1.12.3 Технология сварки алюминия и его сплавов различными способами
Ручная сварка покрытыми электродами применяется в основном для малонагруженных конструкций из чистого алюминия и термически неупрочняемых сплавов (АМц и АМг).
Электродное покрытие состоит из галогенидов (хлористых и фтористых солей, щелочных и щелочноземельных металлов) и криолита.
Ручная дуговая сварка покрытыми электродами применяется редко, т.к. стабильность процесса сварки и качество сварного соединения невелики.
Автоматическая сварка с применением флюса может быть двух видов: сварка по флюсу и сварка под флюсом.
При сварке по флюсу хорошее формирование шва достигается при строго ограниченной толщине флюсового слоя - сварка полуоткрытой дугой. Сварка производится на постоянном токе обратной полярности, как правило, на стальной удаляемой подкладке. Разделка кромок при свариваемых толщинах до 20мм не производится.
При сварке под флюсом (закрытой дугой) возможно большее повышение силы тока и увеличение глубины проплавления с обеспечением удовлетворительного формирования и качества металла шва.
Сварочные флюсы состоят из галогенидов и криолита. Такие флюсы практически не взаимодействуют с жидким металлом, удаляют окись алюминия и надежно защищают сварочную ванну от окисления. Прокалка флюса перед употреблением обязательна.
Способы сварки в инертных газах являются самыми распространенными способами сварки алюминиевых сплавов. Сварка может выполняться как неплавящимся, так и плавящимся электродом. В качестве защитного газа применяют аргон и гелий высокой чистоты или аргонно-гелиевую смесь.
Широкое применение для создания качественных сварных соединений получила ручная сварка неплавящимся вольфрамовым электродом в среде аргона с подачей присадочной прутка в зону плавления (рис. 20).
Сварка выполняется на переменном токе для обеспечения катодного распыления окисной пленки алюминия.
Параметры режима сварки: диаметр вольфрамового электрода, сила тока, напряжение на дуге, диаметр присадочного прутка, расход защитного газа, скорость сварки для механизированной сварки неплавящимся электродом.
Сила тока выбирается в зависимости от толщины свариваемых деталей и диаметра вольфрамового электрода:
Iсв =(60-70) dэ
В качестве присадочного прутка используют сварочную проволоку из алюминия и алюминиевых сплавов по ГОСТ 7871, а также вновь разрабатываемые для новых марок сплавов.
Выбор конструктивных элементов разделки осуществляется в соответствии с ГОСТ 23949-80.
Термически неупрочняемые сплавы марок 1561 и 1575 (АМг5, АМг6 и др.), широко применяемые в судостроении, свариваются с применением присадки марки Св.АМг61.
Непосредственно перед сваркой место сварки должно быть зачищено от загрязнений и от окисной пленки. Присадочные прутки также должны быть очищены от окисной пленки и должны иметь установленный срок годности использования.
Способ сварки плавящимся электродом целесообразен для элементов конструкций, начиная с толщин 4,0мм.
Применяется постоянный ток обратной полярности. Источник тока должен иметь жесткую внешнюю характеристику. Таким образом достигается надежное разрушение окисной пленки на поверхности металла.
Сварка может быть как полуавтоматическая так и автоматическая.
Для полуавтоматической сварки применяется проволока малых диаметров 1,2-2,0мм, при автоматической сварке 1,2-4,0мм.
Наибольшее распространение получила полуавтоматическая сварка как процесс более универсальный. Для качественного формирования шва необходим правильный выбор параметров режима сварки.
Конструктивные элементы различных типов сварных соединений предусмотрены ГОСТ 14896.
Сварка ведется в чистом аргоне или гелии, или их смесях. Режим сварки подбираются из условий конструкции сварного соединения и применяемых сварочных материалов.
Должна быть обеспечена надежная защита зоны сварки от воздушной среды. Малый расход защитного газа уменьшает устойчивость горения дуги, увеличивает интенсивность окисления и разбрызгивания, ухудшает формирование шва и ведет к появлению на его поверхности черного налета.
При сварке плавящимся электродом повышается производительность, снижается тепловложение в свариваемый металл, уменьшаются остаточные напряжения и деформации. Однако при этом способе в швах и зоне сплавления с основным металлом часто возникают поры.