Elektrolučno zavarivanje aluminija i njegovih legura popriličeno je znatnim poteškoćama, što posebno vrijedi kada postoji potreba za zavarivanjem aluminija i bakra, aluminija i mjedi. Glavne poteškoće su fizikalna i kemijska svojstva tih materijala. Kontaktno zavarivanje aluminija, kao i kontaktno zavarivanje ovog metala i bakrenih legura uklanjaju neka od problema i predstavlja više tehnološki proces, ako je potrebno, za uspostavljanje masovne proizvodnje.
Shema zavarivanja aluminija.
Priprema površine
Ključna točka u proizvodnji trajnih aluminijskih spojeva je priprema površina za zavarivanje prije rada. Siva boja aluminija nastaje zbog prisutnosti gustog oksidnog filma na svojoj površini. Njegova točka taljenja prelazi 2000 ° C, dok se aluminij topi na temperaturi od samo 657 °. Već pri 1800 ° aluminija kipi. Zbog toga je teško ukloniti okside spaljivanjem.
Kemijska svojstva aluminija.
Osim toga, oksidni film na površini aluminija je kemijski neutralan. Otopina kaustične sode pomaže da se omekšaju oksidi, još uvijek možete koristiti benzin. Takva obrada sama po sebi može dovesti do korozije aluminija, pa se otapala temeljito isperu s mnogo vode.
Umjesto ili uz kemijsku obradu koristi se mehaničko uklanjanje oksida. Uz malu duljinu zavarenih površina učinite to četkom na metalu. Za uklanjanje filma na velikom području koriste se električni alati s mlaznicama. Za zahtjevan rad i ponovljivost rezultata koristite strugač.
Oksidni film na površini aluminija vraća se prilično brzo, pa je njegovo uklanjanje najbolje obaviti neposredno prije postupka zavarivanja. Vrijeme između čišćenja i zavarivanja ne smije biti dulje od 10 sati.
Tehnologija zavarivanja
Samo su poluge relativno male debljine izložene kontaktnom vezanju. Kod debljine dijelova većih od 8 mm to je već iracionalno. Što je veća debljina obradaka, veća je snaga struje potrebna za visokokvalitetno zagrijavanje metala u zoni kontakta. Budući da se i kod vrlo male debljine obradaka struja zavarivanja mjeri u tisućama ampera, tada za masivne proizvode struja može biti stotine tisuća ampera. To uzrokuje probleme s hlađenjem elektroda. Potrebne tlačne sile radnih tijela alata također rastu.
Aluminijski aparat za točkasto zavarivanje.
U svakom od ovih tipova termomehaničkih postupaka zavarivanja približavanje atoma kristalne rešetke provodi se pomoću tlaka tijekom zagrijavanja kontaktne zone pomoću električne struje koja prolazi kroz nju.
Aluminij je dobar provodnik struje. Najveća otpornost na strujni tok i povezano grijanje stvaraju se upravo na spoju površina koje se spajaju. Površine dijelova zagrijanih u plastično stanje se komprimiraju. Kao rezultat visoke temperature, materijal u zoni kontakta se topi i formira se zrnce za zavarivanje.
Vrste zavarivanja se razlikuju po načinu primjene tlačne sile i geometriji šava. Kod zavarivanja šavova površine se spajaju između dva valjka kroz koji prolazi izmjenična struja zavarivanja. Strujni dovod može biti diskretan ili kontinuiran. Dakle, sam šav može biti kontinuiran, hermetičan, isprekidan, pa čak i točan. Tako spojite rubove cijevi velikog poprečnog presjeka, lima materijala. Debljina slijepih u ovom slučaju ne prelazi 3 mm. Valjkaste elektrode obično su izrađene od bakra. Zavarivanje aluminijskim šavom zahtijeva vrlo moćne izvore energije s prekidačima ionskog tipa.
Zavarivanje je prikladno za spajanje krajeva šipki, profila, cijevi malog promjera. Nosači su učvršćeni u držačima, na njih se primjenjuje struja zavarivanja i istodobna aksijalna sila. Istovremeno, temeljna priprema površina je od velike važnosti: čišćenje, osiguravanje paralelnih rubova i kombiniranje osi obradaka. Veličina struje zavarivanja doseže 15 kA po kvadratnom centimetru površine krajeva obradaka.
Najčešće u spoju ploča s listovima primijenjeno je točkasto zavarivanje aluminija. Zbog niskog električnog otpora aluminija, zagrijavanje i topljenje metala događaju se vrlo brzo. Trajanje izlaganja jednoj točki traje samo oko 0, 005 sekundi ili manje. To zahtijeva brzi pristup rubovima stezanja alata. Inače, kompresija neće držati korak s topljenjem metala. Visoka brzina pražnjenja postiže se korištenjem kondenzatora u krugu napajanja.
Kod ove vrste zavarivanja, elektrode su također izrađene od bakra. Bakar i neke njegove legure imaju visoku tvrdoću i izvrsnu električnu vodljivost. Dobro za takve svrhe legura EV. Kod točnog zavarivanja bakrenim elektrodama može se zavariti bakar kontaktnih elektroda i aluminij izratka. Zatim morate očistiti krajeve elektroda uklanjanjem površinskog sloja metala.
Bimetalni spojevi
Mjere točkasto zavarenih spojeva.
Kod točkastog zavarivanja aluminijskih poluga, zavarivanje bakra aluminijem je nepoželjan fenomen, ali ponekad postoji potreba za dobivanjem trajnog spoja dvaju metala. Osobito često je to potrebno kako bi se osigurao pouzdan električni kontakt u spoju. Kod odvojivih spojeva, izolacijski oksidni film povećava otpornost na mjestu kontakta.
Elektrolučno zavarivanje bakra i aluminija povezano je s nekim poteškoćama. Točke taljenja tih tvari su različite. Kod velike zone taljenja aluminija, bakar i dalje ostaje u kristalnom stanju. Ovi metali su međusobno otopljeni. Zbog ranijeg otapanja aluminija, šav se formira iz otopine bakra u aluminiju. Pri visokim koncentracijama bakra, otopina postaje krhka.
Ako je teško pronaći alternativu elektrolučnom zavarivanju u građevinskim uvjetima, tada se u tvornici češće spajaju ti metali istim kontaktnim metodama kao kod spajanja aluminijskih gredica. Kod kontaktnog zavarivanja moguće je osigurati minimalnu međusobnu penetraciju metala i spriječiti krtost zgloba. Dobri rezultati dobiveni su korištenjem niskih temperatura u kombinaciji s kratkim vremenom izlaganja.
Oblaganje, odnosno premazivanje aluminijskih limova čistim bakrom, odnosi se na hladno zavarivanje tih metala. Spoj se dobiva valjanjem s preklapanjem do 70%. Dakle, na aluminijskoj ploči valja sloj bakra 0, 8 mm.
Da bi se dobio sloj obloge debljine do 2, 5 mm, koristi se vruće valjanje s zagrijavanjem do 450 ° C. Postupak se provodi u dvije faze kako bi se smanjila oksidacija bakrenih obloga.