1. Трудности при сварке алюминия и его сплавов обусловлены образованием тонкой прочной и тугоплавкой поверхностной пленки оксида А12О3, плавящегося при температуре 2050°С; склонностью к образованию газовой пористости; склонностью к образованию горячих трещин. Пленка оксида покрывает капли расплавленного металла и препятствует сплавлению их между собой и основным металлом. Для разрушения и удаления пленки и защиты металла от повторного окисления при сварке используют специальные флюсы или ведут сварку в атмосфере инертных газов.
Действие флюсов основано на растворении пленки оксидов. При сварке в защитных газах пленка разрушается в результате электрических процессов в том случае, если она оказывается в катодной области дуги. Это реализуется при сварке плавящимся электродом на постоянном токе обратной полярности и сварке неплавящимся электродом на переменном токе с использованием специальных источников тока. Причиной газовой пористости в сварных швах алюминия является водород. Источник водорода — влага воздуха, которая сильно адсорбируется пленкой оксида на поверхности заготовки и сварочной проволоки. Газовая пористость обусловлена, с одной стороны, насыщением расплавленного металла большим количеством водорода, с другой — малой его растворимостью в твердом состоянии. Для предупреждения пористости необходима тщательная механическая очистка свариваемой поверхности заготовок и сварочной проволоки или химическая их очистка (например, раствором NaOH). При этом с пленкой оксида удаляется скопившаяся на ней влага. Образование горячих трещин в алюминии и некоторых его сплавах связано с крупнокристаллической макроструктурой сварных швов
Наиболее широко применяют сварку алюминия и его сплавов в атмосфере защитных газов неплавящимся (толщины 0,5—10 мм) и плавящимся (толщины более 10 мм) электродами. В этом случае получают более высокое качество сварных швов по сравнению с другими видами дуговой сварки. Применяют также автоматическую сварку плавящимся электродом полуоткрытой другой по слою флюса, при которой для формирования корня шва используют медные или стальные под кладки. Возможна газовая сварка алюминия и его сплавов. Флюс наносят на свариваемые кромки в виде пасты или вводят в сварочную ванну на разогретом конце присадочного прутка. Алюминий и его сплавы также сваривают плазменной и электрошлаковой сваркой; они достаточно хорошо свариваются контактной сваркой. Учитывая высокую теплопроводность и электропроводимость алюминия, для его сварки необходимо применять большие силы тока. Чистый (до 0,5% примесей) и технический алюминий (до 1,0% примесей) хорошо свариваются холодной сваркой.
2. Отличительная черта магниевых сплавов — повышенная чувствительность к коррозии во многих средах. Это объясняется тем, что оксидная пленка на поверхности магния рыхлая и не обладает высокими защитными свойствами, как, например, оксидная пленка на алюминии.
Магний — один из наиболее активных по отношению к кислороду металлов. В результате его окисления образуется оксид MgO, покрываюший поверхность металла пленкой, температура плавления оксида магния 2800 °С, плотность 3,65 г/см3.
В связи с высокой температурой плавления оксидная пленка на поверхности магниевых сплавов так же, как и при сварке алюминия, затрудняет образование общей сварочной ванны и должна быть разрушена или удалена в процессе сварки. Оксидная пленка па магниевых сплавах имеет плохие защитные свойства и способна удерживать большое количество влаги.
Особенности сварки магниевых сплавов
Одним из первых методов сварки плавлением изделий из магниевых сплавов была ацетиленокислородная сварка с флюсами на основе хлористых и фтористых солей. Флюс в зону сварки вносят в ванну с присадочным прутком или наносят на кромки свариваемых изделий в виде пасты. Имеются также сведения о применении для сварки магниевых сплавов ручной дуговой сварки покрытыми электродами. Оба эти процесса из-за применения флюсов и покрытий, опасных с точки зрения коррозии соединений, в настоящее время не применяются и не рекомендуются.
Основное значение в настоящее время имеют способы дуговой сварки магниевых сплавов в среде аргона вольфрамовым и плавящимся электродами. При сварке этими способами исключается опасность коррозии, вызванной остатками флюсов. В связи с этим отпадает необходимость специальной обработки сварных изделий с целью удаления остатков флюсов.