Kòm yon materyèl metal jeni ki te monte rapidman nan dènye ane yo, alyaj aliminyòm yo te lajman itilize nan espas aeryen, otomobil, bato ak lòt jaden akòz dansite ki ba li yo, segondè fòs espesifik ak rèd espesifik, ak bon rezistans korozyon. .
Sepandan, yon seri de pwoblèm tankou soudabilite pòv ak pèfòmans pòv nan kouch nan fòme nan soude mete restriksyon sou devlopman nan alyaj aliminyòm pati estriktirèl. Se poutèt sa, teknoloji soude alyaj aliminyòm te vin youn nan direksyon rechèch prensipal nan anpil entelektyèl nan kay ak aletranje.
Apèsi sou pèfòmans alyaj aliminyòm
Aliminyòm se yon materyèl metal trè limyè ak yon dansite nan sèlman 2.7g / cm3, ki se apeprè 36 pousan nan dansite nan asye. Alyaj aliminyòm yo itilize pou fabrike pati mekanik, sa ki ka siyifikativman diminye pwa ak reyalize efè pwa limyè, ekonomize enèji ak rediksyon emisyon.
Fòs espesifik ak rèd espesifik nan alyaj aliminyòm yo pi wo pase 45 asye ak plastik ABS. Itilize nan materyèl alyaj aliminyòm se fezab nan fabrike nan konpozan entegral ak kondisyon frigidité segondè.
Alyaj aliminyòm gen ekselan konduktiviti tèmik, konduktiviti elektrik ak rezistans korozyon. Paramèt pèfòmans alyaj aliminyòm A380 ak lòt materyèl yo montre nan Tablo 1.
Alyaj aliminyòm gen bon machinability ak resiklaj. Si yo sipoze ke koyefisyan rezistans koupe alyaj mayezyòm ki pi fasil koupe a se 1, yo montre rezistans koupe lòt metal yo nan tablo 2. Li ka wè ke rezistans koupe alyaj aliminyòm mwens pase kwiv, fè. ak lòt materyèl, ak pwosesis la koupe se relativman fasil.
Karakteristik soude alyaj aliminyòm
Afekte pa pwopriyete yo fizik ak chimik nan alyaj aliminyòm, gen sèten difikilte nan pwosesis la soude. Soude alyaj aliminyòm aktyèl la sitou gen pwoblèm sa yo: estrès tèmik, evaporasyon ablasyon, enklizyon solid, efondreman pò, elatriye:
Tèmik estrès
Alyaj aliminyòm gen yon pi wo koyefisyan ekspansyon tèmik ak yon modil elastisite ki pi piti. Pandan pwosesis la soude, akòz gwo deformation ak gwo koyefisyan ekspansyon lineyè nan alyaj aliminyòm nan, to a kontraksyon volim pandan solidifikasyon se apeprè 6 pousan, ak to a refwadisman ak pousantaj nan kristalizasyon prensipal nan pisin nan fonn yo vit, sa ki lakòz nan estrès entèn nan soude a ak frigidité nan jwenti a soude. Pi gwo, li se fasil lakòz pi gwo estrès entèn nan jwenti a alyaj aliminyòm, sa ki lakòz pi gwo estrès soude ak deformation, fòme domaj tankou fant ak deformation vag.
Ablation evaporasyon
Aliminyòm gen yon pwen k ap fonn nan 660 degre ak yon pwen bouyi nan 2647 degre, ki se pi ba pase lòt eleman metal tankou kwiv ak fè. Pandan pwosesis la soude, si tanperati a soude twò wo, li fasil pou lakòz eksplozyon ak fòm sal, espesyalman nan gwo enèji soude gwo bout bwa, jan yo montre nan Figi 1. Anplis de sa, kèk nan eleman yo alyaj ajoute nan alyaj aliminyòm nan. gen yon pwen bouyi ki ba, ki trè fasil pou evapore ak boule nan tanperati a enstantane nan soude, ak Splash ki te pwodwi pa eksplozyon an pral tou retire yon pati nan ti gout likid yo, ki inevitableman chanje zòn nan soude. Konpozisyon chimik la pa fezab nan règleman pèfòmans nan jwenti a soude. Se poutèt sa, yo nan lòd yo konpanse pou ablation tanperati ki wo, fil soude oswa lòt materyèl soude ki gen yon kontni eleman pi wo pwen bouyi pase metal la baz yo souvan itilize pandan soude.
enklizyon solid
Pwopriyete chimik aliminyòm yo trè aktif ak fasil soksid. Pandan pwosesis la soude, sifas alyaj aliminyòm la soksid pou fòme Al2O3 ak yon gwo pwen k ap fonn (apeprè 2050 degre C, pandan y ap pwen k ap fonn aliminyòm nan se 660 degre C, ki trè diferan). Ksid yo dans epi yo gen dite segondè, epi yo melanje nan likid la alyaj fonn ak dansite ki ba nan zòn nan pisin fonn, ki se fasil yo fòme amann salop solid epi li difisil a egzeyat, ki pa sèlman afekte estrikti nan soude a, men tou, fasil pwodui korozyon elektwochimik, ki pral lakòz Pwopriyete yo mekanik nan jwenti soude diminye, ak Al2O3 kouvri pisin nan fonn ak Groove, ki seryezman afekte soude nan alyaj ak diminye mikrostruktur la ak pwopriyete nan jwenti soude.
Efondreman estomatik
Pwen k ap fonn alyaj aliminyòm pi ba anpil pase oksid li yo, epi nati li se vivan epi fasil pou oksidasyon. Pandan pwosesis la soude, alyaj aliminyòm nan fòme yon pisin fonn akòz k ap fonn tanperati ki wo. Aliminyòm ki sou sifas pisin lan fonn soksid pou fòme yon fim oksid, ki kouvri pisin lan fonn nan yon eta solid. Depi koulè fim oksid la apre k ap fonn pa diferan anpil de sa yo ki nan alyaj aliminyòm fonn lan, epi paske nan kouvèti a nan fim nan oksid, li difisil yo obsève degre nan fonn nan pisin nan alyaj aliminyòm fonn pandan pwosesis la soude. , Se konsa, li fasil lakòz tanperati a twò wo, sa ki lakòz enfliyans chalè soude Èstime nan zòn nan tonbe, detwi fòm nan ak pwopriyete metal la soude.
Anba aksyon an nan gwo pouvwa enstantane nan sous chalè a soude, se yon gwo kantite gaz idwojèn ki fonn nan likid la alyaj. Apre yo fin soude a fini, kòm tanperati a nan pisin lan fonn diminye, solubility nan gaz la tou piti piti diminye, ki vin kòz prensipal la nan porositë nan pwosesis la soude. rezon. Paske vitès solidifikasyon alyaj aliminyòm lan twò vit ak dansite a ba, porositë idwojèn diferan gwosè yo fòme pandan solidifikasyon rapid soude a. Porositë sa yo ap kontinye akimile ak elaji pandan pwosesis la soude, evantyèlman fòme vizib gwo porositë ak diminye pwopriyete estriktirèl jwenti a. Natirèlman, porositë yo pa nesesèman fòme pandan pwosesis la soude. Akòz enfliyans teknoloji pwosesis Distribisyon an, metal debaz la tèt li pral pwodwi tou porositë pandan pwosesis Distribisyon an. Pandan soude, opinyon chalè a ak presyon entèn yo toujou ap chanje, sa ki lakòz porositë orijinal yo nan metal debaz yo elaji oswa konbine youn ak lòt pou fòme porositë soude. Kòm opinyon chalè a soude ogmante, porositë yo ap ogmante tou. Se poutèt sa, yo nan lòd yo kontwole sous la nan idwojèn, materyèl la soude bezwen yo dwe entèdi seche anvan ou itilize. Pandan soude, aktyèl la ogmante kòmsadwa pou pwolonje tan egzistans pisin lan fonn epi bay ase tan pou idwojèn presipite, kidonk kontwole fòmasyon porositë yo.
foto
Fig.2 Fòmasyon ak dirèksyon nan stomat
Klasifikasyon nan teknoloji soude alyaj aliminyòm
Avèk ekspansyon seri aplikasyon an nan alyaj aliminyòm, pi plis ak plis pwoblèm yo make. Avèk pwogrè rechèch la, teknoloji soude alyaj aliminyòm te devlope anpil. Koulye a, gen sitou tengstèn agon soude arc (TIG), fonn gaz inaktif soude (MIG), soude lazè (LBW), friksyon brase soude (FSW) rete tann.
Gaz tengstèn arc soude
Tungstène gaz inaktif soude (TIG) se yon tipik gaz inaktif ki pwoteje soude epi li se metòd soude ki pi souvan itilize. Lè soude, elektwòd tengstèn la ak sifas soude yo itilize kòm elektwòd, epi elyòm oswa gaz agon pase ant de elektwòd yo kòm yon gaz pwoteksyon pou pwoteje arc la, ak fil la ak metal debaz yo fonn pa egzeyat enstantane wo-vòltaj, ak pati alyaj aliminyòm yo soude ak fòme, ak Soude ak repare domaj depoze.
Li sitou gen karakteristik teknik sa yo:
Fasil yo opere, fleksib ak kontwole, adaptab nan divès kondisyon travay ak anviwònman, ak pri ki ba;
Zòn chalè ki afekte a se etwat, ak deformation nan jwenti a soude se ti anba kondisyon an nan manje fil ase, ak pèfòmans nan konplè nan jwenti a se wo;
Pèfòmans nan pwosesis la soude se bon ak ki estab, ak kouti a soude se dans ak bèl.
MIG soude
Tou de MIG (GMA-Gas Metal Arc Welding) ak TIG se soude ki pwoteje gaz inaktif. Diferans lan se ke TIG soude itilize elektwòd tengstèn kòm elektwòd fiks, pandan y ap soude MIG sèvi ak materyèl la fil ranpli tèt li kòm elektwòd.
Nan pwosesis la soude metal inert gaz ki pwoteje nan alyaj aliminyòm, vòltaj la ak aktyèl aji sou fen elektwòd la nan fil la soude, ak yon presyon enstantane ki wo pwodwi ant elektwòd la ak metal debaz la, ki fonn metal debaz la ak la. Groove, ak ti gout nan fen fil la tonbe ak tranzisyon vètikal nan metal debaz la. Sou pisin nan fonn nan materyèl la, se yon zòn soude ki fòme.
Sepandan, pwosesis aplikasyon an nan alyaj aliminyòm soude MIG relativman limite, paske tendres nan fil la aliminyòm mennen nan manje fil pòv, ak aliminyòm nan fonn se tendans yo fòme yon fenomèn nan "pandye men pa koule" pandan soude, ki se fasil. pou lakòz ti gout yo pwojeksyon. Avantaj la se ke soude MIG se pi vit pase soude TIG, ak seri mouvman soude a piti lè soude gwo pyès. Lè w ajiste vitès fil elektrik la, efikasite soude a ka rive jwenn plizyè mèt pou chak minit.
lazè soude
Lazè gwo bout bwa soude (Laser Beam Welding LBW) sèvi ak gwo enèji pulsasyon lazè pou chofe lokalman materyèl la nan yon ti zòn. Enèji radyasyon lazè a gaye anndan materyèl la atravè kondiksyon chalè, epi materyèl la fonn pou fòme yon pisin fonn espesifik. Apre solidifikasyon, materyèl la konekte nan yon sèl.
Avantaj nan soude lazè se ke pwen an aksyon soude se ti, sous la gwo-pouvwa chalè konsantre, li se kapab soude plak epè, zòn nan chalè ki afekte se etwat, ak deformation nan soude se ti. Men, an menm tan an, soude lazè gen gwo kondisyon pou pwezante soude, chè ekipman soude, ak gwo pri soude. Pou materyèl metal tankou aliminyòm ak mayezyòm, reflektivite lazè a wo, ak soude dirèk difisil.
Irradiation materyèl ak lazè ak dansite pouvwa diferan montre ke lè dansite pouvwa sou pyès la rive nan plis pase 107W/cm2, metal la nan zòn chofaj la pral gazifye nan yon tan trè kout, ak gaz la ap konvèje nan yon ti twou nan la. pisin fonn ak fòme yon Ti twou a se sant la pou transfè chalè, epi li se yon pisin fonn ki fòme tou pre ti twou a, ki se efè "keyhole" nan soude pénétration lazè gwo twou san fon. Yo nan lòd yo evite inegalite nan pisin lan fonn ki te koze pa fenomèn sa a, li posib diminye enèji lazè a, ogmante vitès la soude oswa kontwole refonn nan zòn nan nugget yo retire bul yo nan zòn nan fizyon ak diminye jenerasyon an nan porositë. .
friksyon brase soude
Friksyon brase soude (Friksyon brase soude, FSW) se yon nouvo kalite teknoloji koneksyon faz solid ki baze sou teknoloji tradisyonèl friksyon soude. Nan koòdone yo dwe soude, lè tèt la brase avanse sou kouti a soude, tanperati a nan materyèl la soude monte, ak metal la plastifye sibi gwo deformation plastik anba aksyon an nan vibran mekanik ak boulvèsan, epi li fòme yon koneksyon dans solid-faz. apre difizyon ak rkristalizasyon.
Konpare ak metòd tradisyonèl soude, teknoloji FSW gen avantaj sa yo:
Ba tanperati soude ak ti deformation soude;
Bon pwopriyete mekanik soude a;
Pwosesis soude a se senp, ekonomik ak zanmitay anviwònman an.
Pwoblèm prensipal yo ak rechèch konsantre
Avèk aplikasyon an nan alyaj aliminyòm nan pi plis ak plis endistri, pwoblèm nan nan koneksyon reparasyon li yo te tou atire atansyon a nan pi plis ak plis entelektyèl. Atravè tès soude divès kalite sou alyaj aliminyòm, li jwenn ke matirite nan teknoloji reparasyon an pa gen ankò satisfè bezwen yo devlopman nan endistri a, epi gen toujou divès kalite pwoblèm nan li.
Gaz tengstèn ak soude ak metal inaktif gaz pwoteje soude yo se de metòd yo soude ki pi lajman itilize kounye a, men de teknoloji sa yo gen yon zòn lajè chalè ki afekte, ak metal la soude bezwen yo dwe fonn ak Lè sa a, solidifye, ki gen yon enpak sou. estrikti a. Pi gwo, ak estrès rezidyèl la wo, sa ki lakòz yon enpak grav sou pwopriyete yo mekanik nan jwenti a. Lazè soude enèji gwo bout bwa dansite se wo, ak rapò a pwofondè-a-lajè nan soude a se gwo, men li trè fasil yo fòme porositë, ak pri chè li yo tou limite popilarizasyon aplikasyon yo. Friksyon brase soude bay yon solisyon a pwoblèm nan nan chalè, men friksyon brase soude mande pou presyon relativman gwo boulvèsan ak fòs kondwi pi devan, ak ekipman an se jeneralman konplike ak ankonbran, ki limite devlopman li yo.
Konsantre nan rechèch nan lavni sou sijè ki gen rapò yo ta dwe sou aspè sa yo:
Kòmanse nan baz la nan soude fizyon, ajiste fòmil la fil soude, ajoute eleman latè ra oswa chwazi yon kantite apwopriye nan activator soude kontwole deformation nan soude, diminye estrès, epi redwi fòmasyon nan porositë.
Akòz ekspansyon sijè ki abòde lan ak aplikasyon alyaj, yo anjeneral yo itilize ansanm ak materyèl ki diferan, kidonk li nesesè pote eksperyans soude janm ant metal diferan pou jwenn jwenti-wo kalite.
Fè rechèch sou soudabilite nan sous chalè konpoze, tankou TIG-lazè ibrid soude, lazè konpoze friksyon brase soude, yo nan lòd yo jwenn pèfòmans nan soude optimal.
