Ποια κράματα αλουμινίου είναι καλύτερα για συγκόλληση;

Ποιο Τα κράματα αλουμινίου είναι τα καλύτερα για συγκόλληση? Το αλουμίνιο έχει γίνει το πιο δημοφιλές από τα μέταλλα που χρησιμοποιούνται στις σύγχρονες βιομηχανίες λόγω της μεγάλης φορητότητας, της ισχυρής αντοχής του στα στοιχεία της φύσης και της ευκολίας κατασκευής του. Τα κράματά του είναι ανεκτίμητα στην αεροδιαστημική, την αυτοκινητοβιομηχανία και τη ναυτιλία, καθώς και στις βιομηχανίες στέγασης και οικοδομών. Όμως οι προκλήσεις που δημιουργεί η συγκόλληση αλουμινίου είναι διαφορετικές από τη συγκόλληση άλλων μετάλλων, εν μέρει λόγω της υψηλής θερμικής αγωγιμότητας, της ταχύτητας σχηματισμού οξειδίων και των χαρακτηριστικών παραμόρφωσης και ρηγμάτωσης του αλουμινίου κατά τη διαδικασία συγκόλλησης. Η γνώση των ιδιοτήτων και των χαρακτηριστικών των διαφόρων κραμάτων αλουμινίου είναι σημαντική για την επιλογή του υλικού που ταιριάζει σε μια συγκεκριμένη εργασία.

Δεν είναι όλα τα κράματα αλουμινίου εξίσου συγκολλήσιμα, ενώ ορισμένα είναι καλά προσαρμοσμένα στην παραδοσιακή συγκόλληση, άλλα χρειάζονται κάποια ειδική διαδικασία συγκόλλησης, όπως η συγκόλληση με τριβή. Η επιλογή κράματος και η μέθοδος συγκόλλησης εξαρτάται από παράγοντες όπως η αντοχή, η αντίσταση στη διάβρωση, η ολκιμότητα και η δυνατότητα θερμικής επεξεργασίας. Οι επιφάνειες πρέπει επίσης να προετοιμάζονται κατάλληλα, τα μέταλλα πλήρωσης πρέπει να είναι συμβατά και οι μετασυγκολλητικές επεξεργασίες πρέπει να λαμβάνονται υπόψη για την επίτευξη συνδέσεων υψηλής ποιότητας.

Το άρθρο θα δώσει μια εμπεριστατωμένη αναφορά σχετικά με τους καλύτερους τύπους κραμάτων αλουμινίου για συγκόλληση, τα χαρακτηριστικά τους, τα οφέλη που σχετίζονται με τη χρήση τους, τις συστάσεις που πρέπει να ακολουθήσετε και τις προκλήσεις που πρέπει να περιμένετε κατά τη συγκόλληση αυτών των τύπων κραμάτων αλουμινίου. Με βάση αυτές τις γνώσεις, οι επαγγελματίες θα είναι σε θέση να επιτύχουν ανθεκτικές, αξιόπιστες και καλής απόδοσης συγκολλητές κατασκευές σε διάφορες βιομηχανικές και δομικές εφαρμογές.

Τι είναι τα κράματα αλουμινίου

Τα κράματα αλουμινίου είναι τα υλικά που χρησιμοποιούνται με την προσθήκη άλλων μετάλλων στο αλουμίνιο για την ενίσχυση των ιδιοτήτων του, όπως αντοχή, αντοχή στη διάβρωση, δυνατότητα κατεργασίας ή συγκόλλησης. Το καθαρό αλουμίνιο είναι αδύναμο, ελαφρύ, μαλακό και πολύ καλά ανθεκτικό στη διάβρωση. Με την ανάμειξη πρόσθετων στοιχείων (όπως χαλκός (Cu), μαγνήσιο (Mg), πυρίτιο (Si), μαγγάνιο (Mn) ή ψευδάργυρος (Zn)), οι μηχανικοί μπορούν να κατασκευάσουν κράματα κατάλληλα για διάφορους τύπους εφαρμογών, όπως αεροδιαστημική, εξαρτήματα αυτοκινήτων, θαλάσσιες και κτιριακές κατασκευές.

Μερικά σημεία των κραμάτων αλουμινίου

• Ενισχυμένη δύναμη: Η κραματοποίηση προσδίδει αυξημένη αντοχή σε σύγκριση με το καθαρό αλουμίνιο.
• Αντοχή στη διάβρωση: ορισμένα κράματα περιλαμβάνουν μαγνήσιο και άλλα κράματα με τη φήμη ότι αντιστέκονται στη σκουριά και τη διάβρωση που προκαλούν οι περιβαλλοντικές συνθήκες.
• Συγκολλησιμότητα: Άλλα κράματα αλουμινίου συγκολλούνται εύκολα, αλλά ορισμένα τείνουν να ραγίσουν.
• Κατηγορίες:
• Μηχανικά επεξεργασμένα σφυρήλατα κράματα: (εφαρμογή σε) εξηλασμένες, πλάκες, φύλλα (π.χ. σειρές 1xxx, 5xxx, 6xxx).
• Κράματα χύτευσης: Αυτά δημιουργούνται με τη χύτευση ενός ρεύματος λιωμένου αλουμινίου σε καλούπια για τη δημιουργία σύνθετων τύπων.

Με απλά λόγια, τα κράματα αλουμινίου έχουν τις ελαφριές, ανθεκτικές στη διάβρωση ιδιότητες του αλουμινίου με επιπλέον ευνοϊκές ιδιότητες που απαιτούνται για να ανταποκρίνονται στις ανάγκες μιας βιομηχανικής εφαρμογής.

Γνωρίζοντας τα κράματα αλουμινίου

Τα κράματα αλουμινίου διακρίνονται σε σφυρηλατημένα κράματα και χυτά κράματα. Τα κράματα μηχανικής κατεργασίας είναι σφυρηλατημένα σε φύλλα, πλάκες ή εξώθηση, αλλά τα κράματα χύτευσης έχουν τη μορφή χυτού λιωμένου αλουμινίου σε καλούπια. Τα σφυρηλατημένα κράματα χωρίζονται περαιτέρω σε σειρές ανάλογα με τα στοιχεία κράματος:

• Σειρά 1xxx (καθαρό αλουμίνιο) - Περιέχει κυρίως αλουμίνιο με καθαρότητα 99 τοις εκατό ή περισσότερο. Τέτοια κράματα είναι μαλακά, εξαιρετικά διαβρωτικά και συγκολλούνται εύκολα.
• Σειρά 2xxx (κράματα Al-Cu) -Έχουν υψηλή αντοχή, αλλά έχουν μειωμένη αντοχή στη διάβρωση και είναι πιο δύσκολο να συγκολληθούν, επειδή είναι πιο επιρρεπείς σε ρωγμές.
• Σειρά 3xxx (κράματα Al-Mn) -Καλή αντοχή στη διάβρωση, μέτρια αντοχή και καλή συγκολλησιμότητα.
• Σειρά 4xxx (κράματα Al-Si) -Συνήθως έχουν μέτρια συγκολλησιμότητα και χρησιμοποιούνται στην αυτοκινητοβιομηχανία και την αεροδιαστημική.
• Σειρά 5xxx (κράματα Al-Mg) - Καλή αντοχή στη διάβρωση, υψηλή αντοχή και καλή συγκολλησιμότητα.
• Σειρά 6xxx (κράματα Al-Mg-Si) -Καλή αντοχή και αντοχή στη διάβρωση, μέτρια συγκολλησιμότητα.
• Σειρά 7xxx (κράματα Al-Zn-Mg-Cu) -εξαιρετικά υψηλή αντοχή με χαμηλή ικανότητα συγκόλλησης και επιρρεπή σε ρωγμές.
• Η επιλογή του κράματος επηρεάζει σημαντικά την ικανότητα συγκόλλησης και την ικανότητά του να συγκολληθεί μαζί με την ποιότητα της άρθρωσης που επίσης επηρεάζεται με αυτόν τον τρόπο.

Συνθήκες που επηρεάζουν τη συγκολλησιμότητα

Τα κράματα αλουμινίου μπορούν να συγκολληθούν, ανάλογα με διάφορους παράγοντες:

• Στοιχεία κράματος: Πρόκειται για στοιχεία όπως το μαγνήσιο (Mg), το πυρίτιο (Si), ο χαλκός (Cu) και ο ψευδάργυρος (Zn) που επηρεάζουν την ικανότητα συγκόλλησης. Χαλκός: Τα υψηλά επίπεδα χαλκού, όπως στα κράματα της σειράς 2xxx, μπορούν να επιδεινώσουν την εύκολη συγκόλληση και να καταστήσουν πιο πιθανή τη φύση της θερμής ρωγμής.
• Θερμική αγωγιμότητα και σημείο τήξης: Το αλουμίνιο άγει τη θερμότητα περίπου τέσσερις φορές περισσότερο από τον χάλυβα, γεγονός που κάνει τη θερμότητα να εξαπλώνεται εύκολα και καθιστά δύσκολη τη διατήρηση μιας σταθερής λίμνης συγκόλλησης. Ένας άλλος κίνδυνος που ενέχει για το αλουμίνιο το χαμηλό σημείο τήξης του είναι το burn-through κατά τη συγκόλληση.
• Ευαισθησία σε ρωγμές: Τα κράματα των 2xxx και 7xxx έχουν την τάση να ραγίζουν κατά τη στερεοποίηση λόγω των τάσεων που συγκεντρώνονται κατά την ψύξη.
• Οξείδωση της επιφάνειας: Το αλουμίνιο σχηματίζει εύκολα και αυθόρμητα ένα πολύ σκληρό δέρμα οξειδίου όταν έρχεται σε επαφή με τον αέρα. Αυτό το στρώμα οξειδίου τήκεται σε υψηλότερο εύρος θερμοκρασιών σε σύγκριση με το υποκείμενο μέταλλο και θα πρέπει να.

Τα καλύτερα κράματα αλουμινίου για συγκόλληση

Κράμα 5052

Το κράμα Al-Mg (αλουμίνιο-μαγνήσιο) 5052 θεωρείται από πολλούς ως ένα από τα πιο φιλικά προς τη συγκόλληση κράματα. Αυτό οφείλεται στην υψηλή περιεκτικότητά του σε μαγνήσιο και ως εκ τούτου έχει καλή αντοχή στη διάβρωση, ιδίως σε θαλάσσια περιβάλλοντα και εφαρμογές στη χημική επεξεργασία.

Εφαρμογές: Μέτρια έως υψηλή αντοχή, υψηλή ολκιμότητα και αντοχή στη διάβρωση πάνω από το μέσο όρο.

Πλεονεκτήματα:

• Πραγματικά καλή συγκολλησιμότητα με τεχνικές TIG ή MIG.
• Δεν είναι ανθεκτικά στην παραμόρφωση και τη θερμή ρηγμάτωση κατά τη συγκόλληση.
• Έχει εξαιρετικές ιδιότητες αντίστασης στη διάβρωση λόγω συγκόλλησης.

Υλικά: αυτοκίνητα, φύλλα στέγης και βιομηχανικός εξοπλισμός.

Κράμα 5083

Το κράμα αλουμινίου-μαγνησίου 5083 έχει υψηλή αντοχή σε χαμηλές θερμοκρασίες και συνεπώς εφαρμόζεται στη ναυτιλία και την κρυογενετική. Αντιστέκεται στη διάβρωση ειδικά σε βιομηχανικό και θαλασσινό νερό.

Χαρακτηριστικά: Εξαιρετικά υψηλή αντοχή, καλή αντιδιαβρωτική προστασία, καλή αντοχή στην κόπωση.

Πλεονεκτήματα:

• Μεγάλη συγκολλησιμότητα με την ελάχιστη προετοιμασία μετά τη συγκόλληση.
• Πολύ ανθεκτικό στις ρωγμές λόγω τάσης και στη διάβρωση.
• Χρησιμοποιείται σε εφαρμογές που απαιτούν υψηλή δομική ακεραιότητα, όπως αυτές που αφορούν εφαρμογές βαρέως τύπου.

Εφαρμογές: Εξοπλισμός: Ναυπηγική, δοχεία πίεσης και δεξαμενές, πλαίσια και εξοπλισμός αυτοκινήτων και εξοπλισμός μεταφορών.

5754 κράμα

Ένα άλλο κράμα Al-Mg είναι το A-Mg 5754 το οποίο μπορεί να περιγραφεί ως μέτριας αντοχής με υψηλή αντοχή στη διάβρωση και υψηλή διαμορφωσιμότητα. Επιτυγχάνει επίσης δομική αντοχή, καθώς και συγκολλησιμότητα και γι' αυτό χρησιμοποιείται συνήθως όπου η δομική αντοχή είναι το κλειδί, καθώς και η συγκολλησιμότητα.

Χαρακτηριστικά: Μέτρια αντοχή, υψηλή ολκιμότητα, είναι ανθεκτικό στη διάβρωση.

Πλεονεκτήματα:

• Εξαιρετική συγκόλληση με τις διαθέσιμες μεθόδους συγκόλλησης.
• Εξαιρετική διάβρωση σε θαλάσσιες και βιομηχανικές συνθήκες.
• Έχει καλή διαμορφωσιμότητα και αρκετά καλή αντοχή ακόμη και όταν συγκολληθεί.

Εφαρμογές: Πάνελ αυτοκινήτων, δομικά πάνελ, επενδύσεις κατασκευών και θαλάσσια.

Κράμα 6061

Το κράμα Al-Mg-Si με τη σύνθεση 6061 έχει βρει ευρεία χρήση στους δομικούς και αεροδιαστημικούς τομείς. Αποτελεί συμβιβασμό μεταξύ σκληρότητας, αντοχής στη διάβρωση και χρηστικότητας.

Τύπος ακινήτων: Μέτρια-υψηλή αντοχή, πολύ καλή αντοχή στη διάβρωση και μέτρια ολκιμότητα.

Πλεονεκτήματα:

• Μπορεί να συγκολληθεί με TIG ή MIG με πιθανή προθέρμανση που απαιτείται σε παχιά τμήματα.
• Οι μηχανικές ιδιότητες ανακτώνται με θερμική επεξεργασία μετά τη συγκόλληση.
• Με εξαιρετική αναλογία αντοχής προς βάρος, είναι κατάλληλο για χρήση σε δομικά μέρη.

Εφαρμογές: Κατασκευές αεροσκαφών, αγωγοί, εξαρτήματα αυτοκινήτων, κατασκευές γεφυρών και δομικά προϊόντα.

Κράμα 6063

Το κράμα Al-Mg-Si (6063) είναι ένα άλλο αρχιτεκτονικό και διακοσμητικό κράμα Al, το οποίο χαρακτηρίζεται για το λείο φινίρισμα της επιφάνειάς του και για την ικανότητά του να αντιστέκεται στη διάβρωση.

Ιδιότητες: Ισχυρή ή μέτρια αντοχή, καλή αντοχή στη διάβρωση, καλό φινίρισμα επιφάνειας.

Πλεονεκτήματα:

• Υπερέχει στη συγκολλησιμότητα όλων των τύπων πάχους.
• Ικανό να αντιστέκεται στη διάβρωση, επίσης, συμπεριλαμβανομένων των εξωτερικών χώρων και της αρχιτεκτονικής.
• Η λεία επιφάνεια μπορεί να ανοδιωθεί και να επισημανθεί με διακόσμηση.

Εφαρμογές: Αρχιτεκτονική δομή, κουφώματα, πόρτες, κουρτινότοιχοι και εξωθήσεις.

Κράμα 1100

Το κράμα αλουμινίου 1100 μπορεί να φαίνεται σχεδόν σαν ένα καθαρό κράμα αλουμινίου (είναι αλουμίνιο 99%). Είναι μαλακό, όλκιμο και πολύ εύκολο στη συγκόλληση, οπότε είναι κατάλληλο όταν το θέμα είναι η αντίσταση και όχι η αντοχή.

Υψηλή ολκιμότητα: Εξαιρετική αντοχή στη διάβρωση, χαμηλή αντοχή.

Πλεονεκτήματα:

• Συγκολλάται πολύ εύκολα με ελάχιστη έως καθόλου προετοιμασία.
• Πολύ καλή αντοχή στη διάβρωση, ακόμη και σε βαριά χημικά.
• Λυγίζει, διαμορφώνεται και πλάθεται πολύ εύκολα.
• Εφαρμογές: Στέγες, πλαισιώσεις, χημικός εξοπλισμός, αντικείμενα κουζίνας και εφαρμογές χαμηλής αντοχής.

Κράμα 1350

Ένα άλλο κράμα αλουμινίου υψηλής καθαρότητας που εφαρμόζεται στις ηλεκτρικές και χημικές βιομηχανίες είναι το1350. Είναι απίστευτα ισχυρό και έχει μεγάλη αντοχή στη διάβρωση, καθώς και πολύ καλή συγκολλησιμότητα και είναι ένα πολύ αξιόπιστο μέταλλο όταν χρησιμοποιείται σε εξειδικευμένες ρυθμίσεις.

Πλεονεκτήματα: Ανοσία στη διάβρωση, εξαιρετική ικανότητα συγκόλλησης και χαμηλό βάρος.

Πλεονεκτήματα:

• Εύκολη συγκόλληση με συμβατικό τρόπο.
• Ελαφρύς σε βάρος, επομένως εφαρμόσιμος σε μεταφερόμενα μηχανήματα.
• Είναι ανθεκτικό στη διάβρωση και έχει μεγάλη διάρκεια ζωής ακόμη και σε περιβάλλοντα με χημικά ή θαλασσινό νερό.
• Εφαρμογές: Εξοπλισμός επεξεργασίας, αγωγοί, ηλεκτρικές γραμμές και δεξαμενές αποθήκευσης χημικών ουσιών.

κράματα αλουμινίου, καθώς και των κύριων ιδιοτήτων τους και της δυνατότητας συγκόλλησης

Ο τεχνικός πίνακας που ακολουθεί περιέχει τον κατάλογο με τις πλήρεις ονομασίες των κραμάτων αλουμινίου, καθώς και τις κύριες ιδιότητές τους και την ικανότητά τους να συγκολλούνται:

Αυτή είναι μια έκδοση που χρησιμοποιεί τα κατάλληλα ονόματα κραμάτων αναφοράς σε βιβλία μηχανικής και αεροδιαστημικούς/βιομηχανικούς όρους.

Οι τύποι κράματος αλουμινίου

Τα κράματα αλουμινίου κατηγοριοποιούνται σε δύο μεγάλες ομάδες, δηλαδή: σφυρηλατημένα κράματα και χυτά κράματα. Κάθε τύπος έχει συγκεκριμένα χαρακτηριστικά, χρήσεις και συγκολλησιμότητα.

1. Κράματα αλουμινίου, σφυρηλατημένα

Τα μηχανικά κατεργασμένα φύλλα, πλάκες, φύλλα, ράβδοι ή εξώθηση κατασκευάζονται από σφυρηλατημένα κράματα. Υποδιαιρούνται σε δύο σειρές όσον αφορά τη σύνθεσή τους:

Μη θερμικά επεξεργάσιμα κράματα:

• Αυτά τα κράματα δεν μπορούν να αποκτήσουν αντοχή με τις εν λόγω θερμικές επεξεργασίες αλλά με ψυχρή εργασία Αντίθετα, τα παραδείγματα περιλαμβάνουν, 1000, 3000 και 5000 σειρές. Είναι πολύ ανθεκτικά στη διάβρωση και έχουν καλή συγκολλησιμότητα, οπότε χρησιμοποιούνται ως θαλάσσιες κατασκευές, στέγες και συσκευές χημικής επεξεργασίας.

Κράματα που μπορούν να υποστούν θερμική επεξεργασία:

•  Η επεξεργασία αυτών των κραμάτων με διαλύματα μπορεί επίσης να προσφέρει αντοχή. Παραδείγματα είναι οι σειρές 2000, 6000 και 7000. Είναι ισχυρά, αλλά μπορεί να είναι δύσκολα συγκολλήσιμα, σε ορισμένες περιπτώσεις χρειάζονται ειδικές μεθόδους. Εφαρμογές είναι η αεροδιαστημική, η αυτοκινητοβιομηχανία και ο δομικός σκελετός.

2. Χύτευση κραμάτων αλουμινίου

Το χύτευση αλουμινίου κράματα πραγματοποιούνται με τη χύτευση λιωμένου κράματος σε χυτά. Εφαρμόζονται στα πολύπλοκα σχήματα που είναι δύσκολο να δημιουργηθούν με τις διεργασίες σφυρηλάτησης. Τα κράματα χύτευσης μπορεί να είναι θερμικά επεξεργασμένα ή μη επεξεργασμένα και παρέχουν μια ομοιόμορφη ισορροπία αντοχής, αντοχής στη διάβρωση και κατεργασιμότητας. Τυπικές χρήσεις περιλαμβάνουν μπλοκ κινητήρων, εξαρτήματα αυτοκινήτων και μηχανήματα.

Είναι κρίσιμο να κατανοήσετε τη φύση του κράματος αλουμινίου όταν επιλέγετε το κατάλληλο υλικό που θα χρησιμοποιηθεί στη συγκόλληση, καθώς αυτό είναι πιθανό να επηρεάσει τις μηχανικές ιδιότητες, την αντοχή στη διάβρωση καθώς και την ποιότητα των αρθρώσεων.

Σκληρότερα κράματα αλουμινίου για συγκόλληση

Κράμα 2024

Υλικό Al-Cu υψηλής αντοχής, που χρησιμοποιείται στην αεροδιαστημική βιομηχανία και σε παρόμοιες χρήσεις υψηλής τάσης.

Προκλήσεις:

• Τείνει να είναι ευαίσθητο σε θερμές ρωγμές κατά τη συγκόλληση.
• Χρειάζονται ειδικές μέθοδοι και μέταλλα πλήρωσης.
• Πρέπει να ακολουθήσει θερμική επεξεργασία μετά τη συγκόλληση για την ανάκτηση των μηχανικών ιδιοτήτων.

2219 Κράμα

Χαρακτηριστικά: Κράμα Al-Cu υψηλής αντοχής που εφαρμόζεται σε αεροδιαστημικά και πυραυλικά εξαρτήματα.

Προκλήσεις:

• Πολύ δύσκολο να συγκολληθεί, καθώς μπορεί να ραγίσει και να παραμορφωθεί.
• Και απαιτεί μεγάλη δεξιότητα στη θέρμανση και την τέλεια συγκόλληση.

Κράμα 7075

Χαρακτηριστικά: Το κράμα Al-Zn-Mg-Cu είναι εξαιρετικά υψηλής αντοχής και χρησιμοποιείται συνήθως σε αεροδιαστημικά και στρατιωτικά προϊόντα.

Προκλήσεις:

• Κακή συγκολλησιμότητα- δεν πρέπει να συγκολλούνται συμβατικά.
• Πολύ ευαίσθητο στη διάβρωση λόγω τάσης.
• Συνήθως χρησιμοποιούνται συγκολλήσεις με ανάδευση τριβής ή άλλες ειδικές διεργασίες.

Τεχνικές συγκόλλησης αλουμινίου

Είναι επιτακτική ανάγκη να επιλέξετε την κατάλληλη διαδικασία συγκόλλησης, όπως είναι και η επιλογή του κατάλληλου κράματος. Οι πιο συχνά χρησιμοποιούμενες μέθοδοι συγκόλλησης αλουμινίου είναι οι εξής:

• Συγκόλληση TIG (GTAW): Μπορούν να παραχθούν λεπτές και καθαρές συγκολλήσεις, ωστόσο είναι κατάλληλο για λεπτά υλικά. Είναι συνηθισμένο όταν πρόκειται για κράματα 1xxx, 5xxx και 6xxx.
• Συγκόλληση MIG (GMAW): Προσφέρει ταχύτερους ρυθμούς εναπόθεσης, μπορεί να χρησιμοποιηθεί με μεγαλύτερου πάχους διατομές και είναι συχνά η διαδικασία συγκόλλησης που επιλέγεται στη βιομηχανία για τη συγκόλληση κραμάτων αλουμινίου των σειρών 5xxx και 6xxx.
• Μέταλλα πλήρωσης: Είναι σημαντικό να επιλέξετε το κατάλληλο μέταλλο πλήρωσης. Ως εκ τούτου, τα πληρωτικά υλικά 5356 εφαρμόζονται στα κράματα 5xxx και το 4043 στα κράματα 6xxx.
• Προθέρμανση και μετά: Θεραπεία: Προθέρμανση: Η προθέρμανση αποφεύγει τα προβλήματα που σχετίζονται με το θερμικό σοκ και τη δημιουργία ρωγμών, ιδίως σε παχιά εξαρτήματα. Ορισμένα κράματα χρειάζονται τεχνητή γήρανση για να ανακτήσουν την αντοχή τους μετά τη συγκόλληση.

Πρακτικές προτάσεις στη συγκόλληση κράματος αλουμινίου

Συνθέσεις συγκόλλησης αλουμινίου Το αλουμίνιο μπορεί να συγκολληθεί εύκολα, αλλά η εργασία αυτή χρειάζεται επιπλέον σχεδιασμό και τεχνική, καθώς το αλουμίνιο έχει υψηλή θερμική αγωγιμότητα, τάση να αναπτύσσει οξειδωτικές επιστρώσεις και μπορεί εύκολα να παραμορφωθεί ή να σπάσει. Το σωστό κράμα και η τεχνική μπορούν να βελτιώσουν σημαντικά την αντοχή της συγκόλλησης και την ποιότητα. Τα παρακάτω αποτελούν προτάσεις εργασίας:

1. Επιλέξτε το σωστό κράμα για τη χρήση

• Σε θαλάσσια, χημικά και επιρρεπή στη διάβρωση περιβάλλοντα: Τα 5052, 5083 και 5754 είναι η τέλεια επιλογή.
• Μέτρια αντοχή: Τα 6061, 6063 χρησιμοποιούνται κυρίως σε στιβαρές κατασκευές.
• Για χρήση στη διακόσμηση ή ως υλικά χαμηλής αντοχής: Μπορούν να χρησιμοποιηθούν τα 1100, 1350.
• Αποφύγετε τα κράματα: όπως 2024, 2219 και 7075, εκτός εάν χρησιμοποιούνται εξειδικευμένες μέθοδοι όπως η συγκόλληση με τριβή.

2. Επιλέξτε την κατάλληλη διαδικασία συγκόλλησης

• TIG (GTAW): Είναι μια ακριβής και καθαρή διαδικασία και χρησιμοποιείται συχνά όταν πρόκειται για συγκολλήσεις λεπτών διατομών. Κατάλληλη για 5052, 5083, 6061 και 1100.
• Αδρανές αέριο μετάλλου (GMAW): Χρησιμοποιεί το βιομηχανικό πρότυπο MIG (αδρανές αέριο μετάλλου ή τόξο αερίου-μετάλλου). Εφαρμόζεται ταχύτερα όπου απαιτείται παχύτερο μέταλλο- εφαρμόζεται συνήθως σε βιομηχανικές εφαρμογές. Κατάλληλο για 5052, 6061 και 5754.
• Συγκόλληση με τριβή (FSW): Αυτή η τεχνική συγκόλλησης είναι πιο παραγωγική με τα κράματα υψηλής αντοχής, όπως τα 7075 και 2219, στα οποία δεν προτείνεται η συγκόλληση σύντηξης.

3. Προετοιμασία επιφάνειας

• Πριν καλέσετε για να κουρνιάσετε, καθαρίστε την επιφάνεια του οξειδίου του αλουμινίου είτε με βούρτσα από ανοξείδωτο χάλυβα είτε με χημικό καθαριστικό πριν από τη συγκόλληση.
• Βεβαιωθείτε ότι η επιφάνεια δεν είναι λιπαρή ή υγρή, διαφορετικά το υλικό μπορεί να είναι πορώδες και να έχει αδύναμους δεσμούς.

4. Ρύθμιση εισόδου θέρμανσης

• Το αλουμίνιο διοχετεύει τη θερμότητα πολύ γρήγορα και έτσι η υπερθέρμανση προκαλεί παραμόρφωση, κάψιμο ή αντοχή.
• Ελαχιστοποιήστε τα μεγάλα περάσματα συγκόλλησης και τα ακατάλληλα μεγέθη ηλεκτροδίων και χρησιμοποιήστε προθέρμανση (όπου είναι απαραίτητο) για να εξασφαλίσετε ομοιόμορφη κατανομή της θερμότητας.

5. Χρήση μετάλλων πλήρωσης συμβατότητας

• Για να διατηρήσετε την αντοχή και να αποφύγετε τη διάβρωση, προσαρμόστε το κράμα πλήρωσης στο βασικό μέταλλο.
• Μερικά από τα κοινά κράματα πλήρωσης είναι τα κράματα πλήρωσης 4045, 5356 και 5556, ανάλογα με τη βάση του αλουμινίου.

6. Θεραπείες μετά τη συγκόλληση

• Στην περίπτωση κραμάτων που απαιτούν θερμική επεξεργασία, όπως το 6061 ή το 2024, θα πρέπει να γίνεται θερμική επεξεργασία μετά τη συγκόλληση για την αποκατάσταση των μηχανικών ιδιοτήτων.
• Περισσότερη αντοχή στη διάβρωση μπορεί να επιτευχθεί με ανοδίωση ή άλλες προστατευτικές επιστρώσεις όταν πρόκειται για θαλάσσια ή άλλα διαβρωτικά περιβάλλοντα.

7. Ελαχιστοποίηση της παραμόρφωσης

• Οι κλιμακωτές συγκολλήσεις, η σύσφιξη και η συγκόλληση με συγκόλληση μπορούν να βοηθήσουν στη μείωση της στρέβλωσης ή της καταπόνησης.
• Για την απορρόφηση της επιπλέον θερμότητας σε λεπτά φύλλα μπορούν να χρησιμοποιηθούν ράβδοι στήριξης ή πλάκες ψύξης.
• Αυτές οι χρήσιμες προτάσεις εγγυώνται στιβαρή, σκληρή και ανθεκτική στη διάβρωση συγκολλητή ομοιομορφία σε αλουμίνιο και ελαχιστοποιούν την πιθανότητα ρωγμών, κακομορφίας ή συντριβής.

Συμπέρασμα

Η συγκόλληση των κραμάτων αλουμινίου απαιτεί ένα είδος ισορροπίας μεταξύ της επιλογής του υλικού, της διαδικασίας και της θερμικής θεραπείας μετά τη συγκόλληση για την απόκτηση στιβαρών, σταθερών και ανθεκτικών στη διάβρωση αρθρώσεων. Από τη μεγάλη ποικιλία των διαθέσιμων κραμάτων αλουμινίου, τα 5052, 5083, 5754, 6061, 6063, 1100 και 1350 παρουσιάζουν τα καλύτερα χαρακτηριστικά όσον αφορά την αντοχή στη διάβρωση, την ολκιμότητα και την ευκολία κατασκευής, προκειμένου να συγκολληθούν με επιτυχία. Αυτός ο τύπος κράματος είναι κοινός σε βιομηχανίες, όπως η ναυτιλιακή βιομηχανία, η αυτοκινητοβιομηχανία, η αεροδιαστημική βιομηχανία και η δομική βιομηχανία, λόγω της μέτριας έως υψηλής αντοχής του με καλή συγκολλησιμότητα. Αντίθετα, στα υψηλότερα άκρα των αντοχών στο φάσμα των κραμάτων (2024, 2219 και 7075) τα κράματα υψηλής αντοχής είναι ιδιαίτερα δύσκολα στη συγκόλληση, επειδή είναι επιρρεπή σε θερμή ρηγμάτωση, παραμόρφωση και απώλεια των ιδιοτήτων αντοχής, απαιτώντας είτε ειδικές μεθόδους συγκόλλησης (συγκόλληση με τριβή ανάδευσης, ελεγχόμενη θερμική επεξεργασία) είτε ειδικές θερμικές επεξεργασίες.

Τέτοιες πρακτικές πτυχές όπως η προετοιμασία της επιφάνειας σύνδεσης, η θερμοκρασία, η χρήση κατάλληλων πληρωτικών υλικών, καθώς και οι μετασυγκολλητικές επεξεργασίες είναι σημαντικές για τη διασφάλιση της βέλτιστης χρήσης των συγκολλημένων κατασκευών από αλουμίνιο. Γνωρίζοντας τις ιδιότητες, τα οφέλη και τα μειονεκτήματα κάθε κράματος, οι μηχανικοί και οι κατασκευαστές μπορούν να λάβουν τεκμηριωμένες αποφάσεις που θα οδηγήσουν σε επαρκή δομική αντοχή και μεγάλη διάρκεια ζωής. Τέλος, επιλέγοντας το σωστό κράμα αλουμινίου και τηρώντας τις σωστές διαδικασίες συγκόλλησης, μπορεί να εξασφαλιστεί υψηλή ποιότητα και ασφάλεια στη συγκόλληση, αυξάνοντας την ασφάλεια και την αποτελεσματικότητα όλων των βιομηχανικών και αρχιτεκτονικών και τεχνολογικών προϊόντων και εφαρμογών.

Συχνές ερωτήσεις

1. Ποια είναι τα ευκολότερα κράματα αλουμινίου για συγκόλληση;

Τα κράματα 5052, 5083, 5754, 6061, 6063, 1100 και 1350 είναι τα πιο εύκολα στη συγκόλληση. Τα κράματα αυτά έχουν καλή αντοχή στη διάβρωση, υψηλή ολκιμότητα και πολύ μικρή πιθανότητα ρηγμάτωσης κατά τη συγκόλληση, καθιστώντας τη χρήση του κράματος κατάλληλη στην πλειονότητα των βιομηχανικών και δομικών εφαρμογών.

2. Γιατί ορισμένα κράματα αλουμινίου είναι δύσκολο να συγκολληθούν;

Κράματα όπως τα 2024, 2219, 7075 είναι δύσκολο να συγκολληθούν λόγω της υψηλής αντοχής και ότι μπορούν να υποστούν θερμική επεξεργασία, ότι έχουν την τάση να αναπτύσσουν θερμές ρωγμές, παραμορφώσεις και αυτοί είναι μερικοί από τους κινδύνους που αντιμετωπίζουν κατά τη διάρκεια της συμβατικής διαδικασίας συγκόλλησης σύντηξης, την ικανότητα να χάνουν τις μηχανικές τους ιδιότητες. Ειδικές διεργασίες σύνδεσης, όπως η συγκόλληση με τριβή ανάδευσης, είναι επίσης συνήθως απαραίτητες για την παραγωγή ισχυρών και χωρίς ελαττώματα συνδέσεων.

3. Ποιες είναι οι βέλτιστες πρακτικές στις πηγές συγκόλλησης αλουμινίου;

Οι βέλτιστες πρακτικές περιλαμβάνουν τον κατάλληλο καθαρισμό της επιφάνειας για την απομάκρυνση των στρωμάτων οξειδίου, τον προσεκτικό έλεγχο της εισροής θερμότητας, τους τύπους των μετάλλων πλήρωσης ως συμβατούς μεταξύ τους, τη σύσφιξη ή τη συγκόλληση με συγκόλληση, για την ελαχιστοποίηση οποιασδήποτε παραμόρφωσης, καθώς και οποιαδήποτε επεξεργασία μετά τη συγκόλληση, όπως θερμική επεξεργασία ή προστατευτική επίστρωση. Αυτές οι πρακτικές οδηγούν αποτελεσματικά σε υψηλές, ισχυρές και ανθεκτικές συγκολλήσεις και αντιδιαβρωτικές συγκολλήσεις.