Особенности сварки алюминия.

Трудность сваривания алюминия и его сплавов обусловлена

следующими факторами:

1. Образованием на поверхности сварочной ванны тугоплавкой окисной

пленки Al2O3, которая не дает возможность вступить расплавленному

присадочному материалу в контакт с основным. При этом расплавленный

присадочный материал, имеющий такую же пленку, сворачивается в шарик и

скатывается с поверхности расплавленного металла.

2. Высокой вероятностью проваливания под действием собственного

веса свариваемого металла, обусловленного низкой прочностью алюминия

при высоких температурах.

3. Образованием пор и раковин в металле шва, которое обусловлено

процессом выделения водорода из расплавленного металла. Водород при

быстром охлаждении металла полностью не успевает покинуть сварочную

ванну.

4. Повышенной склонностью металла шва к возникновению трещин

вследствие образования грубой столбчатой структуры металла шва и

выделением по границам зерен легкоплавких эвтектик. Негативное влияние

на процесс трещинообразования оказывает также большая усадка

расплавленного металла (7 %), приводящая к возникновению больших

остаточных напряжений в ремонтируемом сваркой изделии.

Для получения качественного шва при сварке алюминиевых сплавов,

прежде всего, необходимо удалить окисную пленку с поверхностей

соединяемых кромок и присадочной проволоки. Это достигается так

называемым катодным распылением в атмосфере инертного газа – аргона 211

или растворением в специальном флюсе, содержащем фториды щелочных

металлов, например, криолита Na3AlF3, который превращает окись алюминия в легкоплавкое комплексное соединение – шлак. Наряду с растворением окисных пленок криолит изменяет поверхностное натяжение металла,способствуя мелкокапельному переносу присадочного металла. Остатки флюса и шлака, являющиеся едкими щелочами, вызывают коррозию

алюминия. Поэтому после сварки их следует смыть горячей водой. Кроме

того, необходимо проводить предварительный и сопутствующий нагревы до

температуры 150...250°С, которые позволяют замедлить кристаллизацию

металла сварочной ванны. В результате водород из растворенного металла

будет выделяться более полно и тем самым уменьшит пористость.

Алюминий и его сплавы можно сваривать разными способами: в среде

инертного газа неплавящимся электродом или плавящимся электродом на

основе алюминия, а также трехфазной дугой неплавящимися электродами,

электродом с покрытием, ацетиленокислородным пламенем с применением

специальных флюсов.Одним из надежных способов сварки алюминиевых деталей является способ аргонодуговой сварки неплавящимся электродом. В качестве неплавящегося электрода преимущественно используют стержни из

вольфрама. При аргонодуговой сварке соединяемые кромки детали и

присадочный материал нагреваются теплом электрической дуги,

образующейся между вольфрамовым электродом и деталью (рис. 14.12.). При

этом из сопла наконечника горелки непрерывно подается аргон, который,

окружая дугу, создает сосредоточенный нагрев и предохраняет

расплавленный металл шва от вредного влияния кислорода и азота воздуха.

В результате условия плавления металла улучшаются, а качество шва

получается достаточно высоким.