Sudarea aluminiului

Sudarea aluminiului necesită un set de parametri, inclusiv curățare, căldură uniformă, materiale de sudură și abilități solide de sudură și prezintă provocări datorită conductivității sale termice ridicate și formării inerente a stratului de oxidare. Disiparea rapidă a căldurii poate duce la deformare, deformare și tensiuni reziduale în sudură și apare în special în foile mai subțiri și afectează rezistența îmbinării.

 

Descriere

 

Conductivitatea termică și sensibilitatea la căldură este de aproximativ 4 până la 5 ori a oțelului, iar punctul de topire al aluminiului este mai mic decât stratul său de oxid, ceea ce creează bariere care împiedică îmbinarea corectă a metalelor de sudură. Căldura se dispersează bine în aluminiu și poate crea un crater mare în timpul procesului de sudare și, prin urmare, aluminiul este foarte susceptibil la crăparea craterului, de aceea craterele trebuie umplute astfel încât să nu apară defecțiuni la sfârșitul unei suduri. Sudorul trebuie să știe în mod clar că este prezentă mai multă căldură decât la începutul sudării și de aceea este posibil ca pătrunderea completă să nu aibă loc până când sudarea nu a progresat destul de departe de la început.

 

Umpluturi de aluminiu vs grade de aluminiu

 

La sudarea aluminiului, selectarea materialului de umplutură potrivit (adesea sub formă de tije sau fire de umplutură) este esențială pentru a asigura o sudură puternică, durabilă și compatibilă. Materialele de umplutură din aluminiu sunt alese pe baza aliajului de aluminiu de bază, a procesului de sudare (de exemplu, TIG, MIG), a aplicației și a proprietăților dorite, cum ar fi rezistența, rezistența la coroziune sau ductilitatea. Mai jos, am subliniat materialele de umplutură recomandate pentru diferite tipuri de aluminiu și oferim context pentru utilizarea lor.

 

• √Seria 1xxx (aluminiu pur, de exemplu, 1100, 1350), materiale de umplutură recomandate: 1100, 4043,

După cum știm că seria 1xxx are o rezistență excelentă la coroziune, o conductivitate termică ridicată cu rezistență scăzută, în timp ce umplutura din aluminiu pur, cum ar fi 1100, se potrivește cu compoziția metalului de bază pentru rezistența la coroziune și conductivitate. Pentru aplicații în conductori electrici și echipamente chimice, 4043 (aliat-siliciul) este, de asemenea, utilizat pentru o fluiditate mai bună și rezistență la fisuri, în special în sudarea TIG. Pe scurt, seriile 1xxx sunt moi, așa că evitați supra-alierea cu materiale de umplutură mai puternice pentru a evita crăparea.

 

• √Seria 2xxx

(Cupru-aliat, de exemplu, 2024, 2219, materiale de umplutură recomandate: 2319 (în special pentru 2219, 4043 ca compromis)

Pentru componentele aerospațiale, 2319 este folosit pentru 2219 deoarece se potrivește cu conținutul de cupru și oferă rezistență. 2aliajele din seria xxx au rezistență ridicată, dar sunt predispuse la fisurare la cald și sunt adesea considerate nesudabile, în special 2024, iar 4043 este o rezervă pentru alte aliaje 2xxx pentru a reduce fisurarea, deși sacrifică rezistența. Dacă este posibil, încercați să evitați sudarea seriei 2xxx, iar fixarea mecanică este preferată pentru aplicațiile critice.

 

• √Seria 3xxx (aliat cu mangan-, de exemplu, 3003, 3004), materiale de umplutură recomandate: 4043, 5356

Seria 3xxx are o rezistență moderată, o rezistență bună la coroziune, adesea folosită în tablă, iar 4043 oferă o bună fluiditate și rezistență la fisurare pentru sudarea de uz general. 5356 (aliat cu magneziu-) poate fi utilizată dacă este necesară o rezistență mai mare sau o rezistență la coroziune mai mare. 3Seria xxx poate fi sudată, iar cerințele de rezistență a umpluturii și a sudurii depind deseori utilizat pe scară largă în tablă, HVAC, recipiente pentru alimente.

 

• √Seria 4xxx: Siliciu-aliat (de exemplu, 4043), adesea folosit ca materiale de umplutură datorită fluidității bune și rezistenței la fisuri.

 

• √Seria 5xxx (aliat cu magneziu-, de exemplu, 5052, 5083, 5086), materiale de umplutură recomandate: 5356, 5183, 5556

Aceste serii au o rezistență ridicată și o rezistență excelentă la coroziune și sunt utilizate pe scară largă în vase marine, auto și sub presiune. În practică, 5356 este umplutura pentru majoritatea aliajelor 5xxx datorită conținutului de magneziu potrivit, rezistenței excelente la coroziune (mai ales în medii marine) și rezistenței bune. 5183 și 5556 sunt folosite pentru aplicații cu rezistență mai mare-(de exemplu, metalul de bază 5083 în construcțiile navale). Vă rugăm să nu uitați să evitați materialele de umplutură 4xxx precum 4043 pe aliajele 5xxx dacă rezistența la coroziune este critică, deoarece siliciul o poate reduce. De asemenea, materialele de umplutură 5xxx pot provoca murdărie (reziduuri negre) în sudarea TIG și, prin urmare, curățarea este adesea necesară.

 

• √Seria 6xxx (aliat cu magneziu-siliciu-, de exemplu, 6061, 6063), materiale de umplutură recomandate: 4043, 5356

Aceste serii au rezistență și sudabilitate bune, utilizate pe scară largă în aplicații structurale, iar 4043 este utilizat pe scară largă pentru fluiditatea sa excelentă, sensibilitatea scăzută la fisuri și potrivirea bună a culorii după anodizare (obișnuită pentru aliajele 6xxx). 5356 este aleasă atunci când este necesară o rezistență mai mare, deși este mai puțin fluid și poate să nu se potrivească la fel de bine cu culoarea după -anodizare. În plus, 4043 este adesea preferat pentru reparațiile generale pe 6061 datorită ușurinței în utilizare, dar 5356 oferă proprietăți mecanice mai bune pentru sudurile critice.

 

• √Seria 7xxx (aliat cu zinc-, de exemplu, 7075, 7050), materiale de umplutură recomandate: 5356 (rar), 4043 (ca un compromis)

Aceste serii au o rezistență foarte mare, utilizate în componente aerospațiale și de înaltă{0}}rezistență, dar o sudabilitate slabă din cauza fisurilor, prin urmare aliajele 7xxx nu sunt sudate din cauza problemelor severe de fisurare la cald și coroziune sub tensiune. Când se încearcă sudarea (de exemplu, pentru reparații), se folosește 5356 sau 4043 pentru a minimiza fisurarea, dar sudura va fi mult mai slabă decât metalul de bază. În general, sudarea este în general descurajată pentru aliajele 7xxx, iar metodele alternative de îmbinare sau tehnicile specializate (de exemplu, sudarea prin frecare cu agitare) sunt foarte recomandate.

 

 

Considerare la sudarea aluminiului

 

Alegerea corectă a metalului de umplutură este una dintre cele mai critice decizii atunci când sudați aluminiu, deoarece o alegere proastă poate duce la fisurare, pierderea rezistenței și rezistență scăzută la coroziune. Spre deosebire de oțel, aproape niciodată nu utilizați un metal de umplutură care să se potrivească cu metalul de bază și, prin urmare, trebuie să aveți o considerație cuprinzătoare pentru a avea o sudură solidă a aluminiului. Mai jos este o listă scurtă:

 

• √Oxidare

Aluminiul se oxidează rapid atunci când este expus în atmosferă, formând un strat subțire de oxid cu o temperatură de topire mai mare (2072 grade C) decât aluminiul (660 grade C). Adesea, sudarea prin această barieră poate arde găuri prin piesa de prelucrat. Îndepărtarea stratului de oxid poate fi realizată prin solvenți, acizi sau prin tehnici abrazive mecanice printr-o perie exclusivă din sârmă din oțel inoxidabil sau sablare.

 

• √Anodizare

Anodizare, dacă sudura va fi anodizată, alegeți un material de umplutură care se potrivește cu răspunsul de culoare al metalului de bază (de exemplu, 4043 pentru aliajele 6xxx arată adesea mai bine decât 5356 după anodizare).

 

• √Preîncălzire

Preîncălzirea poate ajuta la minimizarea fisurilor și a formării de zone poroase în secțiuni extinse de aluminiu și tipuri specifice de aliaje. Cu toate acestea, preîncălzirea excesivă poate duce la consecințe negative. În plus, preîncălzirea aluminiului ajută la prevenirea schimbărilor bruște de temperatură care pot cauza probleme de sudare.

 

• √Porozitate

În timpul stării de topire, aluminiul poate absorbi cantități mari de hidrogen, rezultând goluri minuscule sau formarea de bule în metalul de sudură. Acest lucru slăbește integritatea structurală a metalului, făcându-l vulnerabil la defecțiuni cauzate de presiune și stres. Prin urmare, utilizarea gazului de protecție, plus îndepărtarea uleiului și a grăsimii din piesa de prelucrat poate minimiza porozitatea.

 

• √Impurităţi

Pentru a evita decolorarea, granularea, coroziunea și oxidarea prezente semne de impurități într-o îmbinare de sudură, operatorul trebuie să îndepărteze uleiul, murdăria și resturile de pe piesa de prelucrat înainte de sudare. poate afecta negativ zona de sudare, afectând rezistența și aspectul piesei de prelucrat. Pentru a minimiza lucrările de pregătire pre-sudării, depozitarea adecvată, întreținerea echipamentului sunt întotdeauna cea mai bună opțiune.

 

• √Grosime

Sudarea simultană a materialului subțire și gros de aluminiu este întotdeauna o provocare, deoarece căldura aplicată se poate topi prin materialul subțire, dar nu poate pătrunde în materialul gros pentru o îmbinare puternică de sudură. Sudorii trebuie să stabilească un parametru care să acopere clasele de aluminiu, metoda de sudare, amperajul, intrarea de căldură și tipul de umplutură pentru a obține o calitate optimă a sudurii.

 

 

Caracteristici de umplere din aluminiu

 

Sudarea aluminiului este un proces complex care necesită cunoștințe solide despre caracteristicile materialelor de umplutură și sunt enumerate mai jos:

 

• √4043, siliciu-aliat cu 4.5 - 6.0% siliciu, siliciul scade punctul de topire și îmbunătățește fluiditatea bazinului de sudură, facilitând lucrul cu și reducând riscul de fisurare la cald. Compoziția sa chimică asigură o sudură ușoară și un aspect neted al cordonului, deși sacrifică o anumită rezistență și rezistență la coroziune în comparație cu materialele de umplutură pe bază de magneziu-cum ar fi 5356. Este o alegere excelentă pentru sudare, reparații și aplicații de uz general-, în care aspectul post-sudură (de exemplu, anodizarea) este important, dar nu este ideal pentru mediul coroziv sau coroziv. Cel mai bun pentru sudarea de uz general-, în special pe seriile 6xxx și 3xxx. Bun pentru TIG și MIG. Nu este ideal pentru aliaje cu-magneziu (5xxx) dacă rezistența la coroziune contează. Când este utilizat cu aliaje din seria 6xxx (de exemplu, 6061, 6063), 4043 oferă o potrivire mai bună a culorilor după anodizare, în comparație cu materialele de umplutură pe bază de magneziu-cum ar fi 5356, care pot apărea mai închise sau nepotrivite.
• √ 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% din Mg) pentru a preveni fragilitatea. Frecvent pentru sudarea MIG.
• √5183/5556, alternative cu rezistență mai mare-la 5356 pentru aliajele 5xxx (de exemplu, 5083) în aplicații solicitante precum construcțiile navale.
• √2319, cupru-aliat, specific lui 2219 (un aliaj sudabil 2xxx) pentru uz aerospațial.
• √1100/1070: Umpluturi din aluminiu pur pentru seria 1xxx, compoziție potrivită pentru conductivitate și rezistență la coroziune.
•  

Tehnica de sudare a aluminiului

 

Sudarea MIG și TIG sunt cele mai comune tehnici de sudare pentru îmbinarea aluminiului datorită preciziei și calității sale. Alături de aceste două tehnici de sudare, există și alte soluții de sudare care sunt adoptate pentru aplicații specifice, iar mai jos este o scurtă introducere:

 

• √Sudare TIG (gaz inert de wolfram)

TIG Poate funcționa pe polaritatea AC, oferind stabilitate arcului și ștergând stratul de oxid, iar un sudor TIG cu experiență poate genera în mod constant suficientă căldură pentru a fuziona aliajele de aluminiu, având capacitatea de a suda atât secțiunile subțiri, cât și cele groase. Gazul de protecție inert, cel mai frecvent argon, este alimentat la pistoletul TIG pentru a menține balta de sudură liberă de contaminare.

 

• √Sudarea MIG (Sudarea cu arc de metal cu gaz, GMAW)

Sudarea MIG este o tehnică populară de sudare pentru materialul de aluminiu mai gros, deoarece aportul de căldură este mai mare decât în ​​sudarea TIG. Această metodă de sudare este destul de similară cu procesul TIG, dar în loc să utilizeze un electrod de tungsten ne-consumabil, folosește un fir de electrod alimentat automat care oferă viteze de deplasare mai mari de la pistolul său cu bobină. Gazele de protecție sunt, de asemenea, utilizate pentru a proteja sudurile de contaminare.

 

• √Sudarea cu fascicul de electroni

Metoda de sudare cu electroni se realizează în interiorul unei camere de vid, protejând sudura de impurități fără a fi nevoie de gaze de protecție suplimentare și, prin urmare, este o opțiune foarte bună pentru secțiuni groase deoarece produce un bazin de sudură mic și precis.

 

• √Sudarea cu laser

Sudarea cu laser oferă precizie atât lățimea de sudură îngustă, cât și adâncimea de sudură, rezultând zone de sudură curate cu supliment de gaz de protecție.. 6Seria xxx sunt în general fezabile pentru sudarea cu laser cu umpluturi din aluminiu 4032 sau 4047. Este un proces rapid de sudare care concentrează un fascicul cu densitate mare de putere la suprafața piesei de prelucrat.

 

• √Sudarea cu rezistență

Sudarea prin rezistență utilizează presiunea și curentul pentru a suferi fuziune, iar dezavantajul acestei tehnici este posibilele provocări atunci când se confruntă cu o conductivitate termică și electrică ridicată.

 

• √Sudarea prin frecare

Sudarea prin frecare este concepută pentru a utiliza căldura generată de frecarea mecanică pentru a îmbina materialele din aluminiu. Avantajul sudării prin frecare este că poate fi utilizată pentru toate tipurile de aliaje de aluminiu, inclusiv pentru seria 2xxx și 7xxx greu de sudat-{-și nu este nevoie să utilizați agent de protecție pentru a proteja bazinul de sudură.

 

Serviciul de sudare

 

Sudarea aluminiului poate fi o provocare, chiar și pentru sudorii cu experiență, iar pentru sudarea de înaltă calitate sunt necesare tehnici și precauții speciale. Greșelile pot duce la îmbinări slabe, defecte sau chiar defecțiuni complete ale sudurii. Fabmann poate fi partenerul dumneavoastră de încredere și vă putem oferi standarde înalte de calitate a sudării cu consecvență și oferim o gamă largă de servicii de sudare a aluminiului, care răspund nevoilor diverse pentru cerințele dumneavoastră specifice. Inginerii noștri de materiale și sudorii au experiență în lucrul cu diferite tipuri de aliaje de aluminiu și vă pot oferi servicii de sudare de înaltă calitate. Echipa noastră se concentrează pe următoarele aspecte atunci când executăm proiectele dumneavoastră, cum ar fi componente generale, tuburi și plăci, echipamente maritime și structuri de construcție.

 

• √Sudarea TIG și sudarea MIG pentru aluminiu
• √Sudare de precizie cu toleranțe strânse
• √Fabricare secundară personalizată, cum ar fi tăierea cu laser, ștanțarea, asamblarea
• √ Acoperire cu puteresi anodizare