Was ist Aluminiumgasschweißen? - Ein vollständiger Leitfaden

Autogen- und Knallgasschweißverfahren werden am häufigsten zum Gasschweißen von Aluminium und Aluminiumlegierungen verwendet. Wasserstoff kann mit Sauerstoff unter Verwendung der gleichen Spitzen wie Acetylen verbrannt werden. Allerdings ist die Temperatur niedriger und es sind größere Spitzengrößen erforderlich.

Wenn Acetylen und Sauerstoff im richtigen Verhältnis gemischt und gezündet werden, erreicht die resultierende Flamme eine Temperatur von 6300 Grad F (3482 Grad C). Dies ist intensiv genug, um alle handelsüblichen Metalle so vollständig zu schmelzen, dass die zu verbindenden Metalle tatsächlich zusammenfließen, um eine vollständige Verbindung durch mechanischen Druck oder Hämmern zu bilden.

Außer bei einem sehr dünnen Material wird dem geschmolzenen Metall normalerweise zusätzliches Metall in Form eines Walzdrahts hinzugefügt, um die Naht leicht zu verstärken. Wenn die Schweißnaht korrekt ausgeführt wird, ist der Bereich, in dem die Verbindung hergestellt wird, so stark wie das Grundmetall selbst.

Zu den Metallen, die mit einer Acetylen-Sauerstoffflamme geschweißt werden können, gehören Eisen, Stahl, Gusseisen, Kupfer, Messing, Aluminium, Bronze sowie viele Legierungen, die geschweißt werden können. Die Acetylen-Sauerstoffflamme wird auch zum Schneiden von Metall, zum Einsatzhärten und Glühen verwendet.

Schweißnahtvorbereitung und -behandlung

Reinigung des Grundmetalls vor dem Schweißen

Gute Reinigungspraktiken sind beim Schweißen von Aluminium immer wichtig. Der für das Schweißen erforderliche Grad an Sauberkeit und Metallvorbereitung hängt von der gewünschten Qualität der Schweißnähte ab. Eine geeignete Vorbereitung vor dem Schweißen ist wichtig, wenn Fertigungen erforderlich sind, um die Schweißqualitätsanforderungen von Fertigungscodes wie AWS D1.2 zu erfüllen.

Hochwertige Schweißnähte sind bei Aluminium weitaus schwieriger zu erzielen als bei Stahl. Aluminium hat ein viel größeres Potenzial, Qualitätsprobleme wie fehlende Schmelze, fehlende Durchdringung und Porosität zu entwickeln, als Stahl.

Der zähe Oxid-Oberflächenfilm auf Aluminium kann zu Schmelzproblemen führen und muss kontrolliert werden. Durch die hohe Wärmeleitfähigkeit von Aluminium können Durchdringungsprobleme entstehen. Die hohe Löslichkeit von Wasserstoff in geschmolzenem Aluminium kann Porositätsprobleme verursachen und erfordert, dass alle Feuchtigkeit und Kohlenwasserstoffe vor dem Schweißen entfernt werden.

Die Dicke des Oxidfilms auf Aluminium muss kontrolliert und verhindert werden, dass er aufgrund übermäßiger Feuchtigkeit hydratisiert.

Metalllagerung und Schweißnahtvorbereitung – Gebote und Verbote

 Speicher

• Lagern Sie alle Schweißdrähte und Grundmetalle an einem trockenen Ort mit minimalen Temperaturschwankungen.
• Schweißdraht sollte vorzugsweise in einem trockenen, beheizten Raum oder Schrank gelagert werden.
• Metall vertikal lagern, um Feuchtigkeitskondensation und Absorption von Wasserverunreinigungen zu minimieren
• zwischen Schichten.
• Bringen Sie alle Füll- und Grundmetallmaterialien 24 Stunden vor dem Schweißen in den Schweißbereich, um sie zuzulassen
• auf Raumtemperatur kommen.
• Schweißdraht immer bedeckt halten.

 Gemeinsame Vorbereitung

• Verwenden Sie keine Methoden, die eine geschliffene oder verschmierte Oberfläche hinterlassen. Beispielsweise ist eine kreisförmig gesägte Oberfläche
• schweißbar, während eine bandgesägte Oberfläche eine verschmierte Oberfläche hinterlässt, die zu Bindefehlern führen kann und
• sollte gefeilt werden, um verschmiertes Metall vor dem Schweißen zu entfernen. Die Verwendung eines groben Scheibenmahlwerks ist einem
vorzuziehen
• Scheibenschleifer, vermeiden Sie jedoch nach Möglichkeit die Verwendung jeglicher Art von Schleifern.
• Verwenden Sie nach Möglichkeit keine Schmiermittel bei der Metallbearbeitung der Fugenvorbereitung.
• Verwenden Sie keine chlorierten Lösungsmittel im Schweißbereich, da sie in der Nähe giftige Gase bilden können
• von Lichtbögen beim Elektroschweißen.
• Verwenden Sie zum Vorwärmen keine Autogen-, Kohlelichtbogen- oder Fugenhobelverfahren oder Autogenflammen.
• Diese Prozesse schädigen den von der Hitze betroffenen Bereich und fördern das Wachstum und die Hydratation des Oxidfilms
• an der Oberfläche vorhanden.
• Verwenden Sie Plasmaschneiden und Fugenhobeln sowie Laserschneiden.
• Entfernen Sie mechanisch den Plasmalichtbogen und die lasergeschnittenen Kanten von Legierungen der Serien 2xxx, 6xxx und 7xxx. Die
• geschmolzene Kanten dieser Legierungen enthalten nachteilige Erstarrungsrisse und Wärmeeinflusszonen
• Bedingungen. Entfernen Sie mindestens 1/8 Zoll Metall von der Schnittkante. Verwenden Sie die mechanische Metallentfernung
• Methoden zum Schneiden und Entfernen von Metallspänen.
• Bereiten und reinigen Sie die Verbindung vor der Montage. Entfetten Sie die Oberflächen mit einem Lösungsmittel.
• Verwenden Sie ein sauberes Tuch wie ein Käsetuch oder Papiertücher, um eine Schweißverbindung mit Lösungsmittel zu reinigen und zu trocknen.
• Verwenden Sie keine Lappen zum Reinigen von Schweißnähten und verwenden Sie keine Druckluft zum Abblasen der Schweißnähte.
• Druckluft enthält Feuchtigkeit und Ölverunreinigungen.
• Edelstahldraht bürsten Sie die Fuge erst nach der Lösungsmittelreinigung. Drahtbürsten vor dem Reinigen von Einbauten
• Kohlenwasserstoffe und andere Verunreinigungen in der Metalloberfläche.
• Edelstahldrahtbürste für alle geätzten Metalle. Die Nebenproduktrückstände vom Ätzen müssen
• vor dem Schweißen entfernt werden.
• Reinigen Sie regelmäßig alle Drahtbürsten und Schneidwerkzeuge.

Schweißrücken

Temporäre Stützstreifen bestehen normalerweise aus Kupfer, eloxiertem Aluminium, Edelstahl oder verschiedenen keramischen Materialien. Sie dienen der Einbrandkontrolle und werden nach dem Schweißen entfernt. Es muss darauf geachtet werden, dass das Trägermaterial nicht in die Schweißpfütze schmilzt.

Dauerhaftstreifen sind immer aus der gleichen Legierung wie der zu schweißende Grundwerkstoff. Siehe AWS D1.2 für Anforderungen zum Entfernen des Trägerstreifens. Typischerweise wird bei der Verwendung von temporärem Trägermaterial keine Wurzelöffnung verwendet. Eine Wurzelöffnung wird typischerweise verwendet, wenn permanentes Trägermaterial verwendet wird.

Vorwärm- und Interpass-Temperaturen

Das Vorwärmen kann verwendet werden, um die thermischen Auswirkungen der Querschnittsgröße beim Schweißen von Grundmetallen mit unterschiedlichen Dicken zu reduzieren. Wärmebehandelbare Grundmetalle und 5xxx-Grundmetalle mit mehr als 3 % Mg sollten nicht länger als 15 Minuten Vorwärm- und Zwischenlagentemperaturen über 121 °C (250 °F) ausgesetzt werden. Siehe AWS D1.2.

Wärmebehandlung nach dem Schweißen und Alterung

Beim Schweißen von aushärtbaren Aluminiumlegierungen verlieren diese in der Wärmeeinflusszone einen erheblichen Teil ihrer mechanischen Eigenschaften. Wenn das zu schweißende Grundmetall im Zustand -T4 ist, kann ein Großteil der ursprünglichen Festigkeit nach dem Schweißen durch Alterung nach dem Schweißen wiederhergestellt werden.

Wenn das Grundmetall im Zustand -T6 geschweißt wird, kann es nach dem Schweißen lösungsgeglüht und gealtert werden, wodurch es wieder auf den Zustand -T6 gebracht wird. Je nachdem, welcher Zusatzwerkstoff zum Schweißen verwendet wird, können Wärmebehandlung und Alterung nach dem Schweißen Probleme verursachen.

Wenn der Schweißzusatzwerkstoff nicht wie der Grundwerkstoff auf Wärmebehandlung und Alterung reagiert, kann die Schweißverbindung mechanische Eigenschaften aufweisen, die unter denen des Grundwerkstoffs liegen. Aufgrund von Spannungskonzentrationen in der Schweißnaht selbst ist dies kein wünschenswerter Zustand.

Wenn daher eine Wärmebehandlung nach dem Schweißen und eine Alterung durchgeführt werden, ist das ausgewählte Schweißzusatzmetall kritisch. Wenden Sie sich an Hobart und lassen Sie sich metallurgisch beraten, welche Schweißzusätze für Ihre Anwendung am besten geeignet sind.

Aluminium-Gasschweißverfahren

Nachdem das zu schweißende Material richtig vorbereitet, gefluxt und vorgewärmt wurde, wird die Flamme in kleinen Kreisen über den Startpunkt geführt, bis das Flußmittel schmilzt. Der Füller sollte in Intervallen von drei oder vier Sekunden über die Oberfläche des Zehs geschabt werden, damit der Füllerstab jedes Mal aus der Flamme kommt.

Die Schabbewegung zeigt an, wann mit dem Schweißen begonnen werden soll, ohne das Aluminium zu überhitzen. Das Grundmetall muss geschmolzen werden, bevor der Schweißstab aufgebracht wird. Vorhandschweißen wird im Allgemeinen als am besten zum Schweißen von Aluminium angesehen, da die Flamme den zu schweißenden Bereich vorwärmt. Beim Schweißen von dünnem Aluminium ist außer dem Vorrücken kaum eine Brennerbewegung erforderlich.

Bei Material mit einer Dicke von 3/16 Zoll (4,8 mm) und dicker sollte der Brenner eine sanfte seitliche Bewegung erhalten. Dadurch wird das Schweißgut über die gesamte Breite der Schweißnaht verteilt. Eine sanfte Hin- und Herbewegung unterstützt das Flussmittel beim Entfernen von Oxid.

Der Schweißdraht sollte regelmäßig in die Schweißpfütze eingetaucht und mit einer Vorwärtsbewegung aus der Pfütze gezogen werden. Dieser Ablöseprozess schließt die Pfütze, verhindert Porosität und unterstützt das Flussmittel beim Entfernen des Oxidfilms.

SCHWEISSREGELN

Hinweis:Das folgende Verfahren gilt für Oxyacetylen, aufgrund der technischeren Natur und der unterschiedlichen Verfügbarkeit von Wasserstoff.

Die Regeln sind einfach. Folgen Sie ihnen oder scheitern Sie!

• Öffnen Sie die Sauerstoffflasche vollständig, um die obere Packung einzusetzen, und knacken Sie dann einfach das Acetylen. Stellen Sie die Regler auf gleiche Drücke ein, von jeweils 2 bis 5 Pfund, wobei kleinere Spitzen einen niedrigeren Druck benötigen.
• Wählen Sie eine Brennerdüse, die eine Nummer größer ist als für Stahlblech, d. h. wenn Sie eine 00-Düse (doppelt) für 0,040-Stahlblech wählen, dann wechseln Sie zu einer 0-Düse für 0,040-Aluminiumblech.
• Falls ölig, reinigen Sie das Material mit Lösungsmittel, Lackverdünner. oder Alkohol. Schrubben Sie kurz vor dem Schweißen auf beiden Seiten mit einer rostfreien Bürste.
• Fluxen Sie entweder den Stab (oder Draht) oder das Teil – oder im Extremfall beides. Das Flussmittel ist ein weißes Pulver, das zu 1/3 mit entweder 2/3 Wasser oder Alkohol gemischt wird.
• Sicherheitsvorkehrungen wie Augenschutz, ausreichende Belüftung und das Halten des Kopfes aus den Dämpfen werden empfohlen.
• Wählen Sie das richtige Füllmetall für die zu schweißende Legierung. Gängige schweißbare Bleche aus Flugzeuglegierungen.

Hohler, mit Flussmittel gefüllter Stab wurde vor Jahren angeboten, aber abgesehen von der fragwürdigen Legierung hatte er die hartnäckige schlechte Angewohnheit, sich sauber zu teilen und die Kanten der Verbindung aufzubauen, ohne sie miteinander zu verbinden.