Aluminiumsspole er sammenføyd på to forskjellige punkter i en produksjonslinje: spleising-til-spole slik at en kontinuerlig stripe kan mate en presse- eller valseforming, og fabrikasjonssveising for å bygge tanker, kanaler, rammer og innkapslinger. Begge operasjonene møter de samme to hindringene, nemlig en oksidfilm som smelter ved mer enn tre ganger smeltepunktet til basismetallet, og en termisk ledningsevne som trekker varmen vekk fra sveisebassenget raskere enn stål gjør. Å håndtere begge riktig er det som skiller en lydsveis fra en som sprekker ved kjøling.
Oksydfjerning og leddpreparering
Aluminiumoksid smelter ved ca. 2070 C mens metallet under smelter ved ca. 660 C, så filmen må fjernes mekanisk eller brytes opp elektrisk før lysbuen kan etablere et basseng. Trådbørsting i rustfritt stål med en dedikert børste, etterfulgt av avfetting, er normal butikkpraksis, og den rengjorte overflaten bør sveises innen noen få timer. Løsemiddeltørking alene er ikke tilstrekkelig fordi det fjerner olje, men ikke oksidet. Kanter er vanligvis klargjort firkantet for materiale opp til ca. 4 mm og avfaset med 60 grader total inkludert vinkel for tyngre seksjoner. Armaturer må være av ikke-magnetisk rustfritt stål eller aluminium, siden kobberstøttestenger trekker varmen bort for raskt.
Prosessvalg: TIG, MIG og Laser
Vekselstrømgasswolframbuesveising med en lanthanert eller zirkonisert wolframelektrode er standardvalget for materiale fra 1 mm til ca. 6 mm, fordi den positive halvsyklusen gir den katodiske rengjøringen som bryter ned oksidlaget. Wolframelektroder er klassifisert under AWS A5.12, og en elektrode med kule eller avkortet spiss brukes på vekselstrøm. Likestrømselektrodenegativ brukes til tykkere seksjoner hvor penetrering betyr mer enn overflaterengjøring. Gassmetallbuesveising med pulserende overføring brukes fra 3 mm og oppover for høyere avsetningshastigheter og er vanlig i tank- og kanalfabrikasjon. Lasersveising produserer den smaleste varme-berørte sonen og minst forvrengning, noe som gjør den attraktiv for spleising av spleis og tynne-innkapslinger, men det krever tett skjøttilpasning-, vanligvis et gap under 0,1 ganger materialtykkelsen.
Utvalg av fyllmetall
Fyllmetaller for aluminium er klassifisert i AWS A5.10, og to familier dekker det meste arbeidet. Fyllstoffet av typen 4043-, en aluminium-silisiumlegering, gir den beste sprekkmotstanden og det jevneste perleutseendet, og er førstevalget for 6061 og andre varme-legeringer som er sprekkfølsomme. Ulempen er en litt lavere avsatt styrke og en mørkere anodisert farge. Fyllstoffet av 5356-typen, en aluminium-magnesium-legering, gir høyere avsetningsstyrke og matcher moderfargen etter anodisering, noe som gjør det standard for 5052 og 5083 arbeid, men det er mer utsatt for varmesprekker i svært begrensede skjøter. Der et 5xxx uedelt metall sveises til et 6xxx uedelt metall, foretrekkes vanligvis en 4043-type fyllmasse for å redusere risikoen for sprekkdannelse. Fyllmassediameteren skal samsvare med fugevolumet; en vanlig feil på tynn spole er å bruke en filler som er for stor og trekker buen.
Forvrengning og varmekontroll
Aluminium utvider seg med omtrent dobbelt så mye som stål for samme temperaturøkning, og dens varmeledningsevne er flere ganger høyere, så varmetilførselen må konsentreres og reisehastigheten holdes oppe. Praktiske tiltak inkluderer tilbake-trinnsveising, balanserte sekvenser rundt den nøytrale aksen, festesveisinger med tett avstand og bruk av kjølestenger eller vann-underlag på tynt materiale. Forvarming er sjelden nødvendig på 1xxx, 3xxx og 5xxx materiale og unngås normalt, fordi det øker bredden på den mykede sonen uten å forbedre penetrasjonen. Tykke 6061 seksjoner er unntaket, der en forvarming i området 150 C kan bidra til å unngå porøsitet. Interpass-temperaturen bør begrenses, siden overdreven varmetilførsel gjør strukturen grovere og reduseres som-sveiset styrke.
Inspeksjon og aksept
Sveisekvalitetskontroller kombinerer normalt visuell undersøkelse med minst én volumetrisk metode. Væskegjennomtrengningstesting følger ASTM E165/E165M og er nyttig for -overflatebrudd som kratersprekker og mangel på fusjon ved tåen. Røntgenundersøkelse av den fullførte skjøten følger ASTM E1032 og er den vanlige akseptmetoden for trykk{6}}holdende sveiser. Mekanisk kvalifisering gjøres ved strekktesting til ASTM B557 eller ASTM E8/E8M, ofte supplert med bøyetester på prosedyrekvalifikasjonskuponger. Porøsitet er den vanligste defekten og spores vanligvis til utilstrekkelig dekning av dekkgass, forurensning ved skjøten eller oksidoppfanging snarere enn til selve sveiseparameterne.
Ofte stilte spørsmål
Q:Hvorfor trenger aluminiumsveising en annen forberedelse enn stål?
A: Oksydfilmen på aluminium smelter ved ca 2070 C mens metallet smelter ved 660 C, så filmen må fjernes mekanisk eller brytes opp ved katodisk rengjøring før lysbuen kan danne et basseng.
Q:Hvilken filler bør brukes til 5052 coil?
A: Et 5356-fyllstoff er det normale matchet fordi det gir tilstrekkelig styrke og fargetilpasning etter anodisering. En 4043-type fyllmasse brukes der varmsprekkerisiko i en fastspent fuge oppveier styrkeforskjellen.
Q:Er det nødvendig med forvarming før sveising av aluminiumsspole?
A: Ikke for 1xxx, 3xxx eller 5xxx materiale i normal tykkelse. Forvarming er generelt begrenset til tykke 6061-seksjoner, hvor den hjelper til med å kontrollere porøsitet og penetrering.
Q:Hvordan oppdages porøsitet i en aluminiumsveis?
A: Røntgenundersøkelse til ASTM E1032 er standard volumetrisk metode. Væskepenetranttesting i henhold til ASTM E165/E165M oppdager indikasjoner på overflatebrudd, men kan ikke avsløre indre porøsitet.
Q:Hva forårsaker kratersprekker på slutten av en sveisekjøring?
A: Krateret krymper raskt når buen stopper, og det stivnende metallet rives hvis buen slukkes brått. Ved å fylle krateret med en gjeldende avsmalning eller avløps-faner unngår du defekten.
Q:Kan aluminiumsspole sveises til rustfritt stål?
A: Ikke ved konvensjonell smeltesveising uten en mellomliggende overgangsskjøt. Direkte fusjon skaper sprø intermetalliske forbindelser, så et bimetallisk overgangsstykke eller en mekanisk skjøt brukes i stedet.