Análisis integral de los métodos y tecnologías de soldadura de aluminio: de los principios a la guía de aplicación

 

La tecnología de soldadura de aluminio se ha convertido en un proceso indispensable en la fabricación moderna debido a sus características de conexión de alta eficiencia y amplios escenarios de aplicación. El aluminio y sus aleaciones tienen ventajas tales como peso ligero y resistencia a la corrosión. Sin embargo, características como la oxidación fácil y la conducción rápida del calor durante el proceso de soldadura también plantean desafíos para el proceso. Este artículo elaborará sistemáticamente el conocimiento básico de la soldadura de aluminio desde aspectos tales como principios de soldadura, métodos, puntos clave de operación y aplicaciones industriales.

 

I. Principios y dificultades fundamentales de la soldadura de aluminio

Soldadura de aluminiofundir el metal base y el material de carga a través de fuentes de calor tales como arco, láser o llama y lograr una unión metalúrgica bajo la protección de gas inerte. Entre ellos, el punto de fusión de la película de óxido (Al ₂O₃) en la superficie de aluminio es tan alto como 2050°C, superando con mucho el punto de fusión del propio material de aluminio (660°C). Si no se limpia a fondo, es probable que cause problemas tales como inclusiones de escoria y porosidad en la soldadura. Por lo tanto, el tratamiento previo a la soldadura y la protección contra los gases son las claves para garantizar la calidad de la soldadura.

 

II. Métodos de soldadura convencionales y escenarios aplicables

1. Soldadura blindada con gas inerte (TIG/MIG)

- Soldadura de gas inerte de tungsteno (TIG): el gas argón aisla el oxígeno y el electrodo de tungsteno estabiliza el arco. Es adecuado para la soldadura de precisión de placas delgadas (1 - 20 mm), como componentes de aviación y carcasas electrónicas.

- Soldadura de gas inerte de metal (MIG): tiene una alta eficiencia de soldadura y puede manejar placas de hasta 50 mm de grosor. Se utiliza comúnmente para soldar carrocerías de automóviles y estructuras de edificios. La soldadura MIG pulsada reduce aún más la deformación térmica y es adecuada para la soldadura en todas las posiciones.

2. Soldadura por gas y soldadura por arco

- El equipo de soldadura a gas es simple pero tiene una baja eficiencia térmica y solo se utiliza para reparar placas delgadas (0,5 - 10 mm) que no soportan carga, como la restauración de puertas y ventanas antiguas.

- La soldadura por arco manual se está reemplazando gradualmente debido a su tendencia a producir porosidad y ahora se utiliza principalmente para la reparación de emergencia de piezas de aluminio fundido.

3. Tecnologías de soldadura avanzadas

- Soldadura por láser: enfoca la energía para lograr la soldadura de precisión de nivel milimétrico y se utiliza comúnmente en componentes electrónicos y equipos médicos.

- Soldadura por fricción: Es un proceso de unión de estado sólido sin humo y polvo y no requiere alambre de soldadura. Es adecuado para vagones de tren de alta velocidad y placas de barcos.

 

III. Cinco pasos clave en las operaciones de soldadura

1. Pretratamiento de superficie

- Limpieza química: Retire la película de óxido con una solución alcalina (5% - 10% NaOH) y neutralice los residuos con decapado (30% HNO) ₃). Es adecuado para la producción por lotes de piezas de trabajo pequeñas.

- Limpieza mecánica: Use un cepillo de alambre para molienda combinado con acetona para desengrasar para procesar piezas soldadas de gran tamaño o de múltiples capas.

2. Optimización de parámetros

- Seleccione la corriente según el grosor del material: Para placas delgadas (1 - 3mm), se recomienda 20 - 80A; para placas gruesas (> 6mm), se requiere más de 150A.

- Control del caudal del gas argón a 8 - 15L / min. El helio puede aumentar la profundidad de penetración, y los gases mixtos se utilizan para aleaciones especiales.

3. Control de temperatura

- Precalentar a 100 - 250°C para reducir el estrés térmico. Las placas delgadas (<3 mm) pueden no requerir precalentamiento.

- Mantenga la temperatura entre capas por debajo de 150 ° C para evitar el engrosamiento del grano.

4. Control de calidad en tiempo real

- Inspeccionar visualmente si la formación de soldadura es uniforme y usar la detección de defectos de rayos X para detectar porosidad interna y grietas.

- Realizar pruebas de flexión para verificar la plasticidad de las juntas y pruebas de dureza para evaluar el rendimiento de la zona afectada por el calor.

5. Tratamiento post-soldadura

- Usar chorro de arena o pulido mecánico para eliminar el color de oxidación de la superficie.

- Recocido a 350°C durante 2 horas para liberar la tensión residual.

 

IV. Aplicaciones industriales y sugerencias de selección

- Aeroespacial: la soldadura TIG se utiliza para las pieles de aleación de aluminio, y la soldadura por agitación por fricción se utiliza para los tanques de combustible.

- Fabricación de automóviles: la soldadura MIG se utiliza para la conexión rápida de la estructura de la carrocería, y la soldadura láser se utiliza para el sellado del paquete de baterías.

- Tránsito ferroviario: la soldadura MIG de pulso doble mejora la resistencia a la fatiga de la carrocería del coche.

 

V. Seguridad y especificaciones

Los operadores deben usar máscaras anti-ultravioletas y trajes a prueba de fuego. El área de trabajo debe estar equipada con un sistema de ventilación para prevenir el riesgo de asfixia por el argón. Al almacenar los alambres de soldadura, manténgalos secos (humedad <60%) y usándolos dentro de las 24 horas después de la apertura.

 

El dominio de los puntos principales de la tecnología de soldadura de aluminio puede mejorar significativamente el rendimiento del producto y reducir los costos de producción. Las empresas deben seleccionar el esquema de soldadura más adecuado de acuerdo con el material de la pieza de trabajo, las condiciones de trabajo y los requisitos de calidad, y optimizar continuamente los parámetros del proceso para satisfacer diversas necesidades de producción.