Технологія зварювання алюмінію

Актуальність

Алюминий відрізняється невисокою температурою плавлення (657°C), при високому коефіцієнті теплового розширення і значної теплопровідності — в три рази вище, ніж у маловуглецевої сталі. Гарячий алюміній дуже крихкий, але головним ускладненням при його зварюванні залишається легка його окислюваність. Оксид алюмінію (Аl203) міцний і тугоплавкий. Він плавиться при температурі 2050 °C (це вище температури кипіння алюмінію) і погано піддається дії флюсів, з-за свого хімічного нейтралітету.

Сваркафтористый літій

Зварюють алюміній газової та дугою зварюванням, а також тиском на електроконтактних зварювальних машинах. Найбільш популярна газове зварювання алюмінію ацетилен-кисневого сумішшю. Попередньо кромки металу ретельно очищаються: піскоструминними апаратами, сталевими щітками, шабровкой або промивкою в бензині або у водному розчині каустичної соди. Після каустичної соди деталі ретельно промивають проточною водою для попередження корозії. При ремонті алюмінієвих виливків рекомендується їх попередньо підігріти до 300 °C.

Флюс

При зварюванні товстостінних алюмінієвих виливків іноді можна обійтися без спеціального флюсу. Але тоді окис алюмінію повинна постійно видалятися з поверхні зварювальної ванни скребком із сталевого дроту, а кінець присадочного прутка занурюється в зварювальну ванну, щоб утруднити окислення. У звичайній ситуації спеціальні флюси енергійно розчиняють окис алюмінію навіть при невисокій температурі і значно полегшують зварювання. До винаходу хороших флюсів для зварювання алюмінію з-за складності майже не практикувалося. Особливо енергійно розчиняють окис алюмінію галоїдні сполуки літію. У флюси для зварювання алюмінію найчастіше вводиться хлористий або фтористий літій.

Досі триває пошук нових, більш досконалих флюсів. Для перевірки якості нового флюсу газовим пальником розплавляють невелику ванну на пластині алюмінію, покритої плівкою окисла з сірувато-матовою тьмяною поверхнею. Після щіпки хорошого флюсу в ванну, поверхню її майже миттєво очищається і стає блискучою і сріблястою, схожою на ртуть. Хороший флюс також очищає і нерасплавленный гарячий метал навколо ванни.

Склади деяких застосовуваних флюсів

Наповнення флюсу Наповнення натрію 1 2 3 4 5 6 7
Хлориди натрію NaCl 30 45 28 35 33 30 19
Хлориди калію КСL 45 30 50 48 45 45 29
Хлориди літію Li CL 15 10 14 9 15 15 -
Хлориди барію ВаСL2 - - - - - - 48
Фториди натрію NaF - - 8 8 - 10 -
Фториди калію KF 7 15 - - 7 - -
Фториди кальцію CaF2 - - - - - - 4
NaHS04 NaHS04 3 - - - - - -

Виготовлення і зберігання флюсів

Флюси і обмазки готуються з хімічно чистих речовин. Флюси або ретельно перемішуються з одночасним подрібненням компонентів, наприклад, у млині з фарфоровим корпусом і кулями, або попередньо сплавляють компоненти і потім ретельно розмелюють. Сплавлення флюсів зазвичай дає кращі результати і меншу гігроскопічність. Зауважимо, що алюмінієві флюси під дією атмосферної вологи змінюють свої властивості. Тому вони зберігаються в щільно закупорених банках, з яких беруться порціями тільки на одну зміну.

Контактна стикова зварка

Її зазвичай проводять методом безперервного оплавлення алюмінію на електроприводних машинах. При величині струму 15 000 A на 1 см2 зварюваного перерізу величина оплавлення становить 5−12 мм, а осаду 1,5−5 мм в залежності від перерізу зварного шва. Час безперервного оплавлення — від 30 до 70 періодів змінного струму, а час опади — від 2 до 5 періодів струму. Струм вимикається на початку опади.

Точкове зварювання

Її істотно ускладнюють висока електропровідність алюмінію і його швидке розплавлення при зварюванні (0,002−0,005 сек.), тому для підтримки величини тиску і контакту з металом необхідно швидке зміщення електрода машини. Можлива також точкове зварювання акумульованої енергії. Зазвичай застосовують конденсаторну точкове зварювання алюмінію. Електроди для такої зварювання беруть з мідних сплавів з високою твердістю і електропровідністю. Задовільні результати дає поєднання Е. В. Утрудняє зварювання прилипання мідного електрода до алюмінію — тоді необхідна негайна зачистка електрода зі зняттям тонкого шару металу, щоб уникнути пошкодження поверхні точок. Також потрібно охолодження електродів проточною водою. Можлива і шовна зварювання алюмінію, для цього використовують потужні машини з іонними переривачів.

Сплави алюмінію

У техніці широко застосовують сплави алюмінію з більш високою міцністю, ніж міцність чистого алюмінію, зберігають його мала питома вага (2,7−2,8). Алюмінієві сплави можуть бути розділені на дві групи: термічно не зміцнюються і сплави термічно зміцнюються. Прикладом першої групи може служити сплав АМц, легований 1,3% марганцю, з межею міцності від 13 до 20 кг/мм2 в залежності від нагартовки. Такі сплави малочутливі до термообробці, відносно легко зварюються, а зварний шов по міцності наближається до основного металу у відпаленому стані.

Дюралюміній

Відноситься до термічно упрочняемым сплавів,. Він має ряд марок з межею міцності від 38 до 46 кг! мм2. Зварювання дюралюмінію досі представляє утруднення. Дюралюміній — це сплав алюмінію з міддю і магнієм, утворюють интерметаллические з'єднання. Розчинність їх у алюмінії залежить від температури. При нагріванні алюмінію вище критичної температури, з'єднання повністю розчиняються в металі і залишаються в ньому в такому вигляді при швидкому охолодженні, тобто відбувається загартування сплаву. При подальшому вылеживании (старіння металу), интерметаллический розчин розпадається, виділяючи частки сполук у дрібнодисперсному вигляді, що і надає дюралюмінію його механічні гідності — високу міцність і твердість. При зварюванні з-за місцевого перегріву металу, відбувається зворотний процес, що викликає втрату механічної міцності. Зниження міцності не усувається подальшою термообробкою.

Купити, ціна

Асортимент виробів з алюмінієвих сплавів на складі компанії Evek GmbH відповідає вимогам ГОСТ і міжнародним стандартам якості. Широкий вибір продукції будь-яких параметрів, вичерпні консультації наших менеджерів, доступні ціни та своєчасність поставки визначають обличчя нашої компанії. Приймаємо оптові та роздрібні замовлення. При оптових покупках діє система знижок.