Почему Алюминиевые сплавы сварки подвержен пористости и трещинах?
Сварка алюминиевого сплава подвержена пористости и трещины, прежде всего, благодаря ее уникальным физико -химическим свойствам. В отличие от стали, алюминий легче влиять на различные факторы в процессе сварки, что приводит к дефектам.
Влияние оксидного слоя (что приводит к отсутствию слияния и пористости)
Алюминий быстро образует плотный алюминиевый оксид ($ al_2o_3 $) в воздухе. Этот слой оксида имеет температуру плавления приблизительно 2050 ° C, в то время как чистый алюминий плавится всего на 660 ° C. Если этот слой оксида не эффективно удален и не сломан во время сварки, он может попасть в бассейн сварки, вызывая:
- Отсутствие слияния: Слой оксида с высокой точностью предотвращает достаточное слияние между проволокой и основным металлом, уменьшая прочность сварного шва.
- Пористость: Оксидный слой ловит газы (особенно водород) в бассейне сварки, и эти захваченные газы образуют поры при затвердевании сварного шва.
Высокая растворимость водорода (приводя к пористости)
Алюминиевые сплавы имеют очень высокую растворимость водорода в их жидком состоянии, которое резко падает в твердое состояние. Это значительное изменение растворимости является основной причиной пористости.
- Источники водорода: Водород в основном поступает от влаги и масла на поверхностях проволоки и основного металла, а также для прослеживания влаги в экранирующем газе.
- Формирование пористости: Во время сварки бассейн сварки поглощает большое количество водорода. Когда бассейн охлаждается и затвердевает, водород не может быстро вырваться из твердого металла, образуя пузырьки, которые становятся полями.
Высокое тепловое расширение и усадка затвердевания (приводя к трещинах)
Алюминиевые сплавы имеют высокий коэффициент термического расширения и высокую скорость усадки. Это означает, что алюминий претерпевает значительные изменения объема во время сварки, создавая значительное внутреннее напряжение.
- Горячие трещины: На последних стадиях затвердевания сварного шва, если присутствуют эвтектические фазы с низкой точкой, и прочность материала низкая, напряжение усадки затвердевания может разорвать еще не затвердевший сварки, вызывая горячие трещины.
- Холодные трещины: Напряжение, создаваемое неравномерной усадкой, в качестве сварного шва и затронутой тепловой зоны, охлаждающая до комнатной температуры, может вызвать трещины в сварке или рядом с сварной платой.
Влияние легирующих элементов (ведущих к трещинах)
Сопротивление трещин различных алюминиевых сплавов варьируется. Определенные легирующие элементы, такие как медь (Cu) и кремний (Si), могут образовывать эвтектические фазы с низкой точкой с низкой точкой, что делает материал более восприимчивым к горячим растрескиванию во время сварки.
Чтобы проиллюстрировать, вот сравнение общего Алюминиевый провод MIG Типы сплавов:
Сплав тип | Основная композиция | Диапазон плавления | Характеристики сварки | Общие проблемы |
4043 | Al-Si (5% кремний) | 573-632 ° C. | Низкая температура плавления, хорошая текучесть, Менее склонны к растрескиванию , подходит для заполнения суставов | - |
5356 | Al-Mg (5% магний) | 599-635 ° C. | Высокая прочность, хорошая пластичность, сварные цвета совпадают с базовым металлом, немного более чувствителен к растрескиванию | Требуется тщательное управление бассейном сварного шва |
Подготовка перед прохождением-первый шаг к успешной сварке
- Важность уборки предварительной промежутки:
Объясните, почему очень важно тщательно удалить масло, влажность и, что наиболее важно, оксидный слой как из основного металла, так и из Алюминиевый провод MIG .
Обеспечить конкретные методы очистки, такие как использование выделенной щетки из нержавеющей стали, ацетона или изопропилового спирта, и подчеркнуть, что сварка должна начаться сразу после очистки.
- Выбор и хранение алюминиевого провода MIG:
Подчеркните важность выбора правильного Алюминиевый провод MIG Модель (например, 4043 против 5356) и объясните, как различные характеристики провода влияют на сопротивление трещин.
Сообщите о хранении проволоки в сухой, чистой среде, чтобы предотвратить влажность и загрязнение, которые являются прямыми причинами пористости.
Ключевые операции в процессе сварки
При сварке алюминия управление ключевыми операциями во время процесса так же важно, как и правильная предварительная подготовка. Правильные методы могут эффективно уменьшить пористость и трещины, обеспечивая высококачественные сварки с Алюминиевый провод MIG .
1. Экранирующий газ и контроль скорости потока
Экранирующий газ необходим для защиты шва -бассейна от кислорода, азота и влаги в воздухе.
- Тип газа: Для алюминиевой сварки MIG обычно используется чистый аргон (AR). Аргон плотнее, чем воздух, эффективно покрывает бассейн сварки и предотвращая атмосферное загрязнение. Для более толстого алюминия или применения, требующих более высокого теплового входа, можно использовать смеси аргона-гилера, поскольку гелий увеличивает тепло и проникновение дуги.
- Настройка скорости потока: Скорость потока газа должна быть отрегулирована на основе сварки тока и скорости ветра окружающей среды.
- Слишком низко: Приводит к плохой защите, позволяя воздуху загрязнять бассейн сварного шва и вызвать пористость.
- Слишком высоко: Создает турбулентность, которая может привлечь в окружающий воздух, также вызывая пористость.
- Справочные параметры: Скорость потока в размере 15-25 долларов США/минута (30-50 $ Кубики/час) является общей отправной точкой, но необходима точная настройка.
2. Оптимизация параметров сварки
Точный контроль параметров сварки является центральным для обеспечения качества сварки.
- Напряжение и сила:
- Напряжение: Следует отрегулировать на основе диаметра провода и толщины основного металла. Слишком высокое напряжение приводит к длинной, нестабильной дуге, вызывая разбрызгивание и пористость. Слишком низкое напряжение приводит к короткой дуге и потенциальному короткому кругу.
- Уманижая: В первую очередь контролирует тепловой вход. Слишком мало усилий приводит к плохому слиянию и может вызвать холодные трещины. Слишком много может сгореть через базовый металл или привести к горячим трещинах.
- Скорость подачи провода: Непосредственно связан с матерью в сварке MIG.
- Слишком быстро: Сила махинажа слишком высока, что приводит к чрезмерно большему бассейну сварки и повышению риска горячих трещин.
- Слишком медленно: Сила сила слишком низкая, что приводит к недостаточным слияниям.
3. Техника сварки и обработка
Правильная техника помогает контролировать бассейн сварки и предотвратить дефекты.
- Угол оружия: А Техника толкания Рекомендуется, где пистолет проталкивается вдоль направления сварного шва. Этот метод обеспечивает лучшую защиту газа и отталкивает оксиды и примеси от переднего края бассейна сварки, помогая предотвратить пористость. Как правило, превосходит технику вытягивания для алюминиевой сварки MIG.
- Скорость путешествия: Поддержание стабильной скорости движения имеет решающее значение.
- Слишком быстро: А weld pool is not adequately shielded, and insufficient heat input leads to poor fusion.
- Слишком медленно: Чрезмерная тепловая концентрация может вызвать сквозную проблему или увеличить риск горячих трещин из-за накопления тепла.
- Длина дуги: Стабильная короткая длина дуги обеспечивает концентрированное тепло и лучшее экранирование. Длинная дуга снижает стабильность и увеличивает вероятность загрязнения атмосферы.
Сравнение параметров: техника подталкивания и техники тяги
Характеристика | Техника толкания | Техника тяги |
Внешний вид сварки | Плоская, более узкая бусинка с адекватным проникновением. | Более широкая, более «сложенная» бусинка с более мелким проникновением. |
Газовая защита | Лучше. Экранирующий газ эффективно покрывает бассейн сварного шва и отталкивает примеси. | Худший. Пистолет находится за бассейном сварного шва, который может рисовать в воздухе. |
Качество слияния | Хорошее слияние между сварным швами и основным металлом, менее склонным к включениям и пористости. | Относительно плохое слияние, более склонное к шлаковым включениям и пористости. |
Рекомендуемое использование | Рекомендуется для Алюминиевый провод MIG Сварка для достижения высококачественных сварных швов. | Используется для некоторой стальной сварки; Не рекомендуется для алюминиевых сплавов. |
Как справиться с общими сварщиками дефектами
Сварные дефекты не полностью доступны, но понимание их причин и решений может значительно снизить скорость лома и повысить качество сварки. Вот решения для пористости и трещин, два наиболее распространенных дефекта при сварке с Алюминиевый провод MIG .
1. Решения для пористости
Пористость вызвана газом (главным образом водородом), запертыми в бассейне сварки до затвердевания. Чтобы исправить это, вы должны устранить источники водорода и оптимизировать параметры сварки, чтобы дать газ выходить.
- Неадекватная предварительная очистка: Это самая распространенная причина пористости.
- Проблема: Остаток масла, влаги или оксида на основной металлической и проволочной поверхности разлагается с образованием газа водорода при высоком огне.
- Решение: А base metal must be thoroughly cleaned with a dedicated stainless steel brush and a degreasing agent (e.g., acetone) before welding. Ensure the Алюминиевый провод MIG также хранится в сухой, чистой среде, чтобы предотвратить поглощение влаги.
- Неправильный экранирующий газ:
- Проблема: Низкая чистота газа или неправильная скорость потока, что приводит к загрязнению бассейна сварного бассейна атмосферой.
- Решение: Используйте аргона с высокой точностью и убедитесь, что скорость потока является подходящей (обычно 15-25 долл. США $ L/мин). Проверьте газовые линии на наличие утечек и убедитесь, что сварочная пистолетная насадка ясна.
- Неправильные сварки параметры:
- Проблема: А welding speed is too fast, causing the weld pool to solidify too quickly for gases to escape.
- Решение: Слегка уменьшите скорость сварки, чтобы расширить существование бассейна сварного шва, давая газам больше времени, чтобы сбежать. Кроме того, убедитесь, что ток и напряжение сопоставлены, чтобы обеспечить стабильную дугу и соответствующую температуру бассейна сварки.
2. Решения для трещин
Трещины могут быть горячими или холодными, образуя во время или после затвердевания соответственно. Ключом к решению проблем с трещин является контроль теплового напряжения и выбор правого провода.
- Горячие трещины: Происходит в основном на последних этапах затвердевания, когда напряжение усадки сварного шва превышает прочность сварного шва.
- Проблема: Несоответствующие композиции сплавов основного металла и провода могут образовывать эвтектические фазы с низкой точкой, или неправильная конструкция соединения может привести к концентрации напряжений.
- Решение:
- Выберите правильный алюминиевый провод MIG: Например, при сварке чувствительного к трещина алюминий 6061 с использованием кремния, содержащего 4043 проволока обеспечивает лучшую стойкость к трещинам, чем использование 5356 проволока. Кремний изменяет путь затвердевания бассейна сварного шва, снижая тенденцию горячих трещин.
- Предварительное нагревание: Для более толстых пластин предварительно нагреть материал перед сваркой может уменьшить разницу температуры между сварным швами и основным металлом, замедляет скорость охлаждения и минимизацию напряжения усадки.
- Оптимизировать совместный дизайн: Избегайте конструкций суставов, которые концентрируют стресс, такие как острые углы и чрезмерная сдержанность.
- Холодные трещины: Трещины, которые образуются, когда сварка охлаждается до комнатной температуры из -за накопления внутреннего напряжения.
- Проблема: Часто связан с высокой жесткостью сварной шерсти и высокой сдержанностью.
- Решение:
- Контролировать скорость охлаждения: Избегайте принудительного охлаждения и дайте части естественным образом остыть.
- Выберите правый алюминиевый провод MIG: Выберите проволоку с прочностью и пластичностью, который соответствует основному металлу, предотвращая становятся слишком жесткими сварной шерстью.
Обычное сравнение производительности провода
Модель проволоки | Основной легирующий элемент | Горячее сопротивление трещин | Прочность сварки | Типичные приложения |
4043 | Кремний (Si) | Отличный | Середина | Провод общего назначения, подходящий для сварки 6061, 3003 и т. Д. |
5356 | Магний (мг) | Хороший | Высокий | Подходит для сплава сплава 5xxx серии; чуть более чувствительный к трещину |
5183 | Магний (мг) | Хороший | Высокий | Высокий-strength applications, such as ship hulls and rail cars |
Непрерывная практика и внимание к деталям
Сварка алюминиевого сплава - это очень технический процесс, который требует дотошного внимания к деталям. Без постоянной практики и строгого контроля над производственным процессом сложно поддерживать постоянное качество сварки. Как иллюстрировано Hangzhou Kunli Swing Materials Co., профессиональный опыт Ltd. в области алюминиевого сплава, высококачественный выход исходит из неустанных стремлений к совершенству на каждом шаге.
1. Опыт и улучшение навыков
Сварка сварки не достигается в течение ночи. Благодаря непрерывной практике сварщики могут:
- Улучшить координацию рук и глаз: Получите лучшее контроль над углом оружия, скорость перемещения и поддержание стабильной длины дуги.
- Понимать различные свойства материала: Познакомьтесь с тем, как растворяют различные сорта сплава алюминиевого сплава, что обеспечивает гибкие настройки параметров.
- Устранение неполадок быстро: Когда возникают такие проблемы, как пористость или трещины, опыт позволяет быстро диагностировать и корректирующие действия.
2. Техническое обслуживание оборудования и калибровка параметров
Высококачественная сварка зависит от надежного, стабильного оборудования. Пренебрежение рутинным обслуживанием и калибровкой параметров может привести к непоследовательному качеству сварного шва.
- Техническое обслуживание оборудования: Регулярно осматривайте износные детали, такие как фидер с проволокой, насадку для оружейника, контактное наконечник и газовые линии, чтобы убедиться, что они находятся в хорошем рабочем состоянии. Например, изношенный контактный наконечник может повлиять на передачу тока и привести к нестабильной дуге.
- Калибровка параметров: Периодически проверяйте, что напряжение сварщика и выход тока являются точными и соответствуют параметрам установки. Это важно для сварки с Алюминиевый провод MIG , как даже незначительные отклонения параметров могут повлиять на проникновение и форму шарика сварного шва.
3. строгая система контроля качества
Надежная система контроля качества является основой качества продукта. Hangzhou Kunli Welding Materials Co., Ltd. Более 20 лет производственного опыта и многочисленные международные сертификаты являются свидетельством их строгого контроля качества.
- Управление сырью: Сырье строго экранируется от точки закупок, чтобы каждая партия проволоки алюминиевого сплава соответствует высокой чистоте и специфическим требованиям состава сплава.
- Управление производственным процессом: Каждый этап производства, такой как проводной чертеж, очистка и катушка, контролируется и протестируется, чтобы обеспечить соответствие поверхности провода, размеры и стабильность кормления соответствовать стандартам.
- Проверка готового продукта: А final product undergoes comprehensive performance testing, including chemical composition analysis, mechanical property tests, and weldability tests, to ensure stable and reliable performance.
Сравнение результатов сварки по качеству проводов по сравнению с сваркой
Качество проволоки | Стабильность сварки | Скорость дефекта сварного шва | Окончательное качество продукта |
Высокий Quality | Стабильная дуга, плавное кормление, простое управление параметрами. | Низкий. Меньше дефектов, таких как пористость и трещины. | Эстетически приятные сварные швы, отличные механические свойства, высокая надежность продукции. |
Низкое качество | Нестабильная дуга, склонная к заклиниванию, трудно соответствовать параметрам. | Высокий. Prone to issues like porosity, slag inclusions, and lack of fusion. | Противоречивое качество сварки, плохая прочность и надежность, высокая ставка лома. |