Какви са процесите на производство на алуминий?

Знам, че може да ви се стори трудно, когато четете за многото стъпки в производството на алуминий. Може да се почувствате изгубени относно това какво се случва в действителност.

Основните етапи в производството на алуминий включват подготовка, формоване, механична обработка, съединяване и довършителни работи. Това дава отговор на въпроса в заглавието.

Останете с мен и ще ви обясня всяка стъпка по лесен начин.

Какви са основните етапи при производството на алуминий?

Имам чувството, че повечето хора се объркват относно големия списък с процеси. Позволете ми да го разделя на прости части и да покажа как те са свързани.

Основните етапи при производството на алуминий са подготовка на материала, формоване (като екструдиране, леене, валцуване), механична обработка (рязане, пробиване), съединяване (заваряване, закрепване) и повърхностна обработка.

По-долу представям подробно всяка стъпка. Използвам и таблици и подзаглавия, за да е ясно.

Подготовка

Започвам с добър алуминиев материал. Избирам класове като 6061 или 6063. Проверявам размера и качеството. Отстранявам маслото и мръсотията. Извършвам проверка на повърхността.

Формиране

Съществуват основни начини за оформяне на алуминий: екструдиране, леене, и търкаляне.

Обработка и рязане

Използвам триони, лазери, фрези, бормашини. Избирам правилния инструмент за чисти срезове без повреди.

Съединяване и заваряване

Свързвам части чрез заваряване или закрепване. Обикновено се използва TIG заваряване или MIG заваряване. Мога да използвам болтове, нитове или лепила.

Обработка на повърхността

За да издържи алуминият дълго, правя обработки като анодиране, боядисване, прахово боядисване или покритие. Те добавят устойчивост на корозия.

Сега се задълбочавам във всяка част.

По какво се различава екструдирането от леенето и валцуването?

Знам, че хората смесват екструдирането с леенето или валцуването. Те смятат, че всички те са методи за оформяне.

При екструдирането омекналият алуминий се прекарва през оформена матрица, при леенето течният алуминий се излива в калъп, а при валцуването алуминият се изстисква между валяците на тънки листове.

Потопете се по-дълбоко

Искам да обясня големите разлики в процеса, разходите и употребата. Ето три части: стъпки на процеса, типични случаи на използване и плюсове и минуси.

Стъпки на процеса

• Екструдиране: заготовката се нагрява, за да омекне, прокарва се през оформена матрица и се изрязва по дължина.
• Леене: разтопете слитъка, излейте го във формата, охладете, извадете отлятата форма, завършете.
• Валцуване: плочата се нагрява, минава между валовете и се намалява дебелината ѝ стъпка по стъпка.

Типична употреба

Предимства и недостатъци

Често казвам на клиентите си, че екструдирането е най-подходящо за дълги, равномерни сечения. От леенето се получават детайли със сложни 3D форми. Валцуването осигурява плосък материал в мащаб. Разходите за един детайл също варират. Екструдирането се нуждае от матрица, но след това от много части; разходите за леярски форми са високи за дизайн; валцуването е ефективно при масово производство на листове.

Веднъж имах клиент, който се нуждаеше от персонализиран профил на радиатора. Използвахме екструзия. Цената на матрицата беше висока, но дългите серии си заслужаваха. За друг клиент, който се нуждаеше от малки блокове със сложни кухини, леенето беше по-добрият начин. Използвахме пясъчно леене с CNC довършителни работи.

Какви методи за рязане и заваряване се използват при производството на алуминий?

Първоначално много хора смятат, че алуминият е като стоманата. Обяснявам как се различава и какви инструменти са важни.

Методите за рязане включват рязане с трион, водна струя, лазер и срязване. При заваряването се използват методите TIG или MIG, подходящи за термичните характеристики на алуминия.

Потопете се по-дълбоко

Разглеждам как работи всеки метод и защо го избирате за определени задачи. Разглеждам и често срещани дефекти и как да ги избегнем.

Методи за рязане

• Разпиляване: студени триони или лентови триони. Добри за основни разрези. Поддържа материала хладен и предотвратява изгаряне.
• Лазерно рязане: прецизно и бързо. Необходими са специални лазери за алуминий. Трябва да се внимава за предотвратяване на топлинни деформации.
• Водоструйка: използва вода под високо налягане и абразив. Не се поврежда от топлина. Добър за сложни форми. По-бавно от лазера.
• Срязване: за алуминиева ламарина. Бърз и рентабилен. Ръбовете се нуждаят от зачистване.

Методи за заваряване

• TIG заваряване (GTAW): чист заваръчен шев, по-ниска консумация на топлина, добър за тънки материали. Изисква високи умения.
• МИГ заваряване (GMAW): по-бързо, добро за по-дебели части. Използвайте пистолет за навиване на макари или техника на натискане.
• Избор на пълнител: използвайте подходяща запълваща тел като 4043 или 5356 в зависимост от сплавта.
• Контрол на дефектите: алуминият е склонен да абсорбира водород и да се деформира. Почиствам повърхностите, прочиствам газа и контролирам топлината.

Често обучавам заварчиците да поддържат постоянна скорост на движение и да контролират локвата. За тънки панели препоръчвам TIG с импулсен ток. За по-дебели профили MIG осигурява скорост и здравина.

Общи проблеми и решения

• Алуминият се деформира лесно. Затягам здраво и заварявам на къси сегменти.
• Порьозността се среща често. Уверявам се, че почиствам повърхностите и избягвам влагата.
• Пукнатини в началото или края на заваръчния шев. Използвам правилна техника за старт-стоп и практика с пръстите.

Какви обработки на повърхността подобряват издръжливостта на алуминия?

Хората често смятат алуминия за мек или податлив на корозия. Обяснявам как различните обработки удължават живота му.

Често срещаните обработки на повърхността включват анодиране, прахово боядисване, боядисване и покритие за подобряване на устойчивостта на корозия, износването и външния вид.

Потопете се по-дълбоко

Тук обяснявам всяко лечение, как работи и къде се вписва в реални случаи на употреба.

Анодиране

Този процес създава твърд оксиден слой върху алуминия. Той е устойчив на износване и корозия. Мога да добавя цвят с боя преди запечатването. В някои случаи помага и за електрическата изолация.

Прахово покритие

Нанасям сухия прах електростатично, след което изпичам детайла. Той образува дебел защитен слой. Добър е за употреба на открито и за декоративни части. Издръжлив и цветен.

Боядисване

Течното боядисване предлага гъвкави възможности за завършване. Използвам грунд, основен слой и безцветен слой. Придава гладка визия. По-малко трайно от праховото боядисване, но по-лесно за отстраняване.

Покрития (галванични покрития)

По-рядко срещани, но се използват, когато се нуждаете от метално покритие. Може да се приложи никелово или хромово покритие. То се нуждае от добра подготовка на повърхността. То повишава устойчивостта на износване и естетическия вид.

Други опции

• Филм за прехвърляне на дървесина: придава дървесен вид, докато алуминият остава лек. Използва се за прозорци или облицовки.
• Електрофоретично покритие (e-coating): осигурява равномерно покритие в кухините. Често се използва преди прахово боядисване за допълнителна устойчивост на ръжда.

Сравнителна таблица

Спомням си един проект, при който клиентите се нуждаеха от рамки за машини с висока степен на износване. Ние анодирахме екструдирания материал и след това го боядисахме прахово. Тя издържа години наред, дори и в тежки фабрики. Друг клиент искаше нестандартни червени лайстни за прозорци. Нанесохме прахово покритие след анодирането. Покритието остана ярко на открито в продължение на десетилетие.

Заключение

Производството на алуминий преминава през ясни етапи: подготовка на материала, оформяне чрез екструдиране/отливане/валцуване, обработка и рязане, заваряване или съединяване и повърхностна обработка. Всеки метод е подходящ за различни нужди. Използвам прости инструменти и строг контрол на качеството. Така гарантирам, че крайните части са издръжливи, прецизни и надеждни.