Wie man Aluminiumlegierungen laserschweißt
Aluminiumschweißen könnte knifflig sein
Aluminiumlegierungen werden anhand ihrer primären Legierungselemente in Serien eingeteilt.
Jede Serie besitzt einzigartige Eigenschaften, die sich auf ihre Schweißbarkeit auswirken, insbesondere beim handgeführten Laserschweißen.
Nachfolgend finden Sie eine Übersicht über die gängigen Aluminiumlegierungsreihen, ihre Eigenschaften, geeignete Schutzgase, geeignete Schweißzusätze sowie Tipps für die Erzielung hochwertiger Schweißnähte.
Inhaltsverzeichnis:
1. Gängige Aluminiumlegierungen für das Laserschweißen
Der erste Schritt zu einer guten Schweißnaht: Verstehen
Aluminiumlegierungen der Serie 1000
Zusammensetzung:Besteht zu 99,00 % aus Aluminium oder mehr.
Eigenschaften:Leicht und hochgradig formbar, daher einfach zu verarbeiten.
Schutzgas:Zur Vermeidung von Oxidation wird 100%iges Argon empfohlen.
Fülldraht:Für eine bessere Kompatibilität verwenden Sie Fülldraht 4047 oder 4045.
Schweißtipps:Die Oberfläche muss sauber und frei von Oxiden sein. Aufgrund der hohen Duktilität ist Vorwärmen in der Regel nicht erforderlich.
Aluminiumlegierungen der Serie 2000
Zusammensetzung:Hauptsächlich legiert mit Kupfer (2-10%).
Eigenschaften:Hohe Festigkeit, aber geringe Duktilität; neigt beim Schweißen zu Rissbildung.
Schutzgas:Argon mit einem geringen Heliumanteil kann die Durchdringung verbessern.
Fülldraht:Verwenden Sie Schweißdraht 4047 oder 2319, der für kupferreiche Legierungen ausgelegt ist.
Schweißtipps:Das Material vorwärmen, um die Rissbildung zu verringern. Die Wärmezufuhr sorgfältig steuern, um übermäßige thermische Spannungen zu vermeiden.
Aluminiumlegierungen der Serie 3000
Zusammensetzung:Mit Mangan legiert.
Eigenschaften:Gute Korrosionsbeständigkeit und Festigkeit; behält die Festigkeit auch bei erhöhten Temperaturen.
Schutzgas:100%iges Argon ist wirksam.
Fülldraht:Schweißdraht der Sorten 4045 oder 4047 ist geeignet.
Schweißtipps:Reinigen Sie die Oberfläche gründlich, um alle Verunreinigungen zu entfernen. Halten Sie eine gleichmäßige Fahrgeschwindigkeit ein, um eine gleichmäßige Wärmeverteilung zu gewährleisten.
Aluminiumlegierungen der Serie 4000
Zusammensetzung:Enthält Silizium, welches den Schmelzpunkt senkt.
Eigenschaften:Erhöhte Duktilität und hervorragend geeignet für den Druckguss; nicht wärmebehandelbar.
Schutzgas:Argon wird bevorzugt.
Fülldraht:Für optimale Ergebnisse verwenden Sie 4047-Schweißdraht.
Schweißtipps:Vorwärmen kann die Durchdringung verbessern. Die Wärmezufuhr sollte genau überwacht werden, um Verformungen zu vermeiden.
Aluminiumlegierungen der Serie 5000
Zusammensetzung:Mit Magnesium legiert.
Eigenschaften:Hohe Festigkeit und ausgezeichnete Korrosionsbeständigkeit; geeignet für Bleche und Platten.
Schutzgas:Es wird 100% Argon empfohlen.
Fülldraht:Für eine bessere Kompatibilität verwenden Sie Fülldraht 5356.
Schweißtipps:Vorwärmen ist bei dickeren Abschnitten von Vorteil. Verwenden Sie eine Drucktechnik, um die Reinigungswirkung zu verbessern und Verunreinigungen zu reduzieren.
Aluminiumlegierungen der Serie 6000
Zusammensetzung:Enthält sowohl Magnesium als auch Silizium.
Eigenschaften:Gute Duktilität und wärmebehandelbar; ideal für Extrusionen.
Schutzgas:Argon oder ein Gemisch aus Argon und Helium.
Fülldraht:Schweißdraht der Sorten 4045 oder 5356 ist geeignet.
Schweißtipps:Achten Sie auf eine gründliche Reinigung der Oberfläche. Verwenden Sie eine höhere Fahrgeschwindigkeit, um eine Überhitzung zu vermeiden.
Aluminiumlegierungen der Serie 7000
Zusammensetzung:Hauptsächlich mit Zink legiert.
Eigenschaften:Hohe Festigkeit, aber aufgrund von Rissbildung im Allgemeinen nicht für das Schmelzschweißen geeignet.
Schutzgas:Argon mit Helium kann von Vorteil sein.
Fülldraht:Verwenden Sie Fülldraht 7072 oder 7005.
Schweißtipps:Vorwärmen ist entscheidend, um die Rissbildung zu minimieren. Kontrollierte Wärmezufuhr und zu hohe Fahrgeschwindigkeiten sind wichtig.
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2. Allgemeine Tipps zum Laserschweißen von Aluminium
Für optimale Schweißergebnisse beachten Sie bitte folgende Punkte:
Oberflächenvorbereitung
Reinigen Sie die Aluminiumoberfläche stets gründlich, um Oxide und Verunreinigungen zu entfernen.
Wärmeregelung
Die Wärmezufuhr muss sorgfältig überwacht werden, um Verformungen und Verzerrungen zu vermeiden, insbesondere bei dünneren Materialien.
Reisegeschwindigkeit
Passen Sie die Fahrgeschwindigkeit entsprechend der Materialdicke an, um ein Gleichgewicht zwischen Eindringtiefe und Wärmeeintrag zu erzielen.
Fokuspunktanpassung
Fokussieren Sie den Laserstrahl etwas unterhalb der Oberfläche, um eine bessere Durchdringung und geringere Reflexion zu erzielen.
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3. Wie man gute Schweißnähte mit Aluminiumlegierungen erzielt
Die Hälfte des Weges geht über das Verständnis des Materials.
Das Verständnis gängiger Aluminiumlegierungsreihen ist aus mehreren Gründen entscheidend für eine gute Schweißung mit einem handgeführten Laserschweißgerät:
Materialeigenschaften
Jede Aluminiumlegierungsreihe besitzt einzigartige Eigenschaften, darunter Festigkeit, Duktilität und Schmelzpunkt.
Die Kenntnis dieser Eigenschaften hilft bei der Auswahl der geeigneten Schweißparameter, wie z. B. Leistungseinstellungen und Schweißgeschwindigkeit, um eine starke und effektive Schweißnaht zu gewährleisten.
Schweißherausforderungen
Unterschiedliche Legierungsreihen stellen beim Schweißen spezifische Herausforderungen dar.
Beispielsweise neigen Legierungen der Serie 2000 zu Rissbildung, während Legierungen der Serie 4000 zu leicht fließen können.
Das Verständnis dieser Herausforderungen ermöglicht es Schweißern, Techniken zur Minderung von Problemen anzuwenden, wie z. B. Vorwärmen oder Anpassen der Schweißzusatzwerkstoffe.
Kompatibilität der Füllstoffe
Für eine starke Verbindung benötigen unterschiedliche Aluminiumlegierungen kompatible Füllstoffe.
Die Verwendung des richtigen Fülldrahts kann beispielsweise Probleme wie Porosität oder unzureichende Verschmelzung verhindern.
Kenntnisse über die Legierungsreihe helfen bei der Auswahl des richtigen Schweißzusatzdrahtes zur Verbesserung der Schweißqualität.
Auswahl des Schutzgases
Die Wahl des Schutzgases kann die Schweißnahtqualität erheblich beeinflussen.
Für jede Legierungsreihe können spezifische Schutzgase erforderlich sein, um Oxidation zu verhindern und die Durchdringung zu verbessern.
Das Verständnis der Legierungszusammensetzung hilft Schweißern, das beste Schutzgas für optimale Ergebnisse auszuwählen.
Wärmemanagement
Unterschiedliche Legierungen reagieren unterschiedlich auf Hitze.
Bei einigen Bauteilen kann eine Vorwärmung oder Nachbehandlung nach dem Schweißen erforderlich sein, um Spannungen abzubauen.
Das Verständnis der Legierungsreihen ermöglicht es Schweißern, die Wärmezufuhr effektiv zu steuern und so das Risiko von Verformungen oder Rissen zu verringern.
Eignung für den Anwendungsbereich
Bestimmte Aluminiumlegierungen eignen sich besser für spezielle Anwendungen, wie beispielsweise die Luft- und Raumfahrt oder die Automobilindustrie.
Die Kenntnis der Eigenschaften jeder Legierungsreihe hilft bei der Auswahl der richtigen Legierung für den jeweiligen Anwendungsfall und gewährleistet, dass das Endprodukt den Leistungs- und Sicherheitsstandards entspricht.
Kosteneffizienz
Durch die Verwendung der geeigneten Legierung und Schweißparameter lassen sich effizientere Schweißprozesse realisieren, wodurch Materialverschwendung und Nacharbeiten reduziert werden.
Das Verständnis der Legierungseigenschaften trägt zu einer besseren Planung und Ausführung bei und spart letztendlich Zeit und Kosten.
Qualitätssicherung
Die Kenntnis der verschiedenen Aluminiumsorten hilft bei der Festlegung von Qualitätskontrollmaßnahmen.
Je nach Legierungstyp können Schweißer spezifische Techniken und Standards anwenden, was zu gleichmäßigen und qualitativ hochwertigen Schweißnähten führt.
Das Schweißen von Aluminium ist mit herkömmlichen Schweißverfahren schwierig.
Laserschweißen vereinfacht diesen Prozess
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Veröffentlichungsdatum: 20. Dezember 2024