ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Технологические особенности сварки алюминия из "Монтаж и сварка конструкций из нержавеющей стали и алюминия " При сварке тонкостенных и небольших деталей имеется и другая трудность. В процессе сварки деталь быстро нагревается, и во избежание прожогов и провалов свариваемого металла нужно увеличивать скорость сварки и подачи присадочной проволоки или уменьшать сварочный ток. Эта задача сравнительно просто решается при ручной сварке. При автоматической сварке, когда необходимо также заполнить кратер в конце сварки, приходится применять устройства с программным управлением для изменения тока и скорости сварки во время работы, например новые модели автоматов типа АТВ для сварки алюминиевых труб. [c.82] Алюминий при нагреве свыше 400° С резко теряет прочность. Если учесть, что при сварке алюминий практически не меняет своего цвета при нагреве до температуры плавления, то станут понятными трудности определения границ холодного и нагретого металла и степени нагрева металла в зоне сварки. При сварке на весу излишний перегрев можно обнаружить, когда уже произошел провал металла в зоне сварки. При ручной сварке эту проблему можно решить повышением квалификации сварщиков при автоматической сварке — точной настройкой режимов, особой геометрией швов (например, по отбортовке) и применением подкладок, формирующих обратную сторону шва. Однако это не всегда возможно, особенно при сварке трубопроводов и тонких кислотозащитных облицовок. Поэтому удельный вес ручной сварки алюминия продолжает оставаться большим, в первую очередь на монтажных работах. [c.82] Наличие на поверхности металла тугоплавкой прочной пленки окислов, резко отличающейся по свойствам от основного металла, требует для алюминия специфической технологии сварки. [c.83] Для того чтобы соединить сваркой алюминиевые детали и образовать общую ванну расплавленного металла, необходимо каким-либо образом разрушить пленку окислов. Известно (см. гл. П), что температура плавления окислов алюминия равна 2050° С, т. е. почти равна температуре кипения чистого алюминия (2060° С). Так как температура плавления чистого алюминия 660° С (а сплавов еще меньше), то понятно, что простым тепловым воздействием разрушить пленку окислов практически невозможно. Трудность заключается еще и в том, что алюминий в расплавленном состоянии обладает повышенной окисляемостью, и пленка окислов окружает плотной оболочкой каждую каплю расплавленного металла, не позволяя ей сплавляться с металлом сварочной ванны и другими каплями. Кроме того, удельный вес окислов алюминия больше, чем самого алюминия, поэтому окислы не могут всплывать на поверхность расплавленного металла ванны. Так как, в отличие от большинства металлов, алюминий не растворяет свои окислы, то частицы, утонувшие в расплавленном металле ванны, нарушают сплошность металла шва, снижая таким образом механическую прочность шва и являясь в дальнейшем очагами коррозии. [c.83] Пленка окислов, по мнению многих авторов, играет большую роль в образовании пористости при сварке алюминия. Главная причи 1а пористости при сварке—резкое снижение растворимости водорода при затвердевании расплавленного алюминия. Выделяющийся вследствие этого водород не успевает всплыть на поверхность и образует сетку пор сферической формы. Иногда цепочка пор переходит в трещину. Основным источником водорода при сварке, по-видимому, является пленка окислов, где окислы, адсорбируя влагу и взаимодействуя с ней, превратились в гидроокиси. При температуре сварки гидроокиси диссоциируют, образуя активный атомарный водород, хорошо растворяющийся в расплавленном алюминии. [c.83] Перечисленные свойства пленки окислов алюминия достаточно полно характеризуют ее отрицательную роль при сварке. Поэтому все способы и технология сварки алюминия должны предусматривать разрушение пленки окислов и защиту расплавленного металла от кислорода и некоторых других газов (водорода, азота, паров воды). [c.83] Известны два основных способа разрушения окисной пленки алюминия в процессе сварки. [c.83] Второй способ разрушения окисной пленки — электрический, который несколько упрощенно можно представить так. Во время горения электрической дуги между электродом и основным металлом (алюминием) столб дуги насыщен парами и каплями металла, а также ионизированными газами. Ток через столб дуги проходит как в виде движения электронов от катода (—) к аноду (+), так и в виде переноса зарядов более тяжелыми ионизированными частицами — ионами. Установлено, что на катоде возникает ярко светящееся и кипящее на поверхности катодное пятно. В катодном пятне пленка окислов алюминия быстро разрушается и оттесняется к краям пятна. [c.84] Большинство исследователей считает, что причиной разрушения пленки окислов является процесс катодного распыления, который возникает при бомбардировке катода тяжелыми положительными ионами. Некоторые авторы распыление пленки объясняют действием электронов,- вырывающихся из катодного пятна. Имеются мнения о прямом расплавлении пленки за счет высокой температуры дуги. По-видимому, на разрушение пленки влияют в какой-то мере все перечисленные факторы. Чисто тепловое воздействие на пленку сомнительно известно, например, что анод нагревается больше, чем катод, однако пленка разрушается именно на катоде. Высокая температура скорее всего способствует катодному распылению пленки. [c.84] Более подробные сведения об этом методе сварки будут приведены далее. [c.85] Естественно, что одно лишь электрическое разрушение пленки окислов не позволит выполнить сварку алюминия, если расплавленный металл и нагретый конец электрода не будут защищены от воздействия кислорода и азота воздуха. Такой защитой может служить среда инертного газа — аргона, гелия или их смеси. [c.85] Пленка окислов разрушается флюсом при газовой сварке и электродуговой сварке угольным электродом (косвенной дугой или при прямой полярности). Электрическое разрушение пленки и защита расплавленного металла инертными газами свойственны электродуговой сварке вольфрамовым (неплавящимся) электродом, а также алюминиевым (плавящимся) электродом в среде аргона или гелия. При автоматической электродуговой сварке по слою флюса, ручной сварке обмазанными электродами и сварке угольным электродом на обратной полярности разрушение пленки и защита ванны являются комбинированными, т. е. при помощи флюса и действия дуги. [c.85] Как показал опыт, сварные швы, выполненные газовой сваркой и электродуговой сваркой угольным электродом, имеют низкую коррозионную стойкость и неприменимы для ответственных конструкций, работающих в контакте с агрессивными средами. Поэтому эти методы сварки здесь не рассматриваются. [c.85] Вернуться к основной статье