Die Herausforderungen und die Bedeutung des Aluminiumschwei?ens

Aluminium Aufgrund seines geringen Gewichts, seiner hohen Festigkeit und seiner Korrosionsbest?ndigkeit wird es h?ufig in der Automobilindustrie, der Luft- und Raumfahrt und im Schiffbau eingesetzt. Seine hohe W?rmeleitf?higkeit, die leichte Oxidation und die Anf?lligkeit für thermische Rissbildung stellen den Schwei?prozess jedoch vor gro?e Herausforderungen. Bei Batterietr?gern für neue Energiefahrzeuge beispielsweise muss die Schwei?naht sowohl hochfest als auch gasdicht sein, was mit herk?mmlichen Verfahren nur schwer zu erreichen ist. Die WIG- und MIG-Schwei?technologien bieten hierfür eine effiziente L?sung.

Aluminium Eigenschaften:

WIG-Schwei?technik im Detail

Verfahrensprinzip und Anlagenkonfiguration
Beim WIG-Schwei?en (Wolfram-Inertgas-Schutzgasschwei?en) wird eine nicht geschmolzene Wolframelektrode verwendet, um ein Schmelzbad unter dem Schutz von Inertgas (Argon oder Helium) zu bilden. Das WIG-Schwei?ger?t kann die Oxidschicht (Al?O?) auf der Oberfl?che der Aluminiumlegierung durch kathodische Zertrümmerung effektiv entfernen, was für das Schwei?en von Aluminiumlegierungen der Serie 6 (z. B. 6061) und der Serie 5 (z. B. 5052) geeignet ist.

Betriebspunkte und Parametereinstellungen (am Beispiel der Aluminiumlegierung 6061)

• Behandlung vor dem Schwei?en::
  • Acetonreinigung zur Entfernung von ?lverschmutzungen, mechanisches Abschleifen der Oxidschicht mit einer Drahtbürste aus rostfreiem Stahl (verbotenes Schleifpapier zur Vermeidung von Kohlenstoffverschmutzung).
• Schwei?technische Parameter::
  • Stromst?rke: 80-200A (AC-Pulsbetrieb, Basisstromkonten für 30%).
  • Wolfram-Elektrode: Cerium-Wolfram-Elektrode (Durchmesser 2,4 mm, Spitze mit 30° Kegelwinkel geschliffen).
  • Schutzgas: Argon (Reinheit ≥99.99%), Durchflussmenge 10-12L/min.
  • Wahl des Schwei?drahtes: ER4043 (Siliziumgehalt 5%, gute Rissfestigkeit) oder ER5356 (Magnesiumgehalt 5%, hohe Festigkeit).

St?rken und Grenzen

• SchneidkanteSch?ne, spritzerfreie Schwei?n?hte, geeignet für dünne Bleche (1-3 mm) und Pr?zisionsteile (z. B. elektronische Kühlk?rper).
• etw. innerhalb bestimmter Grenzen einschr?nkenLangsame Schwei?geschwindigkeit (ca. 0,3m/min) und hohe Arbeitskosten.

MIG-Schwei?technik im Detail

Verfahrensprinzip und Ger?teauswahl
Beim MIG-Schwei?en (Schmelzelektroden-Schutzgasschwei?en) kommt ein kontinuierlicher Drahtvorschubmechanismus zum Einsatz, der sich für das Schwei?en mitteldicker Bleche eignet. Das Push-Pull-Drahtvorschubsystem l?st das Problem des schlechten Drahtvorschubs, der durch die Weichheit von Dr?hten aus Aluminiumlegierungen (z. B. ER5183) verursacht wird. Das Gasgemisch (Ar+He) verbessert die Lichtbogenstabilit?t und verringert die Porosit?t.

Betriebspunkte und Parametereinstellungen (am Beispiel der Aluminiumlegierung 5083)

• Behandlung vor dem Schwei?en::
  • Dicke Platten (>10 mm) müssen auf 80-120 °C vorgew?rmt werden (um das Risiko thermischer Risse zu verringern).
  • Fasenausführung: V-Fase (Winkel 60°-70°), stumpfe Kante 1-2mm.
• Schwei?technische Parameter::
  • Stromst?rke: 220-260A (Doppelimpulsmodus, Niederfrequenzimpuls zur Reduzierung von Spritzern).
  • Spannung: 24-26V, Drahtvorschubgeschwindigkeit 8m/min.
  • Schutzgas: Ar (80%) + He (20%), Durchflussmenge 18-20L/min.

St?rken und Grenzen

• SchneidkanteHohe Effizienz (Geschwindigkeit bis zu 1,2 m/min), geeignet für die Massenproduktion von langen Schwei?n?hten, wie z. B. bei Fahrzeugrahmen.
• etw. innerhalb bestimmter Grenzen einschr?nkenSpritzersteuerung ist schwierig (die Impulsparameter müssen optimiert werden) und die Anfangsinvestition in die Ausrüstung ist hoch (etwa 500.000 $ für das Robotersystem).

WIG vs. MIG: Leitfaden zur Verfahrensauswahl

Vergleichszeitraum	WIG-Schwei?en	MIG-Schwei?en
Anwendbare Dicke	1-6mm (Blatt)	3-25 mm (mittlere und dicke Platten)
Qualit?t der Schwei?naht	Hohe Pr?zision, kein Spritzen	Hohe Effizienz, Spritzwasserschutz
(Herstellungs-, Produktions- usw.) Kosten	Arbeitskosten in Prozent von 60%	Kostenanteil für Ausrüstung und Verbrauchsmaterial 70%
typische Anwendung	Luft- und Raumfahrth?ute, Elektronikgeh?use	Schiffsdecks, Kfz-Strukturteile

Normen für die Pr?vention, Kontrolle und Inspektion von Schwei?fehlern

5.1 L?sungen für h?ufige M?ngel

• LuftblasenSchutzgas: Achten Sie auf die Reinheit des Schutzgases (Argontaupunkt ≤ -50°C) und reinigen Sie den Grundwerkstoff vor dem Schwei?en gründlich.
• thermischer RissW?hlen Sie ER5356-Draht mit hohem Mg-Gehalt (Mg/Si>1,5) und steuern Sie die Zwischenlagentemperatur <100℃.
• ungesichertErh?hen Sie den Strom 10%-15% und reduzieren Sie die Schwei?geschwindigkeit auf 0,8m/min (MIG-Schwei?en).

5.2 Erkennungsmethoden

• Sichtprüfung (VT)Erkennung von Rissen und Kanten auf der Oberfl?che der Schwei?naht unter Bezugnahme auf ISO 10042.
• R?ntgenprüfung (RT)AWS D1.2: Gem?? den Anforderungen von AWS D1.2 ist der Durchmesser der Luftl?cher ≤ 1,5 mm geeignet.

6. h?ufig gestellte Fragen (FAQ)

Q1: Kann das WIG-Schwei?en zum Schwei?en von Aluminiumlegierungen mit Gleichstrom verwendet werden?

• NEIN! Gleichstrom-WIG kann die Oxidschicht nicht aufbrechen, es muss Wechselstrom verwendet werden.

Q2：Wie l?st man das Problem der starken Spritzerbildung beim MIG-Schwei?en?

• Wechseln Sie in den Doppelpulsmodus, reduzieren Sie den Spitzenstrom (Beispiel: von 300A auf 260A) und erh?hen Sie das Heliumverh?ltnis auf 30%.

F3: Ist nach dem Schwei?en eine W?rmebehandlung erforderlich?

• Aluminiumlegierungen der Serie 6 (z. B. 6061) müssen nach dem Schwei?en l?sungsgeglüht werden (530 ℃ × 2h Wasserabschreckung + 180 ℃ × 8h Alterung), um die Festigkeit wiederherzustellen.