알루미늄 용접

알루미늄 용접에는 세척, 균일한 보온, 용접 재료, 견고한 용접 기술 등 일련의 매개변수가 필요하며, 높은 열 전도성과 고유한 산화층 형성으로 인해 어려움을 겪습니다. 급속한 열 발산은 용접부의 뒤틀림, 뒤틀림, 잔류 응력을 유발할 수 있으며, 특히 얇은 시트에서 나타나 접합 강도에 영향을 미칩니다.

 

설명

 

열전도율과 열 민감도는 강철의 약 4~5배이며, 알루미늄 녹는점은 산화층보다 낮아 용접 금속이 제대로 접합되는 것을 방해하는 장벽을 만듭니다. 알루미늄은 열이 잘 분산되어 용접 시 큰 크레이터가 발생할 수 있으므로 알루미늄은 크레이터 균열에 매우 취약하므로 용접 종료 시 파손이 발생하지 않도록 크레이터를 채워야 합니다. 용접공은 용접 시작보다 더 많은 열이 존재한다는 것을 분명히 알아야 하며, 이것이 용접이 시작에서 꽤 많이 진행될 때까지 완전 용입이 발생하지 않을 수 있는 이유입니다.

 

알루미늄 필러와 알루미늄 등급

 

알루미늄을 용접할 때 강하고 내구성이 있으며 호환 가능한 용접을 보장하려면 올바른 필러 재료(주로 필러 로드 또는 와이어 형태)를 선택하는 것이 중요합니다. 알루미늄 필러는 기본 알루미늄 합금, 용접 공정(예: TIG, MIG), 용도 및 강도, 내식성 또는 연성과 같은 원하는 특성을 기준으로 선택됩니다. 아래에서는 다양한 알루미늄 유형에 권장되는 충진재를 설명하고 사용 상황을 제공합니다.

 

• √1xxx 시리즈(순수 알루미늄, 예: 1100, 1350), 권장 필러: 1100, 4043,

1xxx 시리즈는 내식성이 우수하고 열전도율은 높으나 강도는 낮은 반면, 1100과 같은 순수 알루미늄 필러는 내식성과 전도성이 모재의 조성과 일치한다는 것을 알고 있습니다. 전기 전도체 및 화학 장비 분야의 경우 4043(실리콘-합금)은 특히 TIG 용접에서 더 나은 유동성과 균열 저항성을 위해 사용됩니다. 간단히 말해서, 1xxx 시리즈는 부드럽기 때문에 균열을 방지하려면 더 강한 필러와 과도하게-합금하는 것을 피하세요.

 

• √2xxx 시리즈

(구리-합금, 예: 2024, 2219, 권장 필러: 2319(구체적으로 2219의 경우 절충안으로 4043)

항공우주 부품의 경우 2319는 구리 함량과 일치하고 강도를 제공하기 때문에 2219에 사용됩니다.. 2xxx 시리즈 합금은 강도가 높지만 열간 균열이 발생하기 쉽고 특히 2024에 용접할 수 없는 것으로 간주되는 경우가 많습니다. 4043은 강도를 희생하지만 균열을 줄이기 위한 다른 2xxx 합금의 대안입니다. 가능하다면 2xxx 시리즈 용접을 피하고 중요한 용도에는 기계적 고정이 선호됩니다.

 

• √3xxx 시리즈(망간-합금, 예: 3003, 3004), 권장 필러: 4043, 5356

3xxx 시리즈는 적당한 강도와 우수한 내식성을 가지며 판금에 자주 사용되며 4043은 범용 용접에 우수한 유동성과 균열 저항성을 제공합니다.-더 높은 강도 또는 내식성이 필요한 경우{3}}(마그네슘-합금)을 사용할 수 있습니다.{5}}xxx 시리즈는 용접 가능하며 필러 선택은 종종 용접 후 외관 또는 강도 요구 사항에 따라 달라지며 판금, HVAC, 식품 용기에 널리 사용됩니다.

 

• √4xxx 시리즈: 실리콘-합금(예: 4043). 우수한 유동성과 균열 저항성으로 인해 필러 자체로 자주 사용됩니다.

 

• √5xxx 시리즈(마그네슘-합금, 예: 5052, 5083, 5086), 권장 필러: 5356, 5183, 5556

이 시리즈는 강도가 높고 내식성이 우수하여 해양용, 자동차용, 압력용기 등에 널리 사용됩니다. 실제로 5356은 일치하는 마그네슘 함량, 탁월한 내식성(특히 해양 환경에서) 및 우수한 강도로 인해 대부분의 5xxx 합금에 사용되는 필러입니다.. 5183 5556은 더 높은 강도의 응용 분야(예: 조선업의 5083 비금속)에 사용됩니다-. 내식성이 중요한 경우 실리콘이 이를 감소시킬 수 있으므로 5xxx 합금에 4043과 같은 4xxx 필러를 사용하지 않는 것을 잊지 마십시오. 또한 5xxx 필러는 TIG 용접 시 얼룩(검은색 잔여물)이 발생할 수 있어 청소가 필요한 경우가 많습니다.

 

• √6xxx 시리즈(마그네슘-실리콘-합금, 예: 6061, 6063), 권장 필러: 4043, 5356

이 시리즈는 강도와 용접성이 뛰어나 구조적 응용 분야에 널리 사용되며, 4043은 뛰어난 유동성, 낮은 균열 감도 및 양극 산화 처리 후 우수한 색상 일치로 널리 사용됩니다(6xxx 합금에 일반적임). 5356는 더 높은 강도가 필요할 때 선택되지만 유동성이 적고 양극 산화 처리 후 색상과 일치하지 않을 수 있습니다-. 또한 4043은 사용 편의성으로 인해 6061의 일반 수리에 선호되는 경우가 많지만 5356은 중요한 용접에 더 나은 기계적 특성을 제공합니다.

 

• √7xxx 시리즈(아연-합금, 예: 7075, 7050), 권장 필러: 5356(드물게), 4043(절충)

이 시리즈는 강도가 매우 높아 항공우주 및 고강도 부품에 사용되지만 균열로 인해 용접성이 떨어지므로 7xxx 합금은 심각한 열간 균열 및 응력 부식 문제로 인해 용접할 수 없습니다. 용접을 시도할 때(예: 수리를 위해) 균열을 최소화하기 위해 5356 또는 4043을 사용하지만 용접은 모재보다 훨씬 약해집니다. 일반적으로 7xxx 합금의 경우 용접을 권장하지 않으며 대체 접합 방법이나 특수 기술(예: 마찰 교반 용접)을 적극 권장합니다.

 

 

알루미늄 용접 고려 사항

 

올바른 용가재를 선택하는 것은 알루미늄 용접 시 가장 중요한 결정 중 하나입니다. 잘못된 선택으로 인해 균열, 강도 손실 및 내식성 저하가 발생할 수 있습니다. 철강과 달리 모재에 맞는 용가재를 사용하는 일이 거의 없기 때문에, 건전한 알루미늄 용접을 위해서는 종합적인 고려가 필요합니다. 다음은 간단한 목록입니다.

 

• √산화

알루미늄은 대기에 노출되면 급속히 산화되어 알루미늄(660℃)보다 녹는점(2072℃)이 높은 얇은 산화막을 형성합니다. 종종 이 장벽을 통한 용접으로 인해 가공물에 구멍이 생길 수 있습니다. 산화물 층의 제거는 용제, 산 또는 전용 스테인레스 스틸 와이어 브러시나 샌드블래스팅을 통한 기계적 연마 기술을 통해 달성할 수 있습니다.

 

• √아노다이징

양극 산화 처리, 용접 부위를 양극 산화 처리할 경우 모재 금속의 색상 반응과 일치하는 필러를 선택하십시오(예: 6xxx 합금의 경우 양극 산화 처리 후 5356보다 4043이 더 좋아 보이는 경우가 많습니다).

 

• √예열

예열은 광범위한 알루미늄 단면과 특정 합금 유형에서 균열 및 다공성 영역 형성을 최소화하는 데 도움이 될 수 있습니다. 그러나 과도한 예열은 부정적인 결과를 초래할 수 있습니다. 또한, 알루미늄을 예열하면 용접 문제를 일으킬 수 있는 급격한 온도 변화를 방지하는 데 도움이 됩니다.

 

• √다공성

용융 상태에서 알루미늄은 다량의 수소를 흡수하여 용접 금속에 작은 공극이나 기포가 형성될 수 있습니다. 이는 금속의 구조적 완전성을 약화시켜 압력과 응력으로 인한 파손에 취약하게 만듭니다. 따라서 보호가스를 사용하고 작업물에서 오일과 그리스를 제거하면 기공률을 최소화할 수 있습니다.

 

• √불순물

변색, 결, 부식 및 산화를 방지하기 위해 용접 접합부에 불순물이 있음을 나타내기 위해 작업자는 용접 전에 작업물에서 오일, 먼지 및 부스러기를 제거해야 합니다. 용접 영역에 부정적인 영향을 미쳐 가공물의 강도와 외관에 영향을 줄 수 있습니다. 용접 전 준비 작업을 최소화하려면-적절한 보관, 장비 유지 관리가 항상 최선의 선택입니다.

 

• √두께

얇고 두꺼운 알루미늄 재료를 동시에 용접하는 것은 가해지는 열이 얇은 재료를 통해 녹을 수 있지만 강한 용접 접합을 위해 두꺼운 재료를 관통할 수 없기 때문에 항상 어려운 일입니다. 용접공은 최적의 용접 품질을 달성하기 위해 알루미늄 등급, 용접 방법, 전류량, 열 입력 및 필러 유형을 포함하는 매개변수를 설정해야 합니다.

 

 

알루미늄 필러의 특징

 

알루미늄 용접은 필러의 기능에 대한 확실한 지식이 필요한 복잡한 공정이며 아래에 요약되어 있습니다.

 

• √4043, 실리콘-은 실리콘의 4.5 - 6.0%와 합금되어 있으며, 실리콘은 녹는점을 낮추고 용접 풀의 유동성을 향상시켜 작업을 더 쉽게 만들고 고온 균열의 위험을 줄입니다. 이 화학 성분은 5356과 같은 마그네슘- 기반 필러에 비해 강도와 내식성이 다소 떨어지지만 용접이 쉽고 비드 외관이 매끄러워집니다. 이는 범용-용접, 수리 및 용접 후 외관(예: 양극 산화 처리)이 중요한 응용 분야에 탁월한 선택이지만 강도가 높거나 부식성이 높은 환경에는 적합하지 않습니다.{10}} 특히 6xxx 및 3xxx 시리즈의 범용-용접에 가장 적합합니다. TIG 및 MIG에 적합합니다. 내식성이 중요한 경우 고-마그네슘 합금(5xxx)에는 적합하지 않습니다. 6xxx 시리즈 합금(예: 6061, 6063)과 함께 사용할 경우 4043은 더 어둡거나 불일치하게 나타날 수 있는 5356과 같은 마그네슘{26}} 기반 필러에 비해 양극 처리 후 더 나은 색상 일치를 제공합니다.
• √ 5356, magnesium-alloyed with 5% of magnesium which can enhance strength and corrosion resistance. It excels in marine and structural welding but is temperature-limited. Its balance of strength, feedability, and color-matching makes it a top choice for welding 5xxx/6xxx aluminum alloys for marine or structural applications. Worthwhile to remember that avoid welding high Mg alloys (>Mg 3%) 취성을 방지합니다. MIG 용접에 공통입니다.
• √5183/5556, 조선과 같은 까다로운 응용 분야에서 5xxx 합금(예: 5083)을 위한 5356에 대한 더 높은 강도의 대체재-입니다.
• √2319, 구리-합금, 항공우주용 2219(용접 가능한 2xxx 합금) 전용입니다.
• √1100/1070: 1xxx 시리즈용 순수 알루미늄 필러로 전도성과 내부식성이 일치하는 구성입니다.
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알루미늄 용접 기술

 

MIG 및 TIG 용접은 정밀도와 품질로 인해 알루미늄을 접합하는 가장 일반적인 용접 기술입니다. 이 두 가지 용접 기술과 함께 특정 응용 분야에 채택되는 다른 용접 솔루션이 있으며 아래에 간략한 소개가 나와 있습니다.

 

• √TIG 용접(텅스텐 불활성 가스)

TIG AC 극성에서 작동하여 아크에 안정성을 제공하고 산화물 층을 닦아낼 수 있으며 숙련된 TIG 용접공은 얇은 부분과 두꺼운 부분을 모두 용접할 수 있는 능력과 함께 알루미늄 합금을 융합하는 데 충분한 열을 지속적으로 생성할 수 있습니다. 가장 일반적으로 아르곤인 불활성 차폐 가스가 TIG 토치에 공급되어 용접 웅덩이가 오염되지 않도록 합니다.

 

• √MIG 용접(가스 금속 아크 용접, GMAW)

MIG 용접은 TIG 용접보다 입열량이 높기 때문에 두꺼운 알루미늄 재료에 널리 사용되는 용접 기술입니다. 이 용접 방법은 TIG 공정과 매우 유사하지만-비소모성 텅스텐 전극을 사용하는 대신 스풀 건에서 더 빠른 이동 속도를 제공하는 자동 공급 전극 와이어를 사용합니다. 용접부를 오염으로부터 보호하기 위해 보호 가스도 사용됩니다.

 

• √전자빔 용접

전자 용접 방식은 진공 챔버 내부에서 수행되므로 추가 보호 가스 없이 용접부를 불순물로부터 보호하므로 작고 정밀한 용접 풀을 생성하므로 두꺼운 단면에 매우 적합한 옵션입니다.

 

• √레이저 용접

레이저 용접은 좁은 용접 폭과 용접 깊이 모두 정밀도를 제공하므로 보호 가스를 보충하여 깨끗한 용접 영역을 얻을 수 있습니다.. 6xxx 시리즈는 일반적으로 4032 또는 4047 알루미늄 필러를 사용한 레이저 용접에 적합합니다. 높은 출력 밀도의 빔을 작업물 표면에 집중시키는 빠른 용접 공정입니다.

 

• √저항용접

저항 용접은 압력과 전류를 활용하여 융합을 진행하며, 이 기술의 단점은 높은 열 및 전기 전도성을 경험할 때 발생할 수 있는 문제입니다.

 

• √마찰용접

마찰 용접은 기계적 마찰로 인해 발생하는 열을 사용하여 알루미늄 재료를 접합하도록 설계되었습니다. 마찰 용접의 장점은 용접이 어려운-2xxx 및 7xxx 시리즈를 포함한 모든 알루미늄 합금 등급에 사용할 수 있으며 용접 풀을 보호하기 위해 차폐제를 사용할 필요가 없다는 것입니다.

 

용접 서비스

 

알루미늄 용접은 숙련된 용접공에게도 어려울 수 있으며, 고품질 용접을 위해서는 특별한 기술과 예방 조치가 필요합니다. 실수로 인해 조인트가 약해지거나 결함이 발생하거나 용접이 완전히 실패할 수도 있습니다. Fabmann은 귀하의 신뢰할 수 있는 파트너가 될 수 있으며, 높은 용접 품질 표준을 일관성 있게 제공할 수 있으며, 귀하의 특정 요구 사항에 대한 다양한 요구 사항을 충족하는 광범위한 알루미늄 용접 서비스를 제공합니다. 당사의 재료 엔지니어와 용접공은 다양한 유형의 알루미늄 합금 작업 경험을 갖추고 있으며 고품질 용접 서비스를 제공할 수 있습니다. 우리 팀은 일반 부품, 튜빙 및 플레이트, 해양 장비 및 건설 구조물과 같은 프로젝트를 실행할 때 다음 측면에 중점을 둡니다.

 

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