11-12-2012_09-23-52 / 3-4 алюм
.doc
Рис. 3.15. Сварка толстолистовых алюминиевых сплавов плавящимся электродом.
Для сварки используют стандартное оборудование, при этом необходимо обеспечить скорость подачи проволоки до 400 м/ч. При использовании газовой смеси из 30% Аг и 70% Не увеличивается и ширина и глубина провара. Это позволяет за один проход (на подкладке) без разделки сваривать металл толщиной до 16 мм, за два прохода (с двух сторон) - до 30 мм.
Механизированная сварка плавящимся электродом может быть выполнена с использованием фторидно-хлоридных флюсов различных марок. При сварке алюминия под флюсом состоящим из различных солей, возрастает концентрации водяных паров, и расплавленный металл насыщается водородом, становясь пористым. Кроме того, толстый слой токопроводящего флюса вызывает значительное шунтирование тока при сварке под флюсом, что приводит к неустойчивому горению дуги, плохой дегазации при формировании шва. Поэтому сварка производится полуоткрытой дугой при определенном дозированном слое флюса, регулируемом специальным дозатором, перемещающимся впереди сварочной дуги (рис.3.16).
Толщина и ширина слоя насыпаемого флюса зависят от толщины свариваемого металла (обычно 10 - 16 мм). Возможна сварка одиночным и сдвоенным электродом на постоянном токе обратной полярности (табл.3.11). С обратной стороны шва для предотвращения протеков жидкого металла необходима стальная формирующая подкладка.
г)
Рис. 3.16. Схема сварки алюминиевых сплавов по слою флюса:
а - материалы, участвующие в процессе: 1 - слои флюса; 2 - электрод; 3 -шлак;
б - дозатор; г – схема сварки.
Таблица 3.11. Рекомендации к выбору режимов однопроходной сварки по слою флюса одиночным электродом на формирующей подкладке
|
Толщина металла, мм |
Диаметр мм |
Плотность тока, А/мм2 |
Напряжение дуги, В |
Скорость сварки, м/ч |
|
4 |
1,0 |
130 - 150 |
27 - 30 |
24 - 26 |
|
8 |
1,5 |
100 - 120 |
29 - 32 |
20 - 22 |
|
12 |
2.0 |
100 - 110 |
35 - 37 |
18 - 19 |
|
16 |
2,5 |
75 - 90 |
38 - 40 |
16 - 17 |
|
20 |
3,0 |
70 - 75 |
39 - 41 |
14 - 15 |
|
25 |
3,5 - 4,0 |
30 - 40 |
40 - 42 |
12 - 13 |
Ручную дуговую сварку покрытыми электродами применяют при толщине металла свыше 4 мм, сварку ведут на постоянном токе обратной полярности, как правило, без поперечных колебаний.
При толщине металла свыше 10 мм необходима V-образная разделка кромок с углом раскрытия 60° и притуплением 1 - 2 мм. При сварке алюминия необходим предварительный подогрев металла до температуры 100 - 200°С (особенно в начале шва). Диаметр электродов 4 - 8 мм; сила сварочного тока: /Св = (45 ÷ 55)dэ.
Сварка угольным электродом (ручная) применяется при исправлении дефектов отливок, при случайных работах небольшого объема, а также по отбортовке тонколистового алюминия. Сварка алюминия и его сплавов угольным электродом возможна только в нижнем положении постоянным током прямой полярности с применением флюсов.
Сварку производят электродами, размещенными под углом 10 - 20° от вертикали, без поперечных колебаний при длине дуги 15 - 25 мм на различных режимах в зависимости от толщины свариваемых деталей с подформовкой обратной стороны шва.
Остатки флюса и шлака сильно разъедают алюминий, поэтому их следует тщательно удалять с поверхности шва и прилегающего к нему основного металла механическим способом и промывкой водой.
Сварка угольным электродом дает плотные швы, практически равнопрочные основному металлу.
Плазменно-дуговая сварка обеспечивает более концентрированный ввод тепла в свариваемое изделие по сравнению с дуговыми способами. Этот метод сварки занимает промежуточное место между лучевыми и дуговыми способами сварки, является одним из перспективнейших способов получения неразъемных соединений алюминиевых сплавов при создании судо-корпусных конструкций, включая безнаборные панели.
Технология плазменной сварки нестандартных нахлесточных сварных соединений применительно к тонкостенным безнаборным панелям в толщинах 1,5 - 2,0 мм представлена на рис.3.17.
Несмотря на то, что такие современные способы сварки как электронно-лучевая и лазерная все более широко применяются при изготовлении корпусных конструкций, однако в силу своих специфических особенностей они не могут заменить дуговые способы, в частности плазменно-дуговую, поскольку применение лазерной сварки для конструкций из алюминиевых сплавов затруднено из-за больших потерь на отражение, а электронно-лучевая ограничена размерами камеры.
Разрушить окисную пленку и обеспечить надежное сплавление двух поверхностей удалось достигнуть, только войдя в узкий диапазон режимов со сквозным проплавлением либо верхней пластины, либо обеих пластин с формированием проплава с обратной стороны. Но этот процесс является прецизионным, так как находится на грани между процессами резки и сварки. Для сварки таких конструкций используется специальное оборудование (рис. 3.18).
Рис. 3.17. Основные типы нестандартных сварных соединений безнаборных панелей.
Рис.3.18. Установка плазменно-дуговой
сварки на постоянном токе обратной
полярности.
Структура нахлесточного сварного соединения, выполненного плазменно-дуговой сваркой на постоянном токе обратной полярности с характерными для нахлесточного соединения краевыми участками показана на рис. 3.19. Макрошлифы и внешний вид сварного соединения показаны на рис.3.20.
Рис.3.19. Структура нахлесточного сварного соединения сплава 1561 толщиной 1,5+1,5 мм. 1 - металл шва; 2 и 3 - зона сплавления.
Лицевая сторона шва Обратная сторона шва
сквозное проплавление
верхнего листа
сквозное проплавление
верхнего и нижнего листа
Рис.3.20. Макрошлифы и внешний вид нестандартных нахлесточных сварных соединений сплава 1561 толщиной 1,5+1,5 мм.