Aluminium is een lichtgewicht, corrosiebestendig, en veelzijdig metaal dat veel wordt gebruikt in verschillende industrieën, zoals automobiel, ruimtevaart, bouw, en productie. Echter, Het lassen van aluminium kan een uitdaging zijn vanwege de unieke eigenschappen, zoals een hoge thermische geleidbaarheid, laag smeltpunt, en oxidevorming. In deze blog, we zullen wat basisinformatie geven over aluminiumlassen, inclusief de gebruikelijke methoden, selectie van vulmetaal, voorbereiding, en toepassingen.
Aluminiumlegering en temperaanduidingen
Voordat we in de lastechnieken duiken, het is belangrijk om de verschillende soorten aluminiumlegeringen en hun benamingen te begrijpen. Aluminiumlegeringen worden in twee groepen ingedeeld: gesmeed en gegoten. Gesmeede legeringen worden gevormd door mechanische processen, zoals rollen, extruderen, of smeden, terwijl gegoten legeringen worden gevormd door gesmolten metaal in mallen te gieten.
Gesmeed legeringen zijn verder onderverdeeld in acht series, gebaseerd op hun belangrijkste legeringselementen. De meest voorkomende series zijn de 1xxx, 3xxx, 5xxx, en 6xxx-serie, die aluminium bevatten, mangaan, magnesium, en magnesium-silicium, respectievelijk. Elke serie heeft verschillende kenmerken en toepassingen, afhankelijk van de legeringssamenstelling en warmtebehandeling. Bijvoorbeeld, de 1xxx-serie heeft een hoge elektrische en thermische geleidbaarheid, maar lage sterkte, terwijl de 6xxx-serie een matige sterkte en goede vervormbaarheid heeft, maar lagere corrosieweerstand.
De temperaanduiding geeft de mechanische eigenschappen en de toestand van de legering aan, zoals of het is uitgegloeid, koud bewerkt, of warmtebehandeld. De temperaanduiding bestaat uit een letter gevolgd door een of meer cijfers. De meest voorkomende humeuren zijn O (gegloeid), H (spanningsgehard), T (thermisch behandeld), en F (zoals gefabriceerd). Bijvoorbeeld, 6061-T6 is een smeedlegering uit de 6xxx-serie die een oplossingswarmtebehandeling heeft ondergaan en kunstmatig is verouderd om een hoog sterkteniveau te bereiken.
Gietlegeringen worden aangeduid met een viercijferig nummer, gevolgd door een decimaalteken en een temperatuuraanduiding. Het eerste cijfer geeft het belangrijkste legeringselement aan, het tweede cijfer geeft de legeringsmodificatie aan, en de laatste twee cijfers identificeren de specifieke legering. Bijvoorbeeld, 356.0 is een gegoten legering die voornamelijk aluminium bevat, silicium, en magnesium, en heeft een as-cast humeur.
Selectie van vulmetaal
De keuze van het vulmetaal voor het lassen van aluminium is afhankelijk van de samenstelling van het basismetaal, de gewenste laseigenschappen, en het lasproces. Het vulmetaal moet een vergelijkbaar smelttraject en chemische compatibiliteit hebben met het basismetaal, evenals voldoende sterkte, ductiliteit, en corrosiebestendigheid. Het vulmetaal moet ook de vorming van defecten minimaliseren, zoals porositeit, kraken, en gebrek aan fusie.
De meest voorkomende vulmetalen voor het lassen van aluminium zijn de 4xxx- en 5xxx-serie, die silicium en magnesium bevatten, respectievelijk. Silicium wordt toegevoegd om het smeltpunt te verlagen en de vloeibaarheid van het vulmetaal te verbeteren, terwijl magnesium wordt toegevoegd om de sterkte en corrosieweerstand van de las te vergroten. De 4xxx-serie is geschikt voor het lassen van gietlegeringen, terwijl de 5xxx-serie geschikt is voor het lassen van smeedlegeringen.
De keuze van het toevoegmetaal is ook afhankelijk van het lasproces, omdat verschillende processen verschillende eisen stellen aan de vorm van het vulmetaal, maat, en voerbaarheid. Bijvoorbeeld, gaswolfraambooglassen (GTAW) maakt gebruik van een vulstaaf die handmatig in het smeltbad wordt gevoerd, terwijl gasmetaalbooglassen (GMAW) maakt gebruik van een toevoegdraad die continu wordt aangevoerd door een draadaanvoerunit. De vulstaaf of draad moet een diameter hebben die overeenkomt met de dikte van het basismetaal en het huidige niveau.
De volgende tabel toont een algemene richtlijn voor het selecteren van het toevoegmetaal voor het lassen van aluminium, gebaseerd op de basismetaallegering en het lasproces. Echter, Deze tabel is niet uitputtend en dekt niet alle mogelijke combinaties en voorwaarden. Daarom, het is raadzaam om de fabrikant van het toevoegmetaal of de lasvoorschriften te raadplegen voor specifieke aanbevelingen.
Tafel
Basismetaallegering | GTAW-vulstaaf | GMAW-vuldraad |
1xxx | 1100 of 4043 | 1100 of 4043 |
2xxx | 2319 of 4043 | 2319 of 4043 |
3xxx | 4043 of 5356 | 4043 of 5356 |
4xxx | 4043 of 4145 | 4043 of 4145 |
5xxx | 5356 of 5183 | 5356 of 5183 |
6xxx | 4043 of 5356 | 4043 of 5356 |
7xxx | 4043 of 5356 | 4043 of 5356 |
Gegoten legeringen | 4043 of 4047 | 4043 of 4047 |
Voorbereiding voor het lassen
Om een las van hoge kwaliteit te verkrijgen, Het is essentieel om het basismetaal en het vulmetaal goed voor te bereiden voordat u gaat lassen. Tot de voorbereidingsstappen behoort ook het schoonmaken, snijden, gezamenlijk ontwerp, en voorverwarmen.
Schoonmaak
Het reinigen van het basismetaal en het vulmetaal is noodzakelijk om eventuele verontreinigingen te verwijderen die de laskwaliteit kunnen beïnvloeden, zoals vuil, olie, vet, oxyde, of vocht. Verontreinigingen kunnen defecten veroorzaken, zoals porositeit, gebrek aan fusie, of barsten, evenals het verminderen van de sterkte en corrosieweerstand van de las.
De reinigingsmethoden zijn afhankelijk van het type en de mate van vervuiling, evenals het lasproces. Enkele van de gebruikelijke reinigingsmethoden zijn::
- Mechanische reiniging: Bij deze methode wordt gebruik gemaakt van een roestvrijstalen draadborstel, een schuurschijf, of een slijpschijf om de oxidelaag aan het oppervlak en eventuele losse deeltjes te verwijderen. Mechanische reiniging dient te gebeuren in de richting van de las en alleen op het te lassen gebied. Het reinigingsgereedschap mag alleen voor aluminium worden gebruikt en niet voor andere metalen, om kruisbesmetting te voorkomen.
- Chemische reiniging: Bij deze methode wordt een oplosmiddel gebruikt, een zuur, of een alkalische oplossing om de oxidelaag en eventuele organische resten op te lossen of los te maken. Chemische reiniging moet worden uitgevoerd met de juiste veiligheidsmaatregelen en gevolgd door spoelen en drogen. De reinigingsoplossing moet compatibel zijn met de aluminiumlegering en het vulmetaal, en mag geen schadelijke resten achterlaten.
- Ontvetten: Bij deze methode wordt een ontvetter gebruikt, zoals aceton, alcohol, of trichloorethyleen, om eventuele olie of vet van het oppervlak te verwijderen. Ontvetten dient te gebeuren met een schone doek of een spray, en gevolgd door afvegen of aan de lucht drogen. De ontvetter mag geen gechloreerde koolwaterstoffen bevatten, omdat ze waterstofverbrossing en barsten kunnen veroorzaken.
Het reinigen moet zo dicht mogelijk bij de lastijd plaatsvinden, omdat aluminium de neiging heeft snel een dunne oxidelaag te vormen bij blootstelling aan lucht. De oxidelaag heeft een hoger smeltpunt dan het basismetaal en kan de laspenetratie en -fusie verstoren. Daarom, het wordt aanbevolen om binnen enkele uren na het reinigen te lassen, of om een beschermgas of een vloeimiddel te gebruiken om het lasgebied tegen oxidatie te beschermen.
Snijden
Het snijden van het basismetaal is noodzakelijk om de gewenste vorm en grootte van het werkstuk te creëren, en om de verbindingsranden lasklaar te maken. De snijmethode moet een gladde afwerking opleveren, schoon, en vierkante rand, zonder overmatige vervorming, bramen, of slak.
Enkele van de gebruikelijke snijmethoden voor aluminium zijn::
- Scheren: Bij deze methode wordt een schaarmachine gebruikt om het metaal met een mes of een pons door te snijden. Knippen is geschikt voor dunne platen en eenvoudige vormen, maar het kan vervorming en verharding van de randen veroorzaken.
- Zagen: Bij deze methode wordt een cirkelzaag gebruikt, een lintzaag, of een ijzerzaag om het metaal met een getand mes te snijden. Zagen is geschikt voor dikke platen en complexe vormen, maar het kan lawaai veroorzaken, stof, en hitte.
- Plasmasnijden: Bij deze methode wordt een plasmatoorts gebruikt om het metaal te snijden met een straal geïoniseerd gas. Plasmasnijden is geschikt voor elke dikte en vorm, maar het kan schuim veroorzaken, slak, en door hitte beïnvloede zone.
- Lasersnijden: Deze methode omvat het gebruik van een laserstraal om het metaal te snijden met een gerichte lichtstraal. Lasersnijden is geschikt voor elke dikte en vorm, maar het kan een door hitte beïnvloede zone en hoge kosten veroorzaken.
De snijmethode moet worden gekozen op basis van de materiaaldikte, de gewenste nauwkeurigheid, de beschikbare apparatuur, en de kosten. De snijsnelheid en de voedingssnelheid moeten worden aangepast volgens de aanbevelingen van de fabrikant, om oververhitting te voorkomen, kromtrekken, of barsten. De snijkant moet worden geïnspecteerd op eventuele gebreken of onregelmatigheden, en eventueel schoongemaakt.
Gezamenlijk ontwerp
Voegontwerp is het proces van het selecteren en rangschikken van het voegtype, de gewrichtsgeometrie, de gezamenlijke inrichting, en de gezamenlijke opening voor lassen. Het verbindingsontwerp moet voldoende sterkte bieden, uitlijning, en toegankelijkheid voor lassen, en minimaliseer de vervorming, spanning, en kraken.
Het verbindingstype is de configuratie van de verbinding, zoals kont, hoek, ronde, tee, of rand. Het voegtype moet worden gekozen op basis van de materiaaldikte, de lastrichting, de laspositie, en het lasproces. Bijvoorbeeld, een stootvoeg is geschikt voor het verbinden van twee platen van dezelfde dikte, terwijl een overlapverbinding geschikt is voor het verbinden van twee platen met verschillende diktes.
De voeggeometrie is de vorm en hoek van de voegranden, zoals vierkant, schuine kant, V, U, J, of dubbel-V. De voeggeometrie moet worden gekozen op basis van de materiaaldikte, de laspenetratie, en het lassen
proces. Bijvoorbeeld, een vierkante rand is geschikt voor dunne platen, terwijl een schuine rand geschikt is voor dikke platen.
De voegaanpassing is het uitlijnen en positioneren van de voegranden, zoals doorspoelen, gecompenseerd, of mismatch. De voegaanpassing moet worden gekozen op basis van de materiaaldikte, de lasgrootte, en het lasproces. Bijvoorbeeld, een vlakke montage is geschikt voor dunne platen, terwijl een offset-fit-up geschikt is voor dikke platen.
De voegspleet is de afstand tussen de voegranden, wat de laspenetratie en -fusie beïnvloedt. De voegspleet moet worden gekozen op basis van de materiaaldikte, het vulmetaal, en het lasproces. Bijvoorbeeld, een kleine opening is geschikt voor dunne platen, terwijl een grote opening geschikt is voor dikke platen.
De volgende tabel toont een algemene richtlijn voor het selecteren van het verbindingsontwerp voor het lassen van aluminium, op basis van de materiaaldikte en het lasproces. Echter, Deze tabel is niet uitputtend en dekt niet alle mogelijke combinaties en voorwaarden. Daarom, het is raadzaam om de lasvoorschriften of de lasingenieur te raadplegen voor specifieke aanbevelingen.
Tafel
Materiaal dikte | Gezamenlijk type | Gezamenlijke geometrie | Gezamenlijke Fit-up | Gezamenlijke kloof | Lasproces |
Minder dan 3 mm | Kont | Vierkant | Spoelen | 0.5 mm | GTAW of GMAW |
3 naar 6 mm | Kont | V of U | Spoelen | 1 naar 2 mm | GTAW of GMAW |
6 naar 12 mm | Kont | V of U | Offset | 2 naar 4 mm | GTAW of GMAW |
Meer dan 12 mm | Kont | Dubbel-V of J | Offset | 4 naar 6 mm | GTAW of GMAW |
Elke dikte | Ronde | Vierkant | Spoelen | 0 naar 1 mm | GTAW of GMAW |
Elke dikte | T-stuk | Vierkant | Spoelen | 0 naar 1 mm | GTAW of GMAW |
Elke dikte | Hoek | Vierkant | Spoelen | 0 naar 1 mm | GTAW of GMAW |
Elke dikte | Rand | Vierkant | Spoelen | 0 naar 1 mm | GTAW of GMAW |
Voorverwarmen
Het voorverwarmen van het basismetaal is het proces waarbij warmte op het metaal wordt toegepast vóór het lassen, om de temperatuur tot een bepaald bereik te verhogen. Voorverwarmen is bij sommige aluminiumlegeringen noodzakelijk, vooral de warmtebehandelbare legeringen, zoals de 2xxx, 6xxx, en 7xxx-serie, om scheuren en vervorming te voorkomen.
Voorverwarmen kan de volgende voordelen bieden bij het lassen van aluminium:
- Verminder de thermische gradiënt en de thermische schok, wat scheuren en vervorming kan veroorzaken.
- Vergroot de oplosbaarheid en de diffusie van waterstof, wat porositeit kan veroorzaken.
- Verminder de hardheid en sterkte van het basismetaal, wat de lasbaarheid en de ductiliteit kan verbeteren.
- Verminder de krimp en de restspanning, wat vervorming en barsten kan veroorzaken.
De voorverwarmingstemperatuur en -tijd zijn afhankelijk van de basismetaallegering, de materiaaldikte, het gezamenlijke ontwerp, en het lasproces. De voorverwarmingstemperatuur moet hoog genoeg zijn om de gewenste effecten te bereiken, maar laag genoeg om oververhitting te voorkomen, smeltend, of het metaal verbranden. De voorverwarmtijd moet lang genoeg zijn om een uniforme temperatuurverdeling te garanderen, maar kort genoeg om oxidatie te voorkomen, degradatie, of veroudering van het metaal.
De volgende tabel toont een algemene richtlijn voor het selecteren van de voorverwarmingstemperatuur en -tijd voor het lassen van aluminium, gebaseerd op de basismetaallegering en de materiaaldikte. Echter, Deze tabel is niet uitputtend en dekt niet alle mogelijke combinaties en voorwaarden. Daarom, het is raadzaam om de lasvoorschriften of de lasingenieur te raadplegen voor specifieke aanbevelingen.
Basismetaallegering | Materiaal dikte | Voorverwarmtemperatuur | Voorverwarmtijd |
1xxx | Elke dikte | Geen | Geen |
3xxx | Elke dikte | Geen | Geen |
4xxx | Elke dikte | Geen | Geen |
5xxx | Minder dan 6 mm | Geen | Geen |
5xxx | 6 naar 12 mm | 100 naar 150 °C | 10 naar 15 min |
5xxx | Meer dan 12 mm | 150 naar 200 °C | 15 naar 20 min |
6xxx | Minder dan 6 mm | Geen | Geen |
6xxx | 6 naar 12 mm | 100 naar 150 °C | 10 naar 15 min |
6xxx | Meer dan 12 mm | 150 naar 200 °C | 15 naar 20 min |
7xxx | Minder dan 6 mm | Geen | Geen |
7xxx | 6 naar 12 mm | 100 naar 150 °C | 10 naar 15 min |
De voorverwarmmethode kan worden uitgevoerd met behulp van een gastoorts, een elektrische kachel, een inductiespoel, of een oven. De voorverwarmingsmethode moet worden geselecteerd op basis van de materiaalgrootte, de gezamenlijke locatie, en de beschikbare apparatuur. De voorverwarmingsmethode moet een uniforme en gecontroleerde verwarming garanderen, zonder oververhitting, smeltend, of het metaal verbranden.
De voorverwarmingstemperatuur en -tijd moeten worden gecontroleerd en geverifieerd met behulp van een thermometer, een pyrometer, een thermokoppel, of een temperatuurindicatiekrijt. De voorverwarmingstemperatuur en -tijd moeten worden gehandhaafd totdat het lassen is voltooid, om thermische schommelingen en scheuren te voorkomen.
Lasprocessen
Er zijn verschillende lasprocessen die gebruikt kunnen worden voor het lassen van aluminium, zoals gaswolfraambooglassen (GTAW), gasmetaalbooglassen (GMAW), booglassen met gevulde draad (FCAW), plasmabooglassen (POOT), en laserstraallassen (LBW). Elk lasproces heeft zijn eigen voor- en nadelen, afhankelijk van de materiaaldikte, het gezamenlijke ontwerp, de laspositie, en de laskwaliteit.
De volgende tabel toont een algemene vergelijking van de lasprocessen voor het lassen van aluminium, op basis van de materiaaldikte, de lassnelheid, het lasuiterlijk, de laspenetratie, en de lasfouten. Echter, Deze tabel is niet uitputtend en dekt niet alle mogelijke combinaties en voorwaarden. Daarom, het is raadzaam om de lasvoorschriften of de lasingenieur te raadplegen voor specifieke aanbevelingen.
Tafel
Lasproces | Materiaal dikte | Lassnelheid | Las uiterlijk | Laspenetratie | Lasdefecten |
GTAW | Elke dikte | Langzaam | Uitstekend | Goed | Porositeit, kraken |
GMAW | Elke dikte | Snel | Goed | Goed | Porositeit, spatten, gebrek aan fusie |
FCAW | Meer dan 3 mm | Snel | Eerlijk | Eerlijk | Porositeit, slak, gebrek aan fusie |
POOT | Meer dan 3 mm | Snel | Uitstekend | Uitstekend | Porositeit, kraken |
LBW | Minder dan 6 mm | Zeer snel | Uitstekend | Uitstekend | Kraken, vervorming |
Gaswolfraambooglassen (GTAW)
Gaswolfraambooglassen (GTAW), ook bekend als inert wolfraamgas (TIG) lassen, is een lasproces waarbij een niet-afsmeltende wolfraamelektrode wordt gebruikt om een boog te creëren tussen de elektrode en het werkstuk, en een vulstaaf om metaal aan het lasbad toe te voegen. De boog en het smeltbad worden beschermd door een beschermgas, zoals argon of helium, om oxidatie en vervuiling te voorkomen.
GTAW is geschikt voor het lassen van dunne tot dikke aluminium platen, omdat het een uitstekend lasuiterlijk biedt, goede laspenetratie, en lage lasfouten. GTAW maakt ook een nauwkeurige controle over de warmte-inbreng mogelijk, de booglengte, en de toevoeging van vulmetaal, wat de laskwaliteit kan verbeteren en de vervorming kan verminderen. Echter, GTAW is een langzaam en complex lasproces, waarvoor een hoge mate van vaardigheid en ervaring vereist is, evenals speciale uitrusting en accessoires.
Hieronder volgen enkele van de belangrijkste factoren die de GTAW-prestaties en -kwaliteit bij het lassen van aluminium beïnvloeden:
- Elektrode selectie: De elektrode moet gemaakt zijn van zuiver wolfraam of wolfraam gelegeerd met thorium, cerium, of lanthaan, om de boogstabiliteit en de levensduur van de elektrode te verbeteren. De elektrode moet een diameter hebben die past bij het huidige niveau en de materiaaldikte, en een puntvorm die past bij de boogkarakteristieken en de laspenetratie. Bijvoorbeeld, een spitse punt is geschikt voor lage stroom en diepe penetratie, terwijl een bolvormige punt geschikt is voor hoge stroming en ondiepe penetratie.
- Polariteit van de elektrode: De polariteit van de elektrode moet wisselstroom zijn (AC), om een evenwicht te bereiken tussen de reinigende en penetrerende effecten. Het reinigende effect is het verwijderen van de oxidelaag van het basismetaal door de positieve elektrode (EP) cyclus, terwijl het penetratie-effect het smelten van het basismetaal door de negatieve elektrode is (IN) cyclus. De balans tussen de reinigings- en de penetratie-effecten kan worden aangepast door de AC-frequentie te wijzigen, het AC-saldo, en de golfvorm. Bijvoorbeeld, een hogere frequentie, een lager saldo, en een vierkante golfvorm kan het penetratie-effect vergroten, terwijl een lagere frequentie, een hoger saldo, en een sinusgolfvorm kan het reinigende effect vergroten.
- Selectie van beschermgas: Het beschermgas moet zuiver argon zijn of argon gemengd met helium, om de boog en het smeltbad te beschermen tegen oxidatie en vervuiling. Het beschermgas moet een stroomsnelheid hebben die past bij de spuitmondgrootte en het huidige niveau, en een druk die past bij de omgevingsomstandigheden en de laspositie. Bijvoorbeeld, een hoger debiet en een hogere druk zijn geschikt voor lassen met wind of boven het hoofd, terwijl een lager debiet en een lagere druk geschikt zijn voor rustig of vlak lassen.
- Selectie van vulmetaal: Het vulmetaal moet compatibel zijn met het basismetaal, zoals besproken in de vorige sectie. Het vulmetaal moet een diameter hebben die past bij de materiaaldikte en het huidige niveau, en een lengte die past bij de verbindingslengte en de laspositie. Het vulmetaal moet schoon en droog zijn, en opgeslagen in een afgesloten container om besmetting en vochtopname te voorkomen. Het vulmetaal moet handmatig onder een geschikte hoek en snelheid in het smeltbad worden ingevoerd, om oververhitting te voorkomen, smeltend, of bevriezen.
- Lastechniek: De lastechniek moet een gladde en consistente lasrups opleveren, met voldoende fusie, penetratie, en versteviging. De lastechniek moet ook de warmte-inbreng minimaliseren, de vervorming, en de gebreken. De lastechniek is afhankelijk van de materiaaldikte, het gezamenlijke ontwerp, de laspositie, en de vaardigheid en voorkeur van de lasser. Enkele van de gebruikelijke lastechnieken zijn::
- Forehand-techniek: Bij deze techniek worden de toorts en de vulstaaf in dezelfde richting bewogen, van links naar rechts of van rechts naar links, afhankelijk van de handigheid van de lasser. De toorts en de vulstaaf moeten een hoek vormen van 10 naar 20 graden met het werkstuk, en de booglengte zou moeten zijn 1 naar 2 mm. De toorts en de vulstaaf moeten in een rechte of licht oscillerende beweging bewegen, om een uniforme en smalle lasrups te creëren. De forehandtechniek is geschikt voor dunne tot medium platen, omdat het een hoge lassnelheid biedt, goed lasuiterlijk, en lage warmte-inbreng.
- Backhand-techniek: Bij deze techniek worden de toorts en de vulstaaf in de tegenovergestelde richting bewogen, van rechts naar links of van links naar rechts, afhankelijk van de handigheid van de lasser. De toorts en de vulstaaf moeten een hoek vormen van 20 naar 30 graden met het werkstuk, en de booglengte zou moeten zijn 2 naar 3 mm. De toorts en de vulstaaf moeten in een cirkelvormige of driehoekige beweging bewegen, om een brede en diepe lasnaad te creëren. De backhandtechniek is geschikt voor medium tot dikke platen, omdat het een lage lassnelheid biedt, goede laspenetratie, en hoge warmte-inbreng.
Gasmetaalbooglassen (GMAW)
Gasmetaalbooglassen (GMAW), ook bekend als metaalinert gas (MIJ) lassen, is een lasproces waarbij gebruik wordt gemaakt van een afsmeltende draadelektrode om een boog te creëren tussen de elektrode en het werkstuk, en om metaal aan het lasbad toe te voegen. De boog en het smeltbad worden beschermd door een beschermgas, zoals argon of argon gemengd met zuurstof, koolstofdioxide, of helium, om oxidatie en vervuiling te voorkomen.
GMAW is geschikt voor het lassen van dunne tot dikke aluminium platen, omdat het een hoge lassnelheid biedt, goede laspenetratie, en lage lasfouten. GMAW maakt ook automatische of semi-automatische controle over de draadaanvoer mogelijk, het huidige niveau, en de booglengte, wat de laskwaliteit kan verbeteren en de vermoeidheid van de operator kan verminderen. Echter, GMAW is een complex en gevoelig lasproces, waarvoor speciale apparatuur en accessoires nodig zijn, evenals zorgvuldige afstelling en onderhoud.
Hieronder volgen enkele van de belangrijkste factoren die de GMAW-prestaties en -kwaliteit bij het lassen van aluminium beïnvloeden:
- Selectie van draadelektroden: De draadelektrode moet compatibel zijn met het basismetaal, zoals besproken in de vorige sectie. De draadelektrode moet een diameter hebben die past bij de materiaaldikte en het stroomniveau, en een lengte die past bij de verbindingslengte en de laspositie. De draadelektrode moet schoon en droog zijn, en opgeslagen in een afgesloten container om besmetting en vochtopname te voorkomen. De draadelektrode moet continu worden gevoed door een draadaanvoerapparaat met een geschikte snelheid en spanning, om verstrengeling te voorkomen, jammen, of breken.
- Polariteit van de draad: De draadpolariteit moet gelijkstroomelektrode positief zijn (DCEP), om een stabiele boog en een goede laspenetratie te bereiken. De draadpolariteit moet overeenkomen met de stroombron en de draadaanvoerunit, om omgekeerde polariteit te voorkomen, wat booginstabiliteit kan veroorzaken, spatten, en gebrek aan fusie.
- Selectie van beschermgas: Het beschermgas moet zuiver argon zijn of argon gemengd met zuurstof, koolstofdioxide, of helium,om de boog en het smeltbad te beschermen tegen oxidatie en vervuiling. Het beschermgas moet een stroomsnelheid hebben die past bij de spuitmondgrootte en het huidige niveau, en een druk die past bij de omgevingsomstandigheden en de laspositie. Het beschermgas moet bovendien een samenstelling hebben die past bij de draadelektrode en de laseigenschappen. Bijvoorbeeld, argon is geschikt voor de meeste draadelektroden, omdat het een stabiele boog en een goed lasuiterlijk biedt, terwijl argon gemengd met zuurstof of kooldioxide de boogstabiliteit en de laspenetratie voor sommige draadelektroden kan verbeteren, maar kan meer spatten en porositeit veroorzaken, terwijl argon gemengd met helium de warmte-inbreng en de laspenetratie voor sommige draadelektroden kan verhogen, maar kan meer booginstabiliteit en vervorming veroorzaken.
- Lastechniek: De lastechniek moet een gladde en consistente lasrups opleveren, met voldoende fusie, penetratie, en versteviging. De lastechniek moet ook de warmte-inbreng minimaliseren, de vervorming, en de gebreken. De lastechniek is afhankelijk van de materiaaldikte, het gezamenlijke ontwerp, de laspositie, en de vaardigheid en voorkeur van de lasser. Enkele van de gebruikelijke lastechnieken zijn::
- Kortsluiting overdracht: Bij deze techniek wordt gebruik gemaakt van een lage spanning en een hoge draadaanvoersnelheid, om een reeks kortsluitingen te creëren tussen de draadelektrode en het werkstuk, die de draadelektrode smelten en overbrengen naar het lasbad. De kortsluitoverdracht is geschikt voor dunne platen, omdat het een lage warmte-inbreng biedt, weinig spatten, en lage vervorming, maar het kan een lage laspenetratie en gebrek aan smelting veroorzaken.
- Bolvormige overdracht: Bij deze techniek wordt gebruik gemaakt van een middenspanning en een gemiddelde draadaanvoersnelheid, om grote druppels gesmolten metaal te creëren aan de punt van de draadelektrode, die loskomen en door de zwaartekracht in het smeltbad vallen. De bolvormige transfer is geschikt voor middeldikke tot dikke platen, omdat het een hoge warmte-inbreng biedt, hoge laspenetratie, en een hoge depositiesnelheid, maar het kan veel spatten veroorzaken, hoge vervorming, en porositeit.
- Spray-overdracht: Bij deze techniek wordt gebruik gemaakt van een hoge spanning en een hoge draadaanvoersnelheid, om kleine druppeltjes gesmolten metaal te creëren aan de punt van de draadelektrode, die door de boogkracht in het smeltbad worden voortgestuwd. De spraytransfer is geschikt voor dikke platen, omdat het een hoge warmte-inbreng biedt, hoge laspenetratie, en een hoge depositiesnelheid, maar het kan veel spatten veroorzaken, hoge vervorming, en porositeit.
- Gepulseerde sprayoverdracht: Deze techniek omvat het gebruik van een gepulseerde stroom, die wisselt tussen een hoge piekstroom en een lage achtergrondstroom, om een sproeioverdracht te creëren tijdens de piekstroom en een kortsluitoverdracht tijdens de achtergrondstroom. De pulserende spuitoverdracht is geschikt voor elke dikte, omdat het zorgt voor een balans tussen de warmte-inbreng, de laspenetratie, en het lasuiterlijk, en het kan ook de spatten verminderen, de vervorming, en de porositeit.
Toepassingen van aluminiumlassen
Aluminiumlassen kent een breed scala aan toepassingen in diverse industrieën, zoals automobiel, ruimtevaart, bouw, en productie. Aluminiumlassen kan voor deze industrieën de volgende voordelen bieden:
-
-
- Lichtgewicht: Aluminium is een lichtgewicht metaal, waardoor het gewicht en het brandstofverbruik van de voertuigen kunnen worden verminderd, vliegtuigen, en structuren, evenals het verbeteren van de prestaties en de efficiëntie.
- Corrosiebestendig: Aluminium is een corrosiebestendig metaal, die bestand is tegen de blootstelling aan het weer, de chemicaliën, en het zoute water, en verlengen de levensduur en duurzaamheid van de voertuigen, vliegtuigen, en structuren.
- Veelzijdig: Aluminium is een veelzijdig metaal, die in verschillende vormen en maten kan worden gevormd, evenals gecombineerd met verschillende methoden, zoals lassen, solderen, solderen, of lijmverbinding, om complexe en op maat gemaakte ontwerpen en producten te creëren.
-
Enkele voorbeelden van de toepassingen van aluminiumlassen zijn::
-
-
- Automobiel: Aluminiumlassen wordt gebruikt om de aluminium onderdelen van de voertuigen met elkaar te verbinden, zoals de motor, de transmissie, het onderstel, het lichaam, en de wielen, om het gewicht en de uitstoot te verminderen, evenals het verbeteren van de prestaties en de veiligheid.
- Lucht- en ruimtevaart: Aluminiumlassen wordt gebruikt om de aluminium onderdelen van het vliegtuig met elkaar te verbinden, zoals de romp, de vleugels, de staart, en het landingsgestel, om het gewicht en het brandstofverbruik te verminderen, evenals het verbeteren van de prestaties en de betrouwbaarheid.
- Bouw: Aluminiumlassen wordt gebruikt om de aluminium componenten van de constructies met elkaar te verbinden, zoals de bruggen, de gebouwen, de torens, en de pijpleidingen, om het gewicht en het onderhoud te verminderen, evenals het verbeteren van de sterkte en de stabiliteit.
- Productie: Aluminiumlassen wordt gebruikt om de aluminium componenten van de producten met elkaar te verbinden, zoals het meubilair, de apparaten, de gereedschappen, en de uitrusting, om de kosten en het afval te verminderen, evenals het verbeteren van de kwaliteit en de functionaliteit.
-
Conclusie
Aluminiumlassen is een uitdagende maar lonende vaardigheid die sterke en duurzame verbindingen voor verschillende toepassingen kan creëren. Aluminiumlassen vereist een goed begrip van de aluminiumlegeringen en hun benamingen, de keuze van het vulmetaal, de voorbereiding voor het lassen, en de lasprocessen. Aluminiumlassen vereist ook de juiste uitrusting en accessoires, evenals een zorgvuldige afstelling en onderhoud. Aluminiumlassen kan een lichtgewicht opleveren, corrosiebestendig, en veelzijdige oplossing voor diverse industrieën, zoals automobiel, ruimtevaart, bouw, en productie.