Всеобъемлющий анализ методов и технологий сварки алюминия: от принципов до руководства по применению

 

Технология сварки алюминия стала незаменимым процессом в современном производстве из-за своих высокоэффективных характеристик соединения и широких сценариев применения. Алюминий и его сплавы имеют такие преимущества, как легкий вес и коррозионная стойкость. Однако такие характеристики, как легкое окисление и быстрое теплопроводство во время процесса сварки, также создают проблемы для процесса. В этой статье будут систематически подробно рассмотрены основные знания о сварке алюминия из таких аспектов, как принципы сварки, методы, ключевые моменты работы и промышленные приложения.

 

I. Принципы и основные трудности сварки алюминия

Алюминиевая сваркаплавит основной металл и наполнительный материал через тепловые источники, такие как дуга, лазер или пламя, и достигает металлургического соединения под защитой инертного газа. Среди них, точка плавления оксидной пленки (Al ₂O₃) температура плавления на поверхности алюминия достигает 2050°C, что значительно превышает температуру плавления самого алюминиевого материала (660°C). Если не чистить тщательно, это, вероятно, вызовет проблемы, такие как шлаковые включения и пористость в сварке. Поэтому предварительная обработка сварки и газозащита являются ключами к обеспечению качества сварки.

 

II. Основные методы сварки и применимые сценарии

1. Энертная газообразованная сварка (TIG/MIG)

- Вольфрамовая инертная газовая сварка (TIG): Аргоновый газ изолирует кислород, а вольфрамовый электрод стабилизирует дугу. Он подходит для точной сварки тонких пластин (1 - 20 мм), таких как авиационные компоненты и электронные корпусы.

- металлическая инертная газовая сварка (MIG): она имеет высокую эффективность сварки и может обрабатывать пластины толщиной до 50 мм. Он обычно используется для сварки корпусов автомобилей и строительных конструкций. Импульсная сварка MIG еще больше уменьшает тепловую деформацию и подходит для сварки всех позиций.

2. Газовая сварка и дуговая сварка

- Газовое оборудование для сварки простое, но имеет низкую тепловую эффективность и используется только для ремонта тонких пластин (0,5 - 10 мм), таких как восстановление старых дверей и окон.

- Ручная дуговая сварка постепенно заменяется из-за своей тенденции к пористости и в настоящее время в основном используется для экстренного ремонта литых алюминиевых деталей.

3. Передовые технологии сварки

- Лазерная сварка: она фокусирует энергию для достижения точной сварки на миллиметровом уровне и обычно используется в электронных компонентах и медицинском оборудовании.

- Сварка с трением: это процесс соединения твердого состояния без дыма и пыли и не требует сварки провода. Подходит для вагонов высокоскоростных поездов и пластинок судов.

 

III. Пять ключевых шагов в сварке

1. Предварительная обработка поверхности

- Химическая очистка: удалить оксидную пленку щелочным раствором (5% - 10% NaOH) и нейтрализовать остатки маринацией (30% HNO) ₃). Подходит для серийного производства небольших деталей.

- Механическая чистка: Используйте проволочную щетку для шлифовки в сочетании с ацетоном для обезжирения для обработки крупных или многослойных сварных частей.

2. Оптимизация параметров

- Выберите ток в соответствии с толщиной материала: Для тонких пластин (1 - 3мм), рекомендуется 20 - 80А; для толстых пластин (>6мм), требуется более 150А.

- Контроль потока газа аргона на 8 - 15 л / мин. Гелий может увеличить глубину проникновения, а смешанные газы используются для специальных сплавов.

3. Контроль температуры

- Предварительное нагревание на 100 - 250 ° C для уменьшения теплового напряжения. Тонкие пластины (<3 мм) могут не требовать предварительного нагрева.

- Держите температуру между слоями ниже 150 ° C, чтобы избежать грубости зерна.

4. Контроль качества в реальном времени

- Визуально проверить, является ли образование сварки равномерным, и использовать рентгеновское обнаружение дефектов для обнаружения внутренней пористости и трещин.

- Проведение испытаний на изгиб для проверки пластичности соединения и испытаний на твердость для оценки производительности зоны, затронутой теплом.

5. Пост - обработка сварки

- Используйте пескопылку или механическую полировку для удаления цвета окисления поверхности.

- Отжигайте при 350 ° C в течение 2 часов для освобождения остаточного напряжения.

 

IV. Промышленные заявки и предложения по отбору

- Аэрокосмическая: сварка TIG используется для кож алюминиевого сплава, а сварка трения используется для топливных баков.

- Автомобильное производство: сварка MIG используется для быстрого соединения конструкции кузова, а лазерная сварка используется для уплотнения батареи.

- Железнодорожный транзит: двойная импульсная сварка MIG улучшает прочность к усталости кузова автомобиля.

 

V. Безопасность и спецификации

Операторы должны носить антиультрафиолетовые маски и огнеупорные костюмы. Рабочая зона должна быть оборудована системой вентиляции для предотвращения риска удушения аргоном. При хранении сварочных проводов держите их сухими (влажность <60%) и используйте их в течение 24 часов после открытия.

 

Освоение основных точек технологии сварки алюминия может значительно улучшить урожайность продукции и снизить производственные затраты. Предприятия должны выбирать наиболее подходящую схему сварки в соответствии с материалом детали, условиями работы и требованиями к качеству и постоянно оптимизировать параметры процесса для удовлетворения различных производственных потребностей.