15. Сформулируйте особенности сварки деталей из алюминиевых сплавов. Дайте характеристику аргонодуговой сварки

Особенности сварки алюминиевых деталей:

• Плотная, тугоплавкая и химически стойкая оксидная пленка на поверхности деталей. Температура плавления оксидной пленки - 2160 °С. Температура плавления алюминия - 659 °С. Требуется: мощный источник тепла, хорошая защита от окисления (газ или флюс).

• Водород, растворенный в алюминиевом сплаве, образует поры и раковины. Источник водорода – влага. Требуется:

1. прогреть детали перед сваркой;

2. просушить флюс.

• Значительные внутренние напряжения, вызывающие деформации.

Причины:

1. большая литейная усадка при охлаждении расплава;

2. высокий коэффициент линейного расширения расплава.

Рекомендуется:

подогреть детали перед сваркой до температуры 250...300 °С и медленно охладить после сварки.

Способы сварки:

1. аргонодуговая сварка;

2. ацетилено-кислородная (газовая) сварка;

3. ручная дуговая.

Дуговая сварка в среде аргона

Сущность аргонодуговой сварки — электрическая дуга горит между неплавящимся вольфрамо­вым электродом и деталью. В зону сварки подается защитный газ – аргон и присадочный материал. Аргон :

1. надежно защищает расплавленный металл от окисления кислородом воздуха;

2. создает зону сосредоточенного нагрева. Наплавленный металл получается плотным, без пор и раковин.

Неплавяшийся электрод - пруток из лантанированного вольфрама диаметром 2... 10 мм (марка ВАЛА, ВЛ-10).

Присадочный материал: проволока Св.АК5, Св.АК10, Св.АК12; «лапша», нарезанная из листа АМг, АМц толщиной 4-5 мм; пруток из материала детали

Оборудование:

специальные автоматы и установки АГП-2, АДСП-2, УДАР-300, УДГ-301; -501, УДГУ-301;

специальные горелки ГРАД-200; -400 (на 200 и 400 А) с водным охлаждением; АР-3, -10 ( до 200 А) с естественным охлаждением;

баллон с аргоном 40 л под давлением 15 МПа с редуктором РК-50;

теплообменник;

верстак.

Перед сваркой - удаление окисной пленки и масла на присадочном материале и поверхности детали. Растворитель - ацетон, уайт-спиритом удаление раковин, пор, оксидной пленки. Инструмент - шлифовальная шкурка, шлифовальная машина.

Параметры режима сварки:

1. сила сварочного тока I, А 100... 500

2. диаметр вольфрамового электрода d э, мм (зависит от толщины свариваемой детали)

3. напряжение дуги U,В 18... 20

4. расход аргона, л/мин 8... 15

5. скорость сварки Iсв, м/ч до 150 и выше (устойчивость процесса)

Преимущества:

1. высокое качество шва (без пор и раковин)

2. небольшая зона термического влияния

3. отсутствие коробления металла

4. не требуются флюсы и электродные покрытия

5. высокая производительность процесса (в 3...4 раза выше, чем при газовой сварке)

6. высокая механическая прочность сварного шва

7. аргон задерживает ультрафиолетовые лучи (в 4... 8 раз по сравнению электросваркой).

8. возможность сварки тонкостенных деталей (жаропрочные сплавы и нержавеющие стали толщиной более 0,25 мм)

9. не требуется предварительный общий или местный нагрев детали перед сваркой

Недостатки:

1. высокая стоимость процесса (в 3 раза выше, чем при газовой сварке);

2. аргон перед сваркой требует очистки от примесей кислорода, азота, паров воды, что удорожает процесс и создает неудобства

3. дефицитность аргона.

16.Сформулируйте сущность процесса восстановления деталей способом пайки. Назовите его преиму­щества и недостатки, область применения. Приведите технологическую схему пайки низкотемпературными припоями (оловянно-свинцовыми)

Пайка – процесс получения неразъемного соединения детали в твердом состоянии при помощи промежуточного расплавленного сплава, называемого припоем.

Преимущества процесса пайки:

1. небольшой нагрев детали (сохраняется структура и свойства детали);

2. соединение разнородных металлов;

3. высокая прочность соединения;

4. простота технологического процесса и оборудования.

Недостатки:

1. снижение прочности соединения детали по сравнению со сваркой;

2. вредность для человека (свинец, пары кислот, цинк).

Область применения в АРП – при восстановлении герметичности водяных и масляных радиаторов, топливных баков, трубок, при ремонте электрооборудования, для герметизации сварных швов при ремонте корпусных деталей.

Оловяно-свинцовые припои имеют температуру плавления ≤280^оС.

Марки: ПОС-90, ПОС-61, ПОС-40, ПОС-10, ПОССу – 18-2 и др.

ПОС – припой оловянно-свинцовый, первые цифры – олово в %, вторые – сурьма, остальное – свинец в %.

Например: ПОС-90: 90% олово, 0,1 сурьма (до 1%), остальное - свинец

ПОССу – 18-2: 18% олово, до 2% сурьмы, остальное – свинец. Применяют для пайки деталей из латуни.

Оловянно-свинцовые припои изготавливают в виде проволоки, прутков, лент, трубок d = 1…5 мм с канифолью.

Флюсы:

1.кислотные (раствор хлористого цинка, ортофосфорная кислота, хлористый аммоний -нашатырь, серная кислота);

2.бескислотные (канифоль, стеарин).

Технологическая схема пайки деталей низкотемпературными припоями:

1. Подготовка детали:

1.1 зачистка кромок соединяемых деталей от загрязнений и окислов с помощью напильника, шабера, шлифовальной шкурки до чистой, слегка шероховатой поверхности

1.2 прогрев деталей до температуры пайки;

1.3 флюсование;

1.4 лужение (в ответственных соединениях) – процесс покрытия соединяемых поверхностей деталей слоем полуды (сплав на основе олова) – защита от окисления;

5. сборка соединения с зазором 0,05…0,2 мм;

2.Пайка - припой и кромки спаиваемых деталей нагревают до температуры на 40…50 ⁰С выше температуры полного расплавления припоя