Тема: «Особенности сварки алюминиевых и магниевых сплавов»

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.