Сварка алюминия и его сплавов

В настоящее время в машиностроении применяют сварные конструкции из алюминия и его сплавов. При сварке алюминия и его сплавов
 возникают трудности вследствие того, что алюминий легко окисляется
 и на его поверхности образуется тугоплавкая пленка окиси алюминия
 (Аl₂О₃) с температурой плавления 2050 °С. Эта пленка, хотя и защищает поверхность металла от дальнейшего окисления, препятствует
 сплавлению кромок. Поэтому ее следует перед сваркой механически
 удалять и не допускать образования в процессе сварки.

При нагревании до температуры плавления алюминий быстро переходит из твердого состояния в жидкое при температуре 627 °С. Нагрев
 до 400—500 °С часто сопровождается образованием прогибов, изломов и провалов участков свариваемого изделия. Поэтому сварку рекомендуют вести на формирующих подкладках.

Алюминий в жидком состоянии хорошо растворяет водород. При
 понижении температуры, вследствие уменьшения растворимости в
 алюминии, водород выделяется из металла и располагается по границам зерен в виде мельчайших пузырьков, несколько снижающих
 прочность шва и нарушающих герметичность сварного соединения.

При затвердевании алюминий и его сплавы дают большую усадку, 
 вследствие этого вблизи шва могут образовываться трещины. Для предотвращения таких явлений для сварки алюминия и его сплавов применяют прутки и электроды специального состава.

Алюминий и его сплавы можно сваривать почти всеми рассмотренными способами. Перед сваркой кромки изделия и присадочные прутки очищают металлической щеткой от грязи, обезжиривают бензином, 
 н раствором каустической соды и подвергают травлению. Травление
 производят при 50—70 °С в растворе едкого натрия (45—50 г/дм³
 воды) в течение 1 мин. После травления изделия промывают в холодной и горячей воде.

Для удаления пленки окиси алюминия из сварочной ванны применяют порошкообразные флюсы или специальные пасты. Наибольшее
 распространение получил флюс, содержащий 50% хлористого калии, 
 28% хлористого натрия, 14%. хлористого лития и 8% фтористого натрия. Остатки флюса вызывают коррозию, поэтому после сварки шлак
 и остатки этого флюса смывают с поверхности шва теплой водой, а
 затем 5%—ным раствором азотной кислоты с 2% хромпика с последующей промывкой водой в течение 5 мин и сушкой. Этот флюс в виде
 пасты, замешанной на воде, применяют при газовой сварке.

При сварке алюминия и его сплавов в качестве присадки применяют проволоку того же химического состава, что и химический состав
 свариваемого металла. Хорошие результаты при сварке сплава АМц
 и некоторых термически обрабатываемых алюминиевых сплавов дает
 применение присадочной проволоки марки АК, содержащей около
 5% Si. Эта проволока обеспечивает повышенную жидкотекучесть металла шва и меньшую усадку его при остывании.

Сварку алюминиевого литья ведут с предварительным подогревом
 до 250—260 °С. Для получения мелкозернистого строения и устранения внутренних напряжений шов иногда подвергают отжигу при 300—350 °C.

При электродуговой сварке металлическим электродом применяют
 специальную обмазку, в состав которой входит до 15% хлористого
 натрия, до 50% хлористого калия и до 35% криолита. На 100 г смеси
 добавляют 50 см³ воды. Связывающим веществом служит хлористый
 натрий, который одновременно является и флюсующим. Толщина
 обмазки на электроде достигает 1—1, 2 мм на сторону. Сварку алюминия и его сплавов ведут на постоянном токе при обратной полярности. Шлак после сварки удаляют горячей водой.

Дуговую сварку алюминия угольным электродом производят с присадочным металлом и флюсом того же состава, что и при газовой
 сварке.

Атомноводородную сварку алюминия и его сплавов применяют для
 ответственных конструкций {толщина деталей составляет 1, 5—10 мм).
 Состав присадочного металла и флюса тот же, что и при газовой сварке.

Аргоно—дуговую сварку плавящимся электродом применяют для
 деталей толщиной 4—100 мм и более, а неплавящимся электродом —
 0, 5—15 мм.

При электроконтактной точечной или роликовой сварке алюминиевых сплавов применяют токи большей силы, чем при сварке стали той же
 толщины; продолжительность сварки должна быть меньше. Это объясняется повышенной тепло— и электропроводностью алюминиевых
 сплавов по сравнению со сталью. Например, при точечной сварке листовой стали толщиной 2 мм применяют силу тока 7500 А при продолжительности сварки 0, 5 с и давлении электродов 3 кН (300 кгс), 
 а при сварке листового дуралюминия такой же толщины соответственно 31000 А, 0, 12 с и 5 кН (500 кгс). В машинах, используемых
 для сварки алюминиевых сплавов, применяют специальные ионные прерыватели, обеспечивающие минимальное время протекания
 тока. Широкое применение нашли конденсаторные машины, дающие
 мощный импульс сварочного тока за сотые доли секунды.