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Soldadura de Aluminio y Aleaciones de Aluminio: Consejos y técnicas para el éxito

1. Materiales de soldadura:

1. El gas argón utilizado para soldar debe tener una pureza de ≥ 99,99% y un punto de rocío de ≤ -55℃, y debe cumplir las disposiciones de GB/T4842 o GB10624. Si la presión del argón embotellado es ≤ 0,5MPa, no debe utilizarse.

El contenido de nitrógeno del argón debe ser < 0,04% para evitar la formación de nitruro de magnesio amarillo claro o verde hierba y poros en la superficie de la soldadura. Del mismo modo, el contenido de oxígeno debe ser < 0,03% para evitar la formación de puntos negros densos, arco inestable y grandes salpicaduras en la superficie del baño de soldadura. Si el contenido de agua es ≥ 0,07%, el baño de soldadura hervirá y se generarán poros de gas en la soldadura.

2. Un electrodo de tungsteno de cerio se utiliza comúnmente para el tungsteno manual soldadura por arco de argón.

El diámetro del electrodo debe seleccionarse en función del tamaño de la corriente de soldadura, utilizándose generalmente un electrodo de tungsteno de un tamaño superior al necesario. El extremo del electrodo debe ser semiesférico, lo que puede conseguirse mediante el siguiente método de fabricación:

Utilice un electrodo de tungsteno de un tamaño superior a la especificación requerida, esmerile el extremo en forma de cono, sujete verticalmente el electrodo, inicie un arco en la placa de prueba con una corriente 20-30A superior a la corriente requerida por el electrodo de tungsteno, manténgalo durante unos segundos y la cabeza del terminal de tungsteno se volverá semiesférica.

Si el electrodo de tungsteno está contaminado con aluminio, hay que rectificarlo o sustituirlo. En caso de contaminación leve, se puede aumentar la corriente para que el arco arda en la placa de prueba durante un tiempo. Esto quemará los contaminantes.

Diámetro del electrodo de tungsteno de cerio (mm)2.53.24.05.0
(conexión positiva) Corriente de soldadura A100~200170~250200~300350~480500~675
(en conexión inversa) Corriente de soldadura A15~2517~3020~3535~5050~70
(en AC)Corriente de soldadura A85~160120~210150~250240~350330~460

3. Cuando se utiliza la soldadura MIG para aleaciones de aluminio, es importante tener en cuenta que el soldadura de aluminio El alambre es relativamente blando. Por lo tanto, para evitar morder el alambre, no se recomienda utilizar una rueda de alimentación de alambre con engranaje o un tipo de empuje de alambre.

Lectura relacionada: Soldadura MIG frente a TIG

No está permitido utilizar tubos de resorte para las mangueras de alimentación de alambre. En su lugar, deben utilizarse productos de politetrafluoroetileno o nailon para evitar la contaminación o la obstrucción debida al desbaste.

La soldadura MIG suele utilizar polaridad inversa de CC.

4. La función principal del fundente es eliminar la película de óxido y otras impurezas. Cuando se utiliza fundente, puede mezclarse con alcohol absoluto para crear una pasta o aplicarse directamente como polvo fundente a ambos lados de la ranura.

Para soldaduras en ánguloSeleccione fundentes que puedan eliminar fácilmente la escoria después de la soldadura. Fundente para aluminio aleaciones de magnesio no debe contener sodio.

5. Al soldar materiales de aluminio de diferentes grados sin regulaciones en los planos y procesos, seleccione materiales de alambre de soldadura basados en el metal base con mejor resistencia a la corrosión y menores niveles de resistencia.

Lectura relacionada: Guía para la selección de alambres macizos y tubulares

Al soldar materiales resistentes a la corrosión aleaciones de aluminio como la aleación de aluminio-magnesio o la aleación de aluminio-manganeso, se recomienda utilizar alambres de soldadura con un contenido de magnesio o manganeso similar o ligeramente superior al del metal base.

Los alambres de soldadura se pueden elegir entre aluminio GB/T10585 y aluminio soldadura de aleación alambre, GB/T3190 aluminio deformado y aleación de aluminio con composición química definida, y GB/T3197 alambre de aluminio y aleación de aluminio para varillas de soldadura.

Lectura relacionada: ¿Se pueden soldar el aluminio y las aleaciones de aluminio?

Puede consultar las tablas siguientes para seleccionar los alambres de soldadura. Las tablas 3 y 4 se han extraído del manual de soldadura.

Tabla 1 alambre de soldadura para la soldadura de aluminio de la misma marca

Grado de metal base del mismo gradoVarilla de soldaduraGrado de metal base del mismo gradoVarilla de soldadura
1060SAL-35052SAIMg-1
1050ASAL-35A02SAIMg-1
5A03SAIMg-2
1200SAL-15083SAIMg-3
3003SAlMn5A05SAIMg-5
3004SAIMn6061SAIMg-1
SAlMg-5
SAISi-1

Tabla 2 alambre de soldadura para aluminio disimilar alambre de soldadura

Metal base heterogéneoVarilla de soldadura
Aluminio puro + aleación de aluminio y manganesoSAIMn
Aluminio puro, aleación de aluminio y manganeso + 5052, 5A02SAIMg-1, SAIMg-5
Aluminio puro, aleación de aluminio y manganeso + 5A03SAlMg-2
Aluminio puro, aleación de aluminio y manganeso + 5083, 5086SAIMg-3
Aluminio puro, aleación de aluminio y manganeso + 5A06, 5A05SAIMg-5

Tabla 3 selección de alambres de soldadura para diferentes materiales y requisitos de rendimiento

MaterialAlambres de soldadura recomendados según los distintos requisitos de rendimiento
Se requiere una gran resistenciaSe requiere una gran ductilidadEs necesario igualar el color tras la soldadura y el anodizadoSe requiere una gran resistenciaSe requiere que la tendencia a la fisuración sea baja durante la soldadura
1100SAISi-1SAl-1SAl-1SAl-1SAlSi-1
2A16SAICuSAlCuSAlCuSAlCuSAlCu
3A21SAIMnSAI-1SAl-1SAl-1 SAlSi-1
5A02SAlMg-5SAIMg-5SAlMg-5SAIMg-5SAlMg-5
5A05LF14LF14SAlMg-5SAlMg-5LF14ER
5083ER5356ER5356ER5356ER53565183ER
5086ER5356ER5356ER5356ER53565356S
6A02SAlMg-5SAIMg-5SAIMg-5SAlSi-1AlSi-1
6063ER5356ER5356ER5356SAlSi-1SAlSi-1
7005ER5356ER5356ER5356ER5356X5180
7039ER5356ER5356ER5356ER5356X5180

Nota: El alambre de soldadura de aluminio ER es American Standard ANSI / AWSA5.10.

2. Preparación antes de soldar:

1. La ranura de aluminio debe procesarse mediante métodos mecánicos, incluido el cizallado. Si se utiliza plasma o corte con llama las zonas decoloradas deben eliminarse mediante un mecanizado de al menos 3 mm.

La superficie de la ranura resultante debe ser plana, lisa y sin grietas, capas, inclusiones, rebabas, rebabas u oxidación. La superficie de la ranura debe presentar un brillo metálico blanco plateado. Si es necesario, se debe realizar un ensayo de penetración (PT) 100% en la ranura, incluyendo al menos 50 mm en ambos lados.

2. Limpieza de la superficie, incluyendo la eliminación de la película de óxido superficial, la escala, la contaminación, y el color de óxido no cualificado, debe llevarse a cabo en el alambre de soldadura, superficie de la ranura, y por lo menos 50 mm en ambos lados.

3. Se pueden utilizar herramientas como cepillo de disco de alambre de acero inoxidable de 0,15~0,2, cabezal de rectificado metálico (es decir, fresa eléctrica), fresa de disco manual, lima (se recomienda una lima de arco de aluminio), rascador y acetona (asegúrese de que el paño blanco manchado con acetona está limpio, y evite utilizar paño de algodón o hilo de algodón para evitar la felpa al limpiar).

Debe tenerse en cuenta que estas herramientas deben limpiarse antes de su uso, y que la película de óxido no debe presionarse contra el metal base durante la limpieza.

Es importante evitar emplear una fuerza excesiva al limpiar. No está permitido esmerilar con una muela o papel de lija ordinario, ya que el aluminio es un material blando y las partículas de arena pueden incrustarse en él. Esto puede provocar defectos como porosidad e inclusión de escoria tras la soldadura.

4. Para las piezas de procesamiento en caliente subcontratadas fabricadas en aluminio, como cabezales, etc., debe realizarse 100% PT en la superficie después de que entren en la fábrica. Si es necesario, puede realizarse RT en piezas inciertas.

Para limpiar la superficie del alambre de soldadura, utilice un cepillo de alambre de acero inoxidable o una lija de aceite limpia. Para alambres de soldadura con una gruesa piel de óxido en la superficie, se requiere una limpieza química después del esmerilado antes de soldar.

Para limpiar el material, sumérjalo en una solución de NaOH de 5% a 10% a 70℃ durante unos 0,5 a 3 minutos. Luego, enjuáguelo con agua limpia y sumérjalo en una solución de HNO3 de aproximadamente 15% a temperatura ambiente durante aproximadamente 1 a 2 minutos. A continuación, aclárelo con agua tibia y séquelo con un soplador manual. No utilice un compresor de aire, ya que podría haber agua y aceite en el aire. Una vez seco, métalo en un horno a 100℃. Este método también es aplicable a los materiales de aluminio.

5. Mantenga limpios y secos los alambres de soldadura y las soldaduras, y evite tocar las piezas de soldadura con las manos desnudas o soplarlas con la boca. Los soldadores deben llevar guantes de soldadura blancos y no usar guantes sucios para evitar problemas.

Antes de soldar, está terminantemente prohibido contaminar las piezas de soldadura. De lo contrario, las piezas deben limpiarse de nuevo, y la contaminación local puede eliminarse con la limpieza local. Si es posible, cubra ambos lados de la ranura con papel blanco. La soldadura debe realizarse inmediatamente después de la limpieza mecánica.

Si no se suelda en las 4 horas siguientes a la limpieza, vuelva a limpiar las piezas antes de soldar.

6. El ensamblaje de las soldaduras debe ser preciso. Si el ensamblaje es deficiente, deben sustituirse las piezas en lugar de forzarlas para evitar tensiones excesivas. 7. Antes de proceder a la soldadura formal, debe comprobarse el tamaño de la ranura, y la soldadura sólo debe realizarse una vez que esté cualificada.

7. El hilo de soldar y las medidas del proceso seleccionadas para la soldadura por puntos deben ser las mismas que las del proceso de soldadura.

8. Durante el ensamblaje de las soldaduras, deben evitarse las soldaduras por puntos en los puntos de concentración de tensiones, como la intersección de las soldaduras y las esquinas de la pieza. La longitud y el espaciado de las soldaduras por puntos pueden determinarse en función de las siguientes dimensiones (mm).

Espesor del metal baseEspaciado de la soldadura por puntosLongitud de la soldadura por puntos de cada sección
<3
3~6
>6
Boquilla o brida
40~50
50~60
50~80
2~4 puntos
4~6
5~10
10~12
cada punto 3~8

9. La soldadura por puntos debe estar libre de grietas, poros, inclusiones de escoria y otros defectos. En caso contrario, debe retirarse y volver a soldarse. La nueva soldadura debe realizarse en la zona próxima en lugar de soldadura por puntos en el lugar original. Cuando el proceso no especifica la separación de la soldadura a tope, puede ser de 2~4 mm.

10. Para la soldadura por puntos que se fundirá en la soldadura permanente, es necesario asegurar penetración total y elimine la capa de óxido de su superficie (sólo se permite el blanco plateado). Asimismo, realice una transición suave en ambos extremos de la soldadura para facilitar la conexión del arco. De lo contrario, deberá repararse. Cuando se suelda sobre piezas frías, el arco debe permanecer un tiempo al principio de la soldadura. La soldadura con hilo debe añadirse a tiempo cuando el borde del metal base empiece a fundirse para asegurar la penetración del punto de inicio de la soldadura.

11. Cuando se suelden uniones longitudinales, colocar placas de unión y separación en ambos extremos de la soldadura. Las placas de apoyo y de salida deberán estar fabricadas con materiales de aluminio de la misma marca y espesor que la pieza soldada. 12. Al soldar la soldadura circunferencial, tratar de evitar en lo posible el cráter del arco.

12. Si las soldaduras por puntos se agrietan durante la soldadura, dando lugar a la dislocación del borde de la placa o al cambio de la separación, la soldadura se detendrá inmediatamente, y la soldadura puede reanudarse después de la reparación.

13. Durante el proceso de soldadura, limpie primero las cenizas negras y el óxido de la superficie superior de la soldadura, utilizando un cepillo de alambre.

Preste atención a la manipulación de la llama durante la soldadura, incluida la parada del arco.

El cebado del arco se puede realizar a una distancia de 10-20 mm del extremo inicial de la soldadura, para luego volver rápidamente al extremo inicial.

La primera capa debe soldarse en línea recta.

Para obtener una buena forma, las otras capas pueden oscilar lateralmente y detenerse a ambos lados para la fusión.

14. El aluminio es propenso a deformarse y colapsarse durante la soldadura; por lo tanto, las abrazaderas y las placas de respaldo deben hacerse antes de soldar.

Cuando se utilizan abrazaderas, es necesario sujetar tanto la parte delantera como la trasera de las piezas, y la rigidez y sujeción La fuerza de las pinzas debe ser moderada. Una fuerza de apriete demasiado pequeña no puede controlar la deformación, mientras que una fuerza demasiado grande puede provocar fácilmente grietas en la soldadura debido a una restricción excesiva de la misma.

La fuerza de sujeción debe ser de 350 kg/100 mm.

Las abrazaderas de aluminio pueden fabricarse con acero al carbono blando o acero inoxidable, pero esto puede impedir la disipación del calor. Por otro lado, el uso de aluminio reforzado para fabricar abrazaderas puede mejorar la disipación del calor.

La plantilla de costura longitudinal puede ser del tipo de llave de piano, mientras que la plantilla de costura circunferencial puede ser del tipo de abombamiento hidráulico.

Durante el montaje de la junta longitudinal, se recomienda aumentar la separación adecuadamente para permitir la contracción después de la soldadura. En cuanto a la junta circunferencial (incluida la brida circular, el reborde, etc.), deben reservarse los bordes o rebordes escalonados inversos, ya que el reborde se deformará después de la soldadura.

Los platos de apoyo suelen ser de acero al carbono o acero inoxidable. Se puede utilizar grafito para fabricar placas de apoyo para soldar materiales de aluminio de baja calidad. También es importante tener en cuenta la velocidad de enfriamiento de la soldadura al elegir el material de la placa de apoyo.

En los casos en que el placa de aluminio es gruesa o el hueco de montaje de la placa de apoyo es grande, se puede sellar el hueco con barro arcilloso y retirarlo después de soldar.

El tamaño de la placa base puede ser el siguiente:

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