알루미늄 용접 기술
중요성
Al은 높은 열팽창률과 세 배 높은 열전도율에 비해 낮은 융점(657°C)을 가지고 있습니다. 뜨거운 알루미늄은 매우 잘 부서지기 쉬우며, 용접 시 가장 큰 어려움은 쉽게 산화되는 것입니다. 산화물 (Ал2О3)은 단단하고 내화성이 있습니다. 이는 2050°C에서 녹으며 화학적으로 중성이기 때문에 플럭스가 잘 작용하지 않습니다.
용접
가스 및 아크 용접이 사용되며, 특수 전기접촉 용접 기계도 사용합니다. 가장 일반적인 것은 아세틸렌-산소 혼합물을 사용한 가스 용접입니다. 금속 가장자리는 사전에 깔끔히 청소되어야 합니다: 샌드 블래스터, 강철 브러시, 스크레이핑 또는 벤젠이나 수산화나트륨 수용액으로 세척합니다. 수산화나트륨으로 세척한 후 부품은 부식 방지를 위해 흐르는 물로 철저히 세척합니다. 알루미늄 주물을 용접할 때는 300°C까지 사전 가열하는 것이 좋습니다.
플럭스
두꺼운 알루미늄 주물을 용접할 때는 때때로 특수 플럭스 없이도 가능합니다. 그렇지만 이 경우 알루미늄 산화물이 용접 풀의 표면에서 철 와이어 스크레이퍼로 지속적으로 제거되어야 하며 첨가봉의 끝은 산화를 방지하기 위해 용접 풀로 담가야 합니다. 보통의 경우 특수 플럭스가 비교적 낮은 온도에서도 알루미늄 산화물을 강력하게 용해하여 용접을 쉽게 해줍니다. 좋은 플럭스가 발명되기 전까지 알루미늄 용접은 복잡함 때문에 거의 실행되지 않았습니다. 특히, 리튬의 할로겐화합물이 알루미늄 산화물 Аl2О3을 강하게 용해시키기 때문에, 플럭스에 염화 리튬이나 불화 리튬을 첨가합니다.
새롭고 더 나은 플럭스를 찾기 위한 연구는 여전히 진행 중입니다. 새 플럭스의 품질을 테스트하기 위해, 가스램프로 회색 매트 산화막이 덮인 알루미늄 판에 작은 용접 풀을 녹입니다. 좋은 플럭스를 핀치하여 용접 풀에 넣으면 표면이 거의 즉각적으로 깨끗해집니다.
일부 사용되는 플럭스 구성
| 플럭스 충전재 | 구성 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 염화물 | 나트륨 NaCl | 30 | 45 | 28 | 35 | 33 | 30 | 19 |
| 염화물 | 칼륨 KCl | 45 | 30 | 50 | 48 | 45 | 45 | 29 |
| 염화물 | 리튬 LiCl | 15 | 10 | 14 | 9 | 15 | 15 | - |
| 염화물 | 바륨 BaCl2 | - | - | - | - | - | - | 48 |
| 불화물 | 나트륨 NaF | - | - | 8 | 8 | - | 10 | - |
| 불화물 | 칼륨 KF | 7 | 15 | - | - | 7 | - | |
| 불화물 | 칼슘 CaF2 | - | - | - | - | - | - | 4 |
| NaHSO4 | 3 | - | - | - | - | - | - | |
플럭스 제조 및 보관
플럭스와 코팅은 화학적으로 순수한 물질로 준비됩니다. 플럭스는 구성 요소를 동시에 분쇄하면서 철저히 혼합하거나, 예를 들어 결합체와 공 내부에 있는 밀에서 부품들을 사전에 융합한 후 잘 분쇄합니다. 플럭스의 융합은 일반적으로 더 나은 결과와 더 낮은 수분 흡수성을 제공합니다. 알루미늄 플럭스는 대기의 습기에 의해 특성이 변화되기 때문에, 단단히 밀폐된 용기에 보관하고 한 교대 작업 시간 동안만 사용할 양만큼씩 꺼내 사용합니다.
버트 접촉 용접
이 방법에서는 알루미늄이 전기 구동식 기계에서 지속적으로 녹습니다. 용접 단면 1 cm2당 15,000 A의 전류에서 용융 두께는 5-12 mm이며 쇼크는 1.5-5 mm로 용접 접합 부위의 단면에 따라 다릅니다. 지속 용융 시간은 30부터 70까지 교류 주기이며, 쇼크 시간은 2에서 5까지 주기입니다. 전류는 쇼크 시작 시 꺼집니다.
점 용접
알루미늄의 높은 전기 전도성과 용접 시 빠른 용융(0.002-0.005 초)으로 인해 점 용접이 크게 어려움을 겪습니다. 따라서 전극이 금속과의 압력과 접촉을 유지하려면 기계의 전극 이동이 빠르게 이루어져야 합니다. 축적된 에너지를 사용하는 점 용접도 가능합니다. 일반적으로 축전기 점 용접을 사용합니다. 이러한 용접에 사용되는 전극은 높은 경도와 전기 전도성을 가진 구리 합금으로 만듭니다. 알루미늄에 점착된 구리 전극이 용접을 어렵게 하여, 점 표면을 손상시키지 않기 위해 전극의 금속 얇은 층을 제거하는 즉각적인 청소가 필요합니다. 전극은 흐르는 물로 냉각해야 합니다. 또한, 이온 차단기를 갖춘 강력한 기계를 사용한 봉 용접도 가능합니다.
합금
알루미늄 합금은 순수한 알루미늄보다 더 높은 강도를 가지고 있습니다. 알루미늄 합금은 두 그룹으로 나눌 수 있습니다: 열 강화되지 않는 합금과 열 강화되는 합금. 첫 번째 그룹의 예로는 1.3% 망간이 포함된 AMc 합금이 있으며, 인발에 따라 13에서 20 kg/mm2의 인장 강도를 가지고 있습니다. 이러한 합금은 열처리에 덜 민감하고 상대적으로 쉽게 용접됩니다. 용접 이음의 강도는 소둔 상태의 기본 소재와 비슷합니다.
듀랄루민
열 강화되는 합금입니다. 여러 등급으로 구성되어 있으며, 38에서 46 kg/mm2 사이의 인장 강도를 가지고 있습니다. 듀랄루민 용접은 여전히 어려움을 겪고 있습니다. 듀랄루민은 구리와 마그네슘이 결합된 알루미늄 합금으로, 금속간 화합물을 형성합니다. 알루미늄에서의 이들의 용해도는 온도에 따라 다릅니다. 알루미늄이 임계 온도 이상으로 가열되면, 이들 화합물은 금속에 완전히 용해되고 급속 냉각 시 그 상태를 유지하여 합금이 경화됩니다. 금속이 나중에 버티는 동안(금속의 에이징), 금속간 용액은 붕괴되어 미세한 입자로 화합물이 생성됩니다. 이것이 듀랄루민에게 높은 강도와 경도를 제공하는 기계적 장점입니다. 그러나 용접 시 지역적인 금속 과열로 인한 역과정이 발생하여 기계적 강도가 감소됩니다. 이 감소는 추가 열처리로 해결되지 않습니다.
공급자
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