Sveising av aluminium og aluminiumslegeringer

Sveising av aluminium og aluminiumslegeringer

Med kontinuerlig utvikling av industrien, bearbeidingsteknologien til aluminium og aluminiumslegeringer har også gjort store fremskritt.

På grunn av de fysiske og kjemiske egenskapene til aluminium og aluminiumslegeringer, slik som sterk oksiderbarhet, lavt smeltepunkt (660℃), rask varmeledningsevne, stor lineær ekspansjonskoeffisient, og stor smeltende latent varme, denne artikkelen diskuterer sveising av aluminium og aluminiumslegeringer.

1. Sveiseegenskaper for aluminium og aluminiumslegeringer

1.1 Oksydfilm

Aluminium er veldig lett å oksidere i luften og under sveising. Det genererte aluminiumoksidet har et høyt smeltepunkt (smeltepunktet er så høyt som 2050 ℃, mye høyere enn smeltepunktet til aluminium 660 ℃), er veldig stabil og vanskelig å fjerne.

Det hindrer smelting og sammensmelting av modermaterialet. Oksydfilmen har stor egenvekt og er ikke lett å flyte til overflaten.

Det er lett å generere defekter som slagg-inkludering, ufullstendig fusjon, og ufullstendig penetrasjon.

1.2 Generering av porer

The surface oxide film of aluminum and the absorption of a large amount of moisture can easily cause pores in the weld.

The requirements for the welding environment are mainly to prevent the generation of pores in the weld.

When the relative humidity is greater than 85% or the ambient temperature is low, the tendency of pores in the weld will increase sharply due to the condensed water absorbed by the groove, the surface of the welding wire and the inner wall of the gas pipeline.

Limit the relative humidity to less than 80%, and the ambient temperature should not be lower than 5℃.

If it exceeds the regulations, appropriate protective measures should be taken.

(Relative humidity and ambient temperature are measured within 500-1000mm from the weldment).

In outdoor construction, a windshield should generally be set up to prevent argon gas from being blown away during ammonia arc welding, which would affect the gas protection effect and enable the welding to proceed smoothly.

1.3 Overflate rengjøring

Before welding, the weld position should be strictly treated by chemical and mechanical methods.

The clear quality of the oxide film on the surface of the welding wire and the groove is very important to prevent defects such as pores and unfused welds.

1.4 Kjemisk rengjøringsmetode

The oil and oxide film within the range of 30-50mm of the groove are removed.

The cleaning sequence and method are as follows: Use organic solvents such as acetone or carbon tetrachloride to remove surface oil, and the cleaning range on both sides of the groove should not be less than 50mm.

The welding wire is also cleaned by chemical method.

Chemical cleaning is to soak in 5-10% sodium hydroxide solution at about 70℃ for 30-60 sekunder, or soak in 5-10% sodium hydroxide solution at room temperature for 35J-falcon coins.

Then soak with about 15% HNO (normal temperature) for about 2 minutes and then wash with warm water.

Or rinse with cold water.

Then let it dry completely.

For welding wires that have been reliably surface treated and have not been oxidized or contaminated, the above treatment is no longer required and they can be used directly.

The cleaned groove and welding wire should not be contaminated before welding.

If there are no effective protective measures, welding should be carried out within 24 timer, otherwise it should be cleaned again.

1.5 Mekanisk bearbeidingsmetode

The surface of the processed groove is flat, without burrs and flash.

Sporformen er V-formet, uten butte kanter, og sporvinkelen er fortrinnsvis 70-75°.

Stumsveising av forskjellige veggtykkelser bør ha et overgangssnitt på 140mm.

Sporet og den nærliggende overflaten kan files, skrapet, frest eller renset med en rustfritt stål stålbørste på ca. 0,2 mm til metallglansen er synlig.

Rengjøringsområdet på begge sider bør ikke være mindre enn 30 mm fra kanten av sporet. Verktøyet som brukes bør avfettes regelmessig.

1.6 Omfattende beskyttelse

Styrk beskyttelsen under sveising for å forhindre oksidasjon.

Når wolfram inert gass sveising, bruk vekselstrøm for å fjerne oksidfilmen gjennom katoderengjøring.

Ved gassveising, bruk flussmiddel som fjerner oksidfilmen.

Flussmiddelet som brukes til gassveising er klorider og fluorider av elementer som kalium, natrium, litium, og kalsium, som kan fjerne oksidfilmen.

When welding thick plates, the welding heat can be increased.

For eksempel, the helium arc has high heat, and helium or argon-helium mixed gas protection is used, or a large-scale melting electrode gas shielded welding is used.

In the case of direct current positive connection, cathode cleaning is not required.

1.7 Påvirkning og forebyggende tiltak av lineær ekspansjonskoeffisient

The expansion coefficient of aluminum and aluminum alloys is about twice that of carbon steel and low-alloy steel.

The volume shrinkage rate of aluminum during solidification is large, and the deformation and stress of weldments are large.

Derfor, measures to prevent welding deformation are required.

When the aluminum welding molten pool solidifies, shrinkage cavities, shrinkage, thermal cracks and high internal stress are easily generated.

I produksjon, measures to adjust the composition of welding wire and welding process can be adopted to prevent the occurrence of thermal cracks.

According to production experience, welding wire with a silicon content of 4.5% til 6% will have better crack resistance.

Aluminum has a strong ability to reflect light and heat.

There is no obvious color change when it changes from solid to liquid.

It is difficult to judge the melting state during welding.

The strength of high-temperature aluminum is very low, and it is difficult to support the molten pool, which is easy to cause collapse and burn-through.

The back pad method can be adopted to avoid the occurrence of this problem.

Aluminum and aluminum alloys can dissolve a large amount of hydrogen in liquid state, but almost do not dissolve in solid state.

In the process of solidification and cooling of the welding molten pool, hydrogen has no time to overflow, and hydrogen pores are easily formed.

The moisture in the arc column atmosphere, the moisture adsorbed by the oxide film on the surface of the welding material and the parent material are all sources of hydrogen in the weld.

Derfor, the source of hydrogen must be strictly controlled to prevent the formation of pores.

2. Forberedelse før sveising

2.1 Kutting og kutting av aluminiumsmaterialer

The groove processing adopts mechanical processing method.

The surface of the processed groove should be flat, without burrs and flash.

The groove form and size should be based on the joint type, parent material thickness, welding position, welding method, presence or absence of pads and use conditions.

2.2 Legg til en midlertidig pute på baksiden av sveisen

The pad can be made of stainless steel, carbon steel, kobberplate, grafittplate og andre materialer som ikke har noen negativ innvirkning på sveisens kvalitet.

2.3 Rørledningssveising krever at innerveggen er i flukt

Feiljusteringen skal være i samsvar med følgende forskrifter:

Når veggtykkelsen S≤5 mm, b≤0,5 mm

Når veggtykkelsen S>5 mm, b≤0,1 mm og b≤2 mm

2.4 Feiljustering av utstyr og beholdersveiser

Når veggtykkelsen S≤5 mm, b≤0,5 mm

Når veggtykkelsen S>5 mm, b≤0,1 mm og b≤2 mm

Sveisering b≤0,2 mm og b≤5 mm

3. Krav til sveiseprosess

3.1 Plasseringssveiseforskrifter:

Sveiseparet kan punktsveises utenfor sporet eller punktfestes inne i sporet.

Ved sveising av posisjoneringssveis, den valgte sveisetråden skal samsvare med hovedmaterialet.

Posisjoneringssveisen bør ha passende lengde, avstand og høyde for å sikre at den har tilstrekkelig styrke og ikke vil sprekke under sveiseprosessen.

Hvis det blir funnet feil i posisjoneringssveisen, de bør håndteres i tide.

For rotposisjoneringssveis som en del av den formelle sveisen, det svarte materialet og oksidfilmen på overflaten bør også fjernes, og de to endene skal trimmes til en svak skråning.

Grunnmaterialet skal ikke skades når posisjoneringsplaten fjernes.

Etter fjerning, det gjenværende sveisekjøttet bør poleres for å være i flukt med overflaten på grunnmaterialet.

3.2 Krav til sveiseprosess:

EN. Manuell wolfram inert gassbuesveising bør bruke AC-strømforsyning.

Argonbuesveising for smelteelektrode bør bruke likestrøm, og sveisetråden skal kobles til den positive elektroden.

B. For å redusere sveisedeformasjon, en rimelig sveisemetode og sekvens bør vedtas.

Eller stiv fiksering, og krympemarginen bør vurderes på forhånd.

C. Før formell sveising, en overflatetest kan utføres på testplaten, og prosessparametrene kan justeres. Etter å ha bekreftet at det ikke er porer, den formelle sveisingen kan utføres.

D. Under forutsetning av å sikre god penetrasjon og sammensmelting av sveisen, høy strøm og høy sveisehastighet bør brukes så mye som mulig innenfor området tillatt av sveiseprosessforskriften.

Den laterale svingamplituden til sveisetråden bør ikke overstige tre ganger diameteren.

E. Hvis det ikke er spesielle krav, sveisingen er ikke forvarmet før sveising.

Ved flerlagssveising, mellomlagstemperaturen bør være så lav som mulig, helst ikke høyere enn 100 ℃.

F. Under wolfram inertgasssveising, enden av sveisetråden skal ikke forlate argonbeskyttelsesområdet under sveising, and the angle between the welding wire and the weld surface should be about 15° when feeding.

The angle between the welding gun and the weld surface should be maintained between 80° and 90°.

For vertical welding and horizontal welding positions with a thickness of not less than 4ram, when conditions permit, the bottom layer welding can adopt double-sided synchronous argon arc welding process.

G. During welding, the oxide film between the weld layers, excessive weld meat and other welding defects must be removed.

For double-sided welding or welds for bottom welding that require root cleaning, the weld root should be cleaned mechanically.

H. Aluminum arc starter plates and lead-out plates should be installed at both ends of the longitudinal weld.

After cleaning the arc pit of the longitudinal ring weld, it is also advisable to ignite the arc on the arc starter plate when continuing welding, and wait until the arc burns stably before welding.

jeg. When there are spatters attached to the nozzle that obviously hinder the flow of argon gas, the spatters must be removed or the nozzle must be replaced.

When the tungsten tip is contaminated or has an irregular shape, it must be repaired or replaced.

4. Tekniske eksempler

4.1 Forberedelse før sveising

Surface cleaning and machining shall be carried out according to the methods 1.3 og 1.5 in Section 1 of this article.

4.2 Aluminium samleskinne leder

Generelt, when welding plates with a thickness of 3-4 mm, it is not necessary to make a crack, and one layer can be welded at a time.

When the plate thickness is 5-6 mm, a groove needs to be made, and single-sided welding and double-sided forming are required.

4.3 Pad

The strength of aluminum and aluminum alloys is very low at high temperatures, and the fluidity of liquid aluminum is good. Especially when welding by oxyacetylene gas welding, the temperature is high and the heating range is large, and the weld metal is prone to collapse.

When welding plates with a thickness of 3-4 mm, a pad needs to be added on the back, and the pad material can be made of carbon steel plate.

When the plate thickness is 5-6 mm, a groove needs to be made, and when welding single-sided welding and double-sided forming, a pad with a circular groove on the surface needs to be added on the back to ensure the reverse side forming.

The thickness of the pad material should be more than 12mm, and the pad should not be easily deformed when heated during welding.

4.4 Forvarming før sveising

No preheating is required for welding of 3-4mm thick aluminiumsplater.

When the plate thickness is 5-6mm, it can be appropriately preheated, but the temperature should not be too high, about 100℃ is sufficient.

4.5 Flux

Ved gassveising, use a flux that removes the oxide film.

The flux used for gas welding is chloride and fluoride of elements such as potassium, natrium, litium, og kalsium, som kan fjerne oksidfilmen.

4.6 Sveisetråd

The welding wire should be selected to match the material of the aluminum bar.

4.7 Sveising

Aluminum has a strong ability to reflect light and heat. There is no obvious color change when it changes from solid to liquid. It is difficult to judge the melting state during welding. The strength of high-temperature aluminum is very low, and it is difficult to support the molten pool, which is easy to cause collapse and burn-through.

When heating, the welding wire should be constantly moved on the surface of the weldment. Once melted, continuous welding should be performed immediately without pausing in the middle.

The welding speed should be fast, and the welding wire feeding speed should keep up. The welding nozzle should make a circular motion around the weld. While the welding wire is fed downward, it should be stirred in the tank to make the liquid metal uniform.

4.8 Rengjøring etter sveising

Resterende fluss og sveiseslagg som er igjen i sveisen og i nærheten etter sveising vil ødelegge passiveringsfilmen på aluminiumsoverflaten, og noen ganger korroderer aluminiumsdelene, så de bør renses.

Generelt, den kan rengjøres med enkle metoder som spyling av varmt vann eller dampblåsing.

5. Konklusjon

Med utvidelsen av aluminium og aluminiumslegering prosessindustrien, sveiseteknologien forbedres og innoveres hele tiden. Brukere kan velge ulike prosessmetoder i henhold til produksjonsbehov.

Ved å fullt ut forstå og forstå egenskapene og prosessmetodene til aluminiumslegeringsmaterialer og ta visse tiltak, sveisingen av aluminiumslegeringsmaterialer kan fullføres godt.