Особливості зварювання алюмінію.
Режими зварювання і матеріали.
Розрізняють три основні способи зварювання алюмінієвих сплавів:
- ММА (ручне дугове зварювання покритими електродами)
- MIG (напівавтоматичне зварювання алюмінію)
- TIG (аргоно-дугове зварювання)
Розглянемо ММА зварювання алюмінію та його сплавів - ручне дугове зварювання покритими електродами.
Незважаючи на недоліки ручного дугового зварювання алюмінію, а саме: погане формування зварного шва, пористість і знижена міцність, значне розбризкування, ускладнене відділення шлаку, існують випадки коли ММА зварювання просто необхідне.
Для якісного зварювання перш за все потрібно правильно обрати електроди для зварювання. Для цього потрібно знати хімічний склад та фізичні властивості заготовки, після чого відповідно до специфікації виробника електродів обрати необхідний. Слід зазначити, що електроди, які розроблені для зварювання чистого алюмінію та електроди для зварювання сплавів на основі алюмінію значно відрізняються і не є взаємозамінними. Також потрібно пам’ятати, що мінімально можлива товщина заготовки при ручному зварюванні повинна бути не менше, ніж діаметр покритого електрода.
Для поліпшення властивостей зварного шва, у склад покритих електродів для зварювання алюмінію можуть додаватися:
Марганець (Mn) - підвищує корозійну стійкість;
Кремній (Si) – покращує текучість металу й його зварюваність;
Магній (Mg) – покращує зварюваність і сприяє утворенню міцного шва.
Особливу увагу потрібно приділити чистоті поверхні заготовки – чим якісніше підготовлена поверхня заготовки перед зварюванням, тим якісніший буде шов. Чистота поверхі впливає на сплавлення основного металу з присадковим та пороутворення.
Зварювання алюмінію покритими електродами проводять на постійному струмі зворотної полярності, тобто до заготовки подається (-), а на електродотримач - (+). Це обумовлено тим, що на поверхні алюмінію завжди утворюється тугоплавка оксидна плівка, яка руйнується завдяки катодному розпиленню при зварюванні на зворотній полярності.
До основних проблем при ручному дуговому зварюванні алюмінію відносять: високу текучість металу, утворення тугоплавкої оксидної плівки, високий коефіцієнт лінійного розширення
Через високу текучість розплавленого алюмінію, його важко контролювати в процесі зварювання, через що розплав у зварювальній ванні може зруйнувати шар твердого металу і витекти через утворений отвір. Для запобігання витіканню розплавленого металу рекомендується використовувати підкладки.
Алюміній контактуючи з киснем утворює на своїй поверхні щільну оксидну плівку Al2O3, яка має температуру плавлення 2055°С (температура плавлення алюмінію становить 660°С) та є діелектриком. Тому при зварюванні алюмінію необхідно ретельно зачищати поверхню деталей під зварювання та зварювати на зворотній полярності.
Високий коефіцієнт лінійного розширення алюмінію може бути причиною утворення тріщин або може викликати деформації деталі, тому необхідно контролювати тепловкладення при зварюванні або виконати попереднє підігрівання деталі до 210-300°С. Гарячі тріщини можуть з'являтися при кристалізації металу, для боротьби з гарячими тріщинами потрібно правильно підбирати марку електродів.