Kontaktní svařování hliníku: příprava, technologie, bimetalové spoje

Anonim

Svařování hliníku a jeho slitin elektrickým obloukem je spojeno se značnými obtížemi, což platí zejména v případech, kdy je potřeba svařovat hliník a měď, hliník a mosaz. Hlavními obtížemi jsou fyzikální a chemické vlastnosti těchto materiálů. Kontaktní svařování hliníku, jakož i kontaktní svařování tohoto kovu a slitin mědi odstraňuje některé problémy a je v případě potřeby technologičtějším postupem pro zavedení hromadné výroby.

Schéma svařování hliníku.

Příprava povrchu

Klíčovým bodem při výrobě stálých hliníkových spojů je příprava svařovacích ploch před prací. Šedá barva hliníku je způsobena přítomností hustého oxidového filmu na jeho povrchu. Teplota tání je vyšší než 2000 ° C, zatímco hliník se taví při teplotě pouze 657 ° C. Již v 1800 ° hliníku vaří. Proto je obtížné odstranit oxidy spálením.

Chemické vlastnosti hliníku.

Kromě toho je oxidový film na povrchu hliníku chemicky neutrální. Roztok hydroxidu sodného napomáhá změkčit oxidy, stále můžete používat benzín. Takové zpracování může vést ke korozi hliníku, takže se rozpouštědla důkladně promyjí velkým množstvím vody.

Namísto chemického ošetření se kromě mechanického ošetření používá mechanické odstranění oxidů. S malou délkou svařovaných ploch to udělejte kartáčem na kov. Pro odstranění fólie na velké ploše používejte elektrické nářadí s tryskami. Pro náročnou práci a opakovatelnost výsledků použijte škrabku.

Oxidový film na povrchu hliníku je poměrně rychle obnovován, takže jeho odstranění je nejlepší provést bezprostředně před procesem svařování. Doba mezi čištěním a svařováním by neměla překročit 10 hodin.

Technologie svařovacího procesu

Pouze sochory s relativně malou tloušťkou jsou podrobeny kontaktu. S tloušťkou částí větší než 8 mm je to již iracionální. Čím větší je tloušťka obrobků, tím větší je síla proudu potřebného pro vysoce kvalitní ohřev kovu v kontaktní zóně. Vzhledem k tomu, že i při velmi malé tloušťce obrobků, je svařovací proud měřen v tisících ampérů, pak pro masivní výrobky může být proud stovek tisíc ampérů. To způsobuje problémy s chlazením elektrod. Rostou také požadované tlakové síly pracovních těles nástroje.

Hliníkový bodový svařovací stroj.

Při kterémkoliv z těchto způsobů termomechanického svařování se přístup atomů krystalové mřížky provádí pomocí tlaku, když se kontaktní zóna ohřívá elektrickým proudem, který jím prochází.

Hliník je dobrým vodičem proudu. Největší odpor vůči průtoku proudu a souvisejícímu vytápění se vytváří přesně na spoji spojovaných ploch. Povrchy částí ohřátých do plastického stavu se stlačují. V důsledku vysoké teploty se materiál v kontaktní zóně roztaví a vytvoří se svařovací zrno.

Druhy odporového svařování se liší metodou aplikace tlakové síly a geometrie švu. Při svařování švů se povrchy upínají mezi dva válce, kterými prochází střídavý svařovací proud. Zdroj proudu může být diskrétní nebo spojitý. Samotný šev tedy může být spojitý, hermetický, přerušovaný a dokonce přesně vymezený. Spojte tedy hrany trubek s velkým průřezem, deskových materiálů. Tloušťka polotovarů v tomto případě nepřesahuje 3 mm. Válečkové elektrody jsou obvykle vyrobeny z mědi. Svařování hliníkových švů vyžaduje velmi výkonné zdroje s jističi iontového typu.

Svařování na tupo je vhodné pro spojování konců tyčí, profilů, trubek o malém průměru. Polotovary jsou upnuty v držácích, na ně je aplikován svařovací proud a současná axiální síla. Důležitá je zároveň důkladná příprava povrchů: čištění, zajištění rovnoběžných hran a kombinace os obrobků. Velikost svařovacího proudu dosahuje 15 kA na čtvereční centimetr plochy konců obrobků.

Nejběžnější při spojování plechových přířezů bylo bodové svařování hliníku. Vzhledem k nízkému elektrickému odporu hliníku dochází k velmi rychlému zahřívání a tavení kovu. Doba expozice na jeden bod trvá pouze přibližně 0, 005 sekundy nebo méně. To vyžaduje rychlý přístup k okrajům stlačení nástroje. Jinak nebude komprese držet krok s tavením kovu. Vysokého výkonu je dosaženo použitím kondenzátorů v napájecím obvodu.

U tohoto typu svařování jsou elektrody také vyrobeny z mědi. Měď a některé její slitiny mají vysokou tvrdost a vynikající elektrickou vodivost. Dobré pro takové účely slitina EV. Když se provádí bodové svařování měděnými elektrodami, lze svařovat měď kontaktních elektrod a hliníku obrobku. Potom je třeba vyčistit konce elektrod odstraněním povrchové vrstvy kovu.

Bimetalické sloučeniny

Rozměry bodových svařovaných spojů.

Při bodovém svařování hliníkových předlitků je svařování mědi s hliníkem nežádoucím jevem, ale někdy je třeba dosáhnout trvalého spojení dvou kovů. Zvláště často je to nutné k zajištění spolehlivého elektrického kontaktu ve spojení. U odnímatelných spojů zvyšuje izolační vrstva v místě kontaktu odpor.

Elektrické obloukové svařování mědi a hliníku je spojeno s určitými obtížemi. Teploty tání těchto látek jsou rozdílné. S velkou zónou tavení hliníku zůstává měď stále v krystalickém stavu. Tyto kovy se vzájemně rozpouští. Vzhledem k dřívějšímu tavení hliníku je šev vytvořen z roztoku mědi v hliníku. Při vysokých koncentracích mědi se roztok stává křehkým.

Pokud je obtížné najít alternativu k elektrickému obloukovému svařování ve stavebních podmínkách, pak v továrně je spojování těchto kovů častěji prováděno za použití stejných kontaktních metod jako při spojování hliníkových předvalků. Při kontaktním svařování je možné zajistit minimální vzájemné pronikání kovů a zamezit křehnutí spoje. Dobré výsledky se dosahují použitím nízkých teplot v kombinaci s krátkou dobou expozice.

Opláštění, tj. Povrstvení hliníkových plechů čistou mědí, se týká svařování těchto kovů za studena. Spojení se získá válcováním s přesahem až 70%. Na hliníkový blok pak navíjejte vrstvu mědi na 0, 8 mm.

Pro získání obkladové vrstvy o tloušťce do 2, 5 mm se používá válcování za tepla s ohřevem do 450 ° C. Operace se provádí ve dvou stupních, aby se snížila oxidace měděných obkladových plechů.