Сварочные работы с алюминием и его сплавами в Москве
Опубликовано: 24.02.2019
07 июля 2014 г.
Сварочные работы с алюминием и его сплавами
Цветные металлы широко используются в машиностроении и электротехнике. С их помощью снижают вес техники, повышают устойчивость ко всем видам коррозии, обеспечивают требуемую тепло и электропроводность, другие эксплуатационные характеристики. Однако специфические свойства цветных металлов требуют специальных технологий для их соединения, среди которых особое место занимает сварка алюминия.
Физико-химические свойства алюминия – как они влияют на сварное соединение
Физико-химические характеристики алюминия и его сплавов радикально отличаются от углеродистой стали:
• Малый удельный вес – 2,7 г/м3; • Относительно невысокая температура плавления – 657-660°С в зависимости от чистоты металла;Аргонная сварка
• Теплопроводность алюминия втрое выше, чем у стали, вследствие чего требуется особая техника наложения сварного шва; • Высокая химическая активность металла, из-за чего необходимо создавать особую среду в месте, где выполняется сварка поверхностей из алюминия; • Алюминий совершенно не меняет цвет при нагревании.
Чистый алюминий – очень мягкий металл с недостаточной механической прочностью, поэтому в конструктивных деталях используются марганцевые (АМц) и магниевые (АМг) сплавы алюминия, литейные силумины (АЛ) и термостойкие дюралюмины (Д).
Ввиду высокой химической активности на поверхности алюминия и его сплавов образуется тугоплавкая высокопрочная оксидная пленка (А120з), которая обеспечивает металлу основные параметры механической прочности и одновременно осложняет сварку алюминия.
Подготовка алюминиевых поверхностей к сварке
Оксидная пленка имеет температуру плавления свыше 2060°С, из-за чего алюминиевые поверхности требуют специальной подготовки:
• Исходное травление раствором едкого натра и углекислого натрия в равной пропорции (50/50); • Чистовое травление 25% ортофосфорной или 15% азотной кислотой; • Окончательная промывка теплой и холодной водой с последующей сушкой; • Обработка кромок металлической щеткой; • Нанесение флюсов из хлористых соединений щелочных металлов и криолита.Эти меры разрушают оксидную пленку, позволяют добиться равномерного прогрева металла и обеспечивают качественную сварку алюминия – химическую однородность и механическую прочность сварного шва.
Флюсы обладают высокой активностью, поэтому во избежание химической коррозии готовый шов вначале промывается горячей водой, а затем обрабатывается 5% азотной кислотой с добавлением 2% хромпика. Выбор способа травления, флюсов и сварочных материалов определяется маркой сплава, конструктивными особенностями детали, пространственным положением шва, толщиной металла, типом сварочного оборудования и другими факторами, без учета которых невозможна качественная сварка алюминия.
Особенности дуговой и газовой сварки алюминия, сварочные материалы и обработка готовых швов
Прежде чем приступить непосредственно к сварке поверхностей их прогревают до температуры 200-350°С в зависимости от толщины металла. Величина нагрева контролируется специальной термокраской. Электродуговая сварка алюминия проще в технологическом отношении. Для этого могут использоваться такие сварочные материалы:
• Тугоплавкие вольфрамовые электроды и сварочный пруток для сварки алюминия в аргоновой среде; • Наплавные электроды для заварки дефектов марок ОЗА-1, ОЗА-2, ОЗАНА оболочка которых содержит соли щелочных металлов, нейтрализующие кислород в месте сварки; • Сварочная проволока для использования в автоматических и полуавтоматических сварочных машинах.При малой толщине металла лучший результат дает газовая сварка алюминия под флюсом, поскольку это снижает риск прожога, но требует от сварщика более высокой квалификации, достаточного опыта и практических навыков.
Для устранения внутренних напряжений и упрочнения сварного шва рекомендуется их дополнительная обработка. В литых деталях сварка алюминия заканчивается промывкой шва и последующим отжигом при температуре 300-350°С и медленным остыванием. После газовой сварки выполняется легкая проковка холодного шва для улучшения его структуры и удаления окалины.
Сварка швов алюминия в зависимости от толщины металла
Качественный шов при сварке алюминия требует также соответствующей обработки кромок в зависимости от толщины металла. На тонких листах (1,5-2 мм) предварительно выполняется отбортовка кромок для предотвращения прожога. В таком случае сварка деталей из алюминия проводится без использования присадочных материалов. Металл толщиной 3-5 мм сваривают на прямых кромках. При большей толщине необходим односторонний скос кромки под углом 60°.
От толщины металла зависит также допустимый зазор между соседними участками шва, который может составлять не более 1-2,5 мм, и количество проходов для его заполнения. Для деталей толщиной до 14 мм шов сваривают в 1-2 слоя, при толщине более 14 мм требуется 2-3 слоя наплавления. Из-за высокой теплопроводности металла сварка шва из алюминия требует особого внимания в момент его завершения, когда необходим повышенная точность регулировки мощности сварочного аппарата.
Применение автоматических и полуавтоматических сварочных машин улучшает качество и производительность сварочных работ, позволяя выполнять точные настройки скорости подачи сварочных материалов, параметров тока, мощности дуги и прочее. Сварка алюминия имеет множество других технологических и профессиональных секретов, знание которых определяет уровень квалификации специалиста. За подробностями и услугами обращайтесь в компанию «ИТР – монтаж».