Газовая сварка алюминия и его сплавов является проблемным мероприятием за счет того, что при расплавлении зоны, в которой необходимо проложить сварочный шов, происходит образование тугоплавкой плёнки, состоящей из оксида алюминия. Для того, чтобы избежать подобных побочных эффектов необходимо применение специальной присадочной проволоки, содержащей специальные флюсы, которые имеют способность к растворению этой плёнки.
Разновидности алюминиевых сплавов
Все сплавы с содержанием алюминия делятся на два вида. Первый вид относятся к деформируемым, второй вид принадлежит к литейным. Достаточно часто встречаются такие деформируемые алюминиевые сплавы, которые в своём составе содержат марганец и магний. К термоупрочняемым деформируемым сплавам с алюминием относят сплавы, в составе которых содержится медь тип Д1 и тип Д6. Такие сплавы называются дюралюминий. Все виды деформируемых алюминиевых сплавов рекомендуется обрабатывать только при помощи метода дуговой сварки. Для этого наиболее подходящим считается метод аргонодуговой сварки. Газовая сварка допустима только в тех случаях, когда нет возможности организации дугового метода сварки.
Литейные сплавы алюминия, напротив, хорошо поддаются всем видам газовой сварки. Литейные сплавы алюминия это все виды, которые содержат в своём составе кремний.
Особенности газовой сварки алюминия и его сплавов
При организации газопламенной обработки алюминия и его сплавов необходимо учитывать некоторые особенности, которыми обладают данные производственные процессы. Они связаны с особыми свойствами таких металлов.
Наиболее часто в практике сварщиков встречается такая особенность, как появление большого количества трещин на свариваемой алюминиевой детали. Такая деталь впоследствии признается бракованной. Происходит растрескивание детали под воздействием неправильных температурных режимов и непрофессиональном подборе необходимого для сварочного процесса оборудования.
Высокий коэффициент линейного расширения, который присущ всем сплавам с алюминием, при воздействии высоких температур и напряжения при сварочном процессе в сочетании с быстрым охлаждением детали после окончания работ приводит к образованию скрытых полостей в детали, которые в дальнейшем дают трещины. Для того, чтобы избежать этого, необходимо соблюдать технологический режим используемых температурных воздействий, правильно производить подбор необходимого для газовой сварки оборудования и обеспечивать постепенное охлаждение обработанной детали. Достаточно часто на практике применяется метод, при котором обработанную деталь сразу же после газовой сварки помещают в емкость с асбестом или песком. Это обеспечивает равномерное и постепенное охлаждение и не позволяет образоваться скрытым полостям и трещинам. Также рекомендуется после этого с целью снятия остаточного напряжения провести прокалку изделия в печи. Время прокалки составляет от двух до пяти часов. Температура, необходимая для этого составляет около трехсот пятидесяти градусов.
Вторая особенность алюминия и его сплавов заключается в том, что они склонны при газосварочных процессах образовывать пористость структуры за счет использования выделяемого при сварке водорода. Для того, чтобы полностью исключить порообразование, пред процессом сварки необходимо прогреть деталь. Скорость сваривания таких деталей должна быть невысокой.
Технические газы, применяемые при сварке деталей из алюминия и его сплавов
Для организации газосварочного процесса, в ходе которого будет производиться обработка деталей из алюминия и его сплавов, необходимо использовать только те технические газы, которые отвечают всем требованиям ГОСТа. При использовании некачественных технических газов вероятность появления брака при газопламенной обработке алюминия возрастает в несколько раз. В частности, используемая газовая горючая смесь должна обеспечивать ровное и постоянное горение с сохранением того температурного режима, который был задан для достижения максимально эффективного результата. Некачественный ацетилен или пропан может привести к резкому падению температуры в газовой горелке и как следствие, неизбежному растрескиванию детали из алюминия.
Рекомендованным техническим газом для сварки алюминия и его сплавов является ацетилен . Он применяется для всех толщин и видов сплавов. В отсутствие ацетилена можно использовать водород. С его помощью можно обрабатывать те детали, толщина которых не превышает 1,2 миллиметров. С помощью пропана или бутана можно сваривать детали, которые имеют толщину до 3,0 миллиметров.
Для обеспечения процессов окисления и повышения температуры используется технический кислород. Для организации сварочных работ на деталях, выполненных из деформируемых сплавов на основе алюминия, применяется аргон в качестве защитной среды.
Технология сварочного процесса деталей из алюминия и его сплавов
Сварка алюминия или его сплавов может производиться только мягкого и нормального пламени. Давление кислорода при этом должно быть выставлено на кислородном редукторе на отметке в ,015-,02 МПа. Чаще всего используется стыковой метод соединения. Использование нахлёсточных и тавровых соединений не применяется по той причине, что впоследствии из них сложно убрать остатки флюса и образованные в процессе сварки шлаки. Рекомендуется обратноступенчатый метод сварки. Он заключается в том, что при начале сварочных работ производится отступ от края на восемьдесят сантиметров. В последующем сварочный шов прокладывается в обратном направлении к краю детали. При толщине детали, превышающей 10 миллиметров, необходим предварительный прогрев до достижения температуры в 300 градусов.
Оборудование, необходимое для сварочного производственного процесса алюминия
Чаще всего для организации газовой сварки алюминия и его сплавов применятся стандартный набор оборудования. В первую очередь необходим современный полуавтоматический сварочный аппарат. Можно порекомендовать к использованию такие модели, как полуавтомат сварочный А-547 с ВС 300Б с горелкой ГДПГ-305, полуавтомат сварочный ПДГ-421 серия 03 (Адмиралтеец-4) с ВДУ-506С. Помимо этого необходимы газовые редукторы для оптимизации давления горючего газа и кислорода. На сегодняшний день отлично с этими задачами справляются следующие редукторы: газовый редуктор кислородный БКО-50-4 (БАМЗ), газовый редуктор пропановый БПО-5-4 (БАМЗ), газовый редуктор ацетиленовый БАО-5-4 (БАМЗ). Подбор газовой горелки необходимо производить исходя из поставленной производственной задачи. Кроме этого понадобится присадочная проволока с флюсами и технические газы.
Для сварки деформируемых сплавов из алюминия при помощи метода аргонодуговой сварки необходима установка аргонодуговой сварки, например, установка аргоно-дуговой сварки УДГУ-351-02 (AC/DC, 380 В, без горелки) и специальные газовые горелки для аргонодуговой сварки - горелка аргоно-дуговой сварки ГДС-500 (500 А AC/DC).
