Aluminiumsvetsning

Aluminiumsvetsning kräver en uppsättning parametrar inklusive rengöring, enhetlig värme, svetsmaterial och solida svetsfärdigheter, och det innebär utmaningar på grund av dess höga värmeledningsförmåga och inneboende oxidationsskiktsbildning. Snabb värmeavledning kan leda till skevhet, deformation och kvarvarande spänningar i svetsen, och det uppträder särskilt i tunnare plåtar och påverkar fogens styrka.

 

Beskrivning

 

Värmeledningsförmåga och värmekänslighet är cirka 4 till 5 gånger stål, och aluminiumsmältpunkten är lägre än dess oxidskikt, vilket skapar barriärer som hindrar svetsmetaller från att förenas ordentligt. Värme sprids väl i aluminium och kan skapa en stor krater under svetsningsprocessen, och därför är aluminium mycket känsligt för kratersprickor, det är därför kratrar bör fyllas i så att fel inte uppstår i slutet av en svets. Svetsaren ska tydligt veta att det finns mer värme än svetsstart, och det är därför full penetration inte kan ske förrän svetsen har kommit ganska långt från början.

 

Aluminiumfyllmedel vs aluminiumkvaliteter

 

Vid svetsning av aluminium är det avgörande att välja rätt tillsatsmaterial (ofta i form av tillsatsstänger eller trådar) för att säkerställa en stark, hållbar och kompatibel svets. Aluminiumfyllmedel väljs baserat på basaluminiumlegeringen, svetsprocessen (t.ex. TIG, MIG), applikationen och önskade egenskaper som hållfasthet, korrosionsbeständighet eller duktilitet. Nedan har vi skisserat rekommenderade tillsatsmaterial för olika aluminiumtyper och ger sammanhang för deras användning.

 

• √1xxx-serien (rent aluminium, t.ex. 1100, 1350), rekommenderade fyllmedel: 1100, 4043,

Som vi vet har 1xxx-serien utmärkt korrosionsbeständighet, hög värmeledningsförmåga med låg hållfasthet, medan rent aluminiumfyllmedel som 1100 matchar basmetallens sammansättning för korrosionsbeständighet och konduktivitet. För applikationer i elektriska ledare och kemisk utrustning används även 4043 (kisel-legerad) för bättre fluiditet och sprickbeständighet, speciellt vid TIG-svetsning. Kort sagt, 1xxx-serien är mjuk, så undvik över-legering med starkare fyllmedel för att undvika sprickbildning.

 

• √2xxx-serien

(Koppar-legerat, t.ex. 2024, 2219, rekommenderade fyllmedel: 2319 (för 2219 specifikt, 4043 som en kompromiss)

För flyg- och rymdkomponenter används 2319 för 2219 eftersom det matchar kopparinnehållet och ger styrka. 2xxx-seriens legeringar har hög hållfasthet, men är dock benägna att hetspricka och anses ofta vara osvetsbara, speciellt 2024, och 4043 är en reserv för andra 2xxx-legeringar för att minska sprickbildningen, även om den är hållfast. Om möjligt, försök att undvika svetsning av 2xxx-serien, och mekanisk fastsättning är att föredra för kritiska applikationer.

 

• √3xxx-serien (mangan-legerade, t.ex. 3003, 3004), rekommenderade fyllmedel: 4043, 5356

3xxx-serien har måttlig hållfasthet, bra korrosionsbeständighet, används ofta i plåt och 4043 ger god flytbarhet och sprickbeständighet för allmän-svetsning. 5356 (magnesium-legerad) kan användas om högre hållfasthet eller korrosionsbeständighet behövs. 3xxx-serien är svetsbara, och{6} hållfasthet beror ofta på krav på eftersvetsning och{6} används ofta i plåt, HVAC, matbehållare.

 

• √4xxx-serien: Kisel-legerad (t.ex. 4043), används ofta som fyllmedel själva på grund av god flytbarhet och sprickbeständighet.

 

• √5xxx-serien (magnesium-legerade, t.ex. 5052, 5083, 5086), rekommenderade fyllmedel: 5356, 5183, 5556

Dessa serier har hög hållfasthet och utmärkt korrosionsbeständighet, och de används ofta i marin-, bil- och tryckkärl. I praktiken är 5356 det bästa-till fyllmedlet för de flesta 5xxx-legeringar på grund av dess matchande magnesiuminnehåll, utmärkta korrosionsbeständighet (särskilt i marina miljöer) och god hållfasthet. 5183 och 5556 används för applikationer med högre-hållfasthet (t.ex. 5083 basmetall i skeppsbyggnad). Glöm inte att undvika 4xxx-fyllmedel som 4043 på 5xxx-legeringar om korrosionsbeständigheten är kritisk, eftersom kisel kan minska den. Dessutom kan 5xxx fyllmedel orsaka smuts (svarta rester) vid TIG-svetsning, och därför krävs ofta rengöring.

 

• √6xxx-serien (magnesium-kisel-legerat, t.ex. 6061, 6063), rekommenderade fyllmedel: 4043, 5356

Dessa serier har god hållfasthet och svetsbarhet, används ofta i strukturella tillämpningar, och 4043 används ofta för sin utmärkta flytbarhet, låga sprickkänslighet och goda färgmatchning efter anodisering (vanligt för 6xxx-legeringar). 5356 väljs när högre hållfasthet behövs, även om den är mindre flytande och kanske inte matchar färgen som efter anodisering{{.} Dessutom är 4043 ofta att föredra för allmänna reparationer på 6061 på grund av användarvänligheten, men 5356 ger bättre mekaniska egenskaper för kritiska svetsar.

 

• √7xxx-serien (zink-legerade, t.ex. 7075, 7050), rekommenderade fyllmedel: 5356 (sällan), 4043 (som en kompromiss)

Dessa serier har mycket hög hållfasthet, används inom flygindustrin och hög-hållfasta komponenter, men dålig svetsbarhet på grund av sprickbildning, därför är 7xxx-legeringar inte svetsbara på grund av svår hetsprickbildning och spänningskorrosion. När man försöker svetsa (t.ex. för reparationer) används 5356 eller 4043 för att minimera sprickbildning, men svetsen blir mycket svagare än basmetallen. I allmänhet avråds svetsning i allmänhet för 7xxx-legeringar, och alternativa sammanfogningsmetoder eller specialiserade tekniker (t.ex. friktionssvetsning) rekommenderas starkt.

 

 

Aluminiumsvetsning

 

Att välja rätt tillsatsmetall är ett av de mest kritiska besluten vid svetsning av aluminium, eftersom ett dåligt val kan leda till sprickbildning, förlust av styrka och dålig korrosionsbeständighet. Till skillnad från stål använder man nästan aldrig en tillsatsmetall som matchar basmetallen och därför måste man ha en omfattande övervägande för att ha en sund aluminiumsvetsning. Nedan följer en kort lista:

 

• √Oxidation

Aluminium oxiderar snabbt när det utsätts för atmosfären och bildar ett tunt oxidskikt med högre smälttemperatur (2072 C grader) än aluminium (660 C grader). Ofta kan svetsning genom denna barriär bränna hål genom arbetsstycket. Avlägsnande av oxidskiktet kan uppnås med lösningsmedel, syror eller genom mekaniska sliptekniker genom en exklusiv stålborste av rostfritt stål eller sandblästring.

 

• √Anodisering

Anodisering, om svetsen ska anodiseras, välj ett fyllmedel som matchar basmetallens färgrespons (t.ex. 4043 för 6xxx-legeringar ser ofta bättre ut än 5356 efter anodisering).

 

• √Förvärmning

Förvärmning kan hjälpa till att minimera sprickbildning och bildande av porösa områden i omfattande aluminiumsektioner och specifika legeringstyper. Däremot kan överdriven förvärmning leda till negativa konsekvenser. Dessutom hjälper förvärmning av aluminium till att förhindra plötsliga temperaturförändringar som kan orsaka svetsproblem.

 

• √Poröshet

Under smält tillstånd kan aluminium absorbera stora mängder väte, vilket resulterar i att små hålrum eller bubblor bildas i svetsmetallen. Detta försvagar metallens strukturella integritet, vilket gör den sårbar för brott från tryck och stress. Därför kan användning av skyddsgas samt avlägsnande av olja och fett från arbetsstycket minimera porositeten.

 

• √Föroreningar

För att undvika missfärgning, ådring, korrosion och oxidation visar tecken på föroreningar i en svetsfog, måste operatören ta bort olja, smuts och skräp från arbetsstycket innan svetsning. kan påverka svetszonen negativt, vilket påverkar arbetsstyckets styrka och utseende. För att minimera för-förberedande svetsarbete är korrekt förvaring, underhåll av utrustning alltid det bästa alternativet.

 

• √Tjocklek

Att svetsa tunt och tjockt aluminiummaterial samtidigt är alltid en utmaning eftersom värme som appliceras kan smälta genom det tunna materialet men inte kunna penetrera det tjocka materialet för en stark svetsfog. Svetsarna måste ställa in en parameter som täcker aluminiumkvaliteter, svetsmetod, strömstyrka, värmetillförsel och tillsatstyp för att uppnå optimal svetskvalitet.

 

 

Aluminiumfyllningsegenskaper

 

Svetsning av aluminium är en komplex process som kräver gedigen kunskap om fyllnadsmedlens egenskaper, och de är kort listade nedan:

 

• √4043, kisel-legerat med 4.5 - 6.0% kisel, kisel sänker smältpunkten och förbättrar flytbarheten i svetsbadet, vilket gör det lättare att arbeta med och minskar risken för hetsprickbildning. Dess kemiska sammansättning säkerställer enkel svetsning och slät strängutseende, även om den offrar viss styrka och korrosionsbeständighet jämfört med magnesium-baserade fyllmedel som 5356. Det är ett utmärkt val för allmän-svetsning, reparationer och applikationer där efter-svetsutseendet (t.ex. anodisering) inte är idealiskt för{1} höghållfasthet, men{1} miljöer. Bäst för allmän{12}}svetsning, särskilt på 6xxx- och 3xxx-serierna. Bra för TIG och MIG. Inte idealiskt för hög-magnesiumlegeringar (5xxx) om korrosionsbeständigheten spelar roll. När den används med legeringar i 6xxx-serien (t.ex. 6061, 6063) ger 4043 en bättre färgmatchning efter anodisering jämfört med magnesium-baserade fyllmedel som 5356, som kan verka mörkare eller inte matcha.
• √ 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 % av Mg) för att förhindra sprödhet. Vanligt för MIG-svetsning.
• √5183/5556, alternativ med högre-hållfasthet till 5356 för 5xxx-legeringar (t.ex. 5083) i krävande tillämpningar som skeppsbyggnad.
• √2319, koppar-legerad, specifik för 2219 (en svetsbar 2xxx-legering) för flyg- och rymdbruk.
• √1100/1070: Fyllmedel i rent aluminium för 1xxx-serien, matchande sammansättning för konduktivitet och korrosionsbeständighet.
•  

Aluminiumsvetsteknik

 

MIG- och TIG-svetsning är de vanligaste svetsteknikerna för sammanfogning av aluminium på grund av dess precision och kvalitet. Tillsammans med dessa två svetstekniker finns det andra svetslösningar som används för specifik tillämpning, och nedan är en kort kort introduktion:

 

• √TIG-svetsning (Tungsten Inert Gas)

TIG Den kan arbeta på AC-polaritet, erbjuda stabilitet till bågen och torka av oxidskiktet, och en erfaren TIG-svetsare kan konsekvent generera tillräckligt med värme för att smälta samman aluminiumlegeringar, med förmågan att svetsa både tunna och tjocka sektioner. Inert skyddsgas, oftast argon, matas till TIG-brännaren för att hålla svetspölen fri från föroreningar.

 

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

MIG-svetsning är en populär svetsteknik för tjockare aluminiummaterial då värmetillförseln är högre än vid TIG-svetsning. Denna svetsmetod är ganska lik TIG-processen men istället för att använda en icke-förbrukningsbar volframelektrod använder den en automatisk matad elektrodtråd som ger snabbare färdhastigheter från sin spolpistol. Skyddsgaser används också för att skydda svetsarna från kontaminering.

 

• √Elektronstrålesvetsning

Elektronsvetsmetod utförs inuti en vakuumkammare, vilket skyddar svetsen från föroreningar utan behov av ytterligare skyddsgaser, och därför är det ett mycket bra alternativ för tjocka sektioner eftersom det ger en liten och exakt svetspool.

 

• √Lasersvetsning

Lasersvetsning erbjuder precision både med smal svetsbredd och svetsdjup, vilket resulterar i rena svetszoner med tillägg av skyddsgas. Det är en snabb svetsprocess som koncentrerar en stråle med hög effekttäthet vid arbetsstyckets yta.

 

• √Motståndssvetsning

Motståndssvetsning använder tryck och ström för att genomgå smältning, och nackdelen med denna teknik är de möjliga utmaningarna när man upplever hög termisk och elektrisk ledningsförmåga.

 

• √Friktionssvetsning

Friktionssvetsning är utformad för att använda värme som genereras av mekanisk friktion för att sammanfoga aluminiummaterial. Fördelen med friktionssvetsning är att den kan användas för alla aluminiumlegeringskvaliteter, inklusive den svår--svetsade 2xxx- och 7xxx-serien, och det finns inget behov av att använda avskärmningsmedel för att skydda svetsbadet.

 

Svetstjänst

 

Att svetsa aluminium kan vara utmanande, även för erfarna svetsare, och speciella tekniker och försiktighetsåtgärder krävs för svetsning av hög kvalitet. Misstag kan leda till svaga fogar, defekter eller till och med fullständigt svetsfel. Fabmann kan vara din pålitliga partner, och vi kan leverera höga svetskvalitetsstandarder med konsekvens, och vi erbjuder ett brett utbud av aluminiumsvetstjänster som tillgodoser de olika behoven för dina specifika krav. Våra materialingenjörer och svetsare har erfarenhet av att arbeta med olika typer av aluminiumlegeringar och kan ge dig svetstjänster av hög kvalitet. Vårt team fokuserar på följande aspekter när vi utför dina projekt som allmänna komponenter, rör och plattor, marin utrustning och konstruktionskonstruktioner.

 

• √TIG-svetsning och MIG-svetsning för aluminium
• √Precisionssvetsning med snäva toleranser
• √Sekundär specialtillverkning som laserskärning, stämpling, montering
• √ Kraftbeläggningoch anodisering