Das Schweißen von Aluminiumlegierungen unterscheidet sich stark vom Schweißen von allgemeinem Kohlenstoffstahl, Edelstahl und anderen Materialien. Viele Fehler, die andere Materialien nicht aufweisen, können leicht entstehen und müssen durch gezielte Maßnahmen vermieden werden. Werfen wir einen Blick auf die Probleme, die beim Schweißen von Aluminiumlegierungen leicht auftreten können, und auf die Anforderungen an die Schweißtechnik.
Schwierigkeiten beim Schweißen von Aluminiumlegierungsmaterialien Die Wärmeleitfähigkeit von Aluminiumlegierungsmaterialien ist ein- bis dreimal höher als die von Stahl und lässt sich leicht erhitzen. Dieses Material ist jedoch nicht beständig gegen hohe Temperaturen und weist beim Erhitzen einen großen Ausdehnungskoeffizienten auf, was leicht zu Schweißverformungen führt. Darüber hinaus neigt dieses Material beim Schweißen zu Rissen und Schweißdurchbrüchen, insbesondere das Schweißen dünner Aluminiumplatten ist schwieriger.
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Beim Schweißen von Aluminiumlegierungen entsteht im Schmelzbad eine bestimmte Menge Wasserstoff. Wenn diese Gase nicht vor der Bildung der Schweißnaht abgeführt werden, entstehen Poren in der Schweißnaht und die Qualität der geschweißten Teile wird beeinträchtigt.
Aluminium ist ein Metall, das leicht oxidiert, und es gibt fast kein nicht oxidiertes Aluminium in der Luft. Wenn die Oberfläche der Aluminiumlegierung direkt der Luft ausgesetzt wird, bildet sich auf ihrer Oberfläche ein dichter und unlöslicher Aluminiumoxidfilm. Der Oxidfilm ist äußerst verschleißfest und hochtemperaturbeständig, mit einem Schmelzpunkt von über 2000 Grad Celsius. Sobald es gebildet ist, wird die spätere Verarbeitungsschwierigkeit erheblich erhöht.
Das Schweißen von Aluminiumlegierungen weist auch Probleme auf, da die Verbindung leicht erweicht und die Oberflächenspannung im geschmolzenen Zustand gering ist und leicht Fehler entstehen können.
Anforderungen an den Schweißprozess für Aluminiumlegierungen
Wenn ein MIG/MAG-Schweißgerät verwendet wird, muss es aus Sicht der Schweißausrüstung zunächst über Impulsfunktionen wie Einzelimpuls oder Doppelimpuls verfügen. Die beste Wirkung erzielt die Doppelpulsfunktion. Doppelimpuls ist die Überlagerung von Hochfrequenzimpuls und Niederfrequenzimpuls, und Niederfrequenzimpuls wird zur Modulation von Hochfrequenzimpuls verwendet. Auf diese Weise wird der Doppelimpulsstrom auf die Frequenz des Niederfrequenzimpulses festgelegt, um periodisch zwischen Spitzenstrom und Basisstrom umzuschalten, sodass sich auf der Schweißnaht regelmäßige Fischschuppen bilden.
Wenn Sie die Umformwirkung der Schweißnaht verändern möchten, können Sie die Frequenz und den Spitzenwert des Niederfrequenzimpulses anpassen. Die Anpassung der niederfrequenten Pulsfrequenz beeinflusst die Schaltgeschwindigkeit zwischen Spitzenwert und Basiswert des Doppelpulsstroms, wodurch sich der Abstand des Fischschuppenmusters der Schweißnaht ändert. Je größer die Schaltgeschwindigkeit, desto kleiner ist der Abstand der Fischschuppenmuster. Durch Anpassen des Spitzenwerts des Niederfrequenzimpulses kann die Rührwirkung auf das Schmelzbad und damit die Einschweißtiefe verändert werden. Die Wahl eines geeigneten Spitzenwerts hat offensichtliche Auswirkungen auf die Reduzierung der Porenbildung, die Reduzierung des Wärmeeintrags, die Verhinderung von Ausdehnung und Verformung und die Verbesserung der Schweißnahtfestigkeit.
Darüber hinaus sind aus Sicht des Schweißprozesses folgende Punkte zu beachten:
Zunächst sollte die Oberfläche der Aluminiumlegierung vor dem Schweißen gereinigt und sämtlicher Staub und Öl entfernt werden. Aceton kann zum Reinigen der Oberfläche des Schweißpunkts aus Aluminiumlegierung verwendet werden. Dicke Aluminiumlegierungen sollten zuerst mit einer Drahtbürste und dann mit Aceton gereinigt werden.
Zweitens sollte das verwendete Schweißdrahtmaterial dem Grundmaterial möglichst nahe kommen. Ob man sich für Aluminium-Silizium-Schweißdraht oder Aluminium-Magnesium-Schweißdraht entscheidet, sollte entsprechend den Anforderungen der Schweißung entschieden werden. Darüber hinaus kann Aluminium-Magnesium-Schweißdraht nur zum Schweißen von Aluminium-Magnesium-Materialien verwendet werden, während Aluminium-Silizium-Schweißdraht vergleichsweise häufiger verwendet wird. Es kann Aluminium-Silizium-Materialien und Aluminium-Magnesium-Materialien schweißen.
Drittens sollte die Platte bei großer Blechdicke vorher vorgewärmt werden, da sie sonst leicht durchgeschweißt werden kann. Beim Schließen des Lichtbogens sollte ein kleiner Strom verwendet werden, um den Lichtbogen zu schließen und die Grube zu füllen.
Viertens sollte beim Wolfram-Inertgas-Lichtbogenschweißen ein Gleichstrom-Argon-Lichtbogenschweißgerät verwendet werden und abwechselnd Vorwärts- und Rückwärts-Wechselstrom und Gleichstrom verwendet werden. Vorwärts-Gleichstrom wird zum Reinigen der Oberflächenoxidationsform von Aluminiummaterialien verwendet, und Rückwärts-Gleichstrom wird zum Schweißen verwendet.
Beachten Sie außerdem, dass die Schweißspezifikationen entsprechend der Blechdicke und den Schweißanforderungen festgelegt werden sollten. Beim MIG-Schweißen sollten ein spezielles Aluminium-Drahtvorschubrad und ein Teflon-Drahtführungsrohr verwendet werden, da sonst Aluminiumspäne entstehen. Das Schweißpistolenkabel sollte nicht zu lang sein, da Aluminium-Schweißdraht weich ist und ein zu langes Schweißpistolenkabel die Stabilität der Drahtzufuhr beeinträchtigt.
Zeitpunkt der Veröffentlichung: 27. August 2024
