アルミニウムとアルミニウム合金
独自の溶接ロジックを持つ軽量構造:、、時効硬化
AI generated アルミニウムは密度2.7 g/cm³で最も重要な軽量構造材料だ。自然ながから守るが、では特別な要求がある。決め手は適切な合金ファミリー、酸化皮膜の除去、そして合っただ。
アルミニウムの重さは鋼のわずか3分の1——だからこそ、軽くてしかも丈夫でなければならないあらゆるものの材料になる:車両、航空機、はしご、容器、ファサード。だがアルミニウムは独自のルールで溶接される。鋼と同じように扱えば、間違いなく失敗する。
最初の障害は表面に目に見えずに居座っている:だ。アルミニウムは空気中で瞬時に酸化アルミニウムになる——セラミックのような皮で、約2050 °Cでようやく溶け、その下のアルミニウムは660 °Cですでに液体になる。時に酸化皮膜を残したままにすると、ビードの中に硬い介在物ができる。だから表面は事前にアルミ用ステンレスブラシでしっかりブラッシングするか、酸洗いする。ではが助けになる:交流の正の半波がを文字通り粉砕する。
次に合金だ。圧延、引抜き、鍛造されると、型鋳造用のに分けられる。主要な展伸材ファミリー:AlMg(5xxx)は最高のを持つ万能材、AlMgSi(6xxx)は古典的な構造材料、AlCu(2xxx)とAlZnMgCu(7xxx)は高強度の航空機合金。決め手はその合金が時効硬化性かどうかだ。6xxxと7xxx合金はで硬くなる——するとこの強度はで一部失われ、そこは軟らかくなる。はまさにこの人工時効した完全硬化状態を指す。
では3つの典型的なミスが潜んでいる。第一に:アルミニウムは凝固時に大きく収縮し、特定の合金——特に6xxxと7xxx——はビード中央でを持ちやすい。対策は適切なケイ素リッチのだ。第二に:液体アルミニウムは水素を吸収し、凝固時にができる。原因はほぼ必ず湿気か、汚れた酸化した表面だ。第三に:アルミニウムは鋼の2倍膨張するので、時に部材が明らかに変形する。さらに高い熱伝導率も加わる——溶接部をそもそも温度まで上げるのに多くのエネルギーが要る。
アルミニウムはほぼ常に薄板には(交流)、厚い断面にはMIGで溶接される。には純アルゴンかアルゴン・ヘリウム混合ガスを使う。MIGでは軟らかいワイヤ送給のため、できるだけ短いトーチケーブルと、適切な合金のを使う。