Características de la soldadura de aluminio y aleaciones de aluminio.
El aluminio se oxida fácilmente en el aire y durante la soldadura, y el óxido de aluminio (Al 2 Ó 3 ) generado tiene un alto punto de fusión, es muy estable y no es fácil de eliminar.
Evita la fusión y fusión del metal base.
La gravedad específica de la película de óxido es grande, por lo que no es fácil que flote fuera de la superficie y es fácil generar defectos como inclusión de escoria, fusión incompleta, penetración incompleta, etc.
La película de óxido sobre la superficie del aluminio y la absorción de grandes cantidades de agua pueden provocar fácilmente porosidad en la soldadura.
Antes de soldar, la superficie debe limpiarse a fondo mediante métodos químicos o mecánicos para eliminar la película de óxido de la superficie.
Reforzar la protección durante la soldadura para evitar la oxidación.
Durante la soldadura por arco de argón y tungsteno, se selecciona la fuente de alimentación de CA para eliminar la película de óxido mediante la “limpieza del cátodo”.
Durante la soldadura con gas, utilice fundente para eliminar la película de óxido.
Al soldar placas gruesas, el calor de soldadura se puede aumentar, por ejemplo, el calor del arco de helio es alto, se usa helio o gas mixto de helio argón como protección o se usa soldadura MIG estándar grande.
Bajo la condición de una conexión CC positiva, no es necesaria la “limpieza catódica”.
La conductividad térmica y la capacidad calorífica específica del aluminio y la aleación de aluminio son aproximadamente el doble que las del acero al carbono y el acero de baja aleación.
La conductividad térmica del aluminio es más de diez veces mayor que la del acero inoxidable austenítico.
En el proceso de soldadura, se puede transmitir rápidamente una gran cantidad de calor al metal base.
Por lo tanto, al soldar aluminio y aleaciones de aluminio, se consume innecesariamente más calor en otras partes del metal además del baño de metal fundido.
El consumo de esta energía inútil es mayor que el de soldar acero.
Para obtener uniones soldadas de alta calidad, se debe utilizar la máxima energía con energía concentrada y gran potencia.
En ocasiones también se pueden adoptar medidas tecnológicas como el precalentamiento.
El coeficiente de expansión lineal del aluminio y la aleación de aluminio es aproximadamente el doble que el del acero al carbono y el acero de baja aleación.
La contracción volumétrica del aluminio durante la solidificación es grande y la deformación y tensión de la soldadura son grandes.
Por lo tanto, se deben tomar medidas para evitar la deformación de la soldadura.
Durante la solidificación del charco de soldadura de aluminio se producen fácilmente cavidades de contracción, porosidad de contracción, grietas en caliente y altas tensiones internas.
En producción, se pueden tomar medidas para ajustar la composición del alambre de soldadura y el proceso de soldadura para evitar grietas en caliente.
Si se permite la resistencia a la corrosión, se puede utilizar alambre de soldadura de aleación de aluminio y silicio para soldar aleaciones de aluminio, excepto aleación de aluminio y magnesio.
Cuando el contenido de silicio en el aluminio y la aleación de silicio es del 0,5%, la tendencia al agrietamiento en caliente es mayor.
Al aumentar el contenido de silicio, el rango de temperatura de cristalización de la aleación se vuelve más pequeño, la fluidez mejora significativamente, se reduce la contracción y también se reduce la tendencia al craqueo en caliente.
Según la experiencia de producción, cuando el contenido de silicio es del 5% al 6%, no se producirán grietas en caliente, por lo tanto, el uso de barras SAlSi (contenido de silicio del 4,5% al 6%) en el alambre de soldadura tendrá una mejor resistencia al agrietamiento.
El aluminio tiene una gran capacidad para reflejar la luz y el calor.
Cuando se transfieren sólidos y líquidos, no hay un cambio de color evidente.
Es difícil de evaluar durante la operación de soldadura.
El aluminio de alta temperatura tiene baja resistencia y es difícil de soportar el baño de soldadura y fácil de soldar.
El aluminio y las aleaciones de aluminio pueden disolver una gran cantidad de hidrógeno en estado líquido, pero casi nada de hidrógeno en estado sólido.
En el proceso de solidificación y enfriamiento rápido del baño de soldadura, el hidrógeno no puede desbordarse con el tiempo y se forman fácilmente poros de hidrógeno.
La humedad en la atmósfera de la columna de arco y la humedad absorbida por la película de óxido sobre la superficie de los materiales de soldadura y el metal base son fuentes importantes de hidrógeno en la soldadura.
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Por lo tanto, la fuente de hidrógeno debe controlarse estrictamente para evitar la formación de poros.
Los elementos de aleación son fáciles de evaporar y quemar, lo que reducirá el rendimiento de la soldadura.
Si el metal base se fortalece por deformación o envejecimiento en solución, el calor de la soldadura reducirá la resistencia de la zona afectada por el calor.
El aluminio es una red cúbica centrada en las caras sin isómeros.
No hay transformación de fase durante el calentamiento y el enfriamiento.
Los granos de soldadura son fáciles de espesar y no pueden refinarse mediante transformación de fases.
Método de soldadura
Se pueden utilizar casi todos los tipos de métodos de soldadura para soldar aluminio y aleaciones de aluminio, pero el aluminio y las aleaciones de aluminio tienen una adaptabilidad diferente a varios métodos de soldadura, y varios métodos de soldadura tienen sus propias ocasiones de aplicación.
Soldadura por resistencia
Generalmente, la soldadura a tope por resistencia de aleación de aluminio (soldadura por puntos) solo se puede utilizar para soldadura por superposición de placas con un espesor inferior a 5 mm o entre barras con un espesor inferior a 10 mm.
Las ventajas son el bajo coste de soldadura, la alta eficiencia de soldadura y la fácil integración en líneas de producción automáticas.
Por ejemplo, la fabricación de automóviles se utiliza ampliamente.
La limitación es que el espesor de la soldadura es limitado y se deben fabricar diferentes electrodos para diferentes productos y estructuras.
Soldadura por arco de argón
La soldadura manual por arco de argón y tungsteno se utiliza principalmente para soldar estructuras de láminas de aleación de aluminio (espesor <6 mm).
Debido al efecto protector del argón y al efecto aplastante del ion argón sobre la película de óxido de aleación de aluminio, la soldadura por arco de argón puede evitar el polvo de soldadura, evitando así la corrosión de los residuos de soldadura en la junta.
Por lo tanto, después de la soldadura por arco de argón, no es necesaria la limpieza y la forma de la unión también puede quedar ilimitada.
Además, el flujo de argón que pasa a través del área de soldadura durante la soldadura puede enfriar significativamente la junta soldada, mejorando así la estructura y el rendimiento de la junta y reduciendo la deformación de la soldadura.
Soldadura con gas protegido
En general, es difícil dominar la soldadura por un lado y el conformado por ambos lados de aleaciones de aluminio con soldadura con protección de gas.
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Si las placas superiores tienen espacios, es fácil soldarlas y no es fácil controlar la penetración adicional de soldaduras sin espacios.
Generalmente, la soldadura por arco de argón CA también se utiliza para soldar aleaciones de aluminio en China, pero para placas más gruesas, la eficiencia de la soldadura por arco de argón será muy baja.
En la actualidad, la soldadura de aleación de aluminio protegida con gas por pulsos de electrodo fundido solo se utiliza en unos pocos elementos de examen, y la mayor parte de la soldadura de placa a tope es soldadura aérea, utilizada principalmente para la soldadura de carrocerías de automóviles de aleación de aluminio y estructuras de EMU.
Soldadura por fricción
La costura de soldadura por fricción y agitación de aleación de aluminio se forma mediante deformación plástica y recristalización dinámica.
El grano en la zona de soldadura es fino, sin dendritas de soldadura por fusión y la microestructura es buena.
La zona afectada por el calor es más estrecha que en la soldadura por fusión y no hay pérdidas por la quema de elementos de aleación, grietas, poros y otros defectos. El rendimiento integral es bueno.
En comparación con el método tradicional de soldadura por fusión, no produce salpicaduras, humo ni polvo, no necesita agregar alambre de soldadura ni gas protector y tiene un buen rendimiento de las juntas.
Debido al proceso de soldadura en fase sólida, la baja temperatura de calentamiento hace que la deformación de la soldadura sea pequeña.
La desventaja es que la velocidad de soldadura es lenta y el proceso no está lo suficientemente maduro.
soldadura por láser
La tecnología de soldadura láser de aleación de aluminio es una nueva tecnología desarrollada en los últimos diez años.
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En comparación con la tecnología de soldadura tradicional, tiene las características de funcionamiento potente, alta confiabilidad, sin necesidad de condiciones de vacío y alta eficiencia.
Se caracteriza por alta densidad de potencia, bajo aporte total de calor, gran penetración del mismo aporte térmico, pequeña zona afectada por el calor, pequeña deformación de soldadura, alta velocidad, fácil automatización industrial, etc.
Su desventaja es que al soldar aleaciones de aluminio, la energía no se puede absorber por completo, lo que genera grandes cantidades de desperdicio y altos costos de adquisición de equipos.
