Контактная сварка алюминия

Главная / Техника сварки

Назад

Время на чтение: 3 мин

0

159

сварка алюминия

Полуавтоматическая и автоматическая сварки, являются самыми распространенными техниками спаивания серебристого металла. При металлообработке нужно учитывать много тонкостей.

Мастера ищут лучший метод соединения алюминия и его сплавов, ведь определенные свойства последнего усложняют работу. Тем не менее преимуществ у этого материала достаточно: легкость, устойчивость к нагрузкам, хорошая теплопроводность, а значит и тока.

Применяя автосварку возможно создавать разные металлические структуры. С электросваркой алюминиевой рамы (напр., рама для велосипеда) вы тоже справитесь.

В этой статье мы опишем тонкости сваривания: что нужно знать, чтобы качественно сварить крылатый металл, и его сплавы, а шов был прочным и прослужил долго.

  • Характерности сварки
  • Техники сваривания серебристого металла TIG сварка
  • MAG/MIG сварка
  • MMA Сварка (дуговая сварка)
  • Сухая сварка
  • Подготовка алюминия
  • Напутствия
  • СВОЙСТВА АЛЮМИНИЯ

    Основные трудности при сварке алюминия возникают из-за некоторых его особенностей. Так, например, температура плавления металла составляет всего около 650 градусов. Казалось бы немного, если бы не один нюанс. На поверхности изделий из этого материала появляется оксидная пленка. Причина возникновения окиси — любой контакт с кислородом. Так вот, расплавить эту пленку довольно сложно. Ее температура плавления достигает 2000 градусов.

    Еще один нюанс, связанный с особенностями алюминия — отсутствие смены окраса при нагреве. Получается, что визуально определить, насколько сильно раскален металл очень сложно. Как следствие — прожоги, существенно снижающие качество сварки.

    Гигроскопичность вещества приводит к тому, что оно быстро впитывает влагу из воздуха. Как только происходит нагрев, она начинает испаряться. Это может заметно снизить качество полученного соединения.

    УДАЛЕНИЕ ОКСИДНОЙ ПЛЕНКИ С АЛЮМИНИЯ

    Оксидная пленка может очень мешать tig сварке алюминия. Тем более, если она попадет в шов в процессе работы, то это повлияет на его прочность. Поэтому от такого своеобразного покрытия на поверхности рекомендуется избавляться. Существует две основные методики снятия окиси с алюминия:

    • Механическая. Такой способ хорош в том случае, если сварка алюминия проводится нередко и мастеру необходимо соединить всего несколько деталей. Иначе, подобная обработка в промышленных масштабах будет очень трудозатратной. Для очистки материала потребуется только небольшая металлическая щетка или наждачная бумага, а также напильник. Последний служит для зачистки торцов. Проволока на щетке должна быть не более чем 0,15 мм. Более толстые элементы могут привести к появлению крупных хорошо заметных царапин, которые существенно испортят поверхность. Двигать при обработке рекомендуется в одном направлении, иначе есть большой риск просто «втереть» уже снятую пленку обратно в металл.
    • Травление. Основывается на использовании различных химических составов, а также подогреве. Применяется на производствах, где алюминий варят много и часто.

    Если вам удастся правильно удалить пленку с поверхности соединяемых деталей, это существенно повысит ваши шансы на успех. Так что не поленитесь, и проведите рекомендуемые работы в полном объеме.

    Подготовка алюминия

    сварка алюминия

    Сырьё необходимо заранее подготовить, независимо от того, что это домашняя или профессиональная металлообработка. Ниже приведены все основные этапы:

    Первый шаг, это очистка поверхности алюминия и присадочной проволоки от любого рода загрязнений. Обязательно нужно пройтись тряпкой по ним, даже если материалы кажутся чистыми.

    Следующий шаг — обезжиривание любым растворителем, например ацетоном.

    Разделка кромок является предварительной процедурой, но выполняется только при необходимости.

    Например, в случае работы с деталями толще 5 мм, и при сваривании не используются покрытые стержни; если толщина металла более 20 мм, а стержни используются, то не стоит обходить стороной этот этап подготовки.

    Нужно помнить об окисной пленке. Часть ее можно предварительно устранить до сварки— частично, конечно, но кол-во остатков уменьшится. Для этого понадобится напильник или щетка со стальной щетиной.

    После удаления пленки с кромок, можно приступать к работе. Многие мастера при сваривании алюминия дома применяют бензин или соду, для удаления пленки. После обработки стоит промыть кромки водой.

    В конце выполняют зачистку. Чтобы избавиться от остатков застывших алюминиевых капель и шлака, нужно зачистить полученный сварочный шов жесткой металлической щеткой.

    ПОДГОТОВКА СВАРОЧНОГО АППАРАТА К СВАРКЕ АЛЮМИНИЯ

    Чтобы соблюсти все условия сварки алюминия, придется провести ряд подготовительных работ. О том, что необходимо сделать заранее, мы уже говорили в прошлой статье. Напомним только основные моменты. Для успешной сварки необходимо выполнить пять шагов:

    1. Подобрать большой наконечник. Он поможет предотвратить заминание проволоки.
    2. Взять направляющую спираль, покрытую тефлоном. Она сможет обеспечить беспроблемную подачу проволоки.
    3. Использовать чистый качественный аргон. Многим специалистов, не специализирующихся на работе с цветными металлами, интересует вопрос, возможна ли сварка алюминия полуавтоматом в среде углекислого газа. Связано это с тем, что углекислота более распространена, и она есть у большинства сварщиков, работающих со сталью. Но ответ на этот вопрос отрицательный. Для работы с алюминием придется купить чистый аргон с процентным содержанием основного вещества 98–99%.
    4. Выбирайте толстую проволоку.
    5. Отрегулируйте ролики, сделав их прижим более слабым.

    Уже эти шаги помогут вам увеличить шансы на успешную аргонную сварку алюминия. К положительным итогам часто приводят практически незаметные мелочи, так что не пренебрегайте ничем.

    ОБОРУДОВАНИЕ ДЛЯ ГАЗОВОЙ СВАРКИ АЛЮМИНИЯ

    Понятно, что для любой сварки понадобится сварочный аппарат. В случае обработки алюминиевых деталей, стоит подбирать его по следующим критериям:

    • Категория — TIG. Другие методы соединения, кроме инверторной аргонодуговой, мы даже не рассматриваем.
    • Наличие функции бесконтактного зажигания дуги.
    • Возможность настройки баланса тока сварки алюминия.
    • Установка временного промежутка, в течение которого даже после отключения дуги, аргон будет подаваться.

    Но не только аппарат tig для сварки алюминия нужно подбирать особо внимательно. Рекомендуется учитывать следующие нюансы:

    • Вид горелки, а точнее ее держателя цанги. Хорошо, если на нем будет установлена особая сеточка. Когда аргон проходит через ее ячейки, существенно снижается расход, но при этом повышается уровень защиты.
    • Толщину присадочной проволоки. Она должна превосходить размеры свариваемых деталей.
    • Чистоту аргона и качество редукторов. Чем точнее измерительное оборудование, тем проще будет регулировать подачу газа в место сварки.

    LiveInternetLiveInternet

    Цитата сообщения key-note

    Прочитать целикомВ свой цитатник или сообщество!
    Возможна ли сварка алюминия в домашних условиях
    Алюминий – это металл, собственная температура плавления которого достаточно низкая – 657 градусов. При 1800 градусах чистый алюминий кипит. А вот окислы, образующиеся на поверхности алюминиевых деталей уже намного более тугоплавки – температура их плавления составляет уже 2500 градусов. Эти окислы и есть основная проблема при сварке алюминия, потому что их тугоплавкость препятствует образованию сварочной ванны, да и кромки алюминиевой детали расплавляются раньше, чем их удается сварить. Окислы также обладают высокой абсорбционной способностью, что делает их источником газов, которые растворяются в металле – это отчасти влияет на пористость шва.

    К сожалению, высокая устойчивость оксида алюминия делает невозможным восстановление металла в зоне сварки. Кроме того сварку затрудняет еще то, что визуально различить момент, когда происходит заплавление шва невозможно в силу одинакового цвета расплавленного и застывающего металла. К тому же алюминий в несколько раз теплопроводнее стали, а в процессе сварки это приводит к большим внутренним напряжениям, возникают трещины, детали коробятся.

    Компания Авалонинвест (Киев), имея в наличии материал разного профиля, производит изготовление металлоконструкций новых сооружений и реконструирует старые, осуществляет проектирование и монтаж металлоконструкций. Подробнее — на сайте по адресу https://avaloninvest.com.ua/.

    Следует иметь в виду, что далеко не все алюминиевые сплавы относятся к свариваемым. Те, которые при сварке склонны к образованию горячих трещин – отпадают сразу. В принципе, свариваемость сплава прописывается в его технических характеристиках.

    Тем не менее, возможно все, включая сварку алюминия в домашних условиях. Для этого вам понадобится сварочный аппарат для аргонно-дуговой сварки переменного тока с вольфрамовым электродом (частота дуги не менее 10 000 Гц), баллон с аргоном, алюминиевая проволока, которая соответствует свариваемому сплаву, осциллятор, горелка.

    Сварка алюминия в домашних условиях на постоянном токе прямой полярности просто невозможна, при обратной – возможна, но при этом возникнет сильный перегрев вольфрамового электрода, а допустимая сила тока упадет до 30 А на электроде диаметром 3 мм, чего хватит для сварки очень тонких деталей. Достаточной будет сила тока 180-280 А.

    Зачистка деталей от окислов при аргонно-дуговой сварке не так необходима, потому что дуга пробивает окисную пленку, однако для большей прочности шва необходим предварительный прогрев деталей горелкой до температуры 200-300 градусов. Особенно это относится к началу шва.

    Алюминиевая проволока, используемая в качестве присадки – мягкая, поэтому прижим роликов стоит ослабить по максимуму.

    Без осциллятора вам тоже не обойтись – он отвечает за поддержание дуги. Понятное дело, что сварка алюминия в домашних условиях не предполагает покупки дорогостоящего оборудования на раз, поэтому осциллятор, возможно, придется делать самому или заказать умельцам. Вопрос только в том, чтобы все кончилось хорошо, учитывая, что речь идет о генерации напряжения в несколько тысяч вольт.

    Возможно, что конкретно для вашего случая могла бы сгодиться не сварка, а пайка.

    В домашних условиях довольно широко используется метод точечной сварки алюминия, но в данном случае существенным затруднением является высокий показатель теплопроводности алюминия и быстрое плавление металла в ходе сварочных работ. Этот метод требует относительно высокой скорости при перемещении электрода для поддержания на одном уровне величины давления и контактности с основным металлом.

    Удовлетворительный результат получается при контактной сварке алюминия. Контактная стыковая алюминиевая сварка производится с непрерывающимся оплавлением на электроприводных машинах, также существует возможность шовной сварки алюминия, но для нее необходимы высокой мощности машины с ионными прерывателями. Применение двух последних методов алюминиевой сварки в домашних условиях будет весьма затруднительно по техническим причинам. Совершенно исключена сварка алюминия холодным способом. Алюминий превосходит все применяемые в технике металлы в этом отношении.

    Практические рекомендации

    Для алюминиевой сварки необходимы знание техники сваривания металлов и определенная сноровка. Сварка данного металла происходит при соблюдении некоторых условий:

    • присадочная проволока и электрод должны располагаться под углом 90°С
    • подавать присадку необходимо проводить короткие возвратно-поступательные движения
    • необходимо избегать поперечных колебаний электрода вольфрамового
    • необходимо соблюдение длины дуги (1,5 до 2,5 мм)
    • вылет электрода должен составлять от 1 до 1,5 мм от наконечника горелки
    • сварка должна производиться справа налево.

    Техника безопасности

    В ходе сварки в домашних условиях необходимым условием является неукоснительное соблюдение техники безопасности. Первое на что требуется обратить внимание – изоляция всех соединительных проводов. Выполняя в домашних условиях сварочные работы, нужно использовать защитные перчатки или рукавицы, которые обезопасят вас от ожогов. От поражения током вас застрахуют резиновые сапоги.

    При проведении сварочных работ обязательно следует надевать специальную маску. Ваше лицо будет защищено от попадания угольков или искр. В помещении, где проводятся сварочные работы нельзя хранить огнеопасные и легковоспламеняющиеся материалы.

    Деревянные полы для защиты от воспламенения должны быть закрыты листовым железом. Обязательно поставьте огнетушитель или хотя бы ведро воды рядом с местом, где собираетесь производить сварку. Поскольку возможны образования вредных газов или соединений опасных для здоровья, необходимо регулярное проветривание помещения.

    Источник: https://domashnih-usloviyah.ru/svarka-alyuminiya-v-domashnix-usloviyax.html,https://helpmaste.ru/artcl-sposobi_svarki_aluminia.html

    СПОСОБЫ СВАРКИ АЛЮМИНИЯ

    Как уже говорилась выше, пытаться осуществить сварку алюминия без аргона не стоит, особенно если нет соответствующих навыков. Но знать о том, что существует несколько способов работы с деталями из этого цветного металла, все же стоит. Вот и попробуем разобраться, какая сварка для алюминия лучше и чем, разобрав основные методы работы:

    • Классическая, при помощи обычной газовой горелки. Для этого понадобятся специальные прутки и флюс для сварки алюминия. При нагреве агрессивное вещество воздействует на пленку, разъедая ее. Благодаря этому открывается доступ к металлу. После того, как детали будут соединены, их обязательно нужно помыть, чтобы убрать остатки флюса.
    • Электродуговая. Для нее понадобится особая сварочная проволока или электроды. Варят при этом постоянным током. Полярность для сварки алюминия полуавтоматом в таких случаях выбирают обратную.
    • Аргонодуговая. Для нее придется запастись аргоном, вольфрамовыми электродами и чистым аргоном. Хоть этот тип сварки и может показаться самым сложным, но он и отличается максимальной эффективностью. Под действием очень высоких температур даже самая стойкая пленка распадается, а благодаря быстрому перемещению электрода алюминий просто не успевает вытекать из зоны сварки.

    Техники сваривания серебристого металла

    алюминиевые прутки

    Бывает несколько техник электросваривания алюминия, его сплавов или нержавеющей стали. Каждый из них подразумевает использование вспомогательных комплектующих, как газ, спец. электродов или клея.

    Мы же, рассмотрим наиболее известные решения как в индустриальной, так и домашней сварке.

    TIG сварка

    тиг сварка

    Особенно известный метод, это TIG сваривание алюминия. Здесь применяют вольфрамовые электроды, а сам процесс проходит под защищающим газом.

    Так осуществляется точечная газоэлектросварка, и металлообработка плазмой.

    MAG/MIG сварка

    тиг и миг сварка

    Во время MAG/MIG сваривания алюминия применяют полуавтоматическое сварочное устройство, а газ заменяют на проволоку.

    В результате шов выходит довольно качественным, потому что присадочный металл подается автоматически.

    MMA Сварка (дуговая сварка)

    сварка

    Дуговая сварка алюминия самый распространенный метод электросварки алюминия в домашних условиях.

    Этот способ в основном используют для небольшого ремонта, так как качество шва явно подводит, нежели при TIG/MAG сварке. Зато при работе понадобятся только электроды с особым покрытием.

    Сухая сварка

    сухая сварка

    При сухом (или т.н. «холодном») сваривании алюминия детали соединяют с помощью вспомогательных материалов или механических манипуляций, а не нагрева.

    НАСТРОЙКА СВАРОЧНОГО АППАРАТА

    Последний шаг перед началом работы — настройка оборудования. От правильности выполнения всех рекомендаций во многом будет зависеть успешность всего мероприятия. Учесть нужно следующие советы:

    • Полярность может быть как прямой, так и обратной. Обычно со старта устанавливают 50/50.
    • Варить лучше на переменном токе. Сварка алюминия постоянным током проводится только при электродуговом способе.
    • Тщательно регулируйте расход газа. Лучше сразу установить его в промежутке 6–12 л. В дальнейшем, при приобретении определенного опыта, вы сможете скорректировать этот показатель.
    • Подберите верную продолжительность затухания дуги, а также подачи аргона после этого. Первый показатель обычно равен 2–4 секундам, второй — 5.

    ПОДБОР ПРИСАДОЧНОГО МАТЕРИЛА И ВОЛЬФРАМОВЫХ ЭЛЕКТРОДОВ ДЛЯ СВАРКИ АЛЮМИНИЯ

    Выбирая присадку для алюминия, а в частности проволоку, стоит помнить о том, что плавится металл очень быстро. Поэтому и используемый материал должен иметь толщину не меньше, чем свариваемые детали. Но не менее важно помнить и о химическом составе основы и добавки. Если они не будут соответствовать друг другу, то и крепкого соединения не получится. При подборе проволоки нужно руководствоваться следующими данными:

    Маркировка присадки, №Предназначение
    1070/1100АД1, АМц.
    5754Для сварки алюминия с примесью магния.
    1450Для сплавов, используемых в авиастроении. Присадка оснащена титановым включением, укрепляющим шов.
    5183Для пищевых емкостей и судостроения.
    5554Для колесных дисков и емкостей химической промышленности.
    4043Для сплавов с силумином, применяемых в строительстве.

    Особые рекомендации есть и касательно выбора электродов. Главное, чтобы диаметр выбранной принадлежности был максимально близок к толщине обрабатываемого изделия. Свой выбор рекомендуется остановить на WL 15 или WL 20. Заточку электрода проводят, как обычно, но избегают образования слишком острого кончика. В первые же секунды после разогрева конец изделия приобретает форму капли, и уже в таком состоянии ведется шов. При этом вылет из сопла должен быть хотя бы 3–5 мм.

    ТЕХНОЛОГИЯ ГАЗОВОЙ СВАРКИ АЛЮМИНИЯ

    Прежде, чем приступить непосредственно к работе, рекомендуем вам ознакомится с таблицей, содержащей в себе информацию о режимах сварки алюминия.

    Режимы сварки алюминия
    Тип соединенияТолщина свариваемого металла, ммДиаметр электрода, ммДиаметр присадочной проволоки, ммСварочный ток, АРасход газаЧисло проходов
    Ручная сварка
    Отбортовка кромок1,01,040–504–51
    2,02,080–907–81
    Встык, без разделки, одностороннее3,03,0–4,02,0–3,0100–1308–101
    Встык, без разделки, двухстороннее5,04,0–5,03,0–4,0200–2408–102
    Автоматическая сварка
    Встык, без разделки3,04,02,5180–20014–161
    Встык, без разделки6,05,02,5250–29016–181

    Далее можно приступать непосредственно к соединению деталей. Следуйте нескольким простым правилам, и успех вам гарантирован:

    1. Заготовки расположите в максимально удобном положении. Для достижения еще больше комфорта их можно прихватить с двух сторон.
    2. Проволоку начинают подавать только после того, как образуется сварочная ванна. В данном случае важно не промедлить и сделать все вовремя.
    3. Рекомендованная длина дуги — 3 мм.
    4. Электрод нужно держать под углом в 80 градусов. А вот проволока подается уже перпендикулярно положению электрода.
    5. Для работы с тонкими заготовками достаточно вести электрод строго вдоль шва. Если же толщина изделия превышает 3 мм, то вполне можно подключить немного зигзагообразных движений.
    6. Проволока движется перед электродом.
    7. Чтобы завершить шов, следует нажать на кнопку горелки. При этом запускается таймер выключения.
    8. Убирать устройство из зоны сварки нельзя до тех пор, пока не прекратится подача газа.

    Если вы планируете заняться сваркой алюминия полуавтоматом, то купить tig аппарат и все необходимые принадлежности вы можете на Сварщик Бай. В нашем каталоге вас ждет огромный выбор товаров по самым привлекательным ценам. Выбирайте лучшее, работайте эффективно!

    Контактная сварка алюминия

    Из существующих способов контактной сварки для алюминия и его сплавов широко применяется точечная, а также шовная сварка. Стыковая сварка алюминиевых сплавов применяется реже.

    Для получения качественных соединений особое внимание следует обратить на подготовку поверхности деталей. Листовые элементы перед точечной и роликовой сваркой зачищают с двух сторон на ширине 30-50 мм в местах расположения сварных точек или швов. Детали, подготавливаемые для стыковой сварки, должны быть зачищены по торцам и на участках в местах закрепления в зажимах сварочной ма­шины. Лучшие результаты дает химическая очистка — травление деталей в специальных ваннах после предварительного обезжиривания. Рекомендуется травление выполнять при 17-25° С в водном растворе концентрированной ортофосфорной кислоты (Н3РО4) с добавкой 0,1-0,3 % хромпика (К2Сг207). Продолжительность травления 10-15 мин, далее просушка горячим воздухом (Т = 70÷80° С). После травления допускается хранение деталей перед сваркой до 3 суток при использовании машин переменного тока и до 24 ч при сварке запасенной энергией.

    Точечная сварка.

    Рисунок 1. Схема точечной сварки алюминия с использованием прокладок из нержавеющей стали 12Х18Н9:1 — электрод; 2 — прокладка; 3 — свариваемые детали.

    Точечная сварка алюминия и его сплавов связана с не­которыми трудностями. Поскольку алюминий обладает высокой электрической проводимостью, сварка сопровождается перегревом металла у контакта между электродом и деталью и, как следствие, их свариванием. Для того чтобы исключить это отрицательное явление в ряде случаев применяют теплоизолирующие прокладки из стали 12Х18Н9 толщиной 0,2-0,5 мм между электродом и деталью из алюминия. Такие прокладки не привариваются к деталям. При сварке алюминиевых сплавов необходимо обеспечивать небольшое и по возможности постоянное электросопротивление пленки оксидов на поверхности изделия: при сварке на машинах переменного тока – 100-300 мкОм, при использовании запасенной энергии — менее 100 мкОм. Для контроля качества поверхности детали зажимают между электродами специального пресса или точечной машины. При измерении контактного сопротивления можно пользоваться микрометром типа М246 или другими приборами, предназначенными для измерения малых сопротивлений.

    Для алюминия, и, его сплавов, точечная сварка применяется при толщине металла от 0,04 до 5-6 мм. Элементы, собранные под сварку, должны плотно прилегать друг к другу; допускаются зазоры не более 0,3 мм на длине 100 мм.

    Типы соединений прн точечной сварке алюминия в его сплавов

    Рис. 2. Типы соединений прн точечной сварке алюминия в его сплавов.

    Таблица 1. Ориентировочные режимы точечной сварки ‘алюминиевых сплавов

    Сплав b, мм Усилие на электрод, кН I.св, А t, c
    Технический алюминий 0,5+0,5 2,45 15 0,08
    1,5+1,5 2,84 22 0,1
    2,5+2,5 3,43 28 0,16
    4,8+4,8 4,12 42 0,30
    АМг-АМ 0,5+0,5 1,28 22 0,04
    1,0+1,0 2,45 30 0,06
    1,5+1,5 3,43 34 0,08
    2,0+2,0 4,91 38 0,10
    АМг6Т 1,5+1,5 7,85 46 0,21
    2,0+2,0 6,77 33,4 0,23
    3,0+3,0 6,87 41,5 0,22
    АМц-АМ 1,0+1,0 4,91 43 0,13
    2,0+2,0 6,13 42,5 0,23
    3,0+3,0 8,93 53 0,18
    Д16-АТ 0,5+0,5 2,16 23 0,08
    0,8+0,8 3,4 27 0,10
    1,0+1,0 4,41 28 0,12
    1,5+1,5 6,38 34 0,16

    Точечная сварка алюминия и его сплавов требует применения сварочных токов весьма большой плотности — до 1000 А/мм2 и выше, что значительно превосходит плотность тока при сварке малоуглеродистой стали. Применяемые токи в 3-4 раза больше, чем при сварке стали. Рекомендуемое удельное давление 59-98 МПа. Диаметр ядра точки при сварке алюминия толщиной 2-3 мм составляет 8-11 мм. Так как в результате нагрева при точечной сварке алюминиевые сплавы разупрочняются, причем размеры зон разупрочнения зависят от времени сварки, сплавы такого типа сваривают при сравнительно коротких импульсах тока продолжительностью 0,08-0,3 сек (жесткие режимы). В зависимости от толщины металла применяют следующие радиусы сферы электродов:

    Толщина металла, мм 1 2 ≥3
    Радиус сферы электрода, мм 75 100 150

    При сварке легких сплавов обеспечивают минимальное выделение теплоты в контакте электрод — деталь и интенсивное охлаждение электрода. В связи c этим электрическая проводимость сплава для изготовления электродов должна быть не ниже 85-90 % проводимости меди.

    При точечной сварке высокопрочных алюминиевых сплавов, начиная с толщин 1,5-2 мм, лучшее уплотнение ядра и соответственно устранение склонности сварной точки к порам и трещинам достигаются при использовании графика переменного усилия с «ковочным» давлением Рк. Обычно принимают Рк = 1,5 + 3 Рсв, где Рсв — усилие, приложенное к электродам во время сварочного нагрева. Так, для сплава Д16-АТ при толщине листа 1,5 мм Рсв = 6500 Н, а Рк = 9810 ÷ 11800 Н. Для того чтобы избежать перегрева металла в контакте электрод — деталь, уменьшить износ электродов и улучшить качество поверхности деталей из алюминиевых сплавов, в ряде случаев (например, для ответственных деталей) применяют модулирова­ние импульса сварочного тока с постепенными его нарастанием и спа­дом. Для точечной сварки металла малых толщин (0,02-0,5 мм) используют конденсаторную сварку на машинах типа ТКМ-4 мощностью 100 Вт и др.

    Рисунок 3. Циклограмма одноимпульсной точечной сварки алюминиевых сплавов с «ковочным» давлением.

    Рисунок 4. Циклограмма точечной сварки с постепенными нарастанием в спадом тока

    При сварке алюминиевых сплавов точки, обладая высокой прочностью при работе на срез, относительно плохо сопротивляются разрыву.

    Таблица 2. Среднее разрушающее усилие сварных точен на алюминиевых сплавах

    Марка b, мм Диаметр ядра, мм Разрушающее усилие, кН
    на срез на отрыв
    АМц-АМ 2,0+2,0 8,5 5,2 3,8
    3,0+3,0 11,0 7,2 6,0
    АМг5В 2,0+2,0 8,0 5,4 2,5
    2,5+2,5 9,0 6,1 2,7
    АМг6Т 2,0+2,0 9,0 8.4 4,0
    3,0+3,0 10,5 9,3 3,7
    Д16-АМ 2,0+3,0 8,5 6,6 2,8
    2,5+2,5 10,0 7,9 3,4
    Д16-АТ 2,0+2,0 9,0 6,5 2,3
    3,0+3,0 10,5 10,6 3,9

    Основные типовые соединения при шовной сварке алюминия и его сплавов: а - внахлестку; б - бортовое.

    Рисунок 5. Основные типовые соединения при шовной сварке алюминия и его сплавов: а — внахлестку; б — бортовое.

    Шовная сварка успешно используется при изготовлении изделий из алюминиевых сплавов толщиной до 4 мм, требующих герметичности. Для легких сплавов на основе алюминия и магния такая сварка осуществляется двумя способами — прерывистым и шаговым. При первом способе свариваемые детали перемещаются относительно электродов машины непрерывно, а сварочный ток включается импульсами длительностью tи чередующимися с паузами tn. Прерывистое включение тока позволяет исключить перегрев поверхности свариваемых деталей и резко снижает износ электродов. Для алюминиевых сплавов . При втором способе, весьма эффективном для алюминиевых сплавов, включение сварочного тока и перемещение деталей чередуются: сварка осуществляется при неподвижных деталях, а их перемещение — при выключенном токе и постоянном давлении.

    Основные типы соединений при шовной сварке алюминия такие же, как для стали и других металлов. Размер С принимается в зависимости от толщины сплава:

    b, мм 1 1,5 2
    С, мм 14 17 20

    Ширина рабочей части роликов равна 2-12 мм и увеличивается с ростом толщины свариваемого металла. Диаметр электрода составляет 150-200 мм. При толщине металла 0,5 мм применяют электроды меньшего диаметра — 40-50 мм. Для сварки легких сплавов используют ролики со сферической рабочей поверхностью. При шовной сварке алюминия и его сплавов необходимо обеспечить протекание значительного тока в сварочной цепи. Поэтому применяют роликовые машины большой мощности (250-350 кВА).

    Таблица 3. Ориентировочные режимы прерывистой шовной сварки алюминиевых сплавов

    b, мм Ширина ролика, мм Iсв, кА t, с Усилие сжатия, кН Uсв. м/мин Шаг точки, мм
    действия тока паузы
    0,6+0,6 2,8 26 0,04 0,08 2,6 0,7 1,4
    1,0+1,0 3,6 32 0,06 0,1 3,3 0,75 2,0
    1,5+1,5 4,8 38 0,06 0,18 4,2 0,65 2,5
    2,0+2,0 6,6 41 0,08 0,24 4,8 0,5 2,5

    Усилия сжатия электродов близки к усилиям для малоуглеродистой стали той же толщины. Скорость сварки ниже, чем для стали, и лежит в пределах 0,5-1,0 м/мин. Она уменьшается с увеличением толщины свариваемых деталей.

    Существенное влияние на качество шва при шовной сварке так же, как и при точечной, оказывает состояние поверхности сплава.

    Стыковая сварка.

    Стыковая сварка алюминия и его сплавов возможна как сопротивлением, так и оплавлением. При сварке алюминия сопротивлением плотность тока примерно в два раза выше, чем при сварке малоуглеродистой стали (при одинаковой длительности процесса). Нагрев проводится с большими скоростями, превышающими скорости нагрева деталей из стали. Для алюминия потребляется значительно большая мощность, чем для стали. Так, при сварке сопротивлением стержней диаметром 8 мм для малоуглеродистой стали необходима мощность 5 кВА, для алюминия — 15 кВА.

    Наиболее эффективна для алюминия и его сплавов стыковая сварка оплавлением, так как при данном процессе исключается окисление металла в стыке, опасность которого при сварке этого металла очень велика. Известны примеры сварки оплавлением изделий из алюминиевых сплавов на машинах мощностью более 500 кВА с усилием осадки выше 150 кН, а также сварки многочисленных простых сечений меньших размеров (стержни, трубы, полосы и др.). В строительстве стыковая сварка широко применяется для соединения различных сложных профилей, которые свариваются под различным углом друг к другу.

    Стыковая сварка ведется с большой скоростью непрерывного оплавления, достигающей 8 мм/с и более (при сварке стали она редко превышает 2-3 мм/с). Необходимы значительные скорости осадки (150 мм/с и выше), большие, чем при сварке малоуглеродистой стали. Давления при осадке для алюминиевых сплавов могут достигать 196,1-215,7 МПа. Поэтому для их сварки требуются машины относительно большей мощности с автоматическим управлением.

    Таблица 4. Ориентировочные режимы стыковой сварки оплавлением алюминиевых сплавов.

    Сплав Толщина полосы, мм Установочная длина, мм Припуск на оплавление, мм Длительность оплавления, с Средняя скорость оплавления, мм/с Припуск на осадку, мм Скорость осадки, мм/с Давление осадки, МПа Удельная мощ­ность, кВА/мм2
    АМг6 5-8 45 22 7 8 6-8 150 157 0,17
    Д16-АМ 3-5 30 15 3 11 5-6 150 98 0,28
    АК6 4-6 14 10 1,8 7 7-8,5 100-150 176-215 0,4

    Рисунок 6. Схема стыковой сварки алюминиевых заготовок с принудительным формированием соединения.

    Для алюминиевых сплавов весьма эффективна стыковая сварка оплавлением со срезанием грата ножами и с принудительным формированием стыка. Эти способы обеспечивают благоприятную структуру соединения при повышенном давлении с устранением расслоения и рыхлости, наблюдаемых при обычных схемах осадки. При сварке термообработанных деталей большого сечения применяют подогрев (при повышенной установочной длине и плотности тока 5-7 А/мм2) до 200-300 °С в течение 30-40 с (подогрев не должен заметно влиять на разупрочнение сплава). Рекомендуются следующие параметры процесса сварки: перед подогревом торцы выравнивают предварительным оплавлением, а затем сдавливают при давлении 19,6-49,0 МПа. После подогрева оплавление возбуждают ступенчато, при скоростях оплавления 0,5-1 мм/с, далее при 3-5 мм/с и, наконец, при 10-25 мм/с; давление осадки 147,2-245,3 МПа. Эффективно также импульсное оплавление. Лучшие результаты получаются при сварке алюминиевых сплавов в защитной атмосфере инертных газов. Однако опыт показывает, что во многих случаях возможна сварка без защиты газами (особенно для малых сечений).

    Механические свойства стыков из заданного сплава зависят от применяемых режимов сварки. Для обеспечения максимальной прочности давление должно быть согласовано со скоростью осадки: с увеличением давления скорость осадки уменьшают. Прочность стыков из алюминия в среднем составляет 68,7-88,3 МПа. На сплаве типа АМг6 можно получить сварные соединения, равнопрочные основному металлу при удовлетворительной их пластичности. На высокопрочных сплавах (например, Д16-АТ) прочность и пластичность стыков ниже, чем у основного металла. Термическая обработка (отжиг) оказывает существенное влияние на прочность и пластичность соедине­ний из некоторых сплавов, например АК6.

    Таблица 5. Механические свойства соединений пластин из алюминиевых сплавов, выполненных стыковой сваркой оплавлением

    Сплав b, мм F, мм2 σв, МПа α, град
    Основной металл Сварное соединение Основной

    металл

    Сварное соединение
    Д1-АМ 4-8 200-2400 210 157-206 180 30-60
    АМг6 2,5-6 200-4000 294-353 274-353 100-120 31-39
    Д16-АТ 4 200-1000 431-451 147-265 45-48 <5

    Проволоки из алюминия и его сплавов соединяют встык конденсаторной сваркой. Механические свойства сваренных стыков определяются для алюминиевой проволоки диаметром 2-3 мм 6-8 перегибами под углом 180°.

    Таблица 6. Ориентировочные режимы стыковой конденсаторной варки алюминиевых проволок

    Сплав dпр Lk, мкФ Uk, В Припуск на оплавление,мм Усилие осадки, Н
    Технический алюминий 2,8 250 1400 9 1569,6
    3,5 550 1500 14 1666,8
    АЛ5 3,5 550 1200-1500 6 1079,1
    Рейтинг
    ( 2 оценки, среднее 4.5 из 5 )
    Понравилась статья? Поделиться с друзьями: