용접을 위해 알루미늄 합금을 준비하는 방법

용접 전 세정은 알루미늄 및 알루미늄 합금 용접부의 품질을 보장하는 데 필수적입니다. 알루미늄은 쉽게 산화되어 수분을 흡수하는 조밀하고 단단한 산화막을 형성합니다. 이 산화막은 적절한 용융을 방해하며, 기공과 내포물의 원인이 됩니다. 기름, 녹, 스케일 및 기타 오염 물질 또한 기공을 유발할 수 있습니다. 따라서 산화막과 기름을 제거하기 위해 용접봉과 접합부를 철저히 세척해야 합니다. 주요 세 가지 방법은 탈지, 화학적 세척 및 기계적 세척입니다.

1. 탈지

필러 와이어와 용접 부위의 기름을 가솔린, 알코올, 아세톤, 에틸 아세테이트, 사염화탄소 또는 기타 적절한 용제로 닦아내십시오. 홈과 그 양쪽에서 30~50 mm 정도 뻗어 있는 부분을 청소하십시오.

2. 화학 세척

산성 및 알칼리성 용액은 기름, 오염물, 녹, 스케일, 산화물과 반응하여 용해성 생성물을 형성하고, 공작물과 와이어의 금속 표면을 노출시킵니다.

완전한 화학 세정을 위해서는:

1. 40–60°C의 8%–10% NaOH 용액에서 공작물과 와이어를 10–15분 동안 에칭한다.
2. 찬물로 약 2분간 헹구세요.
3. 부피 비율 30%의 희석 질산 용액으로 중화시킨다. 노란색이나 검은색 반점이 남아 있어서는 안 된다.
4. 50~60°C의 물에 2~3분간 헹군 다음, 뻣뻣한 솔로 문질러 씻으십시오.
5. 100–150°C로 예열한 오븐에서 약 30분간 건조합니다.

공작물이 너무 커서 완전히 담글 수 없는 경우에는 해당 부위의 필름을 제거하십시오:

1. 산소-아세틸렌 화염을 사용하여 홈과 양쪽 측면의 30~50 mm 폭 영역을 80~100°C까지 가열합니다.
2. 이 부위를 10%–15% NaOH 용액으로 닦아내십시오. 부위가 하얗게 변하기 시작하면 30% 희석 질산 용액으로 중화시키십시오.
3. 찬물로 깨끗이 헹구세요.
4. 가공물을 자연 건조시키십시오.

온도나 용액 농도가 과도해서는 안 됩니다. 반응이 지나치게 격렬하면 용접에 지장을 주는 흰색 막이 형성됩니다. 국부적인 피팅 현상과 수명 단축을 방지하기 위해 잔류 용액을 반드시 씻어내야 합니다. 용가선 제조 기술의 발전으로 인해, 현대의 용가선은 일반적으로 더 이상 화학적 세정이 필요하지 않습니다.

3. 기계적 세척

기계적 방법은 산화막, 부식 생성물 및 밀스케일을 제거합니다. 이 방법은 대형 공작물, 긴 생산 주기, 다층 용접부 또는 화학 세정 후 다시 발생한 오염의 경우 일반적으로 사용됩니다.

먼저 가솔린, 알코올, 아세톤 또는 기타 유기 용매로 탈지하십시오. 그런 다음 스테인리스 스틸 와이어 브러시나 스크레이퍼를 사용하여 홈 양쪽 끝에서 50mm 이내의 산화물을 금속 광택이 나타날 때까지 제거하십시오. 사포나 연삭 휠은 사용하지 마십시오. 부드러운 알루미늄은 연마 입자를 가둘 수 있으며, 이는 나중에 용접 결함을 유발할 수 있습니다. 기계적 세척 후에는 아세톤이나 알코올로 단면과 용접 부위 양쪽면을 닦아 잔류 산화물, 기름 및 기타 오염 물질을 제거하십시오.

기계적 세정은 간단하지만 일반적으로 화학적 세정보다 효과가 떨어지며, 용가선에서 산화물을 제거하는 데 어려움이 있습니다. 두 방법을 함께 사용하면 최상의 결과를 얻을 수 있지만, 중요도가 낮은 공작물의 경우 때로는 탈지만으로도 용접이 가능할 수 있습니다.

보관 중에 새로운 산화막이 형성되므로 용접은 지체 없이 시작해야 합니다. 세척 후 경과 시간은 4시간을 초과해서는 안 되며, 이를 초과할 경우 부품을 다시 세척해야 합니다. 이 요건은 상대 습도가 높은 환경에서 특히 중요합니다. 전기화학적으로 연마된 알루미늄 와이어는 공기 중에서는 비교적 오랜 기간 동안, 플라스틱으로 밀봉된 상태에서는 거의 6개월 동안 사용 가능 상태를 유지할 수 있습니다.

4. 지지대

알루미늄은 고온 강도가 매우 낮아(370°C에서 10 MPa에 불과함) 용접부가 붕괴되거나 관통될 수 있습니다. 따라서 완전한 침투를 보장하면서 용융 금속을 지지하기 위해 흑연, 스테인리스강 또는 구리 백킹 바를 자주 사용합니다. 구리 받침봉은 용접부에 오염을 일으켜서는 안 됩니다. 아크가 받침봉에 닿으면 알루미늄-구리 합금이 형성되어 취성이 높고 부식에 취약한 영역이 생길 수 있기 때문입니다. 용접 이음매 바로 아래에 아치형 홈을 가공하여 용접 뿌리부의 형상을 견고하게 만들어야 합니다.

또한 백킹은 뿌리 부분을 냉각시켜 열영향부를 줄이고 접합 특성을 향상시켜야 합니다. 수냉식 구리봉은 뛰어난 냉각 효과를 제공하는 반면, 스테인리스강은 냉각 효과가 가장 떨어집니다.

5. 용접 고정구

적합한 고정 장치는 재현성이 뛰어나고 고품질의 용접을 신속하게 수행하는 데 도움이 됩니다. 이러한 장치는 타크 용접의 필요성을 줄이고, 피팅 정밀도를 향상시키며, 용접 공정을 간소화합니다. 고정 장치의 설계는 클램핑 힘을 균일하게 가하고, 토치의 접근성을 확보하며, 쉽게 제거할 수 있도록 해야 할 뿐만 아니라, 가능한 한 단순하고 실용적이어야 합니다.

6. 예열

열처리가 불가능한 알루미늄 합금은 일반적으로 예열이 필요하지 않은 반면, 열처리가 가능한 합금의 경우 예열을 통해 이점을 얻을 수 있습니다. 예열은 표면의 수분을 제거하고, 서서히 가열 및 냉각함으로써 온도 구배를 줄이며, 변형, 용입 불량, 기공 및 균열 발생 경향을 낮추고, 이송 속도를 높이며, 용융 알루미늄이 고온 상태에 머무르는 시간을 단축하여 합금 원소의 손실을 제한합니다.

두께가 8 mm를 초과하는 부품은 일반적으로 예열이 필요합니다. 과도한 온도는 용접 강도와 내식성을 저하시키므로 100–300°C의 온도를 사용하십시오. 가열은 산소-아세틸렌 화염이나 용광로를 사용하여 수행할 수 있으며, 이음매 양쪽 각각 약 150 mm 범위까지 가열해야 합니다. 두께가 다른 부재 간의 접합부의 경우, 더 얇은 쪽은 가열하지 마십시오.

환경 요건

알루미늄 용접은 주변 온도와 습도의 영향을 많이 받습니다. 권장 환경 조건은 기온이 8°C 이상이고 상대 습도가 80% 이하인 경우입니다.