Технология сварки алюминия и его сплавов

Температура плавления алюминия 660°С, окисной пленки 2060°С

Марки присадочной проволоки, используемой для сварки алюминия и его сплавов

Ориентировочные расходы сварочных материалов

Трудности при сварке

• Температура плавления окисной пленки значительно выше, чем алюминия, и она расплавляется позже. Это затрудняет формирование шва
• Высокая теплопроводность алюминия требует увеличения сварочного тока в 1,2-1,5 раза по сравнению, например, со сваркой стали
• Образуются значительные остаточные деформации, что требует специальных мер и приспособлений
• Окисная пленка не растворяется в жидком алюминии. Это мешает формированию шва и служит причиной появления в нем металлических включений
• При нагреве алюминия и его сплавов нет явных признаков их перехода в жидкое состояние. Это требует высокой квалификации сварщика

Несплавление кромок алюминиевых конструкций

Подготовка к сварке. Резка и подготовка кромок ведутся механическим способом. На ширину 100-150 мм их обезжиривают ацетоном, авиационным бензином, уайт-спиритом или другим растворителем. Окисленную пленку удаляют механически или химическим травлением. При механической обработке свариваемые кромки на ширину 25-30 мм зачищают наждачной бумагой, шабером и металлической щеткой из нержавеющей проволоки. Зачистку проводят непосредственно перед сваркой.

Химическое травление проводят в течение 0,5-1 мин в реактиве, состоящем из 50 г едкого натра и 45 г фтористого натрия на 1 л воды. После травления следует промывка в проточной воде, а затем осветление в 30-35%-ном растворе азотной кислоты (для алюминия и сплавов типа АМц) или в 25%-ном растворе ортофосфорной кислоты (для сплавов типа АМг и В-95). После повторной промывки необходима сушка до полного испарения влаги.

Алюминиевую сварочную проволоку перед сваркой также обрабатывают. Сначала ее обезжиривают, а затем подвергают травлению в 15%-ном растворе едкого натра в течение 5-10 мин при температуре 60-70°С. После этого промывают в холодной воде и сушат 10-30 мин при температуре 300°С.

Подготовленные к сварке материалы сохраняют свои свойства в течение 3-4 дней. Затем на поверхности вновь образуется окисная пленка

ПОДКЛАДКИ ДЛЯ ЗАЩИТЫ ОТ ВЫТЕКАНИЯ МЕТАЛЛА ИЗ СВАРОЧНОЙ ВАННЫ

Выбор параметров режима

Метод сварки неплавящимся электродом применяют для изделий из алюминиевых сплавов толщиной до 12 мм. При сварке металла толщиной от 1 до 6 мм применяют вольфрамовые электроды диаметром от 1 до 5 мм. Сварочный ток (А) определяют по формуле:

Iсв=(60?65)dэ,

где dэ - диаметр электрода, мм

Питание дуги осуществляется от источника переменного тока с осциллятором, что помогает разрушить окисную пленку. Напряжение холостого хода источника должно быть повышенным. Надежность газовой защиты дуги и сварочной ванны зависит от диаметра и формы сопла горелки, расстояния сопла от поверхности свариваемого изделия.

Рекомендуется выдерживать такие соотношения:

Длина выступающего из сопла W-электрода (выпуск) должна составлять при сварке стыковых соединений 1-1,5 мм, а тавровых и угловых 4-8 мм. Длину дуги поддерживают в пределах 1,5-3 мм. Скорость сварки выбирают от 8 до 12 м/ч.

Соединения с отбортовкой кромок целесообразно применять при сварке металла толщиной 0,8-2 мм.

Техника сварки

Ручной аргонодуговой сваркой W-электродом выполняют стыковые, угловые и тавровые соединения. Конструкции толщиной до 10 мм сваривают «углом вперед», а более 10 мм - «углом назад». Угол между присадочной проволокой и горелкой должен составлять 90°. Проволоку подают короткими возвратно-поступательными движениями. Поперечные колебания W-электрода недопустимы.

Изделия толщиной до 4 мм включительно сваривают за один проход на стальной подкладке. При толщине от 4 до 6 мм сварку выполняют с двух сторон, а при толщине 6-12 мм подготавливают кромки с V-образной или Х-образной разделкой.

Подачу аргона начинают за 3-5 с до возбуждения дуги, а прекращают через 5-7 с после окончания сварки.

Чтобы снизить вероятность окисления металла шва, размеры сварочной ванны нужно выдерживать минимальными.

ОРИЕНТИРОВОЧНЫЕ РЕЖИМЫ РУЧНОЙ СВАРКИ АЛЮМИНИЕВЫХ СПЛАВОВ

Подготовка кромок и форма шва	Размеры, мм			Сварочный ток, А	Диаметр электрода, мм	Диаметр присадка, мм	Расход аргона, л/мин	Число проходов
	S	b	с
	2 3 4	0+1,0 0+1,5 0+2,0	-	70-80 100-140 160-190	2 3 4	2-2,5 3 3-4	5-6 7-8 7-8	2
	2 3	0+1,0		80-100 120-140	3	2,5-3,5 3	5-6 7-8	1
	2 3 4			80-100 120-140 160-210	2 3 4	2,5-3,5 3 4	5-6 7-8 7-8	1 1 2
	4 6 8 10		1+0,5 1+1,0 1+1,0 1+1,0	150-200 250-300 300-350 350-400	6 5 5-6 6-7	3-4 4 4-5 4-5	7-8 8-9 9-10 10-12	1 2 2 2
	4 6 8 10 15	1+1,0 1,5+1,0 2,0+1,0 2,0+1,0 2,5+1,0	1+0,5 1+1,0 1+1,0 1+1,0	220-260 260-300 320-360 380-420 440-480	4 4-5 5-6 6-7 8	3-4 4 4 4-5 4-5	8-10 10-12 12-14 16-18 16-18	1 2 2 2 2
	10 15 25	0+1,0 0+1,5 0+1,5	1+0,5	350-400 380-420 480-550	6-7 7 8	4-5	10-12 16-18 18-20	4 6 6
	2 4 6	0+0,5 0+1,0 0+1,5	-	100-120 170-220 240-280	2-3 4 5	2 3-4 4	5-6 7-8 8-10	2
	4 10 15	0+1,0 0+1,5 0+2,0	0,5 0+0,5 1,5	170-220 350-400 380-420	4 6-7 7	4 4-5 4-5	8-10 10-12 16-18	2
	8 10 15 20	0+1,0 0+2,0 0+2,0 0+2,0	0,5 1,0 1,5 1,5	280-320 350-400 380-420 480-550	5-6 6-7 7 8	4 4-5 4-5 4-5	8-10 10-12 16-18 18-20	2 2 2 5
	2 4 6	0+0,5 0+1,0 0+1,5	0+1,0	100-120 150-200 220-260	2-3 4 5	2-3 3 4	5-6 8-10 8-10	2
	4 10 15	0+1,0 0+1,5 0+2,0	0,5 1+0,9 1,5	150-200 320-380 360-400	4 6-7 7	3-4 4-5 4-5	8-10 10-12 16-18	2 2 3