Сварка алюминия и его сплавов

Газовая сварка алюминия процесс проблемный из-за того, что на расплавленном участке сразу образуется тугоплавкая пленка оксида алюминия. Для устранения этого явления используется присадочная проволока со специальными флюсами, которые растворяют пленку, преобразуя ее в шлак.

Алюминиевые сплавы делятся на две группы: деформируемые и литейные.

Наиболее распространенные деформируемые сплавы — это сплавы алюминия с марганцем (АМц) и магнием (АМг), а также термоупрочняемые сплавы с медью типов Д1 и Д6 (дюралюминий). Из литейных сплавов чаще всего применяются различные виды силумина (сплава алюминия с кремнием) типов Ал2. Ал4 и Ал9.

В последние годы сварка деформируемых алюминиевых сплавов производится преимущественно дуговыми методами и, в частности, аргонодуговой сваркой. Газовая сварка используется при отсутствии такой возможности.

Литейные алюминиевые сплавы хорошо поддаются газовой сварке и этот метод, наравне с аргонодуговой сваркой, широко применяется при заварке дефектов литья и при ремонте.

Еще одна особенность, которую проявляют алюминиевые сплавы при сварке — это наличие высокого коэффициента линейного расширения (почти в два раза больше, чем у низкоуглеродистой стали). Следствием является то, что возникающие при сварке напряжения и деформации при сочетаний с чрезмерно быстрым охлаждением ведут к появлению трещин. Поэтому всякое отклонение от правильного режима сварки и охлаждения может привести к браку всего изделия. Правильный режим охлаждения заключается в следующих операциях:

Укрыть отливку асбестом или засыпать песком и обеспечить после сварки медленное охлаждение, не оставляя ее на сквозняке или в холодном помещении. Произвести проковку отливки, совмещая ее с отжигом при температуре 300 — 350°С и с выдержкой в печи в течение 2 — 5 ч для снятия остаточных напряжений и улучшения механических свойств сварного соединения

При сварке алюминиевых сплавов необходимо учитывать их склонность к порообразованию из-за растворения водорода, содержащегося в пламени. Для уменьшения вероятности возникновения пористости необходимо уменьшить скорость сварки и использовать предварительный подогрев свариваемых деталей.

При газовой сварке алюминия и его сплавов чаще всего применяют ацетилен, но может быть применен и водород (для толщин до 1,2 мм), пропанбутан (для толщин до 3 мм) и другие газы-заменители.

Сварка должна производиться мягким (при давлении кислорода 0,15 — 0,2 МПа), нормальным пламенем. Использование пламени с избытком ацетилена приводит к увеличению пористости сварного соединения, а применение окислительного пламени недопустимо, так как оно благоприятствует образованию оксида алюминия.

Основной вид соединений алюминия и его сплавов при газовой сварке — стыковой. Разделка кромок может быть самая различная. Нахлесточные и тавровые соединения не рекомендуются, т.к. из них трудно устранять флюсы и шлаки.
Если свариваются пластины, то начало сварки надо производить, отступив от края на 80 мм. Сварочный процесс при этом вести обратноступенчатым методом. Это значит, что пропущенный участок надо сваривать в обратном направлении.

Если деталь достигает толщины 10 мм и более, надо прогреть ее перед сваркой до температуры 300°С.

Таблица 5. Режимы сварки сплавов алюминия

Способ сварки Толщина детали Номер наконечника горелки Диаметр присадочной про­волоки Давление кислорода (МПа) Расход ацетилена (литр в час)
Правый 5,0-10,0 3-5 4,0-6,0 0,25-0,3 400-700
-»- 10,0-15,0 3-6 5,0-8,0 0,3-0,35 700-1200
-»- 15,0-25,0 5-6 5,0-8,0 0,35-0,4 900-1200
-»- более 25,0 5-6 8,0-10,0 0,4-0,6 900-1200
Левый до 1,5 0-1 1,5-2,5 0,15 50-100
-»- 1,5-3,0 1-2 2,5-3,0 0,2 100-200
-»- 3,0-5,0 2_з 3,0-4,0 0,2 200-400

Таблица 6. Присадочные материалы

Свариваемые материалы Основное назначение присадки Марка присадки
При сочетании сплавов АМц и АМг3, а также сплавов АМг3 с алюми­нием А13 Для сварки деформиру­емых сплавов Св-АмгЗ
Чистый алюминий типов A1, A2, A3 Для сварки чистого алюминия Св-АГ
Чистый алюминий типов A1, A2, A3 То же Св-АВОО
Деформируемые сплавы системы Для сварки деформиру­емых сплавов Св-АМг5
То же То же Св-АМг6
То же То же Св-АМг7
Св-АКЗ
Литейные алюминиевые сплавы системы Для сварки литейных сплавов Св-АК5
То же То же Св-АКЮ
СВ-АК12

Таблица 7. Степень свариваемости газом алюминия и его сплавов

Груши Марка Характеристика свариваемости
Литейные сплавы
Алюминиево-кремнистые (типа силумин) с содержанием от 4 до 13% кремния Ал2
Ал4
Ал9
Удовлетворительная
Удовлетворительная
Удовлетворительная
Деформируемые сплавы
Алюминиево-марганцевые с содержанием от 1 до 1,6 % марганца АМц Хорошая
Алюминиево-магниевые с содержанием от 2 до 6% магния AMг1
АМг3
АМг5
АМг6
Удовлетворительная
Хорошая
Удовлетворительная
Удовлетворительная
Алюминиево-медные (типа дюралюмина) Д1
Д6
Плохая
Плохая
Термоупрочняемые сплавы АВ
АК
В95
Плохая
Плохая
Плохая