Сварка силуміну і дюралюмінію - огляд способів
Алюміній і його сплави, в силу особливостей характеристик і властивостей матеріалу, обробляються спеціальними методами. Сварка силуміну або дюралюмінію зажадає від майстра не тільки особливих знань, а й спеціалізованого обладнання. Сучасні технології дозволяють якісно зварювати легкі метали, тому вони популярні в авіаційній і кораблебудівної промисловості.
Особливості зварювання алюмінієвих сплавів
Силумін містить в своєму складі до 22% кремнію, він набагато міцніше алюмінію, має підвищену зносостійкість, але поступається за міцністю Дюран - сплаву алюмінію з міддю, марганцем і магнієм. Однак силумін стійкіше до корозії, тому широко застосовується в кораблебудуванні.
Алюміній має високу теплопровідність, тому зварювати його звичайними електродами для чорних металів важко. Шлак не встигає віддалятися з розпеченого металу і шов виходить неякісним.
- перед зварюванням деталі з алюмінієвого сплаву прогрівають до 300-400 ° C;
- електроди перед зварюванням прогартовуються при температурі 100-200 ° C;
- тугоплавкий оксид з температурою плавлення 2050 ° С, що утворюється на поверхнях, ускладнює роботу;
- висока робоча температура знижує міцність з'єднання;
- високий коефіцієнт лінійного розширення призводить до деформацій.
Застосування різних технологій, додаткових хімічних засобів, інертних газів дозволяє практично повністю позбавитися від перерахованих недоліків і отримувати якісні з'єднання.
Усунення труднощів з'єднання
Наявність оксидної плівки на поверхні металу істотно знижує якість шва. Вона не тільки має більш високу температуру плавлення, а й щільність. Плівка ускладнює утворення стабільної дуги. Крім того, дефрагментувати частинки оксиду залишаються всередині шва, знижуючи його жорсткість.
Щоб цього не відбувалося, зварюються поверхні попередньо очищають травленням або механічним очищенням за допомогою металевої щеткі.Очіщенние деталі зберігаються не більше трьох годин.
Ефективним методом видалення плівки є катодного розпилення, коли метал бомбардируется іонами, очищаючи поверхню. Метод застосовується в промисловості.
Також застосовують флюси, що розчиняють плівку і переводять її в леткі сполуки.
Для зварювання сплавів, які містять магній, як силумін, застосовується флюс АН-А1. Для дюралюмінію застосовується флюс АН-А4.
Крім того, перед зварюванням поверхні очищають від забруднень розчинниками РС-1, РС-2.
Різновиди зварювання алюмінієвих сплавів
У промисловості, майстерень і побуті використовується три основні методи зварювання сплавів алюмінію:
- полуавтоматом з подачею дроту в середовищі захисних інертних газів - DC MIG;
- електродами з вольфраму в середовищі захисних інертних газів AC TIG;
- покритими електродами без застосування інертних газів - MMA;
- газовим пальником з покритими електродами без аргону.
Кожен метод з'єднання металів має свої переваги і недоліки і призначений для різних завдань.
зварювальні напівавтомати
Напівавтомати для зварювання алюмінію працюють в імпульсному режимі. Високовольтний імпульс напруги руйнує оксидну плівку. Між імпульсами відбувається розігрів металу, крапля затікає в зварювальну ванну і утворює якісний шов.
Принципово напівавтомат для алюмінію не відрізняється від пристроїв для зварювання чорних металів, якими деякі умільці варять силумін і дюраль. Але слід враховувати технологічні особливості:
- алюміній і його сплави НЕ зварюють постійним струмом з мінусовою полярністю на електроді, тільки з плюсовою;
- необхідно використовувати механізм подачі дроту з 4 роликами і тефлоновим вкладишем, інакше дріт буде плутатися;
- швидкість подачі дроту повинна бути в 2-4 рази вище, ніж в апаратах для зварювання стали.
Напівавтомати для зварювання сплавів алюмінію набагато дорожче апаратів для чорних металів, тому іноді дешевше модернізувати звичайний сварочник для універсального використання.
Метод швидкий, але поступається за якістю шва дугового зварювання.
Сварка вольфрамовими електродами
Дугового метод зварювання вольфрамовим електродами має на увазі використання аргоновой середовища. Такий метод забезпечує найбільш якісне і акуратне створення шва.
Щоб не утворювалася оксидна плівка, процес відбувається в захисному середовищі інертного газу - аргон. Можливе використання і інших газів, як ксенон, криптон, азот, але вони дорожче і їх використання може бути виправдане тільки спеціальними умовами.
Сварка дюралюмінію вольфрамовим електродом з використанням трифазного дуги підвищує ефективність роботи в 3-5 разів і дозволяє зварювати деталі товщиною 3 см в один прохід. При звичайному підключенні за один прохід можна зварити поверхні товщиною до 0,3 см.
Сварка покритими електродами без захисних газів
Такий метод зварювання дозволяє проводити роботи там, де використання газів не рекомендується або заборонено:
- важкодоступні місця;
- на вулиці;
- всередині резервуарів.
Електрод з внутрішнім стрижнем, близьким за складом до зварювальних металів, покривається хлористими і фтористими солями натрію і калію, кріоліту. В процесі, при випаровуванні, зовнішній шар електрода створює захисну середу.
Сварка покритими електродами не вимагає громіздкого обладнання, газових балонів і досить дешева.
Побутовий метод зварювання без аргону
Процес з'єднання деталей або закладення тріщин простий. Розігріваєте деталь до температури, поки стрижень з припоєм не почне плавитися, заливайте припоєм щілини, з'єднувати поверхні. Але не потрібно забувати попередньо очистити деталі від оксидної плівки.