Вибір оптимальних способів зварювання, Металургійні та технологічні особливості зварювання алюмінію та його сплавів - Здатність до зварювання алюмінієвого сплаву

Металургійні та технологічні особливості зварювання алюмінію та його сплавів

Для алюмінію та його сплавів застосовують практично всі промислові способи зварювання плавленням та тиском. Газове та дугове зварювання вугільними та графітовими електродами, а також ручне дугове зварювання покритими електродами в сьогоденні використовують рідко. Найбільш широкого застосування для виготовлення конструкцій, особливо відповідальних, набуло зварювання в інертних газах. При електронно-променевому зварюванні алюмінію та деяких його сплавів отримують шви з високими механічними властивостями. Автоматичне дугове зварювання з використанням флюсів (напіввідкритою та закритою дугою) застосовується для крупно габаритних конструкцій, а електрошлакове - для сплавів великої товщини. Із засобів зварювання в твердому стані широко використовується контактне зварювання. Такі види зварювання як дифузійне та холодне для алюмінію та особливо його сплавів, застосовуються в обмежених масштабах головним чином через важкість при створенні особливо чистих поверхонь з'єднуваних деталей, вільних від оксидних плівок. Специфічні теплофізичні властивості алюмінію та його сплавів (висока теплоємність, теплопровідність при порівняно низькій температурі плавлення) визначають оптимальні процеси зварювання. Так, при зварюванні алюмінію плавленням необхідний зварювальний струм перевершує у 1,2-1,5 рази струм для сталі, не дивлячись на те, що температура плавлення алюмінію значно нижча, ніж сталі.

Рекомендовані способи зварювання алюмінію Таблиця 3.1

Т

ТМ

М

Е

АП

ІП

Ф

Ш

Г

АН

ІН

П

ЕП

Л

(+)

-

+

+

(+)

(+)

(+)

++

+

(+)

(+)

" ++" - найкраще використовувати;

" + " - рекомендується;

" (+) " - рекомендується обмежено;

" - " - не рекомендується.

Розшифрування позначень:

Е - ручне дугове зварювання покритим електродом;

АП - дугове зварювання в активних газах плавким електродом;

ІП - дугове зварювання в інертних газах плавким електродом;

Ф - дугове зварювання під флюсом;

Ш - електрошлакове зварювання;

Г - газове зварювання;

АН - дугове зварювання в активному газі неплавким електродом;

ІН - дугове зварювання в інертному газі неплавким електродом;

П - плазмове зварювання;

ЕП - електронно-променеве зварювання;

Л - зварювання лазерним променем.

Беручи до уваги умову завдання, а саме товщину, тип з'єднання, положення зварювання та тип виробництва оберемо один-два найкращі способи зварювання деталей. Плазмове зварювання не рекомендується обирати для даного завдання через дороге обладнання; ІН з огляду на товщину деталей (20 мм) також не рекомендовано. Доцільно буде застосовувати автоматичне зварювання під флюсом (закритою або напіввідкритою дугою) та автоматичне дугове зварювання плавким електродом в інертному газі, беручи до уваги товщину деталей, довжину шва та тип виробництва.

Автоматичне зварювання із застосуванням флюсів.

Зварювання по флюсу.

Зварювання по флюсу застосовується при виготовленні конструкцій типу цистерн, котлів та ємностей із технічного алюмінію та сплаву Амц товщиною 10-30 мм. Зварювання по флюсу проводиться на постійному струмі зворотної полярності від стандартних джерел з полого спадаючою або жорсткою характеристикою. Флюси для зварювання алюмінію складаються з галогенідів та кріолітів. Такі флюси практично не взаємодіють з рідким алюмінієм, захищають зварювальну ванну від взаємодії газів атмосфери та видаляють з неї оксид алюмінію.

Завдяки високій концентрації енергії при зварюванні алюмінію по флюсу досягається висока глибина проплавлення алюмінію в 2-3 рази вища, ніж сталі. Зварювані крайки підігріваються теплотою достатньо потужної дуги, тому при зварюванні по флюсу не потребується попередній підігрів зварюваних деталей стороннім джерелом тепла. Внаслідок високої глибини проплавлення відпадає необхідність в скосі кромок металу товщиною 20-25 мм та більше. Зварювання може виконуватися одним електродним дротом чи двома, що одночасно подаються в зварювальну ванну (так зване зварювання розщепленим електродом). Зварювання одним електродним дротом виконується на стальних підкладках, як правило, двосторонніми швами. Зварювання розщепленим електродом має ряд переваг: зменшуються вимоги до складання та точності підтискання підкладок, зварювання можна проводити на флюсовій подушці, розподіл енергії по перетину шва виходить сприятливішим і небезпека проплавів металу різко знижується, зростає стійкість швів проти утворення пор. Розщеплений електрод застосовується при зварюванні стикових з'єднань з алюмінію товщиною більш 12 мм.

При зварюванні по флюсу забезпечуються високі механічні властивості зварних з'єднань (табл. 3.2).

Механічні властивості зварних швів Таблиця 3.2

Для забезпечення доброго формування швів та легку віддільність шлакової кірки висота слою строго обмежується і не повинна перевищувати оптимальних значень, що вибираються в залежності від режимів зварювання. Шлак повинен покривати шов тонким шаром. Для початку та закінчення швів рекомендується застосовувати вивідні планки. Це дозволяє попередити дефекти в швах. Планки приварюються вручну з попереднім підігрівом.

Для автоматичного зварювання по флюсу розроблені спеціальні трактори, що відмінні конструкцією окремих вузлів.

Зварювання під флюсом (закритою дугою).

Зварювання під флюсом використовується при великих густинах струму, завдяки чому досягається висока глибина проплавлення металу і не потребується обробка кромок. Зварювання виконується розщепленим електродом на змінному чи постійному струмі оберненої полярності.

Флюси, що застосовуються (ЖА-64 та ЖА-64А) забезпечують отримання задовільно сформованих швів без дефектів (пор, тріщин, шлакових включень та ін..). При зварюванні під флюсом у порівнянні із зварюванням напіввідкритою дугою покращуються умови праці зварювальників.

Похожие статьи




Вибір оптимальних способів зварювання, Металургійні та технологічні особливості зварювання алюмінію та його сплавів - Здатність до зварювання алюмінієвого сплаву

Предыдущая | Следующая