Сварка алюминия и его сплавов

Алюминий и его сплавы употребляются в промышленности в виде листов, труб, проволоки, отливок и пр. Сварка алюминия и его сплавов затрудняется образованием на поверхности сварочной ванны тугоплавкой окиси алюминия, а также тем, что при нагреве алюминий не меняет цвета, и поэтому трудно уловить момент начала его плавления.

Мощность сварочного пламени в зависимости от толщины свариваемого металла следующая:

Толщина металла в мм	0,5—0,8	1	1,2	1,5—2	3—4
Мощность пламени в л/ч ацетилена	50	75	75—150	150—300	300—500

Пламя должно быть нормальным. Избыток кислорода не допускается, так как при этом получается большое количество трудно- удаляемой окиси алюминия. Избыток ацетилена может привести к образованию пор в шве.

Присадочный металл выбирают в зависимости от свариваемого основного металла: для алюминия — алюминий или сплав АК; для алюминиевомарганцовых — сплав АК; для алюминиевомагниевых — подобный основному металлу, но с содержанием магния не более 6%; для дюралюминов — алюминий или сплав, подобный основному металлу (если будет производиться термообработка после сварки); для литых деталей — силуминовые стержни.

Диаметр проволоки в зависимости от толщины металла следующий:

Толщина металла в мм	1,5	1,5-3	3-5	5- 7	7-10
Диаметр проволоки в мм	1,5—2	2.5-3	3-4	4-4.5	4.5-5.5

При сварке алюминия и его сплавов необходимо применять флюсы, с помощью которых из сварочной ванны удаляются окислы алюминия. Рекомендуется брать флюс состава: 50% хлористого калия, 28% хлористого натрия, 14% хлористого лития, 8% фтористого натрия. Флюс наносят на кромки изделия в виде порошка или пасты. Все флюсы интенсивно поглощают влагу из воздуха, поэтому их нужно хранить в герметически закрытых сосудах.

Листы толщиной до 2—2,5 мм сваривают без присадочного металла с отбортовкой кромок. Высота отбортовки составляет 2—3 толщины листа. Отбортовку можно не делать, если в зазор между листами уложить полоску металла толщиной, равной толщине свариваемого листа. При сварке в стык листов толщиной до 4 мм скос кромок не делают, а листы укладывают с зазором 0,5 мм . При толщине от 4 до 15 мм производят односторонний скос кромок, а при большей—двухсторонний. Угол раскрытия шва составляет 60— 70°. В вершине шва оставляют притупление, равное 'Д толщины металла. Не следует применять соединение внахлестку, так как флюс, затекающий в зазор между листами, в процессе эксплуатации может вызвать разрушение соединения.

Кромки листов и присадочная проволока перед сваркой должны быть тщательно очищены от пленки окиси алюминия механическим либо химическим путем. При механической очистке кромки вначале обезжириваются в щелочном растворе, а затем очищаются стальной щеткой. Лучшие результаты дает химическая очистка. Для этого кромки вначале обезжириваются, а потом протравливаются в 5-процентном растворе каустической соды. После обезжиривания и травления необходимо детали тщательно промыть в воде, протереть чистой тряпкой и просушить. Листы, очищенные механическим путем, нужно сваривать не позже чем через 2 ч, а после химической очистки не позже чем через 8 ч.

Сварку начинают на расстоянии 50—80 мм от края листа и ведут к более отдаленному концу; оставшийся участок шва заваривают в обратном направлении. В начале сварки горелку держат под увеличенным углом к поверхности листа, а затем, уменьшая его, доводят до 30—45°. Проволоку держат под углом 45°. Сварку ведут непрерывно. Нельзя отводить пламя горелки в сторону, так как это приведет к окислению нагретого металла сварочной ванны. Шов заваривается в один проход. При перерывах в работе пламя медленно отводят от места сварки, чтобы металл застывал под защитой пламени, препятствующего действию кислорода воздуха на металл. После сварки шов слегка проковывается в холодном состоянии. Остатки флюса и шлака должны быть тщательно удалены со шва, иначе оставшийся флюс будет разъедать алюминий. Флюс удаляют промывкой изделия в горячей или теплой воде, а затем в 5-процентном растворе азотной кислоты с добавлением 2% хромпика, после чего изделие промывают в холодной воде и сушат. При сварке литого алюминия требуется предварительно подогревать все изделие до 200—250° С. Так как алюминий при нагревании не изменяет своего цвета, то момент окончания подогрева узнают следующим путем: нагреваемый металл натирают сосновой щепочкой. Появление на поверхности детали темных линий указывает на то, что нагрев произведен до требуемой температуры. Подогрев ведется медленно с тем, чтобы все части изделия прогревались равномерно.

Присадочную проволоку выбирают марки АК (эта проволока отличается хорошей жидкотекучеетью и небольшой усадкой) или из сплава с содержанием 92% алюминия и 8% меди. Флюс, мощность и состав пламени выбирают такие же, как при сварке листового алюминия. После сварки изделие медленно охлаждают и очищают от остатков флюса. Для улучшения механических свойств сварного соединения после сварки рекомендуется произвести отжиг детали при температуре 300—350°С с последующим медленным охлаждением.