Aluminium odgrywa istotną rolę w przemyśle – lekkość oraz dobre właściwości mechaniczne sprawiają, że materiał jest powszechnie stosowany w branży motoryzacyjnej, lotniczej, energetycznej czy elektronicznej. Jednocześnie uchodzi za trudno spawalny i bywa materiałem problematycznym, co rodzi pytania: jak spawać aluminium, czym spawać aluminium oraz jakie technologie zapewniają najlepszą jakość spoiny?
Spawanie aluminium – jakie są trudności?
Spawanie aluminium wiąże się z szeregiem wyzwań technologicznych, które wpływają na jakość spoiny i stabilność procesu. Do najważniejszych problemów należą:
- wysoka przewodność cieplna, powodująca szybkie odprowadzanie ciepła ze strefy spawania,
- niska temperatura topnienia w porównaniu do stali,
- podatność materiału na korozję (tlenki aluminium),
- skłonność do powstawania porów i pęknięć gorących,
- w wielu przypadkach brak informacji na temat gatunku spawanego/napawanego materiału.
To właśnie te cechy sprawiają, że spawanie aluminium wymaga precyzyjnej kontroli parametrów oraz odpowiedniego przygotowania materiału.
Jak przygotować materiał pod spawanie aluminium?
To etap, który w dużej mierze decyduje o końcowej jakości spoiny. Aluminium jest szczególnie podatne na utlenianie powierzchni, dlatego przed rozpoczęciem procesu spawania niezbędne jest dokładne oczyszczenie materiału z wszelkich zanieczyszczeń – olejów, smarów oraz tlenków. Należy przy tym pamiętać, że tlenki aluminium nie wypływają na powierzchnię ciekłego metalu, lecz pozostają w nim jako zanieczyszczenie późniejszej spoiny, co może prowadzić do obniżenia jej jakości oraz wytrzymałości. Problem obecności tlenków nabiera szczególnego znaczenia w sytuacji, gdy aluminium jest przechowywane w wilgotnej atmosferze – powłoka tlenkowa łatwo absorbuje wilgoć, co sprzyja powstawaniu pęcherzy wodorowych i utrudnia uzyskanie czystej, jednorodnej spoiny. Aby ograniczyć to ryzyko, grubsza warstwa tlenków powinna zostać usunięta jeszcze przed procesem spawania. W praktyce stosuje się m.in.:
- szczotkowanie mechaniczne – przy użyciu nierdzewnego włosia,
- szlifowanie,
- chemiczne odtłuszczanie powierzchni – np.zmywaczem uniwersalnym.
Należy pamiętać o odpowiednim przygotowaniu spoiwa – ono także powinno być suche, odtłuszczone i pozbawione tlenków.
Uwaga! Wszystkie narzędzia używane do czyszczenia aluminium muszą być stosowane wyłącznie do czyszczenia aluminum. W procesie należy zachować “czystość” obrabianego metalu, aby uniknąć wtórnego zanieczyszczenia powierzchni.
Odpowiednie przygotowanie powierzchni zapewnia lepszą jakość spoiny oraz minimalizuje ryzyko wad w gotowym produkcie.
Szukasz odpowiednich środków do czyszczenia form wtryskowych? Sprawdź bogatą ofertę środków czyszczących na www.sumaris.pl/ishop
Jak spawać aluminium? – wybór metody
Jedną z kluczowych kwestii pojawiających się na etapie planowania procesu produkcyjnego jest dobór optymalnych rozwiązań – najczęściej wybieranymi są metody MIG oraz TIG.
Dobrze sprawdzają się w przypadku większych powierzchni oraz spawania konstrukcyjnego. Ich największym atutem jest wysoka jakość spoiny oraz szeroka wszechstronność – doskonale nadają się w produkcji krótkoseryjnej.
Należy jednak pamiętać, że metoda TIG posiada istotne ograniczenia techniczne. Jednym z nich jest niewielka prędkość spawania, wynosząca zazwyczaj około 10-30cm/min co wpływa na wydajność procesu. Dodatkowo, przy spawaniu elementów o grubości powyżej 10 mm metoda ta staje się mało opłacalna ze względu na czas – warto wtedy połączyć spawanie TIG z innymi dostępnymi metodami.Jeśli zależy Ci na precyzji i jakości, warto zastanowić się nad użyciem spawarek laserowych, gwarantują one najwyższą jakość spoin, wolną od wad typowych dla standardowych metod.
Spawanie aluminium laserem
Wraz z rozwojem technologii produkcyjnych coraz większe znaczenie zyskują nowoczesne metody, takie jak laserowe spawanie aluminium, które pozwalają skutecznie ograniczyć problemy charakterystyczne dla tradycyjnych technik. Metoda laserowa wykorzystuje silnie skoncentrowaną wiązkę lasera do punktowego stopienia materiału, co pozwala na uzyskanie bardzo wąskiej, estetycznej i precyzyjnej spoiny przy minimalnym wpływie temperatury na materiał. Jest to osiągalne dzięki możliwości wykorzystania spoiwa o średnicy od 0,2 mm.
Spawanie laserowe wykorzystywane jest najczęściej w przemyśle motoryzacyjnym, lotniczym oraz elektronicznym a także w przemyśle przetwórstwa tworzyw sztucznych (formy wtryskowe, rozdmuchowe i termoforming).
Usługi spawania form wtryskowych
Aluminium jest materiałem wymagającym w obróbce spawalniczej, a samodzielne próby jego spawania lub zły dobór metody często prowadzą do problemów z jakością spoin takich jak niejednorodność wypełnienia, różnica w odcieniu materiału rodzimego i napawanego, często występowanie porów w napoinie . W takich przypadkach warto zdecydować się na skorzystanie z usług doświadczonych specjalistów. Oferujemy profesjonalne spawanie i naprawę form wtryskowych, wykrojników oraz innych narzędzi (aluminiowych, stalowych oraz berylowych) wykorzystywanych w przetwórstwie tworzyw sztucznych. Naprawy wykonujemy na wysokiej jakości urządzeniach polskiej produkcji – HTS Mobile i ECO Laser marki Laserpoint, do precyzyjnego spawania i napawania elementów wymagających najwyższej dokładności. Dzięki wieloletniemu doświadczeniu każda usługa realizowana jest z dbałością o precyzję i wysoką jakość, a indywidualne podejście pozwala zoptymalizować czas i koszty w zależności od potrzeb klienta.
Przykłady spawania laserowego w aluminium
Źródło: archiwum firmowe
Podsumowanie
Aluminium znane ze swych właściwości uchodzi za materiał problematyczny podczas spawania, zwłaszcza gdy myślimy o nim w kontekście napraw pęknięć i ubytków na formach wtryskowych. Jego spawanie jest procesem wymagającym z uwagi na wysoką przewodność cieplną, niską temperaturę topnienia i skłonność do powstawania porów oraz pęknięć. Najczęściej stosowanymi gatunkami aluminium w produkcji form wtryskowych są te z serii 2000/7000 uchodzące za trudnospawalne – optymalną metodą naprawy (np. pęknięć, wgnieceń i wytarć powstałych podczas cyklu produkcyjnego) może być spawanie laserowe. W wielu przypadkach, szczególnie przy narzędziach wymagających szczególnej precyzji, warto powierzyć naprawę doświadczonym specjalistom.
Sprawdź naszą ofertę usług naprawy form wtryskowych.
