알루미늄 몰드 수리 : 올바른 알루미늄 용접 와이어 및 용접 기술을 선택하는 방법

알루미늄 용접 기술

알루미늄 공구의 사용이 점점 일반화되고 있습니다. 올바른 용접 와이어와 올바른 용접 기술을 선택하면 금형을 효과적으로 수리 할 수 ​​있습니다.

일단 프로토 타입 공구 재료로 엄격히 여겨지 자 알루미늄은 점차 금형 생산 옵션이되었습니다. 이 옵션을 고려할 때는 먼저 강철과 알루미늄의 차이를 확인한 다음 부품의 품질을 떨어 뜨리지 않고 알루미늄의 열전도율을 높이는 방법을 결정하는 것이 중요합니다. 금형 유지 보수와 관련된 문제도 고려해야합니다. 알루미늄 몰드로 고품질 부품을 생산하는 것은 비교적 쉽지만 이러한 몰드를 수리하면 문제가 발생할 수 있습니다. 알루미늄 몰드를 성공적으로 수리하려면 강철 및 알루미늄 및 알루미늄 합금 옵션의 차이점과 용접 와이어 및 적절한 용접 기술에 대한 지식을 이해해야합니다.

재료 : 알루미늄 및 스틸

오늘날 사용 가능한 고강도 알루미늄 합금은 공구강 대신 사용할 수있는 대안입니다. 알루미늄은 주로 저렴한 비용으로 프로토 타입을 제작하는 데 사용되므로 알루미늄에는 다른 장점이있어 금형 제작에 적합한 옵션이됩니다.

첫째, 다양한 주요 재료 특성으로 인해, 알루미늄 몰드 비용은 강철 몰드 비용의 절반에 불과하며, 절반의 시간 안에 전달 될 수 있습니다. 예를 들어, 강철은 알루미늄보다 훨씬 강하지 만 알루미늄의 무게는 알루미늄의 3 분의 1에 불과하며 특정 알루미늄 재료는 강철과 비교할 수있는 강도를 갖도록 가공 될 수 있습니다. 알루미늄은 강철보다 부드럽기 때문에 자르기가 더 쉽습니다. 고강도와 저중량의 조합으로 알루미늄은 광범위한 용도로 사용되며 항공 우주, 자동차 및 산업에서 널리 사용될 수 있습니다.

강철에 비해 알루미늄의 또 다른 장점은 높은 내식성입니다. 알루미늄이 공기에 노출되면 얇은 산화 알루미늄 층이 형성되어 내식성이 향상됩니다. 또한 온도가 낮아짐에 따라 알루미늄은 강철처럼 부서지기 쉬워지지 않습니다. 실제로 인장 강도를 높이고 인성을 유지할 수 있습니다.

우리 모두 알다시피, 알루미늄의 열전도도 및 전기 전도도는 강철의 6 배입니다. 알루미늄의 열전도율은 용접 및 금형 수리에 중요한 역할을하므로 용접이 더 빨리 경화됩니다. 이것은 또한 더 많은&"실제 GG"를 달성하는 데 도움이되고; 용접, 금속 고정, 현장 유지 보수 단순화. 높은 열 전도성은 금속의 한 부분에 가해진 열 에너지가 다른 부분으로 빠르게 전달됨을 의미합니다. 이것은 고온을 유지하면서 재료를 안정적으로 유지합니다. 그러나 부품의 열화를 피하려면 열이 빠르게 소산되기 때문에 알루미늄을 더 빠른 속도로 더 강한 열로 용접해야합니다.

합금의 선택

다음 금형 프로젝트에서 알루미늄을 사용하기로 선택한 경우 올바른 알루미늄 합금을 선택하는 것이 매우 중요합니다. 구리, 마그네슘 및 아연을 포함한 원소를 알루미늄 매트릭스에 추가하면 합금이 생성됩니다. 추가 된 각 요소는 알루미늄의 고유 한 유리한 특성을 개선하는 데 도움이됩니다.

알루미늄 합금에는 단조와 주조의 두 가지 주요 범주가 있습니다. 단조 합금은 먼저 강철 빌렛으로 주조 된 후, 원하는 형상을 달성하기 위해 압연, 단조, 압출 및 성형과 같은 열간 또는 냉간 압연 방법에 의해 기계적으로 가공된다. 압연은 알루미늄 시트, 포일 또는 플레이트를 제조하는데 사용된다; 단조는 우수한 특성을 가진 복잡한 모양을 만드는 데 사용되고 압출은 튜브 또는 막대를 만드는 데 사용됩니다. 주조 합금은 원하는 형태로 직접 주조되므로 복잡한 형태의 응용에 매우 적합합니다.

단조 및 주조 합금은 열처리 및 비열 처리로 분류됩니다. 열처리 가능한 합금에는 열처리를 통해 재료의 강도와 용해도를 증가시키는 합금 성분이 포함되어 있지만, 열 영향 구역 (HAZ)은 일반적으로 완전히 어닐링되지 않으므로 용접 강도에 영향을줍니다. 비열 처리 가능 합금은 냉간 가공 방법으로 강화됩니다.

이러한 분류는 알루미늄 합금 금형의 용접성 및 유지 관리 성과 관련하여 중요한 고려 사항입니다. 일부 재료는 특정 용접 공정에 더 적합하므로 금형 제조업체가 용접 재료를 결정할 때 용접 방법도 고려해야합니다.

일반적으로 사용되는 일부 알루미늄 합금은 7000 계열에서 생산됩니다. 이 합금은 일반적으로 강철에 비해 강도가 높고 다른 시리즈보다 내구성이 뛰어나므로 성형기에 매력적입니다. 아연은이 알루미늄 합금의 주요 합금 원소입니다. 다른 원소 (마그네슘 및 구리 등)와 함께 사용하여 주변 온도에서 강한 합금이되도록합니다. 아연의 첨가는 또한 알루미늄 열을 처리 할 수있게하여 항복 강도를 증가시키는 데 사용되는 가열 기술인 침전물을 경화시킨다. 석출 경화를 통해 7000 시리즈 합금은 알루미늄 합금 중에서 가장 높은 최대 700 MPa (메가 파스칼)의 인장 강도에 도달 할 수 있습니다. 압연 및 단조에 의해 합금 성분을 분산시킨 후, 열처리가보다 효과적이다. 이 세 가지 공정의 조합은 고강도 알루미늄에 필요한 특성을 확립합니다. 7000 계열 합금은 피로 강도와 가공성이 우수하지만 다른 알루미늄 합금보다 내식성이 낮으므로 응력 부식 균열에 취약하고 용접하기가 어렵습니다.

생산 금형 응용 분야를위한 다른 인기있는 선택은 2000, 5000 및 6000 시리즈의 합금입니다. 구리를 첨가하면 7000 시리즈에서와 같이 2000 시리즈의 석출물을 강과 비슷한 강도로 만들 수 있지만 2000 시리즈의 합금은 내식성이 낮습니다. 이들에 비해 응력 부식 균열에 더 취약합니다. 7000 계열의 이러한 취약성으로 인해 많은 2000 계열 합금은 용접 할 수없는 것으로 간주됩니다.

마그네슘은 5000 시리즈 합금에 첨가됩니다. 마그네슘은 고용체 강화 및 변형 경화 특성을 제공하여 알루미늄 합금에서 높은 비열 처리 강도를 갖습니다. 이러한 특성으로 인해 5000 시리즈 합금은 압출 및 고가가 매우 어렵습니다. 그들은 주로 시트와 판으로 만들어지며 때로는 성형 부품으로 만 사용됩니다.

6000 시리즈의 알루미늄은 마그네슘과 실리콘으로 합금되어 내식성이 우수한 내열성, 강력하고 압출이 쉬운 합금을 만듭니다. 6000 계열 합금은 일반적으로 사용되는 범용 합금 중 하나이지만 2000 및 7000 계열 합금의 고강도에 도달 할 수 없습니다.

이러한 다른 합금 시리즈는 일반적으로 7000 시리즈 합금 시리즈 빌릿을 제조하는 동일한 공장에서 생산되지만 강도를 높이기 위해 압연, 단조 및 열처리되지 않습니다. 대신, 이들 합금을 최종 형태로 직접 주조함으로써, 제조 공정을 통하지 않고 합금 조성물로부터 강도 및 용접성을 포함한 그들의 특성을 얻을 수있다. 캐스트 합금은 플레이트 또는 시트 형태로 압연 또는 단조 될 필요가 없으므로, 복잡한 제품 형태에보다 경제적으로 사용될 수있다. 그러나, 이들은 유사한 제품의 압연 또는 단조와 동일한 강도를 갖지 않을 것이다. 캐스트 합금은 7000 시리즈 합금의 약 절반 비용이 들기 때문에 프로토 타입 생산에 널리 사용됩니다. 프로토 타입의 경우 약한 합금이 허용됩니다. 압연 또는 단조 형태의 수정 된 2000 시리즈 합금도 제공되어 강도와 용접 특성 간의 균형이 잘 맞습니다. 두 가지 유형의 합금은 각각의 특성에 따라 용접하기 쉽습니다.

각 시리즈의 합금에 내재 된 이상적인 품질은 적합한 생산 응용 분야를 결정합니다. 7000 시리즈 합금은 강도가 뛰어나 항공 우주, 장갑차 및 스포츠 장비와 같은 고성능 응용 분야에 일반적으로 사용됩니다. 2000 비교 가능한 강도의 시리즈 합금은 항공기 또는 항공 우주 응용 분야에서 일반적으로 사용되는 반면, 5000 시리즈 합금은 용접성 및 비열 처리 강도가 높기 때문에 브리지와 같은 다양한 구조 응용 분야에 유용합니다. 건물 및 트럭 등. 조선 및 압력 용기. 6000 시리즈 합금은 간단하고 경제적 인 합금 압출 방법으로 용접 및 다양한 압출 형태에 적합합니다.

알루미늄 합금 용접 와이어 선택

다른 알루미늄 합금은 성공적인 용접을 달성하기 위해 다른 용접 와이어가 필요합니다. 용접 와이어의 특성은 용접 할 특정 합금의 특성과 일치해야하며 용접 와이어의 열 영향 영역에 대한 색상 일치 능력, 강도 및 영향도 고려해야합니다. 또한, 용접 와이어는 효과적인 용접을 수행하기 위해 기본 재료와 유사한 용융 온도를 가져야한다. 예를 들어, 마그네슘 함량이 높은 알루미늄 합금은 마그네슘 함량이 높은 필러 합금으로 용접해야합니다. 각 용접 와이어 유형에는 고유 한 동적 화학 성분이있어 유사한 특성을 가진 알루미늄 합금에 대해보다 효과적인 결과를 얻을 수 있습니다. 생산 효율을 높이는 것 외에도 용접 왜곡을 줄여야합니다.

여러 가지 7000 시리즈 합금으로 제조 된 금형의 유지 보수는 열분해 또는 응력 부식 균열에 대한 민감도가 아크 용접 기술을 사용하여 용접하는 것을 방지하므로 어렵습니다. 이 규칙의 예외는 7003 및 7005 압출 된 합금 및 7039 플레이트 합금입니다. 적격 7000 시리즈 합금은 5356 또는 2319 합금 용접 와이어를 사용하여 용접 할 수 있습니다.이 합금 와이어는 모두 허용 강도의 비 다공성 용접을 생성 할 수 있으며 알루미늄의 무결성과 일치 할 수 있습니다 5356 이 용접 와이어는 일반적으로 견고하고 허용 가능한 강도와 연속 공급을 제공 할 수 있기 때문에 일반적으로 사용되며, 2319 은 열 처리가 가능하고 강도와 연성이 우수합니다. 5356 용접 와이어에는 또한 5 % 마그네슘 함량의 필러가있어 용접 균열에 대한 민감도를 낮출 수 있습니다. 마그네슘 함량이 높을수록 균열 위험이 줄어 듭니다.

7000 시리즈 알루미늄 합금을 생산하는 두 공장은 7000 시리즈 알루미늄 합금을 위해 설계된 독점 합금 용접 와이어를 개발하는 데 도움을주었습니다. 이 제품은 널리 사용되지는 않았지만 초기의 모든 테스트 결과에 따르면 2319 및 5356 용접 와이어에 비해 색상 일치가 개선 된 것으로 나타났습니다. 그러나 이러한 새 와이어의 경우 용접 수리 영역 주변의 열 영향 영역은 모든 수리 프로세스에서 모든 열처리 된 합금에 공통적입니다.

2319 용접 와이어는 2000 시리즈 합금으로 만든 금형 용접에 적합합니다. 단조 2000 시리즈 합금은 열처리되어 448 MPa만큼 높은 인장 강도를 달성 할 수 있습니다. 그들은 구리와 합금을 형성하고 더 나은 용접 특성을 생성하는 데 도움이됩니다. 테스트 결과 2319 용접 와이어의 용접 품질과 색상 일치가 우수합니다. 색상 일치가 매우 중요한 경우 널리 사용됩니다. 2000 계열 합금은 노화 및 템퍼링 특성이 높으므로 7000 계열 합금보다 열 피로 저항력이 높습니다. 용접은 용접 된 재료의 강도를 감소시키지 않습니다.

6000 시리즈 합금은 용접 영역 주위에 열 영향을받는 영역을 나타내는 열처리 가능한 단조 합금입니다. 6000 시리즈 알루미늄 합금 용접에 적합한 용접 와이어는 다루기 쉬운 용접 와이어 중 하나 인 4043입니다. 융점이 낮고 유동성이 좋아 용접 균열에 덜 민감합니다. 이 용접 와이어는 용접 영역의 강도와 색상이 일치하는 중요한 응용 분야에 적합합니다. 그러나 수리 후에 모재가 양극 처리 될 경우, 4043가 양극 처리 후에 짙은 회색이되기 때문에 용접 와이어가 더 나은 선택이며 더 가까운 색 일치를 생성합니다.

캐스트 합금은 더 강한 입자 구조를 제공하고 단조 합금은 더 높은 다공성을 갖기 때문에 더 강한 용접 보수성을 나타낼 가능성이 높습니다. 5000 시리즈 알루미늄 합금에 이상적인 선택은 5356 용접 와이어이며 2319 용접 와이어는 2000 시리즈 합금에 적합합니다. 이 용접 와이어는 실리콘 함량이 낮기 때문에 합금과 우수한 색상 일치를 만들어 내므로 명백하고 매력적이지 않은 검정색 대신 양극 산화 처리 된은 혼합 효과를 유지합니다. 열처리되지 않은 제품으로서, 캐스트 합금은 용접부 주위에 열에 영향을주는 영역이 없으므로, 용접 영역은 몰드의 완성 된 표면에 보이지 않습니다.

알루미늄 금형 수리 기술

적절한 용접 와이어를 선택하면 용접 할 금형의 적절한 기술로 초점을 이동해야합니다. 이것은 성공적인 용접 수리를위한 중요한 요소입니다. 적합한 기술에는 실제 용접뿐만 아니라 더 많은 기술이 포함됩니다. 또한 환경 조건과 재료의 예열을 고려해야하므로 응결을 제거하고 용접성을 향상시킬 수 있습니다.

일반적으로 교류 (AC)는 알루미늄 용접에 사용되지만 직류 (DC)는 금형 합금을 수리 할 때 더 나은 결과를 얻을 수 있습니다. AC 및 DC는 전극을 통과 할 때 전류의 극성을 나타냅니다. 극성이 올바른 전극을 선택하면 용접 강도와 품질에 큰 영향을 미칩니다.

앞서 언급 한 바와 같이, 알루미늄이 공기에 노출 될 때, 얇은 알루미늄 산화물 층이 형성된다. 산화층이 제거되지 않으면 적절한 용접 융합 및 유동성에 악영향을 미칩니다. 이 층을 제거하는 데 필요한 온도는 기본 알루미늄을 녹이는 데 필요한 온도보다 훨씬 높습니다. 교류 전류는 한 방향으로 시간의 절반, 다른 방향으로 절반이 흐릅니다. 교류는 종종 극성을 변화시키기 때문에 (극성은 60 Hz의 전류에서 초당 120 초마다 변경됨), 산화물 층이 먼저 제거되어베이스 금속이 더 빨리 녹고 녹습니다. 좋은 결과를 얻으려면 양방향으로 동일하고 균형 잡힌 전류가 필요합니다.

직류는 한 방향으로 만 흐르며 일정한 극성을 형성합니다. DC 펄스 용접은 높은 피크 전류와 낮은 배경 전류 사이에서 아크 펄스를 생성하여 열 영향 영역과 모재에 가해지는 열을 좁혀 금속의 원래 성능을 유지합니다. AC 펄스 용접을 사용하면 용접 영역의 다공성이 커지고 색상 일치가 불량 해집니다. 너무 낮은 용접 전류가 사용될 때, 가스가 용접 난류에 의해 동반 될 때, 다공성이 발생할 수있다. 알루미늄의 경우 열이 마더 ​​블록으로 침투하지 않도록 용접을 신속하게 수행해야합니다. 실행 속도가 너무 느리면 오버 버닝 위험이 높아집니다.

알루미늄 공구의 사용이 증가함에 따라 부품 비용이 감소하여 알루미늄 공구를보다 일반적으로 사용하게됩니다. 올바른 용접 와이어와 기술을 선택하면 잠재적으로 어려운 공정이 쉬워지고 우수한 용접 결과를 얻을 수 있습니다.