Сварка алюминия и его сплавов

Дата: 2015-03-08 12:44
 

Сварка алюминия и его сплавов затруднена тем, что на поверхности расплавленного металла постоянно образуется тугоплавкая пленка оксида алюминия Al2O3, препятствующая сплавлению между собой частиц металла. Высокая температура плавления оксида алюминия (2050 °С) и низкая температура плавления алюминия (658 °С) крайне затрудняют управление процессом сварки.

Высокая теплопроводность алюминия и его сплавов требует применения специальных технологических приемов, а при массивных деталях — предварительного подогрева.

Независимо от способа сварки алюминиевые изделия перед сваркой должны проходить специальную подготовку, заключающуюся в обезжиривании металла и удалении с его поверхности пленки оксида алюминия. Поверхность металла обезжиривают растворителями (авиационным бензином, техническим ацетоном), затем механической зачисткой или химическим травлением удаляют оксидную пленку.

Химический способ удаления состоит из следующих операций:
— травление в течение 0,5—1 мин раствором 45—55 г едкого натра и 40—50 г фтористого натрия на 1 л воды;
— промывка в проточной воде; нейтрализация в 25—30 % растворе азотной кислоты в течение 1—2 мин;
— промывка в проточной, а затем в горячей воде;
— сушка до полного удаления влаги.

Обезжиривание и травление рекомендуется делать не более чем за 2—4 ч до сварки.

Ручную сварку угольным электродом на постоянном токе прямой полярности используют только для неответственных изделий. Сварку металла толщиной до 2 мм ведут без присадки и без разделки кромок, металл толщиной свыше 2 мм сваривают с зазором 0,5—0,7 толщины свариваемых листов или с разделкой кромок. Оксидную пленку удаляют с помощью флюса АФ-4А.

Ручную сварку покрытыми электродами применяют в основном при изготовлении малонагруженных конструкций из технического алюминия, сплавов типа АМц и АМг, силумина.

Использование постоянного тока обратной полярности с предварительным подогревом (для средних толщин — 250—300 °С, для больших толщин — до 400 °С) обеспечивает требуемое проплавление при умеренных сварочных токах. В связи с тем, что алюминиевый электрод плавится в 2—3 раза быстрее стального, скорость сварки алюминия должна быть соответственно выше.

Сварку рекомендуется выполнять непрерывно в пределах одного электрода, так как пленка шлака на кратере и конце электрода препятствует повторному зажиганию дуги. Для обеспечения устойчивого процесса при минимальных потерях на разбрызгивание рекомендуется принимать сварочный ток из расчета не более 60 А на 1 мм диаметра электрода. Перед сваркой электроды просушивают при температуре 150— 200 °С в течение 2 ч.

Электроды ОЗА-1, ОЗА-2 с покрытием типа ЭА-1 позволяют получать сварные соединения с удовлетворительными механическими и другими эксплуатационными свойствами.

Ручную аргонодуговую сварку выполняют неплавящимся вольфрамовым электродом в осушенном от влаги аргоне высшего или 1-го сорта на переменном токе. Для металла толщиной до 5—6 мм используют электроды 01,5—5 мм.

Особые требования предъявляют к технике сварки. Угол между присадочной проволокой и электродом должен составлять -90°. Присадку следует подавать короткими возвратно-поступательными движениями. Недопустимы поперечные колебания вольфрамового электрода. Обеспечение эффективной защиты для каждого режима сварки достигается оптимальным расходом газа {см. табл. 10). Для уменьшения опасности окисления размеры сварочной ванны должны быть минимальными. Сварку алюминия толщиной до 10 мм обычно ведут справа налево — левым способом, который позволяет снизить перегрев свариваемого металла.