Zváranie hliníka

Zváranie hliníka vyžaduje súbor parametrov vrátane čistenia, rovnomerného tepla, zváracích materiálov a pevných zváracích schopností a predstavuje výzvy kvôli svojej vysokej tepelnej vodivosti a vlastnej tvorbe oxidačnej vrstvy. Rýchly odvod tepla môže viesť k deformácii, deformácii a zvyškovým napätiam vo zvare, a to najmä v tenších plechoch a ovplyvňuje pevnosť spoja.

 

Popis

 

Tepelná vodivosť a tepelná citlivosť sú približne 4- až 5-násobné v porovnaní s oceľou a bod topenia hliníka je nižší ako jeho oxidová vrstva, čo vytvára bariéry, ktoré bránia správnemu spájaniu zvarových kovov. Teplo sa v hliníku dobre rozptyľuje a pri zváraní môže vytvoriť veľký kráter, a preto je hliník veľmi náchylný na praskanie kráterov, preto by sa krátery mali vyplniť, aby na konci zvaru nenastalo zlyhanie. Zvárač musí jasne vedieť, že je prítomných viac tepla ako na začiatku zvárania, a preto nemusí dôjsť k úplnému prieniku, kým zvar nepostúpi dosť ďaleko od začiatku.

 

Hliníkové plnivá vs. hliníkové triedy

 

Pri zváraní hliníka je dôležitý výber správneho prídavného materiálu (často vo forme prídavných tyčí alebo drôtov), ​​aby sa zabezpečil pevný, odolný a kompatibilný zvar. Hliníkové plnivá sa vyberajú na základe základnej hliníkovej zliatiny, procesu zvárania (napr. TIG, MIG), aplikácie a požadovaných vlastností, ako je pevnosť, odolnosť proti korózii alebo ťažnosť. Nižšie uvádzame odporúčané výplňové materiály pre rôzne typy hliníka a poskytujeme kontext pre ich použitie.

 

• √Séria 1xxx (čistý hliník, napr. 1100, 1350), odporúčané plnivá: 1100, 4043,

Ako vieme, séria 1xxx má vynikajúcu odolnosť proti korózii, vysokú tepelnú vodivosť s nízkou pevnosťou, zatiaľ čo výplň z čistého hliníka ako 1100 zodpovedá zloženiu základného kovu z hľadiska odolnosti proti korózii a vodivosti. Pre aplikácie v elektrických vodičoch a chemických zariadeniach sa 4043 (zliatina kremíka-) používa aj pre lepšiu tekutosť a odolnosť proti praskaniu, najmä pri zváraní TIG. Stručne povedané, séria 1xxx je mäkká, takže sa vyhnite nadmernému{7}}legovaniu so silnejšími plnivami, aby ste predišli praskaniu.

 

• √Séria 2xxx

(Zliatina medi-, napr. 2024, 2219, odporúčané plnivá: 2319 (konkrétne pre 2219, 4043 ako kompromis)

Pre letecké komponenty sa 2319 používa pre 2219, pretože sa zhoduje s obsahom medi a poskytuje pevnosť. 2zliatiny radu xxx majú vysokú pevnosť, ale sú náchylné na praskanie za tepla a často sa považujú za nezvárateľné, najmä 2024, a 4043 je náhradou za iné zliatiny 2xxx na zníženie praskania, hoci obetuje pevnosť. Ak je to možné, snažte sa vyhnúť zváraniu série 2xxx a pre kritické aplikácie sa uprednostňuje mechanické upevnenie.

 

• √Séria 3xxx (zliatina-mangánu, napr. 3003, 3004), odporúčané plnivá: 4043, 5356

Séria 3xxx má strednú pevnosť, dobrú odolnosť proti korózii, často sa používa v plechoch, a 4043 poskytuje dobrú tekutosť a odolnosť proti praskaniu na všeobecné -zváranie na všeobecné účely. 5356 (zliatiny horčíka{4}}) možno použiť, ak je potrebná vyššia pevnosť alebo odolnosť proti korózii. 3série xxx sú zvárateľné a ich pevnosť sa často používa pri zváraní- po zváraní{4}} kovové, HVAC, nádoby na potraviny.

 

• √Séria 4xxx: Kremíkové-zliatiny (napr. 4043), často používané ako samotné plnivá vďaka dobrej tekutosti a odolnosti voči prasklinám.

 

• √Séria 5xxx (horčík-zliatina, napr. 5052, 5083, 5086), odporúčané plnivá: 5356, 5183, 5556

Tieto série majú vysokú pevnosť a vynikajúcu odolnosť proti korózii a sú široko používané v námorných, automobilových a tlakových nádobách. V praxi je 5356 vhodnou-výplňou pre väčšinu zliatin 5xxx vďaka zodpovedajúcemu obsahu horčíka, vynikajúcej odolnosti proti korózii (najmä v morskom prostredí) a dobrej pevnosti. 5183 a 5556 sa používa na aplikácie s vyššou-pevnosťou (napr. základný kov 5083 pri stavbe lodí). Prosím, nezabudnite sa vyhnúť plnivám 4xxx, ako je 4043 na zliatinách 5xxx, ak je odolnosť proti korózii kritická, pretože kremík ju môže znížiť. Tiež plnivá 5xxx môžu spôsobiť šmuhy (čierne zvyšky) pri zváraní TIG, a preto je často potrebné čistenie.

 

• √Séria 6xxx (zliatina horčíka-kremíka-, napr. 6061, 6063), odporúčané plnivá: 4043, 5356

Tieto série majú dobrú pevnosť a zvárateľnosť, široko sa používajú v štrukturálnych aplikáciách, a 4043 sa široko používa pre svoju vynikajúcu tekutosť, nízku citlivosť na praskliny a dobrú zhodu farieb po eloxovaní (bežné pre zliatiny 6xxx). 5356 sa vyberá, keď je potrebná vyššia pevnosť, hoci je menej tekutá a po-eloxovaní nemusí zodpovedať farbe. Navyše, 4043 je často preferovaný pre všeobecné opravy na 6061 kvôli jednoduchému použitiu, ale 5356 poskytuje lepšie mechanické vlastnosti pre kritické zvary.

 

• √Séria 7xxx (zliatina zinku{1}}, napr. 7075, 7050), odporúčané plnivá: 5356 (zriedkavo), 4043 (ako kompromis)

Tieto série majú veľmi vysokú pevnosť, používajú sa v leteckom priemysle a súčiastky s vysokou{0}}pevnosťou, ale zlú zvárateľnosť v dôsledku praskania, preto zliatiny 7xxx nie sú zvárateľné z dôvodu vážneho praskania za tepla a korózie pod napätím. Pri pokuse o zváranie (napr. pri opravách) sa na minimalizáciu praskania používa 5356 alebo 4043, ale zvar bude oveľa slabší ako základný kov. Vo všeobecnosti sa zváranie všeobecne neodporúča pre zliatiny 7xxx a dôrazne sa odporúčajú alternatívne metódy spájania alebo špecializované techniky (napr. zváranie trením s premiešavaním).

 

 

Zváženie zvárania hliníka

 

Výber správneho prídavného kovu je jedným z najdôležitejších rozhodnutí pri zváraní hliníka, pretože zlý výber môže viesť k praskaniu, strate pevnosti a zlej odolnosti voči korózii. Na rozdiel od ocele takmer nikdy nepoužívate prídavný kov, ktorý by sa zhodoval so základným kovom, a preto musíte dôkladne zvážiť, či zváranie hliníka bude spoľahlivé. Nižšie je uvedený krátky zoznam:

 

• √Oxidácia

Hliník pri vystavení atmosfére rýchlo oxiduje a vytvára tenkú vrstvu oxidu s vyššou teplotou topenia (2072 °C) ako hliník (660 °C). Zváranie cez túto bariéru môže často vypáliť otvory cez obrobok. Odstránenie vrstvy oxidu je možné dosiahnuť rozpúšťadlami, kyselinami alebo mechanickými abrazívnymi technikami pomocou exkluzívnej nerezovej drôtenej kefy alebo pieskovaním.

 

• √Eloxovanie

Eloxovanie, ak bude zvar eloxovaný, zvoľte plnivo, ktoré zodpovedá farebnej odozve základného kovu (napr. 4043 pre zliatiny 6xxx často vyzerá lepšie ako 5356 po eloxovaní).

 

• √Predhrievanie

Predhrievanie môže pomôcť minimalizovať praskanie a vytváranie poréznych oblastí v rozsiahlych hliníkových profiloch a špecifických typoch zliatin. Nadmerné predhrievanie však môže viesť k negatívnym dôsledkom. Okrem toho predhrievanie hliníka pomáha predchádzať náhlym zmenám teploty, ktoré môžu spôsobiť problémy so zváraním.

 

• √Pórovitosť

Počas roztaveného stavu môže hliník absorbovať veľké množstvo vodíka, čo má za následok vytváranie malých dutiniek alebo bublín vo zvarovom kove. To oslabuje štrukturálnu integritu kovu, čo ho robí zraniteľným voči zlyhaniu v dôsledku tlaku a napätia. Preto použitie ochranného plynu a odstránenie oleja a mastnoty z obrobku môže minimalizovať pórovitosť.

 

• √Nečistoty

Aby sa predišlo odfarbeniu, zrnitosti, korózii a oxidácii, ktoré predstavujú stopy nečistôt vo zvarovom spoji, operátor musí pred zváraním z obrobku odstrániť olej, nečistoty a úlomky. môže negatívne ovplyvniť zvarovú zónu a ovplyvniť pevnosť a vzhľad obrobku. Na minimalizáciu prípravných prác pred{2}}zváraním je vždy najlepšou voľbou správne skladovanie a údržba zariadenia.

 

• √Hrúbka

Súčasné zváranie tenkého a hrubého hliníkového materiálu je vždy výzvou, pretože aplikované teplo sa môže roztaviť cez tenký materiál, ale nemôže preniknúť hrubým materiálom, aby sa vytvoril silný zvarový spoj. Na dosiahnutie optimálnej kvality zvárania musia zvárači nastaviť parameter zahŕňajúci akosti hliníka, metódu zvárania, intenzitu prúdu, príkon tepla a typ plniva.

 

 

Vlastnosti hliníkovej výplne

 

Zváranie hliníka je komplexný proces, ktorý si vyžaduje dôkladné znalosti o vlastnostiach plnív, a tie sú stručne uvedené nižšie:

 

• √4043, kremík-legovaný s 4.5 - 6.0 % kremíka, kremík znižuje bod topenia a zlepšuje tekutosť zvarového kúpeľa, čím uľahčuje prácu a znižuje riziko praskania za tepla. Jeho chemické zloženie zaisťuje ľahké zváranie a hladký vzhľad guľôčok, hoci obetuje určitú pevnosť a odolnosť voči korózii v porovnaní s plnivami na báze horčíka-, ako je 5356. Je to vynikajúca voľba pre všeobecné-zváranie, opravy a aplikácie, kde je dôležitý vzhľad po-zvare (napr. eloxovanie), ale nie je ideálny pre prostredie s vysokou{10}}adrózou. Najlepšie na všeobecné{12}}zváranie, najmä na sériách 6xxx a 3xxx. Dobré pre TIG a MIG. Nie je ideálne pre zliatiny s vysokým-horčíkom (5xxx), ak je dôležitá odolnosť proti korózii. Pri použití so zliatinami radu 6xxx (napr. 6061, 6063) poskytuje 4043 lepšiu farebnú zhodu po eloxovaní v porovnaní s plnivami na báze horčíka-, ako je 5356, ktoré sa môžu zdať tmavšie alebo nesúladné.
• √ 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), aby sa zabránilo krehkosti. Spoločné pre zváranie MIG.
• √5183/5556, alternatívy s vyššou pevnosťou k 5356 pre zliatiny 5xxx (napr. 5083) v náročných aplikáciách, ako je stavba lodí.
• √2319, zliatina medi-, špecifická pre 2219 (zvárateľná zliatina 2xxx) na použitie v letectve.
• √1100/1070: Čisté hliníkové plnivá pre sériu 1xxx, zodpovedajúce zloženie pre vodivosť a odolnosť proti korózii.
•  

Technika zvárania hliníka

 

MIG a TIG zváranie sú najbežnejšie zváracie techniky na spájanie hliníka kvôli jeho presnosti a kvalite. Spolu s týmito dvoma zváracími technikami existujú aj iné zváracie riešenia, ktoré sú prijaté pre špecifickú aplikáciu a nižšie je krátky stručný úvod:

 

• √TIG zváranie (volfrámový inertný plyn)

TIG Môže pracovať so striedavou polaritou, ponúka stabilitu oblúka a stieranie oxidovej vrstvy a skúsený zvárač TIG dokáže neustále vytvárať dostatok tepla na tavenie hliníkových zliatin so schopnosťou zvárať tenké aj hrubé časti. Do horáka TIG sa privádza inertný ochranný plyn, najčastejšie argón, aby sa zvarový kaluže neznečistil.

 

• √MIG zváranie (plynové oblúkové zváranie kovov, GMAW)

Zváranie MIG je populárna technika zvárania hrubších hliníkových materiálov, pretože tepelný príkon je vyšší ako pri zváraní TIG. Táto metóda zvárania je dosť podobná procesu TIG, ale namiesto použitia -netaviteľnej volfrámovej elektródy používa automaticky podávaný elektródový drôt, ktorý ponúka vyššiu rýchlosť pohybu z cievkovej pištole. Na ochranu zvarov pred kontamináciou sa používajú aj ochranné plyny.

 

• √Zváranie elektrónovým lúčom

Metóda elektrónového zvárania sa vykonáva vo vákuovej komore, ktorá chráni zvar pred nečistotami bez potreby dodatočných ochranných plynov, a preto je veľmi dobrou voľbou pre hrubé profily, pretože vytvára malý a presný zvarový kúpeľ.

 

• √Laserové zváranie

Laserové zváranie ponúka presnosť úzkej šírky zvaru aj hĺbky zvaru, výsledkom čoho sú čisté zvarové zóny s doplnením ochranného plynu. 6xxx série sú vo všeobecnosti možné pre laserové zváranie s hliníkovými plnivami 4032 alebo 4047. Ide o rýchly zvárací proces, ktorý sústreďuje lúč s vysokou hustotou výkonu na povrch obrobku.

 

• √Odporové zváranie

Odporové zváranie využíva tlak a prúd na fúziu a nevýhodou tejto techniky sú možné problémy pri vysokej tepelnej a elektrickej vodivosti.

 

• √Trecie zváranie

Trecie zváranie je navrhnuté tak, aby využívalo teplo generované mechanickým trením na spájanie hliníkových materiálov. Výhodou trecieho zvárania je, že ho možno použiť pre všetky druhy hliníkových zliatin vrátane ťažko{1}}zvárateľných-sérií 2xxx a 7xxx a nie je potrebné používať ochranný prostriedok na ochranu zvarového kúpeľa.

 

Zváračský servis

 

Zváranie hliníka môže byť náročné aj pre skúsených zváračov a na vysokokvalitné zváranie sú potrebné špeciálne techniky a opatrenia. Chyby môžu viesť k slabým spojom, chybám alebo dokonca úplnému zlyhaniu zvaru. Fabmann môže byť vaším dôveryhodným partnerom a my môžeme poskytovať vysoké štandardy kvality zvárania s konzistentnosťou a ponúkame širokú škálu služieb zvárania hliníka, ktoré vyhovujú rôznym potrebám pre vaše špecifické požiadavky. Naši materiáloví inžinieri a zvárači majú skúsenosti s prácou s rôznymi typmi hliníkových zliatin a môžu vám poskytnúť vysokokvalitné zváracie služby. Náš tím sa pri realizácii vašich projektov zameriava na nasledujúce aspekty, ako sú všeobecné komponenty, rúry a dosky, námorné vybavenie a stavebné konštrukcie.

 

• √TIG zváranie a MIG zváranie hliníka
• √Presné zváranie s úzkymi toleranciami
• √Sekundárna zákazková výroba ako je rezanie laserom, razenie, montáž
• √ Silový nátera eloxovanie