Благодаря ряду своих свойств алюминий нашел широкое применение как в промышленности, так в домашнем хозяйстве. Среди них и малый удельный вес, и высокие показатели электро- и теплопроводности, и относительная устойчивость к механическим нагрузкам. Однако этот металл и его сплавы обладают также рядом свойств, которые позволяют отнести их в разряд трудносвариваемых.
Особенности и свойства
Основные свойства алюминия и его сплавов таковы:
Так как алюминий относительно текучий металл, то в расплавленном состоянии он трудно контролирован (особенно при перегреве);- Этот метел обладает высокой окисляемостью. Плотная оксидная пленка на поверхности металла более прочна и тугоплавка, чем сам металл. Кроме этого, оксидная пленка является диэлектриком. Поэтому детали перед процессом сварки тщательным образом зачищают, а во время сварки используют защитный газ;
- Алюминий имеет высокий коэффициент линейного расширения. Во время сильного нагрева зона сварки начинает давить на окружающую массу металла. Это может привести к появлению трещин и деформаций. Для предотвращения этих явлений требуется контролировать температуру сварки. При невозможности этого — детали перед началом работ прогреваются дополнительно до 200−250˚С;
- Алюминиевые сплавы содержат водород, который в процессе нагрева выделяется, образуя в расплаве поры. Что негативно отражается на прочности сварного шва.
Виды сварки
Алюминий сваривается при помощи электродов различного типа — графитовых (угольных), вольфрамовых. Выбор их зависит, прежде всего, от вида сварки. Определенная технология сварочных работ определяет их тип.
Автоматическая дуговая сварка. Проводится на деталях с толщинами более 4 мм, соединяющихся встык. В качестве электрода выступает алюминиевая проволока. Используется флюс;- Ручная дуговая сварка. Используются инверторные аппараты. Ширина заготовок не более 5 мм. В основном этот тип применяют для задела трещин или другого мелкого брака на поверхности. Пользуются угольными электродами, а также металлическими стержнями со специальным покрытием;
- Сваривание в атмосфере защитных газов. Производится как в ручном, так и в автоматических режимах. Тип используемых электродов для сварки алюминия — вольфрамовые. Данный тип применяют для соединения небольших тонких деталей;
- Плазменная. Как и в предыдущем варианте используют вольфрамовые электроды, а также алюминиевую проволоку. Производится в среде защитного газа — гелия либо аргона.
Типы электродов
При дуговой сварке алюминия используют как плавящиеся стержни (алюминиевая проволока), так и вольфрамовые электроды, позволяющие получать швы максимальной прочности. Во время сварочных работ для защиты от окисления используют инертные газы: аргон или гелий. Используют источник с переменным током, что позволяет более качественно разбить оксидную пленку на металле. Горелка перемещается за присадочной проволокой. В случае если варят чистый алюминий, в качестве присадки используется проволока из алюминия АК, АО, А. Д. Для сплавов проволока подбирается в зависимости от состава.
Автоматическая сварка плавящимся электродом является более универсальным способом для соединения алюминиевых сплавов. Проводится в среде защитного газа аргона.
Электроды для сварки алюминия инвертором выступают в качестве присадочного материала. Сварочные работы осуществляют с постоянным током обратной полярности. Применяемая сила тока зависит от диаметра используемого электрода:
- 4 мм — 130 А;
- 5 мм — 160 А;
- 6 мм — 220 А.
Технологический процесс
Перед работой заготовки следует подготовить. Этот процесс включает ряд операций:
Поверхность металла очищается. Это можно осуществить двумя способами — химическим или механическим. Химический включает в себя этапы обезжиривания растворителем, травление щелочью, промывку холодной водой и пассирование 30-ти процентной азотной кислотой. Далее, заготовку моют и высушивают. Механическая очистка осуществляется стальной щеткой. После чистки поверхность обезжиривают ацетоном, бензином или растворителем;- При толщине листа более 4 мм проводят разделку кромок (делают отбортовку). На кромках очищается оксидная пленка с помощью металлической щетки, напильника;
- Для того чтобы исключить возможность появления прожогов (особенно это касается тонких листов), под детали помещают медную или стальную подложку.
При сварочных работах с алюминием и его сплавами существует ряд особенностей. Среди них:
- При аргонно-дуговых сварочных работах неплавящимся электродом длина дуги не должна превышать 2,5 мм. Угол между электродом и листом составляет 70−80 градусов, а между электродом и проволокой — 90. Проволока при этом движется впереди электрода;
- При аргонно-дуговых сварочных работах плавящимся алюминиевым электродом проводится предварительный нагрев заготовок. При толщине до 9 мм — до 250˚С, более 9 мм — до 350˚С;
- Сварочные работы производят в вертикальном или нижнем положении, так как этот металл обладает повышенной текучестью.
После окончания работ шлак смывают горячей водой и очищают стальными щетками.
