Сварка алюминия. Режимы и технологии
Наплывы
На основании опыта можно сделать вывод, что для ручной сварки алюминиевых сплавов неплавящимся электродом следует применять аргон, для автоматической сварки неплавящимся электродом — смесь 50—60%He + 50—40% Ar, а в случае сварки плавящимся электродом (автоматической и полуавтоматической) — смесь 65—70% He + 35—30% Ar. Режимы сварки в аргоно-гелиевых смесях отличны от режимов, применяемых при сварке в аргоне (табл. 1, 2).
Следите также за тем, чтобы сварное соединение имело достаточную длину, необходимую для распределения нагрузок. Если относительно толстая пластина приваривается к более тонкой, но более широкой пластине коротким швом, это мало что дает. Место соединения оказывается слабым местом конструкции.
Трубопровод, изготовленный из сшитого полиэтилена, также проверяется холодной водой, подаваемой под давлением. Оно должно быть в два раза больше рабочего, но не меньше 6 бар. Давление воды будет постепенно падать. Через полчаса вам будет необходимо восстановить давление, выбранное для проверки. Так нужно повторить 3 раза. После третьего раза давление снова доводится до проверочного, но оставляется на сутки. Система считается герметичной, если не было выявлено протечек, а давление упало не больше, чем на 1,5 бара.
Сборку труб под сварку следует проводить с помощью центратора, обеспечивающего плотную стыковку, закрепление и центрирование труб. В конструкции центратора должна быть предусмотрена сменная разрезная подкладка с канавкой для формирования усиления с обратной стороны и устройство для защиты от окисления корня шва поддувом защитного газа в канавку подкладки. На рис. 6 приведен центратор, обеспечивающий точную сборку труб под сварку.
Если деталь можно расположить так, чтобы угол а на любом участке не превышал 10°, сварку ведут на неподвижной детали. В противном случае деталь сваривают в приспособлении, позволяющем поворачивать ее при переходе дуги от одного участка стыкующихся кромок к другому так, чтобы сварку вести все время в нижнем положении. При этом угол B может быть менее 160°. Окончание сварки участков с глубокой разделкой, подобных участку 3, производят прямолинейными швами с выводом начала и окончания каждого валика за пределы рабочего, сечения заготовки.
Довольно сложную задачу представляет и сварка кольцевых швов крупногабаритных деталей. Наиболее просто такие швы выполнять полуавтоматической сваркой горизонтального стыка, однако при особо высоких требованиях к качеству сварного соединения или при большом объеме работ следует применять автоматическую сварку плавящимся электродом большого диаметра. В этом случае необходимо большое количество технологической оснастки: роликового стенда для вращения деталей при сварке (причем желательно, чтобы скорость регулировалась плавно во всем диапазоне скоростей сварки); приспособления, обеспечивающего радиальную жесткость изделия на роликовом стенде; оснастки для кантовки изделия; стяжного приспособления, центрирующих и подкладных колец и т. д.
Режимы и технология сварки алюминия
Формирование шва наилучшее. При сварке алюминия вольфрамовым электродом можно получать металл шва плотным, мало насыщенным газами. При этом достигается высокая прочность и пластичность сварных соединений, близкие к прочности и пластичности основного металла.
Сварку неплавящимся электродом в среде защитных газов рекомендуется применять для ответственных соединений, требующих высокого качества, герметичности и прочности.
Сварка неплавящимся электродом может производиться одной, двумя и. тремя дугами.
Температура предварительного подогрева, обычно назначается произвольно, в пределах 120—200° С. Однако подогрев до такой высокой температуры создает значительные трудности для работы сварщика и во многих случаях вообще недопустим. Например, такой подогрев при сварке термически упрочняемых сплавов может привести к разупрочнению металла, при сварке же термически не упрочняемых сплавов — к значительному росту зерна в околошовной зоне и нередко к увеличений) количества пор.
Трехфазная дуга является одним из наиболее мощных концентрированных источников тепла, ее мощность более чем в 2 раза превышает мощность однофазной дуги при том же токе и напряжении. Важным преимуществом трехфазной дуги по сравнению с однофазной является ее высокая устойчивость.
При изготовлении крупногабаритных конструкций нередко возникает необходимость сваривать многопроходной сваркой детали сложной формы и большой толщины. Если деталь криволинейной формы (или деталь, имеющую прямолинейные и криволинейные участки) сваривать послойным заполнением разделки, повторяющей форму детали, то сварочный процесс трудно автоматизировать из-за необходимости использования системы автоматического слежения за длиной дуги, а также сложной технологической оснастки для поворота детали во время сварки. Кроме того, разделка кромок деталей под сварку требует сложной механической обработки, а применение полуавтоматической сварки увеличивает трудоемкость изготовления детали и снижает качество сварного соединения. Не дает ощутимых преимуществ и комбинированное применение автоматической сварки на отдельных (например, прямолинейных) участках с полуавтоматической сваркой, так как в этом случае трудно обеспечить высокое качество шва в местах перехода от участка, выполненного автоматической сваркой, к участку, выполненному полуавтоматической сваркой, или наоборот.
Порекомендовать можно только одно, вырезайте из списываемых в металлолом сельскохозяйственных машин куски труб, которые впоследствии могут использоваться в подобных целях. Производители машин часто используют трубы с таким сечением и толщиной стенок, которые практически не встречаются на металлобазах.
Сварку деталей при сложной форме разделки производят сварочным автоматом, который должен передвигаться по направляющим, повторяющим в точности форму ломаной линии стыкующихся кромок. Работу выполняют либо вообще без технологической, оснастки, либо применяют несложное приспособление для поворота детали в момент перехода дуги от одного участка стыкующих кромок к другому. Разделку кромок под сварку выполняют так, чтобы стыкующиеся кромки 1 вдоль направления сварки представляли собой ломаную линию с возможно меньшим числом прямолинейных участков и возможно большим углом B между ними. Объемы наплавленного металла по обе стороны стыкующихся кромок на криволинейных участках детали должны быть после сварки примерно равными во избежание появления остаточных деформаций.
Поиск дефектов сварки с помощью ультразвука
Образуются из-за того, что расплавленный металл затекает на более холодные участки трубы, которые располагаются вблизи шва. Наплывы могут иметь разный вид, например, капель или больших образований. Наиболее частыми причинами возникновения наплывов считаются слишком большая величина сварочного тока или неправильное движение электрода. Кроме того, ошибка может заключаться в неверно выбранном угле наклона труб. Кроме наплывов, также могут наблюдаться такие явления, как наличие трещин и неравномерность сварки.
В последнее время разрабатывается и уже находит применение в промышленности способ плазменной сварки сжатой дугой алюминия на переменном токе. По сравнению с обычной дуговой сваркой неплавящимся электродом сварка сжатой дугой производится на повышенных скоростях, при этом снижается расход защитного газа, электроэнергии и присадочной проволоки. При этом способе сварки обеспечивается высокая стабильность горения и устойчивость дуги, снижается величина тепловложения, сужается зона термического влияния и уменьшаются деформации.
Через образовавшиеся отверстия внешняя труба затем приваривается к трубе, расположенной внутри. Такая мера, однако, эффективна лишь в том случае, если одна труба входит в другую достаточно плотно. Здесь начинаются проблемы: найти трубу подходящего диаметра не всегда легко.
Кольцевые швы большого диаметра обычно сваривают вразбивку, т. е. участками. Однако опыт изготовления крупногабаритных изделий из алюминиевых сплавов с большим числом кольцевых швов свидетельствует о возможности и преимуществах наложения каждого валика многослойного шва без остановки процесса сварки. Одновременно с началом сварки включается привод роликового стенда, который вращает деталь со скоростью сварки на радиусе шва. Сварочный автомат либо закреплен на неподвижной платформе, либо катится по поверхности изделия навстречу его движению с той же скоростью сварки. В последнем случае необходимо обеспечить слежение сварочного автомата за стыком по направляющей.
К недостаткам этого способа относятся большая вероятность получения непровара по глубине в начале сварки, когда невозможно применить выводные пластины; трудность предотвращения образования пор в сварных швах. Последний недостаток устраняется при использовании способа импульсно-дуговой сварки плавящимся электродом в среде защитных газов. Этот способ разработан в ИЭС им. Е. О. Патона.
Кольцевой стык при сборке следует центрировать либо снаружи обжимным кольцом, если первый валик сваривают изнутри, либо изнутри распорным кольцом при сварке первого валика снаружи, причем подкладку целесообразно изготовлять вместе с центрирующим кольцом (см рис. 5). Сварку кольцевых швов на деталях небольшого диаметра (трубы диаметром до 200— 250 мм со стенкой толщиной до 6—8 мм) в том случае, когда предъявляются особо высокие требования к качеству сварного соединения, следует выполнять автоматической сваркой неплавящимся электродом. Сварочный автомат в этом случае должен обеспечивать следующее:
Поместите усиливающий лист над заваренной трещиной и приварите его по периметру. Усиливающий лист имеет специфическую форму – это необходимо, чтобы перенаправить силовые линии в нейтральное волокно. При этом не играет роли, как будет заострена пластина, внутрь или наружу, результат всегда одинаков. Важно, чтобы кончики указывали на нейтральное волокно.
При сварке изделий из алюминиевых сплавов нередко прибегают к предварительному их подогреву. На практике широко применяют подогрев газовыми горелками и горячим воздухом. Однако оба эти способа имеют существенные недостатки. При использовании газовых горелок, например, возможен перегрев некоторых зон металла, а следовательно, деформация изделия.
