Att svetsa aluminium kräver olika svetstekniker, andra skyddsgaser, andra specifikationer och annan för- och eftersvetsbehandling än svetsstål. De svetsprocesser som är lämpliga för att svetsa båda kan kräva förändringar så att de kan användas för att svetsa aluminium. Aluminium kan svetsas relativt enkelt, men först och främst måste rätt svetsprocess väljas.
Innehållsförteckning
Varför är det svårt att svetsa aluminium?
Innan man lyfter fram olika svetsprocesser som används för att sammanfoga aluminium, är det viktigt att förstå några av de svårigheter som är inneboende i svetsning av aluminium. Ett svårighetsområde är tillsatsmetall. För det första kan vissa aluminiumlegeringar inte svetsas utan tillsatsmaterial.
Legeringar som 6061 kommer att genomgå stelningssprickor om de svetsas utan tillsatsmetall. Dessutom måste rätt tillsatsmaterial väljas. Till exempel kommer svetsning av en 6061-legering med en 6061-tillsatsmetall att resultera i svetsfel. Istället bör en 5356 eller 4043 aluminium tillsatsmetall användas vid svetsning av ett 6061 basmaterial. En annan utmaning med aluminiumtillsatsmetall är matning.
Om en mekanisk trådmatningsprocess används kommer speciella drivsystem troligen att behövas. Detta beror på att aluminium har mindre pelarhållfasthet än stål, och kommer med största sannolikhet att spännas och trassla om speciella tråddrivsystem, såsom en push-pull pistol, inte används. Detta gäller särskilt för tunnare aluminiumtillsatsmetaller (dvs 0,8 mm eller 1 mm diameter).
Aluminium har också en högre värmeledningsförmåga än stål. Värmen som skapas när svetsprocessen initieras på aluminium sprids snabbare än vid svetsning av en järnbaserad legering. Därför kan full penetration inte ske förrän svetsen har kommit ganska långt från början. Detta är känt som en kallstart.
Försiktighet måste iakttas så att kallstarter inte uppstår vid svetsning av aluminium. Ett annat resultat av den ökade värmeledningsförmågan är större kratrar. När svetsslutet nås finns det mer värme än vid starten. Denna värme sprids väl i aluminium och kan skapa en stor krater. Aluminium är mycket känsligt för kratersprickor, därför bör kratrar fyllas i så att fel inte uppstår i slutet av en svets.
Aluminium kräver också olika för- och eftersvetsbehandling. Aluminium bildar ett oxidskikt som har en högre smälttemperatur än själva aluminiumet. För att undvika osmälta aluminiumoxidpartiklar i svetsen bör en oxidavlägsningsprocess, såsom stålborstning eller kemisk rengöring, användas före svetsning. Flera aluminiumlegeringar, såsom 6061-T6, åldras på konstgjord väg för att öka sin styrka. Värmen från svetsning förstör fördelarna med artificiell åldring, och stora minskningar av styrkan kommer att finnas i den värmepåverkade zonen. Därför kan konstgjord åldring efter svetsning krävas för legeringar som dessa.
Vilken typ av svetsning används för aluminium?
Följande är svetsprocesser som kan användas för aluminium:
- GTAW/TIG
- GMAW/MIG
- Laserstrålesvetsning och elektronstrålesvetsning
- Motståndssvetsning
- GTAW/TIG
En av de mest populära svetsprocesserna för aluminium är gas wolfram bågsvetsning (GTAW), även känd som volfram inert gas (TIG) svetsning. GTAW är en utmärkt process för aluminium eftersom den inte kräver mekanisk trådmatning, vilket kan skapa problem med matningsbarhet. Istället matas tillsatsmaterialet in i pölen av svetsaren med handen. Dessutom är GTAW-processen extremt ren, vilket förhindrar att aluminium förorenas av atmosfären.
GMAW/MIG
Gasmetallbågsvetsning (GMAW) eller metallinertgassvetsning (MIG) är ett annat bra val för svetsning av aluminium.
Gasmetallbågsvetsning har generellt högre avsättningshastigheter och snabbare färdhastigheter än GTAW. GMAW använder dock ett mekaniskt trådmatningssystem. På grund av detta kan en push-pull pistol eller spolpistol behövas så att aluminiumtrådmatning är möjlig. Det är också viktigt att inte använda 100 % CO2 eller 75 % Argon/25 % C02 skyddsgas. Sådan gas är ett gångbart val för stål, men aluminium klarar inte av den reaktiva C02-gasen. Följ rekommendationerna från tillverkaren av tillsatsmetall för typ av skyddsgas.
Laserstrålesvetsning och elektronstrålesvetsning
Strålsvetsprocesser är ofta ganska kapabla att svetsa aluminium. Dessutom, eftersom effekttätheten för strålsvetsprocesser är så hög, är kallstarter ett mindre problem. Med lasersvetsning kan materialljusreflektion vara ett problem. Dessutom är optimering av skyddsgas nyckeln för att undvika porositet. Elektronstrålesvetsning har i allmänhet inte dessa problem eftersom den inte använder ljus som energimedium och den utförs i vakuum.
Motståndssvetsning
Motståndssvetsning är en möjlighet vid svetsning av aluminium. Emellertid uppstår svårigheter från den elektriska och termiska ledningsförmågan hos aluminium. Parameterutvecklingstiden kan vara betydande och speciella spetsar och motståndssvetsutrustning kan krävas för att övervinna dessa utmaningar.
Processer som inte rekommenderas för svetsning av aluminium
Det finns flera processer som inte är väl lämpade för svetsning av aluminium. Varje svetsprocess som använder ett flussmedel, såsom stavsvetsning, flusskärna bågsvetsning och nedsänkt bågsvetsning, är i allmänhet inte effektiva metoder för att svetsa aluminium. Ofta resulterar svetsarna som skapas av dessa processer i stora mängder porositet.
