Schwierigkeiten und Lösungen beim Schweißen von Aluminiumlegierungen

Überwindung technischer Herausforderungen beim Fügen von Leichtbaumaterialien

2024-07-06

Aufgrund ihrer geringen Dichte und hohen Festigkeit werden Aluminiumlegierungen zunehmend in der Automobil-, Schienenverkehrs-, Luft- und Raumfahrtindustrie und anderen Bereichen eingesetzt. Das Schweißen von Aluminiumlegierungen ist jedoch viel schwieriger als das Schweißen von Stahl. Dieser Artikel analysiert systematisch die Schwierigkeiten des Schweißens von Aluminiumlegierungen und bietet praktische Lösungen.

I. Hauptschwierigkeiten beim Schweißen von Aluminiumlegierungen

Oxidschichtproblem: Al₂O₃ hat einen Schmelzpunkt von bis zu 2050°C, weit über dem Schmelzpunkt von Aluminium (660°C)
Porositätsempfindlichkeit: Die Löslichkeit von Wasserstoff in flüssigem Aluminium ist 20-mal höher als im festen Zustand
Neigung zur Heißrissbildung: großer Erstarrungsbereich, neigt zu Kristallisationsrissen
Große Verformung: Der Ausdehnungskoeffizient ist 2-mal so groß wie bei Stahl
Ähnliche Farbe: Der Schmelzbadzustand ist schwer zu beobachten

II. Auswahl des Schweißverfahrens

Methode	Anwendungsszenario	Vorteile	Nachteile
AC-WIG	Dünne Bleche, hochwertige Schweißnähte	Saubere Schweißnähte, kein Spritzer	Geringe Effizienz
Gepulstes MIG/MAG	Mittel-dicke Bleche, Effizienz im Vordergrund	Hohe Effizienz, leicht zu automatisieren	Mehr Spritzer
CMT	Dünne Bleche, geringe Wärmezufuhr	Geringe Verformung, kein Spritzer	Hohe Anlagenkosten
Laserschweißen	Präzisionsteile, Hochgeschwindigkeitsschweißen	Hohe Geschwindigkeit, minimale Verformung	Hohe Montagegenauigkeit erforderlich

III. Maßnahmen zur Porositätsvermeidung

Porosität ist der häufigste Fehler beim Schweißen von Aluminiumlegierungen. Zu den Vorbeugungsmaßnahmen gehören:

Beide Seiten der Fuge gründlich reinigen (chemische oder mechanische Reinigung)
Hochreines Argon (99,99% oder höher) als Schutzgas verwenden
Umgebungsfeuchtigkeit kontrollieren (relative Luftfeuchtigkeit <60%)
Geeignete Schweißparameter verwenden (übermäßige oder unzureichende Wärmezufuhr vermeiden)
Vorwärmen vor dem Schweißen (100-150°C) hilft beim Entweichen des Gases

IV. Typischer Fall: Schweißen von Batteriewannen

Batteriewannen für neue Energiefahrzeuge verwenden in der Regel Aluminiumlegierungen der 6000er-Serie mit extrem hohen Schweißanforderungen:

Dichtheit der Schweißnaht: keine Undichtigkeiten zulässig
Verformungskontrolle: Ebenheit ≤1 mm/m
Erscheinungsqualität: gleichmäßiges Fischschuppenmuster, fehlerfrei

Empfohlene Prozesslösung: CMT-Schweißen + Positionierer + Laser-Tracking + Online-Überwachung