Nowoczesna technologia spawania aluminium

Doskonałe właściwości aluminium, jego doskonałe przewodnictwo cieplne, niska waga sprawiły, że taki materiał jest pożądany we wszystkich obszarach procesu produkcyjnego. Jednak materiał ten jest bardzo trudny do spawania. Dlatego technologia spawania aluminium została specjalnie opracowana, aby była dostępna dla każdej branży.

Schemat spawania argonem aluminium.

Czynniki komplikujące proces spawania części aluminiowych

Aluminium i jego stopy należą do grupy metali trudnych do spawania. Kilka charakterystycznych właściwości tego metalu powoduje tę cechę: powierzchnia pokryta jest warstwą tlenku, która ma tendencję do topnienia, gdy temperatura osiąga 2044 °. Bezpośrednio aluminium ma temperaturę topnienia 660 °.

Właściwości chemiczne aluminium.

Ze względu na jego szybką zdolność do utleniania, tworzy się ogniotrwała folia podczas pojawiania się stopionego metalu. Ten film nie pozwala na uzyskanie stałego szwu. Aby zapobiec pojawianiu się filmu poprzez ogrodzenie strefy spawania przed wnikaniem powietrza. Taka ochrona stała się możliwa dzięki automatycznemu spawaniu aluminium w atmosferze gazu ochronnego Aluminium ma dużą płynność, więc spawanie bez okładzin termicznych jest praktycznie niemożliwe.

Możliwość występowania niektórych porów krystalizacyjnych w spoinie osłabia aluminium. Reguluje wygląd porów wodoru, który jest rozpuszczony w aluminium. Zawsze stara się opuścić metal. Pojawienie się pęknięć dotyczy głównie stopów aluminium. Pojawiają się podczas chłodzenia metalu z powodu dużej ilości krzemu.

Aluminium ma dużą zdolność skurczu, na co wpływa rozszerzalność liniowa, której wartość jest niewiarygodnie wysoka. W rezultacie podczas hartowania spoiny występują duże odkształcenia.

Ogromna przewodność cieplna wymaga zastosowania prądu spawania, który jest kilkakrotnie większy niż prąd przeznaczony do części stalowych, chociaż temperatura stopionej stali jest znacznie wyższa niż aluminium.

Dodatkowym utrudnieniem spawania aluminium jest fakt, że w warunkach domowych konieczne jest zagotowanie różnych stopów o nieznanej klasie. Aby uzyskać wysokiej jakości spoiny, wymagana jest specjalna technologia spawania.

Spawanie inwertorowe: cechy

Temperatura topnienia aluminium.

Ta technologia spawania została specjalnie zaprojektowana do pracy z aluminium. Materiał ten gotuje się w ochronnej powłoce gazowej, najczęściej argonie. Do spawania aluminium stosuje się elektrody niestopowe wolframowe. Do pracy należy zawsze oczyścić powierzchnię elektrody. Jego powierzchnia akumuluje wzrost składający się z tlenków wolframu. W rezultacie cierpi na jakość szwu.

Aby usunąć takie "korony" tarczą ścierną, elektroda jest zaostrzona. W rezultacie powierzchnia elektrod staje się czysta, nie ma tworzenia się zadziorów i rowków. Do ostrzenia elektrody używa się specjalnego krążka, który nie jest używany do czyszczenia innych materiałów. Jest całkiem możliwe, aby zmniejszyć prawdopodobieństwo wzrostu, gdy elektroda jest poddawana silnemu chłodzeniu gazem.

Spawanie łukiem argonowym: niuanse

Łuk elektryczny podczas tego procesu spawania tworzy się między elektrodą a powierzchnią części. Palnik utrzymuje elektrodę, a gaz ochronny przepływa. W tym samym czasie drut wypełniający staje się materiałem eksploatacyjnym. Jego złożenie można przeprowadzić na dwa sposoby:

Tryby zgrzewania stołowego aluminium.

• ręcznie;
• automatycznie.

Spawanie aluminium z argonem wymaga specjalnego drutu spawalniczego. Rodzaj dodatku jest bezpośrednio zależny od pierwiastków chemicznych w stopie, który będzie spawany. Do automatycznego spawania używa się następujących rodzajów drutu:

• BP;
• AO;
• AK

Rozmiar tego drutu nie przekracza 5 mm. Kiedy trzeba gotować inne stopy zawierające magnez, stosowane są podobne rodzaje drutu. Aby zrekompensować omdlenia podczas spawania aluminium, drut wypełniający jest wykonany z dużej ilości magnezu.

Spawanie aluminium wykonuje się na kilka sposobów:

• MIG;
• Tig.

Spawanie TIG ma niską prędkość. Szybkość spawania MIG jest kilkakrotnie większa. Jednak piękniejszy jest szew wykonany metodą spawania TIG.

Metoda punktowa: praca przygotowawcza

Technologia spawania typu punktowego wymaga przygotowania przed rozpoczęciem pracy. Najpierw przygotowuje się powierzchnię aluminium. Na tym etapie wymagane jest całkowite oczyszczenie powierzchni folii tlenkowej. Aby uzyskać wysokiej jakości spawanie metodą punktową, wystarczy uwolnić pasek z folii o szerokości 50 mm. Spawanie aluminium według technologii punktowej może odbywać się na dwa sposoby:

Schemat technologiczny zgrzewania punktowego aluminium.

• mechaniczne;
• chemiczny.

Najskuteczniejszym, zapewniającym doskonałe wyniki, było mechaniczne czyszczenie za pomocą specjalnych narzędzi. Jednak czyszczenie można również wykonać ręcznie. W większości przypadków używane są metalowe szczotki obracające się z dużą prędkością.

Gdy powierzchnia jest czyszczona dłońmi, użyj papieru ściernego.

Oczywiście najlepsze czyszczenie uważa się za chemiczne. Daje największy efekt. Aluminium może być wytrawiane za pomocą różnych chemikaliów:

• soda kaustyczna;
• kwas fosforowy.

Przed rozpoczęciem obróbki przedmioty obrabiane odtłuszczają się. Po wytrawieniu aluminium można przechowywać w magazynie przez 3 dni, jeśli wykonywane jest spawanie ze zmienną energią. Jeden dzień jest przeznaczony na przechowywanie podczas używania procesu spawania z wykorzystaniem zgromadzonej energii.

Technologia spawania punktowego

Takie spawanie aluminium jest dostępne przy grubości przedmiotu obrabianego nie większej niż 6 mm. Zasadniczo proces jest podobny do spawania różnych metali. Istnieje jednak kilka różnic. Metoda Point może być gotowa puste:

Wymiary zgrzewanych połączeń punktowych.

• płaski;
• profil;
• okrągłe.

W przypadku zgrzewania punktowego części są ściskane razem z pewnym wysiłkiem, aby zmniejszyć szczelinę. Jeśli szczelina jest mniejsza niż 0,2 mm, obszar spawania jest minimalnie ogrzewany. W procesie spawania stosowany jest prąd o wartości 1 kA / mm². Tworzy to punkt spawania, który łączy obrabiany przedmiot. Automatyczne spawanie jest dopuszczalne tylko w przypadku używania trybów twardych. Czas spawania jest regulowany w zależności od spawanej grubości metalu. Aby zapobiec przegrzaniu aluminium, spawanie wykonuje się krótkimi, silnymi impulsami.

Zgrzewanie punktowe i elektrody

Ze względu na to, że stopy aluminium mają wysoką przewodność cieplną, wymagają użycia tylko określonych typów elektrod. Zwykle różnią się one kilkoma charakterystycznymi właściwościami:

• przewodnictwo elektryczne;
• twardość;
• odporność na ciepło.

Miedź ma takie właściwości, dlatego elektrody są specjalnie wykonane do pracy zgrzewania punktowego z tego metalu nieżelaznego. Skład może się różnić, wszystko zależy od rodzaju stopu, który ma być spawany. Powierzchnia elektrody może mieć kształt kulisty.

Technologiczne niuanse procesu spawania

Przewodność czystego aluminium jest znacznie wyższa niż stali. Spawanie aluminium ma swoje własne charakterystyczne cechy. Dzięki wysokiej przewodności cieplnej aluminium nie pozwala na spawanie wysokiej jakości, nie można idealnie stopić metalu.

Schemat spawania gazowego aluminium.

Strefa zgrzewania natychmiast krystalizuje. Aby uniknąć tego zjawiska, konieczne jest zwiększenie prądu spawania. Obrabiany przedmiot musi zostać podgrzany. Gazem ochronnym jest argon.

Czasami słabe połączenie pojawia się na samym początku procesu spawania. Powodem jest niewystarczające trawienie, ponieważ część była słabo ogrzewana. Tryb czterosuwowy rozwiązuje ten problem. Są one wyposażone w urządzenia spawalnicze "Merkle". Na początkowym etapie możliwe jest wytworzenie prądu znacznie większego niż główny prąd, w wyniku czego część będzie się szybciej nagrzewać.

Różnorodność stopów aluminium jest ogromna. Jest jedno podstawowe wymaganie dotyczące drutu aluminiowego: musi on być używany we właściwym czasie. Po otwarciu opakowania można go przechowywać przez bardzo ograniczony czas. Z powodu szybkiego utleniania właściwości drutu ulegną pogorszeniu. Najbardziej dotknięta jakość drutu to wysoka wilgotność.

Przed spawaniem, w celu lepszego spalania elektrody i uzyskania spoiny o wysokiej jakości, części do spawania oczyszcza się z wszelkiego rodzaju zanieczyszczeń. Czyszczenie odbywa się tuż przed rozpoczęciem procesu spawania. Wynika to z faktu, że aluminium jest bardzo szybko pokryte warstwą tlenku.

Schemat procesu spawania aluminium półautomat.

Jak wspomniano powyżej, automatyczne spawanie konwencjonalnego aluminium występuje w strefie gazu ochronnego. Argon jest najczęściej używany. Najbardziej korzystna jest mieszanina gazów. Zwykle w tej roli argon gra razem z helem. Dzięki helowi, który ma wysoką przewodność cieplną, kąpiel spawalnicza osiąga szczególnie wysoką temperaturę. Pozwala to na spawanie aluminium o większej grubości. Mieszanina gazów przyczynia się do lepszego gazowania, chroni szew przed pojawieniem się porów.

Możliwe jest gotowanie aluminium przy użyciu klasycznych spawarek MIG, ale jest to raczej arbitralne. Najlepsze wyniki wykazują synergiczne urządzenia impulsowe posiadające specjalny program. Z jego pomocą, automatyczne spawanie samego aluminium, liczne metale nieżelazne. Do przyrządzania aluminium, którego arkusze mają grubość 6 mm, potrzebne są urządzenia spawalnicze, które mają zdolność regulowania przepływu prądu spawania sięgającego 300 A.

Spawanie impulsowe: charakterystyka

Takie synergistyczne mechanizmy impulsowe mają specjalnie opracowane programy, które pomagają wyrabiać różne rodzaje materiałów. Dla każdego rodzaju stopu program ma indywidualne ustawienie. Sterownik ręczny wyświetlany na panelu roboczym umożliwia dostosowanie pożądanego programu. Regulacja przyciskiem szybko wybiera wymaganą siłę prądu. Pozostałe parametry są konfigurowane automatycznie przez wbudowany mikroprocesor.

Najnowsze urządzenia do spawania impulsowego obsługują wiele trybów spawania. Tryb czterosuwowy umożliwia dostosowanie indywidualnych parametrów spawania wymaganych przy każdej zmianie technologicznej. Po rozpoczęciu spawania, cykl początkowy wysyła najwyższy prąd, co powoduje przyspieszone nagrzewanie spawanych elementów. Tryb ten pozwala pozbyć się wszelkiego rodzaju defektów występujących na samym początku procesu spawania.

Kiedy prace spawalnicze są zakończone, czasami występują pewne wady, na przykład niedokończony krater. Kiedy metal znajduje się w stanie stopionym, kiedy zaczyna się ochładzać, mogą pojawić się gorące pęknięcia. Trzeci cykl daje zredukowany prąd, który pozwala całkowicie pozbyć się tych wad.

Trudności Spawacz Twarz

1. Podczas spawania aluminium jego powierzchnia pokryta jest warstwą tlenku. Nie pozwala na niezawodne zespawanie części, zanieczyszcza szew, który staje się delikatny. Ten film musi zostać szybko usunięty.
2. Na spawalność aluminium ma duży wpływ temperatura topnienia.
3. Współczynnik rozszerzalności, który ma wysokie wartości podczas wykonywania prac spawalniczych, przyczynia się do pojawienia się poważnych deformacji. Dlatego spawanie aluminium powinno odbywać się z najwyższą starannością.
4. W stanie ciekłym aluminium ma dużą płynność. Dlatego po ugotowaniu możliwe jest powstawanie plam. Aby pozbyć się tego zjawiska, konieczne jest obowiązkowe stosowanie uszczelek, a także innych specjalnych urządzeń.
5. Kiedy temperatura wzrasta podczas spawania aluminium, siła metalu spada gwałtownie, szybko zapada się.
6. Aluminium ulega wypaczeniu. Dlatego spawanie aluminium wymaga niezawodnego mocowania części.
7. Aby spoiny były wysokiej jakości, trwałe i niezawodne, konieczne jest dokładne oczyszczenie drutu spawalniczego.

W odniesieniu do bezpieczeństwa, do spawania stopów aluminium pracownik musi posiadać:

• maska ​​ochronna;
• rękawiczki;
• gumowe buty.

Musi być dobra izolacja wszystkich przewodów łączących. Pomieszczenie, w którym spawane jest aluminium, nie powinno przechowywać materiałów wybuchowych i łatwopalnych. Musi być dobrze wentylowany, aby szkodliwe gazy szybko wyparowały.