ความรู้เกี่ยวกับการเชื่อมอลูมิเนียม (Aluminium Welding)

อลูมิเนียมได้ถูกจัดว่าเป็นโลหะเบา มีความต้านทานแรงดึงต่ำ อย่างไรก็ดี เราสามารถทำให้ความต้านทานแรงดึงสูงขึ้นได้ด้วยวิธีการต่างๆ เช่น การผสมสารเจือ, การบ่มแข็ง (Age Hardening), การทำให้เกรนละเอียดและการขึ้นรูปเย็น (Work Hardening) อลูมิเนียมมีคุณสมบัติทนต่อสภาพแวดล้อม และการกัดกร่อนของสารเคมีตลอดจนเป็นตัวนำความร้อนและตัวนำไฟฟ้าที่ดี มีคุณสมบัติสะท้อนแสงและความร้อนที่ดี และสามารถนำไปตัดเฉือนและขึ้นรูปง่ายโดยการขึ้นรูปนั้นอลูมิเนียมสามารถทำได้ทั้งร้อนและเย็น

ผิวของอลูมิเนียมสามารถทำการปรับปรุงได้โดยการทำอันโนไดซิ่ง (Anodizing) ซึ่งเป็นกระบวนการที่ทำให้ผิวเกิดออกไซด์, อลูมิเนียมออกไซด์ ซึ่งมีความแข็งและจุดหลอมเหลวสูงจึงทำให้ผิวของอลูมิเนียมทนต่อการขีดข่วนและการสึกกร่อน นอกเหนือจากนั้นอลูมิเนียมยังเป็นโลหะที่แม่เหล็กดูดไม่ติด

อลูมิเนียมสามารถนำไปเชื่อมและบัดกรีได้ดี แต่ไม่สามารถตัดได้ด้วยแก๊สเพราะจุดไหม้ไฟอยู่สูงกว่าจุดหลอมเหลวอยู่ที่ 2060 C และผิวเป็นออกไซด์ได้ง่าย ทำให้ผิวอลูมิเนียมทนต่อการกัดกร่อนจากกรด, ด่างและอากาศ การทนต่อการกัดกร่อนของอลูมิเนียมนั้น ขึ้นอยู่กับความบริสุทธิ์ของอลูมิเนียมธาตุบางชนิดที่อยู่ในอลูมิเนียม เช่น ทองแดง, เหล็ก จะทำให้ความสามารถต่อการทนต่อการกัดกร่อนลดลง

ความแข็งของอลูมิเนียมมีค่าต่ำคือ 15-25 HB, ค่าความต้านแรงดึงมีค่า 40 – 100 Mpa, ความเค้นราก 10 – 80 Mpa, ยังโมดูลัส 41,000 Mpa (1/3 ของเหล็ก) การลดลงของค่าความต้านทานแรงดึงของอลูมิเนียมจะลดลงอย่างรวดเร็วเมื่อได้รับความร้อน เช่นที่ 200 C ค่าความต้านทานแรงดึงจะลดลงอย่างมีนัยสำคัญ, อลูมิเนียมยังมีโอกาสเป็นรูพรุนได้ง่ายขณะเชื่อม ซึ่งเกิดจากแก๊สไฮโดรเจนในระหว่างเชื่อม

อลูมิเนียมเป็นโลหะที่สำคัญและรู้จักกันดีโดยทั่วไป นิยมนำมาใช้งานกันมากที่สุดในกลุ่มโลหะเบา มีคุณสมบัติดีเด่น
โดยสรุปหลายประการดังนี้

1.      มีความหนาแน่นน้อยประมาณ 1/3 ของเหล็กกล้าหรือทองแดงผสม

2.      มีความแข็งแรงต่อหน่วยน้ำหนักสูงกว่าเหล็กกล้าทนแรงดึงสูง จึงนิยมนำมาใช้ทำเครื่องใช้ในบ้าน ทำเครื่องบิน จรวด ขีปนาวุธ ฯลฯ

3.      มีความเหนียวมาก (Good Malleability) และมีความสามารถนำมาขึ้นรูปได้ดี (Good Formability) ด้วยกรรมวิธีต่างๆได้ง่าย ไม่เสี่ยงต่อการแตกหัก

4.      ทนต่อการเกิดสนิมและการกัดกร่อนในบรรยากาศที่ใช้งานทั่วไป แต่ไม่ทนต่อการกัดกร่อนของกรดและด่าง

5.      มีคุณสมบัติ ไม่เป็นแม่เหล็ก (Nonmagnetic) ไม่เป็นสารพิษต่อร่างกาย (Nontoxic) ไม่เกิดการสปาร์ค (Nonsparking)

6.      เป็นตัวนำความร้อนที่ดี จึงนิยมนำมาใช้ทำภาชนะหุงต้ม

7.      เป็นตัวนำกระแสไฟฟ้า (Electrical Conductivity) มีค่า 62% ของทองแดง แต่มีน้ำหนักเบากว่า

8.      ผิวหน้าของอลูมิเนียมบริสุทธิ์ มีความมันสูง สามารถสะท้อนกลับของแสงได้สูงมาก จึงใช้ทำโคมไฟฟ้า หรือใช้ทำแผ่นแฟลชถ่ายรูป

9.      อลูมิเนียมบริสุทธิ์ มีค่าทนต่อแรงดึงเพียง 13,000 PSI แต่ถ้านำผ่านกระบวนการขึ้นรูปเย็น (Cold Working) และเติมโลหะผสม (Alloying Element) เข้าไปแล้วนำมาผ่านการอบชุบ (Heat Treatment) จะได้ค่าทนต่อแรงดึงสูงถึง 100,000 PSI

10.   อลูมิเนียมมีจุดหลอมเหลวต่ำ หล่อหลอมง่าย

11.   สามารถซื้อหาได้ง่ายในท้องตลาดและราคาถูก

12.   สามารถนำไปกลึงแต่งได้ง่าย (Machinability)

รูปที่1 ลวดเชื่อมที่ทำจากโลหะอลูมิเนียมบริสุทธิ์

แหล่งข้อมูลอ้างอิง : www.craft-skill.com