Elektrické zváranie hliníka a jeho zliatin elektrickým oblúkom je spojené so značnými ťažkosťami, čo platí najmä v prípade potreby zvárania hliníka a medi, hliníka a mosadze. Hlavnými problémami sú fyzikálne a chemické vlastnosti týchto materiálov. Kontaktné zváranie hliníka, ako aj kontaktné zváranie tohto kovu a zliatin medi odstraňuje niektoré z problémov a je to v prípade potreby technologickejší proces na vytvorenie sériovej výroby.
Schéma zvárania hliníka.
Príprava povrchu
Kľúčovým bodom pri výrobe stálych hliníkových spojov je príprava zváracích povrchov pred prácou. Sivá farba hliníka je spôsobená prítomnosťou hustého oxidového filmu na jeho povrchu. Teplota topenia je vyššia ako 2000 ° C, zatiaľ čo samotný hliník sa topí pri teplote iba 657 ° C. Už pri 1800 ° hliníku varí. Preto je ťažké odstrániť oxidy horením.
Chemické vlastnosti hliníka.
Okrem toho je oxidový film na povrchu hliníka chemicky neutrálny. Roztok hydroxidu sodného pomáha zmäkčiť oxidy, stále môžete používať benzín. Takéto spracovanie môže viesť ku korózii hliníka, takže rozpúšťadlá sa dôkladne premyjú veľkým množstvom vody.
Namiesto alebo okrem chemického spracovania sa používa mechanické odstránenie oxidov. S malou dĺžkou zváraných povrchov to urobte štetcom na kov. Na odstránenie filmu na veľkej ploche sa používa elektrické náradie s tryskami. Pre náročnú prácu a opakovateľnosť výsledkov použite škrabku.
Oxidový film na povrchu hliníka je pomerne rýchlo obnovený, takže jeho odstránenie je najlepšie vykonať bezprostredne pred procesom zvárania. Čas medzi čistením a zváraním by nemal presiahnuť 10 hodín.
Technológia zvárania
Len polotovary s relatívne malou hrúbkou sa podrobia kontaktnému spojeniu. S hrúbkou častí väčšou ako 8 mm je to už iracionálne. Čím väčšia je hrúbka obrobkov, tým väčšia je sila prúdu potrebného na vysoko kvalitné ohrievanie kovu v kontaktnej zóne. Pretože aj pri veľmi malej hrúbke obrobkov, je zvárací prúd meraný v tisícoch ampérov, potom pre masívne výrobky môže byť prúd stoviek tisíc ampérov. To spôsobuje problémy s chladením elektród. Zvyšujú sa aj požadované tlakové sily pracovných telies nástroja.
Hliníkový bodový zvárací stroj.
Pri ktoromkoľvek z týchto spôsobov termomechanického zvárania sa prístup atómov kryštálovej mriežky vykonáva pomocou tlaku počas zahrievania kontaktnej zóny pomocou elektrického prúdu, ktorý cez ňu prechádza.
Hliník je dobrým vodičom prúdu. Najväčšia odolnosť voči prietoku prúdu a príslušnému ohrevu je vytvorená presne na spoji spojovaných plôch. Povrchy častí ohrievaných do plastického stavu sú stlačené. V dôsledku vysokej teploty sa materiál v kontaktnej zóne roztaví a vytvorí sa zváracie zrno.
Druhy odporového zvárania sa líšia v spôsobe aplikácie tlakovej sily a geometrie švu. Pri zváraní švu sa povrchy upínajú medzi dva valce, ktorými prechádza striedavý zvárací prúd. Prúd môže byť diskrétny alebo kontinuálny. Takže samotný šev môže byť kontinuálny, hermetický, prerušovaný a dokonca presne určený. Spojte tak hrany rúr s veľkým prierezom, listových materiálov. Hrúbka polotovarov v tomto prípade nepresahuje 3 mm. Valčekové elektródy sú zvyčajne vyrobené z medi. Zváranie hliníkového švu vyžaduje veľmi výkonné zdroje s ističmi iónového typu.
Tupé zváranie je vhodné na spájanie koncov tyčí, profilov, rúrok s malým priemerom. Polotovary sú upnuté v držiakoch, na ne je aplikovaný zvárací prúd a simultánna axiálna sila. Dôležitá je zároveň dôkladná príprava povrchov: čistenie, zabezpečenie rovnobežných hrán a kombinovanie osí obrobkov. Veľkosť zváracieho prúdu dosahuje 15 kA na štvorcový centimeter plochy koncov obrobkov.
Najčastejšie pri spájaní plechových prírezov bolo bodové zváranie hliníka. V dôsledku nízkeho elektrického odporu hliníka dochádza k veľmi rýchlemu zahrievaniu a taveniu kovu. Trvanie expozície na jeden bod trvá len približne 0, 005 sekundy alebo menej. To si vyžaduje rýchly prístup k okrajom stlačenia nástroja. Inak kompresia nebude držať krok s tavením kovu. Vysoký výkon sa dosahuje použitím kondenzátorov v napájacom obvode.
Pri tomto type zvárania sú elektródy tiež vyrobené z medi. Meď a niektoré z jej zliatin majú vysokú tvrdosť a vynikajúcu elektrickú vodivosť. Dobré pre také účely zliatiny EV. Pri bodovom zváraní s medenými elektródami je možné zvárať medené kontaktné elektródy a hliník obrobku. Potom musíte vyčistiť konce elektród odstránením povrchovej vrstvy kovu.
Bimetalické zlúčeniny
Rozmery bodových zvarových spojov.
Pri bodovom zváraní hliníkových predvalkov je zváranie medi s hliníkom nežiadúcim javom, ale niekedy je potrebné dosiahnuť trvalé spojenie dvoch kovov. Zvlášť často je to potrebné na zaistenie spoľahlivého elektrického kontaktu v spoji. S oddeliteľnými spojmi zvyšuje izolačný film v mieste kontaktu odpor.
Elektrické oblúkové zváranie medi a hliníka je spojené s niektorými ťažkosťami. Teploty topenia týchto látok sú rozdielne. Pri veľkej zóne tavenia hliníka zostáva meď stále v kryštalickom stave. Tieto kovy sa navzájom rozpúšťajú. V dôsledku skoršieho tavenia hliníka sa šev tvorí z roztoku medi v hliníku. Pri vysokých koncentráciách medi sa roztok stáva krehkým.
Ak je ťažké nájsť alternatívu k elektrickému oblúkovému zváraniu v stavebných podmienkach, potom v továrni sa spájanie týchto kovov častejšie vykonáva za použitia rovnakých kontaktných metód ako pri spájaní hliníkových predvalkov. Pri kontaktnom zváraní je možné zabezpečiť minimálne vzájomné prenikanie kovov a zamedziť krehnutiu spoja. Dobré výsledky sa dosahujú použitím nízkych teplôt v kombinácii s krátkym časom expozície.
Opláštenie, to znamená povlak z hliníkových plechov čistou meďou, sa týka zvárania týchto kovov za studena. Spojenie sa získa valcovaním s presahom do 70%. Na hliníkovom bloku sa teda navinie vrstva medi na 0, 8 mm.
Na získanie obkladovej vrstvy s hrúbkou do 2, 5 mm sa používa valcovanie za tepla s teplotou do 450 ° C. Táto operácia sa vykonáva v dvoch stupňoch, aby sa redukovala oxidácia medených povlakov.