Подготовка алюминия перед сваркой. Травление алюминия перед сваркой tig
очистка Алюминия - Аргонодуговая сварка — TIG
Вот что ещё накопал:
Химическая очистка осуществляется обезжириванием и травлением специальными составами подготовленных для сварки элементов и присадочной проволоки. Для обезжиривания детали ее обрабатывают в течение 5—8 мин в щелочном растворе следующего состава: тринатрийфосфат Na3PO4 — 35—50 г; углекислая сода Na2CO3 — 35— 50 г, жидкое стекло Na2Si02 — 30 г, вода 1000 см3; температура раствора 60—70 °С. После обезжиривания деталь следует промыть в горячей воде (50—60 °С).
Для травления может быть использован 4—5 %-ный раствор едкого натра NaOH, в котором производят травление в течение 1 мин при температуре раствора 60—70 °С. После этого следует промыть протрав 7ев> ные детали и проволоку в теплой воде (20—25°С), а затем осветлить в течение 2—5 мин в 15 %-ном водном растворе азотной кислоты при температуре раствора 50—60 °С. После осветления детали промывают в горячей (50—60°С), а затем в холодной проточной воде и сушат в течение 10 мин в сушильном шкафу при температуре 100—110°С. Применяют и другие растворы для обезжиривания и травления.
И ещё:
websvarka.ru
Подготовка алюминия перед сваркой
Наличие оксидной пленки на поверхности алюминия обеспечивает его антикоррозионные свойства. Однако она имеет больший удельный вес, чем сам алюминий, и отличается высокой температурой плавления. Наличие этой пленки усложняет процесс зажигания при сварке, она препятствует нормальному сплавлению присадочного металла с основным, затрудняя поддержание нормального состояния дуги. Чтобы уменьшить негативное влияние данного оксидного слоя, нужно тщательно очистить от него поверхности свариваемых кромок металлических конструкций. Компания Цветпрокат Украина предлагает широкий выбор вариантов алюминиевого проката, из которого можно сваривать прочные и надежные конструкции
Удаление оксидной пленки
Перед сваркой наиболее тщательно нужно зачищать от окислов алюминиевые сплавы, содержащие магний или цинк. Для очистки поверхности от окисла алюминия применяют механическую или химическую обработку.
- Метод механической зачистки алюминия
Для сварки единичных деталей и конструкций в индивидуальном производстве можно использовать металлические щетки или наждачную бумагу. Стальные щетки нужно брать с проволокой, толщиной не выше 0.15 мм, в противном случае на алюминиевых деталях будут заметны грубые риски. Применение более толстой проволоки также ухудшает качество очистки, формируя неравномерную обработку плоскости изделия. Это снижает качество формируемого сварного шва и прочностные характеристики соединения.
Перед зачисткой щеткой или наждачной бумагой проводят обезжиривание детали с помощью растворителя (к примеру РДВ).
- Химическая зачистка алюминия
Для промышленного сваривания деталей применяют методы химического удаления пленок окислов с поверхности алюминия. Для этого используют методы травления в ортофосфорной кислоте, с подогревом раствора до 45°С и последующей промывкой в холодной воде. Данный метод применяют для сплавов B95, АМг5, АМц или Ал13.
Для очистки сплавов АМг или технического алюминия от окисла применяют обезжиривание в растворе тринатрийфосфата с углекислой содой и жидким стеклом, с нагреванием до 70°С. После этого деталь протравливается раствором, содержащим едкий натр (при 60°С), и после промывки в воде, осветляется 30% азотной кислотой.
Применение таких методов зачистки позволяет качественно и эффективно удалять оксидную пленку с алюминиевых деталей, обеспечивая условия для их надежного и прочного сваривания.
www.metalstanki.com.ua
Как очистить и подготовить алюминиевую присадку
С грязным материалом ваша сварка алюминия обречена на провал еще до того, как вы зажжёте дугу. Чтобы обеспечить качественную сварку алюминия, предпримите следующие шаги по его очистке и подготовке.
Недавно мы спросили специалиста сварочного производства из местного центра поставки сварочных материалов, каков самый важный фактор успешной сварки алюминия, на что он ответил: «Чистота, чистота, чистота, чистота… и чистота».Сварка алюминия ставит перед вами ряд уникальных задач: попытка сварки с грязным основным или присадочным металлом связана с излишними трудностями и может вылиться в плохое качество сварного шва. Также вам придётся иметь дело с естественным окислением, характерным для алюминия.
Соответствующая подготовка перед сваркой особенно важна, если изделия должны соответствовать требованиям отраслевых стандартов – таких как AWS D1.2, который устанавливает структурные правила по сварке алюминия.
Следуйте основным шагам по обработке и подготовке присадочного и основного металлов, чтобы обезопасить себя от проблем, связанных с грязью, жиром и взвешенной пылью в цеху, а также с процессом естественного окисления, возникающим при контакте алюминия с воздухом. Мы рассмотрим эти шаги и представим вам лучшие методы, которые позволят вам удостовериться, что вы не испортите сварку алюминия ещё до её начала.
Проблемы, обусловленные свойствами алюминия
Алюминий, в отличие от стали, обладает своими непосредственными проблемами сварки. Для алюминия более характерны такие недостатки и дефекты, как повышенная тугоплавкость, обусловленная прочным оксидным слоем, непровар в связи с высокой теплопроводностью и пористость, обусловленная высокой растворимостью водорода в расплавленном алюминии.Поэтому свариваемые поверхности должны быть полностью очищены от влаги и углеводородов, а также следует контролировать толщину оксидной пленки и предотвращать её смачивание вследствие избыточной влажности.
Правила хранения алюминиевой присадки и основного металла
Чтобы предотвратить эти проблемы, вам следует принять следующие меры при хранении алюминия:
- Храните весь присадочный и основной металл в сухом месте с минимальными перепадами температур, чтобы свести к минимуму образование конденсата. Присадочный металл для сварки должен храниться в сухом обогреваемом помещении или шкафу.
Храните алюминиевые заготовки в вертикальном положении, чтобы свести к минимуму образование конденсата и абсорбцию загрязняющей воды между слоями.- По возможности доставьте присадочный и основной металл в сварочную зону за 24 часа до начала сварки, чтобы металл достиг комнатной температуры (это минимизирует образование конденсата).
- До сварки всегда держите присадочный металл в закрытой упаковке, включая герметичный чехол для неплавящихся электродов и упаковку для мотка сварочной проволоки.
Правильная подготовка алюминия под сварку
Подготовка сварного соединения состоит из двух основных шагов:
- механическое удаление оксидного слоя для обеспечения контроля над сварным швом (оксидный слой обладает большей температурой плавления, чем основной металл) и
- удаление масла, жира или влаги, которые могут загрязнить сварной шов.
- Не используйте методы резки, которые оставляют после себя отшлифованную или деформированную поверхность. Например, высокоскоростная циркулярная пила подходит для резки алюминия, в то время как использование ленточной пилы может привести к пластической деформации поверхности. Шлифовальных машин следует по возможности избегать, но если это единственный выход – используйте угловую шлифовальную машину (болгарку) вместо шлифовального станка.
Ваша цель – использовать наиболее скоростной и острый метод резки, который быстро срежет материал, не деформируя его. Шлифовальный станок, к примеру, может вдавить в алюминий кусочки абразива, которые могут загрязнить или стать включениями в составе сварного шва. Деформированная поверхность может оказаться тугоплавкой и должна быть опилена перед сваркой для удаления деформированного металла.
- Не используйте газокислородную резку, дуговую резку или строжку угольным электродом, либо кислородотопливную горелку для подогрева. Эти методы повреждают зону термического влияния и способствуют росту и гидратации оксидной пленки, присутствующей на поверхности.
- Используйте плазменно-дуговую резку и строжку, а также лазерную резку, поскольку эти методы с меньшей вероятностью допускают попадание водорода и влаги в оксидный слой.
- Механически удалите кромки, образовавшиеся после плазменной или лазерной резки сплавов серий 2ххх, 6ххх и 7ххх. Расплавленные кромки этих сплавов содержат вредные кристаллизационные трещины и находятся в зоне термического влияния. Удалите как минимум 1/8 дюйма металла от обрезной кромки. Используйте механические методы, такие как фрезерование или грубое шлифование, чтобы срезать и удалить металлическую стружку.
По возможности не используйте смазочные материалы при резке алюминия. Все смазки на нефтяной основе содержат углеводороды, которые распадаются в процессе сварки, приводя к попаданию водорода в сварное соединение и, как следствие – к пористости и растрескиванию шва.
- Большая часть алюминия поступит с завода с маслом и жиром на поверхности. Чтобы очистить сварное соединение перед сборкой, сначала обезжирьте поверхность с помощью растворителя, а затем, чтобы очистить и высушить сварное соединение, используйте марлю или бумажное полотенце (они предпочтительны, поскольку являются пористыми и впитывают больше масла/влаги). Также начисто вытрите обратную сторону соединения, чтобы примеси не проникли сквозь алюминий в сварочную ванну.
Ищите растворитель, который не оставляет осадка, и не используйте хлорированные растворители в сварочной зоне, поскольку эти вещества могут образовывать токсичные газы в присутствии сварочной дуги.
- Не используйте ветошь для очистки сварных соединений, так как они могут легко запачкать сварную поверхность маслом и грязью.
- Не используйте сжатый воздух для обдувки сварного соединения, так как он содержит влагу и загрязняющие масла.
- Очищайте сварное соединение проволочной щеткой из нержавеющей стали только после очистки растворителем. Обработка проволочной щеткой до очистки растворителем внедряет углеводороды и другие загрязняющие вещества в поверхность металла, а также загрязняет ими щетку – после чего щетка становится непригодной для чистки.
- Используйте проволочную щетку для очистки всего металла, который подлежал травлению. Осадки побочных продуктов травления должны быть удалены перед сваркой.
- Регулярно очищайте проволочные щетки и режущие инструменты, чтобы предотвратить перенос загрязняющих веществ на сварное соединение. По возможности заведите специальные щетки исключительно для сварки алюминия, чтобы снизить вероятность загрязнения.
blog.svarcom.net
Технология сварки алюминия
Высокая активность алюминия с кислородом способствует созданию на его поверхности тугоплавкой пленки оксида алюминия (А1203), которая препятствует сплавлению основного и электродного металлов. Это происходит из-за большой разницы температур, требуемых для плавления. Так как для плавления основного металла требуется всего 658°С, а оксид алюминия плавится при температуре 2050°С, то в массиве сварочного шва появляются непровары и шлаковые включения. Это отрицательно сказывается на механической прочности сварного соединения и чтобы преодолеть эту технологическую трудность, нужно применять ряд специальных способов. Свариваемости алюминия мешают органические водосодержащие загрязнения (пыль, жировая пленка и т.д.), имеющиеся на кромках свариваемых деталей, а легирование некоторых сплавов повышенной прочности цинком и магнием становится причиной появления холодных трещин. Адсорбированная влага, газонасыщенность основного и присадочного материалов способствуют появлению большого количества пор. Учитывая все вышеизложенные явления, препятствующие нормальному свариванию алюминия, кромки и поверхности перед сваркой нужно тщательно готовить.
Подготовительный этап включает в себя обязательную очистку свариваемых деталей проволоки от следов краски, жировых включений, а имеющуюся пленку оксида удаляют механическим или химическим путем. Для обезжиривания используют авиационный бензин, уайт-спирит, ацетон технический и растворители, изготовленные на их основе.
После обезжиривания свариваемые поверхности подвергают химической обработке. Процесс химической обработки включает в себя:
- травление свариваемых деталей в растворе едкого натра (NaOH) и натра фтористого (NaF) в соотношении 1:1 продолжительностью 1 — 2 минуты;
- промывку в горячей проточной воде при температуре не ниже 50°С, а после этого — в холодной воде;
- осветление в течение 1-2 минуты при комнатной температуре в растворе азотной кислоты (HN03) с концентрацией не ниже 350 — 425 г/л;
- промывку в горячей проточной воде с последующей естественной сушкой.
Для удаления оксидной пленки часто применяют сварочный флюс АФ-4А. Обезжиривание, травление и осветление выполняют не позже, чем за 2 — 4 часа до начала сварочных работ. Для этого сварочную проволоку разделяют на мотки, массой не более 5 кг, таким образом, чтобы в процессе обработки витки не соприкасались друг с другом. Обработку проводят при вертикальном положении мотка. Поверхность обработанных деталей и проволоки должна быть серебристо-матового цвета без загрязнений и желтого налета. В случаях, когда сварочная проволока не используется сразу же после химической обработки, ее упаковывают в полиэтиленовую пленку и хранят в герметической таре. Срок такого хранения ни в коем случае не должен превышать 36 часов, а если это условие не соблюдается, то проводят повторную обработку. При этом количество повторных обработок сварочной проволоки должно быть более двух. Нельзя брать проволоку и касаться свариваемых поверхностей голыми руками. Лучше всего для этого использовать чистые хлопчатобумажные рукавицы.
Непосредственно перед сварочными работами кромки деталей и прилегающие к ним участки зачищают шабером до металлического блеска. Отрезок времени между химической обработкой и механической зачисткой не должен быть более 4 часов. Нельзя для этого использовать обработку абразивными кругами или шлифовальной бумагой, в также нельзя применять пескоструйные и дробеструйные аппараты, так как это может привести к появлению шлаковых включений в массиве шва и к другим дефектам, что будет отражаться на качестве сварного соединения.
Предсварочную сборку деталей выполняют при помощи механических приспособлений, обеспечивающих жесткое крепление. Для этого используют специальные кондукторы, прижимные устройства, тиски, различного вида струбцины и т.д. Свариваемые детали сжимают между собой так, чтобы зазор между ними был минимальный. Усилие сжатия для деталей толщиной до 4 мм должно быть не менее 1,2 кН (10 кгс), а при большей их толщине — не менее 0,3 кН. Жесткое закрепление деталей снижает вероятность коробления и деформаций. Если сварку осуществляют без прижимных приспособлений, то ее выполняют на предварительных прихватках. Для прихватки используют ту же сварочную проволоку, что и для основной сварки. Количество прихваток и расстояние между ними должно обеспечить жесткую фиксацию свариваемых деталей относительно друг друга.
Сварку стыковых соединений обычно выполняют на подкладках с канавкой, обеспечивающих сохранение сварочной ванны и формирование обратной стороны шва. Для подкладок применяют пластины из нержавеющей стали или меди, предварительно выполнив в них канавки, ширина которых должна быть не менее двух-трех кратной толщины свариваемых деталей. При сварке на больших токах применяют специальные прокладки с водяным охлаждением. При толщине свариваемых деталей до 3 мм прихватку выполняют на всю их глубину, а при большей их толщине глубина прихватки будет зависеть от формы разделки и требований, которым должно отвечать сварное соединение.
Ручную сварку покрытыми электродами применяют при изготовлении малонагруженных конструкций из технического алюминия Амц, АМг и силумина. Использование постоянного тока обратной полярности и предварительный подогрев для средних толщин (250 — 300°С) обеспечивает требуемое проплавление при умеренных сварочных тока. Для деталей большой толщины температуру предварительного подогрева увеличивают до 400°С. Сварочную проволоку подбирают, учитывая требования изложенные в таблице.
Марки проволок, применяемых для сварки алюминия и его сплавов
| Свариваемый металл | Универсальная проволока, обеспечивающая хорсшее качество шва | Проволока, обеспечивагащя следующие параметры шва | ||||
| Повышенную стойкость против горячих трещин | Повьшанное временное сопротивление разрызу | Высокое относительное удлинение | Повышенная корозийная стойкость | |||
| АДО,АД1 | CbAI | CbAI | CbAI | СвАВОО | СвА85Т | |
| Дмц | СвАМц | СвАМц | СвАМц | СвАМц | СвАМц | |
| АМг2, АмгЗ | СвАМгЗ | СвАМгЗ | СвАМгЗ | АВ | АВ | |
| АМгЬ | СвАМг5 | СвАМгбЗ | СвАМгб | СвАМг5 | Св1557 | |
| АВ, Ад31 | СвАК5 | СвАК5 | Св557 | Св1557 | АВ | |
| 1915 | Св1557 | СвАМг5 | СвАМгб | СвАМгб | Св1557 | |
| 1201 (Д20) | Св1201 | Св1201 | Св1201 | Св1201 | Св1201 | |
Ручная дуговая сварка изделий из чистого алюминия может производиться электродами ОЗА-1, а сварка изделий из силуминов - электродами ОЗА-2 или ОЗАНА, которые по техническим характеристикам превосходят электроды серии ОЗА. Использование электродов серии ОЗАНА обеспечивает мелкокапельный перенос электродного металла, хорошее формирование шва в любых пространственных положениях, хорошую отделяемость шлаковой корки. Скорость плавления алюминиевого электрода в 2 — 3 раза выше скорости плавления стального электрода. Это обстоятельство становится решающим при выборе режимов сварки. Сварку выполняют непрерывно в пределах одного электрода, так как шлаковая пленка, создающаяся на кратере и конце электрода, препятствует повторному зажиганию дуги. Сварочный ток рекомендуют устанавливать в пределах 60 А на 1 мм диаметра электрода.
build.novosibdom.ru
Сварка алюминия, часть 1 - Страница 3 - Аргонодуговая сварка — TIG
Я артист Больших и Малых Академических театров, а имя мое - слишком известное, чтобы его называть!Жорж Милославский,КФ Иван Васильевич меняет профессию.
:DПростите,навеяло.
P.S. Да и про выражения из ... кино, книг, высказывания... Был один знакомый который постоянно кого то цитировал... Не в обиду скажу, не от большого ума. Т.е. красиво говорил, но ручками слабоват был. Так что, я говорю, а точнее пишу только то с чем столкнулся. Я в Москве и занимаюсь в сфере продаж. Поэтому очень много проходило через меня, а не каждый день одно изделие - одну сталь. Бывает для пробы приходится посетить другой край нашей страны. Не из-за того, что там нет хорошего оборудования, а именно из-за имеющегося опыта и чувства металла. И работаю по принципу: "пилите, Шура, пилите. Она золотая". А не: " работа не волк в лес не убежит" или "работу надо беречь". И то что "наши" заводы до сих пор работают на старом оборудовании, это так же не от большого ума или желания улучшить обстановку. А только по причине - ЛЕНЬ. Лень менять технологии, а следовательно прописано в ТК ВДУ и все, только ВДУ. Если прописано аргоно-дуговая, то тут еще можно варианты разные предложить.
websvarka.ru
Контактная сварка алюминия
Из существующих способов контактной сварки для алюминия и его сплавов широко применяется точечная, а также шовная сварка. Стыковая сварка алюминиевых сплавов применяется реже.
Для получения качественных соединений особое внимание следует обратить на подготовку поверхности деталей. Листовые элементы перед точечной и роликовой сваркой зачищают с двух сторон на ширине 30-50 мм в местах расположения сварных точек или швов. Детали, подготавливаемые для стыковой сварки, должны быть зачищены по торцам и на участках в местах закрепления в зажимах сварочной машины. Лучшие результаты дает химическая очистка - травление деталей в специальных ваннах после предварительного обезжиривания. Рекомендуется травление выполнять при 17-25° С в водном растворе концентрированной ортофосфорной кислоты (Н3РО4) с добавкой 0,1-0,3 % хромпика (К2Сг207). Продолжительность травления 10-15 мин, далее просушка горячим воздухом (Т = 70÷80° С). После травления допускается хранение деталей перед сваркой до 3 суток при использовании машин переменного тока и до 24 ч при сварке запасенной энергией.
Точечная сварка.
Рисунок 1. Схема точечной сварки алюминия с использованием прокладок из нержавеющей стали 12Х18Н9:1 — электрод; 2 — прокладка; 3 — свариваемые детали.
Точечная сварка алюминия и его сплавов связана с некоторыми трудностями. Поскольку алюминий обладает высокой электрической проводимостью, сварка сопровождается перегревом металла у контакта между электродом и деталью и, как следствие, их свариванием. Для того чтобы исключить это отрицательное явление в ряде случаев применяют теплоизолирующие прокладки из стали 12Х18Н9 толщиной 0,2-0,5 мм между электродом и деталью из алюминия. Такие прокладки не привариваются к деталям. При сварке алюминиевых сплавов необходимо обеспечивать небольшое и по возможности постоянное электросопротивление пленки оксидов на поверхности изделия: при сварке на машинах переменного тока – 100-300 мкОм, при использовании запасенной энергии - менее 100 мкОм. Для контроля качества поверхности детали зажимают между электродами специального пресса или точечной машины. При измерении контактного сопротивления можно пользоваться микрометром типа М246 или другими приборами, предназначенными для измерения малых сопротивлений.
Для алюминия, и, его сплавов, точечная сварка применяется при толщине металла от 0,04 до 5-6 мм. Элементы, собранные под сварку, должны плотно прилегать друг к другу; допускаются зазоры не более 0,3 мм на длине 100 мм.
Рис. 2. Типы соединений прн точечной сварке алюминия в его сплавов.
Таблица 1. Ориентировочные режимы точечной сварки 'алюминиевых сплавов
| Сплав | b, мм | Усилие на электрод, кН | I.св, А | t, c |
| Технический алюминий | 0,5+0,5 | 2,45 | 15 | 0,08 |
| 1,5+1,5 | 2,84 | 22 | 0,1 | |
| 2,5+2,5 | 3,43 | 28 | 0,16 | |
| 4,8+4,8 | 4,12 | 42 | 0,30 | |
| АМг-АМ | 0,5+0,5 | 1,28 | 22 | 0,04 |
| 1,0+1,0 | 2,45 | 30 | 0,06 | |
| 1,5+1,5 | 3,43 | 34 | 0,08 | |
| 2,0+2,0 | 4,91 | 38 | 0,10 | |
| АМг6Т | 1,5+1,5 | 7,85 | 46 | 0,21 |
| 2,0+2,0 | 6,77 | 33,4 | 0,23 | |
| 3,0+3,0 | 6,87 | 41,5 | 0,22 | |
| АМц-АМ | 1,0+1,0 | 4,91 | 43 | 0,13 |
| 2,0+2,0 | 6,13 | 42,5 | 0,23 | |
| 3,0+3,0 | 8,93 | 53 | 0,18 | |
| Д16-АТ | 0,5+0,5 | 2,16 | 23 | 0,08 |
| 0,8+0,8 | 3,4 | 27 | 0,10 | |
| 1,0+1,0 | 4,41 | 28 | 0,12 | |
| 1,5+1,5 | 6,38 | 34 | 0,16 |
Точечная сварка алюминия и его сплавов требует применения сварочных токов весьма большой плотности - до 1000 А/мм2 и выше, что значительно превосходит плотность тока при сварке малоуглеродистой стали. Применяемые токи в 3-4 раза больше, чем при сварке стали. Рекомендуемое удельное давление 59-98 МПа. Диаметр ядра точки при сварке алюминия толщиной 2-3 мм составляет 8-11 мм. Так как в результате нагрева при точечной сварке алюминиевые сплавы разупрочняются, причем размеры зон разупрочнения зависят от времени сварки, сплавы такого типа сваривают при сравнительно коротких импульсах тока продолжительностью 0,08-0,3 сек (жесткие режимы). В зависимости от толщины металла применяют следующие радиусы сферы электродов:
| Толщина металла, мм | 1 | 2 | ≥3 |
| Радиус сферы электрода, мм | 75 | 100 | 150 |
При сварке легких сплавов обеспечивают минимальное выделение теплоты в контакте электрод - деталь и интенсивное охлаждение электрода. В связи c этим электрическая проводимость сплава для изготовления электродов должна быть не ниже 85-90 % проводимости меди.
При точечной сварке высокопрочных алюминиевых сплавов, начиная с толщин 1,5-2 мм, лучшее уплотнение ядра и соответственно устранение склонности сварной точки к порам и трещинам достигаются при использовании графика переменного усилия с «ковочным» давлением Рк. Обычно принимают Рк = 1,5 + 3 Рсв, где Рсв - усилие, приложенное к электродам во время сварочного нагрева. Так, для сплава Д16-АТ при толщине листа 1,5 мм Рсв = 6500 Н, а Рк = 9810 ÷ 11800 Н. Для того чтобы избежать перегрева металла в контакте электрод - деталь, уменьшить износ электродов и улучшить качество поверхности деталей из алюминиевых сплавов, в ряде случаев (например, для ответственных деталей) применяют модулирование импульса сварочного тока с постепенными его нарастанием и спадом. Для точечной сварки металла малых толщин (0,02-0,5 мм) используют конденсаторную сварку на машинах типа ТКМ-4 мощностью 100 Вт и др.
Рисунок 3. Циклограмма одноимпульсной точечной сварки алюминиевых сплавов с «ковочным» давлением.
Рисунок 4. Циклограмма точечной сварки с постепенными нарастанием в спадом тока
При сварке алюминиевых сплавов точки, обладая высокой прочностью при работе на срез, относительно плохо сопротивляются разрыву.
Таблица 2. Среднее разрушающее усилие сварных точен на алюминиевых сплавах
|
Марка | b, мм | Диаметр ядра, мм | Разрушающее усилие, кН | |
| на срез | на отрыв | |||
| АМц-АМ | 2,0+2,0 | 8,5 | 5,2 | 3,8 |
| 3,0+3,0 | 11,0 | 7,2 | 6,0 | |
| АМг5В | 2,0+2,0 | 8,0 | 5,4 | 2,5 |
| 2,5+2,5 | 9,0 | 6,1 | 2,7 | |
| АМг6Т | 2,0+2,0 | 9,0 | 8.4 | 4,0 |
| 3,0+3,0 | 10,5 | 9,3 | 3,7 | |
| Д16-АМ | 2,0+3,0 | 8,5 | 6,6 | 2,8 |
| 2,5+2,5 | 10,0 | 7,9 | 3,4 | |
| Д16-АТ | 2,0+2,0 | 9,0 | 6,5 | 2,3 |
| 3,0+3,0 | 10,5 | 10,6 | 3,9 | |
Рисунок 5. Основные типовые соединения при шовной сварке алюминия и его сплавов: а - внахлестку; б - бортовое.
Шовная сварка успешно используется при изготовлении изделий из алюминиевых сплавов толщиной до 4 мм, требующих герметичности. Для легких сплавов на основе алюминия и магния такая сварка осуществляется двумя способами - прерывистым и шаговым. При первом способе свариваемые детали перемещаются относительно электродов машины непрерывно, а сварочный ток включается импульсами длительностью tи чередующимися с паузами tn. Прерывистое включение тока позволяет исключить перегрев поверхности свариваемых деталей и резко снижает износ электродов. Для алюминиевых сплавов . При втором способе, весьма эффективном для алюминиевых сплавов, включение сварочного тока и перемещение деталей чередуются: сварка осуществляется при неподвижных деталях, а их перемещение - при выключенном токе и постоянном давлении.
Основные типы соединений при шовной сварке алюминия такие же, как для стали и других металлов. Размер С принимается в зависимости от толщины сплава:
| b, мм | 1 | 1,5 | 2 |
| С, мм | 14 | 17 | 20 |
Ширина рабочей части роликов равна 2-12 мм и увеличивается с ростом толщины свариваемого металла. Диаметр электрода составляет 150-200 мм. При толщине металла 0,5 мм применяют электроды меньшего диаметра - 40-50 мм. Для сварки легких сплавов используют ролики со сферической рабочей поверхностью. При шовной сварке алюминия и его сплавов необходимо обеспечить протекание значительного тока в сварочной цепи. Поэтому применяют роликовые машины большой мощности (250-350 кВА).
Таблица 3. Ориентировочные режимы прерывистой шовной сварки алюминиевых сплавов
| b, мм | Ширина ролика, мм | Iсв, кА | t, с | Усилие сжатия, кН | Uсв. м/мин | Шаг точки, мм | |
| действия тока | паузы | ||||||
| 0,6+0,6 | 2,8 | 26 | 0,04 | 0,08 | 2,6 | 0,7 | 1,4 |
| 1,0+1,0 | 3,6 | 32 | 0,06 | 0,1 | 3,3 | 0,75 | 2,0 |
| 1,5+1,5 | 4,8 | 38 | 0,06 | 0,18 | 4,2 | 0,65 | 2,5 |
| 2,0+2,0 | 6,6 | 41 | 0,08 | 0,24 | 4,8 | 0,5 | 2,5 |
Усилия сжатия электродов близки к усилиям для малоуглеродистой стали той же толщины. Скорость сварки ниже, чем для стали, и лежит в пределах 0,5-1,0 м/мин. Она уменьшается с увеличением толщины свариваемых деталей.
Существенное влияние на качество шва при шовной сварке так же, как и при точечной, оказывает состояние поверхности сплава.
Стыковая сварка.
Стыковая сварка алюминия и его сплавов возможна как сопротивлением, так и оплавлением. При сварке алюминия сопротивлением плотность тока примерно в два раза выше, чем при сварке малоуглеродистой стали (при одинаковой длительности процесса). Нагрев проводится с большими скоростями, превышающими скорости нагрева деталей из стали. Для алюминия потребляется значительно большая мощность, чем для стали. Так, при сварке сопротивлением стержней диаметром 8 мм для малоуглеродистой стали необходима мощность 5 кВА, для алюминия - 15 кВА.
Наиболее эффективна для алюминия и его сплавов стыковая сварка оплавлением, так как при данном процессе исключается окисление металла в стыке, опасность которого при сварке этого металла очень велика. Известны примеры сварки оплавлением изделий из алюминиевых сплавов на машинах мощностью более 500 кВА с усилием осадки выше 150 кН, а также сварки многочисленных простых сечений меньших размеров (стержни, трубы, полосы и др.). В строительстве стыковая сварка широко применяется для соединения различных сложных профилей, которые свариваются под различным углом друг к другу.
Стыковая сварка ведется с большой скоростью непрерывного оплавления, достигающей 8 мм/с и более (при сварке стали она редко превышает 2-3 мм/с). Необходимы значительные скорости осадки (150 мм/с и выше), большие, чем при сварке малоуглеродистой стали. Давления при осадке для алюминиевых сплавов могут достигать 196,1-215,7 МПа. Поэтому для их сварки требуются машины относительно большей мощности с автоматическим управлением.
Таблица 4. Ориентировочные режимы стыковой сварки оплавлением алюминиевых сплавов.
| Сплав | Толщина полосы, мм | Установочная длина, мм | Припуск на оплавление, мм | Длительность оплавления, с | Средняя скорость оплавления, мм/с | Припуск на осадку, мм | Скорость осадки, мм/с | Давление осадки, МПа | Удельная мощность, кВА/мм2 |
| АМг6 | 5-8 | 45 | 22 | 7 | 8 | 6-8 | 150 | 157 | 0,17 |
| Д16-АМ | 3-5 | 30 | 15 | 3 | 11 | 5-6 | 150 | 98 | 0,28 |
| АК6 | 4-6 | 14 | 10 | 1,8 | 7 | 7-8,5 | 100-150 | 176-215 | 0,4 |
Рисунок 6. Схема стыковой сварки алюминиевых заготовок с принудительным формированием соединения.
Для алюминиевых сплавов весьма эффективна стыковая сварка оплавлением со срезанием грата ножами и с принудительным формированием стыка. Эти способы обеспечивают благоприятную структуру соединения при повышенном давлении с устранением расслоения и рыхлости, наблюдаемых при обычных схемах осадки. При сварке термообработанных деталей большого сечения применяют подогрев (при повышенной установочной длине и плотности тока 5-7 А/мм2) до 200-300 °С в течение 30-40 с (подогрев не должен заметно влиять на разупрочнение сплава). Рекомендуются следующие параметры процесса сварки: перед подогревом торцы выравнивают предварительным оплавлением, а затем сдавливают при давлении 19,6-49,0 МПа. После подогрева оплавление возбуждают ступенчато, при скоростях оплавления 0,5-1 мм/с, далее при 3-5 мм/с и, наконец, при 10-25 мм/с; давление осадки 147,2-245,3 МПа. Эффективно также импульсное оплавление. Лучшие результаты получаются при сварке алюминиевых сплавов в защитной атмосфере инертных газов. Однако опыт показывает, что во многих случаях возможна сварка без защиты газами (особенно для малых сечений).
Механические свойства стыков из заданного сплава зависят от применяемых режимов сварки. Для обеспечения максимальной прочности давление должно быть согласовано со скоростью осадки: с увеличением давления скорость осадки уменьшают. Прочность стыков из алюминия в среднем составляет 68,7-88,3 МПа. На сплаве типа АМг6 можно получить сварные соединения, равнопрочные основному металлу при удовлетворительной их пластичности. На высокопрочных сплавах (например, Д16-АТ) прочность и пластичность стыков ниже, чем у основного металла. Термическая обработка (отжиг) оказывает существенное влияние на прочность и пластичность соединений из некоторых сплавов, например АК6.
Таблица 5. Механические свойства соединений пластин из алюминиевых сплавов, выполненных стыковой сваркой оплавлением
| Сплав | b, мм | F, мм2 | σв, МПа | α, град | ||
| Основной металл | Сварное соединение | Основной металл | Сварное соединение | |||
| Д1-АМ | 4-8 | 200-2400 | 210 | 157-206 | 180 | 30-60 |
| АМг6 | 2,5-6 | 200-4000 | 294-353 | 274-353 | 100-120 | 31-39 |
| Д16-АТ | 4 | 200-1000 | 431-451 | 147-265 | 45-48 | <5 |
Проволоки из алюминия и его сплавов соединяют встык конденсаторной сваркой. Механические свойства сваренных стыков определяются для алюминиевой проволоки диаметром 2-3 мм 6-8 перегибами под углом 180°.
Таблица 6. Ориентировочные режимы стыковой конденсаторной варки алюминиевых проволок
| Сплав | dпр | Lk, мкФ | Uk, В | Припуск на оплавление,мм | Усилие осадки, Н |
| Технический алюминий | 2,8 | 250 | 1400 | 9 | 1569,6 |
| 3,5 | 550 | 1500 | 14 | 1666,8 | |
| АЛ5 | 3,5 | 550 | 1200-1500 | 6 | 1079,1 |
oitsp.ru
Сварка алюминия - методом полуавтоматической MIG или аргонодуговой TIG сварки
Сегодня существует множество сварочных процессов для сварки различных металлов. Эти процессы всё время дорабатываются, появляются всё новые и новые. Чтобы быть в курсе применяемых процессов и их особенностей, предлагаю Вам прочитать эту статью, в ней я расскажу о сварке алюминия.
Каждая отрасль промышленности использует различные типы металлов в зависимости от характера их работы. Первое, что приходит в голову о применении сварки алюминия, будет сварка алюминиевых судов. От небольших лодок и катеров до корпусов огромных судов и военных кораблей.
Почему же именно алюминий используется для их изготовления? Ответ прост и заключается в том, что алюминий легче, чем сталь, и поэтому уменьшается вес корабля, экономится топливо и увеличивается его скорость.
Легкость алюминия совместно с относительно высокой прочностью делает его применимым во многих других отраслях промышленности. Таких как автомобилестроение, пищевое оборудование, изготовление алюминиевых лестниц и многих других.
В чем же заключается сложность сварки алюминия?
Многие профессиональные сварщики говорят, что алюминий является самым сложным металлом для сварки. Он обладает физическими и химическими свойствами, которые необходимо знать, чтобы сварочные работы были наиболее эффективными.
Некоторые из свойств, которые делают алюминий сложным для сварки, необходимо принять как факт. Алюминий не меняет цвета, когда он нагревается и имеет более широкий диапазон температур плавления, чем у других металлов. Так же он является немагнитным.
Это означает, что человек, работающий с алюминием должен знать, что ожидать от этого металла.
Некоторые из вещей, которые должен знать сварщик:
- Расплавление окисной пленки алюминияОбразующаяся на поверхности алюминия оксидная пленка имеет более высокую температуру плавления, чем основной сплав. Она не плавится, пока не достигнет 2050 градусов по Цельсию. Это усложняет процесс сварки алюминия и требует применения специального сварочного оборудования и предварительной очистки металла (травления).
- Необходимость большого количества энергииАлюминий имеет теплопроводность намного больше, чем другие металлы (в 5-6 раз больше чем у обычной стали). Поэтому при дуговой сварке алюминия должно быть большое внесение тепла за счет мощности дуги. При сварке массивных изделий рекомендуется использовать предварительный подогрев.
- Низкая температура плавления алюминияИз за высокой теплопроводности и низкой температуры плавления существует высокая вероятность прожога алюминия
- Заварка кратера в конце сварочного шваПочти всегда при сварке алюминия при окончании сварочного шва появляется кратер, так как алюминий быстро затвердевает. Заварка кратера требует специальной техники. На многих сварочных аппаратах существует специальная программа для сварки алюминия. Она представляет собой увеличенный стартовый ток в начале сварки (для пробивки оксидной пленки) и уменьшенный ток в конце сварки (для заварки кратера).
- Зачистка поверхности алюминия перед сваркойПодготовка металла является ключевым моментом в сварке алюминия. Средства для травления поверхности должны быть использованы по мере возможности. Кроме того, рекомендуется зачищать поверхность перед сваркой металлической щеткой. Использование щетки помогает разбить слой оксидную пленки, уменьшая потребность в раскислении и увеличивая проплавление. Зачистка также помогает увеличить скорость сварки, снижая коробление.
Процессы сварки алюминия
Есть несколько процессов, которые используются для сварки алюминия. Наиболее популярны такие процессы, как аргонодуговая TIG сварка и импульсная полуавтоматическая MIG сварка.
Аргонодуговая TIG сварка алюминия
Аргонодуговую TIG сварку многие сварщики называют по-разному - аргонной, аргоновой или сваркой аргоном. Во всех случаях имеется в виду один процесс – сварка неплавящимся вольфрамовым электродом в среде аргона.
Важной частью сварки алюминия является понимание того, что она требует наличия в аппарате для аргонной TIG сварки - переменного тока и высокочастотного HF зажигания дуги.
Пара полезных функций, которые предлагаются во многих аргонодуговых аппаратах для сварки алюминия, является возможность регулировать частоту переменного тока и баланс.
- - Частота переменного тока может быть увеличена или уменьшена в допустимых пределах. Эта настройка позволяет сварщику обеспечивать больший контроль над дугой, путем фокусирования дуги по ширине так, чтобы иметь возможность сварки в труднодоступных углах. А также для сварки тонких материалов.
- - Другая особенность, баланс переменного тока, на самом деле управляет процессом раскисления алюминия, также называемый «чисткой». При изменении переменного тока в положительную полярность, оксид алюминия на поверхности металла расплавляется, и металл подвергается сварке. Количество необходимой «чистки» может варьироваться в зависимости от чистоты металла, и от скорости сварки. Настройка слишком высокого баланса уменьшает стабильность дуги. Слишком низкий процент не разобьет достаточно оксидную пленку.
MIG сварка алюминия полуавтоматом
Полуавтоматическая MIG сварка алюминия аналогична MIG сварке стали, так как при ней также используется подача сварочной проволоки и защитного газа через сварочную горелку. Однако сварка алюминия полуавтоматом требует некоторых изменений для сварщиков, которые привыкли к сварке стали.
Из-за большей теплопроводности алюминия, его сварка требует большего контроля над мощностью дуги и скоростью подачи проволоки. Так как алюминий очень мягкий металл, подача проволоки при сварке должна быть больше.
Ранее считалось, что качественно сварить алюминий можно только при помощи аргонодуговой сварки. Однако при использовании правильного оборудования и соответствующих технологий полуавтоматической MIG сварки можно добиться качественного шва при значительном увеличении производительности.
Несколько правил при MIG сварке алюминия
- Выбор оборудованияОптимальный сварочный полуавтомат для MIG сварки алюминия должен иметь режим импульсной сварки. Благодаря импульсам происходит пробивка окисной пленки, а также уменьшение перегрева алюминия при сварке и вероятность прожога. Режим двойного импульса Duo Pulse обеспечивает равномерную чешуйчатость и отличные визуальные характеристики сварочного шва.
- Выбор сварочного газаПри сварке алюминия в качестве защитного газа необходим чистый аргон. В отличие от сварки стали, при которой обычно используется смесь аргона и углекислого газа (CO2).
- Выбор сварочной проволокиОчень важен выбор правильного диаметра сварочной проволоки. Из-за того, что алюминий металл мягкий, то применение проволоки с малым диаметром (0,8 мм) затруднено сложностью её протяжки и подачи через сварочную горелку. Поэтому лучше использовать сварочные горелки небольшой длины, либо горелки с дополнительным механизмом подачи в корпусе горелки - сварочные горелки Push Pull (пуш пул). Для расплавления сварочной проволоки большего диаметра (1,2-1,6 мм) требуется больший сварочный ток.
- Набор расходных частей для сварочной горелки1. Специальные контактные наконечники - так как алюминий во время нагрева расширяется значительно больше, чем сталь, то существуют отличия в сварочных контактных наконечниках, используемых в полуавтоматических горелках для сварки алюминия. Отверстие в наконечниках для алюминия должно быть больше, чем в обычных наконечниках для стали, но не настолько большим, чтобы был хороший электрический контакт.
2. U-образные ролики подающего механизма. Ролики в подающем механизме должны быть U-образной формы, для того, чтобы алюминиевая проволока в них не заминалась.
3. Тефлоновый канал. Для уменьшения трения проволоки в горелке, необходимо использовать неметаллический кабель канал для алюминиевой проволоки. Обычно он исполнен из тефлона или графита.
Соблюдение указанных в этой статье правил, технологий подготовки и техники сделает ваш процесс сварки алюминия намного проще и позволит добиться превосходных результатов.
po-nsk.ru
