La soldadura del aluminio y sus aleaciones puede resultar complicada debido a problemas como la oxidación y la alta conductividad térmica. Este artículo profundiza en estos problemas y describe varios métodos de soldadura, como la soldadura por arco de argón y la soldadura con gas protector. También ofrece soluciones para problemas comunes como la porosidad y la deformación. Los lectores aprenderán procedimientos de limpieza eficaces, la importancia del precalentamiento y cómo seleccionar la técnica de soldadura adecuada para las distintas aplicaciones. Descubra consejos prácticos para conseguir soldaduras de aluminio de alta calidad y mejore sus habilidades de soldadura.
El aluminio se oxida fácilmente en el aire y durante la soldadura, y el óxido de aluminio (Al2O3) generado tiene un punto de fusión elevado, es muy estable y no es fácil de eliminar.
Dificulta la fusión del metal base.
El peso específico de la película de óxido es grande, por lo que no es fácil que flote fuera de la superficie, y es fácil que genere defectos como inclusión de escoria, fusión incompleta, penetración incompleta, etc.
La película de óxido en la superficie del aluminio y la absorción de una gran cantidad de agua son fáciles de causar porosidad en la soldadura.
Antes de soldar, la superficie se limpiará rigurosamente mediante métodos químicos o mecánicos para eliminar la película de óxido de la superficie.
Reforzar la protección durante la soldadura para evitar la oxidación.
Con argón soldadura por arco de tungstenoSe selecciona la fuente de alimentación de CA para eliminar la película de óxido mediante la "limpieza del cátodo".
En soldadura con gasutilizar el fundente para eliminar la película de óxido.
Al soldar chapas gruesas, el calor de soldadura se puede aumentar, por ejemplo, el calor del arco de helio es alto, se utiliza gas helio o argón mezclado con helio para la protección, o se utiliza soldadura MIG estándar de gran tamaño.
En condiciones de conexión positiva de CC, no es necesaria la "limpieza catódica".
La conductividad térmica y la capacidad calorífica específica del aluminio y de las aleaciones de aluminio son aproximadamente el doble que las del acero al carbono y de bajo acero aleado.
La conductividad térmica del aluminio es más de diez veces superior a la del acero inoxidable austenítico.
En el proceso de soldaduraDe este modo, se puede transmitir rápidamente una gran cantidad de calor al interior del metal base.
Por lo tanto, al soldar aluminio y aleaciones de aluminioDe este modo, se consume innecesariamente más calor en otras partes del metal, además del baño de metal fundido.
El consumo de esa energía inútil es más importante que el de soldadura de acero.
Para obtener unsoldadura de calidad articulaciones, la energía con energía concentrada y gran potencia debe utilizarse tanto como sea posible.
A veces, también pueden adoptarse medidas tecnológicas como el precalentamiento.
El coeficiente de dilatación lineal del aluminio y la aleación de aluminio es aproximadamente el doble que el del acero al carbono y el acero de baja aleación.
La contracción volumétrica del aluminio durante la solidificación es grande, y la deformación y la tensión de las soldaduras son grandes.
Por lo tanto, las medidas para evitar la deformación de la soldadura debe tomarse.
La cavidad de contracción, la porosidad de contracción, la grieta caliente y la alta tensión interna se producen fácilmente durante la solidificación del baño de soldadura de aluminio.
En la producción, las medidas de ajuste de la composición del alambre de soldadura y del proceso de soldadura para evitar las grietas calientes.
Si se permite la resistencia a la corrosión, se puede utilizar alambre de soldadura de aleación de aluminio y silicio para soldar aluminio aleación excepto la aleación de aluminio y magnesio.
Cuando el contenido de silicio en la aleación de aluminio y silicio es de 0,5%, la tendencia al agrietamiento en caliente es mayor.
Con el aumento del contenido de silicio, el intervalo de temperaturas de cristalización de la aleación se reduce, la fluidez mejora significativamente, la contracción disminuye y la tendencia al agrietamiento en caliente también se reduce.
Según la experiencia de producción, cuando el contenido de silicio es de 5%~6%, no se producirá agrietamiento en caliente, por lo que el uso de alambre de soldadura SAlSi en barras (contenido de silicio 4,5%~6%) tendrá mejor resistencia al agrietamiento.
El aluminio tiene una gran capacidad para reflejar la luz y el calor.
Cuando el sólido y el líquido se transfieren, no se produce ningún cambio de color evidente.
Es difícil de juzgar durante la operación de soldadura.
El aluminio de alta temperatura tiene baja resistencia, y es difícil soportar el baño de fusión y fácil de soldar.
El aluminio y las aleaciones de aluminio pueden disolver una gran cantidad de hidrógeno en estado líquido, pero casi nada de hidrógeno en estado sólido.
En el proceso de solidificación y enfriamiento rápido del baño de soldadura, el hidrógeno no puede desbordarse a tiempo, y se forman fácilmente poros de hidrógeno.
La humedad en la atmósfera de la columna de arco y la humedad absorbida por la película de óxido en la superficie de materiales de soldadura y el metal base son fuentes importantes de hidrógeno en la soldadura.
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Por lo tanto, la fuente de hidrógeno debe controlarse estrictamente para evitar la formación de poros.
Elementos de aleación son fáciles de evaporar y quemar, lo que reducirá el rendimiento de la soldadura.
Si el metal base está reforzado por deformación o por envejecimiento en solución, el calor de soldadura reducirá la resistencia del zona afectada por el calor.
El aluminio es una red cúbica centrada en la cara sin isómeros.
No hay transformación de fase durante el calentamiento y el enfriamiento.
Los granos de soldadura se engrosan fácilmente y no pueden refinarse por transformación de fase.
Casi todos los métodos de soldadura pueden utilizarse para soldar aluminio y aleaciones de aluminiopero el aluminio y las aleaciones de aluminio tienen una adaptabilidad diferente a los distintos métodos de soldadura, y varios métodos de soldadura tienen sus propias ocasiones de aplicación.
Generalmente, la soldadura a tope por resistencia de aleaciones de aluminio (soldadura por puntos) sólo puede utilizarse para la soldadura por solape de chapas con un espesor inferior a 5 mm, o entre barras con un espesor inferior a 10 mm.
Las ventajas son el bajo coste de la soldadura, la alta eficacia de la soldadura y la mayor facilidad de integración en líneas de producción automáticas.
Por ejemplo, la fabricación de automóviles está muy extendida.
La limitación es que el espesor de soldadura es limitado, y deben fabricarse electrodos diferentes para productos y estructuras diferentes.
La soldadura manual por arco de tungsteno con argón se utiliza principalmente para soldar estructuras de chapa de aleación de aluminio (espesor<6mm).
Debido al efecto protector del argón y al efecto de aplastamiento del ion argón sobre la película de óxido de aleación de aluminio, soldadura por arco de argón puede evitar el polvo de soldadura, evitando así la corrosión de los residuos de soldadura en la junta.
Por lo tanto, después de la soldadura por arco de argón, no es necesaria la limpieza, y la forma de la unión también puede ser ilimitada.
Además, el flujo de argón que recorre la zona soldada durante la soldadura puede enfriar significativamente la unión soldada, mejorando así la estructura y el rendimiento de la unión y reduciendo la deformación de la soldadura.
En general, es difícil dominar la soldadura por una cara y el conformado por las dos caras de la aleación de aluminio con soldadura con gas de protección.
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Si las cantoneras tienen holguras, es fácil soldar a través de ellas, y la penetración posterior de las soldaduras sin holguras no es fácil de controlar.
Generalmente, la soldadura por arco de argón AC también se utiliza para la soldadura de aleaciones de aluminio en China, pero para placas más gruesas, la eficiencia de la soldadura por arco de argón será muy baja.
En la actualidad, la soldadura de aleaciones de aluminio con electrodo fundido y gas de protección por pulsos sólo se utiliza en algunos artículos de examen, y la mayoría de las soldaduras de placas a tope son soldadura aéreaSe utiliza principalmente para la soldadura de carrocerías de aleación de aluminio y bastidores de UME.
El cordón de soldadura por fricción de una aleación de aluminio se forma por deformación plástica y recristalización dinámica.
El grano en la zona de soldadura es fino, sin dendritas de soldadura por fusión, y la microestructura es fina.
La zona afectada por el calor es más estrecha que la de la soldadura por fusión, y no hay pérdida por quemado de elementos de aleación, grietas, poros y otros defectos. El rendimiento integral es bueno.
En comparación con el método tradicional de soldadura por fusión, no tiene salpicaduras, humo ni polvo, no necesita añadir hilo de soldadura ni gas de protección, y tiene un buen rendimiento de unión.
Debido a la fase sólida proceso de soldaduraLa baja temperatura de calentamiento hace que la deformación de la soldadura sea pequeña.
El inconveniente es que el velocidad de soldadura es lento y el proceso no está suficientemente maduro.
La tecnología de soldadura por láser de aleaciones de aluminio es una nueva tecnología desarrollada en los últimos diez años.
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En comparación con el tecnología de soldaduraTiene las características de una función fuerte, alta fiabilidad, sin necesidad de condiciones de vacío y alta eficiencia.
Se caracteriza por su alta densidad de potencia, bajo aporte térmico total, gran penetración del mismo aporte térmico, pequeña zona afectada por el calor, pequeña deformación de la soldadura, alta velocidad, fácil automatización industrial, etc.
Su desventaja es que cuando soldadura de aleaciones de aluminio, la energía no puede absorberse totalmente, lo que genera grandes residuos y un elevado coste de adquisición de equipos.
Como fundador de MachineMFG, he dedicado más de una década de mi carrera a la industria metalúrgica. Mi amplia experiencia me ha permitido convertirme en un experto en los campos de la fabricación de chapa metálica, mecanizado, ingeniería mecánica y máquinas herramienta para metales. Estoy constantemente pensando, leyendo y escribiendo sobre estos temas, esforzándome constantemente por mantenerme a la vanguardia de mi campo. Deje que mis conocimientos y experiencia sean un activo para su empresa.
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