♦ ความรู้ทั่วไปเกี่ยวกับอลูมิเนียม
อลูมิเนียม (Aluminium)
อลูมิเนียมเป็นโลหะที่ใช้ในหลากหลายอุตสาหกรรม มีการใช้งานปริมาณมาก เป็นโลหะที่แข็งแรงแต่น้ำหนักเบา รับน้ำหนักได้ดี พื้นผิวมันวาว สะท้อนรังสีสูงมาก สามารถขึ้นรูปได้ง่าย ป้องกันการออกซิเดชันได้ดี ถูกนำไปใช้งานในหลากหลายด้าน เช่น กระป๋อง ประตู หน้าต่าง เครื่องใช้ไฟฟ้า เครื่องครัว ชิ้นส่วนอิเล็กทรอนิกส์ ยานพาหนะต่างๆ ทั้ง เครื่องบิน รถยนต์ รถไฟ จักรยาน
เกรดของอลูมิเนียม
แบ่งตามเลข4หลัก
เลขหลักที่ 1 บ่งบอกถึงชนิดของอลูมิเนียมผสม
1xxx Aluminum 99.00%
2xxx Copper / Cu ,(Cu+Mg) Duralumin
3xxx แมงกานีส /Mn
4xxx ซิลิกอน / Si
5xxx แมกนีเซียม / Mg
6xxx แมกนีเซียมและซิลิกอน / Mg-Si
7xxx Zine / Zn
8xxx องค์ประกอบอื่นๆ / ธาตุอื่นๆ
9xxx ยังไม่มีการใช้
เลขหลักที่2 บ่งบอกถึงส่วนผสมที่ได้รับการปรับปรุงไปจากเดิม เลข0หมายถึงไม่มีการผสมอะไรลงไป เลข1-9หมายถึงได้รับการปรับปรุงใหม่
เลขหลักที่3-4 บ่งบอกถึงส่วนผสมที่แตกต่างกันออกจากกลุ่มเดียวกันให้ชัดเจนมากขึ้น
1xxx หมายถึง อะลูมิเนียมที่มีความบริสุทธิ์ไม่น้อยกว่า 99.00% ต้านทานการกัดกร่อนได้ดี นำความร้อนและนำไฟฟ้าได้ดี แปรรูปได้ง่าย มักนำไปใช้ในอุตสาหกรรมเคมี การแปรรูปอาหาร และของใช้สอยต่างๆ
2xxx หมายถึง อลูมิเนียมที่ผสมทองแดง (Copper, Cu) เหมาะใช้งานกับชิ้นงานที่นำไปใช้ในที่อุณหภูมิสูง มีความแข็งแรงที่สูง เป็นเกรดที่นิยมนำไปผลิตในอุตสาหกรรมอากาศยาน ฝาสูบรถยนต์ ระบบไอเสีย
3xxx หมายถึง อลูมิเนียมที่ผสมแมงกานีส (Manganese, Mn) มีความแข็งแรงสูง ต้านทานการกัดกร่อนได้ดี แปรรูปได้ง่าย เหมาะกับการใช้งานในงานโครงสร้าง ล้อรถ ชิ้นส่วนคอมเพรสเซอร์ ปั๊ม
4xxx หมายถึง อลูมิเนียมที่ผสมซิลิกอน (Silicon, Si) นำความร้อนและนำไฟฟ้าได้ดี ทนต่อการกัดกร่อน และเป็นเกรดที่ใช้ทำลวดเชื่อม เชื่อมประสานอลูมิเนียมได้ดี ใช้ในอุตสาหกรรมเครื่องครัวประกอบอาหาร
5xxx หมายถึง อลูมิเนียมที่ผสมแมกนีเซียม (Magnesium, Mg) ใช้เป็นธาตุหลักและมีการใช้ร่วมกับแมงกานีส ความแข็งปานกลาง สามารถชุบแข็งได้ ทนการกัดกร่อนได้ดีเป็นพิเศษ โดยเฉพาะทางทะเล ใช้งานในการทำตัวเรือ อุปกรณ์ทางทะเล และมีการนำไปทำล้อแม็กเนื่องจากทนต่อความล้าได้ดี
6xxx หมายถึง อลูมิเนียมที่ผสมแมกนีเซียม (Magnesium, Mg) และซิลิกอน (Silicon, Si) ผสมกันเพื่อให้เกิด magnesium silicide (Mg2Si) ความแข็งปานกลาง ทนต่อการกัดกร่อน ขึ้นรูปได้ดี ทำการเชื่อมได้ง่าย ใช้ในงานโครงสร้างที่ต้องการความแข็งแรงน้อย-ปานกลาง งานทั่วไป
7xxx หมายถึง อลูมิเนียมที่ผสมสังกะสี (Zinc, Zn) มีความทนทานแข็งแรงสูง ชิ้นส่วนที่มีความเค้นสูง ถูกใช้ในโครงสร้างขนาดใหญ่ ท่าอากาศยาน ยานอวกาศ
8xxx หมายถึง อลูมิเนียมที่ผสมธาตุอื่น ๆ เช่น นิกเกิล (Nickel, Ni), ไททาเนียม (Titanium, Ti), โครเมียม (Chromium, Cr), บิสมัท (Bismuth, Bi) และตะกั่ว (Lead, Pb) ใช้ในงานเฉพาะ เช่น ต้องการความแข็งสูงพิเศษ ใช้งานในที่อุณหภูมิสูง ความหนาแน่นต่ำ
การเชื่อมอลูมิเนียม
การเชื่อมอลูมิเนียมเป็นสิ่งที่ทำได้ยากเนื่องจากอลูมิเนียมเป็นโลหะที่ไม่แข็งมาก ไวต่อความร้อน และการกระจายความร้อนสูง แต่มีชั้นฟิล์มออกไซด์บนผิวชั้นนอกที่มีจุดหลอมเหลวสูงกว่าภายในมาก ในขณะอยู่ในสถานะหลอมเหลวก็ปนเปื้อนสิ่งเจือปนได้ง่ายส่งผลให้ความแข็งแรงน้อยลงและเกิดรูพรุนได้
สิ่งที่เกิดขึ้นได้ในการเชื่อมอลูมิเนียม
Oxidation : ที่ผิวด้านบนของอลูมิเนียมจะมีชั้นของของอลูมิเนียมออกไซด์(Al₂O₃)มีจุดหลอมเหลวอยู่ที่ประมาณ2072°C แต่ด้านในยังเป็นเนื้ออลูมิเนียมมีจุดหลอมเหลวอยู่ที่ประมาณ660°C ต้องใช้ความร้อนที่สูงมากในการเจาะทะลุผิวฟิล์มด้านบน จึงมีความเสี่ยงที่อลูมิเนียมด้านในจะละลายและทะลุทันทีหลังจากหลังจากเชื่อมผ่านชั้นฟิล์มด้านบน
ความพรุน : เมื่ออลูมิเนียมอยู่ในสถานะหลอมเหลว จะดูดซับไฮโดรเจนได้เร็วขึ้นเมื่อความร้อนมากขึ้น และเมื่ออลูมิเนียมเย็นตัวและกลายเป็นของแข็งไฮโดรเจนจะทิ้งฟองอากาศเอาไว้ และกลายเป็นรูพรุน
สิ่งเจือปน : อลูมิเนียมมีความละเอียดอ่อนมาก ส่งผลให้เกิดการเจือปนได้ง่าย ปนเปื้อนสิ่งเจือปนได้จากหลายวิธี สิ่งสกปรก น้ำและอากาศระหว่างการเชื่อม ถ้าเกิดการเจือปนกับออกซิเจนจะทำให้ความแข็งแรงลดลง และทำให้เกิดออกไซด์บนรอยเชื่อม เจือปนกับไฮโดรเจนทำให้เกิดรูพรุน อาจเจือปนไฮโดนเจนจากความชื้นของฟลักซ์ ความชื้นในอากาศ น้ำ ดังนั้นจะต้องเตรียมผิวของวัสดุให้ดีและเก็บอย่างถูกต้อง
ความหนาของวัสดุ : อลูมิเนียมเป็นวัสดุที่ไวต่อความร้อนสูง อาจเกิดการบิดเบี้ยวของชิ้นงาน อลูมิเนียมที่บางต้องระวังไม่ให้เชื่อมจนเจาะทะลุ ในขณะเดียวกันการเชื่อมอลูมิเนียมที่มีความหนาก็ต้องมีแนวเชื่อมที่ลึกมากพอให้เกิดรอยเชื่อมที่แข็งแรง
สามารถดูเทคนิคการเชื่อมอลูมิเนียมได้ที่ : อลูมิเนียม เชื่อมได้อย่างง่ายดาย ด้วยเครื่อง MIG Pulse
https://thermal-mech.com/อลูมิเนียม-เชื่อมได้อ
Ref : https://www.thomasnet.com/articles/metals-metal-products/types-of-aluminum/
