Свариваемые алюминиевые сплавы и методы сварки

Сварка алюминия — это производственный процесс, в котором используется тепло и давление для соединения компонентов, изготовленных из алюминия или сплавов на его основе. В отличие от сварных деталей, изготовленных из других материалов (например, стали), сварка алюминия не обеспечивает такого же уровня прочности, как его основной материал. Поэтому выбор правильного основного материала и метода сварки имеет решающее значение для достижения прочного соединения между алюминиевыми компонентами.

Однако выбор этих элементов может оказаться сложной задачей, поскольку операции по сварке алюминия значительно различаются в зависимости от продукта и производственных характеристик, что приводит к различиям в основных материалах и методах сварки. В следующей статье представлен обзор сварки алюминия, который позволяет клиентам лучше понять, какие алюминиевые материалы и методы сварки наиболее подходят для их проектов.

Сварочные характеристики алюминиевого сплава

Алюминиевый сплав серии 1000 , близкий к чистому алюминию, обладает хорошей свариваемостью. Алюминий серии 1000 особенно чувствителен к типу наполнителя, а в качестве наполнителей обычно используются марки 1100 и 4043. Хотя этот тип алюминия имеет низкую прочность, он демонстрирует сильную коррозионную стойкость. Он обычно используется в приложениях, связанных с электропроводностью или транспортировкой химикатов.

Алюминиевый сплав серии 3000 легирован марганцем и легко поддается сварке. Обычно в качестве наполнителей используют 4043 или 5356. 3000 чаще всего используется в теплообменниках, кондиционерах и аналогичных устройствах. Эта серия сплавов имеет только среднюю прочность и поэтому имеет плохие характеристики в конструкционных целях, но очень подходит для гибки и формовки, таких как гибочные машины и кузова грузовиков.

Большинство алюминиевых сплавов серии 4000 обладают высокой свариваемостью, но чаще используются в качестве присадочных материалов для других марок. Кремний в этих сплавах замедляет скорость охлаждения, скорость затвердевания и напряжение усадки.

Алюминиевый сплав серии 5000 является лучшим выбором по свариваемости. В этой серии используется магниевый сплав, обладающий очень высокой прочностью. Однако из-за высокого содержания магния их не следует сваривать с присадочными материалами из сплавов серии 4000. Алюминий 5000 обычно используется в конструкционных и тяжелых условиях, таких как судостроение, мосты и строительство.

Сварочные характеристики алюминиевого сплава серии 2000 не очень выдающиеся, и он склонен к растрескиванию в процессе сварки. Однако деформированный алюминиевый сплав серии 2000 содержит такие элементы, как медь, никель, титан и марганец, обладающие превосходной прочностью. Он до сих пор широко используется в аэрокосмической области, но для сварки требуются особые сварочные процессы.

Алюминиевый сплав серии 6000 обладает превосходной свариваемостью и прочностью и широко используется в сварочном производстве. Но зона термического влияния (ЗТВ) будет ухудшаться в процессе сварки. Это снизит механические характеристики на 30-50%.

Алюминиевые сплавы серии 7000 аналогичны сплавам серии 2000, но их не так много, которые можно сваривать, поскольку они могут треснуть во время сварки. Однако, например, 7005 считается свариваемым, поскольку его специфический состав не содержит меди. Сплав серии 7000 также широко используется в аэрокосмической области, но требования к процессу сварки относительно особые.

7 технических сложностей при сварке алюминиевых сплавов

1. Окисление

При сварке алюминия слой оксида алюминия представляет собой непреодолимую трудность. Его температура плавления выше, чем у алюминия, и для плавления требуется высокая температура, но сварщики должны быть осторожны, чтобы не прожечь дыры на поверхности алюминия внизу.

2. Пористость

При высокоскоростном нагреве скорость поглощения водорода алюминием ускоряется, и водород в расплавленном состоянии выделяется при затвердевании металла, образуя пузырьки, в результате чего алюминий становится пористым и хрупким.

3. Примеси

Алюминий очень чувствителен к загрязнению и может быть загрязнен грязью, воздухом и водой в процессе сварки. Загрязнение воздуха может снизить прочность и пластичность, образовать оксиды, ухудшающие внешний вид, и усложнить многопроходную сварку.

4. Термическое крекинг

Высокие уровни термического напряжения могут привести к термическим трещинам в сварных швах алюминия. Комбинация и обработка легирующими элементами позволяют улучшить механические свойства алюминиевых сплавов.

5. Теплопроводность

Алюминий имеет высокую теплопроводность, что затрудняет проваривание сварных швов. Выбор более высокого подвода тепла помогает достичь критической температуры проплавления сварного шва.

6. Толщина

При сварке алюминия используются материалы разной толщины, и сварщикам необходимо знать, как избежать прожигания тонких материалов и как прорезать толстые материалы для образования прочных сварных швов.

7. Присадочный металл

Выбор лучшего сплава, состояния и наполнителя подложки имеет решающее значение. Сочетание типа наполнителя и процесса после сварки влияет на внешний вид сварного шва.

6 советов по сварке алюминиевых материалов

1) Тщательно очистите и подготовьте материалы.

Правильная подготовка алюминиевого сплава имеет решающее значение для эффективной сварки. Предварительно очистите и обезжирьте металл, чтобы удалить внешний оксидный слой. Полное удаление этого жесткого слоя обнажит алюминиевое сырье с гораздо более низкими температурами плавления. Для справки: температура плавления чистого алюминия составляет 1200 °F, а температура плавления оксидного слоя — 3700 °F.

2) Правильное хранение алюминиевых материалов.

Надлежащее хранение подготовленного алюминия может предотвратить повторное окисление. Как уже говорилось выше, оксидный слой удалить сложно. Вы хотели бы избежать дополнительной подготовки и очистки.

3) Использование радиатора

Радиатор — это дополнительный компонент, который поглощает или рассеивает нежелательное тепло. Подходящий радиатор может обеспечить оптимальную передачу тепла во время сварки.

4) Настройте свою технологию для различных строительных материалов.

Как упоминалось ранее, сложная химическая структура алюминия может усложнить сварку, поскольку он очень чувствителен. Прежде чем углубляться, пожалуйста, найдите время, чтобы провести исследование, оценить свои материалы и отточить свои навыки.

5) Всегда носите соответствующие средства индивидуальной защиты.

Мы еще раз стремимся обучать и защищать наших клиентов. Поэтому мы призываем всех производителей носить необходимые средства индивидуальной защиты (СИЗ) при обработке или использовании любого металла. Например, при сварке алюминия мы настоятельно рекомендуем носить респиратор!

6) Будьте терпеливы и не торопитесь.

Завершение процесса сварки на высокой скорости, несомненно, опасно. Сколько бы средств индивидуальной защиты вы ни носили, лучшая защита – это практические знания!

Какие методы сварки алюминиевых сплавов может предложить Chalco?

• Дуговая сварка вольфрамовым инертным газом/аргонодуговая сварка
• Сварка плавящимся электродом в защитных газах
• Лазерная сварка и электронно-лучевая сварка
• Контактная сварка
• Сварочный стержень - дуговая сварка защитным металлом
• Дуговая сварка порошковой проволокой
• Дуговая сварка в среде защитного газа

Горячие продажи паяемых сплавов и области применения Chalco

Chalco, как профессиональный производитель и поставщик алюминиевых пластин, может предоставить клиентам дополнительные услуги по сварке при покупке алюминиевых пластин. Мы имеем большой опыт работы в сфере производства и обработки алюминиевых пластин. Благодаря профессиональным знаниям и навыкам обслуживания, которые делают покупку алюминиевой пластины проще и удобнее, проект алюминиевой пластины может быть решен в целом за один раз.