Alumiinin hitsaus

Alumiinin hitsaus vaatii joukon parametreja, mukaan lukien puhdistus, tasainen lämpö, ​​hitsausmateriaalit ja kiinteät hitsaustaidot, ja se asettaa haasteita korkean lämmönjohtavuuden ja luontaisen hapetuskerroksen muodostumisen vuoksi. Nopea lämmönpoisto voi johtaa hitsin vääntymiseen, vääntymiseen ja jäännösjännityksiin, ja se näkyy erityisesti ohuemmissa levyissä ja vaikuttaa liitoksen lujuuteen.

 

Kuvaus

 

Lämmönjohtavuus ja lämpöherkkyys on noin 4-5 kertaa teräksen verran, ja alumiinin sulamispiste on alempi kuin sen oksidikerros, mikä muodostaa esteitä, jotka estävät hitsausmetallien oikean liitoksen. Lämpö hajoaa hyvin alumiiniin ja voi muodostaa suuren kraatterin hitsauksen aikana, ja siksi alumiini on erittäin herkkä kraatterin halkeilulle, minkä vuoksi kraatterit tulee täyttää, jotta hitsin lopussa ei tapahdu vikaa. Hitsaajan tulee selvästi tietää, että lämpöä on enemmän kuin hitsauksen alussa, ja siksi täysi tunkeutuminen ei saa tapahtua ennen kuin hitsi on edennyt melko kauas alusta.

 

Alumiinitäyteaineet vs alumiinilaadut

 

Alumiinia hitsattaessa oikean täyteaineen valinta (usein täytetankojen tai lankojen muodossa) on kriittinen tekijä vahvan, kestävän ja yhteensopivan hitsin varmistamiseksi. Alumiiniset täyteaineet valitaan perusalumiiniseoksen, hitsausprosessin (esim. TIG, MIG), käyttökohteen ja haluttujen ominaisuuksien, kuten lujuuden, korroosionkestävyyden tai sitkeyden perusteella. Alla olemme hahmotellut suositeltuja täyteaineita eri alumiinityypeille ja tarjoamme kontekstin niiden käyttöön.

 

• √1xxx-sarja (puhdas alumiini, esim. 1100, 1350), suositellut täyteaineet: 1100, 4043,

Kuten tiedämme, 1xxx-sarjalla on erinomainen korroosionkestävyys, korkea lämmönjohtavuus ja alhainen lujuus, kun taas puhdas alumiinitäyteaine, kuten 1100, vastaa perusmetallin koostumusta korroosionkestävyyden ja johtavuuden suhteen. Sähköjohtimien ja kemiallisten laitteiden sovelluksissa 4043:a (pii-seostettu) käytetään myös paremman juoksevuuden ja halkeamankestävyyden saavuttamiseksi, erityisesti TIG-hitsauksessa. Lyhyesti sanottuna 1xxx-sarjat ovat pehmeitä, joten vältä yli-seosta vahvemmilla täyteaineilla halkeilun välttämiseksi.

 

• √2xxx-sarja

(Kupari-Seostettu, esim. 2024, 2219, suositellut täyteaineet: 2319 (erityisesti 2219:lle kompromissina 4043)

Ilmailu-avaruuskomponenteissa 2319:ää käytetään 2219:n kuparipitoisuuteen, koska se vastaa kuparipitoisuutta ja tarjoaa lujuutta. . 2xxx-sarjan seokset ovat kuitenkin erittäin lujia, mutta alttiita kuumahalkeilulle ja niitä pidetään usein hitsamattomina, erityisesti 2024, ja 4043 on varavaihtoehto muille 2xxx-seoksille halkeilulujuuden vähentämiseksi. Jos mahdollista, yritä välttää 2xxx-sarjan hitsausta, ja mekaaninen kiinnitys on suositeltava kriittisissä sovelluksissa.

 

• √3xxx-sarja (mangaani-seostettu, esim. 3003, 3004), suositellut täyteaineet: 4043, 5356

3xxx-sarjoilla on kohtalainen lujuus, hyvä korroosionkestävyys, käytetään usein ohutlevyissä, ja 4043 tarjoaa hyvän juoksevuuden ja halkeamankestävyyden yleiskäyttöiseen hitsaukseen. 5356 (magnesium-seostettu) voidaan käyttää, jos tarvitaan suurempaa lujuutta tai korroosionkestävyyttä. 3xxx-sarjat, ulkonäkövaatimukset riippuvat usein nasta- ja täyteainevalinnasta} niitä käytetään laajasti ohutlevy-, LVI- ja elintarvikesäiliöissä.

 

• √4xxx-sarja: Pii-seostettu (esim. 4043), käytetään usein itse täyteaineina hyvän juoksevuuden ja halkeilunkestävyyden vuoksi.

 

• √5xxx-sarja (magnesium-seostettu, esim. 5052, 5083, 5086), suositellut täyteaineet: 5356, 5183, 5556

Näillä sarjoilla on korkea lujuus ja erinomainen korroosionkestävyys, ja niitä käytetään laajalti meri-, auto- ja paineastioissa. Käytännössä 5356 on täyteaine useimpiin 5xxx-seoksiin sen vastaavan magnesiumpitoisuuden, erinomaisen korroosionkestävyyden (erityisesti meriympäristöissä) ja hyvän lujuuden. 5183 ansiosta, ja 5556:ta käytetään vahvempiin-sovelluksiin (esim. 5083 epäjalometalli laivanrakennuksessa). Älä unohda välttää 4xxx-täyteaineita, kuten 4043, 5xxx-seoksissa, jos korroosionkestävyys on kriittinen, koska pii voi vähentää sitä. Lisäksi 5xxx-täyteaineet voivat aiheuttaa tahraa (mustia jäämiä) TIG-hitsauksessa, ja siksi puhdistus on usein tarpeen.

 

• √6xxx-sarja (magnesium-pii-seostettu, esim. 6061, 6063), suositellut täyteaineet: 4043, 5356

Näillä sarjoilla on hyvä lujuus ja hitsattavuus, ja niitä käytetään laajalti rakennesovelluksissa, ja 4043:a käytetään laajalti sen erinomaisen juoksevuuden, alhaisen halkeamisherkkyyden ja hyvän värisovituksen vuoksi anodisoinnin jälkeen (yleistä 6xxx-seoksille) . 5356 valitaan, kun tarvitaan suurempaa lujuutta, vaikka se on vähemmän nestettä eikä välttämättä vastaa väriä yhtä hyvin-anodisoinnin jälkeen. Lisäksi 4043 on usein suositeltu 6061:n yleisiin korjauksiin helppokäyttöisyyden vuoksi, mutta 5356 tarjoaa paremmat mekaaniset ominaisuudet kriittisille hitseille.

 

• √7xxx-sarja (sinkki-seostettu, esim. 7075, 7050), suositellut täyteaineet: 5356 (harvoin), 4043 (kompromissina)

Näillä sarjoilla on erittäin korkea lujuus, niitä käytetään ilmailuteollisuudessa ja erittäin lujat komponentit, mutta huono hitsattavuus halkeilun vuoksi, joten 7xxx-seokset eivät ole hitsattavissa vakavien kuumahalkeilu- ja jännityskorroosio-ongelmien vuoksi. Kun hitsausta yritetään (esim. korjauksia varten), käytetään 5356:ta tai 4043:a halkeilun minimoimiseksi, mutta hitsaus on paljon heikompi kuin perusmetalli. Yleensä hitsausta ei suositella 7xxx-seoksille, ja vaihtoehtoiset liitosmenetelmät tai erikoistekniikat (esim. kitkasekoitushitsaus) on erittäin suositeltavaa.

 

 

Alumiinin hitsauksen huomioiminen

 

Oikean täytemetallin valinta on yksi kriittisimmistä päätöksistä alumiinia hitsattaessa, sillä huono valinta voi johtaa halkeiluihin, lujuuden menettämiseen ja huonoon korroosionkestävyyteen. Toisin kuin teräs, et juuri koskaan käytä täytemetallia, joka sopii perusmetalliin, ja siksi sinun on harkittava kattavasti, jotta alumiinihitsaus on kunnossa. Alla on lyhyt lista:

 

• √Hapetus

Alumiini hapettuu nopeasti joutuessaan alttiiksi ilmakehille muodostaen ohuen oksidikerroksen, jonka sulamislämpötila on korkeampi (2072 C astetta) kuin alumiinilla (660 C astetta). Usein tämän esteen läpi tapahtuva hitsaus saattaa polttaa reikiä työkappaleen läpi. Oksidikerroksen poistaminen voidaan saavuttaa liuottimilla, hapoilla tai mekaanisilla hiomatekniikoilla ainutlaatuisella ruostumattomasta teräksestä valmistetun teräsharjalla tai hiekkapuhalluksella.

 

• √Anodisointi

Anodisointi, jos hitsi anodisoidaan, valitse täyteaine, joka vastaa perusmetallin värivastetta (esim. 4043 6xxx-seoksille näyttää usein paremmalta kuin 5356 anodisoinnin jälkeen).

 

• √Esilämmitys

Esikuumennus voi auttaa minimoimaan halkeilua ja huokoisten alueiden muodostumista laajoissa alumiiniosissa ja tietyissä metalliseostyypeissä. Liiallinen esilämmitys voi kuitenkin johtaa kielteisiin seurauksiin. Lisäksi alumiinin esilämmitys auttaa estämään äkillisiä lämpötilan muutoksia, jotka voivat aiheuttaa hitsausongelmia.

 

• √Huokoisuus

Sulan olomuodon aikana alumiini voi imeä suuria määriä vetyä, jolloin hitsimetalliin muodostuu pieniä aukkoja tai kuplia. Tämä heikentää metallin rakenteellista eheyttä, jolloin se on herkkä paineen ja jännityksen aiheuttamille vaurioille. Siksi suojakaasun käyttö sekä öljyn ja rasvan poistaminen työkappaleesta voi minimoida huokoisuuden.

 

• √Epäpuhtaudet

Välttääkseen värjäytymisen, rakeisuuden, korroosion ja hapettumisen merkkejä epäpuhtauksista hitsausliitoksessa käyttäjän on poistettava öljy, lika ja roskat työkappaleesta ennen hitsausta. voi vaikuttaa negatiivisesti hitsausalueeseen, mikä vaikuttaa työkappaleen lujuuteen ja ulkonäköön. Hitsausta edeltävän-valmistelutyön minimoimiseksi oikea varastointi ja laitteiden huolto ovat aina paras vaihtoehto.

 

• √Paksuus

Ohuen ja paksun alumiinimateriaalin samanaikainen hitsaus on aina haasteellista, koska kohdistettu lämpö saattaa sulaa ohuen materiaalin läpi, mutta ei pysty tunkeutumaan paksun materiaalin läpi lujaksi hitsausliitokseksi. Hitsaajien on määritettävä parametrit, jotka kattavat alumiinilaadut, hitsausmenetelmän, ampeerin, lämmönsyötön ja täyteaineen optimaalisen hitsauslaadun saavuttamiseksi.

 

 

Alumiininen täyteaineen ominaisuudet

 

Alumiinin hitsaus on monimutkainen prosessi, joka vaatii vankkaa tietoa täyteaineiden ominaisuuksista, ja ne on lueteltu alla:

 

• √4043, pii-seostettu 4.5 - 6.0 % piitä, pii alentaa sulamispistettä ja parantaa hitsisulan juoksevuutta, mikä helpottaa sen käsittelyä ja vähentää kuumahalkeilun riskiä. Sen kemiallinen koostumus varmistaa helpon hitsauksen ja sileän vanan ulkonäön, vaikka se uhraa jonkin verran lujuutta ja korroosionkestävyyttä verrattuna magnesium-pohjaisiin täyteaineisiin, kuten 5356. Se on erinomainen valinta yleiskäyttöiseen-hitsaukseen, korjauksiin ja sovelluksiin, joissa jälki{7}}hitsauksen ulkonäkö (esim. anodisointi) on erittäin tärkeä, mutta se ei ole ihanteellinen kor{10}lujuusympäristössä. Paras yleiskäyttöiseen{12}}hitsaukseen, erityisesti 6xxx- ja 3xxx-sarjoissa. Sopii TIG:lle ja MIG:lle. Ei ihanteellinen korkealle{17}}magnesiumseoksille (5xxx), jos korroosionkestävyys on tärkeää. 6xxx-sarjan metalliseosten (esim. 6061, 6063) kanssa käytettynä 4043 tarjoaa paremman värin yhteensopivuuden anodisoinnin jälkeen verrattuna magnesium-pohjaisiin täyteaineisiin, kuten 5356, jotka voivat näyttää tummemmilta tai epäsopilta.
• √ 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) haurauden estämiseksi. Yleistä MIG-hitsauksessa.
• √5183/5556, vahvempi-lujuus vaihtoehto 5356:lle 5xxx-seoksille (esim. 5083) vaativissa sovelluksissa, kuten laivanrakennuksessa.
• √2319, kupari-seostettu, nimenomaan 2219 (hitsattava 2xxx-seos) ilmailukäyttöön.
• √1100/1070: Puhdas alumiinitäyteaine 1xxx-sarjalle, yhteensopiva koostumus johtavuuden ja korroosionkestävyyden kannalta.
•  

Alumiinin hitsaustekniikka

 

MIG- ja TIG-hitsaus ovat yleisimpiä hitsaustekniikoita alumiinin liittämiseen sen tarkkuuden ja laadun vuoksi. Näiden kahden hitsaustekniikan lisäksi on olemassa muita hitsausratkaisuja, jotka on otettu käyttöön tiettyyn sovellukseen, ja alla on lyhyt lyhyt esittely:

 

• √TIG-hitsaus (inertti volframikaasu)

TIG Se voi toimia AC-napaisuudesta, mikä tarjoaa vakautta kaarelle ja pyyhkii pois oksidikerroksen, ja kokenut TIG-hitsaaja voi jatkuvasti tuottaa tarpeeksi lämpöä alumiiniseosten sulattamiseen, ja se pystyy hitsaamaan sekä ohuita että paksuja osia. Inerttiä suojakaasua, yleisimmin argonia, syötetään TIG-polttimeen, jotta hitsauslätäkkö pysyy puhtaana kontaminaatiosta.

 

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

MIG-hitsaus on suosittu hitsaustekniikka paksummille alumiinimateriaaleille, koska lämmöntuotto on suurempi kuin TIG-hitsauksessa. Tämä hitsausmenetelmä on melko samanlainen kuin TIG-prosessi, mutta sen sijaan, että käytettäisiin kuluvaa -volframielektrodia, se käyttää automaattisesti syötettyä elektrodilankaa, joka tarjoaa nopeammat kulkunopeudet sen puolapistoolista. Suojakaasuja käytetään myös suojaamaan hitsejä saastumiselta.

 

• √Elektronisuihkuhitsaus

Elektronihitsausmenetelmä suoritetaan tyhjiökammion sisällä, mikä suojaa hitsin epäpuhtauksilta ilman lisäsuojakaasujen tarvetta ja on siksi erittäin hyvä vaihtoehto paksuille osille, koska se tuottaa pienen ja tarkan hitsausaltaan.

 

• √Laserhitsaus

Laserhitsaus tarjoaa tarkkuuden sekä kapeassa hitsausleveydessä että hitsaussyvyydessä, mikä johtaa puhtaisiin hitsausalueisiin suojakaasun lisäyksellä. 6xxx-sarjat ovat yleensä toteutettavissa laserhitsauksessa 4032- tai 4047-alumiinitäyteaineella. Se on nopea hitsausprosessi, joka keskittää suuren tehotiheyden säteen työkappaleen pintaan.

 

• √Resistanssihitsaus

Vastushitsauksessa käytetään painetta ja virtaa sulatukseen, ja tämän tekniikan haittana ovat mahdolliset haasteet korkean lämmön- ja sähkönjohtavuuden kokeessa.

 

• √Kitkahitsaus

Kitkahitsaus on suunniteltu käyttämään mekaanisen kitkan tuottamaa lämpöä alumiinimateriaalien liittämiseen. Kitkahitsauksen etuna on, että sitä voidaan käyttää kaikille alumiiniseoslaaduille, mukaan lukien kova-hitsattava-2xxx- ja 7xxx-sarjat, eikä hitsausaltaan suojaamiseen tarvitse käyttää suoja-ainetta.

 

Hitsauspalvelu

 

Alumiinin hitsaus voi olla haastavaa jopa kokeneille hitsaajille, ja laadukas hitsaus vaatii erityisiä tekniikoita ja varotoimia. Virheet voivat johtaa heikkoihin liitoksiin, vaurioihin tai jopa täydelliseen hitsausvirheeseen. Fabmann voi olla luotettava kumppanisi, ja voimme toimittaa korkeat hitsauksen laatustandardit johdonmukaisesti ja tarjoamme laajan valikoiman alumiinin hitsauspalveluita erilaisiin tarpeisiisi. Materiaalisuunnittelijamme ja hitsaajamme ovat kokeneita erilaisten alumiiniseosten kanssa työskentelemisestä ja voivat tarjota sinulle korkealaatuisia hitsauspalveluita. Tiimimme keskittyy seuraaviin seikkoihin toteuttaessamme projektejasi, kuten yleiskomponentit, letkut ja levyt, laivavarusteet ja rakennusrakenteet.

 

• √TIG- ja MIG-hitsaus alumiinille
• √Tarkkuushitsaus tiukoilla toleransseilla
• √Toissijainen räätälöity valmistus, kuten laserleikkaus, leimaus, kokoonpano
• √ Power pinnoiteja anodisointi