1.2 Свариваемость

Свариваемость сплавов системы Al-Cu-Mg считается удовлетворительной. Сплав Д16 хорошо сваривается контактной, особенно точечной, сваркой. Способы сварки плавлением для получения соединений из таких сплавов применяются редко. Специфическим для алюминия и его сплавов способом обработки служит холодная сварка. При газовой и аргонно-дуговой сварках с присадкой Д16 склонен к образованию горячих трещин и разупрочнению металла в ЗТВ, этому спсобствует и дендритная ликвация с образованием толстых эвтектических прослоек в литом ядре. Механические свойства металла ядра приближаются к свойствам отожженного сплава.

При сварке сплавов, естественно и искусственно состаренных, структурные изменения в зоне термического влияния зависят от вида старения, однако в обоих случаях наиболее полные превращения наблюдаются при длительном тепловом воздействии на металл. Для сплавов, подвергающихся, например, естственному старению (сравы АВ системы Al – Cu – Mg с упрочняющей фазой Mg₂Si; сплавы Д1 и Д16 системы Al – Cu – Mg с упрочняющими фазами CuAl₂ и Al₂CuMg идр.), можно отметить такие характерные участки в зоне термического влияния:

1) участок неполного расплавления с увеличенной шириной границ между зернами;

2) участок частичного распада пересыщенного твердого раствора с пониженной по сравнению с основным металлм твердостью. Здесь уменьшается ширина границ между зернами, но заметно неравнрмерное распеделение легирующего элемента по обьему зерна;

3) участок полного или частичного отжига. Наибольшее разупрочнение и наименьшая твердость металла на этом участке наблюдаются при нагреве до 350˚С. По мере снижения температуры нагрева эффект возврата снижается повторным действием естественного старения, в связи с чем твердость металла повышается и достигае значений, свойственных металлу вне зоны термического влияния. Для участка отжига характерно укрупненное зерно с увеличенной по толщине сеткой включений второй фазы.

Наибольшую склонность к образованию горячих трещин имеют сплавы Д16, Д18, В95, ВД17, наименьшую – сплав ВАД1 и частично Д19.

Разные механические свойства участков зоны термического влияния и металла шва, получаемые при сварке плавлением термически упрочняемых алюминиевых сплавов, подобных дюралюмину, приводят к тому, что прочность сварных соединений по сравнению с основным металлом снижается в среднем на 50-60%, причем одновременно уменьшается пластичность. Различия в структурах различных участков также снижают коррозионную стойкость металла и усиливают его склонность к межкристаллитной коррозии. Но при перезакалке и естественном старении прочность достигает 90% от прочности основного материала.

2 Расчет режима контактной сварки

К параметрам режима контактной сварки в первую очередь относят сварочный ток, время сварки и усилие сжатия электродов. При более сложной циклограмме процесса могут добавляться ковочное усилие, длительность и сила импульса подогревающего тока и т.д.

Наш расчет, в первую очередь, основывается на законе Джоуля-Ленца, который определяет количество тепла, выделяющееся в процессе, при протекании тока

Преобразуя это выражение можно получить формулу для вычисления сварочного тока

где m – коэффициент, учитывающий неравномерность нагрева.

Материал – Д16А, толщина 1,2+1,2 мм. Теплофизические свойства материала приведены в таблице 2.

В начале расчета определим характер режима сварки, учитывая, что жесткий режим рекомендуется для алюминиевых и магниевых сплавов, и нержавеющей стали. Для остальных – мягкий режим.