برای دانستن روش جوشکاری لوله آلومینیوم یخچال بهتر است ابتدا با روش های مختلف جوشکاری لوله آلومینیوم آشنا بشویم. در این مقاله به توضیح جوشکاری لوله های آلومینیوم و همچنین به مقایسه آن با لوله های آلومینیوم میپردازیم.
جوشکاری لوله های آلومینیوم و فولادی، تفاوت چیست؟
تعداد زیادی از سازندگان سیستم‌های لوله‌کشی، کربن و فولاد ضد زنگ را تولید می‌کنند و به طور کلی روش‌ها و تکنیک‌های جوشکاری برای ساخت آنها شناخته شده است.
اما تعداد کمی از کارخانه‌های سازنده سیستم‌های لوله‌کشی، لوله های آلومینیومی را تولید می‌کنند و تکنیک‌های ساخت آن چندان شناخته شده نیست. در واقع، تفاوت مواد بین فولاد و آلومینیوم باعث می شود که شیوه های ساخت آنها به طور قطعی متفاوت باشد.
اتصالات لوله فولادی جوشکاری:
اتصالات لوله فولادی معمولاً با استفاده از اتصال ریشه باز یا open-root joint geometry جوش داده می شود. (شکل اول) می توانید از جوش قوسی گاز تنگستن (GTAW)، جوشکاری قوس فلزی (GMAW) در حالت اتصال کوتاه یا جوشکاری قوس فلزی محافظ (SMAW) برای جوش دادن استفاده کنید. سپس می‌توانید اتصال را با استفاده از SMAW یا GTAW پر کنید، اگرچه اتصال لوله در موقعیت چرخش صاف (1GR) جوش داده می شود، می‌توانید از GMAW در حالت انتقال اسپری نیز استفاده کنید. فولاد کربنی نیازی به تخلیه پشتی داخل لوله ندارد، اما لوله‌های فولادی ضد زنگ نیاز به آرگون دارند.
اغلب می‌توانید فولاد ضد زنگ و سایر سیستم‌های لوله‌کشی را با استفاده از یک درج مصرفی، که معمولاً درج EB نامیده می‌شود، جوش دهید. باز هم، لوله‌های فولادی ضد زنگ و نیکل نیاز به تخلیه داخلی دارند. تنها عیب دیگر این است که این تکنیک به آماده سازی قبل از جوشکاری نیاز دارد.
تفاوت در جوشکاری لوله های آلومینیومی چیست؟
متأسفانه، نه پشتیبان گیری و نه درج های مصرفی برای تولید جوش های با کیفیت اشعه ایکس در لوله های آلومینیومی کار نمی کنند. در واقع، تکنیک “کشیدن” به هیچ وجه روی آلومینیوم کار نمی کند. درک دلیل آن نسبتاً ساده است.
اگر به شکل 2 نگاه کنید، می بینید که ناحیه اتصال جوش دارای سطح بزرگی است که در آن اکسید آلومینیوم می تواند تشکیل شود. با این حال، تنها مناطقی که قوس اکسید آلومینیوم را از سطوحی که قرار است جوش داده شود، جدا می‌کند، به اصطلاح، مناطقی هستند که در محدوده دید الکترود تنگستن قرار دارند. بنابراین در بسیاری از مناطق، قوس نمی تواند اکسید را از سطح آلومینیوم جدا کند. به همین دلیل، درج مواد مصرفی به راحتی ذوب نمی شود و خارج نمی شود و نمی توان آن را کشید.
اتصالات لوله های آلومینیومی
می‌توانید اتصالات لوله‌های آلومینیومی را با استفاده از تکنیک ریشه باز (open-root joint geometry) جوش دهید، اما انجام این کار دشوارتر از فولاد است. رسانایی حرارتی بالای آلومینیوم به این معنی است که حوضچه جوش بزرگتر از فولاد است. حوضچه جوش نیز سیال تر است، بنابراین کنترل حوضچه مذاب سخت تر است. جوشکاری ریشه باز تقریباً همیشه با استفاده از GTAW انجام می شود. انجام روت پاس با استفاده از GMAW دشوار است، به خصوص اگر لوله چرخانده نشده باشد.
در برخی از کاربردها، می توانید لوله های آلومینیومی را با استفاده از یک حلقه پشتی ثابت یا موقت جوش دهید.(شکل 3) اگر پشتیبان دائمی است، باید از همان نوع آلومینیوم لوله ساخته شود. پشتی های موقت را می توان از موادی مانند مس، فولاد ضد زنگ یا کاشی های سرامیکی قطعه بندی کرد. معمولاً برای آماده سازی اتصالات حلقه پشتی نیازی به ماشین کاری ندارید که این یک مزیت است.
یک راه خوب برای ایجاد جوش لوله با کیفیت اشعه ایکس در آلومینیوم، استفاده از هندسه اتصال زمین گسترده است (شکل 4 را ببینید). در این نوع اتصال، ماشین کاری برای آماده سازی جوش ضروری است که یک نقطه ضعف است. با این حال، آلومینیوم نسبتا نرم است، بنابراین آماده سازی جوش را می توان با استفاده از روتر چوبی با بیت روتر ماشین کاری کرد.
آماده سازی جوش لوله های توسعه یافته
سپس دو قطعه لوله را بدون شکاف ریشه به هم متصل کنید و آنها را با استفاده از GTAW و سیم پرکننده مناسب جوش دهید (فلز پرکننده 4043 یا 5356 را می توان برای جوش دادن بیشتر لوله ها استفاده کرد؛ این معمولاً آلیاژ 6XXX اکسترود شده است،
روش جوشکاری نسبتاً ساده است. از جوشکاری AC با الکترود تنگستن خالص شده استفاده کنید. از آرگون خالص به عنوان گاز محافظ استفاده کنید. هیچ backpurge داخلی لازم نیست، اگرچه گاهی اوقات در موارد بحرانی استفاده می شود.
مهمترین نکته ای که در جوشکاری روت پاس باید به خاطر بسپارید این است که بیشتر آلیاژهای لوله کشی از آلیاژهای 6XXX اکسترود شده هستند و این آلیاژها نسبتاً به ترک حساس هستند. اگر سعی کنید که بدون افزودن فیلر لوله را جوش دهید، گذر لوله ترک خواهد خورد. در حین ساخت جوش حتماً فیلر (پرکنند)ه را به آن اضافه کنید. اگر جوش هنگام سرد شدن ترک خورد، باید در هنگام جوشکاری فلز، پرکننده بیشتری اضافه کنید