33. Технология сварки алюминия и его сплавов.

В сварных конструкциях используют чистый алюминий и его сплавы: АМц - алюминиево-марганцевый, АМг - алюминиево-магниевый, Д1 - алюминиево-магниево-медный (дюраль), АК - алюминиево-кремнистый, В95 - алюминиево-магниево-цинковый. Сплавы можно разделить на две группы: деформируемые, приме­няемые в виде проката, поковок и т.п., и литейные, применяемые для отливок. Сварку алюминиевых литейных сплавов используют при исправлении дефектов литья. Деформи­руемые сплавы разделяют на нетермоупрочняемые и термоупрочняемые.

Трудности сварки алюминия и его сплавов следующие.

1.Образование тугоплавкого оксида AI2O3 (2050оС) с плотностью большей, чем у алюминия, что затрудняет сплавление кромок соединения и способствует загрязнению металла шва час­тичками этой пленки. Перед сваркой для удаления пленки следует очищать поверхности кромок и прилегающего основного металла и особенно тщательно поверхность присадочного металла (в связи с большой поверхностью и относительно малым объемом) травлени­ем или механическим путем.

2.Резкое падение прочности при высоких температурах может привести к разрушению твердого металла нерасплавившейся части кромок под действием веса сварочной ван­ны. Для предотвращения провалов или прожогов при однослой­ной сварке или сварке первых слоев многопроходных швов на боль­шой погонной энергии необходимо применять формирующие под­кладки из графита или стали.

3. В связи с большой величиной коэффициента линейного рас­ширения и низким модулем упругости сплав имеет повышенную склонность к короблению, поэтому необходимо прибегать к жест­кому закреплению листов, сварку полотнищ и секций производить на специальных стендах. Ввиду высокой теплопроводности алюми­ния приспособления следует изготовлять из материалов с низкой теплопроводностью (легированные стали и др.).

4. Необходима самая тщательная химическая очистка свароч­ной проволоки и механическая очистка и обезжиривание сваривае­мых кромок, так как сварку осложняет не только оксидная пленка.

5.Вследствие высокой теплопроводности алюминия необходи­мо применение мощных источников теплоты. С этой точки зрения в ряде случаев желателен подогрев начальных участков шва до тем­пературы 120-150°С или применение сопутствующего подогрева.

6.Металл шва склонен к возникновению трещин в связи с грубой столбчатой структурой металла шва и выделением по границам зерен легкоплавких эвтектик, а также развитием значительных усадочных напряжений в результате высокой литейной усадки алюминия.

Алюминий и его сплавы можно сваривать многими способами дуговой сварки: покрытыми электродами, плавящимся и неплавящимся электродами в среде инертных газов, под слоем флюса, электрошлаковой сваркой. Наиболее важное значение в последнее время имеет сварка в инертных газах.

В среде инертных газов сварку выполняют неплавящимся (вольфрамовым) и плавящимся электродами.

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 сварке технически чистого алюминия и сплавов АМг метал­лический стержень электрода изготовляют из проволок состава, близкого к составу основного металла (электроды ОЗА-1).

Особенности сварки алюминия : газопламенная сварка. Газовую сварку без флюса проводят восстановительным пламенем с небольшим избытком ацетилена. Внутренние полости детали набивают песком, на деталь, подогретую до 250 … 300оС, укладывают куски припоя (металл однородный с деталью) и пламенем горелки одновременно подогревают припой и деталь, а с помощью стального крючка удаляют окисную пленку и пододвигают расплавленные куски припоя к трещине, перемешивают крючком, добиваясь надежного сваривания.

При безфлюсовой сварке качество сварки хуже, чем при сварке с флюсом. Для разрушения окисной пленки чаще всего используется флюс АФ-4А, представляющий собой смесь хлористых и фтористых солей натрия, калия и лития. Флюс сильно разъедает металл, поэтому после сварки необходимо тщательно удалять остатки флюса и промывать деталь. Сварку детали ведут алюминиевым прутком, предварительно покрытым флюсом, или флюс насыпают на кромки трещин и водят по нему прутком, или пруток во время сварки обмакивают во флюс. Для улучшения структуры шва и снятия внутренних напряжений деталь при сварке желательно нагревать до 300 …350оС.

Электродуговую сварку алюминиевых деталей проводят на постоянном токе обратной полярности. Используются электроды типа ОЗА-1 и ОЗА-2, изготовляемые из алюминиевой проволоки с нанесенной обмазкой, аналогичной по составу флюсу АФ-4А.

Сварка алюминия угольным электродом применяется реже, чем другими способами. Процесс выполняется аналогично газовой сварке с флюсом.