Выпуск № 107
(2 июля 2008г.)

1. Гидромолоты: зарубежные и российские производители

2. Особенности аргонно-дуговой сварки

Главная > Архив статей нашей рассылки > Выпуск №107. Статья №2. Особенности аргонно-дуговой сварки Версия для печати >>	ОАО "МИХНЕВСКИЙ РМЗ" предлагает
	сварочные аппараты сварочные выпрямители машины для точечной сварки сварочные трансформаторы установки аргоновой сварки установки воздушно-плазменной резки полуавтоматы для сварки в среде защитных газов горелки, клещи КТП, сварочная проволока и др.

Защитные газы

Для защиты сварного шва охлаждения неплавящегося электрода после окончания сварки необходимо произвести продувку защитным газом. В качестве защитных газов применяются инертные газы аргон и гелий, активные газы кислород, водород, азот, углекислый газ, а также смеси Аг + СО₂ + О₂, Аг + О₂, Аг + СО₂ и другие, удовлетворяющие требованиям ТУ 14-1-2079-77.

Сферы применения защитных газов:

• аргонокислородная смесь - сварка малоуглеродистых и легированных сталей
• смесь аргона и углекислого газа - сварка малоуглеродистых и низколегированных сталей
• смесь аргона и гелия - сварка алюминия и алюминиевых сплавов

Установка дуговой сварки неплавящимся электродом в среде инертных газов

Эксплуатационные характеристики обычных кислородных, гелиевых или азотных баллонов примерно равны, у них, как правило, даже идентична выходная резьба вентиля, так что они вполне взаимозаменяемы. Для сравнения: при температуре +20 давление внутри 40-литрового аргонового, азотного, кислородного или гелиевого баллона будет составлять 15,3 МПа, углекислотного - 7 МПа, ацетиленового - 1,9 МПа, пропанового - 1,6 МПа. Важно лишь проследить, чтобы баллон был окрашен в соответствующий хранимому газу цвет. Например, для аргона - это серый, соответственно на горловине баллона должно стоять клеймо о его переосвиде­тельствовании именно под аргон.

Слабое место баллонов - вентили, многие из которых на фоне высокого давления рано или поздно начинают допускать подтравливание газа. Лучше использовать дорогие мембранные вентили, обладающие повышенной герметичностью. Самые износостойкие - сделанные из нержавейки. Однако и их запас прочности может быть не очень велик. Гарантированный срок работы - 4000 циклов (открыто - закрыто).

На производстве, где часто приходится менять режимы работы, аргоновые баллоны подключают через регуляторы расхода газа - с калиброванным дросселирующим отверстием на выходе и градуированным манометром (в литрах в минуту, а не в барах).

Регуляторы обычно используются там, где подачу газа нужно регулировать в терминах расхода - т.е. в литрах в минуту - для аргона и азота. Для углекислого газа, пропана, гелия подходят и редукторы, и регуляторы. В последнее время в продаже можно встретить малогабаритные регуляторы, которые примерно в два раза дешевле, а по эксплуатационным качествам, как утверждают изготовители, сравнимы с обычными. Однако для промышленного производства лучше использовать большие регуляторы - они все равно более точные, а главное, более стабильны в эксплуатации.

Для защиты сварного шва и охлаждения неплавящегося электрода после окончания сварки необходимо произвести продувку защитным газом.

Особенности сварки алюминия

Алюминий и его сплавы отличаются по своим технологическим свойствам от сталей. При сварке необходимо учитывать в первую очередь то, что теплопроводность алюминия значительно выше, чем у сталей, поэтому тепло от сварочной ванны быстро передается свариваемым деталям. По этой причине сварка алюминия требует повышенного тепловложения и для достижения требуемой глубины проплавления ее скорость замедляется. К примеру, теплопроводность алюминия около 2,2 Вт/(см-К), а широко распространенных алюминиевых сплавов AlMg4,5Mn или АlМg5 - от 1,2 до 1,3 Вт/(см-К), тогда как теплопроводность стали - около 0,6 Вт/(см-К).

Чтобы повысить прочность алюминия, его подвергают легированию - в основном марганцем, магнием, медью, кремнием, цинком. Важный показатель свариваемости алюминиевых сплавов - тенденция к образованию горячих трещин. Сплавы, чувствительные к этому процессу, не рекомендуются в сварных конструкциях. Сплавы с низким уровнем легирования (алюминий-магний, алюминий-марганец, технический алюминий) имеют невысокую механическую прочность, зато хорошо свариваются и коррозионно-стойкие. Высоколегированные сплавы, прошедшие термическую обработку (алюминий-магний-кремний или авиали, алюминий-цинк, алюминий-медь), имеют более высокую прочность, но хуже свариваются, а иногда и вовсе не поддаются сварке. Сведения о деформируемости сплавов можно почерпнуть из ГОСТ 4784-74. Дюралюминиевые сплавы относятся к несвариваемым (за исключением алюминиево-медного сплава 1201 и его иностранных аналогов), авиали не рекомендуется сваривать сплавлением кромок с использованием присадочного материала. Тройные сплавы алюминия хорошо свариваются только в том случае, если содержание легируемых элементов цинка и магния в сумме не превышает 7-7,5%. Литейные сплавы подходят в основном только для исправления дефектов литья и ремонта.

При сварке алюминиевых сплавов предпочтение отдается стыковым соединениям. При этом сварку с полным проплавлением производят на удаляемых прокладках с канавками, в которые расплавленный металл стекает вместе со шлаком.

Если свариваемые элементы имеют разную толщину, рекомендуется либо подбирать кромки одинаковой толщины, либо, если это невозможно, принимать параметры сварки применительно к более толстой детали и в ходе процесса вводить в нее больше тепла.

По причине того, что холодно-деформированный металл при нагреве в месте сварки переходит в отожженное состояние, а для термообработанных сплавов температура в этой зоне значительно превышает температуру старения, околошовная зона по сравнению с основной деталью всегда будет менее прочной. В малогабаритных сварочных конструкциях термообрабатываемых сплавов ее можно восстановить повторной термообработкой или утолщением свариваемых кромок.

Значительная литейная осадка алюминия (по сравнению со сталью - более чем в два раза) приводит к тому, что при затвердевании происходят процессы внутреннего напряжения и деформации, что в свою очередь приводит к образованию «горячих трещин». Чтобы снизить вероятность их возникновения, следует избегать близкого расположения сварных швов.

Важную роль играет предварительный подогрев, препятствующий неполному газовыделению и, как следствие, порообразованию. Предварительный подогрев необходим для удаления влаги, а также снижения вероятности образования в массивных деталях горячих трещин. Однако надо учитывать, что алюминий имеет высокую легкоплавкость и температура предварительного подогрева не должна намного превышать 100 градусов.

Алюминий имеет ряд неудобных для сварщика особенностей. Он, как большинство металлов, не меняет цвет при нагреве, имеет низкую температуру плавления и значительное ухудшение прочности при нагреве. Даже с предварительным подогревом деталь остается относительно холодной. Во избежание прожогов и расплавления детали требуются высокая концентрация внимания при производимых работах и достаточный опыт сварщика. Рекомендуется начинать сварку при максимальной силе тока и в дальнейшем вести ее быстро, с высокой скоростью перемещения горелки.

Сила тока варьируется в течение всего процесса: вначале, когда часть вносимого тепла идет впереди дуги, подогревая место предстоящей сварки, требуется больший ток, а с приближением к концам свариваемых деталей металл перегревается и ток надо уменьшить.

При сварке алюминия и его сплавов сварочный шов почти всегда заканчивается кратером. Поэтому в конце процесса необходимо изменить движение дуги на противоположное с продолжением подачи проволоки и заплавить кратер.

Сварочная проволока

При полуавтоматической сварке используемая алюминиевая проволока мягче стальной и ее подача производится специальными устройствами. Сварочная проволока российского производства в соответствии с ГОСТом 7871-75 может состоять из:
- сплава алюминий-марганец (СвАМц); чистого технического алюминия (СвА99, СвА97, СвА85Т, СвА5);
- сплавов алюминия с магнием (СвАМгЗ, СвАМг5, Св1557, СвАМгб, СвАМгбЗ, СвАМг61);
- алюминия с медью (Св1201);
- алюминия с кремнием (СвАК5, СвАКЮ);
- алюминия с легированным хромом;
- алюминия с кремнием и магнием.

Одни из самых широко применяемых - низкопластичная СвАК5 (дает меньше дыма по сравнению с алюминиево-магниевыми сплавами и облегчает наблюдение за сварочной ванной) для сварки авиалей, ремонта и исправления дефектов отливок из низколегированного силумина или СвАМг5 - для сварки алюминиево-магниевых сплавов, авиалей, сваривающихся тройных сплавов алюминий-цинк-магний при условии, что сварной шов при эксплуатации не подвергается воздействию температур, превышающих 80° С.

Общее правило при сварке алюминиевых сплавов: металл сварочной проволоки должен примерно соответствовать по химическому составу металлу детали, за исключением сплавов алюминия с магнием. Для них из-за интенсивного испарения магния при сварке следует использовать проволоку с большим, чем в детали, содержанием магния.

Другое важное требование к применяемой алюминиевой проволоке - своевременное ее использование; хранение при вскрытой упаковке должно быть сведено к минимуму, так как быстрое окисление поверхности ухудшает качество проволоки. Как правило, это не более двенадцати часов.

Непосредственно перед сваркой кромки и околошовная зона свариваемых деталей должны быть тщательно очищены от загрязнений. Обработанную проволоку следует брать только в чистых перчатках или рукавицах.