوذ عمیق (20-50 میلی متر) با خلوص جوش عالی.
  • چالش: اتاق های خلاء اندازه قسمت را محدود می کنند, و تجهیزات مستلزم هزینه قابل توجهی است.

4. سیستم های آلیاژی و قابلیت جوشکاری آنها

آلیاژهای آلومینیوم در چهار خانواده اصلی - 1xxx قرار می گیرند, 5xxx, 6xxx, و 7xxx - هرکدام توسط عناصر آلیاژ غالب آن تعریف شده است.

این تفاوت های شیمیایی حاکم بر رفتار ذوب است, خصوصیات جامد سازی, و حساسیت به نقص جوشکاری.

1سری xxx (≥ 99% آلومینیوم)

ترکیب & خصوصیات

• عنصر اصلی: آلومینیوم 99.0% (به عنوان مثال, 1100: FE 0.15%, و 0.10%)
• قدرت مکانیکی: UTS 90-110 MPa در O-Temper
• هدایت حرارتی: ~ 237 w/m · k

قابلیت جوشکاری

• امتیاز: عالی
• مزایا:

• • حداقل ناخالصی ها از تشکیل بین فلزی و ترک خوردگی گرم جلوگیری می کنند.
  • انعطاف پذیری (کشیدگی 20%) تغییرات ورودی گرما را تحمل می کند.

• چالش:

• • برای حفظ همجوشی به 20 تا 30 ~ ورودی گرمای بیشتر از آلیاژهای 6xxx نیاز دارد.

شیوه های توصیه شده

• فرایندها: gtaw (تیغ) برای دقت; گون (من) روی ورق نازک (رده 3 میلی متر)
• میله: ER1100 یا ER4043 (برای روان بودن بهتر) برای مطابقت با مقاومت در برابر خوردگی پایه -
• برنامه: مخازن شیمیایی, تجهیزات درجه غذا, گرما -

5سری xxx (آلیاژهای AL -MG)

ترکیب & خصوصیات

• منیزیم: 2.0-5.0 WT %; منگنز: 0.1-1.0 WT % برای کنترل دانه
• نمرات مشترک: 5052 (میلی گرم 2.2-2.8 ٪), 5083 (میلی گرم 4.0-4.9 ٪), 5456 (میلی گرم 4.5-5.5 ٪)
• بیدر: 280-340 MPa; کشیدگی: 12-18 ٪

قابلیت جوشکاری

• امتیاز: خوب به عالی
• مزایا:

• • تقویت جامد - بدون سخت شدن بارش, بازده خواص جوش سازگار.
  • مقاومت در برابر خوردگی آب دریا عالی (< 0.03 از دست دادن MM/سال).

• چالش:

• • منطقه تحت تأثیر گرما (خندق) درشت دانه می تواند در صورت آهسته آهسته استحکام خستگی را 10-15 ٪ کاهش دهد.
  • اکسیدهای سطحی و MgO نیاز به مسواک زدن و تخریب دقیق دارند.

شیوه های توصیه شده

• فرایندها: ac-gtaw برای تمیز کردن اکسید; FSW در بخش ها 6 میلی متر برای اتصالات کامل به طول
• میله: ER5356 برای تطبیق محتوای MG و رفتار خوردگی
• برنامه: بدنه کشتی (5083-H111), رگهای فشار (5456), مخازن سوخت

6سری xxx (آلیاژهای AL -MG -SI)

ترکیب & خصوصیات

• منیزیم: 0.4–1.5 WT %; سیلیکون: 0.6–1.2 WT % (تشکیل MG₂SI رسوب می کند)
• آلیاژهای معمولی: 6061 (عمومی), 6063 (اکستاروژن), 6082 (دارای سررزو)
• اوج UTS (t6): ~ 310 MPA; خم شدن در O-Temper: 1.5ضخامت

قابلیت جوشکاری

• امتیاز: معتاد
• مزایا:

• • سخت شدن بارش پس از پیری پس از پیری ، قدرت و قدرت خوبی به دست می آورد.
  • همه کاره برای قاب ساختاری و پروفایل های اکسترود شده.

• چالش:

• • جوشکاری فیوژن mg₂si را حل می کند, باعث نرم شدن هاز می شود (افت عملکرد 30-50 ٪).
  • پرکننده های غنی از سیلیکون می توانند فیلم های شکننده را در صورت کنترل دقیق ترویج کنند.

شیوه های توصیه شده

• فرایندها: من برای سرعت; FSW برای جلوگیری از نرم شدن منطقه فیوژن -
• میله: ER4043 (وت 5 %) برای مقاومت در برابر ترک; ER5356 برای خدمات دریایی
• درمان پس از سلولی: T6 پیری (530 محلول ° C, 160 ° C/8 H پیری) بازیابی 85% از قدرت اصلی
• برنامه: قاب های دوچرخه (6061-t6), اکستروژن های معماری (6082-t6)

7سری xxx (آلیاژهای Al -zn -mg)

ترکیب & خصوصیات

• روی: 5.0-7.0 WT %; منیزیم: 2.0-3.0 WT %; مس: 1.2–2.0 WT % (به عنوان مثال, 7075-t6)
• بیدر (t6): > 500 MPA; محدودیت های خستگی استثنایی (~ 160 MPA در چرخه 10⁷)

قابلیت جوشکاری

• امتیاز: فقیر تا متوسط
• مزایا:

• • بالاترین استحکام در بین آلومینیوم جوش داده شده, برای برنامه های هوافضا بسیار مهم است.

• چالش:

• • گرم کردن از فیلم های اکتکتیک کم فشار (zn -mg) در حین همجوشی.
  • نگرانی های قابل توجهی در مورد استرس و استرس باقیمانده.

شیوه های توصیه شده

• فرایندها: FSW یا EBW (بخش های ضخیم 10 میلی متر) برای جلوگیری از ذوب شدن; TIG با DCEN پالس برای قطعات نازک
• میله: ER2319 (مس 6.5 %) محدوده جامد سازی را گسترش داده و ترک خوردگی را کاهش می دهد
• درمان قبل/پس از: قبل از گرم کردن به 120 درجه سانتیگراد; استرس - پخت و پز (200 درجه سانتیگراد/4 ساعت) برای کاهش فشارهای باقیمانده توسط 50%
• برنامه: اسپرت های ساختاری هواپیما (7075-t6), اتصالات هوافضا (7050), اتصال دهنده های با ارتفاع زیاد

مقایسه جوشکاری کلیدی

تجزیه و تحلیل های قبلی, جدول زیر قابلیت جوشکاری نسبی هر سری بزرگ آلومینیوم را برجسته می کند, همراه با فرآیندهای مورد نظر و چالش های اصلی آنها.

5. پارامترهای فرآیند کلیدی و کنترل جوش آلومینیوم

دستیابی به جوش های بدون نقص در کنترل پارامتر دقیق:

• تمیز کردن قبل از جوشکاری. degrease با پاک کننده های قلیایی, سپس با استفاده از برس های استیل ضد زنگ که به آلومینیوم اختصاص داده شده است ، اکسید را به صورت مکانیکی بردارید. هرگونه اکسید یا روغن باقیمانده باعث تخلخل می شود.
• ورودی حرارت, سرعت سفر & جنجال. ورودی گرما را متعادل کنید (KJ/MM) برای اطمینان از همجوشی کامل بدون سوختگی.
  برای TIG, ورودی گرما را در حدود 1-2 کیلوژول در میلی متر حفظ کنید; برای من, 3–6 kJ/mm لباس 3-6 میلی متر.
• انتخاب فلز پرکننده.

• • ER4043 (5% وت): مرطوب کننده خوب و کاهش یافته را ارائه می دهد; ایده آل برای سری 6xxx.
  • ER5356 (5% مگس): مقاومت و مقاومت در برابر خوردگی بالاتر را فراهم می کند; برای فلزات پایه 5xxx ترجیح داده می شود.

• ترکیب گاز محافظ & میزان جریان. استفاده کردن 100% آرگون برای سنجهای نازک; مخلوط آرگون-هلیوم (به عنوان مثال, 75/25) نفوذ و مایع بودن مهره جوش را در کارهای ضخیم تر بهبود بخشید.
  جریان را با سرعت 10-20 لیتر در دقیقه حفظ کنید و فنجان گاز را درون آن نگه دارید 10 میلی متر قطعه کار.

6. چالش های جوشکاری و مکانیسم های نقص

جوش آلومینیوم با چندین حالت نقص روبرو می شود:

• تخلخل. حلالیت هیدروژن در آلومینیوم مذاب (تا 2 ML/100 گرم در 700 درجه سانتیگراد) پس از استحکام منجر به گرفتاری گاز می شود.
  با پخت سیم پرکننده را کاهش دهید (65 درجه سانتیگراد, 4 سخنرانی) و خشک کردن, فلز پایه تمیز.
• ترک. 6آلیاژهای xxx و 7xxx در طول جامد سازی فیلم های مایع را در امتداد مرزهای دانه تشکیل می دهند.
  با کاهش ورودی گرما ، ترک خوردگی را کاهش دهید, انتخاب پرکننده های غنی از سیلیکون (ER4043), یا استفاده از FSW در آلیاژهای مستعد.
• کمبود همجوشی و سوختگی. گرمای ناکافی یا سرعت بیش از حد سفر مناطق مورد استفاده را ترک می کند; سفر بیش از حد آهسته یا آمپراژ زیاد باعث سوختگی می شود.
  پروفایل مهره را بازرسی کنید و پارامترها را تنظیم کنید تا به یک گلوی جوش یکنواخت برسید.
• اعوجاج و فشارهای باقیمانده. ضریب انبساط حرارتی بالا آلومینیوم (23× 10 ⁻⁶ /k) تحریف قابل توجهی را القا می کند. مقابله با فیکس کردن, جوشکاری پشتی, و گیره های سینک گرما.

7. تکامل ریزساختاری و عملکرد مکانیکی

ریزساختارهای پس از جوشکاری یکپارچگی مشترک را دیکته می کنند:

• نرم شدن & رشد. در آلیاژهای قابل سختی بارش (6سری xxx), HAZ با حل شدن رسوبات ، قدرت را از دست می دهد.
  خنک کننده حالت جامد یا پیری پس از جوشکاری (به عنوان مثال, 160 درجه سانتیگراد برای 8 ساعت 6061) بهبود می یابد تا 80% از قدرت جوشانده.
• بارش در آلیاژهای قابل درمان با گرما. پیش بینی مجدد کنترل شده-از طریق T4 (پیری طبیعی) یا T6 (پیری مصنوعی) چرخه - خصوصیات مکانیکی را برطرف می کند.
  به عنوان مثال, 6061-جوش های T6 به دست می رسند 275 عملکرد MPA پس از درمان T6.
• کشنده, خستگی & عملکرد خوردگی. جوش های TIG به درستی اجرا شده در 5083 می تواند برسد 95% مقاومت کششی پایه فلزی. در آزمایش خستگی, اتصالات FSW در آلیاژهای 5xxx بیش از 10 چرخه در 70% از UTS.
  مقاومت در برابر خوردگی-حیاتی در کاربردهای دریایی-هنگام استفاده از آلیاژهای پرکننده تطبیق و درمان های کافی پس از جوش بسیار زیاد است.

8. درمان و ترمیم پس از جوش

برای بهینه سازی عملکرد مشترک و ماندگاری, سازندگان چندین روش پس از جوشکاری را اعمال می کنند:

• عملیات حرارتی پس از جوشکاری (PWHT) & تسکین استرس. در آلیاژهای 6xxx, درمان راه حل در 530 درجه سانتیگراد و پس از آن پیری Conchench و T6. برای آلیاژهای 5xxx, پیری طبیعی (T4) سختی را تثبیت می کند.
• صافی مکانیکی & کار سرد. برای اصلاح اعوجاج, با دقت در دمای اتاق خم یا بچرخید. کار سرماخوردگی همچنین از طریق سخت شدن کرنش ، استحکام موضعی را افزایش می دهد.
• تعمیر نقص و جوش دوباره. ترک ها یا منافذ را به فلز صدا کنید, سپس با استفاده از همان فرآیند و پرکننده دوباره جوشید. همیشه سطوح را دوباره تمیز کنید تا از عود نقص جلوگیری کنید.

9. بازرسی, تست, و کنترل کیفیت

حفظ کیفیت جوش تقاضای بازرسی سیستماتیک:

• بازرسی بصری (ISO 5817 / AWS D1.2). ظاهر جوش را ارزیابی کنید, تقویت, و زیربنایی. سطح B سطح نیاز به حداقل نقص دارد.
• آزمایش غیر مخرب (NDT).

• • نفوذ کننده رنگ: ترک های سطح در جوش های غیر متخلخل را تشخیص می دهد.
  • پرتونگاری (اشعه ایکس): تخلخل داخلی و عدم همجوشی را نشان می دهد.
  • ماوراء الطبیعه: بررسی صفحات ضخیم تر (>10 میلی متر) برای نقص های حجمی.

• صلاحیت رویه & صدور گواهینامه جوشکار. سوابق صلاحیت رویه را انجام دهید (PQRS) برای تأیید پارامترها. جوشکار را در هر AWS D1.2 یا ISO تأیید کنید 9606-2 برای اطمینان از, عملکرد سازگار.

10. کاربردهای صنعتی جوش آلومینیوم

نسبت استثنایی استثنایی به وزن و مقاومت در برابر خوردگی آلومینیوم استفاده خود را در صنایع خواستار پیش می برد.

هوافضا و ساختارهای آلیاژ با استحکام بالا

در هوا فضا, هر کیلوگرم ذخیره شده مستقیماً به بازده سوخت و ظرفیت بارگذاری ترجمه می شود.

در نتیجه, سازندگان آلیاژهای آلومینیوم با استحکام بالا را جوش می دهند-مانند 2024, 6061, و 7075 - برای مؤلفه های بحرانی:

• بدنه و پوست بال: جوشکاری خودکار TIG و لیزر به نازک پیوست (1-3 میلی متر) ورق با عرض جوش زیر 1 میلی متر, حفظ صافی آیرودینامیکی.
• رشته ها و قاب ها: جوش زدن اصطکاک (fsw) در 5 xxx و 7 سری XXX اتصالات قدرت تقریباً پایه فلزی را ایجاد می کند, فعال کردن طرح های مونوکوکی سبک وزن.
  گزارش خطوط هوایی تا 5% صرفه جویی در سوخت در هواپیماهای جدیدتر با جابجایی به پانل های آلومینیومی با FSW.
• محفظه های چرخدار: قطعات آلومینیومی ریخته گری و جعلی (به عنوان مثال, 7075-T73) از طریق EBW جوش داده و سپس برای حفظ مقاومت در برابر خزش تحت بارهای ضربه مکرر تحت پخت استرس قرار بگیرید.

حمل و نقل خودرو و سبک وزن

تولید کنندگان وسایل نقلیه با مقررات سختگیرانه انتشار و تقاضای برق روبرو هستند. جوش آلومینیوم به برآورده کردن این چالش ها کمک می کند:

• وسیله نقلیه الکتریکی (عید) محفظه باتری: من جوشکاری 5 اکستروژن های سری XXX سفت و سخت است, سینی های باتری با ارزش تصادف.
  در مقایسه با فولاد, سینی های آلومینیوم باعث کاهش جرم توسط 35-40 ٪, گسترش دامنه EV تا حداکثر 10%.
• ساختارهای بدن در سفید: سلولهای TIG-MIG ترکیبی جوش داده های آلومینیومی مخلوط با استفاده از فلزات پرکننده انتقال, برش وزن محدود توسط 100–150 کیلوگرم در SUV های با اندازه کامل.
• اجسام تریلر و راه آهن: 5083-پانل های H116 به سرعت در خطوط جوش رباتیک جوش می خورند,
  ارائه سکوهای بدون خوردگی که ماندگار است 30-40 ٪ طولانی تر از همتایان فولادی در زیر محیط های نمکی.

دریایی, رگهای فشار, و نمای معماری

سازندگان کشتی و معماران از جوش آلومینیوم برای مقاومت در برابر خوردگی و انعطاف پذیری طراحی بهره برداری می کنند:

• بدنه ها و روبنا کشتی: 5083 وت 5 آلیاژهای XXX با حداقل اعوجاج پس از جوش جوش می خورند, فعال کردن اندازه پانل های بزرگتر (تا 10 مگس) و کاهش زمان مونتاژ توسط 20%.
• رگهای فشار & مخازن کاردوژنیک: آلیاژها مانند 5083 وت 6061 جوش از طریق TIG در جو کنترل شده, تولید اتصالات تنگ و محکم که در برابر خدمات -196 درجه سانتیگراد مقاومت می کنند در برنامه های LNG.
• دیوارهای پرده معماری: جوش های تزئینی TIG در 6 اکستروژن های سری XXX نمای یکپارچه را تشکیل می دهند.
  جوشکاری لیزر مفاصل بیشتر باریک به زیر 0.5 میلی متر, ایجاد فلاش, سطوح آماده آنودایز شده.

بخش های نوظهور: وسایل نقلیه برقی & انرژی تجدید پذیر

به عنوان صنایع محور پایداری, جوش آلومینیوم از فناوری های جدید پشتیبانی می کند:

• قطب های توربین بادی: FSW به ضخامت می پیوندد (تا 50 میلی متر) 6 صفحات سری XXX برای اتصالات ریشه تیغه توربین-نقاط قوت کششی در نزدیکی 300 MPA و زندگی خستگی بیش از 10⁷ چرخه تحت بارگذاری چرخه ای.
• قاب های ردیاب خورشیدی: جوشانده 5 XXX Extrusions ساختارهای پشتیبانی سبک وزن را تشکیل می دهد, کاهش هزینه مواد توسط 25% در مقایسه با قاب های فولادی گالوانیزه.
• سیلندرهای ذخیره سازی هیدروژن: پرتو الکترونی و جوشکاری لیزر در 6 XXX آلیاژهای بدون درز, کشتی های فشار خون بالا, فعال کردن ایمن, مخازن هیدروژن جمع و جور برای وسایل نقلیه سلول سوخت.

11. مزایا و مضرات جوش آلومینیوم

جوش آلومینیوم مزایای قابل توجهی را ارائه می دهد اما چالش های منحصر به فردی را نیز ارائه می دهد که سازندگان باید با دقت حرکت کنند.

مزایا:

• سازه های سبک وزن: مجامع آلومینیومی جوش داده شده وزن دارند 50 % کمتر از سازه های فولادی معادل, افزایش راندمان سوخت در وسایل نقلیه, هواپیما, وت دریایی کشتی.
• مقاومت در برابر خوردگی: هنگامی که با آلیاژهای پر کننده تطبیق جوش داده می شود (به عنوان مثال, ER5356 در سری 5xxx),
  اتصالات آلومینیومی مقاومت بسیار خوبی در برابر آب شور و خوردگی جوی حفظ می کنند - در کاربردهای دریایی و در فضای باز بسیار مهم هستند.
• راندمان مفصل بالا: فرآیندهای مدرن مانند جوش زدن اصطکاک به طور معمول به 95-100 می رسد % از قدرت پایه -, فعال کردن برنامه های تحمل بار بدون سازش.
• هدایت حرارتی خوب: اتلاف سریع گرمای گرمای بیش از حد موضعی را کاهش می دهد, به حداقل رساندن اعوجاج در بخش های نازک هنگامی که پارامترها به درستی کنترل می شوند.
• بازیافت و پایداری: ضایعات آلومینیومی از پراکنده جوش و برش دوباره گلدان ذوب را به راحتی وارد می کند, پشتیبانی از تولید دایره ای تا 95 % صرفه جویی در مصرف انرژی بیش از تولید اولیه.

معایب:

• مدیریت لایه اکسید: فیلم Tenacious Al₂o₃ خواستار تمیز کردن دقیق قبل از جوش است (شیمیایی یا مکانیکی) وت, در تیگ, قطبیت AC برای اطمینان از همجوشی مداوم.
• کاهش سریع حرارت: در حالی که هدایت بالا به کنترل اعوجاج کمک می کند, این جوشکارها را وادار می کند تا ورودی گرما را افزایش دهند-خطر سوختگی بر روی سنجهای نازک و مناطق تحت تأثیر گرما در بخش های ضخیم تر.
• نرم شدن هاز در آلیاژهای قابل درمان با گرما: جوشکاری فیوژن سری 6xxx و 7xxx اغلب باعث تقویت رسوبات می شود,
  در نتیجه یک منطقه نرم شده که ممکن است نیاز به پیری پس از جوش یا فرآیندهای حالت جامد جایگزین مانند FSW داشته باشد.
• اعوجاج و فشارهای باقیمانده: ضریب انبساط حرارتی بالا آلومینیوم و مدول الاستیک کم ترکیب برای تولید پیچ ​​و تاب قابل توجه; فیکسچر کردن مؤثر و استراتژی های کنترل گرما ضروری می شود.
• تجهیزات و الزامات مهارت: دستیابی به جوش های آلومینیومی بدون نقص نیاز به کنترل پارامتر دقیق دارد, پرکننده های تخصصی,
  و اغلب تجهیزات سطح بالاتر (به عنوان مثال, منبع تغذیه پالس شده, دکل های FSW), افزایش هزینه های سرمایه و آموزش.

12. پایان

جوش آلومینیوم فرصت ها و چالش ها را ادغام می کند. با تسلط بر متالورژی آلومینیوم, انتخاب روند مناسب,

برای دقت باشد, میگ برای بهره وری, یا FSW برای بدون نقص, اتصالات با استحکام بالا-و کنترل دقیق پارامترها و درمان های پس از جوش, سازندگان به قابل اعتماد دست می یابند, ساختارهای با کارایی بالا.