Varjenje aluminija in aluminijevih zlitin

Varjenje aluminija in aluminijevih zlitin

Z nenehnim razvojem industrije, zelo napredovala je tudi tehnologija predelave aluminija in aluminijevih zlitin.

Zaradi fizikalnih in kemijskih lastnosti aluminija in aluminijevih zlitin, kot je močna oksidativnost, nizko tališče (660℃), hitra toplotna prevodnost, velik koeficient linearne ekspanzije, in velika talilna latentna toplota, ta članek obravnava varjenje aluminija in aluminijevih zlitin.

1. Varilne lastnosti aluminija in aluminijevih zlitin

1.1 Oksidni film

Aluminij zelo lahko oksidira na zraku in med varjenjem. Nastali aluminijev oksid ima visoko tališče (njegovo tališče je kar 2050 ℃, veliko višje od tališča aluminija 660 ℃), je zelo stabilen in ga je težko odstraniti.

Ovira taljenje in fuzijo osnovnega materiala. Oksidni film ima veliko specifično težo in ga ni enostavno priplavati na površje.

Enostavno je ustvariti napake, kot je vključevanje žlindre, nepopolna fuzija, in nepopolna penetracija.

1.2 Nastajanje por

Površinski oksidni film aluminija in absorpcija velike količine vlage lahko zlahka povzročita pore v zvaru.

Zahteve glede varilnega okolja so predvsem preprečevanje nastajanja por v zvaru.

Ko je relativna vlažnost večja od 85% ali je temperatura okolja nizka, nagnjenost k poram v zvaru se bo močno povečala zaradi kondenzirane vode, ki jo absorbira utor, površina varilne žice in notranja stena plinovoda.

Omejite relativno vlažnost na manj kot 80%, in temperatura okolja ne sme biti nižja od 5 ℃.

Če presega predpise, sprejeti je treba ustrezne zaščitne ukrepe.

(Relativna vlažnost in temperatura okolja se merita v razdalji 500-1000 mm od zvara).

Pri gradnji na prostem, na splošno je treba postaviti vetrobransko steklo, da preprečite, da bi plin argon odpihnil med obločnim varjenjem z amonijakom, kar bi vplivalo na učinek zaščite pred plinom in omogočilo nemoten potek varjenja.

1.3 Čiščenje površin

Pred varjenjem, položaj zvara je treba strogo obdelati s kemičnimi in mehanskimi metodami.

Čista kakovost oksidnega filma na površini varilne žice in utora je zelo pomembna za preprečevanje napak, kot so pore in nezavarjeni zvari.

1.4 Metoda kemičnega čiščenja

Oljni in oksidni film v območju 30-50 mm od utora se odstranita.

Zaporedje in metoda čiščenja sta naslednja: Za odstranitev površinskega olja uporabite organska topila, kot sta aceton ali ogljikov tetraklorid, in razpon čiščenja na obeh straneh utora ne sme biti manjši od 50 mm.

Varilno žico čistimo tudi s kemično metodo.

Kemično čiščenje je za namakanje 5-10% raztopino natrijevega hidroksida pri približno 70 ℃ za 30-60 sekund, ali se namočite 5-10% raztopina natrijevega hidroksida pri sobni temperaturi za kovance 35J-falcon.

Nato namočite s pribl 15% HNO (normalna temperatura) za približno 2 minut in nato sperite s toplo vodo.

Ali pa sperite s hladno vodo.

Nato pustite, da se popolnoma posuši.

Za varilne žice, ki so bile zanesljivo površinsko obdelane in niso bile oksidirane ali onesnažene, zgoraj navedeno zdravljenje ni več potrebno in jih je mogoče uporabiti neposredno.

Očiščen utor in varilna žica ne smeta biti kontaminirana pred varjenjem.

Če ni učinkovitih zaščitnih ukrepov, varjenje je treba izvesti znotraj 24 ure, sicer ga je treba ponovno očistiti.

1.5 Metoda mehanske obdelave

Površina obdelanega utora je ravna, brez robov in bliskov.

Oblika utora je v obliki črke V, brez topih robov, in kot utora je prednostno 70-75°.

Čelno varjenje različnih debelin sten mora imeti prehodni del 140 mm.

Utor in bližnjo površino je mogoče piliti, postrgan, mlet ali očiščen z a nerjavno jeklo žično krtačo približno 0,2 mm, dokler ni izpostavljen kovinski lesk.

The cleaning range on both sides should be no less than 30mm from the edge of the groove. The tools used should be degreased regularly.

1.6 Celovita zaščita

Strengthen protection during welding to prevent oxidation.

When tungsten inert gas welding, use AC power to remove the oxide film through cathode cleaning.

When gas welding, use flux that removes the oxide film.

The flux used for gas welding is chlorides and fluorides of elements such as potassium, sodium, lithium, and calcium, which can remove the oxide film.

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

Na primer, 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 Vpliv in preventivni ukrepi linearnega razteznega koeficienta

Koeficient razteznosti aluminija in aluminijevih zlitin je približno dvakrat večji od ogljikovega jekla in nizko legiranega jekla.

Stopnja prostorninskega krčenja aluminija med strjevanjem je velika, deformacije in napetosti zvarov pa so velike.

Zato, potrebni so ukrepi za preprečevanje varilne deformacije.

Ko se talina za varjenje aluminija strdi, skrčilne votline, krčenje, zlahka nastanejo toplotne razpoke in visoke notranje napetosti.

V proizvodnji, se lahko sprejmejo ukrepi za prilagajanje sestave varilne žice in postopka varjenja, da se prepreči nastanek toplotnih razpok.

Glede na proizvodne izkušnje, varilna žica z vsebnostjo silicija 4.5% do 6% bo imela boljšo odpornost proti razpokam.

Aluminij ima močno sposobnost odbijanja svetlobe in toplote.

Ni očitne spremembe barve, ko se spremeni iz trdne v tekočo.

Med varjenjem je težko oceniti stanje taljenja.

Trdnost visokotemperaturnega aluminija je zelo nizka, in je težko podpirati staljeni bazen, kar je enostavno povzročiti propad in opekline.

Da bi se izognili tej težavi, lahko uporabite metodo hrbtne blazinice.

Aluminij in aluminijeve zlitine lahko raztopijo veliko količino vodika v tekočem stanju, vendar se skoraj ne raztopijo v trdnem stanju.

V procesu strjevanja in hlajenja varilne staline, vodik nima časa pretekati, in zlahka nastanejo vodikove pore.

Vlaga v atmosferi stolpca obloka, vlaga, ki jo adsorbira oksidni film na površini varilnega materiala in osnovnega materiala, sta vir vodika v zvaru.

Zato, vir vodika mora biti strogo nadzorovan, da se prepreči nastanek por.

2. Priprava pred varjenjem

2.1 Razrez in razrez aluminijastih materialov

Obdelava utorov sprejme metodo mehanske obdelave.

Površina obdelanega utora mora biti ravna, brez robov in bliskov.

Oblika in velikost utora morata temeljiti na vrsti spoja, debelina osnovnega materiala, položaj za varjenje, metoda varjenja, prisotnost ali odsotnost blazinic in pogoji uporabe.

2.2 Dodajte začasno blazinico na zadnjo stran zvara

Podloga je lahko iz nerjavečega jekla, ogljikovo jeklo, bakrena plošča, grafitne plošče in drugih materialov, ki nimajo škodljivega vpliva na kakovost zvara.

2.3 Zvari cevovoda zahtevajo, da je notranja stena poravnana

Neusklajenost mora biti v skladu z naslednjimi predpisi:

Ko je debelina stene S≤5 mm, b≤0,5 mm

Ko je debelina stene S>5 mm, b≤0,1 mm in b≤2 mm

2.4 Neusklajenost zvarov opreme in posode

Ko je debelina stene S≤5 mm, b≤0,5 mm

Ko je debelina stene S>5 mm, b≤0,1 mm in b≤2 mm

Varilni obroč b≤0,2 mm in b≤5 mm

3. Zahteve za postopek varjenja

3.1 Predpisi o pozicioniranju zvara:

Varjeni par je lahko točkovno zvarjen zunaj utora ali točkovno pritrjen znotraj utora.

Pri varjenju pozicionirnega zvara, izbrana varilna žica se mora ujemati z osnovnim materialom.

Pozicijski zvar mora imeti ustrezno dolžino, razmika in višine, da zagotovite zadostno trdnost in med postopkom varjenja ne bo počila.

Če so odkrite napake v pozicionirnem zvaru, jih je treba obravnavati pravočasno.

Za zvar za pozicioniranje korena kot del formalnega zvara, odstraniti je treba tudi črni material in oksidni film na površini, in oba konca naj bosta obrezana v rahel naklon.

Pri odstranjevanju pozicionirne plošče se osnovni material ne sme poškodovati.

Po odstranitvi, preostalo zvarno meso je treba polirati, da se poravna s površino osnovnega materiala.

3.2 Zahteve za postopek varjenja:

A. Ročno obločno varjenje z volframovim inertnim plinom mora uporabljati napajanje z izmeničnim tokom.

Argonsko obločno varjenje s talilno elektrodo mora uporabljati napajanje z enosmernim tokom, in varilna žica mora biti povezana s pozitivno elektrodo.

B. Za zmanjšanje varilne deformacije, treba je sprejeti razumno metodo in zaporedje varjenja.

Ali togo fiksiranje, in mejo krčenja je treba upoštevati vnaprej.

C. Pred formalnim varjenjem, preskus navarjanja se lahko izvede na preskusni plošči, in procesne parametre je mogoče prilagoditi. Po potrditvi, da ni por, formalno varjenje se lahko izvede.

D. Pod pogojem zagotavljanja dobrega preboja in taljenja zvara, visok tok in visoko hitrost varjenja je treba uporabljati čim bolj v območju, ki ga dovoljujejo predpisi o postopku varjenja.

Amplituda stranskega nihanja varilne žice ne sme presegati trikratnega premera.

E. Če ni posebnih zahtev, zvar pred varjenjem ni predgret.

Pri večslojnem varjenju, temperatura vmesnega sloja mora biti čim nižja, po možnosti ne višja od 100 ℃.

F. Med varjenjem z volframovim inertnim plinom, konec varilne žice med varjenjem ne sme zapustiti območja zaščite z argonom, in kot med varilno žico in zvarjeno površino mora biti pri podajanju približno 15°.

Kot med varilno pištolo in zvarjeno površino mora biti med 80° in 90°.

Za navpično varjenje in vodoravne položaje varjenja z debelino najmanj 4 ram, ko razmere dopuščajo, varjenje spodnje plasti lahko sprejme dvostranski sinhroni postopek varjenja z argonom.

G. Med varjenjem, oksidni film med plastmi zvara, odstraniti je treba prekomerno zvarno meso in druge napake pri varjenju.

Za dvostransko varjenje ali zvare za spodnje varjenje, ki zahtevajo čiščenje korena, koren zvara je treba mehansko očistiti.

H. Aluminijaste plošče za zagon in izhodne plošče je treba namestiti na obeh koncih vzdolžnega zvara.

Po čiščenju obločne jame vzdolžnega obročnega zvara, pri nadaljevanju varjenja je priporočljivo tudi vžgati oblok na plošči za zagon obloka, in pred varjenjem počakajte, da oblok stabilno gori.

jaz. Ko so na šobi pritrjeni brizgi, ki očitno ovirajo pretok plina argona, brizganje je treba odstraniti ali pa zamenjati šobo.

Ko je volframova konica onesnažena ali ima nepravilno obliko, ga je treba popraviti ali zamenjati.

4. Inženirski primeri

4.1 Priprava pred varjenjem

Površinsko čiščenje in strojna obdelava se izvedeta v skladu z metodami 1.3 in 1.5 v razdelku 1 tega člena.

4.2 Vodnik zbiralke iz aluminija

Na splošno, pri varjenju plošč z debelino 3-4 mm, ni treba narediti razpoke, in eno plast je mogoče variti naenkrat.

Ko je debelina plošče 5-6 mm, je treba narediti utor, potrebno je enostransko varjenje in dvostransko oblikovanje.

4.3 Pad

Trdnost aluminija in aluminijevih zlitin je pri visokih temperaturah zelo nizka, tekoči aluminij pa je dober. Še posebej pri varjenju s plinskim varjenjem z acetilenom, temperatura je visoka in območje ogrevanja je veliko, in zvar je nagnjen k kolapsu.

Pri varjenju plošč z debelino 3-4 mm, na zadnji strani je treba dodati blazinico, in material blazinice je lahko izdelan iz plošče iz ogljikovega jekla.

Ko je debelina plošče 5-6 mm, je treba narediti utor, pri varjenju pa enostransko varjenje in dvostransko oblikovanje, na zadnji strani je treba dodati blazinico s krožnim utorom na površini, da se zagotovi oblikovanje hrbtne strani.

Debelina materiala blazinice mora biti večja od 12 mm, in blazinica se ne sme zlahka deformirati pri segrevanju med varjenjem.

4.4 Predgretje pred varjenjem

Za varjenje debeline 3-4 mm predgretje ni potrebno aluminijaste plošče.

Ko je debelina plošče 5-6 mm, lahko ga ustrezno predgrejemo, vendar temperatura ne sme biti previsoka, približno 100 ℃ zadostuje.

4.5 Flux

When gas welding, uporabite talilo, ki odstrani oksidni film.

Talilo, ki se uporablja za plinsko varjenje, je klorid in fluorid elementov, kot je kalij, sodium, lithium, and calcium, which can remove the oxide film.

4.6 Žica za varjenje

Varilno žico je treba izbrati tako, da ustreza materialu aluminijaste palice.

4.7 Varjenje

Aluminij ima močno sposobnost odbijanja svetlobe in toplote. Ni očitne spremembe barve, ko se spremeni iz trdne v tekočo. Med varjenjem je težko oceniti stanje taljenja. Trdnost visokotemperaturnega aluminija je zelo nizka, in je težko podpirati staljeni bazen, kar je enostavno povzročiti propad in opekline.

Pri ogrevanju, varilno žico je treba nenehno premikati po površini zvara. Ko se stopi, neprekinjeno varjenje je treba izvesti takoj brez premora na sredini.

Hitrost varjenja mora biti visoka, in hitrost podajanja varilne žice mora biti enaka. Varilna šoba se mora krožno gibati okoli zvara. Medtem ko se varilna žica napaja navzdol, v rezervoarju ga je treba mešati, da postane tekoča kovina enotna.

4.8 Čiščenje po varjenju

Ostanki talila in varilne žlindre, ki ostanejo v zvaru in okolici po varjenju, uničijo pasivni film na površini aluminija, in včasih razjedajo aluminijaste dele, zato jih je treba očistiti.

Na splošno, lahko ga očistite s preprostimi metodami, kot sta izpiranje z vročo vodo ali pihanje s paro.

5. Zaključek

S širitvijo predelovalne industrije aluminija in aluminijevih zlitin, varilna tehnologija se nenehno izboljšuje in uvaja inovacije. Uporabniki lahko izberejo različne procesne metode glede na proizvodne potrebe.

S popolnim razumevanjem in razumevanjem značilnosti in procesnih metod materialov iz aluminijevih zlitin ter sprejetjem določenih ukrepov, varjenje materialov iz aluminijevih zlitin se lahko dobro zaključi.