Dlaczego aluminium jest trudniej spawać niż stal zwykłą czy nawet stopową? Chodzi o różnicę temperatur wymaganą do stopienia wierzchniej warstwy tlenku i zespawania samego metalu. Górna warstwa ma temperaturę topnienia 2044 stopni, natomiast aluminium i jego stopy mają temperaturę topnienia 660°C.
Na czym polega trudność spawania aluminium?
Należy pamiętać, że aluminium ma wysoką przewodność cieplną. W rezultacie strefa wpływu ciepła staje się bardzo gorąca i się odkształca. Jeśli będziesz spawać aluminium w jednym miejscu przez dłuższy czas, metal po prostu ulegnie zniszczeniu. Jednocześnie uwalnianie się wodoru przyczynia się do powstawania porów i utraty szczelności. Spawanie aluminium utrudnia też fakt, że aluminium ma zwiększoną płynność i spawaczowi trudno jest kontrolować jeziorko spawalnicze. Często szew okazuje się zwiotczały i nierównej szerokości.
Metody spawania aluminium, ich zalety i wady
Istnieją tylko trzy sposoby, jeśli chodzi o spawanie aluminium. Każda z nich ma swoje oczywiste zalety i wady.
Spawanie MIG – zalety
Największe problemy podczas spawania aluminium, wynikają z jego zwiększonej przewodności cieplnej, przez którą istnieje ryzyko przepalenia cienkich przedmiotów oraz warstwy tlenku na metalu. Spawanie MIG w pewnym zakresie eliminuje te zagrożenia.
Aby zapobiec wypaczeniu i przepaleniu, cienkie elementy aluminiowe spawa się łukiem pulsacyjnym lub krótkim, niskim napięciem i niskim prądem spawania. To nie tylko zmniejsza dopływ ciepła. Krótki łuk jest łatwiejszy do kontrolowania podczas spawania.
W przypadku grubościennych elementów aluminiowych stosuje się spawanie MIG z transferem strumienia kropelkowego przy wyższym napięciu i prądzie spawania. Wielkość prądu spawania, napięcie łuku zależą od gatunku stopu. Wynika to z różnicy w przewodności cieplnej, która może być znacząca. Na szczególną uwagę zasługuje położenie palnika. Podczas spawania należy utrzymywać długość łuku w granicach 12-15 mm, odsunąć palnik od siebie i nie zmieniać kąta nachylenia względem powierzchni.
Spawanie TIG
Spawanie TIG polega na zastosowaniu nietopliwej elektrody wolframowej w gazie obojętnym (argonie). Źródłem prądu jest falownik. Sam prąd może być zarówno bezpośredni, jak i przemienny, o odwrotnej polaryzacji, ale uważa się, że przy prądzie przemiennym szwy są znacznie lepsze.
Spawanie TIG odbywa się przy palniku pochylonym pod kątem 45-80 stopni, który podąża za drutem. Natężenie prądu dobiera się w zależności od grubości materiału w tempie 25 A na każdy 1 mm. Należy pamiętać, że ta metoda wymaga wstępnego gazu przez 2 s i końcowego gazu w odstępach do 6 s. Aby rozciągnąć szerokość szwu, dozwolone są lekkie ruchy poprzeczne za pomocą palnika. Zaletami tej metody jest wysoka gęstość szwu, brak porów, brak konieczności późniejszej obróbki.
Spawanie punktowe
W ostatnich dziesięcioleciach spawanie punktowe zostało nieco zapomniane. Tradycyjne technologie zostały zastąpione tymi, które umożliwiają programową zmianę parametrów procesu zgrzewania w trakcie kształtowania złącza spawanego, według danych obliczeniowych lub w zależności od warunków samego procesu zgrzewania. Pojawiły się technologie - adaptacyjne automatyczne zgrzewanie oporowe (inteligentne spawanie). Pojawienie się nowych technologii i urządzeń w dziedzinie zgrzewania oporowego spowodowane było następującymi przyczynami:
• Zastosowanie nowych materiałów.
• Rosnące wymagania jakościowe.
• Wykorzystanie technologii robotycznej ze względu na masowy charakter produkcji;
Nadal jednak „spawanie punktowe” ma swoich zwolenników. Kształt i wymiary łączonych części oraz położenie punktów muszą być takie, aby części w punktach styku były do siebie bez przeszkód dociśnięte. Grubość spawanych części nie powinna przekraczać trzykrotnej różnicy. Ze względu na wysoką przewodność cieplną materiału istnieją ograniczenia dotyczące rodzajów stosowanych elektrod. Materiał do ich produkcji musi mieć dobrą przewodność elektryczną (ponad 85%), odporność na ciepło i twardość. Są to elektrody miedziane, których skład dobiera się w zależności od rodzaju spawanego stopu.
