Sudarea aluminiului turnat: Un ghid cuprinzător

Există foarte puține locuri unde se poate merge pentru a învăța despre sudarea aluminiului turnat, iar setul de competențe necesare pentru a face acest lucru este foarte specializat. Cu toate acestea, aluminiul turnat este un material creat prin turnarea aluminiului topit într-o matriță, ceea ce rezultă într-un material poros cu impurități. Acest lucru nu se întâmplă cu aliajele de aluminiu standard. Din cauza acestor caracteristici, sudarea este mai dificilă, iar pregătirea cu atenție, menținerea precisă a căldurii sub control și utilizarea tehnicilor adecvate sunt necesare pentru a produce suduri puternice și robuste. Oxidarea este unul dintre cele mai mari obstacole la sudarea aluminiului turnat. Acest strat subțire de oxid, format atunci când este expus la aer, este mult mai gros decât cel care se formează în mod natural pe aluminiu și se topește la o temperatură mult mai mare decât aluminiul în sine, ceea ce face fuziunea dificilă. În plus, prezența impurităților și a gazelor captive în aluminiul turnat poate duce la porozitate, care asigură suduri slabe dacă nu sunt curățate și preîncălzite corespunzător.

TIG (Tungsten Inert Gas) este metoda de alegere pentru precizie și curățenie, în timp ce MIG (Metal Inert Gas) este utilă pentru viteză și materiale mai groase. Pentru a obține o sudură puternică și fără defecte, este necesar să se utilizeze combinația corectă de metal de adaos (cum ar fi 4045, 5356 sau 4047) și gaz de protecție (argon pur sau amestecuri argon-heliu). O bună pregătire include curățarea și preîncălzirea adecvată pe cât posibil pentru a reduce la minimum fisurarea, porozitatea și lipsa de fuziune. Rezistența și durata de viață a îmbinărilor sudate sunt îmbunătățite și mai mult prin tratamente post-sudare, cum ar fi reducerea tensiunilor, șlefuirea și protecția împotriva coroziunii după sudare.

În timp ce majoritatea sudorilor din aluminiu turnat sunt sudate din oțel, sudorii pot lucra cu succes cu aluminiu turnat folosind tehnicile, instrumentele și atenția la detalii potrivite, atât timp cât în industrii sunt necesare componente ușoare și cu rezistență ridicată. Acesta este un proces ușor de stăpânit care duce la dezvoltarea în continuare a aplicațiilor de sudare a aluminiului și la o performanță fiabilă și previzibilă a structurilor din aluminiu în medii critice.

Înțelegerea aluminiului turnat 

Cu toate acestea, înainte de a trece la tehnicile de sudare necesare pentru aluminiul turnat, este esențial să aveți o înțelegere fermă a ceea ce constituie aluminiul turnat și ce îl face unic față de alte metale. Aluminiul turnat diferă de aluminiul forjat, care este modelat mecanic prin laminare sau extrudare, prin faptul că aluminiul turnat poate fi format în forme complexe de mare precizie prin topirea aluminiului și turnarea acestei forme topite într-o matriță. Structura internă unică astfel produsă, caracterizată de obicei prin porozitate, impurități și compoziție variabilă a aliajului, are un efect important asupra sudabilității.

Pentru a putea suda cu succes aluminiu turnat, trebuie să cunoaștem proprietățile sale chimice și fizice, avantajele și dezavantajele acestuia, precum și diferitele tipuri de aliaje de aluminiu turnat din diverse industrii. Acești factori vor fi luați în considerare pentru a determina metoda de sudare necesară, selectarea materialului de adaos și tehnicile de pregătire înainte de sudare pentru a realiza suduri puternice și fără defecte.

Proprietățile aluminiului turnat: Ce face ca o piesă turnată să fie diferită?

Un alt considerent important este faptul că utilizarea aluminiului turnat are mai multe proprietăți care îl fac ușor, anti-coroziv și foarte flexibil. Cu toate acestea, aceleași proprietăți ridică, de asemenea, unele dificultăți atunci când se efectuează sudarea, cu condiția să nu se ia măsurile adecvate.

1. Porozitatea: Provocarea ascunsă

Probabil una dintre cele mai mari preocupări legate de sudarea aluminiului turnat este porozitatea; aceasta este cunoscută ca fiind bulele mici de gaz care sunt prinse în metal atunci când acesta este turnat. Aceste opt sunt rezultatul capturării gazelor, cum ar fi hidrogenul, formarea de pori mici ca urmare a contracției în timpul răcirii metalului de aluminiu și a impurităților.

🔹 Cum afectează porozitatea sudarea

• Aceasta slăbește rezistența mecanică, iar sudura este susceptibilă să se fisureze.
• Contribuie la contaminarea sudurii și, prin urmare, subminează rezistența îmbinărilor care au fost realizate.
• Fixează gazele în zona de sudură, odată cu formarea neregularităților de suprafață.

🔹 Cum să minimizați porozitatea în timpul sudării

• Pregătirea suprafeței metalului prin curățare trebuie să fie adecvată înainte de începerea sudării.
• Prindeți folia de aluminiu și încălziți-o pentru a reduce orice stres termic asupra aluminiului și, de asemenea, pentru a minimiza formarea bulelor de aer.
• Pentru a evita oxidarea, ar trebui să se utilizeze gaz inert de înaltă calitate, de tipul 100% Argon.

2. Oxidarea: Obstacolul pentru suduri curate

Este un element care reacționează cu alte elemente, în special cu oxigenul găsit în spațiul din jurul metalului. Această oxidare generează o peliculă foarte subțire, dar extrem de dură, de oxid de aluminiu (Al₂O₃) prin care este împiedicată coroziunea ulterioară a aluminiului. Cu toate acestea, stratul de oxid este o problemă critică la sudare, deoarece temperatura sa de topire este de aproximativ 2037 °C (3700 °F), mult mai mare decât cea a aluminiului, de 660 °C (1221 °F).

Investigație privind motivul pentru care oxidarea este o problemă în sudare

• Contribuie la formarea unei legături lungi între materialul de adaos și metalul de bază?
• Acest lucru a dus la contaminarea bazinului de sudură și, prin urmare, la realizarea unor suduri slabe.
• Acesta trebuie pregătit înainte de sudare, deoarece are un strat de oxid.

🔹 Tehnici diferite de eliminare și control al oxidării

• Clătiți elementul din aluminiu cu apă caldă, După aceea, ar trebui să utilizați o perie din oțel inoxidabil care ar trebui să fie utilizată numai pentru curățarea aluminiului pentru a freca stratul de oxid.
• Ștergeți suprafața cu acetonă sau alcool ca un proces de curățare înainte de sudare, deoarece uleiul plutește pe metale, iar grăsimea se scufundă.
• Pentru a tăia oxidarea, se recomandă utilizarea curentului alternativ în sudarea TIG.

3. Sensibilitate la căldură: Gestionarea conductivității termice

Spre deosebire de oțel, aluminiul are o conductivitate termică ridicată și poate absorbi și emite cu ușurință căldură. Acest lucru a reprezentat întotdeauna o problemă în menținerea unei temperaturi standard de sudare; acest lucru tinde să cauzeze următoarele:

• Fuziune incompletă din cauza pierderii rapide de căldură.
• Trei, deformare sau distorsiuni în principal în piese subțiri din aluminiu.
• Arderea, în special în secțiunile foarte poroase sau mai subțiri ale aluminiului turnat.

🔹 Cum să depășiți provocările legate de sensibilitatea la căldură

• Acest lucru se face pentru a regla fluxul de căldură astfel încât toate părțile materialului utilizat să fie la fel de calde ca temperatura dorită.
• Să poată regla sistemul de control al căldurii și utilizarea înclinată a sudurii TIG.
• Reducerea cantității de căldură care este aplicată în zona de sudură se poate face în acest fel, și anume prin utilizarea unor treceri de sudură mai scurte.

Tipuri comune de aliaje de aluminiu turnat

Diferite tipuri de aliaje de aluminiu turnat pot fi turnate în funcție de compoziția lor chimică și de proprietățile mecanice. Iată câteva dintre avantajele și dezavantajele fiecărui tip, precum și aplicațiile în care acestea ar fi cele mai utile.

1. Aluminiu turnat A356: Aliaj de înaltă rezistență

 Compoziția sa: Cuprinde în principal aluminiu (Al), siliciu (Si) și magneziu (Mg).

🔹 Caracteristici principale

• Are o rezistență ridicată la tracțiune și este potrivit pentru aplicații structurale.
• Rezistență excelentă la coroziune, în special în medii umede.
• Este o sudabilitate bună, deși ar putea fi necesar un tratament termic post-sudare pentru a recâștiga rezistența.

🔹 Aplicații comune

• Este utilizat în componente de motor, roți și cutii de transmisie în industria auto.
• Industria aerospațială - Se găsește în piesele structurale ale aeronavelor datorită raportului rezistență/greutate.
• Dispozitive medicale - utilizate în instrumente chirurgicale și carcase de înaltă rezistență.

2. 319 Aluminiu turnat: Aliaj rezistent la uzură

Compoziție: Conține niveluri mai ridicate de siliciu (Si) și cupru (Cu) decât A356.

🔹 Caracteristici principale

• Rezistență foarte bună la uzură pentru aplicații grele.
• Este mai fragil și are un conținut mai mare de siliciu și, prin urmare, este mai dificil de sudat.
• Este nevoie de materiale de umplutură specializate (4047) pentru a preveni fisurarea.

🔹 Aplicații comune

• Variante rezistente la uzură: capete de cilindri auto și blocuri motor.
• Pompele și carcasele au nevoie de durabilitate.
• Piesele pentru utilaje industriale sunt destinate celor mai severe condiții de solicitare mecanică ridicată.

3. 535 Aluminiu turnat: Aliaj de grad marin

Compoziție: Conține un procent ridicat de magneziu (Mg) pentru rezistență la coroziune.

🔹 Caracteristici principale

• Rezistență superioară la coroziune, în special în medii cu apă sărată.
• Capacitatea de sudare este bună, dar este necesară curățarea completă înainte de sudare pentru a evita contaminarea.
• Mai ușor de modelat și reparat decât 319.

🔹 Aplicații comune

• Rezistența ridicată la coroziunea apei sărate le face bune pentru coca bărcilor, piese de motoare marine și elice.
• Este utilizat pentru aeronave și piese aerospațiale care necesită materiale puternice și ușoare.
• Elemente care reprezintă o amenințare minimă pentru componentele industriale supuse unor medii chimice dure.

De ce înțelegerea aluminiului turnat este importantă pentru sudare

Pentru a începe cu măiestria sudării aluminiului turnat este necesar să se determine din ce este făcut aluminiul turnat, proprietățile sale și provocările asociate. Prin urmare, deoarece aluminiul turnat este utilizat pe scară largă în ingineria auto, aerospațială și marină, sudorii au nevoie de strategii pentru porozitatea, oxidarea și sensibilitatea la căldură a turnării.

Diferite tipuri de ghips aliaje de aluminiu răspund diferit la sudare și ar trebui să alegeți materialele de umplutură corecte, gazul de protecție și tehnica de sudare înseamnă diferența dintre o sudură puternică, fiabilă sau o îmbinare slabă, poroasă.

Prin pregătirea materialului, utilizarea procedurilor corecte de curățare și reglarea aportului de căldură, sudorii pot aborda problemele asociate cu aluminiul turnat și pot genera suduri puternice, de lungă durată, care respectă aplicațiile dificile.

Provocări în sudarea aluminiului turnat 

Sudarea aluminiului turnat este de notorietate dificilă din cauza proprietăților fizice și chimice unice ale aluminiului turnat. Conștientizarea acestor provocări îi ajută pe sudori să utilizeze instrumentele și metodele de aplicare potrivite, rezultând suduri puternice și fără defecte.

1. Probleme legate de oxidare: Un obstacol major în sudare

Atunci când aluminiul este expus la aer, acesta se oxidează aproape instantaneu, producând oxid de aluminiu (Al₂O₃) foarte subțire, dar foarte rezistent. El a continuat să explice că stratul de oxid format în timpul oxidării inițiale a aluminiului are un punct de topire de 2 037°C (3 700°F), de trei ori mai mare decât punctul de topire al aluminiului, care este de 660°C (1 221°F). Cu toate acestea, această diferență masivă între punctele de topire cauzează dificultăți grave în sudare, inclusiv următoarele:

• Fuziune incompletă (stratul de oxid împiedică metalul de umplutură să se unească în mod corespunzător cu materialul de bază).
• Suduri contaminate - Oxidare prezentă, care poate cauza porozitate, îmbinări slabe și incluziuni atunci când rămâne în sudură.
• Oxidul produce un arc instabil, ceea ce face ca arcul să se deplaseze și performanța de sudare să fie neregulată.

Soluție

Sudarea TIG folosind curent alternativ (CA) ajută la menținerea stratului de oxid de pe piesa de prelucrat și contribuie la menținerea stabilității arcului. De asemenea, peria dedicată din oțel inoxidabil și detergenții chimici precum acetona pot curăța oxidarea înainte de sudare.

2. Impurități și contaminare: Amenințarea ascunsă

Aluminiul este adesea turnat din materiale reciclate și poate include astfel gaze prinse, reziduuri de ulei, murdărie și alte impurități legate de producția de turnare. Acești contaminanți trebuie să fie curățați corect înainte de sudare, altfel pot duce la:

• Sudura este slăbită și predispusă la fisurare din cauza micilor buzunare de gaz (porozitate).
• Incluziuni: - A prins în sudură o substanță nemetalică care reduce rezistența sudurii.
• Unele zone pot fuziona bine, iar altele pot rămâne slabe, cu o calitate inconsistentă a sudurii.

Soluție

Acetona sau alcoolul se utilizează pentru a curăța bine suprafața de grăsime și murdărie. Gazele blocate trebuie evacuate cu ajutorul unei torțe de preîncălzire înainte de sudare.

3. Conductivitatea termică este prea mare: Este necesar să se controleze căldura

Pe de altă parte, se așteaptă ca aluminiul să absoarbă și să transmită căldura extrem de repede, comparativ cu oțelul. Acest lucru poate duce la:

• Prea multă căldură poate topi secțiunile mai subțiri (ardere).
• Încălzire dezechilibrată (deformare și distorsionare) - Metalul se strică deoarece a fost încălzit neuniform.
• Penetrare inconsecventă - Disiparea prea rapidă a căldurii provoacă o fuziune slabă în îmbinarea sudată.

Soluție

De asemenea, doriți să preîncălziți aluminiul la 300 °F - 600 °F (150 °C - 315 °C) pentru a obține o distribuție uniformă a căldurii și o mai bună penetrare a sudurii. Un aport de căldură mai mare la viteza de deplasare controlată menține stabil bazinul de sudură.

Unelte și echipamente esențiale pentru sudarea aluminiului turnat

La sudarea aluminiului turnat, sunt necesare echipamente specializate și trebuie să fie sudate cu precizie, cu rezistență și durabilitate în sudură.

• Un proces de sudare este în sine un instrument care trebuie ales cu atenție, iar acest lucru este abordat în acest ghid al aparatelor de sudură.
• Alegerea corectă a aparatului de sudură este foarte importantă atunci când trebuie să se efectueze sudarea aluminiului.
• TIG (Tungsten Inert Gas) Welder (GTAW) - Cel mai bun pentru suduri de precizie și de înaltă calitate. Acesta permite un control mai bun al aportului de căldură și este bun pentru repararea aluminiului turnat.
• TIG (gaz inert de tungsten) - Potrivit pentru metalele interioare, dar mult mai lent decât MIG. Cel mai bun pentru secțiunile mai groase din aluminiu turnat.

1. Metale de adaos: Consolidarea sudurii

O sudură puternică, fără fisuri, depinde de o tijă de umplere bună.

• 4045 Aluminum Filler - Opțiune de uz general pentru reparații în aluminiu turnat.
• 5356 Aluminum Filler - Oferă o rezistență ridicată și rezistență la coroziune, ideal pentru aplicații marine.
• Aluminum Filler - 4047 are un conținut ridicat de siliciu pentru reducerea fisurilor, îmbunătățirea scurgerii

2. GAZ DE ÎNGHEȚARE 

După cum sugerează și numele, un gaz din fluxul de sudură care previne oxidarea și porozitatea. Acestea sunt de obicei gaze inerte alese pentru proprietățile lor dorite.

• Sudura este protejată de contaminarea atmosferică prin gaz de protecție.
• Argon 100% - pentru sudarea TIG și MIG, cea mai bună alegere pentru a obține un arc stabil și un strat de sudură curat.
• Amestec argon-heliu - heliul crește aportul de căldură și penetrarea și, prin urmare, este utilizat pentru a tăia secțiuni mai groase de aluminiu.

3. Unelte de curățare și pregătire

Sudarea nu poate fi reușită până când nu există o suprafață curată.

• Îndepărtează oxidarea fără a contamina suprafața, perie din oțel inoxidabil.
• Dacă trebuie să curățați uleiul, grăsimea sau murdăria înainte de sudare, acetona sau alcoolul vor funcționa bine.
• Șocul termic este prevenit, iar umiditatea și gazele blocate sunt eliminate.

Pregătirea aluminiului turnat pentru sudare

Defectele trebuie evitate, iar o sudură puternică trebuie obținută printr-o pregătire corespunzătoare.

Pasul 1: Curățarea suprafeței

Deoarece aluminiul reține murdăria, grăsimea, oxidarea și umiditatea, nu aveți de ales decât să curățați.

🔹 De ce este importantă curățarea?

• Previne porozitatea și contaminarea.
• Aceasta ajută la o fuziune mai bună între metalul de adaos și materialul de bază.
• Ajută la menținerea stabilă a arcului electric în timpul sudării.

🔹 Procesul de curățare:

• Aluminiul poate fi degresat cu acetonă sau alcool pentru a îndepărta uleiul și contaminanții.
• Îndepărtați ÎNTOTDEAUNA stratul de oxid cu o perie din oțel inoxidabil (dedicată numai pentru aluminiu).
• Este important să evitați atingerea suprafeței curățate cu mâinile goale pentru a preveni recontaminarea.

Pasul 2: Preîncălzirea aluminiului

Aceasta reduce tensiunile interne și îmbunătățește penetrarea sudurii.

🔹 De ce Preheat?

• Minimizează fisurile din aluminiu turnat poros.
• Aceasta asigură o distribuție mai bună a căldurii și o calitate mai bună a sudurii.
• Ajută la eliminarea gazelor și a umidității blocate.

🔹 Cum să preîncălziți aluminiul turnat:

• Rectificarea piesei la 300°F - 600°F (150°C - 315°C).
• Un termometru cu infraroșu poate fi utilizat pentru a monitoriza temperatura.
• De asemenea, aceasta poate fi slăbită prin supraîncălzire; evitați acest lucru.

Tehnici de sudare pentru aluminiu turnat 

Pentru a suda cu succes aluminiu turnat, trebuie să vă asigurați că folosiți tehnica corectă, mențineți un bun control al căldurii și folosiți parametrii de sudare corespunzători. Următoarele sunt cele mai bune metode de sudare pentru aluminiu turnat cu detalii privind cele mai bune practici ale acestora.

1. Sudarea TIG (cea mai bună pentru precizie și rezistență)

Metoda preferată pentru sudarea aluminiului turnat este sudarea TIG (Tungsten Inert Gas) sau sudarea GTAW (Gas Tungsten Arc Welding), deoarece are precizia de a produce suduri curate și puternice.

🔹 Sfaturi cheie pentru sudarea TIG

• Utilizați modul AC: Modul AC permite o străpungere mai eficientă a stratului de oxid de aluminiu și stabilitatea arcului.
• La 15° este cel mai bun unghi pentru torță: Acest lucru vă asigură că mențineți o penetrare uniformă și fără contaminare.
• Lungimea arcului scurt este importantă: Cu cât arcul este mai scurt, cu atât controlul căldurii este mai bun și mai puțin predispus la arsuri și porozitate.
• Alegeți tija de umplere potrivită: 4047 (conținut ridicat de siliciu) reduce fisurarea, iar 5356 oferă rezistență superioară și rezistență la coroziune.
• Pornire de înaltă frecvență, asigură o pornire lină a arcului fără contaminarea electrodului cu tungsten.

🔹 Cel mai bun pentru: Piese subțiri din aluminiu turnat, reparații de precizie, aplicații aerospațiale și marine.

2. Sudarea MIG (cea mai bună pentru viteză și eficiență)

O alternativă mai rapidă la sudarea TIG, cu excepția secțiunilor foarte groase de aluminiu, este sudarea cu gaz inert metalic (MIG), cunoscută și sub denumirea de sudare cu arc metalic cu gaz (GMAW). Cu toate acestea, controlul tensiunii și al vitezei firului în timpul sudării MIG este foarte important pentru a preveni defectele precum porozitatea sau arderea.

🔹 Sfaturi cheie pentru sudarea MIG:

• Utilizați o tehnică de împingere: Dacă vă trageți înapoi pentru a vă apropia, suprafața este complet contaminată și nu este la fel de curată.
• În modul de transfer prin pulverizare, stropirile semnificative sunt eliminate, iar arcul este foarte stabil, producând o sudură de înaltă calitate.
• Setările adecvate permit o fuziune bună fără supraîncălzire.
• Heliul va spori penetrarea și poate fi utilizat pentru secțiuni mai groase, sau utilizați Argon pur sau amestec Argon-Heliu.
• Preîncălzirea piesei de prelucrat ajută la reducerea șocului termic și reduce fisurarea.

🔹 Cel mai bun pentru: Piese mai groase din aluminiu turnat, reparații auto, aplicații industriale.

3. Metode alternative de sudare (atunci când apare un caz special)

Uneori, sudarea TIG sau MIG nu reprezintă cea mai bună abordare din cauza sensibilității la căldură, a complexității piesei sau a necesității de reparație. Pentru cazuri speciale, pot fi utilizate următoarele metode alternative.

• Brazarea este utilizarea unui metal de adaos la o temperatură mai scăzută care minimizează riscul de distorsionare sau slăbire a componentelor sensibile la căldură.
• Transferul de metal la rece (CMT) are un nivel scăzut de căldură și stresul termic este mai mic, fiind ideal pentru reparații delicate.
• Sudare cu laser - Poate furniza căldură locală precisă componentelor din aluminiu cu pereți subțiri.

🔹 Cel mai bun pentru: Aplicații cu căldură redusă, reparații minore și sudură de înaltă precizie.

Defectele sudării și cum să le remediați

Componentele din aluminiu turnat pun probleme chiar și sudorilor experimentați din cauza porozității, fisurării și dificultăților de fuziune. Aceste defecte și modalitățile de a le evita și de a le remedia sunt de o importanță vitală dacă se dorește să se obțină suduri fiabile, puternice și durabile.

1. Porozitate (buzunare de gaz în suduri)

Punctele de gaz prinse în sudură sunt considerate porozitate, ceea ce slăbește structura. Deoarece aluminiul turnat este în mod natural "poros", acesta este mai predispus la acest defect.

🔸 Cauze

• OR Contaminare cu murdărie, ulei, grăsime sau oxidare.
• Un debit scăzut de gaz de protecție sau o scurgere în sistem.
• Are o răcire rapidă, care reține gazul în sudură.

🔹 Soluții

• Asigurați-vă că suprafața aluminiului este curată înainte de sudare și ștergeți-o bine cu acetonă sau chiar alcool.
• Îndepărtați oxidarea folosind o perie din oțel inoxidabil (dedicată aluminiului).
• Mențineți debitul de gaz adecvat (15-25 CFH pentru argon pur).
• Reduceți expansiunea gazului prins și creșteți penetrarea prin preîncălzirea piesei.
• Reduceți problemele de porozitate prin utilizarea unui material de umplutură siliconic superior (de exemplu, 4047).

Sfat profesional:  Păstrați întotdeauna metalul de adaos uscat și lipsit de umiditate, deoarece prezența umidității în tijele de adaos poate introduce porozitate în sudură.

2. Fisurarea (suduri slabe și fragile)

Stresul termic ridicat sau selectarea unui material de umplutură greșit poate fi un motiv comun de fisurare. Aluminiul se contractă foarte mult pe măsură ce se răcește, acumulând tensiuni care duc la fisurare.

🔸 Cauze

• Provoacă fisuri de contracție sub stres termic ridicat.
• Folosirea metalului de umplutură greșit și, prin urmare, incompatibilitatea.
• Preîncălzirea este insuficientă, rezultând o răcire neuniformă și acumularea de tensiuni.

🔹 Soluții

• Încălziți piesa de prelucrat la 150°C - 315°C (300°F - 600°F) pentru a minimiza șocul termic.
• Utilizați o baghetă de umplere cu conținut ridicat de siliciu de 4047, care rezistă la fisurare.
• Asigurați-vă că sudura se răcește lent, astfel încât să nu existe fracturi de tensiune.
• Piesele turnate din aluminiu pentru piese mari pot fi sudate folosind o tehnică cu mai multe treceri pentru a distribui uniform căldura și a reduce tensiunile.

Sfat profesional:  Dacă apar fisuri după sudare, îndepărtați fisura cu ajutorul unui polizor, curățați zona și sudați-o din nou cu preîncălzirea corespunzătoare.

3. Lipsa de fuziune (legătură slabă între metal și cordonul de sudură)

Se spune că fuziunea este absentă atunci când nu s-a realizat fuziunea între cordonul de sudură și materialul de bază, formând o îmbinare mai slabă. Adesea, cauza acestui defect este aportul insuficient de căldură sau tehnicile necorespunzătoare de sudare.

🔸 Cauze

• Intrarea scăzută de încălzire restricționează topirea corespunzătoare.
• Viteză de deplasare rapidă și fără penetrare.
• Astfel se creează fuziunea incompletă cauzată de un unghi incorect al torței.

🔹 Soluții

• Creșteți setările de căldură pentru a pătrunde corect în metalul de bază.
• Viteza de deplasare trebuie încetinită pentru a permite nucleelor să fuzioneze mai profund.
• Mențineți un unghi constant al torței (10-15 grade) pentru o penetrare constantă.
• Pentru un amestec de gaz Heliu-Argon și aluminiu gros turnat, aportul de căldură va crește.

Sfat profesional: În cazul în care se constată o lipsă de fuziune, sudura defectă este șlefuită, suprafața este curățată, iar sudura este refăcută cu căldură mai mare și viteză de deplasare mai mică.

Tratament post-sudare și finisare

Odată ce operația de sudare a fost finalizată, rezistența, durabilitatea și rezistența la coroziune pot fi asigurate numai prin finisare adecvată și tratamente post-sudare.

Pasul 1: Tratamentul pentru reducerea stresului

• După ce sudura se răcește lent pentru a evita tensiunile reziduale și fisurarea.
• Dacă este necesar, tratamentul termic post-sudare trebuie utilizat pentru restabilirea rezistenței mecanice a componentelor critice.
• Nu stingeți sudura cu apă sau sablare cu aer, deoarece răcirea rapidă poate provoca noi fisuri.

Sfat profesional: Este recomandabil să acoperiți piesa sudată cu o pătură termică, astfel încât piesa să se poată răci treptat, iar riscul de fisuri de tensiune va fi redus.

Etapa 2: Șlefuire și lustruire

• În cazul în care materialul de sudură în exces și netezirea suprafeței, utilizați un disc flap sau un polizor de matrițe.
• Dacă aplicația este pentru un aspect cosmetic lustruit, atunci lustruiți aluminiul pe șmirghel fin (600 - 1200 Grit) sau pe roți de lustruit.
• Pentru finisare, amestecați sudura în metalul înconjurător, dacă este necesar.

 Sfat profesional: Nu utilizați un instrument de șlefuire din oțel carbon pe aluminiu, deoarece contaminarea poate cauza probleme de coroziune.

Pasul 3: Protecția împotriva coroziunii

Deși aluminiul este în mod natural rezistent la coroziune datorită stratului de oxid, se poate asigura o protecție suplimentară în cazul mediilor dificile pentru a crește durata de viață.

• Anodizare - Se referă la o procedură prin care se formează un strat protector de oxid pentru a crește rezistența la coroziune și pentru a îmbunătăți aspectul piesei.
• Acoperire cu pulbere - conferă piesei un finisaj durabil care protejează împotriva uzurii și deteriorării cauzate de mediu.
• Vopsea sau etanșanți - Oferă protecție rentabilă pentru piesele necritice.

Sfat profesional: Atunci când se utilizează vopsea, trebuie folosit grund de gravare, deoarece acesta va crește aderența și durabilitatea.

Aplicații practice de sudare a aluminiului turnat 

Sudarea aluminiului turnat este frecvent utilizată în multe industrii, cum ar fi reparațiile auto, producția aerospațială și multe altele.

1. Reparații auto 

• Capacitatea sudurii TIG de a localiza și repara blocuri motor, capete de cilindri și cutii de transmisie.
• Repararea jantelor din aliaj și a componentelor suspensiei crăpate.
• Consolidarea pieselor șasiului pentru înaltă performanță sau off-road.

Sfat profesional:  Componentele din aluminiu sudat se regăsesc pe multe vehicule de curse de înaltă performanță pentru a menține greutatea scăzută, dar și rezistența.

2. Aerospațial și aviație 

• Repararea componentelor fuselajului aeronavei și a pieselor de motor.
• Sudarea structurilor din aluminiu ale trenului de aterizare și ale fuselajului pentru a reduce greutatea, menținând în același timp rezistența.
• Fabricarea de piese aerospațiale personalizate, cum ar fi rezervoare de combustibil, structuri ale aripilor și recipiente sub presiune.

Sfat profesional: A356 și 7075 sunt aliaje de aluminiu de calitate aerospațială care se sudează numai dacă tehnicile speciale și controlul riguros al căldurii pot menține integritatea sudurii.

3. Industria maritimă 

• Barca de aluminiu, elice, și reparații carcasă motor marin.
• Sudarea aluminiului de calitate marină pentru rezistență la apa sărată.
• Repararea structurilor offshore și a componentelor de construcții navale supuse în mod normal la medii dure.

Sfat profesional: Pentru toate aplicațiile marine, materialul de umplutură trebuie să fie întotdeauna de tip rezistent la apă sărată, cum ar fi 5 356.

4. Industrie și construcții 

• Repararea pieselor de mașini grele și a echipamentelor din fabrică.
• Ranforsarea schelelor din aluminiu, a conductelor și a grinzilor de susținere.
• Fabricarea de structuri personalizate din aluminiu pentru producție și construcții.

Sfat profesional:  Preîncălzirea structurilor mari din aluminiu turnat pentru sudare pentru a preveni crăparea și deformarea se face în general în medii industriale.

Concluzie

Sudarea aluminiului turnat este un proces calificat care necesită o combinație perfectă de pregătire, echipamente și cunoștințe de sudură de primă clasă pentru a îndeplini bine sarcina. Respectarea corectă a metodelor de curățare, preîncălzire și sudare vă va asigura suduri puternice și fiabile. Cu toate acestea, nu trebuie să fiți implicat în industria aerospațială, marină sau auto sau în aplicații industriale pentru a beneficia de sudarea aluminiului turnat pentru reparații sau fabricare. Cu timp și practică, răbdare și atenție la detalii, aluminiul turnat va fi ceva ce veți suda cu puține probleme, cu defecte minime și rezultate de calitate profesională. Cu tehnica dumneavoastră, trebuie investit timp pentru a crea suduri care să dureze toată durata de viață a unei piese, în aplicații de înaltă rezistență.

Întrebări frecvente despre sudarea aluminiului turnat

1. Ce factori sunt considerați mai dificili în sudarea aluminiului turnat?

Porozitatea, oxidarea și conductivitatea termică ridicată a aluminiului turnat cresc fisurarea, porozitatea și sudurile slabe. Stratul de oxid de pe acesta fuzionează la temperaturi mult mai mari decât cele la care se topește aluminiul în sine și, ca atare, este dificil de fuzionat.

2. Care este cel mai bun tip de sudare a aluminiului turnat?

Sudurile precise și curate sunt posibile folosind TIG, în timp ce MIG este bun pentru materialele mai groase. Sudurile puternice necesită preîncălzire, materialul de umplutură corect și gaz de protecție.

3. Care sunt modalitățile de a evita porozitatea și fisurarea?

Reduceți stresul termic prin curățarea temeinică a suprafeței, utilizarea de gaz argon pur și preîncălzirea la 300F - 600F. Utilizarea unui metal de umplutură cu conținut ridicat de siliciu (4047) poate contribui la rezistența la apariția fisurilor.