Сварка алюминия особенности процесса

Сварка алюминия

Введение по сварке алюминия

Алюминий может быть успешно сварен только в случае тщательной подготовки к этому процессу. После надлежащей подготовки легче избежать просчетов и ошибок, которые может совершить неосведомленный и непредусмотрительный сварщик. Поэтому это введение содержит информацию по основным металлам, сварочным процессам, типам соединений и присадочным металлам. Это введение - всего лишь общее руководство, для получения более подробной информации, пожалуйста, свяжитесь с нами.

Основные металлы

Алюминий и его сплавы могут быть разделены на три больших группы:

Алюминий;
Неотверждаемые / сплавы, не поддающиеся термообработке;
Отверждаемые / сплавы, поддающиеся термообработке.

Алюминий может быть обнаружен в различных беспримесных марках. Самые общие торговые марки содержат 99,7-99,5 или 99,0 % алюминия. Неотверждаемые сплавы, то есть не подлежащие термической обработке, содержат малые количества Мn или Мg. AIMn-сплавы часто производят из ~ 1,0-1,2%Mn, в то время как AIMg-сплавы с содержанием до 5 % - обычное явление. Используются также AIMgMn-сплавы. Отверждаемые сплавы содержат медь, магний и кремний (Mg+Si), или цинк и магний (Zn+Mg).

Алюминий и большинство сплавов, не и поддающихся термообработке, обладают хорошей свариваемостью. Отверждаемые сплавы с медными и свинцовыми добавками могут растрескиваться при высоких температурах, и поэтому являются трудносвариваемыми. Многие литейные сплавы также поддаются сварке, если они содержат много меди или марганца.

Методы сварки

Алюминий легко поддается сварке. Нужно продумать метод сварки алюминия, а также выбрать тип соединения и присадочный металл. Два преобладающих сварочных процесса - GMAW (MIG) и GTAW (TIG) сварка алюминия, но также используются и газовая, плазменная и сварка сопротивлением, наряду со сварочными электродами (SMAW).

Определение сварочного процесса зависит от многочисленных факторов. TIG (газовая сварка вольфрамовым электродом) наиболее подходит для тонких материалов малого сечения, когда есть потребность в хорошей
зачистке обрабатываемой поверхности, и при односторонней сварке (например, при сварке труб), а также при ремонтной сварке. TIG сварка обычно производится при переменном токе.

MIG (дуговая газовая сварка металлическим электродом) используется прежде всего для более толстых материалов, а также, когда ставка делается на высокую скорость в комбинации с бесстыковыми сварными швами. Благодаря более низкой подводимой теплоте, при MIG сварке происходит меньшее деформирование / коробление зоны сварки. Импульсная дуговая MIG сварка - также представляет собой интересную технологию.

Сварочные электроды используются главным образом для ремонтных работ. Преимущество этого процесса в том, что он прост в управлении + адаптируется в любой среде. Низкие затраты могут стать решающим
фактором при выборе SMAW.

Типы соединений

Тип соединения зависит от толщины основных материалов, а также типа и формы обрабатываемой детали. Как правило, для более тонких материалов подготовка не требуется. Обыкновенное l-соединение рекомендуется для односторонней TIG-сварки пластин (листовой стали), толщина пластины (листовой стали) < 4 мм, 50° V-соединение -- скошенный край в 2 - 3 мм рекомендуется для двусторонней сварки пластины (листовой стали) > 4 мм толщиной. Альтернативно, возможно применение 90° двойного V-соединения.

Хорошая предварительная подготовка делает сварку более легкой, сохраняет защитный газ и присадочные металлы и влияет на качество сварного шва.

Отличительное качество алюминия - более высокая температура плавления оксида, который формируется на его поверхности. Во избежание появления дефектов поверхность соединения должна быть зачищена
нержавеющей проволочной щеткой.

Имейте в виду, что сварка алюминия вызывает большую деформацию, чем сварка стали. Поэтому необходимо основательно обдумать ход протекания сварочного процесса.

Присадочные металлы

Выбор присадочного металла основывается на составе основных материалов и требованиях, предъявляемых к готовому изделию. Алюминий и неотверждаемые сплавы должны подвергаться сварке относительно присадочных металлов. Сплавы, которые могут быть подвержены закалке, должны быть сварены с использованием присадочного металла с высоким содержанием кремния или магния во избежание образования трещин при высокой температуре.

Если необходимо соответствие по цвету сварного соединения и основных материалов после анодирования, необходимо использование соответствующего присадочного металла.

Как и с основными материалами, необходимо принять меры по сохранению присадочного металла чистым, не загрязненным маслом, или консистентной смазкой и пылью. Присадочные металлы должны храниться
в сухих условиях. Необходимо принимать дополнительные меры при хранении электродов и хранить их в оригинальных герметически закрытых алюминиевых контейнерах.

Типичные области применения

Назначение сварки	Примечания	Типичные основные материалы	Выбор присадочного металла
Судостроение и суб-отрасли
Требования: Сопротивление коррозии, вызываемой соленой водой, сервис сосудов высокого давления, сварка толстой листовой стали
Несущие конструкции	Сопротивление и усталость (металлов), коррозия, экструзия / прессование и режущая пластина	От 6061 до 6061 От 6061 до 5086 От 5086 до 5086 От 5083 до 5083	ALMg5 ALMg5 ALMg5 АЛ Мг4,5Mn
Наружный слой / Обшивка	Сопротивление и коррозия	От 5052 до 5052 От 5086 до 5086 От 6061 до 6061 От 5083 до 5083	АЛ Мг5, АЛ Си5 (2-ой выбор) ALMg5 ALMg5 АЛ Мг4,5мн
Опреснительные установки	Коррозия и высокие температуры	От 5454 до 5454 От 5052 до 5052	ALMg3 ALMg3
Рельсы	Сопротивление и анодирование	От 6061 до 6061 От 6063 до 6063	ALMg5 ALMg5
Конструкционная листовая сталь и резервуары для сжиженного природного газа	Ударная вязкость и св-ва от низких температур	От 5083 до 5083	АЛ Мг4,5Mn
Морские литые аппаратные средства	Сопротивление и коррозия	От 5180 до 5180 От 5350 до 5350	ALMg5 ALMg5
Автомобили, обрабатывающая промышленность и суб-отрасли
Требования: Пайка твердым припоем тонкостенных конструкций для теплообменников, стойкие к коррозии и высокопрочные механизмы, комплектующие изделия вращающих моментов привода, соединение корпуса и несущей конструкции
Теплообменники	Герметичный спай, сопротивление коррозии сопротивление и разрывающее [разрывное] внутреннее давление	От 3003 до 3003 3003 - 6061 От 6061 до 6061	АЛ Си12, АЛ Си5 (2-ой выбор) АЛ Си12, АЛ Си5 (2-ой выбор) АЛ Си12, АЛ Си5 (2-ой выбор)
Механизмы	Прочность на сдвиг, усталость (металлов) и высокая температура	От 5454 до 5454 5454 - 6061 5356 - 5454	ALMg3 ALMg3 ALMg3
Ведущие / приводные валы	Прочность крутящего момента / на сдвиг и усталость	От 6061 до 6061	ALMg5
Бамперы и кронштейны	Ударная вязкость, сопротивление коррозии и экструзия / прессование	От 7005 до 7005 От 7029 до 7029	ALMg5
Панель кузова	Предел прочности, сопротивление коррозии и сварка тонкостенных конструкций	От 6009 до 6009 От 6011 до 6011	ALSi5, ALSi 12 (2-ой выбор) ALSi5, ALSi 12 (2-ой выбор)
Части несущей конструкции	Сопротивление и усталость	От 6061 до 6061	ALSi5
Грузовики, автобусы и трейлеры
Требования: Получение высококачественной сварочной технологии, оптимальная стоимость изделия, надежность разработки изделия
Панели грузовых автофургонов	Формообразование и сопротивление коррозии	От 5052 до 5052 5052 - 5454 От 5454 до 5454	ALMg5 ALMg5 ALMg5
Литые кожухи блоков двигателя	Растрескивание сварного шва	От 356 до 356	ALSH2
Крышки цилиндра	Растрескивание сварного шва	A201.0toA201.0 240.0 к 240.0 242.0 к 242.0	Ал Си 12 Ал Си 12 Ал Си 12
Штампованные поршни	Растрескивание сварного шва	От 2218 до 2218 От 2618 до 2618	ALSi5 ALSi5

Назначение сварки	Замечания		Типичные основные материалы		Выбор присадочного металла
Грузовики, автобусы и трейлеры
Требования: Получение высококачественной сварочной технологии, оптимальная стоимость изделия, надежность разработки изделия
Панели грузовых автофургонов	Сопротивление, оптимальные затраты и усталость (металлов)		От 5454 до 5454 От 5086 до 5086 От 5083 до 5083		АЛ Мg5, АЛ Мg3 (2-ой выбор) ALMg5 АЛ Мg5, АЛ Мg4,5Mn (2-ой выбор)
Цистерны для хим. препаратов танкеры	Сопротивление и стойкость к коррозии		От 5254 до 5254		АЛ Мg4,5Mn
Сетевые электронагреватели и паропроводы	Сопротивление и высокая температура		От 5454 до 5454		ALMg3
Дифферент	Формообразование, анодирование и полировка / шлифовка		От 5050 до 5050 От 5005 до 5005		ALMg5 ALMg5
Поезда, железнодорожные вагоны
Требования: Получение высококачественной сварочной технологии, оптимальная стоимость изделия, надежность разработки изделия
Панели поездов	Сопротивление и усталость оптимальные издержки		От 5454 до 5454 От 5086 до 5086 От 5083 до 5083		АЛ Мг5, АЛ Мg3 (2-ой выбор) ALMg5 АЛ Мg4,5Mn
Авиакосмическая и оборонная промышленности
Требования: Высокая точность задания температуры, max удельная прочность (материала), соответствие стандартам рентгенодефектоскопии, технология броневых плит, сложное соединение конструкций
Авиакосмические аппаратные средства	Удельная прочность материала		От 6061 до 6061 От 6013 до 6013 Если анодируется PWHT		ALSi5 ALSi5 ALMg5 ALSi5
Лопатки турбины и гидротрансформаторы	Удельная прочность материала		711.0 к 711.0		ALMg5
Броневые плиты	Ударная вязкость и удельная прочность материала		От 5083 до 5083 От 7039 до 7039		ALMg5 ALMg5
Военные трапы	Удельная прочность материала		От 7039 до 7039 PWHT		ALMg5
Другие виды транспортного оборудования
Требования: Сплавы для максимальной удельной прочности, высокопрочное соединение тонкостенных конструкций, сложная термическая обработка
Рамы велосипедов и спортивные автомобили	Сопротивление, усталость и анодирование		От 6061 до 6061 От 6061 до 6061 PWHT От 7005 до 7005 От 7046 до 7046 От 5086 до 5086		ALMg5 ALSi5 АL Мg5, АL Мg4,5Mn (2-ой выбор) АL Мg5, АL Мg4,5Mn (2-ой выбор) ALMg5
Верхние части и тяжелые сани (для транспортировки грузов)	Глубокая вытяжка / отпуск и формообразование		От 1100 до 1100 От 1100 до 1100		АL 99,5 ALSi5
Несущие конструкции и каркасы кузовов	Удельная прочность материала		От 6061 до 6061 От 5454 до 5454 От 5086 до 5086 От 5052 до 5052		ALMg5 ALMg5 ALMg5 ALMg5
Назначение сварки	Замечания		Типичные основные материалы		Выбор присадочного металла
Выработка электроэнергии, вкл. паровые котлы и сосуды высокого давления. Турбины.
Электростанции, ветряные мельницы
Требования: Получение недефективной сварочной технологии, специальные сплавы для определенной среды
Сосуды высокого давления		Сопротивление		От 5456 до 5456		AL Мg4,5Mn АL Мg4,5MnZr (под заказ) АL Мg5Mn (под заказ)
Морские и криогенные резервуары		Температура и сопротивление		От 5083 до 5083		AL Мg4,5Mn
Резервуары для хим. препаратов		Химические (кислоты), технология производства пищевых продуктов, Н2О2, стойкость к коррозии и сопротивление		От 1060 до 1060 От 1100 до 1100 От 3003 до 3003 От 5254 до 5254		ALSi5 ALSi5 ALSi5 ALMg3
Общий ремонт и обслуживание
Требования: При осуществлении ремонта литейных алюминиевых предметов, в ремонтных мастерских при ремонте алюминиевых предметов, анодированных алюминиевых деталей
Общий ремонт алюминиевых изделий, например. основания автомобилей, киловороты небольших размеров.		Чистый / легированный анодированный Аl, Мn и Мg Al-сплавы, AIMgSi-сплавы, нелегированный алюминий кремний, полученный методом литья, алюминиевые сплавы типичные марки		N/A N/A 6060/6083 N/A N/A все		АL 99,5 Aluminil 99,5 ALMg3 Aluminil Mn1 Aluminil Si12 Aluminil Si5

Выбор продукции

Основные алюминиевые материалы, обозначение сплава, области применения
Международная регистрация	Сплав	Типичные области применения
1050A, 1200	AI99.5 AI99.0	Панели для резервуаров, используемых в химической и пищевой промышленности, молочной промышленности, пивоваренных заводах, тароупаковочном производстве, электробытовых приборах, электронной промышленности
3103	AIMn1	Здания, теплообменники, кровельный материал
5052, 5251	AIMg2,5 AIMg2MnO, 3	Резервуары, панели кузовов и строительство (контакт с морской водой и воздухом)
5083	AIMg4,5Mn	Судостроение, резервуары и трубы для транспорта жидких газов, броневые плиты
5086	AIMg4Mn	Судостроение, кузова грузовых и легковых автомобилей,
5454	AIMg2,7Mn	Судостроение, кузова грузовых и легковых автомобилей, автомобильная промышленность
6005A	AIMgSiO, 7	Типичная марка для строительных работ: кровля, легкие столбы, трубопроводы
6060, 6063	AIMgSiO, 5	Строительные материалы, окна, двери
6061	AIMg1SiCu	Типичная марка для строительных работ: для конструкций, подвергающихся динамическому напряжению
6082	AIMgSi1	Производство кузовов грузовых и легковых автомобилей
7020	AIZn4,5Mg1	Неморские области применения, автомобили, броневые плиты

Присадочные металлы для сварки алюминия
№	HILCO	AWS	DIN	Werkstoffnr		Применимость
№	HILCO	AWS	DIN	Werkstoffnr	Дуг. газ. сварка мет. эл-дом в среде защ. газа	Дуг. газ. cварка мет. эл-дом	Дуг. газ. сварка вольф. эл-дом	Ацетил.-кислород. сварка
1	АL 99,5	ER 1100	SG-ИСКУССТВЕННЫЙ-ИНТЕЛЛЕКТ 99,5	3.0259	•	•	•	•
2	ALSi5	ER 4043	SG-AISi 5	3.2245	•	•	•	•
3	ALSi12	ER 4047	SG-AISi 12	3.2585	•	•	•	•
4	ALMg3	ER 5754	SG-AIMg 3	3.3536	(•)	•	•
5	АЛ Мg4,5Mn	ER5183	SG-AIMg 4,5 Мn	3.3548		•	•
6	ALMg5	ER 5356	SG-AIMg 5	3.3556		•	•

Выбор продукции
Основные материалы	7020	6005A, 6060,6061, 6063, 6082	5083	5086	5454	5052, 5251	1050, 1200, 3103
1050, 1200, 3103	2	6,2	6	6	5,2	5,2	1
5052, 5251	5	5,2	6	6	6	6
5454	5	6	6	6	6
5086	5	6	6	6
5083	5	6	5
6005A, 6060,6061, 6063, 6082	5,2	6		Примечания: для сварки сплава 7020 возможно использование присадочного металла Номер 6 вместо Номера 5.
7020	5			Для обрабатываемых изделий, подвергающихся анодированию, рекомендуется использовать присадочный металл Номер 6.