Зварювання алюмінію

Зварювання алюмінію вимагає набору параметрів, включаючи очищення, рівномірне нагрівання, зварювальні матеріали та хороші навички зварювання, і це створює проблеми через його високу теплопровідність і властиве утворення шару окислення. Швидке розсіювання тепла може призвести до викривлення, деформації та залишкових напруг у зварному шві, і це особливо проявляється в тонших листах і впливає на міцність з’єднання.

 

опис

 

Теплопровідність і чутливість до тепла приблизно в 4-5 разів перевищують показники сталі, а температура плавлення алюмінію нижча, ніж його оксидний шар, що створює бар’єри, які перешкоджають належному з’єднанню металів швів. Тепло добре розподіляється в алюмінії та може створити великий кратер під час процесу зварювання, тому алюміній дуже сприйнятливий до розтріскування кратерів, тому кратери слід заповнювати, щоб не виникло руйнування в кінці зварювання. Зварювальник повинен чітко знати, що тепла більше, ніж на початку зварювання, і тому повне проварювання може не відбутися, доки зварювання не просунеться досить далеко від початку.

 

Алюмінієві наповнювачі проти марок алюмінію

 

Під час зварювання алюмінію вибір правильного присадочного матеріалу (часто у формі присадних стрижнів або дроту) має вирішальне значення для забезпечення міцного, довговічного та сумісного зварного шва. Алюмінієві наповнювачі вибираються на основі основного алюмінієвого сплаву, процесу зварювання (наприклад, TIG, MIG), застосування та бажаних властивостей, таких як міцність, стійкість до корозії або пластичність. Нижче ми виклали рекомендовані наповнювачі для різних типів алюмінію та надали контекст для їх використання.

 

• √Серія 1xxx (чистий алюміній, наприклад, 1100, 1350), рекомендовані наповнювачі: 1100, 4043,

Як ми знаємо, серія 1xxx має чудову стійкість до корозії, високу теплопровідність із низькою міцністю, тоді як чистий алюмінієвий наповнювач, такий як 1100, відповідає складу основного металу за корозійною стійкістю та провідністю. Для застосування в електричних провідниках і хімічному обладнанні 4043 (легований кремнієм) також використовується для кращої текучості та стійкості до розтріскування, особливо під час зварювання TIG. Коротше кажучи, серія 1xxx м’яка, тому уникайте надмірного-легування сильнішими наповнювачами, щоб уникнути розтріскування.

 

• √Серія 2xxx

(Мідний-легований, наприклад, 2024, 2219, рекомендовані наповнювачі: 2319 (зокрема для 2219, 4043 як компроміс)

Для аерокосмічних компонентів 2319 використовується замість 2219, оскільки він відповідає вмісту міді та забезпечує міцність. 2сплави серії xxx мають високу міцність, але схильні до гарячих тріщин і часто вважаються непридатними для зварювання, особливо 2024, а 4043 є запасним варіантом для інших сплавів 2xxx для зменшення розтріскування, хоча це втрачає міцність. Якщо можливо, намагайтеся уникати зварювання серії 2xxx, а для критичних застосувань краще використовувати механічне кріплення.

 

• √Серія 3xxx (леговані-марганцем, наприклад, 3003, 3004), рекомендовані наповнювачі: 4043, 5356

Серія 3xxx має помірну міцність, хорошу стійкість до корозії, часто використовується для листового металу, а 4043 забезпечує хорошу текучість і стійкість до розтріскування для загального -зварювання. 5356 (магнієві-сплави) можна використовувати, якщо потрібна більша міцність або стійкість до корозії. 3серії xxx можна зварювати, а вибір наповнювача часто залежить від зовнішнього вигляду чи вимог до міцності після-зварювання та вони широко використовуються в листовому металі, HVAC, харчових контейнерах.

 

• √Серія 4xxx: леговані -кремнієм (наприклад, 4043), часто використовуються як наповнювачі через хорошу текучість і стійкість до розтріскування.

 

• √Серія 5xxx (магній-легований, наприклад, 5052, 5083, 5086), рекомендовані наповнювачі: 5356, 5183, 5556

Ці серії мають високу міцність і чудову стійкість до корозії, і вони широко використовуються в морських, автомобільних і посудинах під тиском. На практиці 5356 є-наповнювачем для більшості сплавів 5xxx завдяки відповідному вмісту магнію, чудовій стійкості до корозії (особливо в морському середовищі) і хорошій міцності. 5183, а 5556 використовується для -застосувань з вищою міцністю (наприклад, основний метал 5083 у суднобудуванні). Будь ласка, не забувайте уникати наповнювачів 4xxx, таких як 4043, для сплавів 5xxx, якщо стійкість до корозії є критичною, оскільки кремній може її знизити. Крім того, наповнювачі 5xxx можуть спричинити нагар (чорний осад) під час зварювання TIG, і тому часто потрібне очищення.

 

• √Серія 6xxx (магній-кремній-легований, наприклад, 6061, 6063), рекомендовані наповнювачі: 4043, 5356

Ці серії мають гарну міцність і зварюваність, широко використовуються в конструкціях, а 4043 широко використовується через чудову текучість, низьку чутливість до тріщин і гарну відповідність кольорів після анодування (звичайне для сплавів 6xxx). 5356 вибирається, коли потрібна більш висока міцність, хоча він менш текучий і може не відповідати кольору після-анодування. Крім того, 4043 часто віддають перевагу для загального ремонту 6061 через простоту використання, але 5356 забезпечує кращі механічні властивості для критичних зварних швів.

 

• √Серія 7xxx (сплав-цинку, наприклад, 7075, 7050), рекомендовані наповнювачі: 5356 (рідко), 4043 (як компроміс)

Ці серії мають дуже високу міцність, використовуються в аерокосмічній галузі та високо{0}}міцні компоненти, але погано зварювані через утворення тріщин, тому сплави 7xxx не можна зварювати через серйозні гарячі тріщини та корозію під напругою. При спробі зварювання (наприклад, для ремонту) 5356 або 4043 використовується для мінімізації розтріскування, але зварний шов буде набагато слабкішим, ніж основний метал. Загалом зварювання не рекомендується для сплавів 7xxx, і настійно рекомендуються альтернативні методи з’єднання або спеціалізовані методи (наприклад, зварювання тертям з перемішуванням).

 

 

Розгляд зварювання алюмінію

 

Вибір правильного присадного металу є одним із найважливіших рішень під час зварювання алюмінію, оскільки неправильний вибір може призвести до розтріскування, втрати міцності та низької стійкості до корозії. На відміну від сталі, ви майже ніколи не використовуєте присадковий метал, який відповідає основному металу, і тому вам потрібно всебічно розглянути питання, щоб мати надійне зварювання алюмінію. Нижче наведено короткий список:

 

• √Окислення

Алюміній швидко окислюється під впливом атмосфери, утворюючи тонкий оксидний шар з вищою температурою плавлення (2072 ° C), ніж алюміній (660 ° C). Часто зварювання через цей бар’єр може пропалити отвори в заготовці. Видалення оксидного шару може бути досягнуто за допомогою розчинників, кислот або механічних абразивних методів за допомогою ексклюзивної дротяної щітки з нержавіючої сталі або піскоструминної обробки.

 

• √Анодування

Анодування: якщо зварний шов буде анодований, виберіть наповнювач, який відповідає кольору основного металу (наприклад, 4043 для сплавів 6xxx часто виглядає краще, ніж 5356 після анодування).

 

• √Попередній нагрів

Попереднє нагрівання може допомогти мінімізувати розтріскування та утворення пористих ділянок у великих алюмінієвих профілях і певних типах сплавів. Однак надмірний попередній нагрів може призвести до негативних наслідків. Крім того, попередній нагрів алюмінію допомагає запобігти різким змінам температури, які можуть спричинити проблеми зі зварюванням.

 

• √пористість

У розплавленому стані алюміній може поглинати велику кількість водню, що призводить до утворення дрібних пустот або бульбашок у металі зварного шва. Це послаблює структурну цілісність металу, роблячи його вразливим до руйнування від тиску та напруги. Таким чином, використання захисного газу, а також видалення масла та жиру з заготовки може мінімізувати пористість.

 

• √Домішки

Щоб уникнути зміни кольору, зернистості, корозії та окислення, що є ознаками домішок у зварюваному з’єднанні, оператор повинен видалити масло, бруд і сміття з заготовки перед зварюванням. може негативно впливати на зону зварювання, впливаючи на міцність і зовнішній вигляд заготовки. Щоб мінімізувати перед{2}}підготовку до зварювання, правильне зберігання та технічне обслуговування обладнання завжди є найкращим варіантом.

 

• √Товщина

Одночасне зварювання тонкого та товстого алюмінієвого матеріалу завжди є складним завданням, оскільки тепло, що застосовується, може розплавити тонкий матеріал, але не зможе проникнути через товстий матеріал для міцного зварного з’єднання. Для досягнення оптимальної якості зварювання зварювальникам необхідно налаштувати параметр, що охоплює марки алюмінію, метод зварювання, силу струму, підведення тепла та тип наповнювача.

 

 

Особливості алюмінієвого наповнювача

 

Зварювання алюмінію є складним процесом, який вимагає глибоких знань про властивості наповнювачів, і їх короткий перелік наведено нижче:

 

• √4043, кремній-легований 4.5 - 6.0% кремнію, кремній знижує температуру плавлення та покращує текучість зварювальної ванни, полегшуючи роботу та знижуючи ризик гарячих тріщин. Його хімічний склад забезпечує легке зварювання та гладкий зовнішній вигляд валика, хоча він і втрачає певну міцність і стійкість до корозії порівняно з наповнювачами-на основі магнію, як-от 5356. Це чудовий вибір для-зварювання загального призначення, ремонту та застосувань, де важливий зовнішній вигляд після-зварювання (наприклад, анодування), але він не ідеальний для високої-міцності або високої корозії середовищ. Найкраще для-зварювання загального призначення, особливо для серій 6xxx і 3xxx. Добре підходить для TIG і MIG. Не ідеально підходить для сплавів із високим-магнієм (5xxx), якщо стійкість до корозії має значення. При використанні зі сплавами серії 6xxx (наприклад, 6061, 6063) 4043 забезпечує кращу відповідність кольору після анодування порівняно з наповнювачами на основі магнію-, такими як 5356, які можуть виглядати темнішими або невідповідними.
• √ 5356, magnesium-alloyed with 5% of magnesium which can enhance strength and corrosion resistance. It excels in marine and structural welding but is temperature-limited. Its balance of strength, feedability, and color-matching makes it a top choice for welding 5xxx/6xxx aluminum alloys for marine or structural applications. Worthwhile to remember that avoid welding high Mg alloys (>3% Mg), щоб запобігти крихкості. Загальний для зварювання MIG.
• √5183/5556, вищі -альтернативи 5356 для сплавів 5xxx (наприклад, 5083) у складних застосуваннях, таких як суднобудування.
• √2319, мідний-сплав, специфічний для 2219 (зварювальний сплав 2xxx) для аерокосмічного використання.
• √1100/1070: наповнювачі з чистого алюмінію для серії 1xxx, відповідний склад для провідності та стійкості до корозії.
•  

Техніка зварювання алюмінію

 

Зварювання MIG і TIG є найпоширенішими методами зварювання для з’єднання алюмінію завдяки своїй точності та якості. Поряд із цими двома методами зварювання існують інші зварювальні рішення, прийняті для конкретного застосування, і нижче наведено короткий короткий вступ:

 

• √Зварювання TIG (інертний газ вольфраму)

TIG Він може працювати від полярності змінного струму, забезпечуючи стабільність дуги та видаляючи оксидний шар, а досвідчений зварювальник TIG може стабільно генерувати достатньо тепла для плавлення алюмінієвих сплавів, маючи можливість зварювати як тонкі, так і товсті секції. Інертний захисний газ, найчастіше аргон, подається в пальник TIG, щоб зберегти зварювальну ванну від забруднення.

 

• √Зварювання MIG (газове дугове зварювання, GMAW)

Зварювання MIG є популярною технікою зварювання для більш товстого алюмінієвого матеріалу, оскільки підведення тепла вище, ніж при зварюванні TIG. Цей метод зварювання дуже схожий на процес TIG, але замість використання не-неплавкого вольфрамового електроду, він використовує електродний дріт з автоматичною подачею, який забезпечує більш високу швидкість руху від котушки. Для захисту зварних швів від забруднення також використовуються захисні гази.

 

• √Електронно-променеве зварювання

Електронне зварювання виконується у вакуумній камері, захищаючи зварний шов від домішок без необхідності використання додаткових захисних газів, і тому це дуже хороший варіант для товстих секцій, оскільки він створює невелику та точну зварювальну ванну.

 

• √Лазерне зварювання

Лазерне зварювання забезпечує точність як з вузькою шириною, так і з глибиною шва, що забезпечує чисті зони зварювання з додаванням захисного газу. 6серія xxx зазвичай можлива для лазерного зварювання з алюмінієвими наповнювачами 4032 або 4047. Це швидкий процес зварювання, який концентрує промінь високої щільності потужності на поверхні заготовки.

 

• √Контактне зварювання

Для контактного зварювання використовуються тиск і струм для плавлення, і недоліком цього методу є можливі проблеми, коли виникає висока тепло- та електропровідність.

 

• √Зварювання тертям

Зварювання тертям призначене для використання тепла, що виділяється механічним тертям, для з’єднання алюмінієвих матеріалів. Перевага зварювання тертям полягає в тому, що його можна використовувати для всіх марок алюмінієвих сплавів, у тому числі для--серій 2xxx і 7xxx, які важко зварювати, і немає необхідності використовувати захисний агент для захисту зварювальної ванни.

 

Зварювальні послуги

 

Зварювання алюмінію може бути складним завданням навіть для досвідчених зварювальників, тому для високоякісного зварювання потрібні спеціальні методи та запобіжні заходи. Помилки можуть призвести до слабких з'єднань, дефектів або навіть повного руйнування зварного шва. Fabmann може бути вашим надійним партнером, і ми можемо постійно забезпечувати високі стандарти якості зварювання, а також пропонуємо широкий спектр послуг зі зварювання алюмінію, які задовольняють різноманітні потреби та ваші конкретні вимоги. Наші інженери з матеріалів і зварювальники мають досвід роботи з різними типами алюмінієвих сплавів і можуть надати вам високоякісні зварювальні послуги. Під час виконання ваших проектів наша команда зосереджується на таких аспектах, як загальні компоненти, труби та пластини, морське обладнання та будівельні конструкції.

 

• √Зварювання алюмінію TIG та MIG
• √Точне зварювання з жорсткими допусками
• √Вторинне індивідуальне виготовлення, таке як лазерне різання, штампування, складання
• √ Силове покриттяі анодування