6. Сварка деталей из алюминиевых сплавов

Основной сплав, применяемый в автотракторной технике - силумины (AL+Si) АЛ-2; 4; 9. Они обладают высокими технологическими свойствами и коррозийной стойкостью. Температура плавления чистого алюминия 659^о C.

Сварка затруднена из-за особых физико-химических свойств:

1. Наличие окисной пленки AL2O3t_пл=2050^оCв сварочной ванне, каплях металла на конце электрода – поры в шве.

2. При нагреве становится хрупким и резко переходит из твёрдого состояния в жидкое, а из-за того, что не изменяет цвета - трудно определить начало плавления металла.

3. Высокая теплопроводность – в 3 раза больше чем у малоуглеродистой стали и из-за большего коэффициента линейного расширения при нагреве и усадке при остывании, что вызывает внутреннее напряжения и трещины.

4. Большая жидкотекучесть алюминиевого сплава.

Технология сварки

Подготовка поверхности при tболее 5 мм (рис. 13.1), разделка:

t₁ =3…4мм;

= 90 … 100.

Рис.13.1. Разделка поверхности при сварке изделий толщиной более 5 мм

Сколы разделывают под углом 45…50 градусов. Резьбу рассверливают до полного удаления витков.

Пробоинам придают овальную форму и из листа t=2…3 мм, вырезается заплата перекрывающая пробоину по периметру на 5…9 мм. Зачищают до блеска приtболее 5 мм деталь подвергают общему и местному нагреву на время 1.0-1.5 . доТ=200…300^о C.

Сварка ведется на постоянном токе обратной полярности, используя электроды марки 03А-2 со стержнем из проволоки АК близкой по составу к силуминам, Св-АК-3, Св-АК-10, покрытие 03А-2 в состав входят хромистые и фтористые соли лития, калия, натрия, химически растворяющие и переводящие в шлак окись алюминия.

На переменном токе приводит к разбрызгиванию металла и при этом плохо формирует шов. Электроды прокаливают при температуре 200-300 ^оC, в течение 1…1,5 ч для улучшения качества шва используют флюс АФ-4А , режимы сварки имеются в справочной литературе, частично приведены в таблице 13.4.

Таблица 13.4

Параметры режима сварки деталей из алюминиевых сплавов

Толщина металла, мм	Диаметр электрода, мм	Сила тока, А	Длина дуги, мм
4-6	5	140-170	4-5
7-9	5	160-210	4-5
10-13	6	190-250	5-7

Аргонно-дуговая сварка

Из сопла наконечника горелки подаётся аргон, который окружая дугу, создаёт сосредоточенный нагрев и предохраняет жидкий металл шва от влияния кислорода и азота воздуха. Сварку алюминиевых деталей осуществляют тарированным вольфрамовым электродом ВТ-15 при скорости 6…8 м/ч. и расходе аргона 10-12 дм³/мин на режиме указанном в таблице 13.5. Коробления почти нет - флюсы и покрытия не нужны.

Таблица 13.5

Параметры режимов аргонной сварки деталей из алюминиевых сплавов

Толщина металла, мм	Сварочный ток, А	Диаметр электрода, мм	Диаметр присадочной проволоки, мм
До 1,0	60-80	2	1,2-2,0
1,0-1,5	90-100	3	1,6-2,0
1,5-2,0	100-120	3	1,6-2,0
2,0-3,0	130-140	3-4	2,0-2,5
3,0-4,0	200-220	4-5	2,5-3,0
4,0-6,0	280-300	6	2,5-3,0

В качестве присадочной проволоки применяют прутки того же состава что и основной металл. Большое распространение имеют проволоки Св-АК12, Св-АК10, Св-АК5, диаметр которых принимают на 1 мм меньше, чем при газовой сварке.

Достоинства:

1. Высокая производительность процесса в 3…4 раза выше кислородно- ацетиленовой.

2. Возможность сварки тонкостенных конструкций.

3. Снижение интенсивности излучения дуги в 4…8 раз меньше, чем при обычной дуговой сварке. Дуга в среде аргона беднее ультрафиолетовыми и видимыми лучами - богаче инфракрасными, аргон охлаждает дугу- более защитные очки.

Недостатки:

1 – высокая стоимость этого процесса, в 3 раза больше кислородно – ацетиленовой;

2 – требует дополнительную очистку аргона от кислорода, паров воды, азота и других газов - это тоже ведет к удорожанию и создаёт дополнительные неудобства.

Диаметр присадочного прутка определяют по толщине свариваемого материала и с этим же связаны режимы сварки.

Для аргоно-дуговой сварки используются горелки ГРАД-200(400)(А) с водяным охлаждением. Цифра в маркировке означает максимальную величину сварочного тока. До I=200 А используют горелки с естественным охлаждением АР-3 и АР-10.

Газовая сварка

Сварку деталей из алюминиевых сплавов выполняют нормальным пламенем с использованием флюсов типа АФ-4А. В качестве присадочного материала используют проволоки Св-АК5,Св-АК12 или проволоки того же состава, что свариваемый металл. При сварке деталей толщиной 3-5мм применяют проволоку диаметром 4-5мм, при толщине 6…8мм - диаметр 5-7мм и при толщине 9…12 мм- диаметр 6…8мм. Режим сварки устанавливают по толщине свариваемого материала по таблице 13.6.

Таблица 13.6

Параметры режимов газовой сварки деталей из алюминиевых сплавов

Толщина металла, мм	Номер наконечника	Давление кислорода, кПа	Расход ацетилена. дм3/ч
3-4	2,3	20-23	200-300
5-7	3,4,5	23-27	400-650
8-10	4,5,6	27-30	600-800
11-15	6,7	30-35	800-1200

При сварке деталей, толщина стенки которых больше 5мм применяют правый способ, если меньше - левый способ ведения горелки.

Флюсы и электродные покрытия вызывают коррозию шва - остатки флюса удаляют ветошью с теплой водой и прочищают щеткой до блеска.

Восстановление деталей из алюминиевых сплавов

1. Блок цилиндров: трещины, обломы, пробоины, нарушение размера гнезд вкладышей коренных подшипников.

Трещины - концы насверливают диаметр 3 мм, разделывают их. Т=200 °С, Горелка №4, местный нагрев инфракрасными излучателями. Температуру нагрева контролируют при помощи термочувствительных карандашей. Наплавку ведут вдоль оси гнезд, после нанесения каждого валика, поворачивают блок вокруг продольной оси. Промывка горячей водой с металлической щеткой - потом 10% раствор азотной кислоты - опять горячая вода. Затем контроль – если низкое качество шов вырубают и сварка повторяется. Шов наплывов иметь не должен. После восстановления и механической обработки гидравлические испытания.

2. Головка цилиндров.

Трещины длиной менее 150 мм на поверхности сопряжения с головкой заваривают. Диаметр сверла 4 мм. Разделка под углом 90 градусов t=3мм. Электрод 03А-2 диаметр 5 мм с наклоном в сторону перемещения без поперечных колебаний. Кислородно-ацетиленовая сварка; горелка №4; пруток- СвАЛ-4 диаметр 6мм, флюс АФ-4А, зачистка, промывка, проверка качества шва, испытание.

3. Корпус водяного насоса: материал сплав АЛ-4.

Кислородно-ацетиленовая сварка; горелка №3; флюс АФ-4А; пламя горелки нейтральное.

4. Картера сцепления, КПП, крышки и т.д.

Ремонтируют аргонно-дуговой сваркой с присадочной проволокой марки АЛ.