Cara Mengimpal Aluminium Tuang: Teknik, Persediaan & Kesilapan Biasa

Ya, aluminium tuang boleh dikimpal — tetapi ia memerlukan penyediaan yang teliti, proses yang betul dan pemahaman mengapa ia berkelakuan berbeza daripada aluminium tempa. Kaedah yang paling boleh dipercayai ialah kimpalan TIG (GTAW) dengan arus AC, menggunakan ER4043 atau ER5356 wayar pengisi, selepas pembersihan menyeluruh dan memanaskan bahagian pada suhu 150–230°C (300–450°F). Langkau mana-mana langkah ini dan anda berisiko retak, keliangan atau gabungan tidak lengkap.

Mengapa Aluminium Tuang Lebih Sukar Dikimpal Daripada Aluminium Tempa

Aloi aluminium tuangan mengandungi tahap silikon yang lebih tinggi (sehingga 12% dalam sesetengah gred tuangan mati) dan selalunya mempunyai gas terperangkap, kemasukan oksida dan keliangan dalaman daripada proses tuangan asal. Apabila anda menggunakan haba, gas terperangkap ini mengembang dan keluar melalui kolam kimpalan, menyebabkan buih dan lompang. Struktur butiran yang tidak sekata juga menjadikan bahan lebih mudah retak panas berhampiran zon terjejas haba (HAZ).

Aloi aluminium tuang biasa yang anda akan temui termasuk:

• A356 / 356.0 — kepala silinder, manifold masukan (paling boleh dikimpal)
• A380 — perumah die-cast, kurungan (sangat sukar, kandungan zink tinggi)
• 319 - blok enjin (kesukaran sederhana)
• 535 — bahagian marin (boleh dikimpal, magnesium tinggi)

Jika anda tidak mengetahui aloi yang tepat, anggap ia sebagai satu kerja yang mencabar dan tersilap dalam kerja persediaan yang lebih banyak.

Persediaan Penting Sebelum Anda Memukul Arka

Penyediaan menyumbang kira-kira 80% daripada kimpalan aluminium tuang yang berjaya. Persediaan yang lemah adalah sebab utama kimpalan gagal.

Langkah 1 — Kenal pasti dan buang pencemaran

Minyak, gris, cat dan bahan gasket lama mesti dikeluarkan sebelum sebarang haba digunakan. Gunakan aseton atau pembersih aluminium khusus pada kain tanpa serat. Jangan gunakan pelarut berasaskan petroleum - ia meninggalkan sisa. Untuk bahagian enjin, rendam tangki panas atau mesin basuh bahagian dengan penyahgris selamat aluminium diikuti dengan bilas adalah amalan biasa di kedai profesional.

Langkah 2 — Pembersihan mekanikal lapisan oksida

Aluminium membentuk lapisan aluminium oksida (Al₂O₃) hampir serta-merta apabila terdedah kepada udara. Oksida ini mempunyai takat lebur kira-kira 2,050°C — jauh lebih tinggi daripada takat lebur 660°C aluminium itu sendiri. Jika anda mengimpal di atasnya, oksida menghalang pelakuran. Gunakan berus dawai keluli tahan karat khusus (jangan sekali-kali digunakan pada keluli atau ia akan mencemarkan aluminium) untuk menggosok kawasan sambungan serta-merta sebelum mengimpal. Cakera kepak pada 80 grit pada penggiling sudut juga berfungsi dengan baik untuk kawasan yang lebih besar.

Langkah 3 — Alur V atau serong pada retakan

Untuk keretakan, kisar atau halakan alur V penuh ke bawah untuk membersihkan logam yang berbunyi. Alur hendaklah sekurang-kurangnya 3–4 mm lebar di bahagian atas dan mencapai kedalaman penuh retakan. Pada penghujung setiap retak, gerudi lubang gerudi henti 3-4 mm untuk mengelakkan retakan daripada berterusan di bawah haba. Jika anda melangkau penggerudian berhenti, retakan itu selalunya akan memanjang 10–15 mm melebihi tempat yang anda boleh lihat semasa mengimpal.

Langkah 4 - Panaskan bahagian

Prapemanasan mengurangkan kejutan haba dan mengeluarkan lembapan. Gunakan ketuhar, senapang haba atau obor propana untuk membawa bahagian tersebut sehingga 150–230°C (300–450°F). Sahkan suhu dengan termometer sentuhan atau kayu penunjuk suhu (Tempilstik). Untuk tuangan berdinding nipis di bawah 6 mm, hujung bawah julat ini (150°C) adalah mencukupi. Bahagian tebal seperti blok enjin mendapat manfaat daripada bahagian yang lebih tinggi. Jangan melebihi 260°C — di atas ini, sesetengah aloi mula kehilangan kekuatan secara kekal.

Memilih Proses Kimpalan yang Betul

Untuk sebahagian besar kerja pembaikan — manifold retak, kurungan patah, tuangan rosak — kimpalan TIG dengan AC adalah pilihan utama. Tetapkan mesin anda kepada AC dengan permulaan frekuensi tinggi, gunakan gas pelindung argon 100% pada 10–15 L/min, dan pilih elektrod tungsten tulen atau zirkoniasi tungsten (bukan jenis thoriated yang digunakan untuk keluli).

Memilih Kawat Pengisi yang Betul

Dua aloi pengisi meliputi kebanyakan kerja aluminium tuang:

• ER4043 (4% silikon) — pilihan paling biasa untuk aluminium tuang. Ia mengalir dengan baik, meminimumkan keretakan, dan memaafkan. Gunakan ini untuk komponen enjin, perumah dan aloi yang tidak diketahui.
• ER5356 (5% magnesium) — lebih kuat dan keras, tetapi lebih terdedah kepada keretakan panas pada tuangan silikon tinggi. Gunakan apabila kekuatan selepas kimpalan menjadi keutamaan dan anda tahu aloi asas serasi (cth., tuangan siri 535 atau 5xxx).

Diameter pengisi biasanya sepadan dengan ketebalan bahan: dawai 1.6 mm untuk bahagian sehingga 4 mm, 2.4 mm untuk 4–8 mm dan 3.2 mm untuk bahagian yang lebih berat.

Aluminium Tuang Kimpalan TIG: Tetapan dan Teknik

Mendapatkan tetapan yang betul adalah penting. Gunakan ini sebagai titik permulaan dan laraskan untuk ketebalan mesin dan bahan khusus anda:

• Jenis semasa: AC (arus ulang alik)
• Amperage: kira-kira 1 amp setiap 0.025 mm (0.001 inci) ketebalan — jadi tuangan 6 mm memerlukan kira-kira 240 amp pada puncak
• Kekerapan AC: 80–120 Hz (frekuensi yang lebih tinggi menghasilkan arka yang lebih sempit dan lebih fokus)
• Baki AC: 65–70% elektrod negatif (EN) — ini membersihkan oksida tanpa terlalu panas tungsten
• Gas pelindung: 100% argon, 10–15 L/min
• Tungsten: 2–3 mm tulen (hijau) atau berzirkoni, hujung bebola pada AC

Pastikan kelajuan perjalanan konsisten dan bergerak cukup pantas untuk mengelakkan pembentukan haba di satu kawasan. Jeda dan biarkan bahagian itu menyejuk kembali ke suhu prapanas jika anda melihat lopak menjadi lembap atau logam di sekelilingnya berubah warna secara berlebihan. Gunakan gerakan menganyam ke belakang dan ke depan pada alur yang lebih luas daripada menyusun berbilang hantaran dalam baris yang sama.

Rawatan Selepas Kimpalan

Setelah kimpalan selesai, jangan padamkan bahagian dalam air atau sejukkan dengan cepat dengan udara termampat. Benarkan ia sejuk perlahan-lahan dalam udara pegun, atau balut dalam selimut kimpalan untuk memperlahankan kadar penyejukan. Penyejukan pantas memperkenalkan semula tegasan haba dan boleh memecahkan kimpalan atau tuangan bersebelahan.

Selepas penyejukan, periksa kimpalan dengan penembus pewarna (PT) untuk memeriksa keretakan permukaan. Untuk bahagian galas tekanan (laluan penyejuk, sistem bahan api), ujian tekanan pada tekanan kerja 1.5× disyorkan sebelum mengembalikan bahagian itu kepada servis.

Jika tuangan akan dimesin selepas kimpalan, biarkan ia berehat selama 24 jam supaya sebarang tekanan sisa boleh diagihkan semula sebelum melakukan pemotongan kemasan.

Punca Biasa Kegagalan Kimpalan pada Aluminium Tuang

• Keliangan — hampir selalu disebabkan oleh kelembapan, pencemaran, atau liputan gas yang tidak mencukupi. Pastikan logam asas adalah tulang kering, bersihkan wayar pengisi dengan aseton, dan periksa draf yang mengganggu gas pelindung.
• Panas retak — berlaku apabila kolam kimpalan menjadi pejal di bawah tegasan tegangan. Kurangkan sekatan pada bahagian jika boleh, gunakan ER4043 (lebih tahan retak), dan biarkan penyejukan yang lebih perlahan.
• Kekurangan gabungan — biasanya disebabkan oleh haba yang tidak mencukupi atau lapisan oksida yang tidak dialih keluar. Naikkan sedikit ampere dan bersihkan semula sendi.
• Terbakar — masalah yang paling biasa pada bahagian nipis di bawah 3 mm. Gunakan palang penyandar (plat penyandar tembaga atau tahan karat di belakang penyambung menghilangkan haba), dan kurangkan amperage.

Apabila Kimpalan Bukan Pilihan Yang Tepat

Sesetengah aloi aluminium tuang - terutamanya gred die-cast zink tinggi seperti A380 - pada asasnya tidak boleh dikimpal dengan cara konvensional. Kandungan zink menyebabkan keretakan panas yang teruk dan keliangan tanpa mengira teknik. Dalam kes ini, pertimbangkan:

• Pateri aluminium atau pematerian — untuk pembaikan kosmetik atau tekanan rendah pada suhu di bawah 450°C
• Jahitan logam (kunci-n-jahit) — teknik pembaikan sejuk yang menggunakan pin dan palam logam yang saling mengunci; tiada haba diperlukan, mengekalkan sifat aloi asal
• Sebatian pembaikan epoksi — seperti JB Weld KwikWeld atau Belzona 1111, sesuai untuk pembaikan bukan struktur di mana tekanan dan suhu rendah
• Pemutus gantian — jika tuangan asal rosak teruk atau terjejas secara struktur