Сборка осуществляется в кондукторах, надёжно фиксирующих положение деталей. Элементы кондукторов, непосредственно соприкасающихся с деталями, изготовляют из немагнитных материалов.
Кондуктор должен обеспечивать поворот детали в положение, удобное для сварки, и не препятствовать усадке элементов, особенно при толщине более 10 мм. При сварке в кондукторах или без них следует пользоваться подкладками и прижимами, облегчающими формирование шва при сварке покрытыми электродами, угольной дугой или неплавящимся электродом в аргоне.
При сварке без кондукторов соединяемые элементы закрепляют с помощью прихваток, которые выполняют покрытыми электродами или неплавящимися электродами в аргоне. В угловых и нахлёсточных соединениях прихватки ставят без присадочного материала. А в стыковых – с присадочным.
Таблица 1
Толщина элементов, Мм | Длина прихваток, мм | Расстояние между прихватками, мм |
2…8 | 20…35 | 100…200 |
10…20 | 40…80 | 200…300 |
25…30 | 70…120 | 300…400 |
При толщине элементов до 3 мм прихватки выполняют на всю толщину материала. При длинных соединениях прихватки расплагают от середины соединения к краям. Прихватки в стыковых, многослойных соединениях располагают со стороны, обратной сварке первого слоя шва и при сварке шва их следует удалить. Перед сваркой прихватки необходимо осмотреть, дефектные удалить и выполнить вновь, а затем очистить и обезжирить.
1.5 Сварка алюминия и его сплавов покрытыми электродами.
Сварку покрытыми электродами применяют в основном для малоответственных конструкций из-за невозможности получить шов близкий по механическим свойствам основному металлу. В качестве покрытий электродов применяют смеси из хлористых и фтористых солей. Толщина покрытия не более 0,3…0,5 мм. Для сварки алюминия и его сплавов используют электроды ОЗА-1, АФ-4А, ЭЮ-1, АФ4аКР. Электрод ОЗА-2 предназначен для заварки дефектов литья и наплавки.
Перед сваркой электроды просушивают при температуре 150-200°С в течении 2-х часов. Сварку указанными электродами производят постоянным током обратной полярности, короткой дугой без поперечных колебаний электрода. Возможно, выполнять сварку в вертикальном положении. Диаметр электрода подбирают в зависимости от толщины материала.
Таблица 2
Диаметр электрода
Толщина материала, мм | до 3 | 3…5 | 5…8 | 10 и более |
Диаметр электрода, мм | 6; 8; 10 |
Сварочный ток принимают (40-50) d электрода, напряжение дуги 30…36 А. Применяют предварительный подогрев при толщине 8-10 мм до 200-240°С, а при толщине 12-20 мм – до 300-350°С с целью снижения скорости охлаждения, удаления из шва водорода и уменьшения пористости шва. Сварку рекомендуется выполнять непрерывно в пределах одного электрода, так как плёнка шлака на кратере и конце электрода препятствует повторному зажиганию дуги.
1.6 Ручная и механизированная дуговая сварка в среде инертных газов получила наибольшее распространение при изготовлении сварных конструкций из легких сплавов. Сварку выполняют неплавящимся (вольфрамовым) и плавящимся электродами. Инертные газы – аргон 1-го и 2-го сортов, гелий повышенной чистоты и смесь аргона с гелием.
Сварка вольфрамовым электродом диаметром 2…6 мм целесообразна для металла толщиной до 12 мм. Присадочный металл выбирают в зависимости от марок сплава: для технического алюминия – проволоку марок АО, АД или АК,
для сплавов типа АМг – проволоку той же марки, нос увеличением (на 1,0 …1,5 %) содержанием магния для компенсации его угара. Диаметр присадочной проволоки 2…5 мм.
Ручную аргонодуговую сварку вольфрамовым электродом ведут на переменном токе, который хорошо разрушает и удаляет из металла оксидную плёнку, при расходе аргона 6…15 дм3/мин. Сварку можно выполнять и в гелии при его расходе в 1,8 – 2,2 раза выше расхода аргона (табл. 1). Напряжение дуги при сварке в аргоне составляет 15…20 В, при сварке в гелии – 25…
Режимы ручной дуговой сварки легких сплавов вольфрамовыми электродами в инертных газах Таблица 3
Толщина металла, мм | Диаметр, мм | Сила тока, А | ||
вольфрамового электрода | присадочной проволоки | в аргоне | в гелии | |
1…2 | 1…3 | 50…70 | 30…40 | |
4…6 | 2…3 | 100…130 | 60…90 | |
4…6 | 160…180 | 110…130 | ||
6…10 | 3…4 | 220…300 | 160…240 | |
11…15 | 280…360 | 220…300 |
При толщине листов до 3 мм сварку можно вести за один проход на подкладках из металла с малой теплопроводностью (обычно из высоколегированной стали). Они также служат и для защиты обратной стороны шва. С этой точки зрения нахлесточные, угловые и тавровые соединения менее технологичны. Металл толщиной 4…6 мм можно сваривать без скоса кромок за два прохода с двух сторон. При толщине металла свыше 6 мм необходима V- образная разделка кромок и увеличение числа проходов; возможна также Х-образная разделка. Сварку вольфрамовым электродом довольно просто механизировать. Производительность сварки вольфрамовым электродом можно повысить в 3 - 5 раз, если использовать трехфазную дугу.
Число вольфрамовых включений в сварном соединении можно уменьшить путем повышения стойкости вольфрамового электрода. Благодаря высокой эмиссионной способности вольфрам с оксидом лантана (ВЛ) или оксидом иттрия (ВИ-20, ВИ-30, СВИ-1) более долговечен в эксплуатации. Для
уменьшения перегрева электрода нормируют продолжительность выполнения сварки. Следует избегать коротких замыканий электрода при сварке. Вольфрамовый электрод обладает наибольшей стойкостью при сварке на постоянном токе прямой полярности, меньшей – на переменном токе и минимальной – на постоянном токе обратной полярности. Оптимальный расход газа обеспечивает стабильный процесс горения дуги и эффективную защиту вольфрама от воздействия окружающего воздуха.
Сварка плавящимся электродом в защитных газах возможна в чистом аргоне, либо смеси аргона с гелием (до 70 % Не) на постоянном токе обратной
полярности проволокой диаметром 1,5 …2,5 мм. Разделка кромок V-образная и Х-образная с углом раскрытия 70…900, либо U-образная с углом раскрытия 300, притупление составляет 6 мм. Такое раскрытие кромок необходимо для размещения в разделке наконечника горелки. Угловые швы сваривают проволокой диаметром 1,5 …2,0 мм при силе сварочного тока 200…300 А, напряжении дуги 16…24 В и расходе аргона 15 л/мин.
Скорость сварки определяется сечением шва и может достигать 30…40 м/ч, скорость подачи проволоки – 400 м/ч. При использовании газовой смеси, содержащей 30 % Аr и 70 % Не, удается за один проход (на подкладке) сваривать металл толщиной до 16 мм, за два прохода – до 30 мм, так как при этом составе смеси увеличиваются и ширина, и глубина проплавления.
Для ручной и механизированной сварки применяют специализированные установки УДГ-301, УДГ-501.
Недостатком аргонодуговой сварки является возможность появления пористости швов из-за дефектов очистки и насыщения шва водородом. Для борьбы с водородом иногда применяют аргон с добавкой кислорода, который окисляет водород и этим уменьшает пористость.