تصور کنید در دل یک کارخانه صنعتی، جایی که صداها درهم می‌آمیزند و جرقه‌ها می‌درخشند، جوشکاری در حال اتصال دو قطعه فلزی است. نه با آهن و فولاد که سال‌ها آشنا و خوش‌رفتارند؛ بلکه با فلزی سبک، زیبا، اما سرسخت در جوشکاری: فلز آلومینیوم.
افرادی که شاید کمتر در حوزه صنعت ، فلزات و جوشکاری هستند تصوری از جوشکاری الومینیوم ندارند و یک سوال منطقی در ذهن آنها متبادر می شود و اینکه : آیا آلومینیوم را هم میتوان مثل آهن جوشکاری کرد؟
پاسخ این سوال کلیدی در علم جوشکاری مثبت هست و با دستگاه آلات و گاز مخصوص به خود میتوان آلومینیوم شفاف را جوشکاری کرد . جوشکاری آلومینیوم، به‌ظاهر ساده ولی در عمل یکی از حساس‌ترین فرآیندها در صنعت فلزکاری است. اگر عاشق دنیای تکنولوژی و تولید هستید یا دستی بر جوش دارید، این مقاله از پایگاه خبری تحلیلی آلوکیما شما را با ظرایف و فوت‌وفن‌های این هنر صنعتی آشنا می‌کند.
چرا جوشکاری آلومینیوم چالش‌برانگیز است؟
برخلاف فولاد، آلومینیوم نقطه ذوب پایین‌تری دارد (حدود 660 درجه سانتی‌گراد) و به‌سرعت گرما را پخش می‌کند. این ویژگی‌ها در کنار پوشش اکسیدی بسیار مقاوم، کار جوشکاری را سخت‌تر می‌کنند. لایه اکسیدی آلومینیوم در دمایی حدود 2000 درجه سانتی‌گراد ذوب می‌شود که بسیار بالاتر از خود فلز است. پس قبل از جوشکاری باید این لایه اکسیدی حذف شود؛ وگرنه جوش نامناسبی ایجاد خواهد شد.
پس باید قبل از عمل جوشکاری آلومینیوم تدابیری اندیشیده شود که لایه اکسیدی آلومینیوم حذف و از سطح فلز برطرف شود تا بتوانیم جوش بهتر و با کیفیت تری داشته باشیم و این اکسید زدایی در حین جوشکاری توسط گازهای مخصوص انجام می گیرد که در ذیل توضیح خواهیم داد.
1. انتخاب روش جوشکاری مناسب
یکی از اولین و مهم‌ترین مراحل، انتخاب روش جوشکاری متناسب با نوع پروژه و ضخامت آلومینیوم است:
✅ جوشکاری TIG (Tungsten Inert Gas)
جوشکاری تیگ (TIG)، که مخفف Tungsten Inert Gas یک روش جوشکاری ذوبی است که از یک الکترود تنگستن غیر مصرفی استفاده می‌کند و با محافظت یک گاز خنثی (مانند آرگون) جوش داده می‌شود. به عبارت ساده، در این روش، یک قوس الکتریکی بین الکترود تنگستن و قطعه کار ایجاد می‌شود و گرمای ناشی از قوس باعث ذوب شدن فلزات و تشکیل جوش می‌شود. در ایران، این روش جوشکاری بیشتر با نام جوش آرگون شناخته می‌شود، به دلیل استفاده از گاز آرگون در این فرآیند.
-
مناسب برای کارهای دقیق و تمیز
-
از گاز آرگون یا هلیوم به‌عنوان محافظ استفاده می‌شود
-
کنترل حرارت بالا، کیفیت جوش بالا
-
بیشتر برای قطعات نازک آلومینیوم
✅ جوشکاری MIG (Metal Inert Gas)
جوشکاری قوسی با گاز محافظ خنثی که با نام اختصاری میگ هم شناخته می شود، روشی است که در آن یک الکترود سیمی جامد به طور پیوسته از طریق یک تفنگ به حوضچه جوش تغذیه می شود و دو ماده پایه را به یکدیگر متصل می کند. در این روش، یک گاز محافظ نیز از طریق تفنگ جوشکاری تزریق می شود و حوضچه جوش را از آلودگی محافظت می کند
-
سریع‌تر از TIG
-
مناسب برای قطعات ضخیم‌تر
-
استفاده از سیم‌جوش مصرفی و گاز آرگون
-
نیازمند دستگاه‌های تخصصی با تنظیمات خاص برای آلومینیوم
✅ جوشکاری مقاومتی یا نقطه‌ای
-
مناسب برای تولید انبوه (مثلاً در خودروسازی)
-
با استفاده از جریان برق و فشار بالا، قطعات به‌هم جوش می‌خورند
-
بیشتر برای ورق‌های نازک آلومینیومی
2. آماده‌سازی سطح؛ کلید موفقیت جوش
آماده‌سازی سطح فلز، شاید ساده‌ترین ولی مهم‌ترین مرحله باشد ، مرحله ای که اگر قبل از عمل جوشکاری انجام نگیرد چه بسا جوشکاری بی کیفیت و کرک دار خواهیم داشت چراکه آلایندگی های موجود در سطح قطعه کار در هنگام تشکیل حوزچه مذاب وارد سطح قطعه شده و جوش نامرغوبی چه از نظر فنی و چه از نظر ظاهری خواهیم داشت.
-
پاک کردن چربی‌ها و آلودگی‌ها با حلال‌هایی مانند استون یا الکل صنعتی
-
ساییدن لایه اکسیدی با برس استیل یا فرچه مخصوص
-
عدم لمس سطح پاک‌شده با دست، چون چربی پوست هم می‌تواند جوش را خراب کند.
-
نکته حرفه‌ای: زمان از بین بردن لایه اکسید تا شروع جوش نباید بیش از 1 ساعت فاصله بیفتد، چون لایه جدید به‌سرعت شکل می‌گیرد.
3. انتخاب سیم جوش یا فیلر مناسب
سیم جوش باید با نوع آلیاژ آلومینیوم هم‌خوانی داشته باشد. برخی آلیاژها مانند 6061 یا 5083 نیاز به فیلرهای خاصی دارند تا جوش از نظر مقاومت و ظاهر دچار مشکل نشود.
| آلیاژ پایه | سیم جوش پیشنهادی |
|---|---|
| 6061 | ER4043 یا ER5356 |
| 5083 | ER5356 |
4. کنترل حرارت و جلوگیری از تاب‌برداشتن
آلومینیوم به دلیل رسانایی گرما را سریع پخش می‌کند و همین باعث تاب‌برداشتن یا سوختگی قطعه می‌شود. برای اینکه این مشکل پیش نیاید چند راهکار وجود دارد.
-
پیش‌گرم کردن قطعه (تا حدود 150 درجه سانتی‌گراد) . این مورد یکی از اصولی ترین روش های کنترل حرارت می باشد و مورد تایید سازمان جهانی استاندارد جوش می باشد.
-
استفاده از پدهای حرارتی یا گیره‌های نگهدارنده
- جوشکاری در چند مرحله کوتاه و با فاصله زمانی برای خنک شدن
5. استفاده از گاز محافظ با کیفیت
گاز محافظ مثل آرگون و هلیوم برای جلوگیری از واکنش آلومینیوم مذاب با هوا استفاده می‌شوند. ترکیب گازها بسته به ضخامت و نوع جوش متفاوت است:
-
آرگون خالص برای قطعات نازک ورق های آلومینیومی که ضخامتی در حد چند میلیمتر هستند.
-
ترکیب آرگون و هلیوم برای ضخامت‌های بیشتر
-
اطمینان از جریان پیوسته و بدون نشتی
6. تکنیک‌های حرکتی دست در جوشکاری آلومینیوم
یکی از بنیادی ترین اصول در جوشکاری حرکت دست اپراتور می باشد که اگر درست انجام نشود ، هرچند تجهیزات خوبی داشته باشیم بازهم جوش ایده آلی نخواهیم داشت و برخلاف جوشکاری فولاد، در جوشکاری آلومینیوم باید:
-
دست حرکت پیوسته و یکنواخت داشته باشد
-
تورچ (Torch) کمی زاویه‌دار نسبت به قطعه نگه داشته شود (حدود 10 تا 15 درجه)
-
حرکت “دوار” یا “رفت و برگشت ملایم” انجام شود تا حوضچه جوش یکنواخت شکل بگیرد
-
یادآور مهم: در TIG نباید نوک تنگستن با قطعه تماس داشته باشد. چون سریع آلوده شده و کیفیت جوش را کاهش می‌دهد.
7. عیب‌یابی رایج در جوشکاری آلومینیوم
| مشکل | دلیل | راهکار |
|---|---|---|
| حفره یا تخلخل | گازهای محبوس یا آلودگی | پاک‌سازی بهتر سطح، تنظیم صحیح گاز محافظ |
| ترک‌خوردگی | انتخاب نادرست فیلر یا سرد شدن سریع | استفاده از فیلر مناسب و خنک‌سازی تدریجی |
| نفوذ کم جوش | حرارت پایین یا سرعت زیاد | تنظیم صحیح آمپر و سرعت حرکت تورچ |
8. ایمنی را جدی بگیرید
جوشکاری آلومینیوم به دلیل نور شدید، گازهای بی‌اثر و گرمای زیاد و دود غلیظ غیر قابل استنشاق که بسیار سمی است ، نیاز به رعایت کامل ایمنی دارد:
-
استفاده از ماسک جوش با فیلتر UV
-
دستکش نسوز و لباس ضد حریق
-
تهویه مناسب محیط برای جلوگیری از تجمع گاز
مهارتی ظریف با فلزی سبک وزن
جوشکاری آلومینیوم فقط اتصال دو قطعه نیست؛ ترکیبی از دانش، تجربه، تجهیزات حرفه‌ای و فوت‌وفن‌های ریز است. اگر با اصول درست وارد میدان شوید، آلومینیوم بهترین رفتار را از خود نشان می‌دهد.
