Зварювання алюмінію та його сплавів

      

       Алюміній є одним з найбільш розповсюджених

елементів у природі; він має малу густину, високі електро- і

теплопровідність, високу корозійну стійкість в окисних середовищах і

стійкість проти переходу в крихкий стан при низьких температурах.

Густина алюмінію 2.7 г/см3. Температура плавлення 660 °С. Алюміній має велику спорідненість із киснем, тому завжди покритий щільною плівкою окису алюмінію — Аl2О3, температура плавлення якої 2050 °С. Тугоплавка плівка окису й можливість утворення пор і кристалізаційних тріщин у металі шва — основні труднощі при зварюванні алюмінію.

       Плівка окису алюмінію перешкоджає сплавленню металу зварювальної ванни з основним металом, її видалення при зварюванні алюмінію металевими електродами досягається впливом на неї складових
флюсу чи покриття електрода, а при аргонодуговому у результаті
катодного розпилення. При зварюванні. постійним струмом зворотної
полярності “очищувальна” дія струму відбувається протягом усього
періоду горіння дуги, а при зварюванні змінним струмом лише в ті
напівперіоди, коли виріб є катодом.
      Причиною утворення пор у зварних швах є водень, який у зв'язку з
різкою зміною розчинності при переході алюмінію з рідкого стану у
твердий прагне вийти зовні. Кристалізаційні тріщини в зварних швах
чистого алюмінію виникають через підвищений вміст кремнію та
зменшуються з введенням в алюміній добавок заліза.
      Ручне зварювання вугільним електродом. Зварювання вугільним
електродом застосовують при товщині металу від 1.5 до 20 мм і при
заварюванні дефектів лиття з алюмінію та його сплавів. Метал товщиною
до    2 мм зварюють без оброблення кромок і присадкового дроту. Для
попередження виникнення окислів алюмінію в металі шва застосовують
флюс АФ-4А.
      Ручне дугове зварювання металевим електродом. Для зварювання
й наплавлення деталей і конструкцій з чистого алюмінію А6, АДО, АД1 і
АД застосовують електроди ОЗА-1 і АФ-4аКР. Зварювання ведуть
постійним струмом зворотної полярності при попередньому підігріві
листів, що зварюються: при товщині 6 - 8 мм до 200 °С, при товщині 8 - 16
мм до 350 – 400 °С.

      Електроди перед зварюванням просушують при температурі 150 —

200° С протягом 2 год. Кромки обробляють при товщині металу більше 20 мм. Зварювання виконують при зазорі між листами 0.5—1 мм із двох сторін. Для зварювання алюмінієвомарганцевого сплаву типу АМц і усунення дефектів місць литва зі сплаву АЛ-9 призначені електроди А-2.

Зварювання виконується при попередньому підігріві до 300 — 400 °С
(АМц) і 280 — 300 °С (АЛ-9) постійним струмом зворотною полярністю
короткою дугою. Для зварювання сплавів АЛ-2, АЛ-4, АЛ-5, АЛ-9 і АЛ-11
призначені електроди ОЗА-2. Зварювання виконують короткою дугою
постійним струмом зворотної полярності при підігріві місця зварювання до
250 — 400 °С.
      Ручне аргонодугове зварювання. Для зварювання застосовують
аргон марок А та Б. Зварювання виконують вольфрамовим електродом на
змінному струмі. Видалення окісної плівки відбувається в момент, коли
виріб буває катодом, тобто внаслідок катодного розпилення. Якщо
стикові з'єднання виконують без оброблення кромок (при товщині
металу до 4 мм), то струм підбирають за такою формулою:
                                 I=50 ⋅ S,
      де I — зварювальний струм. А; S — товщина металу, мм.
      Метали великої товщини зварюють з обробленням кромок шарами.
Струм підбирають із розрахунку 35 — 40 А на 1 мм діаметра
вольфрамового електрода.