Het lassen van aluminiumlegeringen brengt unieke uitdagingen met zich mee vanwege hun lage smeltpunt en hoge thermische geleidbaarheid. Dit artikel gaat in op verschillende lasmethoden, zoals TIG-, MIG- en plasmabooglassen, en belicht hun toepassingen, voordelen en nadelen. U leert over de kritieke factoren bij de materiaalselectie en technieken om sterke, betrouwbare lassen te maken, waardoor u verzekerd bent van hoogwaardige resultaten in diverse industriële toepassingen. Ontdek hoe u de juiste methode en materialen voor uw specifieke behoeften kunt kiezen, zodat uw lasprojecten met aluminiumlegeringen worden verbeterd.
Er zijn verschillende lastechnieken voor aluminiumlegeringen, elk met zijn eigen specifieke toepassingen. Naast de conventionele fusie-, weerstands- en gaslasmethoden kunnen andere geavanceerde technieken zoals plasmabooglassen, elektronenbundellassen en vacuümdiffusielassen ook effectief aluminiumlegeringen lassen.
De gebruikelijke lasmethoden voor aluminiumlegeringen en hun respectievelijke eigenschappen en toepassingsgebied worden weergegeven in tabel 1.
Tabel 1 Kenmerken en toepassingsgebied van gemeenschappelijke lasmethoden voor aluminiumlegering
| Lasmethode | Kenmerk | Toepassingsgebied |
|---|---|---|
| Autogeen lassen | Laag thermisch vermogen, grote vervorming van laswerk, lage productiviteit, gemakkelijk om slak, scheuren en andere defecten te produceren | Het wordt gebruikt voor stomplassen en reparatielassen van dunne plaat bij niet belangrijke gelegenheden |
| Handmatig booglassen | Slechte kwaliteit van de verbinding | Gebruikt voor reparatielassen en algemene reparatie van gegoten aluminium onderdelen |
| TIG-lassen | Het lasmetaal is compact, de las heeft een hoge sterkte en een goede plasticiteit en de las kan van hoge kwaliteit zijn. | Het wordt veel gebruikt en kan worden gelast met plaatdikte van 1 ~ 20 mm |
| Gepulseerd TIG-lassen | De lasproces is stabiel, de warmte-invoer is nauwkeurig en instelbaar, de vervorming van het laswerk is klein en de verbindingskwaliteit is hoog | Gebruikt voor plaat, alle positie lassen, assemblage lassen en hoge sterkte aluminiumlegering zoals gesmeed aluminium en duraluminium met een sterke warmtegevoeligheid |
| MIG-lassen | Hoge boogkracht en snel lassnelheid | Het kan worden gebruikt voor het lassen van dikke onderdelen met een dikte van minder dan 50m |
| MIG-pulsbooglassen met argon | De lassendeformatie is klein, de weerstand tegen poreusheid en barst is goed, de procesparameters worden wijd aangepast | Het wordt gebruikt voor plaat- of alle positie lassen, en wordt meestal gebruikt voor werkstukken met een dikte van 2 ~ 12mm |
| Plasmaboog lassen | De warmteconcentratie, lassnelheid, lassen vervorming en stress is klein, het proces is complexer | Het wordt gebruikt voor stomplassen waarbij de eisen hoger zijn dan bij argonbooglassen. |
| Vacuüm elektronenbundel lassen | De resultaten laten zien dat de penetratie groot is, de warmte beïnvloede zone klein is, de lasvervorming klein is en de mechanische eigenschappen van de lasverbinding goed zijn. | Gebruikt voor het lassen van kleine lasnaden |
| Laserlassen | Kleine lasvervorming en hoge productiviteit | Het wordt gebruikt voor precisielassen van onderdelen |
De keuze van een lasmethode voor aluminium en aluminiumlegeringen moet gebaseerd zijn op de kwaliteit van het materiaal, de dikte van het te lassen onderdeel, de structuur van het product en het gewenste niveau van lasbaarheid. lasbaarheid.
Gerelateerde lectuur: MIG vs TIG-lassen
Het thermisch vermogen van een zuurstof-acetyleen lasvlam is laag, waardoor de warmte wordt verspreid en resulteert in aanzienlijke vervorming van het lasstuk en een lage productiviteit.
Bij het lassen van dikke aluminium lasnaden is voorverwarmen noodzakelijk.
Het lasmetaal dat met deze methode wordt geproduceerd heeft een grove korrel en een losse structuur, waardoor het vatbaar is voor defecten zoals aluminiumoxide insluiting, porositeit en scheurvorming.
Deze lasmethode mag alleen worden gebruikt voor het repareren van onbelangrijke aluminium constructiedelen en gietstukken met een dikte van 0,5-10 mm.
Deze methode, bekend als TIG-lassen, wordt uitgevoerd onder de bescherming van argon, wat resulteert in een meer geconcentreerde warmtebron en een stabiele boogverbranding. Dit resulteert in een dichter lasmetaal met een hoge sterkte en plasticiteit, waardoor het veel gebruikt wordt in de industrie.
Hoewel TIG-lassen een ideale methode is voor het lassen van aluminiumlegeringen, is de apparatuur complex, waardoor het minder geschikt is voor buitengebruik.
De automatische en halfautomatische Gas Metalen boog lasproces (GMAW) heeft verschillende voordelen, waaronder een hoog boogvermogen, geconcentreerde hitte en een kleine warmte-beïnvloede zone. De productie-efficiëntie is 2-3 keer hoger dan die van handmatig GMAW.
Met GMAW kan zuiver aluminium en aluminium worden gelast. gelegeerde platen met een dikte van minder dan 50 mm. Voorverwarmen is bijvoorbeeld niet nodig voor aluminium platen met een dikte van 30 mm en alleen de voorste en achterste lagen hoeven te worden gelast voor een glad oppervlak en een las van hoge kwaliteit.
Halfautomatisch TIG-lassen (Tungsten Inert Gas) is ideaal voor nauwkeurig lassen, kortstondig en intermitterend lassen en lassen op onregelmatige structuren.
De halfautomatische argon booglassen lastoorts zorgt voor gemakkelijk en flexibel lassen, maar de diameter van de lasdraad is kleiner en de lasnaad is gevoeliger voor poreusheid.
(1) Gepulseerd TIG-lassen (Tungsten Inert Gas)
Deze methode verbetert de stabiliteit van lasprocessen met lage stroom aanzienlijk en maakt het mogelijk om eenvoudig het vermogen van de boog en de lasvorming te regelen door verschillende parameters aan te passen. Het lasstuk heeft een minimale vervorming en warmte-beïnvloede zone, waardoor het ideaal is voor het lassen van dunne platen, het lassen van alle posities en het lassen van warmtegevoelige materialen zoals gesmeed aluminium, hard aluminium en super hard aluminium.
(2) Inert metaalgas (MIG) pulsbooglassen
Deze methode is geschikt voor alle posities lassen van aluminium gelegeerde platen met een dikte van 2-10 mm.
Het kan worden gebruikt om aluminium lassen gelegeerde platen met een dikte van minder dan 4 mm.
Voor producten met hoge kwaliteitseisen, DC schokgolf puntlassen en naadlassen kan worden gebruikt.
Lassen vereist geavanceerde apparatuur, hoge lasstromen en een hoge productiviteit, waardoor het bijzonder geschikt is voor massaproductie van onderdelen en componenten.
Wrijvingsroerlassen (FSW) is een soort verbindingstechnologie in vaste toestand die kan worden gebruikt om platen van verschillende legeringen te lassen.
Vergeleken met traditionele fusielasmethoden biedt FSW verschillende voordelen, zoals de afwezigheid van spatten, minder stof, geen lasdraad of lasdraad nodig. schermgasen een gebrek aan poriën en scheuren in de verbinding.
Bovendien is FSW, in vergelijking met gewone wrijving, niet beperkt door asdelen en kan het rechte lassen produceren.
Deze lasmethode heeft ook verschillende andere voordelen, zoals verbeterde mechanische eigenschappen, energie-efficiëntie, minder vervuiling en weinig voorbereiding voorafgaand aan het lassen.
Door het lage smeltpunt van aluminium en aluminiumlegeringen is FSW bijzonder geschikt voor deze materialen.
Bij het lassen van aluminiumlegeringen met autogeen lassen of TIG-lassen wordt het gebruik van lasdraad aanbevolen.
Lasdraden van aluminium en aluminiumlegeringen kunnen worden onderverdeeld in twee soorten: homogeen en heterogeen.
Om een sterke en betrouwbare lasverbindingHet is belangrijk om het juiste vulmateriaal te kiezen dat geschikt is voor het basismetaal dat wordt gebruikt.
Bij het kiezen van een lasdraad voor aluminiumlegeringen is het belangrijk om rekening te houden met verschillende factoren, waaronder de samenstellingseisen, mechanische eigenschappen, corrosiebestendigheid, structurele stijfheid, kleur en scheurvastheid van het eindproduct.
Het gebruik van een toevoegmetaal met een smelttemperatuur die lager is dan die van het basismetaal kan het risico op interkristallijne scheurvorming in de warmte-beïnvloede zone aanzienlijk verminderen.
Voor niet-warmtebehandelde legeringen is de sterkte van de gelaste verbinding verhoogt in de volgende volgorde: 1000-serie, 4000-serie en 5000-serie.
Het is belangrijk op te merken dat 5000 serie lasdraden die meer dan 3% magnesium bevatten niet gebruikt mogen worden in constructies met gebruikstemperaturen boven 65°C, omdat deze legeringen zeer gevoelig zijn voor spanningscorrosie onder deze omstandigheden.
Om scheurvorming te voorkomen, wordt vaak aanbevolen om een vulmetaal te gebruiken met een hoger legeringsgehalte dan het basismetaal.
De meest gebruikte lasdraden voor aluminiumlegeringen zijn standaard draden met een samenstelling die lijkt op die van het basismetaal. Als er geen standaard lasdraad is, kan een strip uit het basismetaal worden gesneden en als vulmateriaal worden gebruikt.
Een populaire keuze voor lasdraad is HS311, dat bekend staat om zijn goede vloeibaarheid, minimale krimp tijdens het stollen en uitstekende scheurvastheid. Om de korrelgrootte, scheurvastheid en mechanische eigenschappen van de las verder te verbeteren, worden kleine hoeveelheden legeringselementen zoals Ti, V, Zr en andere worden vaak toegevoegd als modificatoren.
Bij het selecteren van lasdraad van aluminiumlegeringen moet aandacht worden besteed aan de volgende punten:
(1) Gevoeligheid lasnaadscheuren
De belangrijkste factor die de scheurgevoeligheid beïnvloedt is de compatibiliteit van het basismetaal en de lasdraad.
Het gebruik van een lasmetaal met een lagere smelttemperatuur dan het basismetaal kan de scheurgevoeligheid van zowel het lasmetaal als de warmte-beïnvloede zone verminderen.
Bijvoorbeeld, bij het lassen van legering 6061 met een siliciumgehalte van 0,6%, resulteert het gebruik van dezelfde legering als de las in een zeer hoge scheurgevoeligheid.
Het gebruik van lasdraad ER4043 met een siliciumgehalte van 5% zorgt echter voor een goede scheurvastheid omdat de smelttemperatuur lager is dan die van legering 6061 en de plasticiteit tijdens het afkoelen toeneemt.
Bovendien wordt geadviseerd om de combinatie van Mg en Cu in het lasmetaal te vermijden, omdat Al-Mg-Cu een hoge scheurgevoeligheid heeft.
(2) Mechanische eigenschappen lasverbinding
Industrieel zuiver aluminium heeft de laagste sterkte, terwijl 4000 serie aluminium legeringen liggen in het midden en aluminiumlegeringen uit de 5000-serie hebben de hoogste sterkte.
Hoewel Al-Si lasdraad een hoge scheurvastheid heeft, heeft het een slechte plasticiteit.
Daarom is het voor verbindingen die na het lassen plastische vervorming vereisen, het beste om silicium lasdraad te vermijden.
(3) Prestaties lasverbindingen
De keuze van het toevoegmetaal is niet alleen gebaseerd op de samenstelling van het basismetaal, maar ook op de geometrie van de verbinding, de operationele vereisten voor corrosiebestendigheid en de vereisten voor het uiterlijk van het lasstuk.
Om er bijvoorbeeld voor te zorgen dat een container goed bestand is tegen corrosie of om besmetting van opgeslagen producten te voorkomen, is voor een container waarin waterstofperoxide wordt opgeslagen een aluminiumlegering met een hoge zuiverheidsgraad nodig.
In dit geval moet de zuiverheid van het toevoegmetaal minstens gelijk zijn aan die van het basismetaal.
Het model, de specificaties en toepassingen van de aluminiumlegering lasdraad worden weergegeven in tabel 2. Tabel 3 toont de chemische samenstelling en mechanische eigenschappen van de aluminiumlegering elektrode.
Tabel 2 Type (merk), specificatie en toepassing van aluminium en aluminiumlegering lasdraad
| Soorten | Rang | Huidtypes | Kernmateriaal | Elektrodespecificatie / mm | Doel | |
|---|---|---|---|---|---|---|
| E1100 | L109 | Type basis | Zuiver aluminium | 3.2,4.5 | 345〜355 | Lassen van zuiver aluminium plaat en container |
| E4043 | L209 | Type basis | Al Si legering | 3.2,4.5 | 345〜355 | Het lassen van aluminiumplaat, aluminium siliciumafgietsel, algemene aluminiumlegering, gesmeed aluminium, duraluminium (behalve aluminium magnesiumlegering) |
| E3003 | L309 | Type basis | Aluminium mangaanlegering | 3.2,4.5 | 345〜355 | Lassen van aluminium mangaanlegering, zuiver aluminium en andere aluminiumlegeringen |
Tabel 3 Chemische samenstelling en mechanische eigenschappen van aluminium en aluminiumlegering elektroden
| Soorten | Rang | Typen huiden | Soorten voedingen | Chemische samenstelling van soldeerkern /% | Treksterkte van neergeslagen metaal / MPa | Trek sterkte van gelaste verbinding / MPa |
|---|---|---|---|---|---|---|
| E1100 | L109 | Type basis | DCEP (gelijkstroomelektrode positief) | Si+Fe≤0,95,Co0,05〜0,20 Mn≤0,05,Be≤0,0008 Zn≤0,10,anderen≤0,15 AI≥99,0 | ≥64 | ≥80 |
| E4043 | L209 | Type basis | DCEP | Si4.5〜6.0, Fe≤0.8 Cu≤0.30, Mn≤0.05 Zn≤0.10, Mg≤0.0008 anderen≤0.15, Al Rem. | ≥118 | ≥95 |
| E3003 | L309 | Type basis | DCEP | Si≤0.6, Fe≤0.7 Cu0.05〜0.20, Mn1.0 〜1.5 Zn≤0.10, anderen≤0.15 Al Rem. | ≥118 | ≥95 |
Gerelateerde lectuur: Hoe kies je de juiste lasstaaf?
De favoriete inerte gassen voor het lassen van aluminiumlegeringen zijn argon en helium.
De technische vereisten voor argon zijn een zuiverheidsgraad van 99,9% of hoger, een zuurstofgehalte van minder dan 0,005%, een waterstofgehalte van minder dan 0,005%, een vochtgehalte van minder dan 0,02 mg/L en een stikstofgehalte van minder dan 0,015%.
Een verhoging van het zuurstof- en stikstofgehalte verslechtert de kathodische atomisering.
Als het zuurstofgehalte hoger is dan 0,3%, zal het brandverlies van de wolfraamelektrode toenemen en als het zuurstofgehalte hoger is dan 0,1%, zal het lasoppervlak dof of zwart worden.
Voor TIG-lassen wordt zuiver argon gekozen voor AC plus HF-lassen, wat geschikt is voor het lassen van dikke platen. Voor DC positief elektrode lassen wordt een mengsel van Ar + He of pure Ar gebruikt.
Voor platen met een dikte van minder dan 25 mm wordt zuiver argon gebruikt.
Voor platen met een dikte van 25-50 mm wordt een mengsel van Ar + He met 10% tot 35% Ar gebruikt.
Voor platen met een dikte van 50-75 mm moet een mengsel van Ar + He met 10% tot 35% of 50% He worden gebruikt.
Voor platen met een dikte van meer dan 75 mm wordt een mengsel van Ar + He met 50% tot 75% He aanbevolen.
De thermische efficiëntie van zuurstof-acetyleen autogeen lassen is laag en de warmte-inbreng is niet geconcentreerd, waardoor de kwaliteit en prestaties van de verbinding niet hoog zijn. Bovendien is een flux nodig bij het lassen van aluminium en aluminiumlegeringen en moeten residuen na het lassen worden verwijderd.
Ondanks deze nadelen wordt apparatuur voor autogeen lassen veel gebruikt voor het lassen van aluminiumlegeringen met lage kwaliteitseisen, zoals dunne platen en kleine onderdelen, en voor het repareren van aluminiumlegeringen en gietstukken. Dit komt door de eenvoud, het ontbreken van een stroomvoorziening en het handige en flexibele karakter.
(1) Gezamenlijke vorm van autogeen lassen
Schootverbindingen en T-verbindingen zijn niet ideaal voor het autogeen lassen van aluminiumlegeringen omdat het moeilijk is om de achtergebleven flux en lasslak in de spleet te verwijderen. Daarom wordt aanbevolen om waar mogelijk stuikverbindingen te gebruiken.
Om volledig lassen zonder inzakken of doorbranden te garanderen, wordt het gebruik van een steunplaat met een groef aanbevolen. De steunplaat is meestal gemaakt van roestvast staal of zuiver koper.
Lassen met een steunplaat kan een goede omgekeerde vervorming bereiken en de lasproductiviteit verbeteren.
(2) Selectie van flux voor autogeen lassen
Bij het autogeen lassen van aluminiumlegeringen is het gebruik van een vloeimiddel noodzakelijk om een vloeiend resultaat te verkrijgen. lasproces en een goede laskwaliteit. De flux, ook wel gasflux genoemd, verwijdert de oxidelaag en andere onzuiverheden op het oppervlak van de aluminiumlegering tijdens het lassen.
De primaire functie van de flux is het verwijderen van de oxidelaag die tijdens het lassen op het oppervlak van aluminium wordt gevormd, het verbeteren van de bevochtigbaarheid van het basismetaal en het bevorderen van de vorming van een dichte lasmicrostructuur.
Vloeimiddel wordt meestal direct op de groef van het te lassen werkstuk gesprenkeld voor het lassen, of toegevoegd aan het smeltbad op de lasdraad.
Vloeimiddelen voor aluminiumlegeringen bestaan meestal uit chloriden van elementen zoals kalium, natrium, calcium en lithium. Deze verbindingen worden gemalen, gezeefd en in specifieke verhoudingen gemengd om de flux te maken.
Zo kan aluminiumkryoliet (Na3AlF6) aluminiumoxide smelten bij 1000°C en kan kaliumchloride vuurvast aluminiumoxide omzetten in smeltbaar aluminiumchloride. De flux heeft een laag smeltpunt en een goede vloeibaarheid, wat ook de vloeibaarheid van het gesmolten metaal kan verbeteren en voor een goede lasvorming kan zorgen.
(3) Keuze van lasmondstuk en vlam
Aluminiumlegeringen hebben een sterke neiging om te oxideren en lucht te absorberen. Tijdens het autogeen lassen is het belangrijk om een neutrale vlam of een zwakke carboniserende vlam (met een overmaat acetyleen) te gebruiken om aluminiumoxidatie te voorkomen. Dit houdt het aluminium smeltbad onder een reducerende atmosfeer en voorkomt oxidatie.
Het is ten strengste verboden om een oxidatievlam te gebruiken, omdat deze het aluminium sterk zal oxideren en het lasproces zal hinderen.
Als er echter te veel acetyleen is, kan de vrije waterstof oplossen in het smeltbad, waardoor porositeit in de las ontstaat en deze losraakt.
(4) Deklas
Om veranderingen in grootte en relatieve positie tijdens het lassen te voorkomen, is voorlassen noodzakelijk.
Gaslassen heeft een hoge lineaire uitzettingscoëfficiënt, een snelle warmtegeleidingssnelheid en een groot verwarmingsgebied, dus de positioneringslassen moeten dichter zijn dan die voor stalen onderdelen.
De lasdraad voor positioneringslassen is dezelfde als die voor productlassen. Voor het positioneringslassen moet er een laag gasflux in de lasnaad worden aangebracht.
Het vlamvermogen tijdens het positielassen moet iets hoger zijn dan dat tijdens het autogeen lassen.
(5) Gaslassen
Bij het lassen van stalen materialen kan de verwarmingstemperatuur worden bepaald door te kijken naar de kleurverandering van het staal. Dit is echter niet mogelijk bij het lassen van aluminiumlegeringen, omdat er geen duidelijke kleurverandering optreedt tijdens het verwarmen.
Om de lastemperatuurkan de lastijd worden bepaald op basis van de volgende waarnemingen:
Voor gas lasplatenDe linkse lasmethode kan worden gebruikt, met de lasdraad voor de lasvlam. Dit helpt oververhitting van het smeltbad en korrelgroei of doorbranden in de warmte-beïnvloede zone te voorkomen door warmteverlies te beperken.
Voor onedele metalen met een dikte van meer dan 5 mm kan de juiste lasmethode worden gebruikt, met de lasdraad achter de lastoorts. Dit minimaliseert warmteverlies, vergroot de smeltdiepte en verbetert de verwarmingsefficiëntie.
Bij het autogeen lassen van onderdelen die minder dan 3 mm dik zijn, moet de toortshoek 20-40° zijn. Voor dikke onderdelen moet de toortshoek 40-80° zijn, met een hoek tussen de lasdraad en de toorts van 80-100°.
Voor het autogeen lassen van aluminiumlegeringen is het het beste om de las in één keer te voltooien, omdat het aanbrengen van een tweede laag kan leiden tot slakinsluitsels in de las.
(6) Behandeling na het lassen
De corrosie van aluminium verbindingen veroorzaakt door residuele flux en slak op het lasoppervlak van autogeen lassen is een potentiële oorzaak van toekomstige schade aan de verbinding.
Binnen 1-6 uur na het autogeen lassen is het noodzakelijk om de achtergebleven flux en slak te reinigen om corrosie van het laswerk te voorkomen.
Het reinigingsproces na het lassen omvat de volgende stappen:
Bij TIG-lassen wordt wolfraam als elektrode gebruikt om een boog te genereren tussen het wolfraam en het werkstuk. De hitte van de boog smelt het te lassen metaal, dat vervolgens wordt samengevoegd door de lasdraad om een solide lasverbinding te vormen.
Booglassen met argon van aluminium maakt gebruik van de "kathode atomisatie" eigenschappen van argon om de oxidelaag van het oppervlak te verwijderen.
Het TIG lasproces beschermt de wolfraamelektrode en het lasgebied door het af te schermen met een inert gas, zoals argon, dat uit het mondstuk komt. Dit helpt reacties tussen het lasgebied en de omringende lucht te voorkomen.
Het TIG lasproces is ideaal voor het lassen van dunne platen met een dikte van minder dan 3 mm. Het resulteert in minder vervorming van het werkstuk in vergelijking met gaslassen en booglassen met de hand.
De AC TIG lasmethode is bijzonder geschikt voor het lassen van aluminiumlegeringen, omdat de kathode de oxidelaag kan verwijderen en corrosie kan voorkomen. Dit resulteert in een helder en glad oppervlak, met een verbindingsvorm die onbeperkt is. De argonstroom koelt de lasnaad ook snel af, waardoor de microstructuur en eigenschappen verbeteren en de lasnaad geschikt is voor alle posities.
Het TIG lasproces vereist echter een strengere reiniging voor het lassen vanwege de afwezigheid van flux. AC TIG-lassen en AC puls TIG-lassen zijn de voorkeursmethoden voor het lassen van aluminiumlegeringen, gevolgd door DC omgekeerd TIG-lassen.
Over het algemeen wordt AC-lassen het meest gebruikt voor aluminiumlegeringen omdat het de beste combinatie biedt van stroomvoercapaciteit, boogcontrole en boogreiniging. Wanneer DC positieve verbinding (elektrode verbonden met negatieve elektrode) wordt gebruikt, resulteert de warmte die wordt opgewekt op het oppervlak van het werkstuk in een diepe inbranding en kan een grotere lasstroom worden gebruikt voor een bepaalde grootte van de elektrode.
Deze methode vereist geen voorverwarming, zelfs niet voor dikke secties en veroorzaakt minimale vervorming van het basismetaal. De DC omgekeerde verbinding (elektrode tegen positieve elektrode) TIG lasmethode wordt echter zelden gebruikt voor het lassen van aluminium. Desondanks biedt het voordelen zoals een geringe smeltdiepte, gemakkelijke controle van de boog en goede zuiveringseffecten voor continu lassen of reparatielassen van dunwandige warmtewisselaars en soortgelijke onderdelen met een pijpendikte van minder dan 2,4 mm.
(1) Wolfraamelektrode
Het smeltpunt van wolfraam is 3410°C.
Wolfraam heeft een sterke elektronenemissie bij hoge temperaturen.
Door sporen van zeldzame aardelementen zoals thorium, cerium en zirkonium toe te voegen, wordt de efficiëntie van de elektronenemissie aanzienlijk verlaagd en de stroomdragende capaciteit aanzienlijk verbeterd.
Bij het TIG-lassen van aluminiumlegeringen wordt voornamelijk een wolfraamelektrode gebruikt om stroom te geleiden, een boog te starten en een normale verbranding van de boog te handhaven.
Veelgebruikte wolfraam elektrodematerialen zijn onder andere zuiver wolfraam, thorium-wolfraam en cerium-wolfraam.
(2) Lasprocesparameters
Om een uitstekende lasvorming en -kwaliteit te bereiken, moeten de lasprocesparameters gekozen worden op basis van de technische vereisten van het lasstuk.
De primaire procesparameters voor handmatig TIG-lassen van aluminiumlegeringen omvatten het stroomtype, de polariteit, de stroomgrootte, de stroomsnelheid van het beschermgas, de streklengte van de wolfraamelektrode en de afstand tussen het mondstuk en het werkstuk.
De procesparameters voor automatisch TIG-lassen omvatten ook boogspanning (booglengte), lassnelheid en draadaanvoersnelheid.
Afhankelijk van het materiaal en de dikte die gelast moet worden, omvatten de procesparameters de diameter en vorm van de wolfraamelektrode, de diameter van de lasdraad, het type beschermgas, de stroomsnelheid van het gas, de diameter van het mondstuk, de lasstroom, de boogspanning, de lassnelheid en deze parameters kunnen worden aangepast op basis van de werkelijke lasresultaten totdat ze aan de gewenste eisen voldoen.
Hieronder volgen de belangrijkste overwegingen voor het selecteren van TIG-lasparameters voor aluminiumlegeringen:
Veel voorkomende defecten en oorzaken van aluminium lassen
Oorzaken van afsluiting van de huidmondjes
Preventieve maatregelen:
Oorzaken van Scheuren in lassen
Preventieve maatregelen:
Oorzaken van onvolledigheid Laspenetratie
Preventieve maatregelen:
Oorzaken van wolfraaminsluiting in lassen
Preventieve maatregelen:
Oorzaken van undercut
Preventieve maatregelen:
De defecten in aluminium gietstukken van legeringen kunnen over het algemeen worden gerepareerd met argonbooglassen, met betere resultaten met AC TIG-lassen.
Bij het gebruik van reparatielassen om gietfoutenHet is belangrijk om de lasdraad en onderdelen voor het lassen schoon te maken, geschikte lasdraadmaterialen te selecteren en korte boog- en kleine hoeklasdraad te gebruiken. In de praktijk zijn er veel succesvolle ervaringen met verschillende soorten defectenBijvoorbeeld door waar mogelijk een lage lasstroom te gebruiken.
De lasdraad moet een hogere legeringssamenstelling hebben dan het basismetaal om eventuele verbrande legeringen tijdens het reparatielassen aan te vullen en de lassamenstelling consistent te houden.
Voor gietstukken met scheurtjes moeten er aan beide uiteinden scheurtjes worden gemaakt voor het reparatielassen. Het onderdeel moet worden voorverwarmd en gelast met een linker lasmethode om het smelten van de las te observeren. De draad moet worden gevuld om een volledig bevochtigd smeltbad te vormen.
Als het defect groot is, kan een dunne laag oppervlakteactieve stof (ATIG surfactant) op de laspositie worden aangebracht om de efficiëntie tijdens traditioneel TIG-lassen te verhogen. De oppervlakte-actieve stof zorgt ervoor dat de lasboog krimpt of dat de metaalstroom in het smeltbad verandert, wat resulteert in een hoger rendement. laspenetratie.
Bij AC TIG-lassen van aluminiumlegering wordt een laag SiO2 actieve stof kan op het lasoppervlak worden aangebracht om de inbranding te veranderen, de voorverwarming te verminderen en het lasproces te vergemakkelijken.
(1) Aluminium is zeer gevoelig voor oxidatie in de lucht en tijdens het lassen, waarbij aluminiumoxide (Al2O3) wordt gevormd dat een hoog smeltpunt heeft en zeer stabiel is, waardoor het moeilijk te verwijderen is. Dit belemmert het smelten en smelten van het basismateriaal. De zware oxidelaag komt niet gemakkelijk aan de oppervlakte, wat leidt tot slakinsluitsels, onvolledige versmelting en onvoldoende inbranding.
De oppervlakteoxidelaag van aluminium en de grote hoeveelheid geadsorbeerd vocht kunnen porositeit in de las veroorzaken. Vóór het lassen moet het oppervlak grondig worden gereinigd met chemische of mechanische methoden om deze oxidelaag te verwijderen. Tijdens het lasproces moet de bescherming worden verbeterd om oxidatie te voorkomen. Bij het lassen met wolfraam inert gas moet een wisselstroombron worden gekozen om de oxidelaag te verwijderen door middel van "kathodische reiniging".
Bij autogeen lassen moet een vloeimiddel worden gebruikt om de oxidelaag te verwijderen. Bij het lassen van dikke platen moet de laswarmte kan worden verhoogd. De hitte van een heliumboog is bijvoorbeeld hoog, zodat helium of argon-heliummenggasbescherming kan worden gebruikt, of een gasbeschermde boog met grote specificaties kan worden gebruikt. In het geval van een positieve gelijkstroomverbinding is "kathodische reiniging" niet nodig.
(2) De thermische geleidbaarheid en de specifieke warmtecapaciteit van aluminium en aluminiumlegeringen zijn meer dan twee keer zo hoog als die van koolstofstaal en laaggelegeerd staal. De thermische geleidbaarheid van aluminium is tientallen keren hoger dan die van austenitisch roestvast staal.
Tijdens het lasproces kan een grote hoeveelheid warmte snel naar het basismetaal worden geleid, dus bij het lassen van aluminium en aluminiumlegeringen wordt naast de energie die wordt verbruikt bij het smelten van het metaalbad, meer warmte verspild in andere delen van het metaal. Deze energieverspilling is groter dan bij staal lassen.
Om lasverbindingen van hoge kwaliteit te verkrijgen, moeten zo veel mogelijk krachtbronnen met geconcentreerde energie en hoog vermogen worden gebruikt. Soms kunnen ook voorverwarming en andere procesmaatregelen worden toegepast.
(3) De lineaire uitzettingscoëfficiënt van aluminium en aluminiumlegeringen is ongeveer twee keer die van koolstofstaal en laaggelegeerd staal. Aluminium ondervindt aanzienlijke volumekrimp bij het stollen, wat leidt tot aanzienlijke vervorming en spanning in de las, waardoor maatregelen nodig zijn om lasvervorming te voorkomen. Aluminium lasmassa's zijn gevoelig voor krimpgaten, porositeit, warmscheuren en hoge temperaturen. inwendige spanning tijdens het stollen.
Tijdens de productie kan het aanpassen van de samenstelling van de lasdraad en het lasproces het optreden van hete scheuren. Aluminium siliciumlegering lasdraad kan worden gebruikt voor het lassen van aluminiumlegeringen, anders dan aluminium magnesiumlegeringen, waar corrosiebestendigheid toelaatbaar is. In aluminium siliciumlegeringen is de neiging tot warmscheuren groter wanneer het siliciumgehalte 0,5% is.
Naarmate het siliciumgehalte toeneemt, neemt het kristallisatiebereik van de legering af, verbetert de vloeibaarheid aanzienlijk, neemt de krimpsnelheid af en wordt de neiging tot warmscheuren dienovereenkomstig kleiner. Gebaseerd op productie-ervaring treedt warmscheuren niet op bij een siliciumgehalte van 5% tot 6%. Daarom kan het gebruik van SAlSi-staven (met een siliciumgehalte tussen 4,5% en 6%) voor het lassen resulteren in een betere scheurvastheid.
(4) Aluminium reflecteert sterk op licht en warmte. Er is geen merkbare kleurverandering tijdens de overgang vast-vloeibaar, waardoor het moeilijk te beoordelen is tijdens laswerkzaamheden. Aluminium met een hoge temperatuur heeft een lage sterkte, waardoor het moeilijk is om het smeltbad te ondersteunen en gemakkelijk doorbrandt.
(5) Vloeibaar aluminium en zijn legeringen kunnen een grote hoeveelheid waterstof oplossen, terwijl aluminium in vaste toestand nauwelijks waterstof oplost. Tijdens het stollen en snel afkoelen van het lasbad heeft de waterstof niet genoeg tijd om te ontsnappen, wat gemakkelijk leidt tot de vorming van waterstofporiën. Vocht in de boogkolomatmosfeer, lasmaterialen en vocht geadsorbeerd door de oppervlakte oxidelaag van het moedermateriaal zijn allemaal kritische bronnen van waterstof in de lasnaad. Daarom moeten de waterstofbronnen strikt worden gecontroleerd om porievorming te voorkomen.
(6) Legeringselementen hebben de neiging te verdampen en te verbranden, waardoor de lasnaadprestaties afnemen.
(7) Als het basismetaal van het moedermateriaal vervormd is of in oplossing veroudert, kan de laswarmte de sterkte van de warmte-beïnvloede zone verminderen.
TIG- en MIG-booglassen, die handig en kosteneffectief zijn, kunnen worden gebruikt voor het lassen en repareren van aluminiumlegeringen.
Wanneer hoog-energetisch stralenlassen en wrijvingsroerlassen worden gebruikt bij het lassen van aluminiumlegeringen, kunnen de problemen van verbranding van de legeringselementen, verweking van de verbinding en lasvervorming effectief worden aangepakt. Met name wrijvingsroerlassen is een verbinding in vaste toestand die als bijkomend voordeel milieuvriendelijk is.
Wanneer conventionele reparatie lasmethoden worden gebruikt om defecten in aluminium legering gietstukken te repareren, is het belangrijk om aandacht te besteden aan het reinigen voor het lassen, het selecteren van een geschikte lasdraadvuller en het volgen van de juiste lasproces specificaties. AC TIG reparatielassen heeft meestal de voorkeur om het volgende te voorkomen lasdefecten.
Om de reparatie te verbeteren laskwaliteit van gietstukken van aluminiumlegeringen kunnen speciale reparatielasmethoden worden gebruikt in combinatie met de feitelijke situatie wanneer de gietfouten uniek zijn en de omstandigheden dit toelaten.
Als oprichter van MachineMFG heb ik meer dan tien jaar van mijn carrière gewijd aan de metaalbewerkingsindustrie. Door mijn uitgebreide ervaring ben ik een expert geworden op het gebied van plaatbewerking, verspaning, werktuigbouwkunde en gereedschapsmachines voor metalen. Ik denk, lees en schrijf voortdurend over deze onderwerpen en streef er voortdurend naar om voorop te blijven lopen in mijn vakgebied. Laat mijn kennis en expertise een aanwinst zijn voor uw bedrijf.
NL 
EN 
AR 
DE 
ES 
FR 
IT 
JA 
PT 
PT_BR 
RU 
KO