Технические указания по применению дуговой сварки алюминия в защитных газах
Использование алюминия и его сплавов постоянно увеличивается. В будущем также можно ожидать непропорционального роста и замены стали, особенно, но не только, в секторе мобильности. Растущие затраты на энергию делают легкое строительство все более экономичным. В результате компании-производители переходят от обработки стали к алюминию или напрямую появляются новые предприятия по переработке алюминия.
Поскольку производственные процессы и используемые термины часто лишь незначительно отличаются от стальных, при обработке слишком часто совершаются фундаментальные ошибки, которые приводят к дорогостоящим доработкам, браку и задержкам. На самом деле многие свойства алюминия почти противоположны стали и знание их совершенно необходимо для безопасной обработки.
| Характеристики | Ед. изм | Al | Fe | Отношение |
| Атомный вес | [г/моль] | 26,98 | 55,84 | ~ 1 к 2 |
| Кристаллическая решетка | Кубическая площадь с центром | Кубический объемно-центрированный | ||
| Плотность | [г/см³] | 2,70 | 7,87 | ~ от 1 до 3 |
| Модуль упругости | [ГПа] | 67 | 210 | ~ от 1 до 3 |
| Коэффициент расширения | [1/К] | 24*10-6 | 12*10-6 | ~ 2 к 1 |
| Предел текучести Rp0,2 | [МПа] | ~ 10 | ~ 100 | ~ 1 из 10 |
| Предел прочности при растяжении Rм | [МПа/] | ~ 50 | ~ 200 | ~ от 1 до 4 |
| Удельная теплоемкость | [Дж/кг*К] | ~ 890 | ~ 460 | ~ 2 к 1 |
| Теплота плавления | [г/г] | ~ 390 | ~ 272 | ~ 1,5 к 1 |
| Температура плавления | [К] | 933 | 1811 г. | ~ 1 к 2 |
| Теплопроводность | [Вт/м*К] | 235 | 75 | ~ 3 к 1 |
| Электропроводность | [м/Ом*мм²] | 38 | ~ 10 | ~ 4 к 1 |
| Оксиды | Al2O3 | FeO / Fe2O3/ Fe3O4 | ||
| Температура плавления оксидов | [°С] | 2050 | 1400/1455/1600 | Для Fe аналогично металлу; при Al примерно в 3 раза выше |
| Плотность оксидов | [г/см³] | 3,89 | 5,7/2,4/~ 5,0 | Оксиды Fe легче металла; оксид алюминия тяжелее |
Влияние различий физических величин стали и алюминия на сварку плавлением
Различия в плотности, модуле упругости и прочности имеют мало значения для практической сварки, но, конечно, для конструкции компонентов.
Хорошая электропроводность алюминия может привести к затруднениям при розжиге дуги, а столь же высокая теплопроводность может привести к непровару в начале шва и избыточному нагреву сварки. Эти аспекты будут подробно рассмотрены ниже. Хорошая теплопроводность может также привести к сильному нагреву сварочных аппаратов и, следовательно, к отклонениям размеров, которым необходимо противодействовать соответствующей стабильной конструкцией и, возможно, дополнительным охлаждением. В принципе, высокая теплопроводность и коэффициент расширения приводят к большим деформациям при сварке алюминия. Это необходимо учитывать при проектировании и монтаже светильников.
Особое внимание следует обратить на оксидный слой и растворимость водорода.
