كيفية لحام الألمنيوم المصبوب: التقنيات والإعداد والأخطاء الشائعة

نعم، يمكن لحام الألومنيوم المصبوب - ولكنه يتطلب تحضيرًا دقيقًا، والعملية الصحيحة، وفهم سبب اختلاف سلوكه عن الألومنيوم المطاوع. الطريقة الأكثر موثوقية هي لحام TIG (GTAW) مع تيار متردد، باستخدام ER4043 أو ER5356 سلك الحشو، بعد التنظيف الشامل والتسخين المسبق للجزء إلى 150-230 درجة مئوية (300-450 درجة فهرنهايت). إذا تخطيت أيًا من هذه الخطوات، فستتعرض لخطر التشقق أو المسامية أو الانصهار غير الكامل.

لماذا يعتبر لحام الألمنيوم المصبوب أصعب من لحام الألمنيوم المطاوع؟

تحتوي سبائك الألومنيوم المصبوبة على مستويات أعلى من السيليكون (تصل إلى 12% في بعض درجات الصب) وغالبًا ما تحتوي على غازات محاصرة، وشوائب أكسيد، ومسامية داخلية من عملية الصب الأصلية. عند تطبيق الحرارة، تتوسع هذه الغازات المحتبسة وتهرب عبر حوض اللحام، مما يسبب الفقاعات والفراغات. كما أن بنية الحبوب غير المستوية تجعل المادة أكثر عرضة للتشقق الساخن بالقرب من المنطقة المتأثرة بالحرارة (HAZ).

تشمل سبائك الألومنيوم المصبوبة الشائعة التي ستواجهها ما يلي:

• ايه356/356.0 — رؤوس الأسطوانات، ومشعبات السحب (الأكثر قابلية للحام)
• A380 - المساكن المصبوبة والأقواس (صعبة للغاية، ومحتوى الزنك العالي)
• 319 — كتل المحرك (صعوبة متوسطة)
• 535 - الأجزاء البحرية (قابلة للحام، عالية المغنيسيوم)

إذا كنت لا تعرف السبيكة بالضبط، فتعامل معها باعتبارها مهمة صعبة وأخطأ في جانب المزيد من العمل التحضيري.

التحضير الأساسي قبل أن تضرب قوسًا

يمثل التحضير ما يقرب من 80٪ من لحام الألمنيوم المصبوب الناجح. الإعداد السيئ هو السبب الرئيسي لفشل اللحامات.

الخطوة 1 - تحديد وإزالة التلوث

يجب إزالة الزيت والشحوم والطلاء والمواد الحشية القديمة قبل تطبيق أي حرارة. استخدمي الأسيتون أو منظف الألومنيوم المخصص على قطعة قماش خالية من الوبر. لا تستخدم مذيبًا قائمًا على البترول، فهو يترك بقايا. بالنسبة لأجزاء المحرك، يعد نقع الخزان الساخن أو غسل الأجزاء باستخدام مزيل الشحوم الآمن المصنوع من الألومنيوم متبوعًا بالشطف ممارسة قياسية في المتاجر المتخصصة.

الخطوة 2 - التنظيف الميكانيكي لطبقة الأكسيد

يشكل الألومنيوم طبقة أكسيد الألومنيوم (Al₂O₃) على الفور تقريبًا عند تعرضه للهواء. يمتلك هذا الأكسيد نقطة انصهار تبلغ حوالي 2050 درجة مئوية، وهي أعلى بكثير من نقطة انصهار الألومنيوم نفسه البالغة 660 درجة مئوية. إذا قمت باللحام فوقه، فإن الأكسيد يمنع الاندماج. استخدم فرشاة سلكية مخصصة من الفولاذ المقاوم للصدأ (لا تُستخدم أبدًا على الفولاذ وإلا ستلوث الألومنيوم) لتنظيف منطقة الوصلة مباشرة قبل اللحام. قرص رفرف بوزن 80 حبيبة رملية على طاحونة زاوية يعمل أيضًا بشكل جيد في المناطق الأكبر.

الخطوة 3 - أخدود على شكل حرف V أو شطبة الشق

بالنسبة للشقوق، قم بطحن أو توجيه أخدود على شكل حرف V بالكامل لأسفل لتنظيف المعدن السليم. يجب أن يكون عرض الأخدود 3-4 مم على الأقل في الأعلى ويصل إلى عمق الشق بالكامل. في نهاية كل صدع، قم بحفر ثقب بقطر 3-4 مم لمنع استمرار الشق تحت الحرارة. إذا تخطيت عملية إيقاف الحفر، فغالبًا ما يمتد الشق بمقدار 10-15 ملم إلى ما هو أبعد من المكان الذي يمكنك رؤيته أثناء اللحام.

الخطوة 4 - تسخين الجزء

التسخين المسبق يقلل من الصدمة الحرارية ويطرد الرطوبة. استخدم الفرن أو المسدس الحراري أو شعلة البروبان لرفع درجة حرارة الجزء إلى 150-230 درجة مئوية (300-450 درجة فهرنهايت). تحقق من درجة الحرارة باستخدام مقياس حرارة تلامسي أو عصي تشير إلى درجة الحرارة (Tempilstik). بالنسبة للمسبوكات ذات الجدران الرقيقة التي يقل سمكها عن 6 مم، يكون الحد الأدنى من هذا النطاق (150 درجة مئوية) كافيًا. تستفيد الأجزاء السميكة مثل كتل المحرك من النهاية الأعلى. لا تتجاوز 260 درجة مئوية، ففوق هذا المستوى تبدأ بعض السبائك بفقد قوتها بشكل دائم.

اختيار عملية اللحام الصحيحة

بالنسبة للغالبية العظمى من أعمال الإصلاح - المتشعبات المتشققة، والأقواس المكسورة، والمسبوكات التالفة - يعد لحام TIG مع التيار المتردد هو الخيار الأمثل. اضبط جهازك على التيار المتردد مع بدء تشغيل عالي التردد، واستخدم غاز الأرجون المحمي بنسبة 100% بمعدل 10-15 لتر/دقيقة، وحدد قطبًا كهربائيًا من التنجستين النقي أو القطب التنغستن الزركوني (وليس النوع المُثرى المستخدم في الفولاذ).

اختيار سلك الحشو الصحيح

تغطي سبائكتان من الحشو معظم وظائف الألمنيوم المصبوب:

• ER4043 (4% سيليكون) — الخيار الأكثر شيوعًا للألمنيوم المصبوب. يتدفق بشكل جيد، ويقلل من التشقق، وهو متسامح. استخدم هذا لمكونات المحرك والعلب والسبائك غير المعروفة.
• ER5356 (5% مغنيسيوم) - أقوى وأكثر صلابة، ولكنها أكثر عرضة للتشقق الساخن على المسبوكات عالية السيليكون. يُستخدم عندما تكون قوة ما بعد اللحام أولوية وأنت تعلم أن السبيكة الأساسية متوافقة (على سبيل المثال، مصبوبات سلسلة 535 أو 5xxx).

يجب أن يتطابق قطر الحشو بشكل عام مع سمك المادة: سلك 1.6 مم للأقسام التي يصل طولها إلى 4 مم، و2.4 مم للأقسام من 4 إلى 8 مم، و3.2 مم للأقسام الأثقل.

TIG لحام الألمنيوم المصبوب: الإعدادات والتقنية

يعد الحصول على الإعدادات الصحيحة أمرًا بالغ الأهمية. استخدم هذه النقاط كنقطة بداية وقم بضبط سمك المادة وجهازك المحدد:

• النوع الحالي: التيار المتردد (التيار المتناوب)
• التيار: حوالي 1 أمبير لكل 0.025 مم (0.001 بوصة) من السمك - لذلك يحتاج صب 6 مم إلى 240 أمبير تقريبًا في الذروة
• تردد التيار المتردد: 80-120 هرتز (التردد الأعلى ينتج قوسًا أضيق وأكثر تركيزًا)
• توازن التيار المتردد: 65-70% قطب كهربائي سلبي (EN) - وهذا ينظف الأكسيد دون ارتفاع درجة حرارة التنغستن
• غاز التدريع: 100% أرجون، 10-15 لتر/دقيقة
• التنغستن: 2-3 مم نقي (أخضر) أو طرف كروي مرصع بالزركون على التيار المتردد

حافظ على ثبات سرعة السفر وتحرك بسرعة كافية لتجنب تراكم الحرارة في منطقة واحدة. توقف مؤقتًا واترك الجزء يبرد مرة أخرى لتسخين درجة الحرارة إذا رأيت البركة تصبح بطيئة أو يتغير لون المعدن المحيط بشكل مفرط. استخدم حركة نسج ذهابًا وإيابًا على الأخاديد الأوسع بدلاً من تكديس تمريرات متعددة في نفس الخط.

معالجة ما بعد اللحام

بمجرد اكتمال اللحام، لا تقم بإخماد الجزء في الماء أو تبريده بسرعة بالهواء المضغوط. اتركه يبرد ببطء في الهواء الساكن، أو لفه في بطانيات اللحام لإبطاء معدل التبريد. يؤدي التبريد السريع إلى إعادة الضغط الحراري ويمكن أن يؤدي إلى تشقق اللحام أو الصب المجاور.

بعد التبريد، افحص اللحام باستخدام الصبغة المخترقة (PT) للتحقق من عدم وجود تشققات على السطح. بالنسبة للأجزاء الحاملة للضغط (ممرات التبريد، وأنظمة الوقود)، يوصى بإجراء اختبار ضغط عند ضغط تشغيل يبلغ 1.5× قبل إعادة الجزء إلى الخدمة.

إذا كان سيتم تصنيع القالب بعد اللحام، فاتركه يرتاح لمدة 24 ساعة حتى يمكن إعادة توزيع أي إجهاد متبقي قبل قطع اللمسات النهائية.

الأسباب الشائعة لفشل اللحام على الألومنيوم المصبوب

• المسامية - يحدث دائمًا تقريبًا بسبب الرطوبة أو التلوث أو عدم كفاية تغطية الغاز. تأكد من أن المعدن الأساسي جاف تمامًا، ونظف سلك الحشو بالأسيتون، وتحقق من وجود تيارات تزعج غاز التدريع.
• تكسير ساخن - يحدث عندما يتصلب حوض اللحام تحت ضغط الشد. قلل من تقييد الجزء إن أمكن، واستخدم ER4043 (أكثر مقاومة للتشقق)، واسمح بتبريد أبطأ.
• عدم الانصهار - عادةً ما يكون السبب هو عدم كفاية الحرارة أو طبقة الأكسيد التي لم تتم إزالتها. قم بزيادة التيار قليلاً وأعد تنظيف المفصل.
• حرق من خلال — المشكلة الأكثر شيوعًا في المقاطع الرقيقة التي يقل سمكها عن 3 مم. استخدم شريط دعم (لوحة دعم نحاسية أو غير قابلة للصدأ خلف المفصل تبدد الحرارة)، وقلل التيار.

عندما لا يكون اللحام هو الخيار الصحيح

بعض سبائك الألومنيوم المصبوبة - وخاصة الدرجات عالية الزنك المصبوبة مثل A380 - تكون في الأساس غير قابلة للحام بالوسائل التقليدية. يتسبب محتوى الزنك في حدوث تشققات ساخنة شديدة ومسامية بغض النظر عن التقنية. في هذه الحالات، ضع في اعتبارك ما يلي:

• لحام أو لحام الألمنيوم - للإصلاحات التجميلية أو منخفضة الضغط عند درجات حرارة أقل من 450 درجة مئوية
• خياطة معدنية (قفل وغرزة) - تقنية الإصلاح البارد التي تستخدم دبابيس ومقابس معدنية متشابكة؛ لا حاجة للحرارة، ويحافظ على خصائص السبائك الأصلية
• مركبات إصلاح الايبوكسي — مثل JB Weld KwikWeld أو Belzona 1111، وهو مناسب للإصلاحات غير الهيكلية حيث يكون الضغط ودرجة الحرارة منخفضين
• صب الاستبدال - إذا كان الصب الأصلي متدهورًا بشدة أو معرضًا للخطر من الناحية الهيكلية