La soldadura por arco eléctrico de aluminio y sus aleaciones está plagada de dificultades considerables, especialmente cuando existe la necesidad de soldar aluminio y cobre, aluminio y latón. Las principales dificultades son las propiedades físicas y químicas de estos materiales. La soldadura por contacto de aluminio, así como la soldadura por contacto de este metal y aleaciones de cobre elimina algunos de los problemas y es un proceso más tecnológico, si es necesario, para establecer la producción en masa.
Esquema de soldadura de aluminio.
Preparación de la superficie
El punto clave en la producción de uniones de aluminio permanentes es la preparación de las superficies de soldadura antes del trabajo. El color gris del aluminio se debe a la presencia de una película de óxido denso en su superficie. Su punto de fusión supera los 2000 ° C, mientras que el aluminio mismo se funde a una temperatura de solo 657 °. Ya a 1800 ° de aluminio hierve. Por lo tanto, es difícil eliminar los óxidos por combustión.
Propiedades químicas del aluminio.
Además, la película de óxido en la superficie del aluminio es químicamente neutra. La solución de soda cáustica ayuda a ablandar los óxidos, aún se puede usar gasolina. Dicho tratamiento en sí puede conducir a la corrosión del aluminio, por lo que los disolventes se lavan a fondo con abundante agua.
En lugar de o además del tratamiento químico, se utiliza la eliminación mecánica de óxidos. Con una pequeña longitud de las superficies soldadas, hazlo con un cepillo en el metal. Para remover la película en un área grande usamos herramientas eléctricas con boquillas. Para trabajos exigentes y para la repetibilidad de los resultados, utilice un rascador.
La película de óxido en la superficie del aluminio se restaura bastante rápido, por lo que su eliminación se realiza mejor antes del proceso de soldadura. El tiempo entre la limpieza y la soldadura no debe exceder de 10 horas.
Tecnología de proceso de soldadura
Sólo los tochos de espesor relativamente pequeño están sujetos a unión por contacto. Con un espesor de piezas superior a 8 mm, esto ya es irracional. Cuanto mayor sea el grosor de las piezas, mayor será la fuerza de la corriente necesaria para el calentamiento de alta calidad del metal en la zona de contacto. Dado que incluso con un espesor muy pequeño de las piezas, la corriente de soldadura se mide en miles de amperios, luego, para productos masivos, la corriente puede ser de cientos de miles de amperios. Esto causa problemas con el enfriamiento de los electrodos. Las fuerzas de compresión requeridas por los cuerpos de trabajo de la herramienta también están creciendo.
Máquina de soldadura por puntos de aluminio.
En cualquiera de estos tipos de procesos de soldadura termomecánica, el acercamiento de los átomos de la red cristalina se realiza con la ayuda de la presión durante el calentamiento de la zona de contacto por medio de una corriente eléctrica que pasa a través de ella.
El aluminio es un buen conductor de la corriente. La mayor resistencia al flujo de corriente y el calentamiento asociado se crean precisamente en la unión de las superficies a conectar. Las superficies de las piezas calentadas a un estado plástico se comprimen. Como resultado de la alta temperatura, el material en la zona de contacto se funde y se forma un grano de soldadura.
Los tipos de soldadura por resistencia difieren en el método de aplicación de la fuerza de compresión y la geometría de la costura. En la soldadura de costura, las superficies se sujetan entre dos rodillos a través de los cuales pasa la corriente de soldadura alterna. El suministro de corriente puede ser discreto o continuo. Por lo tanto, la propia costura puede ser continua, hermética, intermitente e incluso precisa. Así que conecte los bordes de los tubos de gran sección transversal, hojas de materiales. El grosor de los espacios en blanco en este caso no supera los 3 mm. Los electrodos de rodillo suelen ser de cobre. La soldadura de la costura de aluminio requiere fuentes de energía muy potentes con interruptores de tipo iónico.
La soldadura a tope es adecuada para conectar los extremos de varillas, perfiles, tuberías de pequeño diámetro. Los espacios en blanco se sujetan en los soportes, se les aplica corriente de soldadura y fuerza axial simultánea. Al mismo tiempo, la preparación minuciosa de las superficies es de gran importancia: limpieza, asegurando bordes paralelos y combinando los ejes de las piezas. La magnitud de la corriente de soldadura alcanza 15 kA por centímetro cuadrado del área de los extremos de las piezas.
Los más comunes en la conexión de chapas en blanco recibieron soldadura por puntos de aluminio. Debido a la baja resistencia eléctrica del aluminio, el calentamiento y la fusión del metal se producen muy rápidamente. La duración de la exposición a un punto toma solo alrededor de 0.005 segundos o menos. Esto requiere un acercamiento rápido de los bordes de compresión de la herramienta. De lo contrario, la compresión no seguirá el ritmo de la fusión del metal. La alta tasa de descarga se logra mediante el uso de condensadores en el circuito de alimentación.
En este tipo de soldadura, los electrodos también están hechos de cobre. El cobre y algunas de sus aleaciones tienen una alta dureza y una excelente conductividad eléctrica. Bueno para tales fines de aleación EV. Cuando se realiza la soldadura por puntos con electrodos de cobre, se puede soldar el cobre de los electrodos de contacto y el aluminio de la pieza de trabajo. Luego, debe limpiar los extremos de los electrodos con la eliminación de la capa superficial del metal.
Compuestos bimetalicos
Dimensiones de uniones soldadas por puntos.
En la soldadura por puntos de palanquillas de aluminio, la soldadura de cobre con aluminio es un fenómeno indeseable, pero a veces es necesario obtener una conexión permanente de dos metales. Especialmente a menudo esto es necesario para garantizar un contacto eléctrico confiable en la conexión. Con juntas desmontables, una película de óxido aislante aumenta la resistencia en el punto de contacto.
La soldadura por arco eléctrico de cobre y aluminio está asociada con algunas dificultades. Los puntos de fusión de estas sustancias son diferentes. Con una gran zona de fundición de aluminio, el cobre aún permanece en estado cristalino. Estos metales se disuelven mutuamente entre sí. Debido a la fusión anterior del aluminio, la costura se forma a partir de una solución de cobre en aluminio. A altas concentraciones de cobre, la solución se vuelve quebradiza.
Si es difícil encontrar una alternativa a la soldadura por arco eléctrico en condiciones de construcción, entonces, en la fábrica, la unión de estos metales se realiza con mayor frecuencia utilizando los mismos métodos de contacto que cuando se unen palanquillas de aluminio. En la soldadura por contacto, es posible asegurar la mínima penetración mutua de los metales y evitar la fragilidad de la junta. Se obtienen buenos resultados utilizando temperaturas bajas en combinación con un tiempo de exposición corto.
El revestimiento, es decir, el revestimiento de láminas de aluminio con cobre puro, se refiere a la soldadura en frío de estos metales. La conexión se obtiene rodando con una superposición de hasta el 70%. Así, en el billet de aluminio enrollar una capa de cobre a 0, 8 mm.
Para obtener una capa de revestimiento con un grosor de hasta 2, 5 mm, se utiliza el laminado en caliente con calentamiento hasta 450 ° C. La operación se realiza en dos etapas para reducir la oxidación de las láminas de revestimiento de cobre.