Hogyan kell alumíniumot hegeszteni? – Gyakorlati fogások

Az alumínium alkatrészek iránti kereslet növekedésével várhatóan egyre nagyobb érdeklődést vált ki, hogy miként lehet automatizálni az ezen anyaggal kapcsolatos hegesztési műveleteket. Ez a cikk ennek a technikának néhány gyakorlati fogását ismerteti.

A robotizált alumínium hegesztési alkalmazások száma egyre nő:

1. Az ügyfelek könnyebb és hatékonyabb alkatrészek gyártására törekszenek

– A teherautók és a tartálykocsik gyártói például azért használnak alumíniumot, mert a felépítmény súlya közvetlen hatással van a jármű fogyasztására;

2. Technológiai előrelépések a robotikai megoldások terén

– A kisebb hegesztőpisztolyok jobb hozzáférést biztosítanak a korábban hozzáférhetetlen bonyolultabb alkatrészekhez;

– A nagyobb teherbírású, könnyebb robotok lehetővé teszik további funkciók (például a varratkövetés) alkalmazását anélkül, hogy a robot mérete csökkenne;

– A fejlettebb hegesztőgépek nagyobb ellenőrzést tesznek lehetővé a hegesztési folyamat felett.

Az alumínium egy különleges fém, amely kihívások elé állít. Nem arról van szó, hogy nehezebb hegeszteni, mint más fémeket, de jellemzői miatt speciálisabb módszereket kell alkalmazni.

Szóval, hogyan kezdjük?

Először is… Hegesztőeljárás!

A legfontosabb annak eldöntése, hogy milyen hegesztési eljárást használjunk. Sokféle van, de a legelterjedtebbek a MIG (AFI) és a TIG (AVI).

A legtöbb AVI-alkalmazásnál nem használunk hozaganyagot. Ezért ennek az eljárásnak az alkalmazása nagyon pontos illesztéseket és alkatrészeket igényel. Más szóval, a hegesztést megelőző összes folyamatnak (többek között a vágásnak, a megmunkálásnak) nagyon pontosnak kell lennie annak érdekében, hogy a hegesztés végeredménye megfelelő legyen. Ezt könnyebb mondani, mint megtenni, ezért a robot rendszerintegrátorok inkább elkerülik az AVI hegesztéssel kapcsolatos alkalmazásokat. Az utóbbi években a Fiber lézervágó rendszerek elterjedésével azonban az alkatrészek pontossága egyre könnyebben elérhető, így az AFI és az AVI közötti döntés nem egyértelmű (mint korábban), legalábbis az automatizálás szempontjából.

A AFI-nál van hozaganyag. A hegesztőhuzalt folyamatosan adagoljuk, így nagyobb varrat magasság az eljárás velejárója, ami kevésbé “esztétikus” látványt ad a kész darabnak. De az a tény, hogy a vastagabb anyagoknak nagy a hőelvezető képessége, az AFI-t teszi a legjobb eljárássá, a nagyobb lemezvastagságoknál.

Feltételezve, hogy AFI eljárást fogunk használni (a legelterjedtebb eljárás), mit tehetünk a robotizált alumíniumhegesztés optimalizálása érdekében?

Eljárás: Dupla Impmulzus. Bár az alumínium hegesztésére impulzushegesztést használnak, az eljárásnak ez a változata, ahol beállított alacsony frekvenciával váltakozik a magas és alacsony áram, az AVI hegesztéshez hasonló pikkelyes megjelenését eredményez, mivel az alumínium gyorsabban dermed, mint a szénacél. Ez egyes ügyfelek számára előnyös lehet, tekintettel a hegesztés esztétikusabb megjelenésére, mások számára azonban kedvezőtlen hatást okozhat, mivel ezen a felületen idővel nagyobb eséllyel halmozódik szennyeződés és az erőhatásokkal szemben is kevésbé ellenálló.

Huzalelőtolás konfiguráció: Toló / húzó. Bár az ilyen huzalaelőtoló rendszer használatának lehetnek bizonyos pénzügyi vagy technológiai korlátai, alumínium hegesztéséhez még mindig ez a legmegfelelőbb. Ez garantálja a lehető legnagyobb ellenőrzést a hegesztési folyamat kezdete és vége felett, valamint a lágy huzalok előtolhatósága ilyen rendszerekkel megbízható.

Hegesztőpisztoly: Vízhűtéses. Mivel az alumínium hegesztési folyamat impulzusüzemű, a nagyobb hőterhelés és a hőtágulás miatt a huzal áramátadóban történő mozgását megnehezíti. Emiatt a vízhűtéses hegesztőpisztoly használata segít a huzalelőtolási problémákon.

Áramátadó: Ellentétben azzal, amit szénacél hegesztéséhez használunk, a gázvédelem javítása érdekében az áramátadó nem nyúlhat túl a gázterelőn. Az áramátadóból a speciálisan alumíniumhoz kifejlesztett változatok a méretük, bevezetési szögük és anyagminőségük miatt alkalmasabban alumínium hegesztésre.

Végül néhány gyakorlati fogás:

Tisztítsuk meg a fémet – az olajok, porok és egyéb maradványok eltávolítása segít a jó eredmények elérésében és a porozitás kockázatának csökkentésében.

Távolítsa el az alumínium-oxid réteget – az alumínium-oxid magas olvadáspontja miatt szigetelőként működik, és az ívgyújtásnál problémákat okozhat. Az oxidrétegen is porozitást eredményezhet, mivel az oxidréteg is hajlamos megtartani némi nedvességet.

Tárolás – az anyag stabil hőmérsékleten tartása segít megelőzni, hogy a nedvesség kondenzációt hozzon létre a felületen.

Kopóalkatrészek ellenőrzése – A porozitás csökkentése érdekében új és jó állapotú gázterelőt kell használnunk, és győződjünk meg arról, hogy minden csatlakozás gáztömör, és vízzáró. Fontos továbbá, hogy megfelelő előtoló görgőket és huzalvezetőt használjunk, amik alumíniumhoz huzalhoz lettek kifejlesztve. A nagy hőállóságú grafitos műanyag vagy teflon  huzalvezető használata alumínium hegesztésénél segít csökkenteni az alumínium huzal súrlódását, kopását, valamint azt, hogy a forgácsok eltömítsék a huzalvezetőt vagy megnehezítsék a huzalelőtolást.