알루미늄 용접부에 왜 열균열이 발생하는가?

알루미늄 합금 용접에서 발생하는 고온 균열은 주로 용접 금속의 응고 균열과 열영향부에서의 용액 균열을 포함합니다. 이 두 가지 균열은 모두 고온에서, 냉각 과정에서 발생하는 인장 변형을 약한 액막이가 감당하지 못할 때 발생합니다.

알루미늄 합금이 열균열에 취약한 이유

알루미늄은 동일한 온도 변화에서 강철보다 약 2배 정도 더 팽창합니다. 응고 과정에서 주변 금속이 수축하는 동안, 저융점 유텍틱은 결정계면을 따라 남아 있을 수 있습니다. 응고 범위가 넓은 합금은 연속적인 액체막이 더 오랫동안 유지되고 변형을 흡수하는 능력이 거의 없기 때문에 특히 취약합니다.

균열 발생 경향은 모재의 조성, 용가재, 이음매의 구속 조건 및 용접 파라미터에 따라 달라집니다. 순수 알루미늄은 균열 발생 경향이 가장 낮습니다. Al-Cu 합금은 균열 발생 경향이 가장 높은 편에 속하며, 듀랄루민(Al-Cu-Mg) 및 고강도 Al-Zn-Cu-Mg 합금은 일반적으로 기존의 용융 용접에 적합하지 않습니다.

용가재가 균열에 미치는 영향

용가재는 용접부의 조성, 응고 범위 및 공융량을 변화시킬 수 있다. 본문에서 언급된 4A01과 같이 약 5%의 Si를 함유한 Al-Si 와이어는 용접부의 강도와 연성이 비교적 낮지만, 균열 치유 능력이 우수하다. Ti, Zr, V 또는 B를 소량 첨가하면 결정립을 미세화할 수 있으며, 변형을 더 많은 결정경계에 분산시켜 균열 발생을 줄일 수 있다.

열균열을 줄이는 방법

• 취약한 응고 범위를 최소화할 수 있는 호환 가능한 모재와 용가재의 조합을 선택하십시오.
• 집중된 열원을 사용하고, 불필요하게 높은 전류는 피하십시오.
• 이동 속도를 조절하십시오. 과도한 속도와 높은 전류가 결합되면 균열 발생 가능성이 높아질 수 있습니다.
• 적절한 홈, 타크 용접 및 용접 순서 설계를 통해 이음매의 구속을 줄입니다.
• 반복적인 용접 시작과 정지로 인해 국부적으로 심한 열 사이클이 발생하는 간헐적 용접은 피해야 합니다.

핫 크래킹을 방지할 수 있는 단일한 요인은 없습니다. 성분 조절, 결정립 미세화, 열입력 조절, 구속 감소가 서로 조화를 이루어야 합니다.