Почему сейчас возникает пористость алюминиевой проволоки MIG 5183?

Пористость в алюминиевых сварных швах MIG имеет свойство появляться именно тогда, когда производственный график наиболее плотный: разбросанные точечные отверстия на рентгенограмме, поверхностные питтинги, которые выглядят незначительными, пока сварной шов не выдерживает проверки, или подповерхностные пустоты, которые обнаруживаются только во время разрушающих испытаний. Если вы выполняете сварку 5183 Алюминиевая проволока MIG а пористость — это повторяющаяся проблема, причина которой почти никогда не кроется в чем-то одном. Алюминиевые сплавы серии 5xxx особенно чувствительны к загрязнению водородом, а высокое содержание магния в ER5183 делает эту чувствительность более выраженной. Путь к стабильным сварным швам без пор лежит через определение источников водорода, которые активны в вашем процессе, и их систематическое устранение, а не корректировку параметров в надежде, что проблема решится сама собой.

Почему алюминиевые сварные швы подвержены пористости

Пористость сварных швов алюминия почти всегда является проблемой, связанной с водородом. Алюминий в расплавленном состоянии имеет высокое сродство к водороду — он легко поглощает водород из атмосферы и поверхностных загрязнений. По мере затвердевания сварочной ванны растворимость водорода резко падает, и избыток водорода пытается уйти. Если сварной шов охлаждается достаточно быстро, чтобы захватить водород, прежде чем он сможет уйти, в результате образуется пористость.

Этот механизм не уникален для ER5183, но высокое содержание магния в этом наполнителе немного повышает чувствительность. Магний является активным элементом, который легко реагирует с влагой и кислородом — любой путь загрязнения, который может привести к незначительной пористости в наполнителе из более низкого сплава, имеет тенденцию вызывать более очевидную пористость при использовании проволоки с высоким содержанием магния, такой как ER5183.

Откуда берется водород?

Идентификация источника водорода — это диагностический шаг, который делает возможным все остальное. Источники делятся на несколько категорий, и одновременно может быть активно несколько источников.

Влага на поверхности провода

Алюминиевая проволока MIG впитывает влагу из окружающей среды, особенно во влажных цехах или когда проволока оставалась открытой на ночь. Оксидный слой, который естественным образом образуется на алюминиевой проволоке, может удерживать под собой влагу, и эта влага выделяет водород непосредственно в зону дуги во время сварки.

Алюминиевая проволока MIG 5183, которая правильно хранилась в герметичной упаковке, вдали от циклических температур и использовалась в течение разумного периода времени после открытия, будет иметь гораздо меньший вклад водорода от самой проволоки, чем проволока, которая несколько дней находилась на катушке на открытом воздухе в прибрежном или влажном помещении.

Загрязнение поверхности основного металла

Масло, смазочно-охлаждающая жидкость, конденсат и слой естественного оксида алюминия способствуют попаданию водорода в сварочную ванну, если их не удалить перед сваркой. Сам по себе оксидный слой не выделяет водород напрямую, но он задерживает под собой влагу и другие загрязнения — и если этот слой не удалить, эти загрязнения попадут в сварочную ванну вместе с основным металлом по мере его плавления.

Качество и охват защитного газа

Загрязнение атмосферы через разрывы в защитной газовой среде приводит к попаданию кислорода и влаги непосредственно в зону дуги. Это может произойти из-за недостаточной скорости потока газа, из-за сквозняков, разрушающих газовую оболочку, или из-за того, что сам газ содержит влагу или примеси.

Для применений ER5183 — особенно для морских работ, сосудов под давлением и криогенных работ, где целостность сварного шва является определенным требованием — чистота защитного газа имеет значение. Аргон низкой чистоты содержит влагу и примеси газов, которые способствуют пористости, даже если все остальные параметры контролируются.

Как бороться с каждым источником загрязнения

Хранение и обращение с проволокой

Правильное хранение является основой контроля пористости любой алюминиевой проволоки MIG. В частности, для ER5183:

• Храните запечатанные катушки в сухом помещении с контролируемым климатом — избегайте мест рядом с погрузочными площадками, дверями или в других местах со значительными перепадами температур.
• После того, как катушка открыта, защищайте ее от окружающей среды мастерской между сменами — запечатанный пакет или закрытый держатель катушки значительно уменьшают накопление влаги.
• Если катушка подвергалась воздействию высокой влажности в течение длительного периода, ее следует оценить перед использованием: видимое окисление или изменение цвета поверхности является признаком воздействия влаги на поверхность проволоки.
• Не оставляйте проволоку загруженной в пистолете подачи на ночь во влажных условиях без защиты.

Подготовка основного металла

Подготовка основного металла из алюминия для контроля пористости состоит из двух отдельных этапов: обезжиривания и удаления оксидов. Оба обязательны, и порядок имеет значение.

1. Сначала обезжирьте. Используйте чистую растворительную салфетку, чтобы удалить все масло, смазку и смазочно-охлаждающую жидкость из зоны сварки и окружающей зоны. Если пропустить этап обезжиривания и использовать проволочную щетку или абразив на маслянистой поверхности, загрязнение распространяется, а не удаляется.
2. Во-вторых, удалите оксидный слой. Используйте проволочную щетку из нержавеющей стали, предназначенную для алюминия — щетка, которая использовалась для очистки других металлов, несет в себе загрязнения. Проведите кистью в одном направлении вдоль линии сварного шва, чтобы поднять оксид, не втирая его обратно в поверхность.
3. Сваривайте сразу после подготовки. Оксидный слой восстанавливается в течение нескольких минут. Подготовленный алюминий, который находится в течение длительного времени перед сваркой, будет иметь новый оксидный слой, который необходимо повторно очистить щеткой перед зажиганием дуги.

Установка защитного газа

Проблемы газового покрытия являются одними из наиболее простых причин пористости, которые необходимо устранить после их выявления. Несколько важных проверок:

• Проверьте расход газа на горелке, а не только на регуляторе. Ограничения потока из-за перекрученных шлангов, изношенных уплотнительных колец или частично заблокированных сопел снижают фактическое содержание газа в зоне дуги ниже заданного значения.
• Для сварки ER5183 используйте аргон высокой чистоты. Чистота защитного газа напрямую связана с загрязнением водородом самого газового потока.
• Устраните сквозняки. Даже небольшое движение воздуха через зону сварки разрушает аргоновую оболочку и пропускает атмосферную влагу. Переносные экраны или работа по изменению положения в экранированной зоне решают эту проблему в условиях открытых цехов.
• Проверьте состояние форсунок. Скопление брызг внутри сопла ограничивает поток газа и создает турбулентность, которая нарушает покрытие дуги. Регулярно очищайте или заменяйте форсунки.

Параметры процесса, влияющие на скорость пористости

Когда источники загрязнения контролируются, параметры процесса играют вспомогательную роль. Они не компенсируют загрязнение, но влияют на то, насколько хорошо сварочная ванна справляется с проникающим водородом.

Длина дуги

Более короткая дуга сокращает время воздействия ванны расплава на атмосферу и более плотно концентрирует тепло в месте соединения. Длинная блуждающая дуга более восприимчива к воздействию атмосферы и создает более широкую и медленно охлаждающуюся сварочную ванну, которая легче удерживает водород. При сварке MIG с использованием ER5183 поддержание минимальной длины дуги, необходимой для геометрии соединения, сокращает время воздействия на пористость.

Скорость движения и тепловложение

Более низкая скорость движения увеличивает погонное тепло, что дает сварочной ванне больше времени для дегазации перед затвердеванием. Это может уменьшить пористость в ситуациях, когда содержание водорода умеренное — резервуар остается жидким достаточно долго, чтобы пузырьки водорода могли выйти наружу. Однако чрезмерное тепловложение в сплавах с высоким содержанием магния может способствовать образованию горячих трещин, поэтому регулировка скорости перемещения должна быть постепенной, а не резкой.

Угол и техника факела

Небольшой угол толкания — направление горелки в направлении движения — обеспечивает лучшее покрытие защитным газом сварочной ванны по сравнению с методом перетаскивания или вытягивания. Для сварки ER5183 это относительно простая регулировка техники, которая часто приводит к заметной разнице в степени пористости, особенно на плоских и горизонтальных швах.

Источники пористости и корректирующие действия: краткий обзор

Влияет ли качество проволоки на пористость независимо от хранения?

Да, и этому моменту не всегда уделяется достаточно внимания. Проволока, которая хранилась правильно, все равно может вызывать пористость, если сама проволока была изготовлена ​​с использованием несоответствующего химического состава, поверхностного загрязнения в процессе волочения или остатков смазочных материалов, которые не были полностью очищены перед намоткой.

Для применений, где контроль пористости является формальным требованием качества (сварка морских конструкций, изготовление сосудов под давлением, криогенная защита), качество изготовления проволоки и чистота поверхности становятся частью спецификации закупки, а не только протокола хранения. Партия проволоки от поставщика с постоянным контролем качества снижает количество переменных в процессе, которые нелегко отслеживать в полевых условиях.

Когда пористость появляется на работе, которая ранее выполнялась последовательно без каких-либо изменений в процессе, стоит изучить новую партию проволоки как потенциальную переменную, особенно если новая катушка имеет какие-либо видимые различия в поверхности или если поведение дуги изменилось при вводе новой проволоки.

Когда следует пересмотреть вопрос о сплаве-наполнителе?

ER5183 выбран для применений, требующих более высокой прочности соединений и коррозионной стойкости в соленой воде или химически агрессивных средах — морских каркасов, корпусов судов, морского оборудования и подобных конструкций. Если в этих случаях возникает пористость, ответом будет почти никогда не менять наполнитель. Ответ заключается в контроле условий, при которых водород попадает в сварочную ванну.

Переход на наполнитель с более низким содержанием магния для снижения чувствительности к пористости, при этом жертвуя коррозионными и прочностными свойствами, которые обеспечивает ER5183, не является практическим компромиссом для применений, для которых он обычно предназначен. Описанные выше средства контроля процесса достаточны для достижения приемлемых показателей пористости в производственных условиях при их последовательном применении.

Вопрос о присадочном сплаве становится актуальным, если изменился основной материал — если приложение изначально было разработано для одной серии сплавов и было адаптировано для другой, или если конструкция соединения изменилась таким образом, что изменилась скорость охлаждения или степень разбавления в зоне сварки. В таких случаях может потребоваться проверка спецификации наполнителя в рамках общего анализа процесса.

Систематическое устранение неполадок при сохранении пористости

Когда пористость не реагирует на очевидные исправления, структурированный подход сужает то, что все еще активно. Выполните эти проверки по порядку:

1. Изолируйте проводную переменную. Попробуйте только что открытую катушку из запечатанной упаковки и сравните степень пористости на идентичном образце. Если пористость падает, значит, имеющаяся проволока загрязнена.
2. Изолируйте переменную основного металла. Подготовьте образец для испытаний, используя свежую химическую очистку и проволочную щетку, а затем немедленно сварите. Если пористость падает, процедура подготовки на производственной установке недостаточна.
3. Изолируйте газовую переменную. Проверьте газовый баллон — если он использовался в течение длительного времени, в нижней части частично пустого баллона может скапливаться влага. Попробуйте новый цилиндр и сравните.
4. Изолируйте переменную среды. Сварите в экранированной зоне без движения воздуха и сравните с местом производства. Если пористость падает, в производственной среде возникает проблема с сквозняком или воздушным потоком, которую необходимо решить.
5. Просмотрите набор параметров. Если все источники загрязнения устранены, а пористость сохраняется, проверьте длину дуги, скорость движения и угол горелки в соответствии с рекомендациями производителя проволоки для конфигурации свариваемого соединения.

Контроль пористости с помощью алюминиевой проволоки MIG 5183 — это скорее вопрос технологической дисциплины, чем вопроса материала. Проволока предназначена для применений, где требуется производительность в сложных условиях, и достижение этой производительности постоянно зависит от контроля источников водорода, которые почти всегда присутствуют в производственной сварочной среде. Когда источники загрязнения устранены, а параметры процесса согласованы с соединением и положением, ER5183 обеспечивает чистые и надежные сварные швы в тех случаях, для которых он предназначен. Компания Ханчжоу Kunli Welding Materials Co. , Ltd. производит алюминиевую сварочную проволоку MIG, включая ER5183, для морского, строительного и промышленного применения, а также предоставляет технические рекомендации по выбору проволоки, настройке процесса и устранению неполадок, связанных с пористостью. Если вы столкнулись с постоянной пористостью при работе с ER5183 или вам необходимо просмотреть текущие характеристики проволоки и протоколы хранения, обращение к их технической команде является практической отправной точкой для определения причины проблемы и того, какое изменение процесса или материала поможет ее решить.