Hoe porositeit en scheuren te voorkomen bij het lassen met aluminium MIG-draad

Waarom zijn lasnaden van aluminiumlegeringen gevoelig voor porositeit en scheuren?

Lassen van aluminiumlegeringen is gevoelig voor porositeit en scheuren, voornamelijk vanwege de unieke fysisch-chemische eigenschappen. In tegenstelling tot staal wordt aluminium tijdens het lasproces gemakkelijker door verschillende factoren aangetast, wat tot defecten leidt.

De impact van de oxidelaag (leidend tot gebrek aan fusie en porositeit)

Aluminium vormt snel een dichte aluminiumoxide ($Al_2O_3$) film in de lucht. Deze oxidelaag heeft een smeltpunt van circa 2050°C, terwijl puur aluminium slechts smelt bij 660°C. Als deze oxidelaag tijdens het lassen niet effectief wordt verwijderd of gebroken, kan deze vast komen te zitten in het smeltbad, waardoor:

• Gebrek aan fusie: De oxidelaag met een hoog smeltpunt voorkomt voldoende versmelting tussen de draad en het basismetaal, waardoor de lassterkte afneemt.
• Porositeit: De oxidelaag vangt gassen (vooral waterstof) op in het smeltbad, en deze opgesloten gassen vormen poriën naarmate de las stolt.

Hoge waterstofoplosbaarheid (leidend tot porositeit)

Aluminiumlegeringen hebben een zeer hoge waterstofoplosbaarheid in vloeibare toestand, die in vaste toestand scherp daalt. Deze significante verandering in oplosbaarheid is de belangrijkste oorzaak van porositeit.

• Waterstofbronnen: Waterstof komt voornamelijk uit vocht en olie op de oppervlakken van de draad en het basismetaal, evenals uit sporen van vocht in het beschermgas.
• Porositeitvorming: Tijdens het lassen absorbeert het smeltbad een grote hoeveelheid waterstof. Terwijl het zwembad afkoelt en stolt, kan de waterstof niet snel uit het vaste metaal ontsnappen, waardoor belletjes ontstaan ​​die poriën worden.

Hoge thermische uitzetting en krimp door stolling (leidend tot scheuren)

Aluminiumlegeringen hebben een hoge thermische uitzettingscoëfficiënt en een hoge krimpsnelheid bij stolling. Dit betekent dat aluminium tijdens het lassen aanzienlijke volumeveranderingen ondergaat, waardoor aanzienlijke interne spanningen ontstaan.

• Hete scheuren: In de laatste stadia van het stollen van de las, als er eutectische fasen met een laag smeltpunt aanwezig zijn en de sterkte van het materiaal laag is, kan de krimpspanning bij stolling de nog niet volledig gestolde las scheuren, waardoor hete scheuren ontstaan.
• Koude scheuren: Spanning die wordt gegenereerd door ongelijkmatig krimpen wanneer de las en de door hitte beïnvloede zone afkoelen tot kamertemperatuur, kan scheuren in of nabij de las veroorzaken.

Impact van legeringselementen (leidend tot scheuren)

De scheurweerstand van verschillende aluminiumlegeringen varieert. Bepaalde legeringselementen, zoals koper (Cu) en silicium (Si), kunnen bij specifieke verhoudingen eutectische fasen met een laag smeltpunt vormen, waardoor het materiaal gevoeliger wordt voor heetscheuren tijdens het lassen.

Ter illustratie volgt hier een vergelijking van gebruikelijk Aluminium MIG-draad legering soorten:

Voorbereiding vóór het lassen: de eerste stap naar succesvol lassen

• Het belang van reiniging vóór het lassen:

  Leg uit waarom het van cruciaal belang is om olie, vocht en vooral de oxidelaag grondig te verwijderen van zowel het basismetaal als het metaal Aluminium MIG-draad .

  Zorg voor specifieke reinigingsmethoden, zoals het gebruik van een speciale roestvrijstalen borstel, aceton of isopropylalcohol, en benadruk dat het lassen onmiddellijk na het reinigen moet beginnen.

• Selectie en opslag van aluminium MIG-draad:

  Benadruk het belang van het kiezen van de juiste Aluminium MIG-draad model (bijv. 4043 vs. 5356) en leg uit hoe verschillende draadeigenschappen de scheurweerstand beïnvloeden.

  Adviseer om de draad in een droge, schone omgeving op te slaan om vocht en vervuiling te voorkomen, die directe oorzaken van porositeit zijn.

Belangrijkste handelingen tijdens het lasproces

Bij het lassen van aluminium is het beheersen van de belangrijkste handelingen tijdens het proces net zo cruciaal als de juiste voorbereiding voor het lassen. De juiste technieken kunnen de porositeit en scheuren effectief verminderen, waardoor lasverbindingen van hoge kwaliteit worden gegarandeerd Aluminium MIG-draad .

1. Beschermgas- en stroomsnelheidscontrole

Het beschermgas is essentieel voor het beschermen van het smeltbad tegen zuurstof, stikstof en vocht in de lucht.

• Gastype: Voor aluminium MIG-lassen wordt doorgaans zuiver argon (Ar) gebruikt. Argon heeft een grotere dichtheid dan lucht, waardoor het smeltbad effectief wordt bedekt en atmosferische verontreiniging wordt voorkomen. Voor dikker aluminium of toepassingen die een hogere warmte-inbreng vereisen, kan een argon-heliummengsel worden gebruikt, omdat helium de boogwarmte en penetratie verhoogt.
• Instelling stroomsnelheid: Het gasdebiet moet worden aangepast op basis van de lasstroom en de omgevingswindsnelheid.
  • Te laag: Leidt tot een slechte bescherming, waardoor lucht het lasbad kan vervuilen en porositeit kan veroorzaken.
  • Te hoog: Creëert turbulentie, die omgevingslucht kan aanzuigen en ook porositeit kan veroorzaken.
  • Referentieparameters: Een stroomsnelheid van $15-25$ liter/minuut ($30-50$ kubieke voet/uur) is een gebruikelijk uitgangspunt, maar afstemming is noodzakelijk.

2. Optimalisatie van lasparameters

Nauwkeurige controle van de lasparameters is van cruciaal belang om de laskwaliteit te garanderen.

• Spanning en stroomsterkte:
  • Spanning: Moet worden aangepast op basis van de draaddiameter en de dikte van het basismetaal. Een te hoge spanning resulteert in een lange, onstabiele boog, waardoor spatten en porositeit ontstaan. Een te lage spanning leidt tot een korte boog en mogelijke kortsluiting.
  • Stroomsterkte: Regelt voornamelijk de warmte-inbreng. Te weinig stroomsterkte resulteert in een slechte smelting en kan koudescheuren veroorzaken. Te veel kan door het basismetaal heen branden of tot hete scheuren leiden.
• Draadaanvoersnelheid: Rechtstreeks gerelateerd aan de stroomsterkte bij MIG-lassen.
  • Te snel: De stroomsterkte is te hoog, wat leidt tot een te groot lasbad en een verhoogd risico op hete scheuren.
  • Te langzaam: De stroomsterkte is te laag, wat resulteert in onvoldoende fusie.

3. Lastechniek en behandeling

Een juiste techniek helpt het smeltbad onder controle te houden en defecten te voorkomen.

• Pistoolhoek: De Duwtechniek wordt aanbevolen, waarbij het pistool in de lasrichting wordt geduwd. Deze methode zorgt voor een betere gasafscherming en duwt oxiden en onzuiverheden weg van de voorrand van het smeltbad, waardoor porositeit wordt voorkomen. Deze techniek is over het algemeen superieur aan de trektechniek voor MIG-lassen met aluminium.
• Reissnelheid: Het handhaven van een constante rijsnelheid is van cruciaal belang.
  • Te snel: De weld pool is not adequately shielded, and insufficient heat input leads to poor fusion.
  • Te langzaam: Overmatige warmteconcentratie kan doorbranden veroorzaken of het risico op hete scheuren vergroten als gevolg van warmteopbouw.
• Booglengte: Een stabiele, korte booglengte zorgt voor geconcentreerde warmte en betere afscherming. Een lange boog vermindert de stabiliteit en vergroot de kans op atmosferische vervuiling.

Parametervergelijking: duwtechniek versus trektechniek

Hoe om te gaan met veelvoorkomende lasfouten

Lasfouten zijn niet geheel te vermijden, maar inzicht in de oorzaken en oplossingen ervan kan het afvalpercentage aanzienlijk verminderen en de laskwaliteit verbeteren. Hier vindt u oplossingen voor porositeit en scheuren, de twee meest voorkomende defecten bij het lassen Aluminium MIG-draad .

1. Oplossingen voor porositeit

Porositeit wordt veroorzaakt door gas (voornamelijk waterstof) dat in het smeltbad vastzit voordat het stolt. Om dit op te lossen, moet u waterstofbronnen elimineren en de lasparameters optimaliseren zodat gas kan ontsnappen.

• Onvoldoende reiniging vóór het lassen: Dit is de meest voorkomende oorzaak van porositeit.
  • Probleem: Olie-, vocht- of oxideresten op het basismetaal- en draadoppervlak vallen uiteen en produceren onder hoge hitte waterstofgas.
  • Oplossing: De base metal must be thoroughly cleaned with a dedicated stainless steel brush and a degreasing agent (e.g., acetone) before welding. Ensure the Aluminium MIG-draad wordt tevens opgeslagen in een droge, schone omgeving om vochtopname te voorkomen.
• Onjuist beschermgas:
  • Probleem: Lage gaszuiverheid of onjuist debiet, wat leidt tot verontreiniging van het lasbad door de atmosfeer.
  • Oplossing: Gebruik zeer zuiver argon en zorg ervoor dat de stroomsnelheid geschikt is (doorgaans $15-25$ l/min). Controleer de gasleidingen op lekkage en zorg ervoor dat het mondstuk van het laspistool vrij is.
• Onjuiste lasparameters:
  • Probleem: De welding speed is too fast, causing the weld pool to solidify too quickly for gases to escape.
  • Oplossing: Verlaag de lassnelheid iets om de levensduur van het smeltbad te verlengen, waardoor de gassen meer tijd krijgen om te ontsnappen. Controleer ook of de stroom en spanning op elkaar zijn afgestemd om een ​​stabiele boog en de juiste lasbadtemperatuur te garanderen.

2. Oplossingen voor scheuren

Scheuren kunnen warm of koud zijn en ontstaan respectievelijk tijdens of na het stollen. De sleutel tot het oplossen van scheurproblemen is het beheersen van thermische spanning en het selecteren van de juiste draad.

• Hete scheuren: Komt voornamelijk voor in de laatste stadia van het stollen, wanneer de krimpspanning van de las groter is dan de sterkte van de las.
  • Probleem: Niet-overeenkomende legeringssamenstellingen van het basismetaal en de draad kunnen eutectische fasen met een laag smeltpunt vormen, of een onjuist verbindingsontwerp kan tot spanningsconcentratie leiden.
  • Oplossing:
    1. Kies de juiste aluminium MIG-draad: Bij het lassen van scheurgevoelig aluminium 6061 wordt bijvoorbeeld gebruik gemaakt van een siliciumhoudend 4043 draad biedt een betere scheurweerstand dan gebruik 5356 draad. Silicium verandert het stollingspad van het smeltbad, waardoor de neiging tot hete scheuren wordt verminderd.
    2. Voorverwarmen: Bij dikkere platen kan het voorverwarmen van het materiaal vóór het lassen het temperatuurverschil tussen de las en het basismetaal verkleinen, waardoor de afkoelsnelheid wordt vertraagd en de krimpspanning wordt geminimaliseerd.
    3. Gezamenlijk ontwerp optimaliseren: Vermijd voegontwerpen die spanning concentreren, zoals scherpe hoeken en overmatige terughoudendheid.
• Koude scheuren: Scheuren die ontstaan als de las afkoelt tot kamertemperatuur als gevolg van de opbouw van interne spanning.
  • Probleem: Vaak gerelateerd aan hoge lashardheid en hoge weerstand.
  • Oplossing:
    1. Regel de koelsnelheid: Vermijd geforceerde koeling en laat het onderdeel op natuurlijke wijze afkoelen.
    2. Selecteer de juiste aluminium MIG-draad: Kies een draad met sterkte en ductiliteit die past bij het basismetaal, zodat de las niet te hard wordt.

Algemene vergelijking van draadprestaties

Continue oefening en aandacht voor detail

Het lassen van aluminiumlegeringen is een zeer technisch proces dat nauwgezette aandacht voor detail vereist. Zonder voortdurende oefening en strikte controle over het productieproces is het een uitdaging om een ​​consistente laskwaliteit te behouden. Zoals blijkt uit de professionele ervaring van Hangzhou Kunli Welding Materials Co., Ltd. op het gebied van draad van aluminiumlegeringen, is hoogwaardige output het resultaat van een meedogenloos streven naar uitmuntendheid in elke stap.

1. Verbetering van ervaring en vaardigheden

Lasvaardigheid bereik je niet van de ene op de andere dag. Door voortdurende oefening kunnen lassers:

• Verbeter de hand-oogcoördinatie: Krijg betere controle over de pistoolhoek, de voortbewegingssnelheid en het behoud van een stabiele booglengte.
• Begrijp verschillende materiaaleigenschappen: Maak kennis met hoe verschillende soorten aluminiumlegeringen smelten en vloeien tijdens het lassen, waardoor flexibele parameteraanpassingen mogelijk zijn.
• Snel problemen oplossen: Wanneer zich problemen zoals porositeit of scheuren voordoen, maakt ervaring een snelle diagnose en corrigerende maatregelen mogelijk.

2. Onderhoud van apparatuur en parameterkalibratie

Hoogwaardig laswerk is afhankelijk van betrouwbare, stabiele apparatuur. Het verwaarlozen van routineonderhoud en parameterkalibratie kan leiden tot inconsistente laskwaliteit.

• Onderhoud van apparatuur: Inspecteer regelmatig slijtageonderdelen zoals de draadaanvoerunit, het pistoolmondstuk, het contactmondstuk en de gasleidingen om er zeker van te zijn dat ze goed werken. Een versleten contactpunt kan bijvoorbeeld de stroomoverdracht beïnvloeden en tot een onstabiele boog leiden.
• Parameterkalibratie: Controleer regelmatig of de spannings- en stroomuitvoer van de lasser nauwkeurig zijn en overeenkomen met de ingestelde parameters. Dit is cruciaal bij het lassen met Aluminium MIG-draad , aangezien zelfs kleine parameterafwijkingen de penetratie en lasrupsvorm kunnen beïnvloeden.

3. Een strikt kwaliteitscontrolesysteem

Een robuust kwaliteitscontrolesysteem vormt de basis van de productkwaliteit. De meer dan 20 jaar productie-ervaring van Hangzhou Kunli Welding Materials Co., Ltd. en talrijke internationale certificeringen zijn een bewijs van hun strikte kwaliteitscontrole.

• Grondstoffencontrole: Grondstoffen worden vanaf het moment van aanschaf streng gescreend om ervoor te zorgen dat elke partij draad van aluminiumlegeringen voldoet aan de hoge zuiverheidseisen en specifieke vereisten voor de samenstelling van de legering.
• Controle van het productieproces: Elke fase van de productie, zoals het trekken, reinigen en opspoelen van de draad, wordt gecontroleerd en getest om er zeker van te zijn dat de oppervlakteafwerking, afmetingen en voedingsstabiliteit van de draad aan de normen voldoen.
• Eindproductinspectie: De final product undergoes comprehensive performance testing, including chemical composition analysis, mechanical property tests, and weldability tests, to ensure stable and reliable performance.

Vergelijking van draadkwaliteit versus lasresultaten