Възможност за заваряване на алуминиеви екструзии?

Понякога алуминиевите профили трябва да се съединяват, за да се образуват сложни форми или удължени дължини. Но дали заваряването им е наистина надеждно, или ще компрометира здравината им?

Да, алуминиевите профили могат да бъдат надеждно заварявани с помощта на правилните методи, материали и последваща обработка. Качеството на заваряване зависи от вида на сплавта, подготовката на повърхността и правилната техника.

Не става въпрос само за това дали могат да бъдат заварени - става въпрос за как да го направите добре, без да рискувате повреда на част или структурна слабост.

Могат ли алуминиевите профили да бъдат надеждно заварявани?

Когато заваряват алуминиеви профили, много инженери се притесняват от загуба на здравина, напукване или неравни повърхности.

Алуминиевите профили могат да бъдат надеждно заварени, ако се използват правилната сплав, подготовка на повърхността и метод на заваряване. Успехът на заваряването зависи от контрола на топлината и управлението на оксидните слоеве.

Алуминият е по-чувствителен към топлина от стоманата. По време на заваряване високите температури могат да променят микроструктурата на метала. Ако не се извърши правилно, това може да доведе до отслабване на детайла.

Екструдираните изделия често са с тесни допуски и специални повърхности. Всеки процес на заваряване трябва да се съобразява с тези спецификации. Едно от основните предизвикателства е слоят алуминиев оксид. Той се топи при много по-висока температура от самия алуминий, което може да попречи на доброто свързване.

Друг проблем е порьозността. При наличие на влага или замърсители в заваръчния шев могат да се образуват газови джобове. Те правят съединението по-слабо и по-вероятно да се повреди.

Тези проблеми обаче са управляеми. С помощта на подходящи техники за почистване, подходящи материали за пълнене и опитни заварчици е възможно да се постигнат постоянни и здрави заварки.

Основни съвети за надеждност при заваряване

Кои техники за заваряване са най-подходящи за екструдиране?

Не всеки метод за заваряване работи добре за екструдиран алуминий, особено когато формата е сложна или тънка.

TIG (GTAW) и MIG (GMAW) са най-надеждните техники за заваряване на алуминиеви профили. TIG предлага по-добра прецизност, докато MIG е по-бърза и подходяща за по-дебели профили.

Всяка техника има своите плюсове и минуси. Ето и разбивка:

Сравнение на методите за заваряване

Заваряването чрез триене (FSW) става все по-популярно, особено за проекти в космическата индустрия и железопътния транспорт. При него материалът не се разтопява, а се разбърква при високо налягане и температура. По този начин се получава много здрава връзка с минимални дефекти. Но то работи най-добре при прави, прости части.

TIG заваряването се предпочита за нестандартни или критични приложения. При него се използва неконсумируем волфрамов електрод и се изисква ръчно добавяне на пълнител. Това дава на заварчика по-добър контрол, особено при тънкостенни екструдирани изделия.

МИГ заваряването е по-подходящо за производствена среда. При него се използва непрекъснато подавана тел и е по-лесно да се автоматизира. Въпреки че не е толкова прецизно, колкото TIG, то е много по-бързо.

Необходима ли е обработка след заваряване за постигане на здравина?

Мнозина смятат, че работата по заваряването е приключила, когато дъгата спре. Но при алуминия пропускането на правилната последваща обработка може да доведе до повреди.

Да, обработката след заваряване е от съществено значение за възстановяване на здравината и подобряване на издръжливостта на алуминиевите профили. Те включват намаляване на напрежението, стареене и повърхностна обработка.

Заваряването променя вътрешната структура на алуминия. То създава зона на топлинно въздействие (ЗТВ) около заваръчния шев. В тази зона сплавта губи своя темперамент - механичните свойства, постигнати по време на екструдиране или стареене.

За да се възстанови здравината, особено при термообработваеми сплави като 6061, може да е необходима термична обработка след заваряване (PWHT). Това може да включва обработка с разтвор и стареене. В някои случаи изкуственото стареене (Т6) може да възстанови почти пълната якост на материала.

Заваряването се отразява и на обработката на повърхността, като анодиране или прахово покритие. Заварените участъци могат да се обезцветят или да корозират по-бързо, ако не се третират.

Обща обработка след заваряване

При критични приложения, като например в космическата индустрия или автомобилостроенето, може да се наложат и проверки след заваряване, като рентгеново изследване или изпитване с багрило, за да се гарантира, че няма пукнатини или пористост.

Влияе ли изборът на сплав върху заваряемостта?

Изборът на неправилна сплав може да провали проекта за заваряване. Някои видове алуминий са почти невъзможни за добро заваряване.

Да, изборът на сплав оказва голямо влияние върху заваряемостта. Екструдираните изделия от сериите 5xxx и 6xxx се заваряват по-лесно, докато сплавите от сериите 2xxx и 7xxx са по-склонни към напукване и изискват експертно отношение.

Различните алуминиеви сплави се държат различно при нагряване. Някои сплави се напукват лесно по време на заваряване поради химическия си състав. Например 2024 и 7075 са високоякостни сплави, които често се използват в космическата индустрия. Но те са много трудни за заваряване и може да се нуждаят от специализирани процедури.

Диаграма на заваряемостта на обичайните сплави

За екструдиране се използват широко 6063 и 6061. 6063 е по-лесен за оформяне и има по-добра повърхност, докато 6061 е по-здрав. И двата вида могат да се заваряват добре с тел за пълнене 4043 или 5356.

Подходящият метал за пълнене зависи и от сплавта. Използването на неправилен метал може да доведе до слаби съединения или проблеми с корозията.

Заключение

Алуминиевите профили могат да бъдат надеждно заварявани, но успехът зависи от използването на правилния метод на заваряване, сплав и обработка след заваряване. Разбирането на тези фактори помага да се предотвратят скъпоструващи повреди и да се гарантира структурната цялост.