Συγκόλληση Αλουμινίου

Η συγκόλληση αλουμινίου απαιτεί ένα σύνολο παραμέτρων, όπως καθαρισμό, ομοιόμορφη ζεστασιά, υλικά συγκόλλησης και δεξιότητες στερεάς συγκόλλησης και θέτει προκλήσεις λόγω της υψηλής θερμικής αγωγιμότητας και του εγγενούς σχηματισμού οξειδωτικού στρώματος. Η ταχεία διάχυση θερμότητας μπορεί να οδηγήσει σε στρέβλωση, παραμόρφωση και υπολειπόμενες τάσεις στη συγκόλληση και εμφανίζεται ιδιαίτερα σε λεπτότερα φύλλα και επηρεάζει την αντοχή της άρθρωσης.

 

Περιγραφή

 

Η θερμική αγωγιμότητα και η ευαισθησία στη θερμότητα είναι περίπου 4 έως 5 φορές του χάλυβα και το σημείο τήξης του αλουμινίου είναι χαμηλότερο από το στρώμα οξειδίου του, το οποίο δημιουργεί φραγμούς που εμποδίζουν τη σωστή σύνδεση των μετάλλων συγκόλλησης. Η θερμότητα διασπείρεται καλά στο αλουμίνιο και μπορεί να δημιουργήσει έναν μεγάλο κρατήρα κατά τη διαδικασία συγκόλλησης, και ως εκ τούτου, το αλουμίνιο είναι πολύ ευαίσθητο σε ρωγμές κρατήρα, γι 'αυτό οι κρατήρες πρέπει να γεμίζονται έτσι ώστε να μην συμβεί αστοχία στο τέλος μιας συγκόλλησης. Ο συγκολλητής θα γνωρίζει ξεκάθαρα ότι υπάρχει περισσότερη θερμότητα από την έναρξη της συγκόλλησης, και γι' αυτό μπορεί να μην υπάρξει πλήρης διείσδυση έως ότου η συγκόλληση έχει προχωρήσει αρκετά μακριά από την αρχή.

 

Γεμιστικά αλουμινίου έναντι διαβαθμίσεων αλουμινίου

 

Κατά τη συγκόλληση αλουμινίου, η επιλογή του σωστού υλικού πλήρωσης (συχνά με τη μορφή ράβδων πλήρωσης ή συρμάτων) είναι κρίσιμη για να διασφαλιστεί μια ισχυρή, ανθεκτική και συμβατή συγκόλληση. Τα πληρωτικά αλουμινίου επιλέγονται με βάση το βασικό κράμα αλουμινίου, τη διαδικασία συγκόλλησης (π.χ. TIG, MIG), την εφαρμογή και τις επιθυμητές ιδιότητες όπως αντοχή, αντοχή στη διάβρωση ή ολκιμότητα. Παρακάτω, έχουμε περιγράψει τα προτεινόμενα υλικά πλήρωσης για διαφορετικούς τύπους αλουμινίου και παρέχουμε το πλαίσιο για τη χρήση τους.

 

• √Σειρά 1xxx (καθαρό αλουμίνιο, π.χ. 1100, 1350), συνιστώμενα υλικά πλήρωσης: 1100, 4043,

Όπως γνωρίζουμε ότι η σειρά 1xxx έχει εξαιρετική αντοχή στη διάβρωση, υψηλή θερμική αγωγιμότητα με χαμηλή αντοχή, ενώ το καθαρό πληρωτικό αλουμινίου όπως το 1100 ταιριάζει με τη σύνθεση του βασικού μετάλλου για αντοχή στη διάβρωση και αγωγιμότητα. Για εφαρμογές σε ηλεκτρικούς αγωγούς και χημικό εξοπλισμό, το 4043 (κράμα πυριτίου-) χρησιμοποιείται επίσης για καλύτερη ρευστότητα και αντοχή σε ρωγμές, ειδικά στη συγκόλληση TIG. Εν ολίγοις, οι σειρές 1xxx είναι μαλακές, επομένως αποφύγετε την υπερβολική-κράμα με ισχυρότερα πληρωτικά για να αποφύγετε το ράγισμα.

 

• √Σειρά 2xxx

(Χαλκός-Κράμα, π.χ., 2024, 2219, προτεινόμενα υλικά πλήρωσης: 2319 (για το 2219 συγκεκριμένα, 4043 ως συμβιβασμός)

Για εξαρτήματα αεροδιαστημικής, το 2319 χρησιμοποιείται για το 2219 επειδή ταιριάζει με την περιεκτικότητα σε χαλκό και παρέχει αντοχή. 2τα κράματα της σειράς xxx έχουν υψηλή αντοχή, ωστόσο, είναι επιρρεπή σε θερμό ράγισμα και συχνά θεωρούνται μη συγκολλήσιμα ειδικά το 2024 και το 4043 είναι εναλλακτική για άλλα κράματα 2xxx. Εάν είναι δυνατόν, προσπαθήστε να αποφύγετε τη συγκόλληση της σειράς 2xxx και η μηχανική στερέωση προτιμάται για κρίσιμες εφαρμογές.

 

• √Σειρά 3xxx (Μαγγάνιο-Κραματοποιημένο, π.χ. 3003, 3004), προτεινόμενα υλικά πλήρωσης: 4043, 5356

Η σειρά 3xxx έχει μέτρια αντοχή, καλή αντοχή στη διάβρωση, χρησιμοποιείται συχνά σε λαμαρίνα και το 4043 παρέχει καλή ρευστότητα και αντοχή σε ρωγμές για συγκόλληση γενικής χρήσης. 5356 (με κράμα μαγνησίου) μπορεί να χρησιμοποιηθεί εάν απαιτείται μεγαλύτερη αντοχή ή αντίσταση στη διάβρωση μετά-συγκόλληση και χρησιμοποιούνται ευρέως σε λαμαρίνες, HVAC, δοχεία τροφίμων.

 

• √Σειρά 4xxx: Πυρίτιο-με κράμα (π.χ. 4043), που χρησιμοποιούνται συχνά ως υλικά πλήρωσης λόγω της καλής ρευστότητας και της αντοχής στις ρωγμές.

 

• √Σειρά 5xxx (Μαγνήσιο-Κραματοποιημένο, π.χ. 5052, 5083, 5086), προτεινόμενα υλικά πλήρωσης: 5356, 5183, 5556

Αυτές οι σειρές έχουν υψηλή αντοχή και εξαιρετική αντοχή στη διάβρωση και χρησιμοποιούνται ευρέως σε πλοία πλοίων, αυτοκινήτων και υπό πίεση. Στην πράξη, το 5356 είναι το-το καλύτερο υλικό πλήρωσης για τα περισσότερα κράματα 5xxx λόγω της αντίστοιχης περιεκτικότητάς του σε μαγνήσιο, της εξαιρετικής αντοχής στη διάβρωση (ειδικά σε θαλάσσια περιβάλλοντα) και της καλής αντοχής. 5183 και το 5556 χρησιμοποιείται για εφαρμογές υψηλότερης- αντοχής (π.χ. 5083 κατασκευή βασικού μετάλλου σε πλοία). Μην ξεχνάτε να αποφεύγετε τα πληρωτικά 4xxx όπως το 4043 σε κράματα 5xxx εάν η αντίσταση στη διάβρωση είναι κρίσιμη, καθώς το πυρίτιο μπορεί να τη μειώσει. Επίσης, τα πληρωτικά 5xxx μπορεί να προκαλέσουν μουτζούρα (μαύρα υπολείμματα) στη συγκόλληση TIG, και επομένως απαιτείται συχνά καθαρισμός.

 

• √Σειρά 6xxx (Μαγνήσιο-Πυρίτιο-Κραματωμένο, π.χ. 6061, 6063), προτεινόμενα υλικά πλήρωσης: 4043, 5356

Αυτές οι σειρές έχουν καλή αντοχή και συγκολλησιμότητα, χρησιμοποιούνται ευρέως σε δομικές εφαρμογές και η 4043 χρησιμοποιείται ευρέως για την εξαιρετική ρευστότητά της, τη χαμηλή ευαισθησία σε ρωγμές και την καλή αντιστοίχιση χρώματος μετά την ανοδίωση (συνήθης για κράματα 6xxx). 5356 επιλέγεται όταν απαιτείται μεγαλύτερη αντοχή, αν και είναι λιγότερο ρευστό και μπορεί να μην ταιριάζει με το χρώμα με την ανοδίωση{3}. Επιπλέον, το 4043 προτιμάται συχνά για γενικές επισκευές στο 6061 λόγω ευκολίας χρήσης, αλλά το 5356 παρέχει καλύτερες μηχανικές ιδιότητες για κρίσιμες συγκολλήσεις.

 

• √Σειρά 7xxx (Ψευδάργυρος-Κραματωμένος, π.χ. 7075, 7050), προτεινόμενα υλικά πλήρωσης: 5356 (σπάνια), 4043 (ως συμβιβασμός)

Αυτές οι σειρές έχουν πολύ υψηλή αντοχή, χρησιμοποιούνται στην αεροδιαστημική και εξαρτήματα υψηλής- αντοχής, αλλά κακή συγκόλληση λόγω ρωγμών, επομένως τα κράματα 7xxx δεν μπορούν να συγκολληθούν λόγω σοβαρών προβλημάτων διάβρωσης με θερμό καυτό. Όταν επιχειρείται συγκόλληση (π.χ. για επισκευές), χρησιμοποιείται το 5356 ή το 4043 για την ελαχιστοποίηση της ρωγμής, αλλά η συγκόλληση θα είναι πολύ πιο αδύναμη από το βασικό μέταλλο. Σε γενικές γραμμές, η συγκόλληση γενικά αποθαρρύνεται για κράματα 7xxx και συνιστάται ιδιαίτερα εναλλακτικές μέθοδοι σύνδεσης ή εξειδικευμένες τεχνικές (π.χ. συγκόλληση με τριβή ανάδευσης).

 

 

Εξέταση συγκόλλησης αλουμινίου

 

Η επιλογή του σωστού μετάλλου πλήρωσης είναι μια από τις πιο κρίσιμες αποφάσεις κατά τη συγκόλληση αλουμινίου, καθώς μια κακή επιλογή μπορεί να οδηγήσει σε ρωγμές, απώλεια αντοχής και χαμηλή αντοχή στη διάβρωση. Σε αντίθεση με τον χάλυβα, σχεδόν ποτέ δεν χρησιμοποιείτε ένα μέταλλο πλήρωσης που ταιριάζει με το βασικό μέταλλο και επομένως πρέπει να έχετε μια ολοκληρωμένη σκέψη για να έχετε μια καλή συγκόλληση αλουμινίου. Παρακάτω είναι μια σύντομη λίστα:

 

• √Οξείδωση

Το αλουμίνιο οξειδώνεται γρήγορα όταν εκτίθεται στην ατμόσφαιρα, σχηματίζοντας ένα λεπτό στρώμα οξειδίου με υψηλότερη θερμοκρασία τήξης (2072 βαθμούς C) από το αλουμίνιο (660 βαθμούς C). Συχνά, η συγκόλληση μέσω αυτού του φραγμού μπορεί να κάψει τρύπες μέσα από το τεμάχιο εργασίας. Η αφαίρεση του στρώματος οξειδίου μπορεί να επιτευχθεί με διαλύτες, οξέα ή με μηχανικές λειαντικές τεχνικές μέσω αποκλειστικής συρμάτινης βούρτσας από ανοξείδωτο χάλυβα ή αμμοβολής.

 

• √Ανοδίωση

Ανοδίωση, εάν η συγκόλληση θα ανοδιωθεί, επιλέξτε ένα υλικό πλήρωσης που ταιριάζει με την απόκριση χρώματος του βασικού μετάλλου (π.χ., το 4043 για κράματα 6xxx συχνά φαίνεται καλύτερο από το 5356 μετά την ανοδίωση).

 

• √Προθέρμανση

Η προθέρμανση μπορεί να βοηθήσει στην ελαχιστοποίηση των ρωγμών και του σχηματισμού πορωδών περιοχών σε εκτεταμένα τμήματα αλουμινίου και συγκεκριμένους τύπους κραμάτων. Ωστόσο, η υπερβολική προθέρμανση μπορεί να οδηγήσει σε αρνητικές συνέπειες. Επιπλέον, η προθέρμανση του αλουμινίου βοηθά στην αποφυγή απότομων αλλαγών θερμοκρασίας που μπορεί να προκαλέσουν προβλήματα συγκόλλησης.

 

• √Πορώδες

Κατά τη διάρκεια της λιωμένης κατάστασης, το αλουμίνιο μπορεί να απορροφήσει υψηλές ποσότητες υδρογόνου, με αποτέλεσμα να σχηματίζονται μικροσκοπικά κενά ή φυσαλίδες στο μέταλλο συγκόλλησης. Αυτό αποδυναμώνει τη δομική ακεραιότητα του μετάλλου, καθιστώντας το ευάλωτο σε αστοχίες από πίεση και καταπόνηση. Επομένως, η χρήση προστατευτικού αερίου, καθώς και η αφαίρεση λαδιού και γράσου από το τεμάχιο εργασίας μπορεί να ελαχιστοποιήσει το πορώδες.

 

• √Ακαθαρσίες

Για να αποφευχθεί ο αποχρωματισμός, οι κόκκοι, η διάβρωση και η οξείδωση που παρουσιάζουν σημάδια ακαθαρσιών σε έναν σύνδεσμο συγκόλλησης, ο χειριστής πρέπει να αφαιρέσει λάδι, βρωμιά και υπολείμματα από το τεμάχιο εργασίας πριν από τη συγκόλληση. μπορεί να επηρεάσει αρνητικά τη ζώνη συγκόλλησης, επηρεάζοντας την αντοχή και την εμφάνιση του τεμαχίου εργασίας. Για την ελαχιστοποίηση των εργασιών προετοιμασίας πριν από{2}}συγκόλλησης, η σωστή αποθήκευση και η συντήρηση του εξοπλισμού είναι πάντα η καλύτερη επιλογή.

 

• √Πάχος

Η συγκόλληση λεπτού και παχύ υλικού αλουμινίου ταυτόχρονα είναι πάντα μια πρόκληση, επειδή η θερμότητα που εφαρμόζεται μπορεί να λιώσει μέσα από το λεπτό υλικό, αλλά να μην μπορεί να διεισδύσει στο παχύ υλικό για μια ισχυρή ένωση συγκόλλησης. Οι συγκολλητές πρέπει να ρυθμίσουν μια παράμετρο που να καλύπτει τις ποιότητες αλουμινίου, τη μέθοδο συγκόλλησης, την ένταση, την είσοδο θερμότητας και τον τύπο πλήρωσης για να επιτύχουν τη βέλτιστη ποιότητα συγκόλλησης.

 

 

Χαρακτηριστικά πλήρωσης αλουμινίου

 

Η συγκόλληση αλουμινίου είναι μια πολύπλοκη διαδικασία που απαιτεί στέρεες γνώσεις σχετικά με τα χαρακτηριστικά των πληρωτικών, και αναφέρονται παρακάτω:

 

• √4043, πυρίτιο-με κράμα 4.5 - 6.0% πυριτίου, το πυρίτιο μειώνει το σημείο τήξης και βελτιώνει τη ρευστότητα της δεξαμενής συγκόλλησης, καθιστώντας ευκολότερη την εργασία και μειώνοντας τον κίνδυνο θερμής ρωγμής. Η χημική του σύνθεση εξασφαλίζει εύκολη συγκόλληση και ομαλή εμφάνιση σφαιριδίων, αν και θυσιάζει κάποια αντοχή και αντοχή στη διάβρωση σε σύγκριση με τα υλικά πλήρωσης με βάση το μαγνήσιο-όπως το 5356. Είναι μια εξαιρετική επιλογή για συγκόλληση γενικού-σκοπού, επισκευές και εφαρμογές όπου η εμφάνιση μετά τη συγκόλληση-είναι σημαντική για την υψηλή αντοχή ή την ανοδίωση{0} εξαιρετικά διαβρωτικά περιβάλλοντα. Το καλύτερο για συγκόλληση γενικής{12}}συγκόλλησης, ειδικά σε σειρές 6xxx και 3xxx. Καλό για TIG και MIG. Δεν είναι ιδανικό για κράματα{17}με υψηλό{17}μαγνήσιο (5xxx) εάν έχει σημασία η αντοχή στη διάβρωση. Όταν χρησιμοποιείται με κράματα της σειράς 6xxx (π.χ., 6061, 6063), το 4043 παρέχει καλύτερη αντιστοίχιση χρώματος μετά την ανοδίωση σε σύγκριση με τα πληρωτικά με βάση το μαγνήσιο- όπως το 5356, τα οποία μπορεί να φαίνονται πιο σκούρα ή αταίριαστα.
• √ 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) για την πρόληψη της ευθραυστότητας. Κοινό για συγκόλληση MIG.
• √5183/5556, εναλλακτικές λύσεις υψηλότερης- αντοχής έναντι του 5356 για κράματα 5xxx (π.χ. 5083) σε απαιτητικές εφαρμογές όπως η ναυπηγική.
• √2319,-κράμα χαλκού, ειδικό για το 2219 (συγκολλήσιμο κράμα 2xxx) για αεροδιαστημική χρήση.
• √1100/1070: Γεμιστικά από καθαρό αλουμίνιο για τη σειρά 1xxx, αντίστοιχη σύνθεση για αγωγιμότητα και αντοχή στη διάβρωση.
•  

Τεχνική Συγκόλλησης Αλουμινίου

 

Η συγκόλληση MIG και TIG είναι οι πιο κοινές τεχνικές συγκόλλησης για την ένωση αλουμινίου λόγω της ακρίβειας και της ποιότητάς του. Μαζί με αυτές τις δύο τεχνικές συγκόλλησης, υπάρχουν και άλλες λύσεις συγκόλλησης που υιοθετούνται για συγκεκριμένη εφαρμογή και παρακάτω είναι μια σύντομη εισαγωγή:

 

• √Συγκόλληση TIG (Αδρανή αέριο βολφραμίου)

TIG Μπορεί να λειτουργεί με πολικότητα εναλλασσόμενου ρεύματος, προσφέροντας σταθερότητα στο τόξο και σκουπίζοντας το στρώμα οξειδίου, και ένας έμπειρος συγκολλητής TIG μπορεί να παράγει σταθερά αρκετή θερμότητα για τη σύντηξη κραμάτων αλουμινίου, με τη δυνατότητα να συγκολλά λεπτές και παχιές τομές. Το αδρανές προστατευτικό αέριο, συνηθέστερα το αργό, τροφοδοτείται στον φακό TIG για να κρατήσει τη λακκούβα συγκόλλησης απαλλαγμένη από μόλυνση.

 

• √MIG Welding (Gas Metal Arc Welding, GMAW)

Η συγκόλληση MIG είναι μια δημοφιλής τεχνική συγκόλλησης για παχύτερο υλικό αλουμινίου, καθώς η εισροή θερμότητας είναι υψηλότερη από ό,τι στη συγκόλληση TIG. Αυτή η μέθοδος συγκόλλησης είναι αρκετά παρόμοια με τη διαδικασία TIG, αλλά αντί να χρησιμοποιεί ένα μη αναλώσιμο ηλεκτρόδιο βολφραμίου, χρησιμοποιεί ένα καλώδιο αυτόματης τροφοδοσίας ηλεκτροδίου που προσφέρει μεγαλύτερες ταχύτητες διαδρομής από το πιστόλι του καρουλιού. Τα προστατευτικά αέρια χρησιμοποιούνται επίσης για την προστασία των συγκολλήσεων από μόλυνση.

 

• √Συγκόλληση δέσμης ηλεκτρονίων

Η μέθοδος ηλεκτροσυγκόλλησης εκτελείται μέσα σε θάλαμο κενού, προστατεύοντας τη συγκόλληση από ακαθαρσίες χωρίς την ανάγκη πρόσθετων προστατευτικών αερίων, και ως εκ τούτου είναι μια πολύ καλή επιλογή για παχιά τμήματα επειδή παράγει μια μικρή και ακριβή πισίνα συγκόλλησης.

 

• √Συγκόλληση με Λέιζερ

Η συγκόλληση με λέιζερ προσφέρει ακρίβεια τόσο στενό πλάτος όσο και βάθη συγκόλλησης, με αποτέλεσμα καθαρές ζώνες συγκόλλησης με το συμπλήρωμα προστατευτικού αερίου. 6σειρές xxx είναι γενικά εφικτές για συγκόλληση με λέιζερ με πληρωτικά αλουμινίου 4032 ή 4047. Είναι μια γρήγορη διαδικασία συγκόλλησης που συγκεντρώνει μια δέσμη υψηλής πυκνότητας ισχύος στην επιφάνεια του τεμαχίου εργασίας.

 

• √Συγκόλληση με αντίσταση

Η συγκόλληση με αντίσταση χρησιμοποιεί πίεση και ρεύμα για να υποστεί σύντηξη και το μειονέκτημα αυτής της τεχνικής είναι οι πιθανές προκλήσεις όταν αντιμετωπίζουμε υψηλή θερμική και ηλεκτρική αγωγιμότητα.

 

• √Συγκόλληση τριβής

Η συγκόλληση με τριβή έχει σχεδιαστεί για να χρησιμοποιεί θερμότητα που παράγεται από μηχανική τριβή για την ένωση υλικών αλουμινίου. Το πλεονέκτημα της συγκόλλησης με τριβή είναι ότι μπορεί να χρησιμοποιηθεί για όλες τις ποιότητες κράματος αλουμινίου, συμπεριλαμβανομένης της σκληρής-συγκόλλησης-σειράς 2xxx και 7xxx, και δεν υπάρχει ανάγκη χρήσης προστατευτικού παράγοντα για την προστασία της δεξαμενής συγκόλλησης.

 

Υπηρεσία συγκόλλησης

 

Η συγκόλληση αλουμινίου μπορεί να είναι δύσκολη, ακόμη και για έμπειρους συγκολλητές, και απαιτούνται ειδικές τεχνικές και προφυλάξεις για συγκόλληση υψηλής ποιότητας. Τα λάθη μπορεί να οδηγήσουν σε αδύναμες αρθρώσεις, ελαττώματα ή ακόμα και πλήρη αστοχία συγκόλλησης. Η Fabmann μπορεί να είναι ο αξιόπιστος συνεργάτης σας και μπορούμε να προσφέρουμε υψηλά πρότυπα ποιότητας συγκόλλησης με συνέπεια και προσφέρουμε ένα ευρύ φάσμα υπηρεσιών συγκόλλησης αλουμινίου που καλύπτουν τις διαφορετικές ανάγκες για τις συγκεκριμένες απαιτήσεις σας. Οι μηχανικοί υλικών και οι συγκολλητές μας είναι έμπειροι στην εργασία με διάφορους τύπους κραμάτων αλουμινίου και μπορούν να σας παρέχουν υπηρεσίες συγκόλλησης υψηλής ποιότητας. Η ομάδα μας επικεντρώνεται στις ακόλουθες πτυχές όταν εκτελούμε τα έργα σας, όπως γενικά εξαρτήματα, σωλήνες και πλάκες, ναυτιλιακό εξοπλισμό και κατασκευές κατασκευών.

 

• √Συγκόλληση TIG και συγκόλληση MIG για αλουμίνιο
• √Συγκόλληση ακριβείας με σφιχτές ανοχές
• √Δευτερεύουσα προσαρμοσμένη κατασκευή όπως κοπή με λέιζερ, σφράγιση, συναρμολόγηση
• √ Ηλεκτρική επίστρωσηκαι ανοδίωση