Erforschung des effizienten Schweißens in der Welt der Aluminiumlegierungen
Aluminiumlegierungen spielen mit ihren Eigenschaften wie geringem Gewicht, hoher Festigkeit, Korrosionsbeständigkeit und guter Verarbeitbarkeit eine wichtige Rolle in der modernen Industrie. Vor allem in der Luft- und Raumfahrt, im Baugewerbe, im Transportwesen, bei Verpackungsbehältern, bei elektronischen Geräten und anderen Bereichen findet die Anwendung von Aluminiumlegierungen immer größere Verbreitung. Allerdings ist das Schweißen von Aluminiumlegierungen aufgrund ihrer hohen Wärmeleitfähigkeit, Oxidationsanfälligkeit und erheblichen Schweißverformung ein technisch anspruchsvoller Prozess, der hohe Anforderungen an Schweißtechniken und -geräte stellt.
I. Eigenschaften der Aluminiumlegierung
Aluminiumlegierungen besitzen mehrere bemerkenswerte Eigenschaften:
l Leicht und hochfest : Die Dichte von Aluminiumlegierungen beträgt etwa ein Drittel der von Stahl, aber ihre Festigkeit ist höher, was Aluminiumlegierungen zu einem idealen Material als Ersatz für Stahl macht, insbesondere bei Anwendungen, bei denen eine Gewichtsreduzierung erforderlich ist.
l Gute Korrosionsbeständigkeit : Auf der Oberfläche einer Aluminiumlegierung bildet sich leicht ein dichter Oxidfilm, der die Legierung vor Korrosion schützt.
l Nicht magnetisch : Aluminiumlegierung ist ein nichtmagnetisches Material und eignet sich für Anwendungen, bei denen magnetische Störungen vermieden werden müssen.
l Gute Formbarkeit : Aluminiumlegierungen lassen sich leicht verarbeiten und formen und eignen sich daher für die Herstellung von Bauteilen mit verschiedenen komplexen Formen.
l Gute Leistung bei niedrigen Temperaturen : Aluminiumlegierungen können bei niedrigen Temperaturen gute mechanische Eigenschaften und Zähigkeit beibehalten.
II. Gängige Schweißmethoden für Aluminiumlegierungen
l Widerstandsschweißen (RW) :
Merkmale : Schnelle Schweißgeschwindigkeit, hohe Produktionseffizienz, kleine Wärmeeinflusszone der Schweißnaht, geringe Verformung der Verbindung und kein Bedarf an zusätzlichem Schweißmaterial während des Schweißvorgangs, wodurch das Risiko von Porosität und Einschlüssen verringert wird, was zu einer guten Verbindungsfestigkeit führt Versiegelbarkeit.
Geltungsbereich : Besonders geeignet für das Chargenschweißen von dünnen Platten (normalerweise weniger als 6 mm) und mitteldicken Platten (bis zu 20 mm) aus Aluminiumlegierungen, wie z. B. Automobilteilen, Strukturbauteilen für die Luft- und Raumfahrt und Gehäusen elektronischer Produkte.
Operationspunkte : Präzise Steuerung von Schweißstrom, -zeit und -druck, um eine gute Ausbildung der Schweißverbindung sicherzustellen; Reinigen Sie das Werkstück vor dem Schweißen gründlich, um Ölverschmutzungen und Oxidfilme zu entfernen und so die Schweißqualität zu verbessern. Beim großflächigen oder komplex geformten Schweißen können Mehrpunkt- oder kontinuierliche Schweißtechniken erforderlich sein, um örtliche Überhitzung und Verformung zu vermeiden.
l Wolfram-Inertgasschweißen (WIG-Schweißen):
Merkmale : Dichtes Schweißgut, hohe Verbindungsfestigkeit und gute Plastizität, was zu hochwertigen Verbindungen führt.
Geltungsbereich : Wird häufig zum Schweißen von Aluminiumlegierungen mit Blechdicken von 1 bis 20 mm verwendet.
Operationspunkte : Verwenden Sie Wechselstrom, um die Kathodenzerstäubung zu erzeugen, und heizen Sie vor dem Schweißen vor (insbesondere bei Schweißteilen mit einer Dicke von mehr als 10 mm).
l Metall-Inertgas-/Metall-Aktivgasschweißen (MIG/MAG-Schweißen):
Merkmale : Hohe Lichtbogenleistung, schnelle Schweißgeschwindigkeit, geeignet zum Schweißen dicker Bauteile (bis 50 mm Dicke).
Geltungsbereich : Besonders geeignet für automatisiertes und halbautomatisches Schweißen.
Operationspunkte : Es ist am besten, die Dual-Puls-Schweißtechnologie zu verwenden, um die Schweißnahtbildung zu verbessern und Porosität und Verformung zu reduzieren.
III. Technische Herausforderungen und Lösungen beim Schweißen von Aluminiumlegierungen
l Schweißverformung:
Aluminiumlegierungen haben eine hohe Wärmeleitfähigkeit, die etwa zwei- bis viermal so hoch ist wie die von Stahl, und eine schlechte Hitzebeständigkeit, was beim Schweißen leicht zu Verformungen führen kann.
Lösung : Verwenden Sie Methoden wie Vorwärmen, Schweißen mit kleinen Strömen sowie Mehrschicht- und Mehrlagenschweißen, um die Verformung zu kontrollieren.
l Probleme mit der Porosität:
Beim Schweißen von Aluminiumlegierungen lässt sich der Wasserstoff im Schmelzbad nicht leicht entfernen und kann leicht zur Porosität führen.
Lösung : Verwenden Sie hochreines Argon zur Abschirmung und kontrollieren Sie die Schweißgeschwindigkeit, um dem Schmelzbad genügend Zeit zum Entlüften zu geben.
l Oxidfilm:
Auf der Oberfläche einer Aluminiumlegierung bildet sich leicht eine Schicht aus feuerfestem Aluminiumoxidfilm, die die Schweißqualität beeinträchtigt.
Lösung : Reinigen Sie die Oberfläche der Aluminiumlegierung vor dem Schweißen gründlich und verwenden Sie Wechselstromschweißen, um den Oxidfilm zu entfernen.
l Gelenkerweichung:
Schweißverbindungen aus Aluminiumlegierungen neigen zum Erweichen und der Schweißnahtfestigkeitskoeffizient ist niedriger als der des Grundmetalls.
Lösung : Optimieren Sie die Schweißparameter und wählen Sie geeignete Schweißmethoden aus, z. B. Doppelimpulsschweißen, um die Schweißnahtfestigkeit zu verbessern.
Die Schweißtechnik für Aluminiumlegierungen ist aus der modernen Industrie nicht mehr wegzudenken. Die Beherrschung effizienter und stabiler Schweißmethoden ist entscheidend für die Verbesserung der Produktqualität und Produktionseffizienz. Indem wir die technischen Herausforderungen beim Schweißen von Aluminiumlegierungen verstehen, geeignete Schweißmethoden auswählen und die richtigen Betriebspunkte beherrschen, können wir die Herausforderungen beim Schweißen von Aluminiumlegierungen besser bewältigen.
Mit der kontinuierlichen Weiterentwicklung der Technologie wird auch die Schweißtechnologie für Aluminiumlegierungen ständig weiterentwickelt und verbessert. Wir gehen davon aus, dass in Zukunft fortschrittlichere Schweißtechniken und -geräte aufkommen werden, die breitere Horizonte für die Anwendung von Aluminiumlegierungen eröffnen werden. Gleichzeitig hoffen wir, dass Schweißtechniker kontinuierlich lernen und erforschen und gemeinsam die Entwicklung und den Fortschritt der Schweißtechnologie für Aluminiumlegierungen vorantreiben.