|
|
Сварка алюминия и его сплавы.Сварка алюминия и его сплавов. Алюминий и его сплавы обладают низкой температурой плавления (температура плавления чистого алюминия 6600С), высокой тепло- и электропроводностью, повышенным по сравнению со сталью коэффициентом линейного расширения и более низким значением модуля упругости. Алюминий и его сплавы делят на две основные группы: деформируемы и литейные. Деформируемые сплавы, в свою очередь делят на термически не упрочняемые и термически упрочняемые. Большинство конструкций изготовляют из деформируемых термически не упрочняемых сплавов алюминия в ненагартованном виде. В последние годы начинают применять термически упрочняемые сплавы. Затруднение при сварке этих сплавов вызывает снижение прочности металла в околошовной зоне. В настоящее время применяют аргонно-дуговую и электронно-лучевую сварку. Литейные сплавы находят ограниченное применение в сварных конструкциях. Сварку выполняют при исправлении дефектов литья и при соединении литейных деталей с узлами из деформируемых сплавов.
Особенности сварки алюминия и его сплавов. Плотная окисная пленка препятствует сплавлению металла сварочной ванны с основным металлом. Удаление пленки в процессе сварки достигается действием тока при горении дуги или воздействием составляющих флюса или покрытия электрода на окись алюминия. При сварке постоянным током обратной полярности очищающее действие тока имеет место на протяжении всего процесса горения дуги, а при сварке переменным током – в основном в те полупериоды, когда изделие является катодом. Способ удаления пленки действием тока используется при сварке в защитных газах. Действия электрического тока состоит в том, что движущиеся с большой скоростью положительные ионы, попадая на поверхность металла, разрушают окисную пленку и в результате так называемого катодного распыления удаляют ее. При электроннолучевой сварке окисная пленка удаляется частично действием пучка электронов и вырывающегося из основания пятна нагрева потока жидкости, газов и паров металла. Толстую пленку окиси алюминия необходимо перед сваркой удалять механическим или химическим путем. Механизм действия флюсов и покрытий на окись алюминия сложен. Смачивая пленку, разрыхляют ее, смывают и уносят в шлак. Этому процессу способствует выделение газов, образующихся в результате взаимодействия флюса с жидким металлом. Большое затруднение при сварке алюминия вызывает образование пор в металле шва. В отличие от стали поры в алюминии располагаются преимущественно внутри шва вблизи границы сплавления его с основным металлом и у поверхности шва. Принято считать, что основным возбудителем пор в алюминиевых швах является водород. Борьба с пористостью при сварке алюминия – первостепенная задача. Для предупреждения пористости удаляют окисную пленку и жировые загрязнения. При ручной дуговой сварке толстолистового металла применяют предварительный и сопутствующий подогрев до температуры 200-4000С. При сварке толстолистовых алюминиевомагниевых сплавов допускается нагрев до температуры не свыше 100-1500С. При сварке подогретого металла получаются низкие механические свойства соединений. Азот практически не растворяется в алюминии, а дает переходящий в шлак нитрид алюминия и поэтому не вызывает появления пор. Серьезные затруднения при сварке создаются из-за возникновения кристаллизационных трещин. Образование трещин зависит от содержания железа и кремния в металле шва. Увеличение содержания кремния до 0,6% приводит к образованию кристаллизационных трещин. Увеличение содержания железа в пределах до 0,7% приводит к повышению стойкости металла шва против образования кристаллизационных трещин. При этом 0,1% Si уже достаточно для образовании трещин, а 0,1% железа еще недостаточно для их предупреждения. Дополнительные затруднения при сварке легированных сплавов алюминия создаются из-за холодных трещин. При сварке так называемых самозакаливающихся (алюминий-цинк-магниевых) сплавов подобные трещины возникают спустя определенный промежуток времени после сварки. Такой вид трещин часто именуют задержанным разрушением.
3. Структура и свойства сварного соединения. Макроструктура шва АМц отличается более тонким строением. Мелкое строение металла шва получается при сварке алюминиевомагниевых сплавов, а также сплавов, содержащих большое количество легирующих элементов, что связано с влиянием примесей. Металл шва по прочности близок к отожженному металлу (sв= 60¸ 80МПа). Металл шва при сварке сплава АМц по механическим свойствам приближается к основному металлу (sв= 120¸ 140МПа). Снижение прочности для алюминиевомагниевых сплавов особенно проявляется при замедленном остывании кристаллизующегося металла, что связано с обеднением магнием. Для повышения прочности соединений применяют источники концентрированного сварочного нагрева (аргонно-дуговая сварка неплавящимся электродом, электронно-лучевая сварка). Труднее обеспечить равнопрочное соединение термически упрочняемых сплавов без последующего полного термического цикла – закалки и старения. Сварка вручную покрытыми электродами. Ручная дуговая сварка также постепенно вытесняется более производительными способами. Она сохраняется еще для изделий из технически чистого алюминия, алюминиевомарганцевого сплава и алюминиевомагниевых сплавов, содержащих не более 5% магния, а также при сварке узлов из силумина. Ручную дуговую сварку выполняют при толщине листов от 4 мм и более. Металл толщиной 10 мм и выше предварительно подогревают. Температуру подогрева выбирают в зависимости от толщины металла в интервале 100-4000С. Сварку производят постоянным током обратной полярности, без колебаний конца электрода. Электроды применяют диаметром 5-8 мм. Металл толщиной до 30 мм сваривают без разделки кромок. В отличие от сварки угольным электродом зазор в стыке не должен превышать 0,5-1 мм. сварку выполняют с двух сторон. Угловые швы имеют катеты не менее 6 х 6 мм, что вызвано трудностями сварки электродами малого сечения. При сварке технически чистого алюминия и сплава АМц используют проволоку, близкую по составу к свариваемому металлу. Для получения коррозионностойких соединений алюминия в агрессивных средах, например в азотной кислоте, применяют проволоку легированную цирконием, хромом или титаном. Для сварки алюминиевомагниевых сплавов применяют проволоку с несколько большим содержанием магния, чем в основном металле, с целью компенсации улетучивания и угара магния и повышения прочности металла шва. Электроды для сварки алюминия, сплава АМц и силумина. Основу электродных покрытий для сварки алюминия, сплава АМц и силумина составляют галоидные соли щелочных и щелочно-земельных металлов и криолит. Наличие криолита в составе покрытия электродов способствует мелкокапельному переносу электродного металла и устойчивому горения дуги. Покрытие замешивают на воде или на растворе поваренной соли.   ЧТО ТАКОЕ УВЕРЕННОЕ ПОВЕДЕНИЕ В МЕЖЛИЧНОСТНЫХ ОТНОШЕНИЯХ? Исторически существует три основных модели различий, существующих между...  Что будет с Землей, если ось ее сместится на 6666 км? Что будет с Землей? - задался я вопросом...  ЧТО ПРОИСХОДИТ ВО ВЗРОСЛОЙ ЖИЗНИ? Если вы все еще «неправильно» связаны с матерью, вы избегаете отделения и независимого взрослого существования...  Что делает отдел по эксплуатации и сопровождению ИС? Отвечает за сохранность данных (расписания копирования, копирование и пр.)... Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском гугл на сайте:
|