Газовая сварка алюминия и его сплавов

Обновлено: 25.04.2024

Алюминий — очень легкий металл, имеющий плотность 2,7 г/см 3 . Теплопроводность алюминия в три раза выше теплопроводности малоуглеродистой стали. Температура плавления чистого алюминия 657° С. При нагревании алюминий легко окисляется, образуя тугоплавкую окись алюминия (А1₂0з), плавящуюся при температуре свыше 2060° С. Чистый алюминий поставляют по ГОСТ 11069—64.

В технике применяют не только чистый алюминий, но и сплавы его с марганцем, магнием, медью и кремнием. Сплавы алюминия обладают большей прочностью, чем чистый алюминий. Литейные (ГОСТ 2685—63) алюминиевые сплавы (марок АЛ), содержащие 4—5%) меди (АЛ7) или от 10 до 13% кремния (АЛ2), или 9,5— 11,5% магния (АЛ8), способны хорошо отливаться. Литейные сплавы алюминия с кремнием называют силуминами.

В сварных конструкциях наибольшее применение находят деформируемые (ГОСТ 4784—65) сплавы: термически неупрочняемые алюминиево-марганцевые (АМц), содержащие от 1 до 1,6% марганца, и алюминиево-магниевые (АМг), содержащие До 6,8% магния.

В самолетостроении используются термически упрочняемые сплавы дюралюмины (сплавы Д). Дюралюмин марки Д1 содержит: 3,8—4,8% меди, 0,4—0,8% магния, 0,4—0,8% марганца, остальное алюминий. Высоколегированный дюралюмин Д16 содержит: 3,8— 4,9% меди, 1,2—1,8% магния, 0,3—0,9% марганца, остальное— алюминий.

После термической обработки сплав Д16 имеет временное сопротивление при растяжении 42—46 кгс/мм 2 и относительное удлинение 15—17%.

Чистый алюминий, сплавы АМц, АМг и силумины хорошо поддаются сварке. Хуже свариваются термоупрочняемые сплавы Д. Это обусловлено тем, что в сварном шве такого сплава получается структура литого металла, прочность которого в два раза меньше прочности основного прокатанного металла. Кроме того, вследствие значительной усадки металла шва и его низкой пластичности, в процессе сварки возникают трещины в швах. При сварке происходит отжиг основного металла, что приводит к ухудшению механических свойств сварного соединения.

Для дуговой сварки чистого алюминия применяют электроды марки 03А-1 со стержнем из алюминиевой проволоки марки АД-1 или АВ-2Т. Сварка ведется в нижнем и вертикальном положениях, постоянным током обратной полярности. При диаметре электрода 4 мм ток 120—140 а, при 5 мм— 150—170 а, а при 6 мм — 200—240 а. Сварку осуществляют с предварительным подогревом до температуры: при толщине металла — 6—9 мм — 200—250° С, при 9—16 мм — 300—350° С. Температуру подогрева контролируют термокраской, так как алюминий не изменяет своего цвета при нагревании.

Сварку ведут возможно короткой дугой, без поперечных колебаний электрода. После сварки шлак со шва удаляют, промывая его горячей водой и протирая стальными щетками. Покрытие электродов гигроскопично, поэтому перед сваркой их следует просушивать при 150—200° С в течение 2 ч. Коэффициент наплавки электродами ОЗА-1 равен 6,25—6,5 г/а-ч. Временное сопротивление при растяжении наплавленного металла и сварного соединения составляет 7,5—8,5 кгс/мм 2 , угол загиба образца— 180°. Наплавленный металл имеет следующий химический состав: 0,3—0,5% кремния, 0,15—0,25% титана, 0,1—0,3% железа, следы меди, остальное — алюминий.

Для заварки дефектов и наплавки литейных алюминиево-кре-мнистых сплавов (АЛ-2, АЛ-3, АЛ-5, АЛ-9) применяют электроды ОЗА-2 со стержнем из алюминиевой проволоки марки Св-АКЗ — Св-АК10. Коэффициент наплавки электродов 6,25—6,5 г/а-ч. Наплавленный металл содержит 4,5—5,5% кремния. Механические свойства наплавленного металла, режимы и технология сварки при сварке электродами ОЗА-2 такие же, как и электродами ОЗА-1.

В покрытия электродов вводятся хлористые и фтористые соли лития, калия и натрия, отнимающие кислород от окиси алюминия, растворяющие и ошлаковывающие окись алюминия, которая затрудняет сварку.

Листовой алюминий толщиной до 1,5—2 мм сваривают с отбортовкой кромок без присадочного металла; листы толщиной от 3 до 5 мм — без скоса кромок. При толщине листов свыше 5мм применяют односторонний скос кромок с углом раскрытия 60°.

При ручной сварке зазор между кромками должен составлять:

Длина нагреваемого участка должна быть не менее 200 мм. Сварка производится на поддерживающих прокладках. При толщине до 14 мм шов сваривается в 1—2 слоя, свыше 14 мм — в 2—3 слоя.

Для получения мелкозернистой структуры металла шва охлаждение детали после сварки должно быть замедленным. После остывания сварной шов следует слегка проковать.

Чтобы уменьшить внутренние напряжения деталей из литых сплавов, их после сварки отжигают при 300—350° С с последующим медленным охлаждением.

В современной технологии изготовления изделий из алюминиевых сплавов находят широкое применение автоматическая дуговая сварка по флюсу, а также аргоно-дуговая и гелиево-дуговая неплавящимся вольфрамовым или плавящимся алюминиевым электродом и плазменно-дуговая сварка. Эти способы сварки увеличивают производительность, обеспечивают высокое качество шва и хороший внешний вид сварного соединения.

Газовая сварка алюминиевых сплавов дает хорошие результаты при правильном выборе режима сварки, наличии соответствующих навыков у сварщика и применении флюсов, растворяющих пленку окиси алюминия.

Имеет значение правильный выбор мощности пламени, так как окись алюминия, закрывая сварочную ванну, мешает сварщику заметить начало расплавления металла. При слишком мощном пламени этот момент может быть упущен и тогда образуется сквозное проплавление металла, трудно поддающееся исправлению. Мощность пламени при сварке алюминия и его сплавов должна быть следующей:

Флюс наносят на кромки и проволоку в виде пасты или порошка. Составы флюсов приведены в табл. 29.

Флюсы для сварки алюминия, особенно содержащие литий, жадно поглощают влагу и должны храниться в стеклянных герметически закрывающихся банках. Остатки флюса, вызывающие коррозию шва, необходимо удалять промывкой горячей водой. Для создания защитной пленки на поверхности шва его промывают в течение 5 мин 5%-ным раствором азотной кислоты с добавлением 2% хромпика.

В табл. 30 показаны способы подготовки кромок при газовой сварке алюминиевых сплавов. Соединения внахлестку рекомендуется избегать из-за опасности затекания флюса между листами, который вызывает коррозию соединения. Кромки перед сваркой промывают в течение 10 мин раствором из 20—25 г едкого натра и 20—30 г углекислого натрия на 1 дм 3 воды при температуре 65° С, а затем в воде комнатной температуры, после чего травят в течение 2 мин в 25%-ном растворе ортофосфорной кислоты (для сплавов АМц и АМг) или в 15%-ном растворе азотной кислоты (для сплавов Д и АМг). После травления кромки промывают теплой и холодной водой и протирают тканью досуха. Во избежание нового окисления металл сваривают не позже, чем через 8 ч после подготовки.

При газовой сварке применяют проволоку той же марки, что и свариваемый металл. Сварку термически обрабатываемых сплавов и АМц лучше производить проволокой Св-АК5, содержащей 5% кремния, который повышает жидкотекучесть металла шва, уменьшает усадку и дает лучшие результаты. Для сварки сплава АМг применять проволоку Св-АК не рекомендуется, так как она снижает пластичность шва; лучше использовать проволоку Св-АМг-3, Св-АМг-7 с несколько большим содержанием магния, чем в основном металле. Литые алюминиевые сплавы рекомендуется сваривать проволокой Св-АК, Св-АМц и проволокой из чистого алюминия.

Алюминий и его сплавы предпочтительнее сваривать левым способом, применяя восстановительное пламя или с небольшим избытком ацетилена. Угол наклона мундштука к свариваемому металлу не более 45°. Допускается легкая проковка шва в холодном состоянии. Литой алюминий сваривают участками по 50 — 60 мм с предварительным подогревом до 250—260° С. Для получения и сохранения мелкозернистой структуры литье после сварки подвергают отжигу при 300—350° С с последующим медленным охлаждением.

Автор: Администрация

_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _

Газовая сварка алюминия

Алюминий является широко используемым в промышленности материалом, так как его свойства оказываются достаточно востребованными. В основном это случается благодаря легкости, но в то же время у этого металла плохие свойства свариваемости, что затрудняет работу с ним. Газовая сварка алюминия также вызывает сложности, как и электродуговая, при которой используется сварочный трансформатор.

Технологии газовой сварки

Основные проблемы возникают из-за того, что при сваривании образуется высокий риск появления брака. Коэффициент расширения способствует нестандартной усадке, так что приходится рассчитывать не только режимы сваривания, но и толщину создания шва. Помимо этого, нередко образуются трещины и поры, для борьбы с которыми требуется использовать особую защитную среду. Когда идет сварка алюминия при помощи газа, то здесь получается достичь двух целей сразу, так как газ оказывается и температурное воздействие для расплавления, и создает защитную среду от внешнего воздействия.

Брак при газовой сварки алюминия

Помимо этого приходится справляться со свойствами повышенной текучести материала в расплавленном состоянии. Газовая сварка алюминия помогает бороться с некоторыми проблемами подобного рода, но все же у нее есть свои особенности, которые следует учитывать. Ведь сварка аргоном оказывается более эффективным средством, но она не относится к газовой, так как тут основной движущей силой является электрическая дуга. На алюминии может создаваться окислительная пленка, температура плавления которой выше 2 тысяч градусов Цельсия, тогда как сам алюминий плавится менее чем при 700.

Преимущества

Газовая сварка алюминия помогает проводить процесс сваривания на меньших скоростях, что дает более высокий уровень, ведь скорость сваривания здесь, примерно, в три раза меньше, чем при электросварке;
Здесь используется газ в качестве защиты от воздействия внешних факторов;
Нет необходимости в использовании электродов с обмазкой, в которой зачастую содержится водород, который приводит к появлению напряжений в металле;
Уровень качества соединения значительно выше, даже если работа ведется не опытным мастером;
Возможно создавать более длительные непрерывные швы благодаря использованию сварочной проволоки;
Легче работать с тонкими заготовками;
Пламя горелки можно использовать для подогрева деталей и их последовательного остужения.

Недостатки

Использование газа всегда является более опасным для здоровья и жизни человека процессом, так как существует вероятность взрыва;
Процесс подготовки, а также последующей уборки, является более длительным и менее удобным;
Применение газа оказывается более дорогостоящей процедурой, чем использование электрической сварки;
Задействуется большое количество оборудования.

Материалы и инструмент

Условия сварки алюминия предполагают наличие всех необходимых средств, которые помогут сделать этот процесс максимально качественным. Для этого требуется:

Газовая горелка – основной рабочий инструмент мастера, который осуществляет подачу газа к месту сваривания металла. Существует несколько моделей горелок, но все они весьма сходи между собой, так как служат для вывода газа из двух источников и регулировки параметров подачи;
Шланги – служат для соединения горелки с баллонами. Их требуется грамотно хранить и тщательно ухаживать за ними, так как при поломке может возникнуть опасная ситуация.
Манометр – инструмент для измерения давления в баллоне, который обязательно должен присутствовать во время процесса. Это требуется, чтобы следить за количеством оставшегося газа, чтобы соблюдать соответствующие режимы.
Баллоны с газом – сварка алюминия может проходить при помощи кислорода, как основного вещества, задающего температуру горения, а также ацетилена, пропана и прочих сопутствующих газов.
Присадочная проволока – материал, который будет подаваться в качестве основного вещества, формирующего шов соединения. Подбор марки проволоки осуществляется согласно марке алюминия или его сплава. Когда идет сварка алюминия газосваркой, то требуется, чтобы материал проволоки был максимально идентичен основному материалу на заготовке. Если осуществляется газовая сварка алюминия толщиною до 2 мм, то проволока должна быть 1-1,5 мм. Если толщина до 5 мм, то диаметр проволоки должен быть 1,5-3 мм, а свыше 5 мм – проволока от 4 и выше.

«Важно!

Перед каждым использованием газового оборудования нужно убедиться в его работоспособности.»

Подготовка кромок

Сварка алюминия газовой горелкой хоть и проходит проще, чем электрическая, но глубина приваривания от этого страдает, так что требуется дополнительно подготавливать кромки. Если толщина заготовки составляет менее 4 мм, то эта процедура не является обаятельной, так как мощности горелки будет вполне достаточно, чтобы достать на такую глубину. В ином случае требуется придать кромкам деталей со стороны соединения «V»-образную форму.

Подготовка кромок к газовой сварке алюминия

Угол скоса может составлять от 30 до 45 градусов, в зависимости от толщины, так как чем она выше, тем больше должен быть угол. Для этого потребуется большее количество присадочного материала, но благодаря этому соединение окажется более качественным. Обработка происходит при помощи болгарки, напильника или других металлорежущих инструментов.

Пошаговая инструкция

Прежде всего следует разобраться с параметрами. Параметры сварки алюминия, в зависимости от толщины, выглядят так:

Толщина заготовки, мм	0,5—0,8	1	1,2	1,5-2	3-4
Мощность ацетиленовой горелки, литр/час	50	75	75-100	150-300	300-500

Сварка алюминия газовой горелкой начинается с подготовки материала, так как алюминий требуется очистить от налетов и обезжирить, а также зачистить от пленки окиси и подготовить кромки;
Затем следует выложить флюс, который улучшит качества сваривания и поможет бороться с окислительной пленкой, которая очень быстро появляется на металле;
Затем можно подогреть металл, чтобы он не деформировался от резких перепадов температуры и на нем расплавился флюс;
Затем уже идет непосредственный процесс сварки алюминия, путем подачи присадочного материала в место образования валика шва;
Когда все будет окончено, то желательно постепенно снижать мощность горелки, подогревая металл, чтобы снять с него напряжения;
После остывания шов нужно обработать, оббив шлак и зачистив его до эстетически приемлемого вида.

«Важно!
Сварка алюминиевых конструкций может происходить при различных режимах, так что не стоит забывать менять настройки, так как это во много определяет качество соединения.»

Техника безопасности

Газовая сварка алюминия и его сплавов является небезопасным процессом, как и любая работа с газом. Перед каждым использованием оборудования нужно убеждаться в его целостности и внимательно следить за показанием манометра. Сами баллоны желательно отставлять как можно далее от источника пламени, так как сварка алюминия горелкой дает открытое пламя, которое может привести к детонации. Также нужно следить, чтобы не пережимались шланги во время работы, что также может стать причиной несчастного случая.

Сварка алюминиевых сплавов

Даже при нынешних возможностях техники сварка алюминиевых сплавов является нелегким делом. Таким образом, возникло множество различных дополнительных технологий, которые помогают достичь максимально качественного результата при различных условиях. Данный процесс во многом напоминает сварку нержавейки, так как во время него возникает множество различных сложностей. Но сплавы алюминия, в отличие от металла в чистом виде, обладают достаточно хорошей крепостью, при высокой легкости, из-за чего активно применяются во многих сферах промышленности, так что профессиональным сварщикам часто приходится сталкиваться с ними.

Сварка алюминиевых сплавов

Сварка разнородных алюминиевых сплавов осложняется тем, что они обладает высокой электро- и теплопроводностью. Во время расплавления заготовки даже не меняют цвет, что усложняет их сваривание. Сплавы зачастую имеют высокие механические свойства и для их сохранения требуется правильно проводить процесс соединения. Для этого нужно грамотно подбирать оборудование и расходный материал. В современной промышленности сплавы используются чаще, чем чистый металл. Они производятся согласно ГОСТ 4784-97.

Свариваемость сплавов

Высокая теплопроводность сплавов создает такие условия, в которых требуется увеличивать ток сварки в полтора раза выше стандартного, используемого при работе со сталью.

Настройка тока при сварке алюминиевых сплавов

Это вызывает сложности, когда идет сварка тонких листов металла, так как появляется риск прожига. Свариваемость еще зависит от состава сплава и соответствия присадочного материала основному металлу. Как и во время сварки алюминия, здесь возникают сложности с оксидной пленкой, которая может образовывать очень быстро на поверхности заготовки. Сплав плавится намного быстрее, чем сама пленка, так что расплавленный металл просто обволакивается, что понижает качество соединения. Это создает необходимость применения флюсов, или же проводится сварка аргоном.

Материал в расплавленном состоянии, как правило, обладает очень высокой текучестью, с которой очень сложно управляться. Сварочная ванна имеет низкую вязкость, которая по своей консистенции больше напоминает воду. Это требует не только опыта сварщика в таком процессе, но и использование теплоотводящих подкладок. При попадании водорода в шов, может образовываться напряжение, которое приводит к появлению трещин и прочих негативных явлений. Таким образом, есть множество проблем свариваемости, к которым требуется искать свой подход решения. Сплавы производятся согласно ГОСТ 4784-97.

Марки сплавов, которые применяются при сварке

Сварка алюминиевых сплавов предполагает работу со следующими их разновидностями:

Все их можно условно разделить на те, которые упрочняются после термической обработки, и те, которые не упрочняются. Сварка деталей из алюминиевых сплавов можно усложнятся при наличии большого количества магния в сплаве, так как он понижает и без того плохую свариваемость.

Способы сварки алюминия и его сплавов

Сварка алюминиевых сплавов можно производиться при помощи стандартных плавящихся электродов с обмазкой. Для этого потребуется обыкновенный сварочный трансформатор, которые имеет необходимые для работы режимы, а также правильный подбор электродов, состав которых будет максимально приближен к составу основного металла. Надежность данного способа является низкой. Но простота и себестоимость дают ему весьма широкую распространенность, особенно в домашних условиях.

Сварка алюминиевых сплавов электродом

Сварка алюминиевых сплавов аргоном считается одним из лучших вариантов для профессионалов, так как дает соединение высокого качества. Аргон является инертной средой и создает защиту должного уровня, чтобы внешние негативные источники не влияли на состояние шва. Себестоимость такой сварки значительно выше остальных вариантов, но в профессиональной среде это очень оправдывает себя.

Сварка алюминиевых сплавов аргоном

Газовая сварка алюминиевых сплавов в среде защитных газов считается одной из самых простых, так как помогает бороться с высокой текучестью материала, благодаря относительно низкой скорость приведения процесса. Проволока без обмазки не вызывает риска попадания водорода из-за плохой просушки. Здесь обязательно применение флюса для улучшения свойств свариваемости.

Сварка алюминиевых сплавов газовой горелкой

Подготовка сплавов к сварке

Технология сварки алюминиевых сплавов предполагает проведение подготовительных процедур перед самым процессом. В первую очередь это касается очистки поверхности от различного рода загрязнений, жировых налетов и окислительной пленки, которую легче заранее удалить, чем потом расплавить. Для начала поверхность заготовок зачищается щеткой по металлу, наждачной бумагой или другим приспособлением. Затем может потребоваться обработка растворителями, чтобы ликвидировать все налеты. На самом последнем этапе может потребоваться обработка флюсом, чтобы обеспечит высокое качество соединения.

В некоторых случаях, когда толщина деталей составляет более 4 мм, следует обработать кромки. Для этого их углы скашиваются под углом 30-45 градусов, чтобы обеспечить достаточную глубину приваривания. Тут потребуется большее количество присадочного материала, но качество соединения станет намного более высоким. Место сварки всегда является самым уязвимым, поэтому, непроваренные места сделают соединение более хрупким, а саму деталь очень ненадежной.

Пошаговая

Особенности сварки алюминия и его сплавов требуют особого подхода к некоторым процедурам, но сами этапы сваривания во многом схожи с остальными.

Все начинается с подготовки металла. Здесь следует очистить заготовки от всего лишнего, что может на них остаться, а затем обезжирить и уничтожить другие налеты, разделать кромки и так далее.
Затем идет работа с флюсом, так как он нужен для многих типов сварки, но в каждом из них может потребоваться своя разновидность.
Затем следует подогреть место, где будет идти сваривание, чтобы не было температурных деформаций, а также не создавать условия для образования напряжения в металле.
После этого можно приступать непосредственно к свариванию, образуя сварочную ванну и проводя шов до самого конца. Здесь есть разница в использовании методов сварки, так как сварка алюминиевых сплавов электродом не позволяет проводить длительные непрерывные швы.
После окончания сварки не стоит прекращать подогревание металла, так как нужно дать ему остыть постепенно, чтобы избежать напряжений.
Оббить шлак и зачистить все проблемные места.

«Важно!
Во время сварки следует учитывать высокую текучесть металла, поэтому, все проводится только в горизонтальном положении.»

Сварка алюминия с нержавейкой и прочими металлами может стать опасным процессом, если не соблюдать элементарные правила. Средства индивидуальной защиты, такие как сварочная маска и специальная одежда. Газовые баллоны следует держать от источника пламени и электродуги на расстоянии от 5 метров и более, а также всегда проверять шланги в них. Также нельзя проводить работы на открытой местности во время осадков.

Газовая сварка алюминия и его сплавов

Алюминий является легким металлом (у = 2,7 г/см 3 ) с низкой температурой плавления (658° С), высокой теплопроводностью (примерно в три раза больше, чем у железа) и высоким коэффициентом теплового расширения (в два раза больше, чем у железа). Скрытая теплота плавления алюминия больше, чем у стали, и составляет почти половину его теплосодержания в расплавленном состоянии, в связи с чем алюминий при нагреве долго не расплавляется, а затем сразу может образоваться расплавленная ванна больших размеров. На поверхности алюминия всегда находится тонкая пленка тугоплавких окислов А1₂О₃.

Алюминий является основой ряда сплавов, деформируемых и литейных.

Наиболее распространенным литейным сплавом является силумин (содержащий 10-14% Si). Временное сопротивление силумина σ_в =20 кгс/мм 2 при δ₅ = 5%.

Деформируемые cплавы могут быть термически упрочняемыми (сплавы с медью - дуралюмины и некоторые другие, например с Zn) или термически неупрочняемыми (сплавы с марганцем - АМц или магнием АМг).

Сплав АМц содержит около 1,6% Мn и имеет в отожженном состоянии σ_в = 13 кгс/мм 2 и δ₅ =20 %; в полунагартованном состоянии его прочность повышается до 16 кгс/мм 2 при δ₅=10%.

Алюминиево-магниевые сплавы содержат обычно от 2 до 7% Mg. Их прочность повышается по мере увеличения содержания Mg примерно до 30-35 кгс/мм 2 при δ₅ = 12 - 20%. Алюминиево-магниевые сплавы являются весьма перспективными для использования в сварных конструкциях.

Эта пониженная прочность шва и околошовных зон не позволяет полностью использовать свойства таких сплавов в сварных конструкциях значительных размеров, в связи с чем их применение ограничивается.

Техника сварки деформированных сплавов аналогична сварке прокатанного алюминия и в дальнейшем будет описываться в общей форме с выделением только специфических особенностей применительно к отдельным сплавам.

Основными причинами, вызывающими затруднения при сварке алюминия, являются: высокая теплопроводность, заставляющая подбирать соответствующую мощность источника сварочного тепла; высокая окисляемость алюминия; высокая температура плавления окиси алюминия А1₂О₃ (2050° С); низкие механические свойства нагретого алюминия (что в связи с широкой областью нагрева и значительным коэффициентом теплового расширения создает затруднения в борьбе с трещинами и короблениями); значительное изменение свойств основного металла в околошовной зоне (если он был предварительно нагартован) и сплавов (если они были термически обработаны).

Подбор мощности сварочного пламени в зависимости от толщины металла осуществляется так же, как для стали. Пламя применяется нормальной регулировки (В= 1-2). В связи с невозможностью борьбы с окислами посредством регулирования пламени проводится ряд мероприятий.

Значительное количество окислов (толстую поверхностную пленку), имеющихся на основном и присадочном металлах, обычно предварительно удаляют химической очисткой. Операция очистки включает обезжиривание (водным раствором NaOH 1%, Na₂PО₄ 5% и жидкого стекла 3%), промывку горячей водой, кратковременное травление (10-процентным раствором HNО₃) и опять промывку водой. Такую обработку следует проводить не более чем за 8 ч до сварки. Непосредственно перед сваркой кромки и прилегающие к ним части основного металла подвергаются очистке щеткой.

В процессе сварки окислы удаляются присадочным прутком или стальной проволокой, но наиболее эффективным при этом является применение флюсов на базе галлоидных солей щелочных (и в меньшей степени щелочно-земельных) металлов.

Характер химического взаимодействия флюсов с окислами алюминия определяется реакциями типа:

При этом хлористый алюминий А1С1₃ удаляется в атмосферу, так как его температура кипения 183° С.

В связи с тем, что простые соли (KF, КС1 и др.) по своим свойствам не являются удовлетворительными для флюсования, практически применяемые флюсы обычно составляют из смесей различных компонентов:

1) 14% LiCl, 50% КС1, 28% NaCl, 8% NaF (флюс АФ-4А);

2) 15% LiCl, 45% КС1, 33% NaCl, 7% KF;

3) 29% KC1, 19% NaCl, 48% BaCl₂, 4% CaF₃;

4) 51% KC1, 41% NaCl, 8% NaF.

Флюсы, не содержащие LiCl, хотя и являются более дешевыми и менее гигроскопичными, но по своим технологическим свойствам уступают флюсам, имеющим в своем составе LiCl (например, флюсу АФ-4А).

Флюсы вводятся в сварочную ванну в виде порошков на нагретом конце присадки, однако удобнее их предварительно наносить на кромки свариваемого изделия и на присадку в виде паст, приготовленных на воде или спирте.

При сварке литейных сплавов могут возникать трещины, во избежание которых проводится, как правило, предварительный подогрев свариваемых отливок до 250° С. Трещины часто получаются и при сварке дуралюминов в связи с образованием легкоплавких эвтектик А1-Сu, для борьбы с которыми надежных средств в настоящее время нет.

В качестве мер борьбы с короблениями, особенно при сварке тонколистового металла, применяются дополнительные жесткости (выштампованные зиговки, располагаемые вдоль свариваемых кромок) или различные виды подготовки кромок под сварку (рис. 63).

При сварке нагартованного металла и термообрабатываемых сплавов следует учитывать снижение свойств металла в околошовной зоне. В некоторых случаях для небольших сварных узлов из термообрабатываемых сплавов возможно некоторое повышение свойств посредством применения дополнительной термообработки всего узла после сварки.

Состав присадочного металла выбирается в зависимости от свариваемого основного металла. Так, для сварки алюминия в качестве присадки используется чистый алюминий или сплав (малокремнистый силумин с 4,5-6% Si, дающий меньшую литейную усадку и обладающий хорошей жидкотекучестью); для сварки сплава АМц - сплав АК; для сплавов АМг - аналогичный металл, но с содержанием Mg не более 6%; для дуралюмйнов - алюминий или сплав, подобный основному металлу (если будет производиться термообработка после сварки); для литых деталей- силуминовые стержни.

Диаметр присадки при сварке алюминиевых сплавов должен быть следующий:

Сварка алюминия и его сплавов осуществляется левым способом. В связи с тем, что пленка образующегося окисла А1₂О₃ при нагреве до температуры плавления алюминия цвета не меняет, а расплавление металла происходит очень быстро, у сварщиков должен быть выработан навык для исключения сквозных проплавлений. При выполнении сварки пламя направляется на металл вначале почти вертикально, а после начала расплавления наклонно, но с меньшим углом φ, чем при сварке стали.

Сварку длинных швов обычно осуществляют с применением прихваток. Шаг прихваток рекомендуется от 15 (при толщине свариваемого алюминия 0,5 мм) до 35 мм (при толщине 4,0 мм). Выполнение шва начинают не от края, оставляя непроверенным участок около 100 мм, который заваривают в последнюю очередь.

После сварки остатки флюса должны удаляться, так как они приводят к разъеданию как шва, так и основного металла. При этом имеют место реакции:

В сварных соединениях литья обычно обеспечивается равнопрочность с основным металлом, особенно после отжига при 300-350° С, с последующим медленным охлаждением.

Читайте также: