Technologia spawania aluminium

Spawanie łukiem elektrycznym aluminium i jego stopów wiąże się ze znacznymi trudnościami, szczególnie w przypadku konieczności spawania aluminium i miedzi, aluminium i mosiądzu. Główne trudności to fizyczne i chemiczne właściwości tych materiałów. Kontakt spawania aluminium, jak również spawania kontaktowego tego metalu i stopów miedzi usuwa niektóre problemy i jest bardziej proces technologiczny, jeśli to konieczne, w celu ustalenia masowej produkcji.

Aluminiowy system spawania

Aluminiowy system spawania.

Przygotowanie powierzchni

Kluczowym punktem w produkcji trwałych połączeń aluminiowych jest przygotowanie powierzchni spawalniczych przed pracą. Szary kolor aluminium wynika z obecności na jego powierzchni gęstego filmu tlenkowego. Jego temperatura topnienia przekracza 2000 ° C, a samo aluminium topi się w temperaturze zaledwie 657 ° C. Już przy 1800 ° aluminium wrze. Dlatego trudno jest usunąć tlenki poprzez spalanie.

Właściwości chemiczne aluminium

Właściwości chemiczne aluminium.

Ponadto folia tlenkowa na powierzchni aluminium jest chemicznie obojętna. Roztwór sody kaustycznej pomaga zmiękczyć tlenki, nadal można używać benzyny. Taka sama obróbka może prowadzić do korozji aluminium, więc rozpuszczalniki są dokładnie przemyte dużą ilością wody.

Zamiast lub oprócz obróbki chemicznej stosuje się mechaniczne usuwanie tlenków. Przy małej długości spawanych powierzchni zrób to za pomocą pędzla na metalu. Aby usunąć folię na dużym obszarze za pomocą elektronarzędzia z dyszami. W przypadku wymagających prac i powtarzalności wyników należy użyć skrobaka.

Folia tlenkowa na powierzchni aluminium jest przywracana dość szybko, więc jej usunięcie najlepiej wykonać bezpośrednio przed procesem spawania. Czas między czyszczeniem a spawaniem nie powinien przekraczać 10 godzin.

Powrót do spisu treści

Technologia procesu spawalniczego

Jedynie kęsy o stosunkowo małej grubości są poddawane klejeniu kontaktowemu. Przy grubości części powyżej 8 mm jest to już nieracjonalne. Im większa grubość przedmiotu obrabianego, tym większa jest moc prądu potrzebna do wysokiej jakości ogrzewania metalu w strefie kontaktowej. Ponieważ nawet przy bardzo małej grubości detali prąd spawania jest mierzony w tysiącach amperów, w przypadku masywnych produktów prąd może wynosić setki tysięcy amperów. Powoduje to problemy z chłodzeniem elektrod. Zwiększają się również wymagane siły ściskające korpusów narzędzi.

Jeden z trzech rodzajów zgrzewania oporowego służy do łączenia kęsów aluminiowych, może to być zgrzewanie szewowe, zgrzewanie doczołowe i punktowe.

Zgrzewarka punktowa aluminiowa

Aluminiowa zgrzewarka punktowa.

W żadnym z tych typów procesów zgrzewania termomechanicznego zbliżanie się atomów sieci krystalicznej odbywa się za pomocą ciśnienia podczas ogrzewania strefy kontaktu za pomocą przepływającego przez nią prądu elektrycznego.

Aluminium jest dobrym przewodnikiem prądu. Największa odporność na przepływ prądu i związane z nim nagrzewanie powstają właśnie na styku łączonych powierzchni. Powierzchnie części ogrzanych do stanu plastycznego są ściskane. W wyniku wysokiej temperatury materiał w strefie kontaktu topi się i powstaje ziarno zgrzewane.

Rodzaje spawania oporowego różnią się sposobem stosowania siły ściskającej i geometrii szwu. W spawaniu szwu powierzchnie są zaciskane pomiędzy dwoma rolkami, przez które przepływa naprzemienny prąd spawania. Obecne zasilanie może być dyskretne lub ciągłe. W związku z tym samo połączenie może być ciągłe, hermetyczne, przerywane, a nawet precyzyjne. Połącz krawędzie rur wielkopowierzchniowych, materiałów arkuszowych. Grubość wykrojów w tym samym czasie nie przekracza 3 mm. Elektrody rolkowe są zwykle wykonane z miedzi. Spawanie za pomocą spoin aluminiowych wymaga bardzo mocnych źródeł zasilania z wyłącznikami typu jonowego.

Zgrzewanie doczołowe nadaje się do łączenia końców prętów, profili, rur o małej średnicy. Półwyroby są zaciśnięte w uchwytach, przyłożone są do nich prąd spawania i równoczesna siła osiowa. Jednocześnie duże znaczenie ma dokładne przygotowanie powierzchni: czyszczenie, zapewnienie równoległych krawędzi i łączenie osi obrabianych elementów. Wielkość prądu spawania osiąga 15 kA na centymetr kwadratowy powierzchni końców przedmiotów.

Najczęściej spotykane w połączeniu blankietów blach otrzymywano zgrzewanie punktowe aluminium. Ze względu na niską oporność elektryczną aluminium, nagrzewanie i topienie metalu następuje bardzo szybko. Czas trwania ekspozycji na jeden punkt zajmuje tylko około 0,005 sekundy lub mniej. Wymaga to szybkiego zbliżenia krawędzi ściskających narzędzie. W przeciwnym razie kompresja nie nadąża za stopieniem metalu. Wysoki stopień rozładowania osiąga się dzięki zastosowaniu kondensatorów w obwodzie zasilania.

W tego typu spawaniu elektrody są również wykonane z miedzi. Miedź i niektóre jej stopy mają wysoką twardość i doskonałe przewodnictwo elektryczne. Dobrze nadaje się do takich celów stop EV. W przypadku zgrzewania punktowego za pomocą elektrod miedzianych można spawać miedź elektrod kontaktowych i aluminium obrabianego przedmiotu. Następnie należy wyczyścić końce elektrod, usuwając warstwę powierzchniową metalu.

Powrót do spisu treści

Związki bimetaliczne

Wymiary zgrzewanych połączeń punktowych

Wymiary zgrzewanych połączeń punktowych.

Kiedy zgrzewanie punktowe spawania aluminium z miedzi z aluminium jest zjawiskiem niepożądanym, ale czasami istnieje potrzeba uzyskania stałego połączenia dwóch metali. Szczególnie często jest to wymagane w celu zapewnienia niezawodnego kontaktu elektrycznego w połączeniu. Dzięki zdejmowanym złączom izolująca folia tlenkowa zwiększa wytrzymałość w miejscu kontaktu.

Spawanie łukiem elektrycznym miedzi i aluminium wiąże się z pewnymi trudnościami. Temperatury topnienia tych substancji są różne. Przy dużej strefie topienia aluminium, miedź wciąż pozostaje w stanie krystalicznym. Te metale wzajemnie się rozpuszczają. Ze względu na wcześniejsze topienie aluminium, szew powstaje z roztworu miedzi w aluminium. Przy wysokich stężeniach miedzi roztwór staje się kruchy.

Jeżeli trudno jest znaleźć alternatywę dla spawania łukiem elektrycznym w warunkach budowlanych, to w warunkach fabrycznych łączenie tych metali jest częściej wykonywane przy użyciu tych samych metod kontaktowania, jak przy łączeniu kęsów aluminiowych. Podczas spawania oporowego możliwe jest zapewnienie minimalnego wzajemnego przenikania metali i zapobiegania kruchości złącza. Dobre wyniki uzyskuje się dzięki zastosowaniu niskich temperatur w połączeniu z krótkim czasem ekspozycji.

Okładzina, czyli powlekanie blach aluminiowych czystą miedzią, odnosi się do spawania na zimno tych metali. Połączenie uzyskuje się przez toczenie z zachodzeniem do 70%. Tak więc, na aluminiowym kęcie zwiń warstwę miedzi do 0,8 mm.

Aby uzyskać warstwę okładzinową o grubości do 2,5 mm, stosuje się walcowanie na gorąco z ogrzewaniem do 450 ° C. Operację przeprowadza się w dwóch etapach, aby zmniejszyć utlenianie miedzianych blach okładzinowych.

Dodaj komentarz