1. Алюминиевые сплавы, их классификация, область применения

Алюминиевые сплавы используют в сварных конструкциях различного назначения. Основными достоинствами их как конструкционных материалов являются: высокая удельная прочность, малая плотность, хорошая стойкость против коррозии, высокая технологичность. Именно данные свойства обуславливают широкое применение алюминиевых сплавов авиационной и космической промышленности, где масса конструкции имеет первостепенное значение.

Чистый алюминий ввиду своей низкой прочности почти не применяется как конструкционный металл. Холодная пластическая деформация заметно повышает прочность, но снижает пластичность металла. Нагартовка листов технического алюминия повышает его предел проч­ности от 80 до 147-176 МПа. При этом относительное удлинение снижается до 1-2 %. Упрочнение, достигнутое в результате нагартовки, сохраняется при нагреве до температур ниже темпера­туры рекристаллизации (примерно 400°С). Поэтому при проектировании сварных конструкций следует ори­ентироваться на не нагартованный металл.

Основное значение как конструкционный металл имеют полуфабрикаты из алюминиевых сплавов (листы, профили, трубы и пр.). Легирующими элементами в алюминиевых сплавах явля­ются марганец, медь, цинк, магний, кремний, в качестве модифицирующих добавок используют титан, цирко­ний, бор.

По способам получения алюминий и его сплавы обычно де­лят на две группы: деформируемые (к ним относится и технический алюминий) и литейные.

Деформируемые сплавы разделяются на термически не уп­рочняемые - твердые растворы, имеющие концентрацию леги­рующих элементов ниже предела растворимости при комнатной температуре, и термически упрочняемые - сплавы, имеющие концентрацию легирующих элементов сверх этого предела.

Алюминий и его сплавы обладают специфическими свой­ствами, обусловливающими сравнительную сложность осущест­вления процесса их сварки. К таким свойствам относятся:

• высокая степень сродства к кислороду и образование прочного оксида А12Оз в виде плёнки, покрывающей поверхность металла;

• значительное превышение температуры плавления оксид­ной плёнки (2050°С) над температурой плавления алюминия (~660°С);

• высокая способность алюминия растворять водород;

• склонность к порообразованию;

• высокая теплопроводность;

• высокий коэффициент линейного расширения;

• большая жидкотекучесть;

• резкий переход из твёрдого состояния в жидкое при на­греве;

• склонность многих сплавов к образованию горячих и хо­лодных трещин.

Алюминиевые сплавы используют в сварных конструкциях различного назначения. Основными достоинствами их как конструкционных материалов.

2. Какие способы резки и оборудование применяют при получении заготовок

Механические способы:Резка на ножницах. Процесс основан на упругопластической деформации и скалывании металла. Под давлением ножа разрезаемый материал заводят между нижним и верхним ножами ножниц. Под давлением верхнего ножа вначале происходит вдавливание ножей в металл на глубину 0,2…0,4 толщины, а затем скалывание металла по поверхности между остриями режущих кромок.

В производстве сварных конструкций применяются следующие виды ножниц: листовые с наклонным ножом, высечные, двухдисковые с ноклонными ножами, однодисковые с наклонным ножом, многодисковые, ножницы для резки уголка, швеллеров и двутавров, пресс-ножницы комбинированные, сортовые и ручные механизированные. Большинство ножниц предназначено для прямолинейной резки. Фигурная резка может производиться на ножницах высечных, двухдисковых с наклонными ножами и ручных механизированных. Для поперечной резки фасонного и сортового материала применяются пресс-ножницы комбинированные, ножницы комбинированные, ножницы для резки уголка, швеллеров и двутавров, ножницы сортовые.

Отрезные станки. Применение для резки труб, фасонного и сортового материала, на отрезных станках можно резать материал большего сечения, чем на ножницах, и качество резки более высокое, однако трудоемкость резки на отрезных станках значительно выше, чем при резке на ножницах. Поэтому отрезные станки применяются для резки профилей, которые невозможно резать на ножницах, например под углом или в случаях, когда необходимо обеспечить высокую точность резки. В производстве деталей сварных конструкций применяются отрезные станки с дисковыми пилами, труборезные станки, а также станки с шлифовальными отрезными кругами.

Термическая резка: Применяется для листового материала средних и больших толщин и труб большого диаметра. С помощью термической резки может производиться как прямолинейная, так и фигурная резка металла толщиной до 300 мм и более.

Основными видами термической резки является кислородная и плазменно-дуговая резка. Процесс кислородной резки основан на сгорании металла в среде кислорода и удалении этой средой образующихся жидких окислов.

Плазменно-дуговая резка основана на плавлении металла в зоне реза электрической дугой и образующейся в ней струи плазмы рабочего газа. Рабочим газом при плазменно-дуговой резке являются аргон, азот, смеси аргона и азота с водородом, кислород в смеси с азотом, сжатым воздух.

Возможно применение также лазерной резки – данный способ обеспечивает наиболее высокую точность и качество резки.