कास्ट एल्यूमीनियम को वेल्ड कैसे करें: तकनीक, तैयारी और सामान्य गलतियाँ

हां, कास्ट एल्यूमीनियम को वेल्ड किया जा सकता है - लेकिन इसके लिए सावधानीपूर्वक तैयारी, सही प्रक्रिया और यह समझ की आवश्यकता होती है कि यह गढ़ा एल्यूमीनियम से अलग व्यवहार क्यों करता है। सबसे विश्वसनीय तरीका AC करंट के साथ TIG वेल्डिंग (GTAW) का उपयोग करना है ईआर4043 या ईआर5356 भराव तार, पूरी तरह से साफ करने और भाग को 150-230°C (300-450°F) पर पहले से गर्म करने के बाद। इनमें से किसी भी चरण को छोड़ें और आप टूटने, सरंध्रता या अपूर्ण संलयन का जोखिम उठाएंगे।

गढ़ा एल्युमीनियम की तुलना में कास्ट एल्युमीनियम को वेल्ड करना अधिक कठिन क्यों है?

कास्ट एल्यूमीनियम मिश्र धातुओं में सिलिकॉन का उच्च स्तर होता है (कुछ डाई-कास्ट ग्रेड में 12% तक) और अक्सर मूल कास्टिंग प्रक्रिया से फंसी हुई गैसें, ऑक्साइड समावेशन और आंतरिक सरंध्रता होती है। जब आप गर्मी लागू करते हैं, तो ये फंसी हुई गैसें फैलती हैं और वेल्ड पूल के माध्यम से बाहर निकल जाती हैं, जिससे बुलबुले और रिक्तियां पैदा होती हैं। असमान अनाज संरचना भी गर्मी प्रभावित क्षेत्र (एचएजेड) के पास सामग्री को गर्म टूटने के प्रति अधिक संवेदनशील बनाती है।

सामान्य कास्ट एल्युमीनियम मिश्र धातुएँ जिनका आप सामना करेंगे उनमें शामिल हैं:

• ए356/356.0 - सिलेंडर हेड, इनटेक मैनिफोल्ड्स (सबसे अधिक वेल्ड करने योग्य)
• ए380 - डाई-कास्ट हाउसिंग, ब्रैकेट (बहुत कठिन, उच्च जस्ता सामग्री)
• 319 - इंजन ब्लॉक (मध्यम कठिनाई)
• 535 - समुद्री भाग (वेल्ड करने योग्य, उच्च मैग्नीशियम)

यदि आप सटीक मिश्रधातु के बारे में नहीं जानते हैं, तो इसे एक चुनौतीपूर्ण कार्य मानें और अधिक तैयारी करने में गलती करें।

चाप पर प्रहार करने से पहले आवश्यक तैयारी

एक सफल कास्ट एल्यूमीनियम वेल्ड की तैयारी लगभग 80% के लिए होती है। वेल्ड विफल होने का प्राथमिक कारण खराब तैयारी है।

चरण 1 - संदूषण को पहचानें और हटाएँ

किसी भी गर्मी को लागू करने से पहले तेल, ग्रीस, पेंट और पुरानी गैसकेट सामग्री को हटा दिया जाना चाहिए। लिंट-फ्री कपड़े पर एसीटोन या एक समर्पित एल्यूमीनियम क्लीनर का उपयोग करें। पेट्रोलियम-आधारित विलायक का उपयोग न करें - यह अवशेष छोड़ता है। इंजन के हिस्सों के लिए, एक हॉट टैंक सोक या एल्यूमीनियम-सुरक्षित डीग्रीजर के साथ पार्ट्स वॉशर और उसके बाद कुल्ला करना पेशेवर दुकानों में मानक अभ्यास है।

चरण 2 - ऑक्साइड परत की यांत्रिक सफाई

हवा के संपर्क में आने पर एल्युमीनियम लगभग तुरंत ही एल्युमीनियम ऑक्साइड परत (Al₂O₃) बनाता है। इस ऑक्साइड का गलनांक लगभग 2,050°C होता है - जो कि एल्यूमीनियम के 660°C गलनांक से कहीं अधिक है। यदि आप इसके ऊपर वेल्ड करते हैं, तो ऑक्साइड संलयन को रोकता है। वेल्डिंग से तुरंत पहले संयुक्त क्षेत्र को साफ़ करने के लिए एक समर्पित स्टेनलेस स्टील वायर ब्रश का उपयोग करें (स्टील पर कभी भी इसका उपयोग न करें अन्यथा यह एल्यूमीनियम को दूषित कर देगा)। एंगल ग्राइंडर पर 80 ग्रिट का फ्लैप डिस्क भी बड़े क्षेत्रों के लिए अच्छा काम करता है।

चरण 3 - दरार को वी-नाली या बेवेल करें

दरारों के लिए, साफ, मजबूत धातु के लिए एक पूर्ण वी-नाली को पीसें या उसमें डालें। शीर्ष पर नाली कम से कम 3-4 मिमी चौड़ी होनी चाहिए और दरार की पूरी गहराई तक पहुंचनी चाहिए। प्रत्येक दरार के अंत में, दरार को गर्मी में बने रहने से रोकने के लिए 3-4 मिमी का स्टॉप-ड्रिल छेद ड्रिल करें। यदि आप स्टॉप-ड्रिलिंग को छोड़ देते हैं, तो दरार अक्सर 10-15 मिमी तक बढ़ जाएगी जहां से आप इसे वेल्डिंग के दौरान देख सकते हैं।

चरण 4 - भाग को पहले से गरम कर लें

प्रीहीटिंग से थर्मल शॉक कम हो जाता है और नमी बाहर निकल जाती है। भाग को 150-230°C (300-450°F) तक लाने के लिए ओवन, हीट गन या प्रोपेन टॉर्च का उपयोग करें। संपर्क थर्मामीटर या तापमान-सूचक छड़ियों (टेम्पिलस्टिक) से तापमान सत्यापित करें। 6 मिमी से कम पतली दीवार वाली कास्टिंग के लिए, इस सीमा का निचला सिरा (150°C) पर्याप्त है। इंजन ब्लॉक जैसे मोटे हिस्से उच्च अंत से लाभान्वित होते हैं। 260°C से अधिक न हो - इससे ऊपर, कुछ मिश्रधातुएँ स्थायी रूप से अपनी ताकत खोने लगती हैं।

सही वेल्डिंग प्रक्रिया का चयन करना

अधिकांश मरम्मत कार्यों के लिए - टूटे हुए मैनिफोल्ड्स, टूटे हुए ब्रैकेट, क्षतिग्रस्त कास्टिंग - एसी के साथ टीआईजी वेल्डिंग पसंदीदा विकल्प है। अपनी मशीन को हाई-फ़्रीक्वेंसी स्टार्ट के साथ एसी पर सेट करें, 10-15 एल/मिनट पर 100% आर्गन शील्डिंग गैस का उपयोग करें, और एक शुद्ध टंगस्टन या ज़िर्कोनिएटेड टंगस्टन इलेक्ट्रोड का चयन करें (स्टील के लिए उपयोग किए जाने वाले थोरिअटेड प्रकार का नहीं)।

सही फिलर वायर का चयन करना

दो भराव मिश्रधातुएँ अधिकांश कास्ट एल्युमीनियम कार्यों को कवर करती हैं:

• ईआर4043 (4% silicon) - कास्ट एल्यूमीनियम के लिए सबसे आम विकल्प। यह अच्छी तरह बहता है, दरार को कम करता है, और क्षमाशील है। इसका उपयोग इंजन घटकों, आवासों और अज्ञात मिश्र धातुओं के लिए करें।
• ईआर5356 (5% magnesium) - मजबूत और कठोर, लेकिन उच्च-सिलिकॉन कास्टिंग पर गर्म क्रैकिंग की संभावना अधिक होती है। तब उपयोग करें जब वेल्ड के बाद की ताकत प्राथमिकता हो और आप जानते हों कि आधार मिश्र धातु संगत है (उदाहरण के लिए, 535 या 5xxx श्रृंखला कास्टिंग)।

भराव का व्यास आम तौर पर सामग्री की मोटाई से मेल खाना चाहिए: 4 मिमी तक के अनुभागों के लिए 1.6 मिमी तार, 4-8 मिमी के लिए 2.4 मिमी, और भारी वर्गों के लिए 3.2 मिमी।

टीआईजी वेल्डिंग कास्ट एल्युमीनियम: सेटिंग्स और तकनीक

सेटिंग्स को सही करना महत्वपूर्ण है। इन्हें शुरुआती बिंदु के रूप में उपयोग करें और अपनी विशिष्ट मशीन और सामग्री की मोटाई के लिए समायोजित करें:

• वर्तमान प्रकार: एसी (प्रत्यावर्ती धारा)
• एम्परेज: लगभग 1 एम्पियर प्रति 0.025 मिमी (0.001 इंच) मोटाई - इसलिए 6 मिमी कास्टिंग के लिए चरम पर लगभग 240 एम्पीयर की आवश्यकता होती है
• एसी आवृत्ति: 80-120 हर्ट्ज (उच्च आवृत्ति एक संकीर्ण, अधिक केंद्रित चाप उत्पन्न करती है)
• एसी संतुलन: 65-70% इलेक्ट्रोड नकारात्मक (EN) - यह टंगस्टन को ज़्यादा गरम किए बिना ऑक्साइड को साफ करता है
• परिरक्षण गैस: 100% आर्गन, 10-15 एल/मिनट
• टंगस्टन: एसी पर 2-3 मिमी शुद्ध (हरा) या ज़िर्कोनेटेड, बॉल्ड टिप

यात्रा की गति को स्थिर रखें और एक क्षेत्र में गर्मी बढ़ने से बचने के लिए पर्याप्त तेज़ी से आगे बढ़ें। यदि आप देखते हैं कि पोखर सुस्त हो गया है या आसपास की धातु अत्यधिक रंगहीन हो रही है, तो रुकें और भाग को पहले से गरम तापमान पर ठंडा होने दें। एक ही पंक्ति में एकाधिक पासों को ढेर करने के बजाय व्यापक खांचे पर आगे-पीछे बुनाई की गति का उपयोग करें।

वेल्ड के बाद का उपचार

एक बार वेल्डिंग पूरी हो जाने पर, हिस्से को पानी में न बुझाएं या संपीड़ित हवा से तेजी से ठंडा न करें। इसे शांत हवा में धीरे-धीरे ठंडा होने दें, या शीतलन दर को धीमा करने के लिए इसे वेल्डिंग कंबल में लपेटें। तेजी से ठंडा होने से थर्मल तनाव फिर से उत्पन्न होता है और वेल्ड या आसन्न कास्टिंग में दरार आ सकती है।

ठंडा होने के बाद, सतह की दरारों की जांच के लिए डाई पेनेट्रेंट (पीटी) से वेल्ड का निरीक्षण करें। दबाव-असर वाले हिस्सों (शीतलक मार्ग, ईंधन प्रणाली) के लिए, हिस्से को सेवा में वापस करने से पहले 1.5× कामकाजी दबाव पर दबाव परीक्षण की सिफारिश की जाती है।

यदि कास्टिंग वेल्डिंग के बाद मशीनीकृत की जाएगी, तो इसे 24 घंटे तक आराम करने दें ताकि कोई भी अवशिष्ट तनाव फिनिश कट लेने से पहले पुनर्वितरित हो सके।

कास्ट एल्युमीनियम पर वेल्ड विफलता के सामान्य कारण

• सरंध्रता - लगभग हमेशा नमी, संदूषण, या अपर्याप्त गैस कवरेज के कारण होता है। सुनिश्चित करें कि आधार धातु हड्डी सूखी है, भराव तार को एसीटोन से साफ करें, और उन ड्राफ्टों की जांच करें जो परिरक्षण गैस को परेशान करते हैं।
• गर्म टूटना - तब होता है जब वेल्ड पूल तन्य तनाव के तहत जम जाता है। यदि संभव हो तो भाग पर संयम कम करें, ER4043 (अधिक दरार-प्रतिरोधी) का उपयोग करें, और धीमी गति से ठंडा होने दें।
• संलयन का अभाव - आमतौर पर अपर्याप्त गर्मी या ऑक्साइड परत के कारण होता है जिसे हटाया नहीं गया। एम्परेज को थोड़ा बढ़ाएं और जोड़ को फिर से साफ करें।
• जलाना - 3 मिमी से कम के पतले खंडों पर सबसे आम समस्या। एक बैकिंग बार (जोड़ के पीछे एक तांबे या स्टेनलेस बैकिंग प्लेट गर्मी को खत्म करती है) का उपयोग करें, और एम्परेज को कम करें।

जब वेल्डिंग सही विकल्प नहीं है

कुछ कास्ट एल्युमीनियम मिश्रधातुएँ - विशेष रूप से A380 जैसे उच्च-जस्ता डाई-कास्ट ग्रेड - अनिवार्य रूप से पारंपरिक तरीकों से गैर-वेल्ड करने योग्य हैं। तकनीक की परवाह किए बिना जिंक की मात्रा गंभीर गर्म दरार और सरंध्रता का कारण बनती है। इन मामलों में, विचार करें:

• एल्यूमिनियम ब्रेज़िंग या सोल्डरिंग - 450°C से कम तापमान पर कॉस्मेटिक या कम तनाव वाली मरम्मत के लिए
• धातु की सिलाई (ताला-एन-सिलाई) - एक ठंडी मरम्मत तकनीक जो इंटरलॉकिंग धातु पिन और प्लग का उपयोग करती है; कोई गर्मी की आवश्यकता नहीं, मूल मिश्र धातु गुणों को बरकरार रखता है
• एपॉक्सी मरम्मत यौगिक - जैसे जेबी वेल्ड क्विकवेल्ड या बेलज़ोना 1111, गैर-संरचनात्मक मरम्मत के लिए उपयुक्त जहां दबाव और तापमान कम होता है
• प्रतिस्थापन कास्टिंग - यदि मूल कास्टिंग गंभीर रूप से खराब हो गई है या संरचनात्मक रूप से समझौता किया गया है