Le soudage de l'aluminium et de ses alliages peut s'avérer délicat en raison de problèmes tels que l'oxydation et la conductivité thermique élevée. Cet article se penche sur ces problèmes et présente diverses méthodes de soudage, telles que le soudage à l'arc sous argon et le soudage sous protection gazeuse. Il propose également des solutions à des problèmes courants tels que la porosité et la déformation. Les lecteurs découvriront des procédures de nettoyage efficaces, l'importance du préchauffage et la manière de sélectionner la bonne technique de soudage pour différentes applications. Découvrez des conseils pratiques pour réaliser des soudures d'aluminium de haute qualité et améliorer vos compétences en matière de soudage.
L'aluminium s'oxyde facilement dans l'air et pendant le soudage, et l'oxyde d'aluminium (Al2O3) a un point de fusion élevé, est très stable et n'est pas facile à enlever.
Il entrave la fusion du métal de base.
Le poids spécifique du film d'oxyde étant élevé, il n'est pas facile de le faire flotter hors de la surface, et il est facile de générer des défauts tels que des inclusions de scories, une fusion incomplète, une pénétration incomplète, etc.
Le film d'oxyde à la surface de l'aluminium et l'absorption d'une grande quantité d'eau peuvent facilement provoquer des porosités dans la soudure.
Avant le soudage, la surface doit être strictement nettoyée par des méthodes chimiques ou mécaniques afin d'éliminer la pellicule d'oxyde sur la surface.
Renforcer la protection pendant le soudage pour éviter l'oxydation.
Pendant l'argon soudage à l'arc en tungstèneL'alimentation en courant alternatif est sélectionnée pour éliminer le film d'oxyde par le biais du "nettoyage de la cathode".
Pendant soudage au gazPour ce faire, utiliser le flux pour enlever le film d'oxyde.
Lors du soudage de tôles épaisses, le chaleur de soudage peut être augmentée, par exemple, la chaleur de l'arc à l'hélium est élevée, l'hélium ou le gaz mixte argon-hélium est utilisé pour la protection, ou le soudage MIG standard de grande taille est utilisé.
En cas de connexion positive en courant continu, le "nettoyage cathodique" n'est pas nécessaire.
La conductivité thermique et la capacité thermique spécifique de l'aluminium et de l'alliage d'aluminium sont environ deux fois supérieures à celles de l'acier au carbone et de l'acier à faible teneur en carbone. acier allié.
La conductivité thermique de l'aluminium est plus de dix fois supérieure à celle de l'acier inoxydable austénitique.
Dans le cadre de la processus de soudageUne grande quantité de chaleur peut être rapidement transmise à l'intérieur du métal de base.
Par conséquent, lors du soudage de l'aluminium et des alliages d'aluminiumPar conséquent, plus de chaleur est consommée inutilement dans d'autres parties du métal, en plus de la piscine de métal en fusion.
La consommation de cette énergie inutile est plus importante que celle des soudage de l'acier.
Afin d'obtenir dessoudage de qualité les joints, l'énergie concentrée et de grande puissance devrait être utilisée autant que possible.
Parfois, des mesures technologiques telles que le préchauffage peuvent également être adoptées.
Le coefficient de dilatation linéaire de l'aluminium et de l'alliage d'aluminium est environ deux fois supérieur à celui de l'acier au carbone et de l'acier faiblement allié.
Le retrait volumique de l'aluminium pendant la solidification est important, et la déformation et le stress des pièces soudées sont importants.
Par conséquent, les mesures visant à prévenir la déformation des soudures doivent être prises.
La cavité de rétraction, la porosité de rétraction, la fissure à chaud et la contrainte interne élevée sont facilement produites pendant la solidification du bain de soudure en aluminium.
Dans la production, les mesures d'ajustement de la composition du fil de soudure et de l'eau de refroidissement ont été mises en œuvre. processus de soudage peuvent être prises pour prévenir les fissures chaudes.
Si la résistance à la corrosion est autorisée, le fil de soudure en alliage d'aluminium et de silicium peut être utilisé pour souder l'aluminium à l'exception de l'alliage d'aluminium et de magnésium.
Lorsque la teneur en silicium de l'alliage aluminium-silicium est de 0,5%, la tendance à la fissuration à chaud est plus importante.
Avec l'augmentation de la teneur en silicium, la plage de température de cristallisation de l'alliage se réduit, la fluidité s'améliore considérablement, le retrait est réduit et la tendance à la fissuration à chaud est également réduite.
Selon l'expérience de production, lorsque la teneur en silicium est de 5%~6%, il n'y a pas de fissuration à chaud, de sorte que l'utilisation de barres SAlSi (teneur en silicium de 4,5%~6%) présente une meilleure résistance à la fissuration.
L'aluminium a une forte capacité à réfléchir la lumière et la chaleur.
Lorsque le solide et le liquide sont transférés, il n'y a pas de changement de couleur évident.
Il est difficile de l'évaluer pendant l'opération de soudage.
L'aluminium à haute température a une faible résistance, il est difficile de soutenir le bain de fusion et il est facile de souder à travers.
L'aluminium et les alliages d'aluminium peuvent dissoudre une grande quantité d'hydrogène à l'état liquide, mais presque pas d'hydrogène à l'état solide.
Dans le processus de solidification et de refroidissement rapide du bain de soudure, l'hydrogène ne peut pas déborder à temps et des pores d'hydrogène se forment facilement.
L'humidité contenue dans l'atmosphère de la colonne d'arc et l'humidité absorbée par le film d'oxyde à la surface de l'oxyde d'aluminium sont des facteurs qui influent sur la qualité de l'eau. matériaux de soudage et le métal de base sont des sources importantes d'hydrogène dans la soudure.
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Par conséquent, la source d'hydrogène doit être strictement contrôlée pour éviter la formation de pores.
Éléments d'alliage s'évaporent et brûlent facilement, ce qui réduit les performances de la soudure.
Si le métal de base est renforcé par déformation ou par vieillissement en solution, la chaleur de soudage réduira la résistance du métal de base. zone affectée thermiquement.
L'aluminium est un réseau cubique à faces centrées sans isomères.
Il n'y a pas de transformation de phase pendant le chauffage et le refroidissement.
Les grains de soudure sont facilement grossiers et ne peuvent pas être affinés par transformation de phase.
Presque toutes les méthodes de soudage peuvent être utilisées pour souder aluminium et alliages d'aluminiumMais l'aluminium et les alliages d'aluminium s'adaptent différemment aux diverses méthodes de soudage et aux divers procédés de soudage. méthodes de soudage ont leurs propres occasions d'application.
En général, le soudage bout à bout par résistance des alliages d'aluminium (soudage par points) ne peut être utilisé que pour le soudage par recouvrement de plaques d'une épaisseur inférieure à 5 mm ou entre des barres d'une épaisseur inférieure à 10 mm.
Les avantages sont un faible coût de soudage, une grande efficacité de soudage et une intégration plus facile dans les lignes de production automatiques.
Par exemple, la construction automobile est largement utilisée.
La limite est que l'épaisseur de la soudure est limitée et que des électrodes différentes doivent être fabriquées pour des produits et des structures différents.
Le soudage manuel à l'arc sous argon et tungstène est principalement utilisé pour le soudage de structures en tôle d'alliage d'aluminium (épaisseur<6mm).
En raison de l'effet protecteur de l'argon et de l'effet d'écrasement de l'ion argon sur le film d'oxyde d'alliage d'aluminium, soudage à l'arc sous argon peut éviter la poudre de soudure, évitant ainsi la corrosion des résidus de soudure sur le joint.
Par conséquent, après le soudage à l'arc sous argon, le nettoyage n'est pas nécessaire et la forme du joint peut également être illimitée.
En outre, le flux d'argon balayant la zone de soudage pendant le soudage peut refroidir considérablement le joint soudé, améliorant ainsi la structure et les performances du joint et réduisant la déformation de l'élément soudé.
D'une manière générale, il est difficile de maîtriser le soudage simple face et le formage double face d'un alliage d'aluminium avec soudage sous protection gazeuse.
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Si les plaques d'about présentent des interstices, il est facile de souder à travers, et la pénétration arrière des soudures sans interstices n'est pas facile à contrôler.
En général, le soudage à l'arc sous argon est également utilisé pour le soudage des alliages d'aluminium en Chine, mais pour les plaques plus épaisses, l'efficacité du soudage à l'arc sous argon sera très faible.
À l'heure actuelle, le soudage d'alliages d'aluminium sous protection gazeuse à l'électrode en fusion n'est utilisé que pour certaines pièces d'examen, et la plupart des soudages de plaques bout à bout sont des soudures à l'électrode en fusion. soudage en hauteurIl est principalement utilisé pour le soudage de la carrosserie en alliage d'aluminium et du châssis des UEM.
Le cordon de soudure par friction-malaxage de l'alliage d'aluminium se forme par déformation plastique et recristallisation dynamique.
Le grain dans la zone de soudure est fin, sans dendrites de soudure par fusion, et la microstructure est fine.
La zone affectée thermiquement est plus étroite que celle du soudage par fusion, et il n'y a pas de perte d'éléments d'alliage par combustion, de fissures, de pores et d'autres défauts. Les performances globales sont bonnes.
Par rapport à la méthode traditionnelle de soudage par fusion, il n'y a pas d'éclaboussures, de fumée et de poussière, il n'est pas nécessaire d'ajouter du fil de soudage et du gaz de protection, et la performance de l'assemblage est bonne.
En raison de la phase solide processus de soudageLa faible température de chauffage réduit la déformation de la soudure.
L'inconvénient est que le vitesse de soudage est lente et le processus n'est pas assez mûr.
La technologie de soudage au laser des alliages d'aluminium est une nouvelle technologie développée au cours des dix dernières années.
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Par rapport à la méthode traditionnelle technologie du soudageIl présente les caractéristiques suivantes : fonctionnalité élevée, grande fiabilité, pas de nécessité de conditions de vide et grande efficacité.
Il se caractérise par une densité de puissance élevée, un faible apport total de chaleur, une grande pénétration du même apport de chaleur, une petite zone affectée par la chaleur, une faible déformation du soudage, une vitesse élevée, une automatisation industrielle facile, etc.
Son inconvénient est que lorsque soudage d'un alliage d'aluminiumL'énergie ne peut pas être entièrement absorbée, ce qui entraîne d'importants déchets et des coûts élevés d'acquisition d'équipements.
En tant que fondateur de MachineMFG, j'ai consacré plus d'une décennie de ma carrière à l'industrie métallurgique. Ma vaste expérience m'a permis de devenir un expert dans les domaines de la fabrication de tôles, de l'usinage, de l'ingénierie mécanique et des machines-outils pour les métaux. Je suis constamment en train de réfléchir, de lire et d'écrire sur ces sujets, m'efforçant constamment de rester à la pointe de mon domaine. Laissez mes connaissances et mon expertise être un atout pour votre entreprise.
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