Podstawowe problemy spawania stopu aluminium

Charakterystyka spawania stopów aluminium i aluminium

1. Film tlenkowy:

Aluminium jest podatne na utlenianie w powietrzu i podczas spawania, co powoduje wysoką temperaturę topnienia i bardzo stabilny tlenek glinu (Al2O3), który jest trudny do usunięcia.

Utrudniając topienie i stopienie materiału podstawowego, film tlenkowy ma wysoką gęstość i nie jest łatwy do unoszenia się na powierzchni, co powoduje defekty, takie jak włączenie żużla, niepełna fuzja, i niepełna penetracja.

Warstwa tlenku powierzchniowego z materiału aluminiowego i adsorpcja dużej ilości wody mogą łatwo powodować porowatość szwu spoiny. Przed spawaniem należy przeprowadzić ścisłe czyszczenie powierzchni przy użyciu metod chemicznych lub mechanicznych w celu usunięcia warstwy tlenku powierzchni.

Wzmocnij ochronę podczas procesu spawania, aby zapobiec utlenianiu. Podczas spawania wolframowym gazem obojętnym, źródło prądu przemiennego jest używane do usuwania filmu tlenkowego poprzez czyszczenie katodowe.

Podczas spawania gazowego użyj strumienia, który usuwa film tlenkowy. Podczas spawania grubych płyt można zwiększyć ciepło spawania. Na przykład, jeśli ciepło łuku helowego jest wysokie, do ochrony można użyć helu lub mieszaniny argonu i helu lub można zastosować duże standardowe spawanie gazowe elektrody topiącej. W przypadku dodatniego połączenia prądu stałego „ czyszczenie katodowe ”nie jest wymagane.

2. Wysoka przewodność cieplna

Przewodność cieplna i właściwa pojemność cieplna stopów aluminium i aluminium są ponad dwukrotnie wyższe niż w przypadku stali węglowej i stali niskostopowej. Przewodność cieplna aluminium jest ponad dziesięciokrotnie większa niż w przypadku austenitycznej stali nierdzewnej.

Podczas procesu spawania duża ilość ciepła może być szybko przeniesiona do wnętrza metalu nieszlachetnego. Dlatego podczas spawania aluminium i stopów aluminium energia jest zużywana nie tylko w basenie ze stopionego metalu, ale także niepotrzebnie zużywana w innych częściach metalu. To bezużyteczne zużycie energii jest bardziej znaczące niż spawanie stali.

W celu uzyskania wysokiej jakości połączeń spawalniczych zaleca się stosowanie źródeł energii o skoncentrowanej energii i dużej mocy, a czasami można również stosować podgrzewanie wstępne i inne środki procesowe.

3. duży współczynnik rozszerzalności liniowej, łatwe do odkształcenia i generowania pęknięć termicznych

Współczynnik rozszerzalności liniowej stopów aluminium i aluminium jest około dwa razy większy niż w przypadku stali węglowej i stali niskostopowej. Szybkość skurczu objętościowego podczas krzepnięcia aluminium jest duża, a odkształcenie i naprężenie spawanych części są duże. Dlatego należy podjąć środki zapobiegające deformacji spawania.

Podczas krzepnięcia zgrzewania aluminium stopiony basen, porowatość skurczu, pękanie termiczne i wysokie naprężenia wewnętrzne są podatne na wystąpienie.

Środki takie jak dostosowanie składu drutu spawalniczego i proces spawania mogą być podejmowane w produkcji, aby zapobiec występowaniu gorących pęknięć. Jeśli odporność na korozję jest dozwolona, do spawania stopów aluminium można stosować druty spawalnicze ze stopu krzemu, inne niż stopy magnezu z aluminium.

Gdy zawartość krzemu w aluminiowym stopie krzemu wynosi 0,5%, istnieje większa tendencja do pękania na gorąco. Wraz ze wzrostem zawartości krzemu zakres temperatur krystalizacji stopu staje się mniejszy, płynność znacznie się poprawia, szybkość skurczu maleje, a tendencja do pękania na gorąco również odpowiednio maleje.

Zgodnie z doświadczeniem produkcyjnym, gdy zawartość krzemu wynosi 5% ~ 6%, pękanie termiczne nie występuje. Dlatego użycie pasków SAlSi (zawartość krzemu wynosi 4,5% ~ 6%) drut spawalniczy będzie miał lepszą odporność na pękanie.

4. Wysoce rozpuszczalny wodór

Aluminium i stopy aluminium mogą rozpuszczać dużą ilość wodoru w stanie ciekłym, podczas gdy wodór jest prawie nierozpuszczalny iN stan stały. Podczas procesu krzepnięcia i szybkiego chłodzenia basenu do spawania, wodór nie może przelewać się w czasie i jest podatny na tworzenie porów wodoru.

Wilgoć w atmosferze kolumny łukowej, a także wilgoć zaadsorbowana na warstwie tlenku powierzchniowego materiału spawalniczego i metalu nieszlachetnego, są ważnymi źródłami wodoru w spoinie.

Dlatego należy sprawować ścisłą kontrolę nad źródłem wodoru, aby zapobiec tworzeniu się porów.

5. strefa wpływu stawu i ciepła są podatne na zmiękczenie

Elementy stopowe są podatne na parowanie i spalanie, co powoduje spadek wydajności spoiny.

Gdy metal nieszlachetny zostanie poddany wzmocnieniu odkształcenia lub wzmocnieniu starzenia się roztworu stałego, ciepło spawania spowoduje zmniejszenie wytrzymałości strefy wpływu ciepła.

Aluminium ma sieć sześcienną skoncentrowaną na powierzchni czołowej bez izomerów i nie ma zmiany fazy podczas ogrzewania i chłodzenia. Wielkość ziarna szwu spoiny jest podatna na zgrubienie i nie można jej rafinować poprzez zmianę fazy.

Metoda spawania:

Prawie wszystkie metody spawania mogą być stosowane do spawania stopów aluminium i aluminium, ale stopy aluminium i aluminium mają różne możliwości dostosowania do różnych metod spawania, a każda metoda spawania ma własne scenariusze zastosowania.

Spawanie gazowe i metody spawania łukiem elektrodowym mają prosty sprzęt i wygodną obsługę. Spawanie gazowe może być stosowane do naprawy spawania blach aluminiowych i odlewów o niskich wymaganiach jakościowych spawania. Spawanie łukiem pręta spawalniczego może być stosowane do naprawy spawania odlewów ze stopów aluminium.

Spawanie w osłonie gazu obojętnego (TIG lub MIG) jest najczęściej stosowaną metodą spawania aluminium i stopów aluminium.

Cienkie płyty ze stopu aluminium i aluminium można spawać za pomocą elektrody wolframowej AC spawanie łukiem argonowym lub spawanie łukiem argonowym elektrody wolframowej.

Grube płyty aluminiowe i ze stopu aluminium mogą być spawane za pomocą spawania łukiem helowym wolframowym, spawania w osłonie gazowym z mieszanym wolframem z argonem helem, spawania w osłonie gazowej z topieniem elektrody topiącej i spawania gazowego elektrody topiącej. Zastosowanie topiącej elektrody w osłonie gazowej spawania i topienia impulsowego elektrody gazowego w osłonie gazowej staje się coraz bardziej powszechne.