Сварка деталей из аллюминиевых сплавов

Сварка деталей из алюминия и его сплавов затрудняется по следующим причинам:

• очень плохая сплавляемость металла из-за образования на его поверх­ности тугоплавкой оксидной пленки А1 2 0з;

• при нагреве до 400...450°С алюминий сильно теряет свою прочность и деталь может разрушиться от легкого удара или от действия собствен­ной массы;

• металл, минуя пластическое состояние, при нагреве сразу переходит из твердого в жидкое состояние;

• коэффициент линейного расширения алюминия в 2, а теплопроводность в 3 раза больше, чем у стали;

• поглощение растворенным металлом воздуха способствует образова­нию пор.

Наиболее эффективные средства для удаления оксидной пленки - химиче­ское взаимодействие с элементами из группы галогенов. В природе известно много соединений, содержащих галогены, но для использования в качестве сва­рочного флюса они должны иметь невысокую (600...700°С) температуру плав­ления. Этим требованиям удовлетворяют соли щелочных и шелочно-земельных металлов (NaF, NaCl, KC1, Na 3 AIFe 6, BaCl 2, CaF 2 и др.). У сварки с применени­ем флюса много положительных сторон. Однако ее нельзя применять в различ­ных пространственных положениях. Кроме того, коррозионная стойкость шва снижается из-за остатков флюса на его поверхности.

Алюминий и его сплавы сваривают дуговой, аргонодуговой и газовой сваркой. Поверхности обезжиривают растворителями и очищают от нагара,масла и грязи не более чем за 2...4 ч до сварки.Дуговую сварку выполняют угольными или плавящимися электродами.Сварку угольными электродами ведут на постоянном токе прямой поляр­ности. Детали толщиной до 2 мм сваривают без присадочного металла и раз­делки кромок, а свыше 2 мм и с зазором, составляющим 0,5...0,7 от толщины свариваемой детали, - с разделкой кромок. Оксидную пленку удаляют с помо­щью флюса АФ-4А.

Сварку плавящимися электродами проводят короткой дугой при обратной по­лярности из расчета не более 40 А на I мм диаметра электрода со скоростью 0,4...0,6 м/мин. Перед заваркой трещину разделывают в виде канавки по всей длине.

Аргонодуговую сварку выполняют неплавящимся вольфрамовым электро­дом на установках УД Г-301 и УДГ-501. В зависимости от толщины стенки свариваемой детали выбирают диаметр электрода и силу тока. Чем тоньше стенки, тем меньше диаметр электрода и сила тока.

Особые требования предъявляют к технике сварки. Угол между присадоч­ным материалом и вольфрамовым электродом должен составлять примерно 90°.Размеры сварочной ванны должны быть минимальными. Сварку стенок толщи­ной до 10 мм обычно ведут справа налево, т. е. левым способом, при котором снижается перегрев металла. Дуга должна быть как можно короче.

Режим сварки при толщине стенки 4...6 мм: диаметр присадочного материала 3...4 мм; сила тока 150.-270 А; напряжение 18...20 В; расход аргона 7...10 л/мин. При добавлении к аргону 10...12% (по объему) углекислого газа и 2...3% кислорода повышается устойчивость горения дуги и улучшается формирование металла.Режим наплавки при диаметре электродной проволоки 0,8... 1 мм: сила тока 70...90 А; напряжение 17... 19 В; скорость подачи проволоки 160...200 м/ч; шаг наплавки 1,5...1,8 м/об; толщина наплавленного слоя за один проход 0,8... 1,0 мм; расход аргона 2...3 л/мин. Газовую сварку ацетиленокислородным нейтральным пламенем выполня­ют с помощью флюсов АФ-4А, АН-4А и других, содержащих хлористые и фто­ристые соли лития, натрия, калия и бария. В качестве присадочных прутков применяют сплав с содержанием 5...6% кремния.