Зварювання плавленням алюмінію і його сплавів докладна стаття. У різних галузях промисловості алюміній і його сплави широко використовуються і часто вимагають зварювання. Для цієї вимоги використовуються процеси TIG і MIG в середовищі захисного газу. Які дозволяють створювати зварні з’єднання високої цілісності.
Однак перш ніж можна буде отримати якісні зварні шви з алюмінію, необхідні в цих галузях, необхідно дотримуватися певних практичних прийомів і методів. У цій статті “Зварювання плавленням алюмінію та його сплавів” детально описані методи роботи. Такі як поводження і зберігання присадних матеріалів. А також попередній нагрів, видалення оксидів, вибір допоміжних засобів для зварювання і методи зворотної стружки. Також виділено важливі чинники, що стосуються вибору підготовки кромок і підгонки швів. Включено рекомендації щодо виконання прихваток і контролю деформації.
Зварювання плавленням алюмінію: характеристики, що впливають на з’єднання
Існує кілька характерних чинників, які впливають на з’єднання алюмінію зварюванням плавлення:
- Чистий алюміній має температуру плавлення 660°C, тоді як діапазон плавлення алюмінієвих сплавів знаходиться в межах 520-660°C. І оскільки видимих змін кольору немає, стає важко визначити, коли метал наближається до температури плавлення.
- Висока теплопровідність чистого алюмінію приблизно в п’ять разів вища, ніж у сталі. Тоді як у алюмінієвих сплавів вона в 3 – 5 разів вища, ніж у сталі. І в обох випадках для досягнення плавлення потрібні високі теплові витрати. Через таку теплопровідність іноді необхідний попередній нагрів, особливо за наявності товстих перерізів.
- При впливі повітря на поверхні алюмінію швидко утворюється міцна, вогнетривка оксидна плівка. Яка, крім усіх інших факторів, пов’язаних зі зварюванням алюмінію, викликає найбільше проблем. Якщо цю оксидну плівку не видалити до і під час зварювання, вона заважатиме злиттю основної пластини і присадного матеріалу.
Характеристики наповнювача
Основним фактором, що сприяє отриманню якісних алюмінієвих зварних швів, є використання високоякісних присадних стрижнів. І дроту правильного діаметра та специфікації сплаву. Крім того, поверхні мають бути очищені від вологи, мастильних матеріалів та інших забруднень.
Поводження, зберігання та використання
Стрижні та дріт під час поводження мають бути ретельно чистими, особливо в разі зварювання TIG. Коли стрижень пропускається крізь пальці, руки оператора також мають бути чистими. Альтернативно можна надіти білі шовкові рукавички. Цей запобіжний захід також може бути застосований під час переміщення та встановлення котушок із дротом MIG на пристроях подачі дроту.
Присадкові стрижні та котушки з дротом, коли вони не використовуються, повинні зберігатися в закритих пакованнях і контейнерах у сухому місці за постійної температури. Під час виробництва, зварювання MIG, де ймовірні значні часові затримки між зварювальними операціями. Наприклад, робочі зміни або тимчасові зупинки, котушки мають бути захищені чистою тканиною або пластиковим покриттям.
Підготовка кромок
Категорично стверджувати, яку саме підготовку кромки слід використовувати для конкретної товщини матеріалу і процесу зварювання, неможливо. Перш ніж ухвалити рішення про підготовку кромки для зварювання алюмінію, необхідно враховувати кілька впливових факторів. Таких як положення зварювання, використання або невикористання допоміжних засобів, характеристики тепловідведення, а також необхідність або відсутність зворотної стружки.
Тому з вищевикладеного можна лише узагальнити питання підготовки кромок для матеріалів різної товщини, що підлягають зварюванню обговорюваними процесами. Хоча ці препарати були визнані придатними для виробництва, вони, звичайно, відкриті для модифікацій. І тому передбачається, що вони будуть прийняті в світлі практики, що склалася в даний час.
Спільна підготовка
Увага до гарної підгонки важлива для забезпечення отримання високоякісних зварних швів. Підгонка швів і підготовка кромок тісно пов’язані між собою і не можуть бути повністю розділені. Неправильна підгонка швів призведе до отримання поганих зварних швів. Незалежно від того, наскільки хороша підготовка крайок. Надмірні зазори між корінням, особливо на з’єднаннях, які не мають опори, можуть створювати проблеми. Оскільки можуть виникнути пропали дуги та/або нерівномірне проплавлення, а також оксидні включення.
Точний ступінь відповідності, тобто комбінація зазору шва/кореневої поверхні і невідповідності пластин, ще належить визначити для обговорюваних процесів. Тому неможливо встановити точні межі допусків. Хоча деяка робота з цього питання була проведена для зварювання TIG з гелієм на постійному струмі.
КАТАЛОГ АРГОННЕ ЗВАРЮВАННЯ АЛЮМІНІЮ
Спільна доступність
Крім підготовки і підгонки, не менш важливим фактором стає доступність швів, що дає змогу домогтися надійних зварних швів з мінімальними зусиллями.
Аспект доступності часто можна випустити з уваги на початковому етапі проектування. І, більше того, деякі проектувальники не розуміють розмірів зварювального пальника TIG або пальника MIG і характеристик дуги. На відміну, наприклад, від ручного дугового зварювання сталі, під час якого електрод можна зігнути, щоб забезпечити доступ до важкодоступних ділянок, пальники TIG і пальники MIG запобігають цій практиці. Хоча вони доступні в найрізноманітніших розмірах, а деякі мають поворотні або довгі подовжені гнучкі шийки. Які можна зміщувати для полегшення доступу. Однак незмінно ці смолоскипи і рушниці пропускають тільки обмежений струм, і, отже, їхня корисність, хоча і цінна, обмежена.
Крім фактора доступності пальника TIG і пальника MIG, проектувальник завжди має пам’ятати, що для спільної конструкції важливо забезпечити необмежений огляд дуги всередині заготовки.
Часто при газозахисних процесах необхідні коротка довжина дуги і відстань між соплом і виробом. А це означає, що доступний діаметр сопла може бути занадто великим, щоб забезпечити це досягнення. У результаті може виникнути поганий дуговий захист і газовий захист, що призведе до неякісного наплавлення зварних швів. Це часто буває в тих випадках, коли потрібні косинки, фланцеві труби для корпусів посудин. А також ребра жорсткості, накладки тощо. Особливо там, де вони розташовані близько один до одного і потрібні безперервні зварні шви.
Попереднє нагрівання під час зварювання плавленням алюмінію
Необхідність попереднього нагрівання алюмінію (зварювання плавленням алюмінію) перед з’єднанням залежить від процесу зварювання. А також типу сплаву, його товщини і температури навколишнього середовища. Загалом заведено вважати, що під час зварювання MIG попередній нагрів зазвичай не потрібен. Поки товщина матеріалу не перевищить 25 мм. Однак деякий попередній нагрів. Тобто 150-200°C, буде корисним з погляду фактичного поліпшення якості зварного шва (щодо пористості) на матеріалах завтовшки понад 9 мм.
Під час зварювання TIG на змінному струмі попереднє нагрівання необхідне, коли зварюються ділянки завтовшки понад 3-4 мм, щоб полегшити зварювання без необхідності використання надмірних зварювальних струмів.
