СВАРКА И НАПЛАВКА АЛЮМИНИЯ И ЕГО СПЛАВОВ
СВАРКА И НАПЛАВКА АЛЮМИНИЯ И ЕГО СПЛАВОВ
В. Я. ЗУСИН В. А. СЕРЕНКО
Немногим более чем за 100 лет алюминий из редчайшего и дорогого материала превратился в необходимую составляющую нашей жизни. Области его применения все более расширяются, соответственно растут объемы потребления.
Благодаря своим уникальным свойствам алюминий и его сплавы получил название “Летающий металл” Малый удельный вес алюминия является тем определяющим фактором, который позволяет создавать легкие и в то же время прочные конструкции самолетов, ракет и других летательных аппаратов.
Все более широкое применение алюминий находит в промышленности при изготовлении различных конструкций, в том числе емкостей для переработки, хранения и перевозки химических и молочных продуктов.
Алюминий относительно дешев, обладает высокой пластичностью, удельной прочностью, коррозионной стойкостью, а также имеет высокую электропроводность (чистый алюминий проводит электрический ток в четыре раза лучше, чем сталь).
В настоящее время считается, что основным способом дуговой сварки алюминиевых сплавов является сварка неплавящимся (вольфрамовым) электродом в среде инертных газов. Сварка плавящимся электродом в аргоне более производительна, но повышенная склонность швов к образованию пор затрудняет использование данного процесса. Для предупреждения пористости в швах и повышения механических свойств соединений при сварке плавящимся электродом в среде аргона существует много приемов технологического и металлургического характера, но, как
показывает практика, эффективность их использования мала.
Следует также учитывать, что при поточно-массовом производстве крупногабаритных конструкций из металла средних и больших толщин с целью повышения производительности применяют одновременную строжку в пакете нескольких заготовок изделия.
Алюминий и его сплавы находят все более широкое применение для изготовления деталей и узлов в автомобилестроении, сельхозмашиностроении, пищевой промышленности, химическом машиностроении и т. д. Многие детали из алюминиевых сплавов, например поршни двигателей внутреннего сгорания, подвергаются воздействию коррозионных сред, высоких температур, абразивной или газоабразивной среды и т. д. Часто им приходится работать в условиях одновременного воздействия многих внешних факторов при статическом или циклическом нагружении. Поэтому для повышения работоспособности различных алюминиевых деталей используют наплавку специальными сплавами, обеспечивающими получение требуемых свойств: повышенную износостойкость, антифрикционные свойства, жаропрочность и т.
Наиболее перспективным способом упрочнения является дуговая наплавка, позволяющая получить металл зоны упрочнения с необходимыми свойствами. Следует, однако, подчеркнуть, что возможностью достаточно широкого регулирования структурно-фазового состава наплавленного металла обладают лишь способы наплавки порошковым электродом. С помощью порошкового электрода можно создавать наплавленный металл не только равнопрочный металлу детали, но и со значительно улучшенными эксплуатационными характеристиками.
На протяжении многих лет на кафедрах < Оборудование и технология сварочного производства» и “Металлургия и технология сварочного производства” Приазовского государственного технического университета ведутся исследования и разработка новых процессов электроду го вой сварки алюминия и его сплавов закрытой дугой и наплавки порошковым электродом.
Работы по исследованию процессов сварки и наплавки алюминия и его сплавов были начаты по инициативе и при участии докт. техн. наук проф.
Багрянского КВ.
При подготовке настоящей монографии были использованы, в основном, материалы собственных разработок и исследований авторов, что нашло отражение в диссертационных работах, статьях, изобретениях и патентах (Ах. СССР №180074, №1202183, №1004052, №801389, №841184, №1624841, №1769478 и др.).
Значительный объем приводимых авторами результатов исследований был получен при участии ряда преподавателей, аспирантов, сотрудников и студентов кафедр сварки ПГТУ, а также сотрудников ряда организаций и предприятий, таких, как ИЭС им. Е. О. Патона (г. Киев), МАТИ им. Циолковского (г. Москва) и др.
В разные периоды времени помощь авторам в изучении сложных процессов сварки и наплавки алюминия и его сплавов оказывали чл.-корр. НАНУ, докт. техн. наук проф. АЛ. Ищенко, докт. техн. наук проф. ГД. Никифоров, кандидаты техн. наук доц. Корнеев АД., Кабанец А. Н., Глоэман Л. А., Носовская О. Б. и др. Использованию нового процесса сварки в промышленности содействовали главный сварщик ОАО «Аэовмаш» Д.
П. Антонец, начальник НИОСП ОАО «Аэовмаш» А. В. Зареченский и др.
Авторы признательны им за помощь и содействие в получении новых научных и практических результатов.
Отзывы и пожелания просим направлять по адресу кафедра «МиТСП», Приазовский гостехуниверситет, ул. Университетская, 7, 87500, г. Мариуполь, Донецкая область, Украина
Главной чертой Сергея Шапрана является целеустремленность, именно поэтому предприниматель решил не просто вернуть предприятие в рабочее состояние, а подарить ему вторую жизнь.
Чтобы выполнить сварку прочно и качественно, недостаточно иметь только сварочный аппарат. Дополнительно потребуется подобрать расходные материалы с учетом вида свариваемого металла. Перед началом работы определите, что именно вам нужно, и …
Есть несколько факторов, анализировать которые при выборе сварочного аппарата нужно обязательно в магазине сварочного оборудования. Следует учесть рабочий диапазон температур, а также мощность. Рекомендуется учесть возможность смены полярности, и показатель …
Сварка и наплавка алюминия и его сплавов :: Книги по металлургии
ОСНОВНЫЕ СПОСОБЫ И ПРОБЛЕМЫ СВАРКИ АЛЮМИНИЯ И ЕГО СПЛАВОВ
1.
1. Металлургические особенности сварки АЛЮМИНИЯ плавлением
Алюминий и его сплавы, благодаря своим физико-химическим свойствам, малому удельному весу, относительно высоким показателям механических свойств, хорошей коррозионной стойкости во многих агрессивных средах, находят широкое применение при изготовлении летательных аппаратов, космической техники, железнодорожных цистерн, котлов, резервуаров для транспортировки и хранения различных жидкостей, труб для газо- и нефтепроводов, а также различной химической аппаратуры [1-3]. Для изготовления этих изделий преимущественно применяется листовой металл толщиной 3 40 мм, а в качестве одного из ведущих и прогрессивных процессов получения неразъемных соединений широко используется сварка плавлением [4-6].
При дуговой сварке АЛЮМИНИЯ жидкий металл сварочной ванны подвергается сложному процессу взаимодействия с газами и шлаками, который определяет после охлаждения и кристаллизации сварочной ванны плотность металла шва и его химический состав.
Обладая повышенной химической активностью, алюминий энергично взаимодействует с газами даже при ничтожно малых значениях их парциального давления.
Образующиеся химические соединения или растворы могут явиться причиной возникновения дефектов вметалле, пор, шлаковых включений и т.д. [8]. Поэтому для получения качественного металла необходима защита его от контакта с газами.
При контакте с кислородом или воздухом на поверхности АЛЮМИНИЯ образуется оксидная пленка толщиной 0,01-0,02 мм [9,10]. Температура плавления оксида АЛЮМИНИЯ в несколько раз превышает температуру плавления чистого металла и составляет 2323 К [11]. Отношение объема образующейся оксидной пленки к объему окислившегося металла составляет 1,24 [12, 13], и, согласно принципу Виллинг-Бедворта, алюминий защищен плотной оксидной пленкой от проникновения газов и дальнейшего окисления [14]. Оксид АЛЮМИНИЯ нерастворим ни в твердом, ни в жидком алюминии, поэтому, попадая в металл, нарушает его сплошность и снижает работоспособность конструкции [15].
При контакте с водой на поверхности АЛЮМИНИЯ образуется первоначально аморфная оксидная пленка толщиной 80-100 мкм.
Затем возникает кристаллический бемит, а потом кристаллический байерит. Состав, структура и свойства оксидов АЛЮМИНИЯ приведены в табл. 1.1 [9].
Оксидная пленка нерастворима в алюминии и, будучи тяжелее расплавленного металла, не может всплывать на поверхность жидкого АЛЮМИНИЯ и остается в нем при кристаллизации в виде включений. Это существенно нарушает сплошность металла и приводит к значительному снижению его герметичности, механических свойств и коррозионной стойкости [16, 17].
Поэтому при сварке АЛЮМИНИЯ одной из основных задач является удаление оксидной пленки из сварочной ванны. Это может быть достигнуто как при помощи флюсов, так и за счет явления «катодного распыления»
Обладая высокой химической активностью, алюминий восстанавливает большинство элементов из их оксидов, что приводит к увеличению концентрации примесей в металле.
Согласно термодинамическим расчетам [18, 19, 20], нейтральными по отношению к алюминию могут быть галоидные соли щелочных и щелочноземельных металлов, имеющих большую по абсолютному значению убыль свободной энергии образования соединения, чем алюминий. Поэтому для плавки и сварки АЛЮМИНИЯ нашли применение флюсы, состоящие из хлористых солей щелочных и щелочноземельных металлов [13, 21].
В процессе сварки при нагреве АЛЮМИНИЯ в оксидной пленке появляются трещины, так как коэффициент теплового расширения Аl2O3почти в три раза меньше, чем у АЛЮМИНИЯ [13]. Жидкий флюс через образующиеся трещины в оксидной пленке проникает к металлу. В результате реакции жидкого АЛЮМИНИЯ с флюсом образуются газообразные субгалоиды [24, 25], которые способствуют отрыву и измельчению оксидной пленки. Волнообразное перемещение жидкого флюса в процессе сварки способствует переносу части оксидной пленки в шлак.
Разрушение оксидной пленки в сварочной ванне путем «катодного распыления» происходит при дуговой сварке в том случае, когда сварочная ванна является катодом.
В результате бомбардировки катода тяжелыми положительными ионами оксидная пленка разрушается и оттесняется к краям ванны [13,16].
Оксидная пленка адсорбирует, главным образом, пары воды. Адсорбционная способность различна у различных модификаций оксида алюминия. Наибольшей гигроскопичностью отличается у -Al2O3, способная удерживать некоторое количество воды даже после прокаливания при Тж1163-1173 К[7].
Попадая в зону сварки, адсорбированная на поверхности оксидной пленки влага взаимодействует с жидким металлом, насыщая сварочную ванну водородом [7, 26].
Водород в алюминии присутствует в виде твердого раствора внедрения, заполняет усадочные раковины и поры в молекулярном состоянии, а также адсорбируется в виде воды на оксидной пленке, покрывающей поверхность металла [27]. Принципиально возможно образование гидрида алюминия. Однако это соединение неустойчивое и существенного влияния на качество металла не оказывает [28].
Наплавочная фреза по алюминию? — Сайт сообщества Carbide 3D
Winters636 (Пит)
#1
Ребята, что вы используете или что бы вы посоветовали для наплавки алюминия? Кроме того, любые рекомендуемые скорости и подачи были бы отличными. @Vince.Fab
Винс.Fab (Чиппи Макчиплоад)
#2
1-дюймовый тройной и .750 двойной, кажется, хорошо работают по цене и долговечности, нужна цанга 3/8s.
https://www.buschmachinetool.com/milling-cutters
фрезы типа «ласточкин хвост» могут пригодиться для фиксацииВ прошлом я обращался к владельцу с просьбой изготовить на заказ партию одинарных пластин 1/2 с хвостовиком 3/8, но это достойное вложение
1 Нравится
luc.
onthego
(Люк)
#3
Можно ли установить цангу 3/8 дюйма на Makita? Если да, то где вы его взяли?
Извините, я быстро поискал в Google и обнаружил, что их предлагает Makita. https://www.makitatools.com/products/details/763619-3
1 Нравится
УиллАдамс (Уильям Адамс (Carbide 3D))
#4
Да. Кроме того, предполагается, что Elaire предложит прецизионную цангу 3/8″ по специальному заказу, см.: http://www.elairecorp.com/makitaroutercollets.html
EDIT/CORRECTION: но, по-видимому, 8 мм больше, чем они есть.
3 нравится
luc.onthego (Люк)
#5
Спасибо, я только что отправил им электронное письмо, чтобы узнать об их наличии. Сообщу с ответом. Цанга марки Makita больше похожа на втулку, поэтому, возможно, версия Elaire обеспечивает большую точность.
Я никогда не рассматривал биты 3/8, так как не знал, что они подходят для Makita. Возможно, другие бы рассмотрели их, если бы люди знали об этом и предоставили доступ к большему выбору концевых фрез.
1 Нравится
Винс.Потрясающий (Чиппи Макчиплоад)
#6
Одним из основных преимуществ перехода на 3/8s является огромная разница в жесткости инструмента, которая снижает прогиб и отлично подходит для работ с длинным вылетом и агрессивной черновой обработки.
Слово о скоростях подачи и большой оснастке SFM.
Не пытайтесь накрутить эти штуки до 30к! Я рекомендую Makita (или такой вариант, как Carbide3D) из-за более низких оборотов. Имо у 0,750 и 1 дюйма есть приятные пятна между 10-14k, а в алюминии я обычно беру только 5thou doc из-за стандартной вставки, которая не ломает стружку, и она повсюду разбрасывает длинные струны. Вы можете купить вставки для конкретного материала, а также поиграть с удалением пластины для эффективного изменения нагрузки на стружку
3/8s — большинству людей не понадобится накручивать их выше 24k, особенно для 3-канальной флейты. Я крутил одинарные флейты Datron 8 мм за 30 тысяч в течение всего дня, но это другой стиль по сравнению с большинством других. При правильном использовании карбид Lakeshore TAS уничтожит весь алюминий, поставленный перед ним.
Чип-загрузка чип-загрузка! Посчитайте, стоит узнать, как это работает на самом деле
Несколько человек измерили биение разрезных колец 3/8, и они справились.
Я не заканчиваю работу со своим, поэтому я никогда не проверял. Однако у меня есть метрический набор Elaire, и 8 мм очень хороши и стоят своих денег.
4 лайков
luc.onthego (Люк)
#7
Я только что разговаривал по телефону с Elaire, и у них нет в наличии цанги 3/8. Мне сказали, что «мяса» на цангу не так много.
Я думаю, есть два решения: использовать 8-миллиметровую цангу, немного вытянутую, или использовать цангу Makita 3/8, которая больше похожа на втулку/переходник.
Мне трудно найти его и узнать цену. Я сделал несколько звонков дилерам Makita и жду ответов.
1 Нравится
DanStory (История Дэниела)
#8
Мина заказана с https://www.toolmarts.com/makita-763619-3-3-8-collet-for-3608b
1 Нравится
luc.onthego (Люк)
#9
Это хорошо, я только что нашел источник и заказал свой на месте, конечно, я заплатил немного больше, но доставка не требуется.
1 Нравится
система (система) закрыто
#10
Эта тема была автоматически закрыта через 30 дней после последнего ответа.
Новые ответы больше не допускаются.
Фрезеровка поверхности алюминия! — X-Carve
Эмили Мейкер
#1
Давно не виделись сообщество x-carve! Я давно не писал здесь
Пора это изменить!
Итак, у меня есть большая плоская 1/2-дюймовая пластина из алюминия, которую я отлил сам, она состоит из нескольких различных марок, но я думаю, что большая часть массы — это обрезки инструментальной пластины mic-6. Мне нужно отшлифовать черновую поверхность отливки, какое сверло мне следует использовать? Я думал о мухоловке, но у них, кажется, нет хвостовиков 1/4 дюйма. Рекомендации? Кроме того, поскольку я пытаюсь обработать алюминиевый лом, он должен быть как можно дешевле.
JDM
#3
Знаете ли вы, какой еще сплав можно смешать?
Я дам тебе совет по битам, и ты можешь распоряжаться ими как хочешь. Вы никогда не должны запускать что-либо несбалансированное на высокоскоростном маршрутизаторе. Это небезопасно для оператора и плохо для роутера. Резак для мух — плохая идея для фрезера.
Вы сможете найти рекомендуемый диапазон оборотов для любого инструмента от производителя.
Прямоугольная фреза 3/4″, вероятно, лучший выбор.
1 Нравится
JDM
#5
Если вы когда-нибудь захотите вычислить, с какой скоростью что-то будет лететь вам в лицо, если оно развалится на части:
Окружность сверла x об/мин = количество дюймов, которое проходит сверло снаружи за минуту
умножьте на 60, чтобы получить дюймов в час
1 миля в час составляет около 63 000
Итак, возьмите фрезу диаметром 1 1/4 дюйма: окружность составляет примерно 4 фута, а на скорости Dewalt 1 составляет 64 000 дюймов в минуту x 60 = 3 840 000
разделить на 63 000 = металл летит вам в лицо на скорости около 60 миль в час
EmilyMaker
#6
Спасибо за информацию, а как насчет представленной BillBlades микрофрезы? Кажется, он предназначен для высокоскоростных фрезерных станков с ЧПУ, но я, вероятно, просто использую большую фрезу, которая у меня уже есть, так как за нее просят 20 долларов.
Масса, вероятно, 70% Mic-6, 20% A356 и, может быть, 5-10% банок из-под газировки, так что магния достаточно.
IMG_20170325_171039.jpg2448×2448 1,25 МБ
1 Нравится
JDM
#7
ЭмилиМакер:
ФрезыКажется, он предназначен для высокоскоростных фрезерных станков с ЧПУ,
Fly не предназначены для высокоскоростных фрезерных станков.
Micro Mark — компания, специализирующаяся на инструментах для модельеров. У них есть миниатюрная вертикальная мельница, которую они продают. Вертикальные мельницы работают на гораздо более низких оборотах и сконструированы таким образом, чтобы выдерживать боковые силы при фрезеровании.
Вероятно, в вашей плите много шлака и примесей. Используйте дешевую биту.
Если он вам действительно нужен, отнесите его в механический цех с хорошей большой вертикальной фрезой и попросите обработать его.
Если бы это был я, я бы не поставил это на свой X-Carve. Только мои 2 цента, однако.
Эмили Мейкер
#8
О, ладно, понятно. Я, вероятно, просто возьму свою самую большую прямую насадку, кроме того, она довольно чистая, на поверхности много оксида, так как мне пришлось дать ей остыть на воздухе, но она была обработана бурой и обезжирена, а затем обожжена в печи.
Эмили Мейкер
#10
IMG_20170809_072622.jpg2448×2448 1,23 МБ
Что ж, прошло много времени с тех пор, как я не думал об этой теме, и сегодня я решил, что просто брошу этот блок в свой x-carve с 1\4-дюймовой насадкой из карбида yonico. так как я подумал, а, моя машина крутая, может стоит попробовать! И, к моему удивлению, все прошло идеально! Я намеревался установить DOC довольно консервативно и не знал, что он режет так глубоко, но, к моему огорчению, машина даже не дрогнула при резке где-то около 1\8 дюйма DOC. УДИВИТЕЛЬНО!
3 лайков
Кори Боргель
#12
Кроме того, какие моды у вашего x-carve?
Эмили Мейкер
№13
Скорость подачи составляла 23 дюйма/мин, и я использовал твердосплавную спиральную фрезу Yonico 31214-SC 1/4. :3
ЭмилиМакер
№14
Он довольно усилен, 175 унций nema 23, фрезер Makita, Y-образная скоба из стального стержня и мой акриловый пыльник.
1 Нравится
9 августа 2017 г., 15:28
№16
Установка скорости 2, которая согласно инструкции равна 12000
1 Нравится
ЭмилиМакер
# 18
У вас не должно быть никаких проблем! более низкие обороты кажутся ключом к алюминию или более высокие скорости движения, иначе все становится липким. Честно говоря, кроме небольшого дребезга на поворотах, мой x-carve даже не заметил алюминий при 1\8 DOC и 23 дюймах в минуту, так что вы могли бы, вероятно, утроить скорость движения для более высоких оборотов. На самом деле, алюминий и плексиглас, похоже, требуют одинаковой скорости и подачи. Plex станет очень липким, если вы не будете резать быстро, я режу plex со скоростью 75 изображений в минуту, и я обычно даже охлаждаю водой.
ХальдорЛоннингдал
#20
ЭмилиМакер:
более низкие обороты, кажется, являются ключом к алюминию или более высоким скоростям движения, иначе все становится липким
Вам нужна определенная толщина стружки/толщина среза на канавку, иначе она будет тереться и нагреваться/алюминий станет липким.