3. Технологія дугового зварювання алюмінію і його сплавів.

Алюміній та його сплави широко застосовуються в промисловості у вигляді листів, труб та іншого профільного матеріалу.

Алюміній (ГОСТ 11069-74) випускають таких марок: особливої чистоти — А995, А99, А97, А95, технічної чистоти — А85, А8, А7Е, А7, А6, А5Е. Цифри в позначеннях марок означають сотову частку вмісту алюмінію, а основну (99%) не вказують. Наприклад: алюміній А97 містить 99,97% А1, решта — домішки Fe, Si,Cu,Zn, Ті; їх загальний вміст не перевищує 0,03%.

Сплави алюмінію мають високі механічні властивості при малій густині, що досягається легуванням їх марганцем, магнієм, кремнієм, нікелем, хромом та іншими елементами. Технічно чистий алюміній в техніці має обмежене застосування внаслідок низької міцності й високої пластичності.

Основні труднощі зварювання алюмінію та його сплавів:

1. Сильна окиснюваність при високих температурах з утворенням тугоплавкої (температура плавлення 2050°С) оксидної плівки АІ₂О₃, яка має більшу густину ніж алюміній (3,85 г/см³). Оксидна плівка утруднює сплавлювання, сприяє непроварам, підвищує крихкість металу. її видаляють механічним і хімічними способами перед зварюванням, захищають зону зварювання інертним газом, катодним розпилюванням, застосовують покриття електродів і флюси на основі солей лужних і лужноземельних металів (NaCl, NaF, KC1 та ін.);

2. Схильність до утворення гарячих тріщин через велику ливарну усадку металу й наявність домішок. Для цього зменшують вміст домішок у зварюваному металі, добавляють модифікатори (Zr, Ті, В) і регулюють режими зварювання;

3. Підвищена пористість металу шва, яка пов'язана з насиченням розплавленого металу воднем. Для зменшення пористості детально очищають кромки та дріт від вологи, використовують попередній підігрів, збільшують діаметр присаджувального дроту;

4. Високий коефіцієнт лінійного розширення сприяє появі значних зварювальних деформацій, що потребує використання спеціальних затискних пристосувань й усунення деформацій після зварювання;

5. Велика рідкотекучість і низька міцність при температурах вище 550°С викликає необхідність застосування підкладок;

6. Висока теплопровідність алюмінію потребує застосування потужних джерел тепла та підігріву;

7. Високий коефіцієнт в'язкості й швидкий тепловідвід утруднюють формування шва, що потребує необхідного розчищання кромок;

8. Низька температура плавлення алюмінію (660°С) та відсутність зміни кольору при нагріванні заважає вчасно помітити момент початку плавлення. Для цього необхідний досвід і навички зварника.

Деталі з алюмінію та його сплавів з'єднують зварюванням плавленням і зварюванням тиском. Широко використовується зварювання таких видів: ручне або механізоване дугове зварювання неплавким електродом у захисному інертному газі; механізоване дугове зварювання плавким електродом у захисному газі; автоматичне дугове зварювання плавким дротом по шару флюсу; стикове й точкове контактне зварювання; дугове зварювання вугільним або графітовим електродами; алюмінієвим покритим електродом; електрошлаковим зварюванням і зварюванням електронним променем.

Ручне дугове зварювання алюмінію покритими електродами.Зварювання алюмінію та його сплавів покритими електродами використовують при виготовленні виробів товщиною понад 3 мм. Перед зварюванням кромки деталей очищають щіткою та знежирюють ацетоном, бензином або іншим розчинником. Потім видаляють оксидну плівку алюмінію травленням протягом 0,5-1 хв у спеціальному, промивають у теплій проточній воді (40°С) і нейтралізують у 25-35%-ному водному розчині азотної або сірчаної кислоти (1-2 хв), знову промивають у проточній воді і сушать до повного видалення вологи (у сушильних шафах). Сплави з магнієм і кремнієм освітлюють у 25%-ному розчині ортофосфорної кислоти. Алюміній товщиною до 5 мм зварюють без скосу кромок, а при більшій товщині виконують розчищання кромок під кутом 60° з притупленням 1-2 мм. Деталі товщиною до 4 мм зварюють без підігріву, 5-6 мм — з підігрівом до 100Х, 8-10 мм — з підігрівом до 160-200°С, при більшій товщині — підігрів до 200-400°С.

Щоб уникнути випадкового заварювання шлакових уключень, які роз'їдають алюміній, кількість шарів при зварюванні має бути мінімальною. Алюміній товщиною до 8 мм зварюють за один прохід із повним заповненням розчищених кромок. Багатопрохідне зварювання алюмінію товщиною понад 8 мм виконують при детальному очищенні й відмиванні шлаку з поверхні кожного проходу.

Для дугового зварювання алюмінію типу АО, Al, A2, A3 використовують електроди марки ОЗА-1 із алюмінієвим стрижнем марки Св-А5 і спеціальним покриттям, до складу якого входять хлористі натрій, калій, літій, сірчанокислий калій і кріоліт.

Білет №9