Газоэлектрическая сварка алюминиевых сплавов: Газоэлектрическая сварка алюминиевых сплавов (1972) С.Н. Киселев

Содержание

Газоэлектрическая сварка алюминиевых сплавов. С.Н. Киселев., 1974

Несмотря на то, что книга выпущена в 1972 году, она актуальна и сейчас, поскольку сварка алюминия до сих пор считается сложным процессом. Хотя она и предназначена для инженерно – технического персонала и специалистов, написана она очень доступным языком и может стать хорошим учебником для сварщика.

В настоящее время хороших специалистов не так уже и много, а здесь описаны способы сварки алюминия и всех его видов сплавов при помощи газовой и электродуговой сварки. Это касается изготовления различных конструкций из алюминия, при этом описаны технологии сварки от минимальной толщины, так называемой алюминиевой фольги до достаточно толстостенных опор толщиной до 8 см.

Достаточно много таблиц с составом алюминиевых сплавов и их механических свойств, рабочих температур, при которых сплавы не теряют своих свойств. Причем это все проверено испытаниями. Указано и то, где и какие сплавы лучше применять на практике.

Хорошо и подробно описаны методы сварки, температурные режимы, составы горючих смесей, температуры и способы предварительного подогрева заготовки, количество проходов и для какого случая их лучше применять. Кроме того, в книге описана сварка при помощи проволоки в среде защитных газов, неплавящимся электродом, даны лучшие режимы и выбор оборудования.

Файл	Размер файла	Кол-во скачиваний
Газоэлектрическая сварка алюминиевых сплавов. Киселев С.Н. 1972	31 MB	66

Внимание покупателей подшипников

Уважаемые покупатели, отправляйте ваши вопросы и заявки по приобретению подшипников и комплектующих на почту или звоните сейчас:

+7(499)403 39 91

Доставка подшипников по РФ и зарубежью.

Каталог подшипников на сайте themechanic.ru

Внимание покупателей подшипников

Уважаемые покупатели, отправляйте ваши вопросы и заявки по приобретению подшипников и комплектующих на почту или звоните сейчас:
tel:+7 (495) 646 00 12
[email protected]
Доставка подшипников по РФ и зарубежью.
Каталог подшипников на сайте

Внимание покупателей подшипников

Способы газоэлектрической сварки алюминия

Газоэлектрическую сварку алюминия и его сплавов выполняют неплавящимся (вольфрамовым) или плавящимся электродом.

При сварке неплавящимся электродом источником тепла является дуга, возбуждаемая между электродом и изделием.

Конец электрода, дуга и ванна расплавленного металла защищены инертным газом. Основным рабочим инструментом является специальная сварочная горелка, которая служит для крепления электрода и подвода сварочного тока к нему. Поток защитного газа формируется и направляется в сторону сварочной ванны наконечником горелки.

Сварку алюминия и его сплавов неплавящимся электродом в среде защитных газов производят переменным током. Для повышения устойчивости горения дуги используют специальные вспомогательные аппараты (осцилляторы и импульсные возбудители). Осцилляторы применяют также для облегчения возбуждения дуги. Сварку неплавящимся электродом можно выполнять без присадки, когда шов формируется путем расплавления свариваемых кромок, и с
присадкой, когда в формировании шва участвует присадочный металл, подаваемый со стороны в зону дуги.

Дуговую сварку в среде защитных газов неплавящимся электродом можно выполнять вручную, полуавтоматом или автоматом. При ручной сварке перемещение горелки и подачу присадочной проволоки в зону дуги выполняет сварщик. При полуавтоматической сварке перемещение горелки вдоль шва осуществляется вручную, а подача присадочной проволоки — специальным механизмом. При автоматической сварке перемещение горелки и подача присадочной проволоки осуществляются механически.

Сварка неплавящимся электродом алюминия и его сплавов применяется преимущественно для соединения изделий малых и средних толщин.

Дуговая сварка неплавящимся вольфрамовым электродом в среде защитных газов является наиболее универсальным способом сварки. Этим способом можно выполнять сварку в различных пространственных положениях и в труднодоступных местах.

Формирование шва наилучшее. При сварке алюминия вольфрамовым электродом можно получать металл шва плотным, мало насыщенным газами. При этом достигается высокая прочность и пластичность сварных соединений, близкие к прочности и пластичности основного металла.
Сварку неплавящимся электродом в среде защитных газов рекомендуется применять для ответственных соединений, требующих высокого качества, герметичности и прочности.

Сварка неплавящимся электродом может производиться одной, двумя и. тремя дугами.

При двухдуговой сварке с растянутой ванной создаются благоприятные условия для предупреждения образования пор и обеспечиваются необходимые качества сварных соединений.

Этот способ сварки отличается стабильностью режимов.

Трехфазная дуга является одним из наиболее мощных концентрированных источников тепла, ее мощность более чем в 2 раза превышает мощность однофазной дуги при том же токе и напряжении. Важным преимуществом трехфазной дуги по сравнению с однофазной является ее высокая устойчивость.

При сварке трехфазной дугой постоянно горит, по крайней мере, одна дуга, поэтому на осциллограмме не наблюдается значительных пиков зажигания и нулевых площадок тока.

Применение сварки трехфазной дугой дает увеличение производительности труда и позволяет снизить расход электроэнергии на 25—40%. При сварке трехфазной дугой обеспечивается равномерность загрузки фаз питающей сети, что дает возможность во много раз повысить мощность сварочного поста. Коэффициент мощности достигает 0,8.

Однако сварку трехфазной дугой применяют мало из-за сложности оборудования и неудобства в работе.

При сварке плавящимся электродом источником тепла является дуга, возбуждаемая между свариваемым изделием и электродной проволокой, непрерывно подаваемой в зону дуги с заданной скоростью. Электродная проволока подается механизмом подачи с постоянной или переменной скоростью.

Для направления электродной проволоки, подведения к ней тока и подачи в зону сварки защитного газа применяют специальные сварочные горелки.

Дуговую сварку в среде защитных газов плавящимся электродом можно выполнять с помощью полуавтоматов и автоматов. Полуавтоматическая и автоматическая сварка плавящимся электродом в защитных газах осуществляется на постоянном токе обратной полярности. Источники питания сварочной дуги должны иметь жесткую, полого возрастающую или полого падающую внешнюю характеристику. Сварку плавящимся электродом алюминия и его сплавов применяют для соединения изделий средних и больших толщин.

Основными преимуществами механизированной сварки плавящимся электродом являются высокая производительность и простота ведения процесса.
При сварке плавящимся электродом в среде защитных газов благодаря высокой степени концентрации источника тепла обеспечиваются наименьшие сварочные деформации, а также более глубокое проплавление основного металла по сравнению со сваркой неплавящимся электродом. Плавящийся электрод позволяет получить хорошее проплавление корня шва при сварке тавровых и нахлесточных соединений.

К недостаткам этого способа относятся большая вероятность получения непровара по глубине в начале сварки, когда невозможно применить выводные пластины; трудность предотвращения образования пор в сварных швах. Последний недостаток устраняется при использовании способа импульсно-дуговой сварки плавящимся электродом в среде защитных газов. Этот способ разработан в ИЭС им. Е. О. Патона.

При импульсно-дуговой сварке обеспечивается струйный перенос металла в широком диапазоне режимов сварки.

Управление переносом электродного металла позволяет выполнять сварку плавящимся электродом во всех пространственных положениях без разбрызгивания с хорошим формированием сварного шва. При этом универсальность полуавтоматической сварки плавящимся электродом приближается к универсальности ручной дуговой сварки неплавящимся электродом. Импульсно-дуговой сваркой можно успешно сваривать детали небольшой толщины. При сварке импульсной дугой по сравнению со сваркой стационарной дугой значительно уменьшается пористость металла шва, несколько возрастает прочность сварных соединений. Схема включения импульсного генератора в сварочную цепь приведена на рис. 1.

Рис. 1. Схема включения в сварочную цепь импульсного генератора:
СГ — сварочный генератор; ГИ — генератор импульсов; В — полупроводниковый вентиль.

В последнее время разрабатывается и уже находит применение в промышленности способ плазменной сварки сжатой дугой алюминия на переменном токе. По сравнению с обычной дуговой сваркой неплавящимся электродом сварка сжатой дугой производится на повышенных скоростях, при этом снижается расход защитного газа, электроэнергии и присадочной проволоки. При этом способе сварки обеспечивается высокая стабильность горения и устойчивость дуги, снижается величина тепловложения, сужается зона термического влияния и уменьшаются деформации.

В ИЭС им. Е. О Патона разработан способ микроплазменной сварки, позволяющий сваривать алюминиевые листы толщиной 0,05—0,8 мм. Обычная аргоно-дуговая сварка неплавящимся электродом для соединения такого материала непригодна из-за прожогов и провисания металла шва. При микроплазменной сварке в качестве плазмообразующего газа используется аргон, в качестве защитного — гелий.

Микроплазменную сварку можно выполнять вручную и автоматически, с присадочной проволокой и без нее. При сварке тонколистового алюминия наилучшие результаты получены в стыковых соединениях с отбортовкой кромок и бортовых.

Также по теме:

Газовая сварка алюминия и его сплавов

Алюминий является широко используемым в промышленности материалом, так как его свойства оказываются достаточно востребованными. В основном это случается благодаря легкости, но в то же время у этого металла плохие свойства свариваемости, что затрудняет работу с ним. Газовая сварка алюминия также вызывает сложности, как и электродуговая, при которой используется сварочный трансформатор.

Технологии газовой сварки

Основные проблемы возникают из-за того, что при сваривании образуется высокий риск появления брака. Коэффициент расширения способствует нестандартной усадке, так что приходится рассчитывать не только режимы сваривания, но и толщину создания шва. Помимо этого, нередко образуются трещины и поры, для борьбы с которыми требуется использовать особую защитную среду. Когда идет сварка алюминия при помощи газа, то здесь получается достичь двух целей сразу, так как газ оказывается и температурное воздействие для расплавления, и создает защитную среду от внешнего воздействия.

Брак при газовой сварки алюминия

Помимо этого приходится справляться со свойствами повышенной текучести материала в расплавленном состоянии. Газовая сварка алюминия помогает бороться с некоторыми проблемами подобного рода, но все же у нее есть свои особенности, которые следует учитывать. Ведь сварка аргоном оказывается более эффективным средством, но она не относится к газовой, так как тут основной движущей силой является электрическая дуга. На алюминии может создаваться окислительная пленка, температура плавления которой выше 2 тысяч градусов Цельсия, тогда как сам алюминий плавится менее чем при 700.

Преимущества

Газовая сварка алюминия помогает проводить процесс сваривания на меньших скоростях, что дает более высокий уровень, ведь скорость сваривания здесь, примерно, в три раза меньше, чем при электросварке;
Здесь используется газ в качестве защиты от воздействия внешних факторов;
Нет необходимости в использовании электродов с обмазкой, в которой зачастую содержится водород, который приводит к появлению напряжений в металле;
Уровень качества соединения значительно выше, даже если работа ведется не опытным мастером;
Возможно создавать более длительные непрерывные швы благодаря использованию сварочной проволоки;
Легче работать с тонкими заготовками;
Пламя горелки можно использовать для подогрева деталей и их последовательного остужения.

Недостатки

Использование газа всегда является более опасным для здоровья и жизни человека процессом, так как существует вероятность взрыва;
Процесс подготовки, а также последующей уборки, является более длительным и менее удобным;
Применение газа оказывается более дорогостоящей процедурой, чем использование электрической сварки;
Задействуется большое количество оборудования.

Материалы и инструмент

Условия сварки алюминия предполагают наличие всех необходимых средств, которые помогут сделать этот процесс максимально качественным. Для этого требуется:

Газовая горелка – основной рабочий инструмент мастера, который осуществляет подачу газа к месту сваривания металла. Существует несколько моделей горелок, но все они весьма сходи между собой, так как служат для вывода газа из двух источников и регулировки параметров подачи;
Шланги – служат для соединения горелки с баллонами. Их требуется грамотно хранить и тщательно ухаживать за ними, так как при поломке может возникнуть опасная ситуация.
Манометр – инструмент для измерения давления в баллоне, который обязательно должен присутствовать во время процесса. Это требуется, чтобы следить за количеством оставшегося газа, чтобы соблюдать соответствующие режимы.
Баллоны с газом – сварка алюминия может проходить при помощи кислорода, как основного вещества, задающего температуру горения, а также ацетилена, пропана и прочих сопутствующих газов.
Присадочная проволока – материал, который будет подаваться в качестве основного вещества, формирующего шов соединения. Подбор марки проволоки осуществляется согласно марке алюминия или его сплава. Когда идет сварка алюминия газосваркой, то требуется, чтобы материал проволоки был максимально идентичен основному материалу на заготовке. Если осуществляется газовая сварка алюминия толщиною до 2 мм, то проволока должна быть 1-1,5 мм. Если толщина до 5 мм, то диаметр проволоки должен быть 1,5-3 мм, а свыше 5 мм – проволока от 4 и выше.

«Важно!
Перед каждым использованием газового оборудования нужно убедиться в его работоспособности.»

Подготовка кромок

Сварка алюминия газовой горелкой хоть и проходит проще, чем электрическая, но глубина приваривания от этого страдает, так что требуется дополнительно подготавливать кромки. Если толщина заготовки составляет менее 4 мм, то эта процедура не является обаятельной, так как мощности горелки будет вполне достаточно, чтобы достать на такую глубину. В ином случае требуется придать кромкам деталей со стороны соединения «V»-образную форму.

Подготовка кромок к газовой сварке алюминия

Угол скоса может составлять от 30 до 45 градусов, в зависимости от толщины, так как чем она выше, тем больше должен быть угол. Для этого потребуется большее количество присадочного материала, но благодаря этому соединение окажется более качественным. Обработка происходит при помощи болгарки, напильника или других металлорежущих инструментов.

Пошаговая инструкция

Прежде всего следует разобраться с параметрами. Параметры сварки алюминия, в зависимости от толщины, выглядят так:

Толщина заготовки, мм	0,5—0,8	1	1,2	1,5-2	3-4
Мощность ацетиленовой горелки, литр/час	50	75	75-100	150-300	300-500

Сварка алюминия газовой горелкой начинается с подготовки материала, так как алюминий требуется очистить от налетов и обезжирить, а также зачистить от пленки окиси и подготовить кромки;
Затем следует выложить флюс, который улучшит качества сваривания и поможет бороться с окислительной пленкой, которая очень быстро появляется на металле;
Затем можно подогреть металл, чтобы он не деформировался от резких перепадов температуры и на нем расплавился флюс;
Затем уже идет непосредственный процесс сварки алюминия, путем подачи присадочного материала в место образования валика шва;
Когда все будет окончено, то желательно постепенно снижать мощность горелки, подогревая металл, чтобы снять с него напряжения;
После остывания шов нужно обработать, оббив шлак и зачистив его до эстетически приемлемого вида.

«Важно!
Сварка алюминиевых конструкций может происходить при различных режимах, так что не стоит забывать менять настройки, так как это во много определяет качество соединения.»

Техника безопасности

Газовая сварка алюминия и его сплавов является небезопасным процессом, как и любая работа с газом. Перед каждым использованием оборудования нужно убеждаться в его целостности и внимательно следить за показанием манометра. Сами баллоны желательно отставлять как можно далее от источника пламени, так как сварка алюминия горелкой дает открытое пламя, которое может привести к детонации. Также нужно следить, чтобы не пережимались шланги во время работы, что также может стать причиной несчастного случая.

Сварка алюминия и его сплавов в аргоне, покрытыми электродами и полуавтоматом

Известный всем алюминий отличается такими уникальными свойствами, как лёгкость, хорошая теплопроводность и устойчивость к химическим и механическим воздействиям. Специфика структуры этого материала является причиной того, что сварка алюминия и его сплавов имеет ряд сложностей, которые должны приниматься во внимание при организации сварных работ.

Сложности процесса

Свойства алюминия должны учитываться и при проведении сварки в домашних условиях, независимо от того, будет ли металл свариваться газовой горелкой, инвертором или полуавтоматом.

Проблемы в сплавлении этого материала с другими металлами (сварка алюминия и сталью, в частности) объясняются следующими причинами:

сложность тепловой обработки поверхности заготовок, так как она постоянно покрыта тугоплавкой окисной плёнкой, мешающей формированию качественного шва;
высокая текучесть металла в расплавленном состоянии, затрудняющая процесс образования сварочной ванны из алюминиевых сплавов;
наличие в структуре материала водорода и кремния, которые при остывании шва пытаются вырваться наружу и образуют поры и трещины;
высокий коэффициент линейного расширения алюминия, также способствующий образованию трещин.

Для исключения нежелательных последствий принимаются определённые меры защиты зоны сплавления, такие например, как сварка в аргоне, ограничивающем доступ кислорода к месту контакта.

Помимо аргона для этих целей могут применяться и другие газы, замедляющие процесс окисления алюминия и относящиеся к категории инертных (углекислота, например).

Кроме того, для компенсации эффекта текучести расплавленного металла в жидкой ванне специалистами разработаны особые технологии сварки. Они предполагают применение при работе с алюминием специальных подкладок для отвода тепла.

В связи с высокой теплопроводностью материала, согласно требованиям нормативов, сварка алюминия должна осуществляться при больших величинах тока дугового разряда.

В домашних условиях ко всем описанным трудностям добавляется сложность точного определения марки свариваемых материалов и учёта соответствующих требований ГОСТ 14806-80. Последнее обстоятельство заметно затрудняет выбор подходящего режима их обработки, а также используемых при этом методов теплового воздействия.

Известные способы

Сварка сплавов алюминия может быть организовано самыми различными способами, выбор которых определяется условиями работы и особенностями сочленяемых заготовок или изделий. Чаще всего сварка проводится по следующим методикам:

сваривание алюминия в инертной среде посредством электродов с покрытием из вольфрама;
сварка полуавтоматом в среде углекислого газа с автоматической подачей сварочной проволоки;
простое сплавление электродами, обработанными специальным составом (MMA).

Всем желающим сравнить эти методы в части рабочих параметров сварки рекомендуем ознакомиться с таблицей:

Из таблицы следует, что метод сваривания с применением вольфрамовых электродов носит название AC TIG (в переводе на русский язык – просто тиг).

Уже отмечалось, что для получения надежного сочленения алюминия с другими металлами, важно помнить о необходимости разрушения оксидной плёнки, всегда имеющейся на поверхности.

Для решения этой важной задачи в процессе сварки используют постоянный ток, полярность которого меняют на обратный знак. Тем самым добиваются так называемого «катодного» распыления, под воздействием которого тугоплавкое плёночное покрытие постепенно разрушается. При работе на постоянном токе, полярность которого не меняется, указанного эффекта добиться не удаётся.

Подготовка металла

Независимо от способа, которым заготовки из алюминия будут свариваться (посредством инвертора или обычного выпрямителя) – их срезы и кромки перед этим тщательно подготавливают.

При этом, во-первых, с поверхностей всех свариваемых деталей (включая и присадочный материал) удаляют следы масла, жира и грязи. Для этих целей могут применять уайт-спирит, бензин, ацетон или любую другую обезжиривающую жидкость из класса растворителей.

Во-вторых, на этом этапе работ при необходимости осуществляется разделка контактной части свариваемых заготовок. Потребность в дополнительной обработке возникает лишь в тех случаях, когда сваривание алюминиевых деталей толщиной не более 4-х миллиметров организуется с помощью обычных (непокрытых) электродов.

При необходимости сварки листов из алюминия и сплавов толщиной не более чем 1,5 миллиметра – их торцы перед соединением обязательно разделывают.

В-третьих, непосредственно перед сваркой с обрабатываемых поверхностей удаляется имеющаяся на них оксидная плёнка. Для этих целей используют простой напильник или специальную металлическую щётку.

Покрытыми электродами

При проведении особо ответственных сварочных операций (с заготовками толщиной более 4-х миллиметров) применяются специальные электроды по алюминию, обеспечивающие надежность и прочность образующегося соединения.

К недостаткам этого метода сочленения деталей следует отнести сравнительно высокую пористость сварного шва, а также сложность отделения шлака во время работы, нередко приводящую к его коррозии.

Ещё одним минусом такого процесса является сильное разбрызгивание частиц расплавленного металла во время дуговой сварки.

Для организации сварочных работ по алюминию желательно пользоваться хорошо проверенными на практике марками электродов, такими, например, как «УАНА» и «ОЗАНА».

Указанные типы стержней могут применяться как для работы по чистому алюминию, так и при сваривании заготовок из его соединений с кремнием (АЛ-4, 9,11).

При применении «УАНА» и «ОЗАНА» сварные операции по алюминию проводятся на постоянном токе, включаемом в цепь в обратной полярности. Этот факт должен учитываться при выборе оборудования для сварки в любых условиях (производственных или бытовых). При этом специалисты пользуются несложным подсчётом, согласно которому на миллиметр диаметра стержня должно приходиться 25–30 ампер постоянного тока.

При инверторной сварке деталей значительной толщины может потребоваться предварительный локальный прогрев заготовок, осуществляемый посредством обычной газовой горелки. Такая предусмотрительность позволяет минимизировать риски деформаций и образования кристаллизационных трещин в уже готовой конструкции из алюминия.

Ко всему перечисленному следует добавить, что из-за высокой скорости плавления алюминиевых электродов работать с ними следует по возможности быстро, обеспечивая тем самым непрерывность сварочного процесса. Также обращаем внимание на то, что при сварке алюминия не допускается производить электродом какие-либо поперечные колебательные движения.

С применением инертного газа

Согласно ГОСТ 7871 при сварке алюминия в среде защитного газа должна применяться проволока соответствующего состава, предназначенная специально для этих целей. В нём подробно оговариваются марки используемого материала, а также особые условия его применения в процессе работы.

Такая сварка реализуется за счёт использования вольфрамовых электродов соответствующего диаметра, а также специальной присадочной проволоки в виде прутков (так называемого «присадка»). В качестве защитной среды, ограничивающей доступ кислорода, применяются химически чистый гелий или аргон.

При этом для облегчения удаления с алюминия оксидной плёнки используется сварочная дуга, формируемая источником переменного напряжения. Расход аргона, токовые режимы, а также параметры электродов и сварочной проволоки выбираются согласно специальным таблицам.

При наличии собственного расходного материала этот вид монтажных операций вполне реализуем и в домашних условиях с возможностью получения качественного и достаточно надежного соединения.

При этом всегда следует помнить о том, что в процессе сварки алюминия в инертной газовой среде между электродом и поверхностью деталей должен выдерживаться угол, равный примерно 70-80-ти градусам. Сварочная проволока и вольфрамовый электрод располагаются относительно друг друга под углом 90 °, а длина дуги выдерживается в пределах 1,5-2,5 миллиметра.

Полуавтоматом

Хороших результатов при самостоятельной сварке деталей из алюминия и стали можно добиться и при помощи импульсных полуавтоматов. При работе с таким оборудованием оксидная плёнка разбивается за счет воздействия высоковольтного импульса, который к тому же удерживает в границах сварочной ванны частицы расплавленного металла.

Стоимость импульсного аппарата достаточно велика, так что частники нередко используют обычное оборудование, переделывая его в полуавтомат.

Надо отметить, что при работе с алюминием в любых режимах сварки необходимо учитывать два важных момента, связанных с подачей проволоки в зону сочленения.

Во-первых, относительно мягкий проволочный материал при поступлении в зону сварки по направляющему рукаву может образовывать петли. Для предотвращения этого припой поступает к рабочему месту через укороченный подающий канал с вкладышем из тефлона, заметно снижающим эффект трения.

Во-вторых, скорость перемещения алюминиевой проволоки, порог плавления которой ниже нормы, в режиме сварки без аргона должна быть больше, чем у обычной стальной. При нарушении этого условия она будет расплавляться прежде, чем достигнет рабочей зоны.

Защитные газы при сварке алюминия

Для газоэлектрической сварки алюминиевых сплавов применяют инертные газы аргон и гелий, требования к чистоте которых весьма высокие. Примеси, оказавшиеся в газе, снижают качество шва, нарушают его формирование, затрудняют сварку. Из поставляемых промышленностью различных составов аргона и гелия для сварки алюминиевых сплавов можно использовать лишь аргон марки А по ГОСТу 10157—62 и гелий ВЧ марки А и Б по МРТУ 51-04-23-64.

В последнее время в исследовательских работах и на практике большое внимание уделяется применению в качестве защитного газа аргоно-гелиевых смесей и смесей аргона с кислородом, хлором, азотом и другими газми. Наилучшие результаты дает применение аргоно-гелиевых смесей, так как присутствие гелия позволяет увеличить скорость сварки, повысить тепловую мощность дуги и увеличить глубину проплавления, получить благоприятную форму шва при изменении величины тока в широких пределах, повысить стабильность горения дуги и плотность наплавленного металла. Кроме того, при сварке неплавящимся электродом в смеси аргона с гелием отмечено уменьшение количества включений вольфрама в металле шва, а при сварке плавящимся электродом — образование веерообразной плазмы, которая покрывает значительную площадь металла, увеличивая размер сварочной ванны.

На основании опыта можно сделать вывод, что для ручной сварки алюминиевых сплавов неплавящимся электродом следует применять аргон, для автоматической сварки неплавящимся электродом — смесь 50—60%He + 50—40% Ar, а в случае сварки плавящимся электродом (автоматической и полуавтоматической) — смесь 65—70% He + 35—30% Ar. Режимы сварки в аргоно-гелиевых смесях отличны от режимов, применяемых при сварке в аргоне (табл. 1, 2).

Таблица 1
Автоматическая сварка неплавящимся электродом.

Таблица 2
Автоматическая и полуавтоматическая сварка плавящимся электродом.

Также по теме:

A Руководство по сварке алюминия

Газовая сварка металла-дуговой сварки

Подготовка основного металла: Для сварки алюминия операторы должны позаботиться о очистке основного материала и удалении оксида алюминия и углеводородных загрязнений из масел или режущих растворителей . Оксид алюминия на поверхности материала плавится при 3700 F, в то время как алюминий основного материала под ним будет плавиться при 1200 F. Следовательно, оставление любого оксида на поверхности основного материала будет препятствовать проникновению присадочного металла в заготовку.Для удаления оксидов алюминия используйте проволочную щетку из нержавеющей стали или растворители и травильные растворы. При использовании щетки из нержавеющей стали чистите только в одном направлении. Следите за тем, чтобы не чистить щеткой слишком грубо: грубая чистка щеткой может еще больше накапливать оксиды в заготовке. Кроме того, используйте щетку только для обработки алюминия — не чистите алюминий щеткой, которая использовалась для обработки нержавеющей или углеродистой стали. При использовании растворов для химического травления обязательно удалите их из работы перед сваркой. Чтобы минимизировать риск попадания углеводородов из масел или режущих растворителей в сварной шов, удалите их обезжиривающим средством.Убедитесь, что обезжириватель не содержит углеводородов.

Предварительный нагрев: Предварительный нагрев алюминиевой заготовки может помочь избежать растрескивания сварного шва. Температура предварительного нагрева не должна превышать 230 F — используйте индикатор температуры, чтобы предотвратить перегрев. Кроме того, выполнение прихваточных швов в начале и в конце свариваемой области поможет усилить предварительный нагрев. Сварщики также должны предварительно нагреть толстый кусок алюминия при его приваривании к тонкому. если происходит холодная притирка, попробуйте использовать вкладки для притирки и притирки.

Техника проталкивания: В случае алюминия отталкивание пистолета от сварочной ванны вместо его вытягивания приведет к лучшему очищающему эффекту, уменьшению загрязнения сварных швов и лучшему покрытию защитным газом.

Скорость перемещения: Сварка алюминия должна выполняться «горячим и быстрым». В отличие от стали, высокая теплопроводность алюминия требует использования более высоких значений силы тока и напряжения, а также более высоких скоростей сварки. Если скорость движения слишком низкая, сварщик рискует получить чрезмерный ожог, особенно на тонкостенных алюминиевых листах.

Защитный газ: Аргон, благодаря его хорошему очищающему эффекту и профилю проплавления, является наиболее распространенным защитным газом, используемым при сварке алюминия. Сварка алюминиевых сплавов серии 5XXX в смеси защитного газа, содержащей аргон и гелий — максимум 75 процентов гелия — минимизирует образование оксида магния.

Сварочная проволока: Выберите алюминиевую присадочную проволоку, имеющую температуру плавления, аналогичную температуре основного материала. Чем больше оператор может сузить диапазон плавления металла, тем легче будет сваривать сплав.Возьмите проволоку диаметром 3/64 или 1/16 дюйма. Чем больше диаметр проволоки, тем легче она подается. Для сварки тонкостенных материалов хорошо подходит проволока диаметром 0,035 дюйма в сочетании с импульсной сваркой при низкой скорости подачи проволоки — от 100 до 300 дюймов / мин.

Сварные швы выпуклой формы: При сварке алюминия кратерные трещины вызывают большинство отказов. Растрескивание возникает из-за высокой скорости теплового расширения алюминия и значительных сжатий, возникающих при остывании сварных швов. Риск растрескивания наиболее высок в случае вогнутых кратеров, поскольку поверхность кратера сжимается и разрывается при охлаждении.Поэтому сварщики должны создавать кратеры, чтобы они образовали выпуклую форму или холмик. По мере охлаждения сварного шва выпуклая форма кратера компенсирует силы сжатия.

Выбор источника питания: При выборе источника питания для GMAW алюминия сначала рассмотрите метод переноса — дуговая или импульсная передача. Аппараты постоянного тока (cc) и постоянного напряжения (cv) могут использоваться для дуговой сварки с распылением. Распылительная дуга берет крошечный поток расплавленного металла и распыляет его поперек дуги от электродной проволоки к основному материалу.Для толстого алюминия, для которого требуется сварочный ток более 350 А, оптимальные результаты дает cc.

Импульсный перенос обычно осуществляется от инверторного источника питания. Новые блоки питания содержат встроенные импульсные процедуры в зависимости от типа и диаметра присадочной проволоки. Во время импульсной GMAW капля присадочного металла переходит от электрода к заготовке в течение каждого импульса тока. Этот процесс обеспечивает положительный перенос капель и приводит к меньшему разбрызгиванию и более высокой скорости следования, чем при сварке с переносом распылением.Использование импульсного процесса GMAW на алюминии также позволяет лучше контролировать подвод тепла, упрощая сварку в нестандартном положении и позволяя оператору сваривать тонкостенные материалы при низких скоростях и токах подачи проволоки.

Механизм подачи проволоки: Предпочтительным методом подачи мягкой алюминиевой проволоки на большие расстояния является двухтактный метод, в котором используется закрытый шкаф подачи проволоки для защиты проволоки от воздействия окружающей среды. Двигатель с регулируемой скоростью с постоянным крутящим моментом в шкафу подачи проволоки помогает проталкивать и направлять проволоку через пистолет с постоянной силой и скоростью.Двигатель сварочной горелки с высоким крутящим моментом протягивает проволоку и поддерживает постоянную скорость подачи проволоки и длину дуги.
В некоторых цехах сварщики используют одни и те же устройства подачи проволоки для подачи стальной и алюминиевой проволоки. В этом случае использование пластиковых или тефлоновых футеровок поможет обеспечить плавную и стабильную подачу алюминиевой проволоки. Для направляющих труб используйте стамески на выходе и пластиковые входящие трубы, чтобы поддерживать проволоку как можно ближе к приводным роликам, чтобы проволока не запуталась. Во время сварки держите кабель горелки как можно более прямым, чтобы минимизировать сопротивление подаче проволоки.Проверьте правильность совмещения между ведущими роликами и направляющими трубками, чтобы предотвратить стружку алюминия.

Используйте приводные ролики, предназначенные для алюминия. Настройте натяжение приводных роликов для обеспечения равномерной скорости подачи проволоки. Чрезмерное натяжение приведет к деформации проволоки и вызовет грубую и беспорядочную подачу; слишком маленькое натяжение приводит к неравномерной подаче. Оба условия могут привести к нестабильной дуге и пористости сварного шва.

Сварочные пистолеты: Используйте отдельный вкладыш для сварочного пистолета для сварки алюминия. Во избежание истирания проволоки старайтесь удерживать оба конца лайнера, чтобы устранить зазоры между лайнером и диффузором газа на пистолете.Часто меняйте футеровки, чтобы свести к минимуму вероятность того, что абразивный оксид алюминия вызовет проблемы с подачей проволоки. Используйте контактный наконечник примерно на 0,015 дюйма больше, чем диаметр используемого присадочного металла — при нагревании наконечник расширится до овальной формы и, возможно, ограничит подачу проволоки. Как правило, если сварочный ток превышает 200 А, используйте пистолет с водяным охлаждением, чтобы минимизировать тепловыделение и уменьшить трудности с подачей проволоки.

A Руководство по сварке алюминия

Газовая сварка металла-дуговой сварки

A Руководство по сварке алюминия

Газовая сварка металла-дуговой сварки

Газоэлектрическая сварка алюминиевых сплавов. С.Н. Киселев., 1974

Внимание покупателей подшипников

Внимание покупателей подшипников

Способы газоэлектрической сварки алюминия

Газовая сварка алюминия и его сплавов

Преимущества

Недостатки

Материалы и инструмент

Подготовка кромок

Пошаговая инструкция

Техника безопасности

Сварка алюминия и его сплавов в аргоне, покрытыми электродами и полуавтоматом

Сложности процесса

Известные способы

Подготовка металла

Покрытыми электродами

С применением инертного газа

Полуавтоматом

Защитные газы при сварке алюминия

рекомендации по сварке в среде защитных газов

A Руководство по сварке алюминия

A Руководство по сварке алюминия

A Руководство по сварке алюминия

Добавить комментарий Отменить ответ