Сварка алюминия и его сплавов

Трудности сварки алюминия и его сплавов вызываются наличием на поверхности свариваемых кромок тугоплав­кой оксидной пленки (температура плавления 2050°С), пре­пятствующей сплавлению основного и присадочного метал­лов. Удаление оксидной пленки производят тремя спосо­бами; механическим (наждачным инструментом, металли­ческой щеткой, шабрением), химическим (травлением, при­менением при сварке флюсов, содержащих фтористые и хлористые соли) и электрическим (сварка постоянным то­ком обратной полярности или переменным током, катод­ное распыление).

Следует иметь в виду, что при нагреве до температуры 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 марок СвА97, СвАМц, СвАК5 или проволоки из сплава того же состава, что и сва­риваемый металл. Сварку производят постоянным током обратной полярности с возможно короткой дугой. Свароч­ный ток определяют из расчета 15—30 А на 1 мм диаметра электрода.

Для удаления пленки оксидов применяют флюс АФ-4А, содержащий хлористого натрия — 28%, хлористого калия г - 50%, хлористого лития — 14% и фтористого натрия — 8%.

, При сварке металлическим электродом применяют раз­личные покрытия, которые 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 в 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 60—70°. Кромки листов толщиной более 8 мм перед сваркой подо­гревают до температуры 200—250°С. После сварки швы тщательно очищают от шлаков и остатков флюса — про­мывают горячей водой, протирают 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. Дуга горит не в слое флюса, а над флюсом. Тонкого слоя флюса достаточно, чтобы защитить свароч­ную ванну и удалить оксидную пленку. При большей тол­щине слоя флюса дуга шунтируется через шлак, обладаю­щий высокой электропроводностью, и горит по слою флю­са. Применяется электродная проволока марки СвА97 или СвАМц диаметром 2—3 мм. Флюс АН-А1, состоящий из хлористого натрия — 20%, хлористого калия — 50% и крио­лита — 30%, наносят на свариваемый шов слоем толщиной 10—35 мм. Сварку производят постоянным током обратной полярности при напряжении дуги 38—44 В. Вылет электро­да составляет 25—40 мм, сварочный ток — 300—450 А, ско­рость сварки — 12—20 м/ч.

Аргонодуговая сварка алюминия и его сплавов получи­ла наибольшее распространение. При этом нет необходи­мости применять относительно 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 УДГУ-301, УДГ-501 и ИСВУ-315.

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), что обеспечивает энергичное разруше­ние оксидной пленки вследствие катодного распыления и улучшенную защиту сварки. Механизированную сварку вы­полняют на специализированном автомате типа АД СВ-6.

Полуавтоматическую и автоматическую сварки в среде аргона плавящимся электродом выполняют специальны­ми шланговыми полуавтоматами и автоматами. Сварку про­изводят постоянным током обратной полярности. Приме­няют сварочную проволоку 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 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 — е 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 хорошо очищают от оксидной пленки механическим или химичес­ким способом. Механическую очистку производят путем обезжиривания в щелочном растворе с последующей очис­ткой металлической щеткой. Сварку следует выполнять не позднее чем через 2 часа 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 часов 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 повы­шенный — 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 подогреть изделие до 200—250°С, а после сварки произве­сти отжиг при температуре 300—350°С с последующим мед­ленным охлаждением. Швы сварных соединений из про­ката проковывают легкими ударами в холодном состоянии. Остатки флюса и шлака тщательно удаляют с помощью металлической щетки и промывкой горячей водой.

Оставить комментарий