Сварка алюминия и его сплавов

Алюминий обладает малой плот­ностью, высокой тепло- и электро­проводностью. Применяется как в чистом виде, так и в виде сплавов с марганцем, медью, магнием и кремнием. Наибольшее применение по­лучили сплавы алюминия с марган­цем марки АМц, сплавы алюминия с магнием марок АМг и АМг6. Из аллюминиевомагниевокремнистых сплавов применяются АВ, В92 и АД33.

Поверхность алюминия и его сплавов покрыта тугоплавкой ок­сидной пленкой, плавящейся при тем­пературе 2050 °С. Эта пленка очень затрудняет сплавление основного и присадочного металлов, поэтому свариваемые кромки необходимо тщательно очистить механическим или чаще всего химическим способом. Следует иметь в виду, что при нагреве до 400…500 °С прочность алюминия резко падает и деталь может разрушиться даже под дейст­вием собственного веса.

Дуговую сварку строительных кон­струкций производят угольным или плавящимся электродом. При сварке угольным электродом присадочным материалом служат прутки из алюми­ния АО, А1 или сплавов АМц, АК. Наличие кремния в присадоч­ном материале повышает текучесть металла, снижает усадку и уменьшает опасность образования трещин в ме­талле шва. Сварку выполняют посто­янным током прямой полярности. Диаметр электрода выбирают в пре­делах 6…15 мм в зависимости от тол­щины свариваемых кромок. Сва­рочный ток соответственно состав­ляет 150…500 А. Перед сваркой присадочный пруток и свариваемые кромки покрывают флюсом. При свар­ке плавящимся электродом при­меняют стержни из сварочной проволоки СвА97, СвАМц, СвАК5 (ГОСТ 7871—75) или проволоки из сплава того же состава, что и свариваемый металл. Сварку произ­водят постоянным током обратной полярности возможно короткой дугой. Сварочный ток определяют из рас­чета 25…30 А на 1 мм диаметра электрода.

Для удаления оксидной пленки применяют флюс АФ-4А, содержа­щий 28% хлористого натрия, 50% хлористого калия, 14% хлористого лития и 8% фтористого натрия. При сварке металлическим электро­дом применяют различные покрытия, которые также в основном содержат хлористый натрий, хлористый калий, фтористый калий, фтористый натрий, криолит, сернокислый натрий, хлори­стый литий и др. В качестве связующего вещества применяют декстрин или густой раствор пова­ренной соли. Покрытие наносят на стержень электрода слоем толщи­ной 1…1,2 мм. Листы толщиной до 3 мм сваривают с отбортовкой, а при толщине металла 4…8 мм без скоса кромок. Листы толщиной более 8 мм сваривают со скосом кромок с углом раскрытия 10…70°.   Кромки листов толщиной бо­лее 8 мм перед сваркой нагревают до температуры 200…250 °С. После сварки швы тщательно очищают от шлаков и остатков флюса (промывка горячей водой, протирка щеткой и ветошью). Для более полной очистки применяют травление 5%-ным раст­вором азотной кислоты с последующей промывкой горячей водой и сушкой.

Автоматическую и полуавтомати­ческую сварку по флюсу применяют для листов и деталей с толщиной кромок более 8 мм. Применяют элек­тродную проволоку СвАМц диамет­ром 2…3 мм. Флюс АН-А1, состоящий из 20% хлористого натрия, 50% хло­ристого калия и 30% криолита, нано­сят на свариваемый шов слоем толщиной 10…35 мм. Сварку произ­водят постоянным током обратной полярности при напряжении дуги 38…44 В. Вылет электрода — 25…40 мм. Ток составляет 300…450 А. Скорость сварки 12…20 м/ч.

Аргонодуговая сварка алюминия и его сплавов получила наиболь­шее распространение благодаря хоро­шим качествам сварного шва. При этом нет необходимости применять сложные флюсы и покрытия, остатки которых могут вызвать коррозию металла шва. Сварку производят постоянным током обратной полярно­сти или переменным током, но с обя­зательным применением осциллятора и балластного реостата. Ручную сварку выполняют вольфрамовым электродом на установках УДГ-300 и УДГ-500.

При толщине свариваемых кромок до 6 мм применяют электроды диамет­ром до 4 мм, а для кромок больших толщин — до 6 мм. Сва­рочный ток определяют из расчета 30…45 А на 1 мм диаметра электрода. Расход аргона составляет 6… 15 л/мин. Сварку производят при минимальной длине дуги (менее 2 мм). Это обеспечивает энергичное разру­шение оксидной пленки вследствие катодного распыления и улучшенную защиту зоны сварки аргоном. Сварку выполняют на специализированном автомате АДСВ-2.

Полуавтоматическую и автомати­ческую сварку в аргоне плавящимся электродом выполняют специальными шланговыми полуавтоматами и авто­матами. Сварку производят постоян­ным током обратной полярности. При­меняют сварочную проволоку марок СвА97, СвАМц, СвАК или того же состава, что и свариваемый металл. Металл толщиной до 10 мм сварива­ют без разделки кромок, при больших толщинах кромок применяют V- и Х-образные разделки шва. Свароч­ный ток при электродной проволоке диаметром 2,0 мм составляет 250… 300 А. Скорость сварки достигает 30… 40 м/ч.

Газовая сварка алюминия и его сплавов дает хорошие результаты при правильном выборе режима сварки и применении флюсов. Листы толщиной до 3 мм сваривают с отбортовкой кромок на высоту примерно утроенной толщины листа. При толщине листов до 5 мм сварку производят без скоса кромок с зазором до 0,5 мм. Листы толщиной 5…15 мм сваривают с односторонним, а при большей толщине с двусторонним скосом кромок. Угол разделки составляет 60…70°. Сварку нахлесточных соединений применять не следует, так как флюс, затекающий в зазор между листами, вызывает коррозию и разрушение шва. Кромки соединения и присадочную проволоку очищают от оксидной пленки меха­ническим или химическим способом. Механическую очистку производят обезжириванием в щелочном растворе с последующей очисткой металлической щеткой. Сварку следует вы­полнять не позднее чем через 2 ч после очистки. Химическую очистку производят в такой последовательности: кромки обезжиривают и про­травливают в 5%-ном растворе каустической соды; затем соединяемые части промывают водой, насухо протирают тряпкой и просушивают. Сварку следует выполнять не позд­нее чем через 8 ч после очистки. Флюс наносят на свариваемые кромки и присадочную проволоку в виде пасты или насыпают в разделку шва в виде порошка. Флюсы хра­нят в герметически закрытых со­судах, так как они очень интен­сивно поглощают влагу из воз­духа.

Сварку выполняют левым спосо­бом нормальным пламенем или с не­большим избытком ацетилена. Следу­ет учесть, что большой избыток ацети­лена способствует образованию пор в сварном шве. Большую опасность представляет избыток кислорода, ко­торый значительно затрудняет сварку, интенсивно окисляя алюминий. Угол наклона мундштука горелки в начале сварки устанавливают 70…80°, а за­тем уменьшают до нормального значе­ния 30…45°. Мощность сварочного пламени зависит от толщины метал­ла:

Толщина металла, мм 1 1,5…2 3…4 6…8
Мощность горелки, л/ч ацетилена 75 150…300 300…500 750…1000

При сварке силуминов рекомендуется предварительно нагреть изделие до 200…250°С, а после сварки произвести отжиг при температуре 300…350 °С с последующим медленным охлаждением. Швы на сварных соединениях из проката проковывают легкими ударами в холодном состоянии. Остатки флюса и шлака тщательно удаляют с помощью металлической щетки и горячей воды.

Поделись статьёй с друзьями! Пусть и другие узнают о нас!

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *