چالش جوشکاری آلیاژهای سری ۲۰۰۰ و ۷۰۰۰ آلومینیوم و ارائه راه حل

مشکل اصلی جوشکاری آلیاژهای سری ۲۰۰۰ و ۷۰۰۰ آلومینیوم نظیر آلومینیوم ۷۰۷۵ این است که در حین جوشکاری، عناصر تشکیل‌دهنده‌ی آلیاژ (آلومینیوم، روی، منیزیم و مس) به طور غیریکنواختی جدایش می­‌یابند. به این پدیده، جدایش فازی گفته می‌شود.

نتیجه‌ی آن، تشکیل ترک در امتداد طول جوش است. این مشکل می‌تواند با جوشکاری اصطکاکی که نوعی جوشکاری حالت جامد است؛ برطرف شود.

جوشکاری اصطکاکی:

این روش یک فرآیند جوشکاری فشاری محسوب می‌شود و هیچ ذوبی در فلزات رخ نمی‌دهد. در این روش، ساییده شدن سطح دو فلز به یکدیگر باعث تولید حرارت کافی جهت جوشکاری می‌شود. 

این روش برای اولین بار در سال ۱۹۹۱ میلادی در بریتانیا ابداع شد. این روش جوشکاری سریع و فرآیند مکانیزه راحتی بوده و به­‌طور گسترده­‌ای در صنعت خودروسازی جهت جوشکاری آلیاژهای آلومینیوم به­‌کار می‌رود.

این روش مناسب‌ترین روش برای جوشکاری آلیاژهای سری ۲۰۰۰ و ۷۰۰۰ آلومینیوم است و جایگزین روش‌های ذوبی خواهد بود. روش‌های ذوبی در جوشکاری سایر الیاژهای آلومینیوم کاربرد دارد.

 از دیگر قابلیت‌های این روش، امکان اتصال فلزات غیرهم‌جنس، مانند آلومینیوم به مس و آلومینیوم به فولاد و غیره است.

به کمک این روش، جوشکاری آلیاژهای سری ۲۰۰۰ و ۷۰۰۰ آلومینیوم که استحکام بالایی دارند؛ نظیر ۷۰۷۵ و ۲۰۲۴ بدون تشکیل هیچ ترکی‌ انجام می‌شود. دلیل اصلی این قابلیت، آن است که هیچ ذوب‌شدگی در حین جوشکاری در آلومینیوم رخ نمی‌دهد.

بنابراین ترکیبات بین‌فلزی ترد و شکننده در فلز جوش تشکیل نمی‌شوند. این روش علاوه بر این‌که امکان جوشکاری آلیاژهای سری ۵۰۰۰ و ۶۰۰۰ را فراهم می‌کند؛ جهت جوشکاری آلیاژهای سری ۲۰۰۰ و ۷۰۰۰ نیز مناسب هستند.

در مقایسه با روش‌های ذوبی، در این روش حرارت ورودی کمتری مصرف می‌شود. در نتیجه منطقه‌ی متأثر از حرارت (HAZ) کوچکتری تشکیل می‌گردد. هم‌چنین آلیاژهای کار سخت شده در این فرآیند جوشکاری، استحکام ناچیزی دارند.

مزیت‌های جوشکاری اصطکاکی

 – عدم ذوب‌شدگی و در نتیجه عدم تشکیل ترک در قطعه‌ی جوش
 – قابلیت جوشکاری آلیاژهای آلومینیوم با جوش‌پذیری کم و فلزات غیرهم‌جنس
 – هم‌ زدن و فورج شدن فلز در حین جوش و در نتیجه، تشکیل ساختار دانه‌ریز با خواص مکانیکی بهتر
 – عدم تبخیر فلزات با نقطه‌ی جوش پایین
 – عدم نیاز به آماده‌سازی قبل از جوشکاری
 – عدم نیاز به مواد مصرفی، مانند فلز پرکننده یا گاز محافظ

فرآیندهایی که برای جوشکاری آلیاژهای آلومینیوم توصیه نمی‌شوند:

به­‌طور کلی هر فرآیند جوشکاری که از فلاکس جوشکاری استفاده می‌کند؛ مانند جوشکاری قوسی فلز پوشش‌دار، جوشکاری زیرپودری و جوشکاری قوسی توپودری، جهت جوشکاری آلیاژهای آلومینیوم مناسب نیست.

جوشکاری آلومینیوم با روش‌های ذکر شده معمولا منجر به تشکیل مقدار زیادی تخلخل می‌شود.

ویدئوی روش جوشکاری اصطکاکی را در کانال آپارات شرکت عصر صنعت می‌توانید ملاحظه کنید.