Существует распространенное заблуждение, что алюминий не может быть эффективно соединен с помощью обычных процессов сварки, как стальные сплавы.
Многие думают, что с алюминием у них нет выбора и соединяют алюминиевые детали с помощью заклепок и прочих подобных механических соединений, но на самом деле все сложнее. Есть некоторые нюансы, когда речь идет о сварке алюминия.
Сварка аргоном алюминия
Способы сварки алюминия и его сплавов.
Давайте ознакомимся с методами сварки алюминиевых сплавов и лучших алюминиевых сплавов подходящих для сварки.
Эта информация поможет вам и подскажет, можно ли сваривать ваши алюминиевые детали и конструкции.
Насколько поддается сварке алюминий?
 | Свариваемость алюминия и его сплавовВообще говоря, способность алюминия к сварке (свариваемость) варьируется в зависимости от серии сплавов . Алюминий может свариваться очень хорошо или очень плохо, все зависит от марки алюминиевого сплава и метолов применяемых в процессе работы. |
Большинство алюминиевых сплавов можно сваривать в правильных условиях и при соблюдении надлежащих мер предосторожности.
Благодаря физическим и химическим свойствам алюминия, методы его сварки отличаются от других металлов. B эту практику должны выполнять только профессионалы, специально обученные сварке алюминия.
Два свойства, затрудняющие сварку алюминия.
- Оксидный слой на его поверхности
- Теплопроводность алюминия
Алюминий обладает высокой электропроводностью (37·106 См/м — 65 % от электропроводности меди) и теплопроводностью (203,5 Вт/(м·К)), обладает высокой светоотражательной способностью. Теплопроводность: (300 K) 237 Вт/(м·К)
Сварка аргоном Пермь
Оксидный слой на поверхности алюминия
Основной особенностью при работе с алюминием, является подготовка или очистка его поверхности, в сварочной зоне которую они собираются сваривать. Алюминий быстро окисляется и образует на своей поверхности высокотемпературный слой оксида, создавая проблемы при его сварке.
В атмосферных условиях поверхность алюминия покрыта тонкой оксидной пленкой, она придает ему некоторую пассивность. Но эта пленка из за ее малой толщины, большой пористости и низкой механической прочности не в состоянии защитить металл от разрушительного действия коррозии.
Теплопроводность алюминиевых сплавов
Алюминий имеет куда более высокую теплопроводность, чем она у стали. И не смотря на его более низкую температуру плавления алюминия (алюминий/температура плавления 660,3°C), которая намного ниже, чем у стали, вам нужно приложить больше тепловой энергии к сварному шву.
Температура плавления алюминия зависит от его чистоты: Температура плавления сверхчистого алюминия 99,996 %: 660,37 °С. При содержании алюминия 99,5 % плавление начинается при 657 °С. При содержании алюминия 99,0 % плавление начинается при 643 °С
Одним из способов борьбы с высокой теплопроводностью в некоторых соединениях является предварительный нагрев алюминия.
Опытные сварщики делают это, чтобы предотвратить прожоги на более тонких алюминиевых участках и на более толстых материалах, чтобы обеспечить достаточное проплавление сварного шва.
Методы сварки алюминия и его сплавов
Лучший метод сварки конкретного алюминиевого проекта будет зависеть от различных факторов. Они могут включать толщину материала, назначение детали и свариваемые сплавы, среди прочего.
Вообще говоря, двумя наиболее распространенными методами сварки алюминия являются сварка в среде инертного газа (MIG) и сварка вольфрамовым электродом в среде инертного газа (TIG). Для этих процедур обученный специалист должен подобрать соответствующий состав присадочного металла. Они будут учитывать различные факторы, такие как:
- Свариваемость основного металла
- Требования к механическим свойствам
- Устойчивость к коррозии
- Анодирующие покрытия
Существуют таблицы, помогающие выбрать соответствующие присадочные металлы для многих алюминиевых сплавов.
aluminum welding additive table — таблица присадок для сварки алюминия
Сварка алюминия трением
Сварка алюминия трением с перемешиванием (FSW) — это еще один тип сварки, который можно использовать в некоторых случаях для создания очень высокопрочных сварных швов.
В отличие от методов дуговой сварки, о которых мы упоминали, он включает использование высокоскоростного вращающегося цилиндрического инструмента для размягчения и смешивания алюминия.
К сожалению, СТП может подходить не для всех обстоятельств, так как требует специальной настройки оборудования и подходит только для сварки стыковых соединений.
Для сварки алюминия можно использовать несколько других методов сварки, таких как лазерная сварка (LBW). Однако в большинстве отраслей они менее распространены.
Сварка аргоном Пермь
Свариваемость различных серий сплавов из алюминия
Мастерская аргонодуговой сварки
Квадратные экструдированные алюминиевые трубы
Прессование (экструдирование) алюминия — процесс, при котором заготовка в основном в виде круглого цилиндра, выдавливается пресс-штемпелем под высоким давлением через формообразующий инструмент (матрицу) в целях получения одного или нескольких прессованных изделий.
Алюминиевые сплавы серий 2XXX и 7XXX
Алюминиевые сплавы серий 2XXX и 7XXX обладают очень высокой прочностью и часто используются в аэрокосмической и авиационной промышленности. Но эти сплавы иногда называют «несвариваемыми».
Большинство сплавов этой серии чрезвычайно склонны к горячему растрескиванию из-за содержания в них меди или цинка. Однако термин «несвариваемый» вводит в заблуждение, поскольку некоторые из этих сплавов действительно можно сваривать. Но сварщик должен принять особые меры предосторожности, чтобы обеспечить хорошее качество сварки.
Алюминиевые сплавы серий серии 6XXX
Сплавы, принадлежащие к серии 6XXX, обладают хорошей свариваемостью, если используются соответствующие методы для предотвращения их склонности к растрескиванию. Они не такие прочные, как сплавы 2ХХХ и 7ХХХ, но обладают другими превосходными физическими свойствами. Сплавы серии 6XXX часто используются в сварочных работах, несмотря на трудности.
Алюминиевые сплавы серий серии 4ХХХ
Сплавы серии 4ХХХ обычно используются в качестве присадочного материала для сварки других алюминиевых сплавов, в том числе серии 6ХХХ. Содержание в них кремния значительно снижает их температуру плавления и позволяет им улавливать некоторые легирующие компоненты других термообрабатываемых сплавов.
Алюминиевые сплавы серий серии 1XXX, 3XXX и 5XXX
Наконец, остальные сплавы серий 1XXX, 3XXX и 5XXX обычно демонстрируют свариваемость от хорошей до превосходной, хотя только сплавы серии 5XXX обычно используются для применений, требующих структурной целостности.
Сварка алюминия Пермь
Таблица 6 распространенных алюминиевых сплавов для сварки
В таблице показаны некоторые из наиболее часто свариваемых алюминиевых сплавов.
| Обозначение сплава | Преимущества | Недостатки | Общие приложения |
|---|---|---|---|
| 3003 | Очень популярный сплав общего назначения. Отличная формуемость и свариваемость | Не особо сильный. | Работа с листовым металлом, штамповка, топливные баки, кухонная утварь, электроника. |
| 5052 | Сильнее, чем 3003. Хорошая свариваемость и отличная коррозионная стойкость. | Не поддается термообработке. | Сосуды под давлением, резервуары, гидравлические трубки, приборы, морское оборудование. |
| 5083 | Высокая эффективность сварки и очень высокая прочность соединения. Хорошая коррозионная стойкость. | Не поддается термообработке. | Буровые установки, резервуары и морские компоненты, криогенные установки. |
| 5454 | Прочность от средней до высокой, отличная свариваемость. | Не рекомендуется для облицовки. | Применение в условиях высоких температур, например, для перевозки автоцистерн с горячим асфальтом и самосвальных кузовов, а также для хранения некоторых емкостей для хранения химикатов, таких как перекись водорода. |
| 6061 | Хороший универсальный сплав. | Не лучший рейтинг в какой-либо конкретной области. | Конструкционные и сварные узлы, вагоны, трубопроводы, самолеты, автозапчасти. |
| 6063 | Средняя прочность и хорошая коррозионная стойкость, свариваемость и обрабатываемость. | Не большая обрабатываемость. | Экструдированные детали, такие как трубы, перила, мебель, архитектурное, медицинское оборудование. |