135. Технология сварки алюминия и его сплавов.

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 Al₂O₃ в виде плёнки; значительное превышение температуры плавления оксидной плёнки над температурой плавления алюминия; 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.

Технологические особенности сварки заключаются в следующем. При сварке конструкций из алюминиевых сплавов наибольшее распространение получили стыковые соединения. Нахлесточные, тавровые и угловые соединения желательно выполнять аргонодуговой сваркой, так как при применении сварки с флюсом, возникает опасность последующей их коррозии, вызванной остатками флюса. При сварке угловых соединений в металле шва возможно появление дефектов в виде включений оксидных пленок в корневой части стыка в связи с недостаточным перемешиванием металла и отсутствием прогрева требуемой величины. При односторонней сварке первый валик следует всегда выполнять на подкладке или применять разделку в виде замка.

Ручная дуговая сварка покрытыми электродами. Этот вид сварки применяется в основном при изготовлении неответственных, малонагруженных конструкций из технического алюминия, алюминиевых сплавов типа АМц и АМг, содержащих до 5% Mg, а также изделий из силумина. Сварка покрытыми электродами выполняется, как правило, при толщине листов от 4 мм и более. Металл толщиной 10 мм и выше предварительно подогревают.

Автоматическая сварка по флюсу. Сварка плавящимся электродом по флюсу используется при изготовлении конструкций типа ёмкостей, котлов, цистерн из технического алюминия и сплава АМц, как правило, достаточно большой толщины (10-30 мм). Сварка производится на постоянном токе обратной полярности. Флюсы состоят из галогенидов.

Сварка в инертных газах – наиболее распространённый способ сварки, применяющийся для изготовления сварных конструкций из алюминиевых сплавов ответственного назначения. Сварка выполняется неплавящимся вольфрамовым электродом (ручная и механизированная) и плавящимся электродом (полуавтоматическая и автоматическая). В качестве защитного инертного газа используют аргон первого сорта или гелий высокой чистоты, а для сварки плавящимся электродом – смесь аргона с гелием. Выбор вида сварки в инертных газах определяется толщиной металла, конструкцией изделия и масштабом производства.

При двухдуговой сварке с растянутой ванной создаются благоприятные условия для предупреждения образования пор.

Трёхфазная дуга является одним из наиболее мощных концентрированных источников тепла, её мощность более чем в 2 раза превышает мощность однофазной дуги при том же токе и напряжении. Трёхфазная дуга отличается высокой устойчивостью.

Сварка плавящимся электродом. Плавящийся электрод применяют при дуговой сварке алюминиевых сплавов толщиной более 4 мм. Для более тонкого металла не удаётся добиться устойчивого горения дуги при мелкокапельном струйном переносе металла. Преимущество – хорошее перемешивание ванны, невысокая вероятность получения в металле швов крупных оксидных включений, а также высокая производительность, особенно при сварке металла большой толщины. Недостаток – снижение по сравнению со сваркой неплавящимся электродом показателей механических свойств.

Плазменная сварка (сжатой дугой) алюминия и его сплавов выполняется на переменном и постоянном токе обратной полярности. Она по сравнению с аргонодуговой сваркой вольфрамовым электродом, позволяет повысить производительность на, снизить расход аргона, улучшить качество сварных соединений.

Электрошлаковая сварка. В настоящее время освоена электрошлаковая сварка заготовок толщиной 200-300 мм из алюминия и алюминиевых сплавов. Экономически выгодно применять ЭШС при толщине металла более 25 мм. Сварка производится электродами большого сечения – пластинчатыми и плавящимися мундштуками.

Газовая сварка осуществляется с использованием ацетилена. Сварка производится пламенем нормальной регулировки (β = 1,1-1,20). Для защиты металла от окисления газами пламени и удаления оксидов при сварке применяют флюсы. Наибольшее распространение получил флюс АФ-4А.