راهنمای جوش آلومینیوم به فولاد

اینکه آیا می توانید آلومینیوم را به فولاد جوش دهید یا نه، یک سوال رایج از کسانی است که جوشکاری را یاد می گیرند. در حالی که ممکن است در ابتدا به نظر برسد که نمی‌توانید آلومینیوم و فولاد را به هم جوش دهید، اما در برخی موارد این امکان وجود دارد. مشکل اصلی انجام این کار این است که پیوند به اندازه کافی قوی بین دو فلز وجود ندارد، که تمام هدف از جوش دادن آنها به یکدیگر است. امروزه با پیشرفت مواد پرکننده در جوشکاری، می توان این دو فلز را به هم پیوند داد، اما به احتمال زیاد بهتر است روش متفاوتی را انتخاب کنید. به یاد داشته باشید که هیچ راه آسانی برای جوشکاری ساختاری فولاد و آلومینیوم به یکدیگر وجود ندارد، به خصوص برای کسی که به عنوان سرگرمی جوشکاری می کنند.

چرا جوشکاری آلومینیوم به فولاد چالش برانگیز است؟

چند مشکل جوشکاری فولاد و آلومینیوم را بسیار دشوار می کند. با این حال، بزرگترین مشکل، ترکیب شیمیایی هر فلز است. هر فلز دارای خواص منحصر به فردی است که جوشکاری آن را با فلزات دیگر دشوار می کند، که در مورد فلزات دیگر فراتر از فولاد و آلومینیوم صادق است.

تفاوت های حرارتی

تنها چیزی که همه جوش ها صرف نظر از روش جوشکاری به آن نیاز دارند گرما است. برای ذوب شدن فلز و تبدیل آن به مایع به گرما نیاز است تا بتوانند به هم متصل شود. با این حال، اگر جوشکاری آلومینیوم را امتحان کرده باشید، می دانید که چقدر می تواند دشوار باشد.

دلیل آن این است که آلومینیوم گرما را بسیار موثرتر از فولاد دفع می کند. این برای برخی از مصارف عالی است، اما حرارت دادن را تا حد مذاب شدن بسیار دشوار می کند و در برخی شرایط، حتی نیاز به پیش گرم کردن دارد.

از آنجایی که آلومینیوم برای مقابله با اتلاف به حرارت زیادی نیاز دارد، این به تنهایی جوشکاری فولاد و آلومینیوم را تقریباً غیرممکن می کند، اما باید انقباض مواد را نیز در اثر این همه گرما در نظر بگیرید.

باز هم، آلومینیوم و فولاد بسیار متفاوت هستند و با سرعت های مختلف گرم و سرد می شوند. با سرد شدن دو فلز، با سرعت های متفاوتی منقبض می شوند که می تواند باعث ترک خوردن جوش شود.

این اتفاق در هنگام ترکیب مانند فلزات نمی افتد زیرا آنها با سرعت یکسان سرد و منقبض می شوند. علاوه بر این، پیوند بین فولاد و آلومینیوم قوی نخواهد بود، که تنها مشکلات ترک خوردگی را بدتر می کند.

پیدا کردن مواد پرکننده

یکی دیگر از مشکلات جوشکاری فولاد به آلومینیوم، انتخاب مواد پرکننده برای استفاده است. دستیابی به یک ماده پرکننده مناسب برای اینکار دشوار است زیرا فولاد و آلومینیوم به جای اتصال، یکدیگر را تا حدی دفع می کنند. اکثر مواد مصرفی که برای این منظور طراحی می شوند معمولاً در فولاد یا آلومینیوم بهتر هستند و معمولاً این دو فلز را به طور موثری داری با هم ترکیب نمی کنند.

یکی از معدود موارد استثنا، فولاد آلوما است که در یک فرآیند دو قسمتی روی جوشکارهای TIG یا MIG کار می کند.

اگر بخواهید فولاد را به آلومینیوم جوش دهید چه اتفاقی می افتد؟

اگر سعی کنید فولاد را با روش های سنتی به آلومینیوم جوش دهید، چسبندگی ضعیفی خواهید داشت و فلزات به هم متصل نمی شوند. البته، با این فرض که شما یک جوشکار به اندازه کافی قدرتمند دارید و می توانید هر دو فلز را در وهله اول ذوب کنید.

مشکل بعدی این است که بیشتر میله ها و سیم های جوش برای اتصال یک نوع فلز خاص طراحی شده اند. بنابراین، حتی مواد پرکننده که برای جوشکاری فلزات غیر مشابه طراحی شده اند، برای ایجاد یک پیوند قوی تلاش می کنند.

اگر می خواهید آلومینیوم و فولاد را با موفقیت جوش دهید، از مواد پرکننده مخصوصی که برای جوشکاری فلزات غیر مشابه طراحی شده است استفاده کنید. اینها معمولاً مستلزم ساخت دو جوش با مواد پرکننده مختلف هستند که زمان و تلاش می طلبد.

یک مشکل بالقوه بزرگتر

در حالی که جوشکاری آلومینیوم و فولاد در حال حاضر تقریبا غیرممکن است، مشکل دیگری در انتظار کسانی است که سعی می کنند به این فلزات بپیوندند. خوردگی گالوانیکی ناشی از یک فرآیند الکترولیتی ناشی از پتانسیل های الکتریکی مختلف بین فلزات مختلف است. در مورد فولاد و آلومینیوم، فولاد به عنوان کاتد عمل می کند در حالی که آلومینیوم به عنوان آند عمل می کند. در نهایت، این منجر به شکست آند می شود. با این حال، این روند با شرایط خاصی تسریع می شود. به عنوان مثال، هنگامی که فلزات در معرض آب نمک قرار می گیرند، یک واکنش گالوانیکی می تواند به سرعت اتفاق بیفتد.

چگونه می توان آلومینیوم را با فولاد وصل کرد؟

فقط به این دلیل که نمی توانید فولاد و آلومینیوم را جوش دهید، به این معنی نیست که اتصال این دو ماده غیرممکن است.

راه های مختلفی برای اتصال فولاد و آلومینیوم وجود دارد که ممکن است در واقع بهتر از جوشکاری به شما کمک کند.

4 روش اصلی اتصال آلومینیوم به فولاد

روش‌های اصلی اتصال این دو فلز، بست‌های مکانیکی، چسب‌ها، لحیم کاری، آلومینیوم‌سازی داغ یا انتقال دو فلزی است.

بیایید آنها را تجزیه کنیم…

1. اتصال دهنده های مکانیکی

اتصال دهنده های مکانیکی مانند صفحه، پیچ و مهره و پرچ بهترین گزینه برای اتصال دو فلز غیر مشابه هستند.

می‌توانید از پیچ‌ها یا پیچ‌هایی استفاده کنید که به راحتی جدا می‌شوند یا پرچ‌هایی که به عنوان راه‌حل دائمی‌تر عمل می‌کنند.

مهمتر از آن، می توانید قبل از اتصال دو سطح به طور جداگانه رنگ آمیزی کنید و از خوردگی گالوانیکی جلوگیری کنید.

2. چسب

گزینه بعدی استفاده از چسبی مانند JB Weld است. اگرچه بحث‌های زیادی در مورد اثربخشی چسب‌ها و اپوکسی‌های مورد استفاده برای اتصال فلز وجود دارد، اما آنها برای اکثر کارهای سبک وزن این کار را انجام می‌دهند.

هنگام استفاده از چسب، دستورالعمل ها را به دقت بخوانید و فلز را دقیقاً مطابق دستورالعمل ها آماده کنید تا محکم شود.

3. لحیم کاری

لحیم کاری شبیه به جوشکاری است که در آن از گرما و مواد پرکننده استفاده می شود، اما تفاوت این است که فلز پایه هنگام لحیم کاری ذوب نمی شود. از آنجایی که مواد پایه ذوب نمی شوند و با هم ذوب نمی شوند، می توان فلزات غیر مشابه را لحیم کاری کرد.

برای لحیم کاری فولاد و آلومینیوم به یک مشعل و میله های لحیم کاری نیاز دارید. فرآیند لحیم کاری مانند لحیم کاری است که گاهی اوقات به آن لحیم کاری فلز می گویند. خوب شدن و دستیابی به یک مفصل ساختاری می تواند تمرین زیادی را بطلبد.

4. آلومینیوم سازی داغ

روش دیگر برای جوشکاری آلومینیوم به فولاد، پوشش دادن قسمت فولادی با ماده ای است که امکان جوشکاری قوس آلومینیومی را فراهم می کند. به این فرآیند آلومینیوم سازی با غوطه وری گرم گفته می شود و شامل غوطه ور شدن قسمت فولادی در آلومینیوم مذاب است.

به طور کلی، پوشش غوطه وری نسبت به استفاده از درج های دو فلزی انعطاف پذیرتر است، زیرا پوشش غوطه وری می تواند با اکثر هندسه ها مطابقت داشته باشد.

نتیجه یک جوش با مقاومت کم بین قسمت آلومینیومی و پوشش آلومینیومی قسمت فولادی خواهد بود. با این حال، به دلیل ظرافت این فرآیند، این امر برای جوشکاران بی‌تجربه می‌تواند دشوار باشد، به‌ویژه زمانی که با الزامات هندسی سخت یا ساختارهای معقول سروکار دارند.