Как и чем лучше варить алюминий
Большинству профессиональных сварщиков известно то, что для сваривания алюминия одним из лучших способов является аргоновое сваривание. Аргоновое сваривание на данный момент широко применяется в ремонте автомобилей и смежных областях деятельности, например для сваривания алюминия. Аргоновое сваривание позволяет проводить полный спектр сварочных работ с разными видами металлов, а также цветными и черными.
Аргоновое сваривание не имеет общее с пайкой или пламенным напылением. Сваривание алюминия является сложным процессом, который требует от специалиста высокой квалификации. В первую очередь такая особенность связана с химическими свойствами алюминия. При подогреве алюминия и соприкосновении с кислородом, на поверхности свариваемого металла образовывается пленка окиси, которая создает препятствия для работы с применением обычной электродуговой сварки.
Для сваривания применяются тугоплавкие электроды, которые производят из вольфрама. Электрод окружается керамическим соплом, из-под которого к месту сваривания нагнетается аргон. Благодаря данной особенности в области сваривания аргоном поддерживается среда с низким содержанием кислорода. Это позволяет держать электрическую дугу между свариваемой деталью и окончанием неплавящегося сварочного электрода. Главной целью такой электрической дуги является плавка самой детали и присадочной проволоки.
Аргонное сваривание подходит для сваривания самых различных сплавов. Для работы требуется подобрать присадочный материал, который будет близок по составу к свариваемому металлу, из которого изготовлена деталь. Шов, который получается после дугового сваривания, является единым целым со свариваемой деталью, что обеспечивает герметичность, долговечность и прочность созданного изделия.
Алюминий – один из самых распространенных металлов, которые используются для производства автокондиционеров, а также подогревателей. По этой причине использование аргонного сваривания является самым оптимальным решением задачи для устранения механических повреждений или создания новых систем и механизмов. Стоимость аргонового сваривания намного ниже, чем стоимость замены сломанных деталей, например в автомобиле.
Помимо сваривания аргоном, можно использовать технологию нанесения покрытия с помощью порошкового напыления. В качестве порошкового материала используются порошки металлов или их сплавов. Для нанесения порошка на поверхность металла используется эрозионная обработка поверхности изделия или нанесение металлического покрытия требуемого состава. Изменяя режимы нанесения можно регулировать пористость и толщину наносимого покрытия.
Используя аргоновый сварочный аппарат, Вы можете производить сваривание алюминия с большими успехами и не затрачивать большого количества денежных средств на покупку дорогого оборудования и расходных материалов.
Как сварить алюминий | Строительство ангаров, зданий, складов из металлоконструкций: изготовление металлоконструкций, производство сварной балки
В сварных конструкциях достаточно часто используют как сам алюминий, так и его сплавы, которые разделяются на деформируемые и литейные. Стоит отметить, что процесс сварки алюминия связан с определенными сложностями, которые вызваны химическими и физическими особенностями этого металла и его сплавов.
Основные трудности при сварке алюминия
Есть некоторые факторы, которые усложняют процесс сваривания конструкций из алюминия и его сплавов. На поверхности данного металла в среде с кислородом образуется тугоплавкая пленка оксида алюминия, которая имеет более высокую плотность, чем сам металл. Перед сваркой алюминия электродами поверхность кромок и присадочных материалов необходимо очистить от пленки механическим или химическим методом. Пленку, которая образуется, можно удалить методом катодного распыления или с использованием флюсов, которые ее растворяют или разрушают, превращая в летучие соединения.
При высоких температурах прочность данного металла резко снижается. Твердый не расплавившийся металл кромок может быть легко разрушен давлением массы сварочной ванны. Алюминий, который обладает высокой текучестью, будет вытекать через шов, а размеры сварочной ванны достаточно сложно контролировать из-за того, что металл не меняет цвет при нагреве. Чтобы избежать прожогов во время однослойной сварки, рекомендуется применить формирующие керамические или металлические прокладки. Также следует отметить, что алюминий и его сплавы имеют большой коэффициент линейного расширения и низкий модуль упругости, а это может привести к возникновению деформаций конструкций. Для их снижение можно применить различные технологические приемы, например, подогрев или электросварку алюминия с оптимальными режимами.
Еще одна сложность при сварке алюминия заключается в том, что появляется не только оксидная пленка, но и пористость, вызываемая водородом. Как правило, она сосредотачивается в районе шва и поражает алюминиево-магниевые сплавы.
Кроме того, высокая теплопроводность алюминия требует мощных источников тепла. При сварочных работах в металле шва могут образоваться горячие трещины, что вызвано процессами внутренней деформации во время застывания металла сварочной ванны. Чтобы этого не произошло, в сварочные швы следует добавлять модификаторы. Кроме того, сами швы не желательно располагать слишком близко друг к другу.
Процесс сварки алюминия аргоном
На данный момент метод сварки алюминия в защитной среде аргона является самым распространенным. В этом случае работа производиться не плавящимися (вольфрамовыми) электродами, используется технология сварки алюминия со следующими параметрами. Следует применять аргон высшего или первого сорта, а также использовать гелий высокой чистоты или его смесь с аргоном. Как правило, этот способ используют при сварке не длинных швов, и выполнении не больших объемов сварочных работ.
Как уже говорилось, ручной метод сварки не плавящимися электродами в защитной среде аргона производиться вольфрамовыми электродами.
Чаще всего выбирают электроды, которые имеют диаметр 2-6 мм. В основном диаметр используемого электрода, сила сварочного тока и расход аргона зависят от толщины свариваемого металла. Например, алюминий толщиной 4-6 мм сваривают вольфрамовыми электродами диаметром 4 мм, при силе сварочного тока в 160-180 Ампер и расходе аргона примерно 10 л/мин. Существуют специальные таблицы, где приводятся подобные данные, при этом желательно выбирать установки переменного тока типа УДГ-300 и УДГ-500.
Листы из алюминия и его сплавов толщиной до 3 мм можно сварить за один проход. А при толщине металла в 4-6 мм, не разделывая кромок, листы можно сварить за два прохода — по одному проходу на сторону. Если же сваривается алюминий толщиной более 6 мм, то в этом случае потребуется V-образная разделка стыка и по два прохода на каждую сторону. А для толщины 8-15 мм необходима Х-образная разделка, при этом каждую сторону стыка следует пройти по два раза.
Для увеличения производительности желательно использовать трехфазную дугу.
Источник нагрева станет мощнее в три раза, поэтому можно сваривать листы алюминия до 30 мм толщиной, при сварке на прокладке. В этом случае нагрев алюминия происходит одной независимой дугой между электродами, а двумя зависимыми дугами между металлом и электродами. В качестве плавящего электрода вполне можно применить присадочную проволоку из алюминия или его сплавов. При этом, как правило, сварка алюминия аргоном производиться при помощи полуавтоматической или автоматической сварки. При длинных швах и больших объемах сварочных работ, когда необходима большая производительность, приходится варить алюминий аргоном на полуавтоматических или автоматических установках.
Диаметр проволоки, которая используется, может составлять 1,5-2,5 мм, сварка алюминия полуавтоматом проводится обратно полярным постоянным током. При этом кромки стыков разделываются Х-образным и V-образным способом, угол раскрытия составляет примерно 70-90 градусов, для размещения наконечника горелки в разделке. Производительность может достигнуть 40 м в час, при подаче проволоки со скоростью до 400 м в час.
Это дает возможность сваривать алюминий толщиной 16 мм за один проход при сварке на прокладке, а металл толщиной до 30 мм сваривается за два прохода.
Зависимость формы шва от режима сварки
Геометрические параметры сварного шва и глубина провара в основном зависят от всех факторов режима аргонодуговой сварки. Глубина провара зависит от роста сварочного тока, а вот ширина шва от величины тока практически не зависит. Глубина провара увеличивается при уменьшении диаметра электрода. Особенно заметна эта зависимость при небольших значениях тока. Чем выше сварочных ток, тем меньше будет ощущаться влияние диаметра электрода. Чем больший диаметр электрода, тем шире сварочный шов.
Чтобы правильно сварить алюминий, необходимо ознакомиться со сложным влиянием скорости сварки на глубину провара. При малых скоростях провар минимальный, а вот с возрастанием скорости до определенного момента, провар увеличивается. А как только будет достигнуто критическое значение, рост скорости приведет к уменьшению глубины провара.
Однако в наиболее часто используемых режимах сварки глубина провара не сильно зависит от изменения скорости. А ширина шва, наоборот, находится в обратной зависимости от скорости сварки. Увеличение амплитуды поперечных движений конца электрода может привести к увеличению ширины сварочного шва. Эта зависимость часто используется при ручной аргоновой сварке.
Алюминий и его сплавы являются достаточно распространенными материалами, которые используются для изготовления бытовой техники, производства различных строительных конструкций, в судостроении и машиностроительной индустрии. Сварка аргоном является наилучшим решением при возникновении различных повреждений и поломок изделий из алюминия, так как она позволяет сэкономить значительные средства, а также продлить срок эксплуатации конструкций и механизмов.
Как сваривать алюминий и его сплавы?
Алюминий — мягкий металл с низкой температурой плавления. Вы можете использовать более одного процесса сварки для сварки алюминия.
Тем не менее, вы должны принять правильные методы, чтобы сделать это.
В этой статье рассказывается о том, почему сварка алюминия сложна, и о различных сварочных процессах, которые можно использовать для сварки алюминия. Вы готовы?
Сложно ли сваривать алюминий?
Сварить алюминий немного сложно, но возможно. Это может стать проблемой для всех сварщиков, включая опытных сварщиков. Лучший способ — научиться сварке алюминия и продолжать практиковаться, пока вы не станете совершенным.
Ниже перечислены вопросы, связанные со сваркой алюминия, о которых следует помнить. Однако те же свойства и низкая температура плавления затрудняют сварку алюминия.
Почему сварка алюминия считается сложной задачей?
В предыдущих параграфах мы обсудили некоторые вопросы, связанные со сваркой алюминия. Теперь составим список свойств алюминия, затрудняющих сварку:
Алюминий — мягкий металл, чрезвычайно чувствительный к содержанию кислорода в атмосферном воздухе. Алюминий, хранившийся в течение достаточного времени, будет иметь на своей поверхности слой оксида алюминия.
Чистый алюминий плавится при 1220ºF (660ºC), а оксид алюминия – при 3762ºF (2072ºC). Такая разница в температуре их плавления делает обязательным удаление оксидно-алюминиевого покрытия с поверхности металла перед сваркой.
Сварочная ванна расплавленного алюминия поглощает водород, и скорость поглощения увеличивается с температурой (источником водорода является влага на изделии, присадочная проволока или воздух).
Когда сварочная ванна затвердевает, водород уходит, оставляя после себя пористый сварочный валик.
Алюминий — чувствительный металл, подверженный воздействию грязи, атмосферного воздуха и влаги. Расплавленный алюминий в сварочной ванне может реагировать с кислородом воздуха, и на сварном шве может образовываться оксидный слой. Это препятствует многопроходной сварке (необходимо удалить оксидный слой).
Сварщики работают с алюминием разной толщины, и это становится плотной прогулкой по канату, уравновешивая тепло сварки между хорошим проникновением сварного шва и избегая горения алюминиевого металла.
Сварка алюминия сложна, но радует то, что «это не невозможно». Вы можете изучить технику сварки алюминия и стать в ней совершенным.
Сварочные процессы, используемые для сварки алюминия
Давайте обсудим здесь некоторые процессы сварки, но перед этим дайте нам знать, как подготовить заготовку к сварке.
Подготовка к сварке
Подготовьте заготовку к сварке, выполнив следующие действия:
- Очистите алюминиевую заготовку мягким химическим или мыльным раствором, чтобы удалить грязь, масло и т. д.
- Удалите оксидное покрытие с поверхности заготовки. Для удаления оксидного покрытия можно использовать растворитель оксидов или латунную или стальную щетку.
- Убедитесь, что поверхность заготовки и присадочной проволоки чистая и сухая, на ней нет влаги.
- Предварительный подогрев заготовки при сварке более толстого алюминия (более 8 мм) поможет улучшить качество сварки.
Сварка ВИГ алюминия
Сварка ВИГ является одним из популярных методов сварки алюминия, а ручная подача сварочной проволоки помогает опытному сварщику выполнять качественные сварные швы. Сварка алюминия TIG чистая и предотвращает атмосферное загрязнение.
Можно использовать установку для сварки ВИГ с переменным током (AC) и аргоном в качестве защитного газа. Этот процесс обеспечивает чистую сварку, поскольку переменный ток помогает очистить оставшееся содержание оксида по мере продвижения сварки, а также предотвращает загрязнение сварочной ванны.
Сварка TIG постоянным током с отрицательной полярностью электрода (DCEN) также может использоваться для сварки алюминия.
Советы опытного сварщика:
- Выберите стержень из чистого вольфрама.
- Убедитесь, что вольфрамовый стержень правильно заточен.
- Убедитесь, что поверхность алюминиевой заготовки чистая.
- Предварительный нагрев алюминия может помочь.
- Правильно установите расход аргона.
- Выберите рекомендуемую сварочную проволоку.
Сварка алюминия методом MIG
Это еще один предпочтительный вариант для сварки алюминия. Основное различие между этим и TIG заключается в том, что при сварке MIG для зажигания дуги используется присадочная проволока, которая автоматически подается через сварочный пистолет.
При сварке MIG используется автоматическая подача проволочного электрода, и вы должны использовать рекомендованный сварочный пистолет (катушечный пистолет или сварочный пистолет двухтактного типа).
Сварка MIG имеет более высокую скорость наплавки, чем сварка TIG (из-за автоматической подачи проволоки).
MIG предпочтительнее для сварки толстых алюминиевых листов из-за более высокой скорости наплавки металла. Чистый аргон используется в качестве защитного газа для сварки алюминия толщиной до 1/2 дюйма (12,5 мм), а смесь аргона и гелия — для алюминия большей толщины (содержание гелия может составлять 25 % и более).
Несколько советов от опытных сварщиков:
- Используйте двухтактную подачу проволоки.
- Убедитесь, что алюминиевая рабочая поверхность и проволока чистые.
- Принять процесс сварки с проталкиванием
- Правильно установите расход аргона.
- При необходимости используйте несколько проходов.
Другие процессы сварки алюминия
Газовая сварка
Газовая сварка или кислородно-ацетиленовая сварка также может использоваться для сварки алюминия, а используемое пламя относится к уменьшенному типу.
Вы можете использовать рекомендуемый проволочный электрод.
ЛАЗЕРНАЯ сварка
Лазерная сварка — еще один метод сварки алюминия, широко используемый для механизированной сварки в автомобильной промышленности. Лазерная сварка сводит к минимуму проблему холодного пуска при сварке алюминия. Однако алюминий, являющийся отражающим металлом, может создать проблему. Вы должны выбрать правильный защитный газ и присадочный металл. Тонкие алюминиевые листы можно сваривать без присадочного металла.
Сварка трением с перемешиванием
Это еще один процесс сварки, используемый для соединения алюминия и обычно разработанный для соединения алюминиевых сплавов 2024, 7050 и 7075 (эти сплавы имеют хрупкую дендритную структуру и теряют легирующие элементы и прочность в зоне термического влияния в нормальный процесс сварки Сварка трением с перемешиванием имеет ограниченное применение и может использоваться для стыковых и аналогичных соединений
Сварка сопротивлением также может использоваться для сварки алюминия в особых случаях
Сварка алюминиевых сплавов
Чистый алюминий является мягким металлом, и его всегда используют путем добавления определенных легирующих элементов для придания алюминию требуемых механических свойств.
Сплавы могут быть термообрабатываемыми или нетермообрабатываемыми.
Термообрабатываемый алюминий
Твердость и прочность термообрабатываемого алюминия зависят от легирующих элементов и процесса термообработки. К этой группе относятся алюминиевые сплавы серий 2ххх, 6ххх и 7ххх. При сварке термообрабатываемого алюминиевого сплава происходит перераспределение составляющих сплава в околошовной зоне (ЗТВ), что снижает прочность металла в ЗТВ.
Нетермообрабатываемый алюминий
Прочность нетермообрабатываемого алюминиевого сплава зависит от результата деформационного упрочнения, а также от упрочнения на твердый раствор элементов его сплава (таких как магний и марганец). К этой группе относятся алюминиевые сплавы серий 1ххх, 3ххх и 5ххх. При сварке нетермообрабатываемых алюминиевых сплавов они теряют свою рабочую твердость в зоне ЗТВ и вокруг нее.
Как правило, кованые алюминиевые сплавы серий 1xxx, 3xxx, 5xxx и 6xxx.
Среднепрочные алюминиевые сплавы серии 7xxx можно сваривать с помощью процессов TIG, MIG и газовой сварки (кислородно-ацетиленовое пламя). Сплавы серии 5ххх очень хорошо поддаются сварке.
Однако более прочные алюминиевые сплавы серии 7xxx, такие как 7010 и 7050, не подходят для процесса сварки плавлением. Сплавы серии 2ххх также не рекомендуются для сварки плавлением, так как они склонны к растрескиванию при затвердевании.
Некоторые алюминиевые сплавы, такие как 2011 (0,2–0,6 % Bi и 0,2–0,6 % Pb) и 6262 (0,4–0,7 % Bi и 0,4–0,7 % Pb), относятся к категории трудносвариваемых сплавов, поскольку они разработаны для машиноспособности. Присутствие висмута и свинца в этих сплавах способствует образованию стружки при механической обработке. Однако низкая температура затвердевания висмута и свинца снижает возможность получения прочного сварного шва.
Некоторые термообрабатываемые алюминиевые сплавы серии 2××× (алюминий и медь) и серии 7××× (алюминий и цинк) довольно уязвимы к горячему растрескиванию.
Заключение
Благодаря хорошему соотношению прочности и веса алюминий очень популярен в автомобильной и аэрокосмической промышленности. Многие легковые автомобили заменяют сталь алюминием, чтобы сделать автомобиль легче и экономичнее. Это, в дополнение к возможности 100%-й переработки алюминия, делает его более популярным среди защитников окружающей среды. Алюминий — зеленый металл и металл будущего.
Каталожные номера:
- Как сваривать алюминий: руководство для начинающих
- TWI Global – Как сваривать алюминий?
Рекомендации по сварке алюминиевых отливок
Дэвид Вайс, Майк Гвин, Кит Стургилл
Детали, обработанные в процессе сварки, могут соответствовать требованиям аэрокосмических, военных и коммерческих структурных спецификаций при соответствующей переработке. Но поскольку это дорого, литейщики должны по возможности минимизировать сварку отливок.
На большинстве алюминиевых заводов в углу здания есть зона, о которой никто не хочет говорить: зона сварки. Иногда это используется для законных действий, таких как вваривание заглушки в отверстие опоры сердечника, но часто это используется для устранения дефектов в отливках, чтобы они соответствовали размерным или другим требованиям к качеству.
Ни заказчики, ни руководство литейного производства не вполне довольны этим, поскольку мантра заключается в том, чтобы сделать все правильно с первого раза. Тем не менее, сложные конструкции, небольшие требования к объему или давление затрат иногда заставляют использовать доработку сварных швов для спасения отливок.
Отливки могут иметь небольшие дефекты поверхности, такие как ямки включения, газовая микропористость, холодные притиры, неправильные кромки или вмятины от повреждений при обработке, которые выглядят непривлекательно или не соответствуют требованиям. Доработка отливок в процессе сварки — это рутинная операция по отделке отливок, которая используется для исправления таких дефектов поверхности отливок почти во всех семействах сплавов и процессах изготовления полостей литейной формы.
Отливка, которая была сварена, смешана и термообработана и прошла все проверки, указанные в чертеже, будет соответствовать требованиям чертежа по размерам, физическим, химическим, металлургическим и конструктивным особенностям. Поэтому спецификации, ограничивающие или документирующие доработку дефектов поверхности в процессе сварки, редко упоминаются в коммерческих отливках. Даже среди военных и аэрокосмических отливок доработка сварных швов в процессе устранения дефектов поверхности не всегда ограничивается техническими условиями. Во всех случаях незначительные дефекты поверхности могут быть отшлифованы до глубины 1,5 мм и зашлифованы.
Одна из первых статей Андерсона и Бойда на эту тему была опубликована в издании «Труды Американской ассоциации литейщиков» за 1924 год.
Они сообщают: «В случае простых отливок потери из-за отходов могут быть довольно низкими, скажем, 4-7 процентов, но в сложных отливках, таких как верхние половины картера для 8-цилиндровых автомобилей, они могут достигать 20-25 процентов. в среднем. Из этих потерь около 50 процентов восстанавливается путем пайки и сварки». Далее они говорят: «Совершенно очевидно, что сварное соединение не будет обладать прочностью исходной отливки».
К счастью, уровень брака и утилизации не так высок, как в 1924 году, и, конечно, комментарий о прочности сварного соединения больше не соответствует действительности, хотя многие в это верят.
Технические характеристики
AMS 2175
В процессе доработки сварных швов также выполняются поверхностные и приповерхностные несплошности. Эти разрывы обычно вредны для структурных характеристик отливки. Это горячие разрывы (ранее существовавшие трещины из-за природы сплава, геометрии полости формы и/или материала полости формы), трещины от термической обработки и приповерхностные пустоты, выявленные с помощью рентгенографии или ультразвука.
Для коммерческих отливок степень несплошности обычно классифицируется по радиографическим стандартам.
Для военных и аэрокосмических отливок жесткость эксплуатации литых компонентов классифицируется (классы с 1 по 4), а целостность поверхности и/или внутренней целостности определяется AMS 2175, классы от A до D. Классы требуют различных уровней неразрушающего контроля и непосредственно классов влияют на допустимое напряжение для циклической жизни. AMS 2175 охватывает почти все процессы литья и весь спектр литейных сплавов, поэтому он также принят в качестве коммерческого стандарта для отливок, критически важных с точки зрения безопасности.
Важно отметить, что в AMS 2175 ничего не говорится о доработке сварных швов в процессе производства, а указывается только степень несовершенства классов от A до D как «градуированная» при визуальном, радиографическом, магнитопорошковом или пенетрантном контроле. Это инспекция после завершения всех процессов отливки, включая окончательную термообработку.
По логике вещей, отливки, относящиеся к классу 1 или 2, должны иметь четко определенные спецификации для доработки сварных швов в процессе производства. Такие спецификации и/или примечания к чертежам определяют процессы сварки, присадочные сплавы, подготовку поверхности перед сваркой, квалификацию сварщика, выравнивание поверхности после сварки и термообработку перед сваркой и/или после сварки. Производственная способность этих спецификаций поддерживать характеристики долговечности класса и марки была установлена на основе данных, полученных от OEM-производителей, оборонных предприятий и литейщиков. Некоторые данные были опубликованы, но многие считаются закрытыми и недоступными для широкой публики.
AMS-A-21180
Наиболее ограничивающие спецификации, как правило, AMS-A-21180 и его аналоги ASTM, могут указывать на «зоны без сварки» или «в процессе доработки сварных швов» только с письменного разрешения покупателя. ” Могут потребоваться карты с указанием местоположения, размера и глубины сварных швов.
Ни один элемент конструкции и, следовательно, никакая конструкционная отливка не подвергается критическим нагрузкам. Этот сценарий, лучше всего представленный спецификацией AMS-A-21180, следует применять только к поверхностям отливок, которые действительно подвергаются критическим нагрузкам.
Другие спецификации дают указания по ремонтной сварке алюминиевых отливок, которые иногда используются. AMS 2694 определяет требования к устранению дефектов в процессе ручной сварки. Несколько спецификаций конкретно относятся к сварке аэрокосмических конструкций, таких как AWS 17.1 и Консультативный циркуляр FAA № 33-6 по ремонту сваркой алюминиевых картеров и цилиндров.
Процесс доработки сварных швов
Сварка — это еще один процесс расплавленного металла. Можно определить правильные этапы производства, а детали будут зависеть от конкретного дефекта. Т.Дж. Босворт из Boeing написал превосходную статью о доработке сварных швов алюминиевых отливок, в которой определил ключевые шаги для достижения высокого качества сварных швов.
Эти этапы можно обобщить следующим образом:
- Подготовить зону сварки. Удалите дефект и удалите оксидный слой кистью или растворителем.
- Подогрев перед сваркой. Предварительный нагрев обычно улучшает результаты сварки. Обычный диапазон составляет 212–572F (100–300C). Как правило, алюминиевые сплавы, содержащие медь, свариваются при более высокой температуре. Отливки обычно свариваются в литом состоянии, но иногда дефекты не обнаруживаются до термической обработки, поэтому их сваривают в состоянии Т6 или Т7. Для сплавов серии 200 или для отливок, требующих капитального ремонта, рекомендуется отжигать отливки после отпуска Т6 или Т7 перед сваркой, чтобы избежать растрескивания.
- Используйте сварочный пруток, соответствующий химическому составу отливки, или одобренный заменитель. Химический контроль при сварке так же важен, как и при плавке для литья. Использование стержня общего назначения во всех системах сплавов приведет к уменьшению механических свойств и несоответствию цвета, даже если сварка может быть «легче».
- После сварки шов должен быть зачищен до контура детали. Распространенной жалобой клиентов на сварные отливки является то, что сварной шов не был очищен или есть разница в цвете. Если ремонт сварного шва заметен при случайном взгляде, ремонт был выполнен неправильно.
- Термическая обработка после сварки. Несмотря на то, что хороший сварной шов будет иметь небольшую пористость и тонкую структуру, механические свойства не будут достигнуты, если отремонтированная отливка не будет подвергнута термической обработке в соответствии со спецификацией. Термическая обработка также устранит остаточное напряжение, которое могло быть вызвано процессом сварки.
Исследования свойств отремонтированных отливок
В одном из первых исследований эффективности ремонтной сварки алюминиевой отливки сообщалось, что литой материал A357-T6 и A201-T7, который был приварен на глубину 50% стенки толщиной были повторно термообработаны и испытаны на усталость с надрезом, вязкость разрушения и свойства при растяжении.
По сравнению со свойствами основного материала свойства при растяжении сварного материала как A357-T6, так и A201-T7 были очень схожими, а усталость надреза и вязкость разрушения сварного A201-T7 были лучше, чем у основного материала. Усталостные свойства сварного материала A357-T6 показали незначительное ухудшение по сравнению с исходным материалом после 500 000 циклов, а свойства вязкости разрушения сварного материала A357-T6 были аналогичны ударной вязкости основного материала.
Недавняя работа показала, что правильно выполненная доработка сварных швов в процессе производства практически не повлияла на статические и динамические свойства при растяжении отливок из песчаных форм E357-T6. Эта работа была выполнена с пластиной, отлитой в песчаную форму, с дефектом, обработанным для дублирования полного или частичного ремонта сварного шва. Рисунок 1 иллюстрирует эту концепцию, а в таблице 1 приведены сводные данные по растяжению.
Данные по усталости для трех типов образцов (рис.
2) очень похожи друг на друга. Однако регрессия показывает, что литые (без сварки) образцы немного лучше (более длительный срок службы) при высоких уровнях напряжения, образцы со сплошным сварным швом и без сварки имеют примерно одинаковый срок службы при низких уровнях напряжения, а образцы с половинным сварным швом продемонстрировали самую длительную усталостную прочность. жизнь при низком уровне стресса. Это предполагает либо разницу в микроструктуре, геометрию любых имеющихся пор, либо количество пор, присутствующих в исходной литой структуре металла в зоне сварки.
Рекомендации
С технической точки зрения детали, обработанные в процессе сварки, могут соответствовать требованиям аэрокосмических, военных и коммерческих структурных спецификаций при соответствующей обработке.
Литейные заводы должны по возможности свести к минимуму сварку отливок, поскольку это дорого.
Конечные пользователи не должны запрещать сварку отливок, но должны потребовать от литейного завода продемонстрировать способность соответствовать металлургическим спецификациям чертежа.