Электрогазосварка. Электросварка. Газосварка

§ 69. Сварка алюминия и его сплавов

Технически чистый алюминий в технике имеет сравнительно ограниченное применение вследствие низкой прочности и высокой пластичности.

Большей частью в технике применяют сплавы алюминия — дюралюмины и силумины.

Основные затруднения при сварке алюминия и его сплавов следующие:

на поверхности расплавленного металлу постоянно образуется тугоплавкая пленка окиси алюминия А1203, препятствующая сплавлению между собой частиц металла;

высокая температура плавления окиси алюминия (2050°С) и низкая температура плавления алюминия (658° С), не изменяющего своего цвета при нагревании, крайне затрудняет управление процессом сварки;

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

Алюминий и его сплавы сваривают с помощью электродуговой, аргоно-дуговой и газовой сварки. Независимо от способа сварки алюминиевые изделия перед сваркой должны проходить специальную подготовку, заключающуюся в обезжиривании металла и удалении с его поверхности пленки окиси алюминия. Такой подготовке необходимо также подвергать присадочную проволоку и электродные стержни перед нанесением на них покрытия.

Подготовка под сварку. Поверхность металла обезжиривают растворителями( Применяют органические растворители: бензин авиационный (ГОСТ 1012 — 72) или экстракционный (ГОСТ 462-51*), ацетон технический (ГОСТ 2768 — 69), ацетоновую или авиационную смывку (ВТУ МХГ1 1848 — 52).), затем удаляют окисную пленку механической зачисткой или химическим травлением. Химический способ удаления состоит из следующих операций: травление в течение 0,5—1 мин (состав: раствора натрия едкого технического 45—55 г и натрия фтористого технического 40—50 г на 1 л воды), промывка в проточной воде, нейтрализация в 25— 30%-ном водном растворе азотной кислоты в течение 1—2 мин, промывка в проточной воде, промывка в горячей воде, сушка до полного удаления влаги. Обезжиривание и травление рекомендуется делать не более чем за 2—4 ч до сварки.

Листовой металл толщиной до 5 мм сваривают без разделки кромок. Детали толщиной до 20—25 мм можно сваривать без предварительного подогрева. При толщине более 20 мм детали перед сваркой рекомендуется предварительно подогревать до температуры 300—400° С, литые силуминовые детали подогревают до 250—300° С.

Электродуговая сварка может осуществляться вручную угольным или металлическим электродами или металлическим электродом по слою флюса автоматами. Ручная дуговая сварка угольным электродом производится на постоянном токе прямой полярности (минус на электроде). Наиболее целесообразно применять угольные электроды при сварке по отбортовке без присадочного металла. Сварку стыковых, угловых и тавровых соединений выполняют с применением присадочного металла — прутков из алюминия и алюминиевых сплавов (ГОСТ 7871—63). Для сварки большинства деформируемых сплавов применяют проволоку марки АК. При сварке силумина можно применять литые силуминовые прутки. Ориентировочные режимы сварки угольным или графитовым электродами приведены в табл. 210. Флюсы, предназначенные для дуговой сварки угольным электродом, применяют и при газовой сварке. Состав флюсов приведен в табл. 211 и 212.

При ручной дуговой сварке металлическим электродом применяют металлические электроды, стержни которых изготовляют из сварочной проволоки (ГОСТ 7871—63). Состав электродных покрытий приведен в табл. 213, 214. Электродные покрытия замешивают на дистиллированной воде. Применение жидкого стекла для покрытий не допускается. Толщина слоя покрытия в зависимости от диаметра электродного стержня дана в табл. 215. Сварку производят на постоянном токе обратной полярности. Режимы сварки приведены в табл. 216.

Автоматическая сварка. Сваривают преимущественно металлическими плавящимися электродами на обычных автоматах, имеющих постоянную скорость подачи электродной проволоки, без разделки кромок. Для сварки применяют флюсы АН-А1, УФОК-А1 и МАТИ-1, состав которых приведен в табл. 217. Режимы автоматической сварки плавящимся электродом приведены в табл. 218.

Аргоно-дуговая сварка. Основное преимущество этого способа — отпадает необходимость во флюсах и электродных покрытиях. Для сварки применяют осушенный от влаги аргон с чистотой не менее99,8%. Сварку ведут ручным, полуавтоматическим и автоматическим способами.

Для ручной сварки используют неплавящиеся вольфрамовые электроды и специальные держатели. Диаметр присадочной проволоки для ручной сварки берут в зависимости от толщины свариваемого металла:

Сварку можно выполнять на постоянном токе обратной полярности или на переменном токе. При сварке на переменном токе применяют осцилляторы. Ориентировочные режимы ручной сварки неплавящимся электродом приведены в табл. 219.

Автоматическую сварку ведут неплавящимися и. плавящимися электродами с помощью специальных автоматов. Сварка неплавящимся электродом, в свою очередь, может быть без подачи и с подачей присадочного материала. Режимы автоматической сварки неплавящимся электродом приведены в табл. 220—222.

Газовая сварка. Этот способ сварки алюминия и его сплавов малоэффективен. Основной его недостаток — необходимость применения флюсов и малая концентрация тепла по сравнению с дуговой сваркой. Мощность пламени выбирают в зависимости от толщины свариваемого металла:

Пламя должно быть строго нормальным. В качестве присадочного металла применяют сварочную проволоку из алюминия и его сплавов. Диаметр присадочной проволоки зависит от толщины свариваемого металла:

Флюсы для газовой сварки алюминия см. в табл. 211 и 212.

Обработка сварных швов после сварки. Сварные швы, выполненные дуговой и газовой сваркой электродами с покрытиями или с применением флюсов, подвергают последующей обработке. Оставшийся после сварки на поверхности швов шлак способен интенсивно разъедать металл, поэтому шлак необходимо тщательно удалять промывкой горячей водой.

Термическая обработка. Для сварных соединений, выполненных из дюралюминия и силумина, после сварки применяют отжиг при температуре 300—370° С с выдержкой в течение 1,5—2 ч и последующим медленным охлаждением. Изделия из закаленного дюралюминия после сварки рекомендуется подвергать закалке в воде после нагрева до 500— 510° С с последующем старением. Закалку со старением применяют для особо ответственных изделий.

вверх страницы