Soldagem de alumínio

A soldagem de alumínio requer um conjunto de parâmetros, incluindo limpeza, aquecimento uniforme, materiais de soldagem e sólidas habilidades de soldagem, e apresenta desafios devido à sua alta condutividade térmica e formação inerente de camada de oxidação. A rápida dissipação de calor pode causar empenamento, distorção e tensões residuais na solda, e aparece especialmente em chapas mais finas e afeta a resistência da junta.

 

Descrição

 

A condutividade térmica e a sensibilidade ao calor são cerca de 4 a 5 vezes maiores que as do aço, e o ponto de fusão do alumínio é inferior à sua camada de óxido, o que cria barreiras que impedem a união adequada dos metais de solda. O calor se dispersa bem no alumínio e pode criar uma grande cratera durante o processo de soldagem e, portanto, o alumínio é muito suscetível a rachaduras, por isso as crateras devem ser preenchidas para que não ocorra falha no final da solda. O soldador deve saber claramente que há mais calor presente do que no início da soldagem, e é por isso que a penetração total pode não ocorrer até que a solda tenha progredido bastante desde o início.

 

Enchimentos de alumínio versus classes de alumínio

 

Ao soldar alumínio, selecionar o material de enchimento correto (geralmente na forma de varetas ou fios de enchimento) é fundamental para garantir uma solda forte, durável e compatível. As cargas de alumínio são escolhidas com base na liga de alumínio base, no processo de soldagem (por exemplo, TIG, MIG), na aplicação e nas propriedades desejadas, como resistência, resistência à corrosão ou ductilidade. Abaixo, descrevemos os materiais de enchimento recomendados para diferentes tipos de alumínio e fornecemos contexto para seu uso.

 

• √Série 1xxx (Alumínio Puro, por exemplo, 1100, 1350), enchimentos recomendados: 1100, 4043,

Como sabemos, a série 1xxx possui excelente resistência à corrosão, alta condutividade térmica com baixa resistência, enquanto a carga de alumínio puro como 1100 corresponde à composição do metal base em termos de resistência à corrosão e condutividade. Para aplicações em condutores elétricos e equipamentos químicos, o 4043 (liga-de silício) também é utilizado para melhor fluidez e resistência a trincas, especialmente na soldagem TIG. Resumindo, as séries 1xxx são macias, portanto evite-ligar excessivamente com cargas mais fortes para evitar rachaduras.

 

• √Série 2xxx

(Cobre-ligado, por exemplo, 2024, 2219, enchimentos recomendados: 2319 (especificamente para 2219, 4043 como compromisso)

Para componentes aeroespaciais, 2319 é ​​usado para 2219 porque corresponde ao teor de cobre e fornece resistência. 2as ligas da série xxx têm alta resistência, mas são propensas a trincas a quente e são frequentemente consideradas não soldáveis, especialmente 2024, e 4043 é uma alternativa para outras ligas 2xxx para reduzir trincas, embora sacrifique a resistência. Se possível, tente evitar a soldagem da série 2xxx, e a fixação mecânica é preferida para aplicações críticas.

 

• √Série 3xxx (liga de manganês-, por exemplo, 3003, 3004), cargas recomendadas: 4043, 5356

A série 3xxx tem resistência moderada, boa resistência à corrosão, frequentemente usada em chapas metálicas, e 4043 fornece boa fluidez e resistência a trincas para soldagem de-uso geral. 5356 (liga de magnésio-) pode ser usada se maior resistência ou resistência à corrosão for necessária. 3as séries xxx são soldáveis, e a escolha do enchimento geralmente depende da aparência ou dos requisitos de resistência após-soldagem, e são amplamente utilizadas em chapas metálicas, HVAC e recipientes para alimentos.

 

• √Série 4xxx: Liga de silício-(por exemplo, 4043), frequentemente usada como enchimento devido à boa fluidez e resistência a trincas.

 

• √Série 5xxx (liga de magnésio-, por exemplo, 5052, 5083, 5086), cargas recomendadas: 5356, 5183, 5556

Essas séries possuem alta resistência e excelente resistência à corrosão, e são amplamente utilizadas em vasos marítimos, automotivos e de pressão. Na prática, o 5356 é o-carga ideal para a maioria das ligas 5xxx devido ao seu teor de magnésio correspondente, excelente resistência à corrosão (especialmente em ambientes marinhos) e boa resistência. 5183 e o 5556 é usado para aplicações de-resistência mais altas (por exemplo, metal base 5083 na construção naval). Por favor, não se esqueça de evitar enchimentos 4xxx, como 4043 em ligas 5xxx, se a resistência à corrosão for crítica, pois o silício pode reduzi-la. Além disso, os enchimentos 5xxx podem causar manchas (resíduos pretos) na soldagem TIG e, portanto, a limpeza é frequentemente necessária.

 

• √Série 6xxx (liga de magnésio-silício-, por exemplo, 6061, 6063), enchimentos recomendados: 4043, 5356

Essas séries têm boa resistência e soldabilidade, amplamente utilizadas em aplicações estruturais, e 4043 é amplamente utilizado por sua excelente fluidez, baixa sensibilidade a trincas e boa combinação de cores após a anodização (comum para ligas 6xxx). 5356 é escolhido quando maior resistência é necessária, embora seja menos fluido e possa não combinar bem com a cor após-anodização. Além disso, o 4043 é frequentemente preferido para reparos gerais no 6061 devido à facilidade de uso, mas o 5356 oferece melhores propriedades mecânicas para soldas críticas.

 

• √Série 7xxx (liga de zinco-, por exemplo, 7075, 7050), cargas recomendadas: 5356 (raramente), 4043 (como um compromisso)

Essas séries têm resistência muito alta, usadas na indústria aeroespacial e componentes de alta{0}}resistência, mas baixa soldabilidade devido a trincas, portanto, as ligas 7xxx não são soldáveis ​​devido a graves problemas de trincas a quente e corrosão sob tensão. Quando se tenta soldar (por exemplo, para reparos), 5356 ou 4043 são usados ​​para minimizar rachaduras, mas a solda será muito mais fraca que o metal base. Em geral, a soldagem é geralmente desencorajada para ligas 7xxx, e métodos de união alternativos ou técnicas especializadas (por exemplo, soldagem por fricção) são altamente recomendados.

 

 

Consideração sobre soldagem de alumínio

 

Selecionar o metal de adição correto é uma das decisões mais críticas ao soldar alumínio, pois uma escolha inadequada pode causar rachaduras, perda de resistência e baixa resistência à corrosão. Ao contrário do aço, você quase nunca usa um metal de adição que corresponda ao metal base e, portanto, é necessário ter uma consideração abrangente para obter uma boa soldagem de alumínio. Abaixo está uma pequena lista:

 

• √Oxidação

O alumínio oxida rapidamente quando exposto à atmosfera, formando uma fina camada de óxido com uma temperatura de fusão mais alta (2.072 graus C) do que o alumínio (660 graus C). Freqüentemente, a soldagem através dessa barreira pode causar furos na peça de trabalho. A remoção da camada de óxido pode ser realizada com solventes, ácidos ou por técnicas abrasivas mecânicas através de escova exclusiva de aço inoxidável ou jato de areia.

 

• √Anodização

Anodização, se a solda for anodizada, escolha um enchimento que corresponda à resposta de cor do metal base (por exemplo, 4043 para ligas 6xxx geralmente parece melhor que 5356 após a anodização).

 

• √Pré-aquecimento

O pré-aquecimento pode ajudar a minimizar rachaduras e formação de áreas porosas em extensas seções de alumínio e tipos específicos de liga. No entanto, o pré-aquecimento excessivo pode levar a consequências negativas. Além disso, o pré-aquecimento do alumínio ajuda a evitar mudanças bruscas de temperatura que podem causar problemas de soldagem.

 

• √Porosidade

Durante o estado fundido, o alumínio pode absorver grandes quantidades de hidrogênio, resultando na formação de pequenos vazios ou bolhas no metal de solda. Isto enfraquece a integridade estrutural do metal, tornando-o vulnerável a falhas por pressão e tensão. Portanto, o uso de gás de proteção, além da remoção de óleo e graxa da peça pode minimizar a porosidade.

 

• √Impurezas

Para evitar que descoloração, granulação, corrosão e oxidação apresentem sinais de impurezas em uma junta soldada, o operador precisa remover óleo, sujeira e detritos da peça de trabalho antes da soldagem. pode impactar negativamente a zona de solda, afetando a resistência e a aparência da peça de trabalho. Para minimizar o trabalho de preparação pré-de soldagem, o armazenamento adequado e a manutenção dos equipamentos são sempre a melhor opção.

 

• √Grossura

Soldar material de alumínio fino e espesso simultaneamente é sempre um desafio porque o calor aplicado pode derreter através do material fino, mas não ser capaz de penetrar no material espesso para obter uma junta de solda forte. Os soldadores precisam definir um parâmetro que cubra os graus de alumínio, o método de soldagem, a amperagem, a entrada de calor e o tipo de enchimento para obter a qualidade ideal de soldagem.

 

 

Recursos de enchimento de alumínio

 

A soldagem de alumínio é um processo complexo que requer sólido conhecimento sobre as características das cargas, e elas estão listadas abaixo:

 

• √4043, silício-ligado com 4.5 - 6.0% de silício, o silício reduz o ponto de fusão e melhora a fluidez da poça de fusão, facilitando o trabalho e reduzindo o risco de trincas a quente. Sua composição química garante soldagem fácil e aparência suave do cordão, embora sacrifique um pouco de resistência e resistência à corrosão em comparação com cargas à base de magnésio-como 5356. É uma excelente escolha para soldagem-de uso geral, reparos e aplicações onde a aparência pós{7}}soldagem (por exemplo, anodização) é importante, mas não é ideal para ambientes de alta-resistência ou altamente corrosivos. Melhor para soldagem-de uso geral, especialmente nas séries 6xxx e 3xxx. Bom para TIG e MIG. Não é ideal para ligas com alto teor de magnésio (5xxx) se a resistência à corrosão for importante. Quando usado com ligas da série 6xxx (por exemplo, 6061, 6063), 4043 fornece uma melhor correspondência de cores após a anodização em comparação com cargas à base de magnésio, como 5356, que podem parecer mais escuras ou incompatíveis.
• √ 5356, magnesium-alloyed with 5% of magnesium which can enhance strength and corrosion resistance. It excels in marine and structural welding but is temperature-limited. Its balance of strength, feedability, and color-matching makes it a top choice for welding 5xxx/6xxx aluminum alloys for marine or structural applications. Worthwhile to remember that avoid welding high Mg alloys (>3% de Mg) para evitar fragilidade. Comum para soldagem MIG.
• √5183/5556, alternativas-de maior resistência ao 5356 para ligas 5xxx (por exemplo, 5083) em aplicações exigentes como construção naval.
• √2319, liga-de cobre, específico para 2219 (uma liga soldável 2xxx) para uso aeroespacial.
• √1100/1070: Enchimentos de alumínio puro para a série 1xxx, composição correspondente para condutividade e resistência à corrosão.
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Técnica de soldagem de alumínio

 

A soldagem MIG e TIG são as técnicas de soldagem mais comuns para unir alumínio devido à sua precisão e qualidade. Junto com essas duas técnicas de soldagem, existem outras soluções de soldagem adotadas para aplicações específicas, e abaixo está uma breve introdução:

 

• √Soldagem TIG (gás inerte de tungstênio)

TIG Pode operar na polaridade AC, oferecendo estabilidade ao arco e eliminando a camada de óxido, e um soldador TIG experiente pode gerar consistentemente calor suficiente para fundir ligas de alumínio, com capacidade de soldar seções finas e grossas. Gás de proteção inerte, mais comumente argônio, é alimentado à tocha TIG para manter a poça de fusão livre de contaminação.

 

• √Soldagem MIG (soldagem a arco de metal a gás, GMAW)

A soldagem MIG é uma técnica de soldagem popular para materiais de alumínio mais espessos, pois a entrada de calor é maior do que na soldagem TIG. Este método de soldagem é bastante semelhante ao processo TIG, mas em vez de usar um eletrodo de tungstênio não-consumível, ele usa um fio de eletrodo alimentado automaticamente que oferece velocidades de deslocamento mais rápidas de sua pistola de carretel. Gases de proteção também são usados ​​para proteger as soldas contra contaminação.

 

• √Soldagem por feixe de elétrons

O método de soldagem eletrônica é realizado dentro de uma câmara de vácuo, protegendo a solda de impurezas sem a necessidade de gases de proteção adicionais e, portanto, é uma opção muito boa para seções espessas, pois produz um banho de fusão pequeno e preciso.

 

• √Soldagem a laser

A soldagem a laser oferece precisão tanto na largura quanto na profundidade da solda, resultando em zonas de solda limpas com o suplemento de gás de proteção.. 6As séries xxx são geralmente viáveis ​​para soldagem a laser com cargas de alumínio 4032 ou 4047. É um processo de soldagem rápido que concentra um feixe de alta densidade de potência na superfície da peça.

 

• √Soldagem por resistência

A soldagem por resistência utiliza pressão e corrente para sofrer fusão, e a desvantagem desta técnica são os possíveis desafios ao experimentar alta condutividade térmica e elétrica.

 

• √Soldagem por fricção

A soldagem por fricção é projetada para usar o calor gerado pelo atrito mecânico para unir materiais de alumínio. A vantagem da soldagem por fricção é que ela pode ser usada para todos os tipos de liga de alumínio, incluindo as séries 2xxx e 7xxx difíceis de{1}}soldar, e não há necessidade de usar agente de blindagem para proteger a poça de fusão.

 

Serviço de soldagem

 

Soldar alumínio pode ser desafiador, mesmo para soldadores experientes, e são necessárias técnicas e precauções especiais para uma soldagem de alta qualidade. Erros podem levar a juntas fracas, defeitos ou até mesmo falha completa na soldagem. Fabmann pode ser seu parceiro de confiança, e podemos fornecer altos padrões de qualidade de soldagem com consistência, e oferecemos uma ampla gama de serviços de soldagem de alumínio que atendem às diversas necessidades de seus requisitos específicos. Nossos engenheiros de materiais e soldadores têm experiência em trabalhar com vários tipos de ligas de alumínio e podem fornecer serviços de soldagem de alta qualidade. Nossa equipe se concentra nos seguintes aspectos quando executamos seus projetos, como componentes gerais, tubos e placas, equipamentos marítimos e estruturas de construção.

 

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