Особенности сварки деталей из алюминиевых сплавов.

Алюминиевые сплавы обладают рядом специфических свойств, затрудняющих в условиях авторемонтного производства их сварку.

Главным затруднением для сварщика является то, что алюминиевый сплав при нагреве не меняет своего цвета и даже в расплавленном состоянии остается серебристо-белым. При недостаточном навыке сварщик может не заметить начало расплавления металла, результатом чего явится проваливание стенки детали под собственной тяжестью.

На поверхности алюминиевых сплавов постоянно находится окисная пленка, которая по своим физическим свойствам значительно отличается от основного металла. Она намного тяжелее сплава, а температура плавления окисной пленки 2000°С, в то время, как температура плавления основного металла 670-650°С. При сварке более тяжелая и тугоплавкая окисная пленка препятствует образованию нормальной сварочной ванны.

Алюминиевые сплавы обладают высокой теплопроводностью. Она почти в 3 раза выше, чем у стали. Это способствует быстрому отводу тепла от места нагрева. Для создания необходимой температуры и образования нормальной сварочной ванны требуются мощные источники тепла.

Кроме вышеуказанных затруднений при сварке деталей из алюминиевых сплавов приходится считаться и с разной толщиной стенок детали. Остывание неодинаковых стенок происходит за разное время, в результате чего может произойти изменение геометрических размеров (коробление) детали.

Для осуществления сварки должны быть приняты меры по разрушению и удалению пленки и защите металла от повторного окисления.

При подготовке деталей из алюминиевых сплавов под сварку профилируют свариваемые кромки, удаляют поверхностные загрязнения и окислы. Обезжиривание и удаление поверхностных загрязнений осуществляют с помощью органических растворителей или обработкой в специальных ваннах щелочного состава.

Удаление поверхностной окисной пленки является наиболее ответственной операцией подготовки деталей. При этом в основном удаляют старую пленку окислов, полученную в результате длительного хранения и содержащую значительное количество адсорбированной влаги.

Окисную пленку можно удалять с помощью металлических щеток из проволоки диаметром 0,1—0,2 мм при длине ворса не менее 30 мм или шабрением. После зачистки кромки вновь обезжиривают растворителем. Продолжительность хранения деталей перед сваркой после зачистки 2—3 ч. При более широких масштабах производства поверхности деталей подвергают травлению.

Ручную электродуговую сварку алюминия и его сплавов можно осуществлять угольным или металлическим покрытым электродом. Сварку угольным электродом применяют для заварки брака отливок, сварки алюминиевых шин, иногда для сварки тонкого материала по отбортовке. При этом используют присадочный материал в виде прутков, покрытых флюсом. Сварку угольной дугой ведут на постоянном токе прямой полярности. В качестве электродов можно применять угольные или графитовые стержни разных диаметров.

Автоматическая электродуговая сварка по слою флюса производится плавящимся электродом и используется для стыковых соединений металла толщиной от 4 мм и выше. Питание дуги осуществляется постоянным током обратной полярности.

Дуговую сварку в среде защитных газов широко используют для сварки алюминия и его сплавов. В качестве защитного газа применяют аргон чистотой не менее 99,9% (по ГОСТ 10157—73, сорта: высший, первый и второй) или смеси аргона с гелием. При сварке плавящимся электродом иногда применяют аргон с добавкой до 5% О2.