Električno obločno varjenje aluminija in njegovih zlitin je preobremenjeno s precejšnjimi težavami, kar še posebej velja, ko je treba variti aluminij in baker, aluminij in medenino. Glavne težave so fizikalne in kemijske lastnosti teh materialov. Kontaktno varjenje aluminija, kot tudi kontaktno varjenje te kovine in bakrovih zlitin odstrani nekatere probleme in je po potrebi tehnološko bolj učinkovit za vzpostavitev množične proizvodnje.
Shema varjenja aluminija.
Priprava površine
Ključna točka pri proizvodnji stalnih aluminijastih spojev je priprava varilnih površin pred delom. Siva barva aluminija je posledica prisotnosti gostega oksidnega filma na njegovi površini. Tališče presega 2000 ° C, aluminij pa se tali le pri temperaturi 657 ° C. Že pri 1800 ° aluminija zavre. Zato je težko odstraniti okside s sežiganjem.
Kemijske lastnosti aluminija.
Poleg tega je oksidni film na površini aluminija kemično nevtralen. Raztopina kavstične sode pomaga zmehčati okside, še vedno lahko uporabljate bencin. Taka obdelava lahko povzroči korozijo aluminija, zato so topila temeljito oprana z veliko vode.
Namesto ali poleg kemične obdelave se uporablja tudi mehanska odstranitev oksidov. Z majhno dolžino varjenih površin to naredite s čopičem na kovini. Za odstranitev filma na velikem območju uporabite električno orodje s šobami. Za zahtevno delo in ponovljivost rezultatov uporabite strgalo.
Oksidni film na površini aluminija se vrne precej hitro, zato je njegovo odstranjevanje najbolje opraviti tik pred postopkom varjenja. Čas med čiščenjem in varjenjem ne sme presegati 10 ur.
Tehnologija varjenja
Leče z relativno majhno debelino so izpostavljene kontaktnemu vezanju. Pri debelinah delov, večjih od 8 mm, je to že nerazumno. Večja kot je debelina obdelovancev, večja je moč toka, ki je potrebna za kakovostno segrevanje kovine v kontaktnem območju. Ker se tudi pri zelo majhni debelini obdelovancev varilni tok meri v tisočih amperih, je lahko pri masivnih izdelkih tok več sto tisoč amperov. To povzroča težave pri hlajenju elektrod. Prav tako naraščajo zahtevane tlačne sile delovnih teles orodja.
Aluminijasti stroj za točkovno varjenje.
V vsakem od teh tipov termomehanskih postopkov varjenja se približevanje atomov kristalne rešetke izvede s pomočjo tlaka med segrevanjem kontaktnega območja s pomočjo električnega toka, ki poteka skozi njega.
Aluminij je dober prevodnik toka. Največja odpornost na tokovni tok in s tem povezano ogrevanje se ustvarita natanko na stičišču površin, ki jih je treba priključiti. Površine delov, ogrevanih v plastično stanje, so stisnjene. Zaradi visoke temperature se material v kontaktni coni stopi in oblikuje se zvarno zrnje.
Vrste uporovnega varjenja se razlikujejo po načinu nanašanja tlačne sile in geometriji šiva. Pri varjenju šivi se površine med dvema valjema vpnejo, skozi katere poteka izmenični varilni tok. Omrežna napetost je lahko diskretna ali zvezna. Zato je lahko šiv sam neprekinjen, hermetičen, presihajoč in celo natančen. Torej povežite robove cevi velikega preseka, listov materialov. Debelina surovcev v tem primeru ne presega 3 mm. Valjčne elektrode so običajno izdelane iz bakra. Varjenje z aluminijevim šivom zahteva zelo močne vire energije z ionskimi odklopniki.
Varjenje je primerno za povezovanje koncev palic, profilov, cevi majhnega premera. Ploščice so vpete v držala, nanje se uporablja varilni tok in hkratna aksialna sila. Hkrati je zelo pomembna temeljita priprava površin: čiščenje, zagotavljanje vzporednih robov in združevanje osi obdelovancev. Velikost varilnega toka doseže 15 kA na kvadratni centimeter površine koncev obdelovancev.
Najpogostejša pri povezavi pločevinastih polizdelkov je točkovno varjenje aluminija. Zaradi nizke električne upornosti aluminija se ogrevanje in taljenje kovine pojavljata zelo hitro. Trajanje izpostavljenosti eni točki traja le okoli 0, 005 sekunde ali manj. To zahteva hitro približevanje robov orodja. V nasprotnem primeru stiskanje ne bo sledilo taljenju kovine. Visoka stopnja praznjenja se doseže z uporabo kondenzatorjev v napajalnem krogu.
Pri tej vrsti varjenja so elektrode izdelane tudi iz bakra. Baker in nekatere njegove zlitine imajo visoko trdoto in odlično električno prevodnost. Dobro za take namene zlitine EV. Pri točkovnem varjenju z bakrenimi elektrodami se lahko varita bakreni kontaktni elektrodi in aluminij obdelovanca. Nato morate očistiti konce elektrod z odstranitvijo površinske plasti kovine.
Bimetalne spojine
Mere točkovno varjenih spojev.
Pri točkovnem varjenju aluminijastih gredic je varjenje bakra z aluminijem nezaželen pojav, včasih pa obstaja potreba po trajni povezavi dveh kovin. Še posebej pogosto je to potrebno za zagotovitev zanesljivega električnega kontakta v priključku. Z ločljivimi spoji izolirni oksidni film poveča odpornost na točki dotika.
Električno obločno varjenje bakra in aluminija je povezano z nekaterimi težavami. Tališča teh snovi so različne. Z veliko površino taljenja aluminija baker še vedno ostaja v kristalnem stanju. Te kovine se medsebojno raztopijo. Zaradi zgodnejšega taljenja aluminija nastane šiv iz raztopine bakra v aluminiju. Pri visokih koncentracijah bakra postane raztopina krhka.
Če je v gradbenih pogojih težko najti alternativo obločno varjenju, potem se tovarniško povezovanje teh kovin pogosteje izvaja z uporabo enakih kontaktnih metod kot pri spajanju aluminijastih gredic. Pri kontaktnem varjenju je mogoče zagotoviti minimalno medsebojno penetracijo kovin in preprečiti krhkost spoja. Dobre rezultate dobimo z uporabo nizkih temperatur v kombinaciji s kratkim časom izpostavljenosti.
Obloge, tj. Prevleke iz aluminijastih pločevin s čistim bakrom, se nanašajo na hladno varjenje teh kovin. Povezava se doseže s kotaljenjem s prekrivanjem do 70%. Torej, na aluminijastih gredicah zvijamo plast bakra na 0, 8 mm.
Da bi dobili plast prevleke z debelino do 2, 5 mm, se uporablja vroče valjanje z ogrevanjem do 450 ° C. Postopek se izvaja v dveh fazah, da se zmanjša oksidacija bakrenih oblog.