Relevanz

Aluminium hat einen niedrigen Schmelzpunkt (657 °C), einen hohen Wärmeausdehnungskoeffizienten und eine hohe Wärmeleitfähigkeit, die dreimal so hoch ist wie die von Baustahl. Heißes Aluminium ist sehr spröde, aber das Hauptproblem beim Schweißen ist, dass es leicht oxidiert. Aluminiumoxid _(Al203) ist fest und feuerfest. Es schmilzt bei 2050 °C (d. h. oberhalb des Siedepunkts von Aluminium) und wird aufgrund seiner chemischen Neutralität nicht leicht von Flussmitteln beeinflusst.

Schweißen.

Aluminium wird durch Gas-, Lichtbogen- und Pressschweißen auf elektrischen Widerstandsschweißmaschinen geschweißt. Das beliebteste Gasschweißen von Aluminium ist das Gasschweißen mit einem Acetylen-Sauerstoff-Gemisch. Die Metallkanten werden vorher gründlich gereinigt: durch Sandstrahlen, Stahlbürsten, Schaben oder Waschen in Benzin oder in einer wässrigen Natronlauge. Nach dem Entfernen der Natronlauge werden die Teile unter fließendem Wasser gründlich abgespült, um Korrosion zu vermeiden. Bei der Reparatur von Aluminiumgussteilen ist es ratsam, diese auf 300 °C vorzuwärmen.

Flussmittel

Beim Schweißen von dickwandigem Aluminiumguss kann manchmal auf ein Flussmittel verzichtet werden. In diesem Fall muss jedoch die Oberfläche des Schmelzbades stets mit einem Stahldrahtschaber von Aluminiumoxid befreit werden, und das Ende des Schweißdrahtes muss in das Schmelzbad eingetaucht werden, um die Oxidation zu erschweren. Im Normalfall lösen spezielle Flussmittel das Aluminiumoxid auch bei niedrigen Temperaturen kräftig auf und erleichtern das Schweißen erheblich. Vor der Erfindung guter Flussmittel wurde das Schweißen von Aluminium aufgrund seiner Komplexität kaum praktiziert. Lithiumhalogenidverbindungen lösen Aluminiumoxid besonders gut auf. Die gebräuchlichsten Flussmittel zum Schweißen von Aluminium sind Lithiumchlorid oder Lithiumfluorid.

Es wird weiterhin nach neuen und verbesserten Flussmitteln gesucht. Um die Qualität eines neuen Flussmittels zu testen, wird eine kleine Schale mit einem Gasbrenner auf eine Aluminiumplatte mit einer grauen, stumpfen Oberfläche geschmolzen. Nach einer Prise eines guten Flussmittels in das Bad wird die Oberfläche fast augenblicklich gereinigt und glänzt silbrig, quecksilberartig. Ein gutes Flussmittel reinigt auch das ungeschmolzene Roheisen rund um das Bad.

Zusammensetzungen einiger verwendeter Flussmittel

Herstellung und Lagerung von Flussmitteln

Flussmittel und Überzüge werden aus chemisch reinen Substanzen hergestellt. Flussmittel werden entweder gründlich gemischt und die Bestandteile gleichzeitig gemahlen, z. B. in einer Mühle mit Porzellangehäuse und Kugeln, oder die Bestandteile werden vorgeschmolzen und dann gründlich gemahlen. Das Schmelzen von Flussmitteln führt in der Regel zu besseren Ergebnissen und geringerer Hygroskopizität. Beachten Sie, dass Aluminiumschmelzmittel ihre Eigenschaften verändern, wenn sie Luftfeuchtigkeit ausgesetzt sind. Aus diesem Grund werden sie in dicht verschlossenen Gläsern gelagert und dürfen nur für eine Schicht entnommen werden.

Stumpfschweißen

Es wird im Allgemeinen durch kontinuierliches Schmelzen von Aluminium auf elektrisch betriebenen Maschinen hergestellt. Bei einem Stromwert von 15.000 A pro ^1cm2 Schweißquerschnitt beträgt die Abschmelzmenge 5-12 mm und der Auftrag 1,5-5 mm, je nach Schweißquerschnitt. Die Dauerblitzzeit beträgt 30 bis 70 Wechselstromzyklen und die Stauchzeit liegt zwischen 2 und 5 Stromzyklen. Bei Beginn des Stauchens wird der Strom abgeschaltet.

Punktschweißen

Das Punktschweißen ist aufgrund der hohen elektrischen Leitfähigkeit von Aluminium und seines schnellen Abschmelzens beim Schweißen (in 0,002-0,005 Sek.) sehr schwierig. Um den Druckwert und den Kontakt mit dem Metall aufrechtzuerhalten, muss die Elektrode der Maschine daher schnell bewegt werden. Punktschweißen mit gespeicherter Energie ist ebenfalls möglich. Üblich ist das Kondensatorpunktschweißen von Aluminium. Die Elektroden für dieses Schweißen werden aus Kupferlegierungen mit hoher Härte und elektrischer Leitfähigkeit hergestellt. Zufriedenstellende Ergebnisse liefert die Legierung E.B. Das Anhaften der Kupferelektrode an Aluminium erschwert das Schweißen - dann ist ein sofortiges Abziehen der Elektrode mit Entfernung einer dünnen Metallschicht erforderlich, um eine Beschädigung der Oberfläche der Punkte zu vermeiden. Außerdem ist es notwendig, die Elektroden unter fließendem Wasser abzukühlen. Auch das Nahtschweißen von Aluminium ist möglich, wofür leistungsstarke Maschinen mit Ionenbrechern eingesetzt werden.

Aluminium-Legierungen

In der Technik werden häufig Aluminiumlegierungen verwendet, die eine höhere Festigkeit als reines Aluminium aufweisen und gleichzeitig ein geringes spezifisches Gewicht (2,7-2,8) haben. Aluminiumlegierungen lassen sich in zwei Gruppen einteilen: thermisch nicht verfestigte und thermisch verfestigte Legierungen. Ein Beispiel für die erste Gruppe ist die Legierung AMc, die mit 1,3 % Mangan legiert ist und je nach Härtung eine Zugfestigkeit von 13 bis 20 ^kg/mm2 aufweist. Diese Legierungen sind relativ unempfindlich gegenüber einer Wärmebehandlung und lassen sich relativ leicht schweißen, wobei die Festigkeit der Schweißnaht der des geglühten Grundmetalls entspricht.

Duraluminium

Bezieht sich auf wärmehärtbare Legierungen. Es gibt eine Reihe von Sorten mit Zugfestigkeiten von 38 bis 46 kg! mm2. Das Schweißen von Duralumin ist immer noch eine Herausforderung. Duralumin ist eine Legierung von Aluminium mit Kupfer und Magnesium, die intermetallische Verbindungen bilden. Ihre Löslichkeit in Aluminium ist von der Temperatur abhängig. Wird Aluminium über die kritische Temperatur hinaus erwärmt, lösen sich die Verbindungen vollständig im Metall auf und verbleiben bei rascher Abkühlung in dieser Form, d. h. die Legierung wird hart. Bei der anschließenden Alterung (Aushärtung des Metalls) löst sich die intermetallische Lösung auf und es entstehen Partikel der Verbindungen in fein verteilter Form, die dem Duralumin seine mechanischen Eigenschaften wie hohe Festigkeit und Härte verleihen. Beim Schweißen kommt es aufgrund der lokalen Überhitzung des Metalls zu einem umgekehrten Prozess, der zu einem Verlust der mechanischen Festigkeit führt. Die Verringerung der Festigkeit wird durch eine weitere Wärmebehandlung nicht beseitigt.

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