Bħala materjal tal-metall tal-inġinerija li żdied malajr f'dawn l-aħħar snin, il-ligi tal-aluminju ntużaw ħafna fl-ajruspazju, karozzi, vapuri u oqsma oħra minħabba d-densità baxxa tagħhom, saħħa speċifika għolja u ebusija speċifika, u reżistenza tajba għall-korrużjoni. .
Madankollu, serje ta 'problemi bħal weldability fqira u prestazzjoni fqira ta' saff li jiffurmaw fl-iwweldjar jirrestrinġu l-iżvilupp ta 'partijiet strutturali ta' liga tal-aluminju. Għalhekk, it-teknoloġija tal-iwweldjar tal-liga tal-aluminju saret waħda mid-direzzjonijiet ewlenin tar-riċerka ta 'ħafna studjużi fid-dar u barra.
Ħarsa ġenerali tal-Proprjetajiet tal-Liegi tal-Aluminju
1. L-aluminju huwa materjal tal-metall ħafif ħafna b'densità ta '2.7g/cm3 biss, li hija madwar 36 fil-mija tad-densità tal-azzar. L-użu ta 'liga tal-aluminju għall-manifattura ta' partijiet mekkaniċi jista 'jnaqqas b'mod sinifikanti l-piż u jikseb l-effett ta' piż ħafif, iffrankar tal-enerġija u tnaqqis tal-emissjonijiet.
2. Is-saħħa speċifika u l-ebusija speċifika tal-liga tal-aluminju huma ogħla minn 45 azzar u plastik ABS. L-użu ta 'materjali ta' liga tal-aluminju jwassal għall-manifattura ta 'komponenti integrali b'rekwiżiti ta' riġidità għolja.
3. Liga ta 'l-aluminju għandha konduttività termali eċċellenti, konduttività elettrika u reżistenza għall-korrużjoni. Il-parametri tal-prestazzjoni tal-liga tal-aluminju A380 u materjali oħra huma murija fit-Tabella 1.
4. Liga ta 'l-aluminju għandha magni u riċiklabbiltà tajba. Jekk il-koeffiċjent tar-reżistenza tat-tqattigħ tal-liga tal-manjeżju l-aktar li tista 'tagħmel magni huwa preżunt li huwa 1, ir-reżistenza tat-tqattigħ ta' metalli oħra tidher fit-Tabella 2. Wieħed jista 'jara li r-reżistenza tat-tqattigħ tal-liga tal-aluminju hija iżgħar minn dik tar-ram, ħadid u oħrajn materjali, u l-proċess tat-tqattigħ huwa aktar faċli.
Karatteristiċi tal-iwweldjar tal-liga tal-aluminju
Affettwat mill-proprjetajiet fiżiċi u kimiċi tal-ligi tal-aluminju, hemm ċerti diffikultajiet fil-proċess tal-iwweldjar. L-iwweldjar kurrenti tal-liga tal-aluminju prinċipalment għandu l-problemi li ġejjin: stress termali, evaporazzjoni tal-ablazzjoni, inklużjonijiet solidi, kollass tal-pori, eċċ.:
Stress Termali
Ligi tal-aluminju għandhom koeffiċjent ogħla ta 'espansjoni termali u modulu aktar baxx ta' elastiċità. Matul il-proċess tal-iwweldjar, minħabba d-deformazzjoni kbira u l-koeffiċjent ta 'espansjoni lineari kbir tal-liga tal-aluminju, ir-rata ta' tnaqqis tal-volum matul is-solidifikazzjoni hija ta 'madwar 6 fil-mija, u r-rata tat-tkessiħ u r-rata ta' kristallizzazzjoni primarja tal-pool imdewweb huma mgħaġġla, li jirriżultaw fil- stress intern tal-weldjatura u r-riġidità tal-ġonta wweldjata. Jekk huwa kbir, huwa faċli li tiġġenera stress intern kbir fil-ġonta tal-liga tal-aluminju, li tikkawża stress kbir tal-iwweldjar u deformazzjoni, u tifforma difetti bħal xquq u deformazzjoni tal-mewġ.
Evaporazzjoni ablattiva
Il-punt tat-tidwib tal-aluminju huwa 660 grad u l-punt tat-togħlija huwa 2647 grad, li huwa aktar baxx minn elementi oħra tal-metall bħar-ram u l-ħadid. Matul il-proċess tal-iwweldjar, jekk it-temperatura tal-iwweldjar tkun għolja wisq, huwa faċli li tisplodi u tifforma spatter, speċjalment fl-iwweldjar b'raġġ ta 'enerġija għolja, kif muri fil-Figura 1. Barra minn hekk, xi wħud mill-elementi tal-liga miżjuda mal-liga tal-aluminju għandhom punt ta 'togħlija baxx, li huwa faċli biex jevapora u jinħaraq fit-temperatura għolja istantanja tal-iwweldjar, u t-tixrid iġġenerat mill-isplużjoni se jneħħi wkoll xi qtar, li inevitabbilment ibiddel iż-żona tal-ħjata tal-welding. Il-kompożizzjoni kimika ma twassalx għar-regolamentazzjoni tal-prestazzjoni tal-ġonot iwweldjati. Għalhekk, sabiex tikkumpensa għall-ablazzjoni b'temperatura għolja, wajers tal-iwweldjar jew materjali oħra tal-iwweldjar b'kontenut ta 'element ta' punt tat-togħlija ogħla mill-metall bażiku spiss jintużaw waqt l-iwweldjar.
Inklużjonijiet solidi
Il-proprjetajiet kimiċi tal-aluminju huma attivi ħafna u faċilment ossidizzati. Matul il-proċess tal-iwweldjar, il-wiċċ tal-liga tal-aluminju huwa ossidizzat biex jifforma Al2O3 b'punt ta 'tidwib għoli (madwar 2050 grad, filwaqt li l-punt tat-tidwib tal-aluminju huwa 660 grad, li huwa differenti ħafna). L-ossidi huma densi u għandhom ebusija għolja, u huma mħallta fil-likwidu ta 'liga imdewweb b'densità baxxa fiż-żona tal-pool imdewweb, li huwa faċli biex tifforma inklużjonijiet żgħar ta' gagazza solida li mhumiex faċli biex tiskarika, li mhux biss taffettwa l-mikrostruttura ta ' il-weldjatura, iżda wkoll hija suxxettibbli għall-korrużjoni elettrokimika, li tikkawża Il-proprjetajiet mekkaniċi tal-ġonot iwweldjati jonqsu, u Al2O3 ikopri l-pool u l-kanal imdewweb, li jaffettwa serjament l-iwweldjar ta 'ligi u jnaqqas il-mikrostruttura u l-proprjetajiet tal-ġonot iwweldjati.
Kollass ta 'stom
Il-punt tat-tidwib tal-liga tal-aluminju huwa ħafna aktar baxx minn dak tal-ossidu tiegħu, u huwa attiv ħafna u faċli biex jossidizza. Matul il-proċess tal-iwweldjar, il-liga tal-aluminju hija mdewba f'temperatura għolja biex tifforma pool imdewweb. L-aluminju fuq il-wiċċ tal-pool imdewweb huwa ossidizzat biex jifforma film ta 'ossidu, li jkopri l-pool imdewweb f'forma solida. Peress li l-kulur tal-film tal-ossidu mdewweb mhuwiex differenti ħafna mill-istat imdewweb tal-liga tal-aluminju, u minħabba l-kopertura tal-film tal-ossidu, huwa diffiċli li jiġi osservat il-grad tat-tidwib tal-pool imdewweb tal-liga tal-aluminju matul il-proċess tal-iwweldjar , għalhekk huwa faċli li tikkawża li t-temperatura tkun għolja wisq u tikkawża sħana tal-iwweldjar. Ħlasijiet kbar fiż-żona jeqirdu l-għamla u l-proprjetajiet tal-metall tal-weldjatura.
Taħt l-azzjoni tal-qawwa għolja istantanja tas-sors tas-sħana tal-iwweldjar, ammont kbir ta 'idroġenu jinħall fil-likwidu tal-liga. Wara li titlesta l-iwweldjar, hekk kif tonqos it-temperatura tal-pool imdewweb, is-solubilità tal-gass tonqos gradwalment, li ssir il-kawża ewlenija tal-pori matul il-proċess tal-iwweldjar. raġuni. Minħabba r-rata ta 'solidifikazzjoni mgħaġġla u d-densità baxxa tal-ligi tal-aluminju, il-pori tal-idroġenu ta' daqsijiet differenti huma ffurmati matul is-solidifikazzjoni mgħaġġla tal-weldjatura. Dawn il-pori se jkomplu jakkumulaw u jespandu matul il-proċess tal-iwweldjar, eventwalment jiffurmaw pori viżibbli u jnaqqsu l-proprjetajiet strutturali tal-ġonta. Naturalment, il-ġenerazzjoni tal-pori mhix neċessarjament iffurmata matul il-proċess tal-iwweldjar. Minħabba l-influwenza tat-teknoloġija tal-ikkastjar, il-metall bażiku nnifsu se jiġġenera wkoll pori matul il-proċess tal-ikkastjar. Matul l-iwweldjar, il-bidla kostanti tal-input tas-sħana u l-pressjoni interna tikkawża li l-pori oriġinali fil-metall bażiku jespandu bis-sħana jew jingħaqdu ma 'xulxin biex jiffurmaw pori tal-weldjatura. Biż-żieda tal-input tas-sħana tal-iwweldjar, il-pori se jiżdiedu wkoll. Għalhekk, sabiex jikkontrolla s-sors tal-idroġenu, il-materjal tal-iwweldjar jeħtieġ li jgħaddi minn trattament ta 'tnixxif strett qabel l-użu. Matul l-iwweldjar, il-kurrent għandu jiżdied b'mod xieraq biex itawwal il-ħin ta 'eżistenza tal-pool imdewweb u jippermetti żmien biżżejjed biex l-idroġenu jippreċipita, u b'hekk jikkontrolla l-formazzjoni tal-pori.
Klassifikazzjoni tat-teknoloġija tal-iwweldjar tal-liga tal-aluminju
Bl-espansjoni tal-firxa tal-applikazzjoni tal-ligi tal-aluminju, aktar u aktar problemi huma enfasizzati. Bil-progress tar-riċerka, it-teknoloġija tal-iwweldjar tal-liga tal-aluminju għamlet progress kbir. Fil-preżent, hemm prinċipalment tungstenu argon arc welding (TIG), iwweldjar ta 'gass inert imdewweb (MIG), iwweldjar bil-lejżer (LBW), iwweldjar bil-frizzjoni ħawwad (FSW) Stenna.
Iwweldjar TIG
L-Iwweldjar tal-Gass Inert tat-Tungstenu (TIG) huwa iwweldjar bl-ark tal-gass inert tipiku u huwa l-metodu tal-iwweldjar l-aktar użat komunement. Waqt l-iwweldjar, l-elettrodu tat-tungstenu u l-wiċċ ta 'l-iwweldjar jintużaw bħala elettrodi, u l-elju jew il-gass ta' l-argon jgħaddi bejn iż-żewġ elettrodi bħala gass protettiv biex jipproteġi l-ark, u l-wajer u l-metall bażiku huma mdewba permezz ta 'skarigu istantanju ta' vultaġġ għoli, u l-partijiet tal-liga tal-aluminju huma wweldjati u ffurmati, u Tiswija tal-Weld u tiswija ta 'difetti tal-ikkastjar.
Prinċipalment għandhom il-karatteristiċi tekniċi li ġejjin:
1. Faċli biex topera, flessibbli u kontrollabbli, adattabbli għal diversi kundizzjonijiet tax-xogħol u ambjent, bi prezz baxx;
2. Iż-żona affettwata mis-sħana hija dejqa, id-deformazzjoni tal-ġonta wweldjata hija żgħira meta l-għalf tal-wajer huwa biżżejjed, u l-prestazzjoni komprensiva tal-ġonta hija għolja;
3. Il-prestazzjoni tal-proċess tal-iwweldjar hija tajba u stabbli, u l-ħjata tal-iwweldjar hija kompatta u sabiħa.
Iwweldjar MIG
MIG (GMA-Gas Metal Arc Welding) u TIG huma t-tnejn iwweldjar protett bil-gass inert, id-differenza hija li l-iwweldjar TIG juża elettrodu tat-tungstenu bħala elettrodu fiss, filwaqt li l-iwweldjar MIG juża l-materjal tal-wajer tal-mili innifsu bħala elettrodu.
Fil-proċess ta 'l-iwweldjar protett bil-gass inert ta' arblu imdewweb ta 'ligi ta' l-aluminju, il-vultaġġ u l-kurrent jaġixxu fuq it-tarf ta 'l-elettrodu tal-wajer ta' l-iwweldjar, u vultaġġ għoli istantanju jiġi ġġenerat bejn l-elettrodu u l-metall bażiku, li jdub il-metall bażiku u l-kanal, u l-qtar fl-aħħar tal-wajer ta 'l-iwweldjar jaqa' u jittrasferixxi vertikalment għall-metall bażiku. Fuq il-pool imdewweb ta 'materjal, tiġi ffurmata żona ta' wweldjar.
Madankollu, il-proċess ta 'applikazzjoni tal-iwweldjar MIG tal-liga tal-aluminju huwa limitat ħafna, minħabba li l-wajer tal-aluminju artab iwassal għal tmigħ ħażin tal-wajer, u l-aluminju mdewweb għandu tendenza li jifforma fenomenu ta' "mdendlin mingħajr taqtir" waqt l-iwweldjar, li huwa faċli li jikkawża qtar għal tixrid. Il-vantaġġ huwa li l-iwweldjar MIG huwa aktar mgħaġġel mill-iwweldjar TIG, u l-firxa tal-moviment tal-iwweldjar hija żgħira meta tiwweldja biċċiet tax-xogħol kbar. Billi taġġusta l-veloċità tat-tmigħ tal-wajer, l-effiċjenza tal-iwweldjar tista 'tilħaq diversi metri kull minuta.
Iwweldjar bil-lejżer
L-iwweldjar bil-lejżer (Laser Beam Welding LBW) juża impulsi tal-lejżer b'enerġija għolja biex isaħħan lokalment il-materjal f'żona żgħira. L-enerġija tar-radjazzjoni tal-lejżer tinfirex fl-intern tal-materjal permezz tal-konduzzjoni tas-sħana, u l-materjal jiġi mdewweb biex jifforma ġabra mdewba speċifika. Wara s-solidifikazzjoni, il-materjal huwa konness bħala wieħed.
Il-vantaġġi ta 'l-iwweldjar bil-lejżer huma li l-punt ta' azzjoni ta 'l-iwweldjar huwa żgħir, is-sors tas-sħana ta' qawwa għolja huwa kkonċentrat, u għandu l-abbiltà li wweldja pjanċi ħoxnin, b'żona dejqa affettwata mis-sħana u deformazzjoni żgħira ta 'l-iwweldjar. Madankollu, fl-istess ħin, l-iwweldjar bil-lejżer għandu rekwiżiti għoljin għal pożizzjonar tal-iwweldjar, tagħmir għall-iwweldjar għali, u spiża għolja tal-iwweldjar. Għal materjali tal-metall bħall-aluminju u l-manjeżju, ir-riflettività tal-lejżer hija għolja, u l-iwweldjar dirett huwa diffiċli.
L-irradjazzjoni ta 'materjali b'lejżers b'densitajiet ta' qawwa differenti turi li meta d-densità tal-qawwa fuq il-biċċa tax-xogħol tilħaq aktar minn 107W/cm2, il-metall fiż-żona tat-tisħin se jiġi vaporizzat fi żmien qasir ħafna, u l-gass jikkonverġi f'toqba żgħira fil- pool imdewweb, Din it-toqba żgħira hija ċ-ċentru għat-trasferiment tas-sħana, u pool imdewweb huwa ffurmat ħdejn it-toqba żgħira, li hija l-effett "keyhole" tal-iwweldjar bil-laser penetrazzjoni fil-fond. Sabiex tiġi evitata l-problema ta 'pool imdewweb irregolari kkawżata minn dan il-fenomenu, huwa possibbli li titnaqqas l-enerġija tal-laser, tiżdied il-veloċità tal-iwweldjar jew tikkontrolla t-tidwib mill-ġdid taż-żona nugget biex tneħħi l-bżieżaq fiż-żona tal-fużjoni u titnaqqas il-ġenerazzjoni tal-pori .
Frizzjoni ħawwad iwweldjar
Friction stir welding (Friction stir Welding, FSW) hija teknoloġija ġdida li tgħaqqad b'fażi solida ffurmata fuq il-bażi tat-teknoloġija tradizzjonali tal-iwweldjar bil-frizzjoni. Fl-interface li għandha tiġi wweldjata, meta r-ras li tħawwad tavvanza tul il-weldjatura, it-temperatura tal-materjal tal-iwweldjar tiżdied, u l-metall plastifikat jgħaddi minn deformazzjoni plastika qawwija taħt l-azzjoni ta 'taħwid mekkaniku u taqlib, u jifforma konnessjoni densa ta' fażi solida wara diffużjoni u rikristallizzazzjoni.
