Газовую сварку алюминиевых сплавов используют как ремонт­ный процесс. При газовой сварке алюминия на его поверхности образуется тугоплавкая пленка окисла А1203, имеющая темпера­туру плавления 2060® С и плотность 3,85 г/см3, т. е. выше плотности алюминия. Пленка окисла остается на поверхности сварочной ванны, защищая ее от дальнейшего окисления, но может находиться и в жидком металле в виде включений мевду кристаллитами, резко снижая прочность и пластичность сварного шва.

Полное удаление А1203 из наплавленного металла — основная задача при получении качественного сварного соединения алюминия и его сплавов. Для этой цели при газовой сварке применяют спе­циальные флюсы. Наилучшие результаты из всех способов сварки плавлением алюминия и его сплавов дает аргоно-дуговая сварка в непрерывном, а для тонкого металла — в импульсном режиме, при которой сварной шов получается полностью очищенным от вклю­чений А1203, обладает высокой пластичностью и коррозионной стой­костью, имеет хороший внешний вид. Удовлетворительно свари­ваются алюминий и его сплавы контактной точечной и роликовой сваркой.

При сварке алюминия и его сплавов приходится учитывать следующие особенности: относительно низкую температуру плавления и высокую теплопроводность, что требует точной дозировки вводимой в ванну теплоты; высокое химическое сродство алюминия к кисло­роду и образование тугоплавкой окиси алюминия, затрудняющей сварку; большой коэффициент линейного расширения при нагреве, вызывающий значительные деформации Н остаточные напряжения; пониженную прочность при высоких температурах сварки; повышен­ную вязкость расплавленного металла, затрудняющую формирова­ние сварного шва.

В качестве присадочного металла при сварке алюминия и его сплавов используют алюминиевую сварочную проволоку, выпуска­емую промышленностью по ГОСТ 7871—63.

Для сварки сплавов АМц применяют проволоку из сплава того же состава, что и основной металл, или из сплава АК5. Сплавы АМг сваривают проволокой с повышенным содержанием магния с целью снижения температуры плавления присадочного металла и повы­шения прочности наплавленного металла. Применение при сварке сплавов АМг проволоки того же состава, что и основной металл, снижает механические свойства наплавленного металла на 5—10 % по сравнению со свойствами основного металла.

Для сварки термически не упрочняемых сплавов АМг (например, АМг5) нельзя применять проволоку из сплавов типа АК, так как это приводит к образованию в шве силицида магния (Mg2Si), снижающего прочность металла шва вследствие расположения его включений по границам зерен; при этом стойкость против коррозии повышается. Сплавы системы алюминий — магний — кремний, склонные к обра­зованию кристаллизационных трещин, рекомендуется сваривать проволокой: тавровые и угловые соединения — АК5, стыковые разделки кромок — АКЮ. Для сварки литейных алюминиевых сплавов (заварке трещин, пороков литья и пр.) используют проволоку из того же сплава, что и основной.

В процессе сварки алюминия и его сплавов окислы удаляются флюсами на базе галоидных солей щелочных и щелочно-земель­ных металлов (см. гл. VII). Флюсы применяют или в порошко­образном состоянии, или в виде паст, приготовленных на воде или спирте.

Флюс на проволоку и кромки наносят чистой кистью, можно погружать конец проволоки в разведенный флюс. Наносят флюс после тщательной подготовки (механическим или химическим путем) кромок и их прихватки. Остатки флюса удаляют после сварки промывкой в горячей и холодной воде или травлением. Применять соединения внахлестку не рекомендуется вследствие трудности после­дующего удаления остатков флюса, попавшего в зазор.

При газовой сварке металл толщиной до 2 мм (иногда до 2,5 мм) сваривают встык с отбортовкой кромок и зазором до 1 мм. Часто отбортовку делают только у одной кромки. При толщине металла до 1 мм зазора не оставляют. Высота отбортовки равна двум-трем толщинам металла. При данном виде соединения повышается жест­кость и уменьшается коробление изделия при сварке. Отбортовка должна полностью расплавляться при сварке шва.

При толщине металла до 4 мм применяют сварку встык без скоса кромок, а при большей толщине (5—20 мм) — с односторонним скосом под углом 30—35°. Сварку производят с одной стороны, а с обратной стороны накладывают подварочный шов. Зазор в зави­симости от толщины металла равен 1,5—5 мм, притупление 1,5—2 мм. При толщине металла более 20 мм применяют двусторонний скос кромок при тех же углах скоса, зазорах и притуплении.

Сварку следует вести в приспособлениях, уменьшающих короб­ление изделия. При тонком металле и замкнутых контурах для ком­пенсации деформаций применяют дополнительные жесткости, зи - говку листов вдоль кромок и т. д. Для удаления окисных пленок на основном и присадочном металлах перед сваркой не более чем за 8 ч кромки тттва и сварочную-проволоку подвергают химической обработке, которая включает обезжиривание (водный раствор 1% NaOH, 5%Na2P04 и 3% жидкого стекла), промывку горячей водой, кратковременное травление (10% HN03) и окончательную промывку водой.

В зависимости от толщины металла принимают следующий рас­ход ацетилена:

Толщина металла, мм............................ До 1,5 1,6—3 3,1—5 5,1 — 10

Расход ацетилена, дм3/ч............................. 50—100 100—200 200—400 400—700

Толщина металла, мм................................ 10,1 — 15 15,1—25 25,1—50

Расход ацетилена, дм3/ч............................. .700—1200 900—1200 900—1200

Используют нормальное пламя или с небольшим избытком аце­тилена. Большой избыток ацетилена приводит к пористости шва. Конец ядра должен находиться на расстоянии 3—5 мм от поверх­ности ванны. Нельзя касаться жидкого металла ядром пламени. Угол наклона пламени к поверхности металла в начале сварки должен быть равен 90°, а затем уменьшаться до 20—45°. При сварке литья из алюминиевых сплавов этот угол по мере прогрева изделия дово­дят до 45—60°. Присадочную проволоку держат под углом 40—60° к поверхности металла. Для толщин металла менее 5 мм применяют левый способ сварки, для больших — правый. Сварку следует

вести в нижнем положении, в исключительных случаях — в гори­зонтальном на вертикальной плоскости и вертикальном положе­ниях. Не допускается сварка в потолочном положении швов. Сварку следует вести быстро и п© возможности непрерывно. Многослойных швов необходимо избегать, так как это вызывает пористость ме­талла шва.

Литые детали из алюминиевых сплавов сваривают с общим или местным подогревом до температуры 250—260°, силумин — до температуры 350—400° С.

Трещины разделывают до получения необходимого угла раскры­тия и заваривают от середины трещины к ее концам. По концам трещины должны быть засверлены. Длинные трещины заваривают участками по 60—70 мм поочередно в разные стороны. Охлаждение от­ливки после сварки должно быть по возможности медленным, для чего ее закрывают асбестом или засыпают песком. Для придания шву мелкозернистой структуры и устранения внутренних напряжений литые изделия после сварки подвергают отжигу при температуре 300—350° С и выдержке в печи 2—5 ч с последующим медленным охлаждением.

При газовой сварке листов из сплава АМц толщиной 10—16 мм предел прочности металла шва составляет 85—115 МН/м2 (8,5— 11,5кгс/мм2), угол изгиба 115—180°,ударнаявязкость0,2—0,3 МН/м2 (2—3 кгс-м/см2). Для сравнения можно указать, что ударная вяз­кость основного металла для сплава АМц равна 0,55—0,75 МДж/м2 (5,5 — 7,5 кгс-м/см2). [7]

Литейные сплавы магния с кремнием (МЛ1) имеют невысокую прочность и низкую коррозионную стойкость, но хорошо свари­ваются газовой сваркой. Сплавы системы магний — марганец (МЛ2, МА1) не дают кристаллизационных трещин при сварке, но имеют низкую прочность и малую пластичность сварных соединений вследствие образования крупнокристаллической структуры в около- шовной зоне.

Сплавы системы магний — марганец — церий (МА8) имеют мелкозернистую структуру и достаточно высокие механические свойства, но склонны к образованию кристаллизационных трещин. Для устранения трещинообразования при их сварке применяют присадочную проволоку с повышенным содержанием алюминия (3% А1 и 0,4% Се). Сплавы магния, содержащие в своем составе цинк, ограниченно поддаются сварке. Магниевые сплавы следует сваривать на максимальной скорости, обеспечивающей достаточную скорость охлаждения, предупреждающую появление трещин. Луч­шие результаты получаются при однопроходной сварке.

В качестве присадочного металла используют проволоку или прутки из сплава того же состава, что и свариваемый. Перед свар­кой присадочный металл обезжиривают и травят в 20%-ном растворе азотной кислоты. Непосредственно перед сваркой пруток необходимо зачистить металлической щеткой. Применять для зачистки наждач­ную бумагу не следует.

Для сварки используют флюсы, содержащие хлористые и фторис­тые соединения. Хпоридные флюсы вызывают коррозию металла

после сварки, и их остатки дол­жны тщательно удаляться. Фто - ридные флюсы не вызывают кор­розии, но они менее технологич­ны, так как имеют большую плотность и могут оставаться в шве. Перед использованием флюс разводят до состояния пасты и наносят на кромки по обе сто­роны от шва тонким слоем с помощью кисти, а также на ко­нец прутка. Избыток флюса не­желателен, так как затрудняет сварку.

Сварку производят, как пра­вило, встык; тавровые, угловые и нахлесточные соединения не рекомендуются. При толщине металла до 1Д мм применяют отбортовку кромок; при толщине до 3 мм"— стык без скоса кромок с зазором до 2 мм; при толщине более 3 мм — V-образную подготов­ку кромок с углом скоса 30—35°, зазором 1,5—6 мм и притуп­лением 1,5—2,5 мм в зависимости от толщины металла. Перед

сваркой поверхность кромок должна быть тщательно обезжирена и очищена от пленки окислов. Защитную пленку необходимо уда­лять механическим или химическим путем.

Диаметр проволоки такой же, как и при сварке алюминиевых сплавов. Мощность пламени при толщине металла 1—2 мм состав­ляет 150 дм3/ч ацетилена, при толщине 5—6 мм —300 дм3/ч ацети­лена. Пламя должно иметь небольшой избыток ацетилена. Его направляют к поверхности металла под небольшим углом (~10с). Применяют только левый способ сварки без поперечных колебаний горелкой. Конец ядра должен отстоять от поверхности ванны на

1,5— 3 мм. Пруток не следует погружать в сварочную ванну во избежание загрязнения ее пленками окислов.

Отливки после заварки дефектов подвергают отжигу по одному из следующих режимов (табл. 8).