Корзина
Нет отзывов, добавить
Контакты
ПРОМЕТІМПЕКС
+380676341927моб.
+380504815147моб.
+380567885732офис
+380563736637факс
Вадим Крюков
УкраинаДнепропетровская областьДнепрАбон. ящик 1781, индекс 49027
prometimpex
+380676341927
+380676341927
+380676341927

Области применения алюминия

Области применения алюминия

Области применения алюминия

Потребление изделий из алюминия и сплавов на его основе стабильно и имеет устойчивую тенденцию к росту. Чистый алюминий используется в основном в электрической и пищевой промышленности. Легкие и одновременно прочные алюминиевые сплавы являются перспективными конструкционными материалами на транспорте, в строительной промышленности и в ряде других областей. Роль сварки в изготовлении таких конструкций, а также в восстановительном ремонте литых изделий непрерывно возрастает.

Особенности алюминия, влияющие на характер сварки

Свойства алюминия и его сплавов отличаются от свойств сталей, поэтому их сварка имеет ряд особенностей. Алюминий имеет высокую теплопроводность (примерно в 5 раз выше, чем у рядовых сталей), поэтому тепло от места сварки интенсивно отводится в свариваемые детали. Это диктует необходимость повышенного тепловложения по сравнению со сваркой сталей. Из-за этого же рекомендуется предварительный подогрев массивных алюминиевых деталей. Алюминий характеризуется низкой температурой плавления, причем прочность его при нагреве резко снижается. Кроме того, он не меняет цвет при нагреве (что характерно для большинства металлов) и вследствие этого не "подсказывает" сварщику, что нагрет почти до температуры плавления. Таким обрзом, из-за специфических свойств алюминия (высокая теплопроводность и низкая температура плавления в сочетании со значительным уменьшением прочности при нагреве) вероятность "прожога" или даже расплавления детали при сварке алюминия значительно выше, чем при сварке стали. Алюминий имеет значительную литейную усадку (в 2 раза больше, чем у стали), поэтому при затвердевании металла сварочной ванны в нем развиваются значительные внутренние напряжения и деформации, могущие привести к образованию так называемых "горячих трещин".

Предпосылки качественной сварки алюминия и его сплавов

Тщательная подготовка поверхности алюминиевых деталей к сварке - залог высокого качества сварной конструкции. Источником загрязнения поверхности деталей являются: оксидная пленка и соединения - источники водорода. Поверхность алюминиевой детали покрыта оксидной пленкой. Пленка тугоплавка и имеет большую плотность по сравнению с алюминием. Поэтому при сварке пленка тонет в жидком металле, загрязняя сварной шов неметаллическими включениями и в итоге снижая его механическую прочность. Существует два метода очистки поверхности детали от пленки: механический и химический. Наличие водорода в зоне сварки крайне нежелательно, поскольку растворимость его в жидком алюминии значительно выше, чем в твердом. Вследствие этого при затвердевании сварочной ванны шов становится пористым, с низкой механической прочностью. Источниками водорода являются смазывающе-охлаждающие жидкости, нефтепродукты и влага. Удалять их рекомендуется протиранием поверхности растворителем. Влага может быть удалена незначительным предварительном подогревом поверхности детали.

Характеристика алюминиевых сплавов и их свариваемость

Деформируемые сплавы:

Их структура (гомогенный твердый раствор) обеспечивает наибольшую пластичность и наименьшую прочность при обработке давлением под нагревом. Основными легирующие элементы - медь, магний, марганец и цинк. В небольших количествах - кремний, железо, никель и т.д. Деформируемые алюминиевые сплавы обычно делят на упрочняемые и неупрочняемые. Прочность первых можно повысить термической обработкой.
Типичными упрочняемыми сплавами являются дюралюминии - сплавы алюминия с медью (2.2 - 7%), содержащие примеси кремния и железа. Они могут быть легированы магнием и марганцем.
Названия марок дюралюминия состоят из буквы "Д" (она всегда первая) и номера сплава.

Сейчас наиболее распространено пять основных марок дюралюминия:

Дюралюминий

Основной химический состав, %

Cu

Mn

Mg

Si,не более

Fe,не более

Д1

3,8-4,8

0,4-0,8

0,4-0,8

0,7

0,7

Д16

3,8-4,9

0,3-0,9

1,2-1,8

0,5

0,5

Д18

2,2-3,0

< 0,2

0,2-0,5

0,5

0,5

Д19

3,8-4,3

0,5-1,0

1,7-2,3

0,5

0,5

Д20

6,0-7,0

0,4-0,8

< 0,05

0,3

0,3

Термическая обработка дюралюминия состоит из двух этапов. Сначала его нагревают выше 500 0C.
При этой температуре его структура представляет собой гомогенный твердый раствор меди в алюминии. Закалка (охлаждение в воде) позволяет сохранить такую структуру в течение нескольких суток при комнатной температуре. В этот момент дюралюминий гораздо более мягок и пластичен, чем после. 
Структура закаленного дюралюминия имеет малую стабильность.
При комнатной температуре она изменяется. Атомы избыточной меди группируются в растворе, располагаясь в порядке, близком к характерному для кристаллов химического соединения CuAl, но химическое соединение не образуется и не отделяется от твердого раствора. За счет неравномерности распределения атомов в кристаллической решетке твердого раствора возникают искажения решетки. Они приводят к значительному повышению твердости и прочности с одновременным снижением пластичности сплава. 
Процесс изменения структуры закаленного дюралюминия при комнатной температуре носит название естественного старения. Оно наиболее интенсивно происходит в течение первых нескольких часов. Полностью завершается - через 4-6 суток, придавая сплаву максимальную для него прочность. 
При подогреве сплава до 100-150 0C происходит искусственное старение. В этом случае процесс завешается быстрее, но упрочнение меньше. Объясняется это тем, что при более высокой температуре диффузионные перемещения атомов меди осуществляются более легко - происходит завершенное образование фазы CuAl и выделение ее из твердого раствора. Максимальное упрочнение дюралюминия может быть достигнуто методом естественного старения в течение четырех дней.

Кованый алюминий:

Близкими по химическому составу к дюралюминию, но в горячем состоянии более пластичными, являются алюминиевые сплавы для поковок и штамповок, маркируемые буквами АК ("алюминий кованый") и порядковым номером (АК4, АК4-1, АК6 и АК8).

Высокопрочные сплавы:

К группе деформируемых упрочняемых сплавов относят также более высокопрочные, чем дюралюминий, сплавы Al-Cu-Mg-Zn. Названия марок начинаются буквой "В" (высокопрочные) - В93, В94, В95. Характерная особенность - сравнительно небольшое содержании меди (0.8-2.4 %) и магния (1.2-2.8 %) по сравнению с цинком (5-7 %). Цинк не образует упрочняющих фаз, но, входя в состав твердого раствора, увеличивает эффект старения, что приводит к значительному повышению твердости.

Неупрочняемые сплавы:

В эту группу входят сплавы на основе магния и марганца. Они повышают прочность и коррозионную стойкость алюминия (при содержании магния не более 3%). Сплавы с магнием более легкие, чем чистый алюминий. 
Увеличение прочности может быть достигнуто с помощью пластической деформации. Наклепанные (нагартованные) изделия из этих сплавов обладают существенно более высокой прочностью, чем в отожженном состоянии. В сплаве АМц, например, при поклепе временное сопротивление повышается с 13 до 22 кГ/мм.
Название марок таких сплавов принято обозначать буквами АМц ("алюминий-марганец") и АМг ("алюминий-магний"), далее следует цифра, указывающая номер сплава.

Общая таблица деформируемых сплавов
Сплавы алюминиевые деформируемые по ГОСТ и ОСТ

 Обозначение марок

Химический состав в %

Буквенное

Цифровое

ASTM

Al

Cu

Mg

Mn

Fe

Si

Zn

Ti

 

 

 

Примеси, не более

каждая в отд.

сумма

АДОО

1010

1260

99,70

0,015

0,02

0,02

0,16

0,16

0,07

0,05

 

 

 

0,02

0,30

АДО

1011

1145

99,50

0,02

0,03

0,025

0,30

0,30

0,07

0,1

 

 

 

0,03

0,50

АД1

1013

1230

99,30

0,05

0,05

0,025

0,30

0,30

0,1

0,15

 

 

 

0,05

0,70

АД

1015

1100

98,80

0,1

0,1

0,1

0,50

0,50

0,1

0,15

 

 

 

0,05

1,20

ММ

1511

3005

основа

0,2

0,2-0,5

1,0-1,4

0,6

1,0

0,1

0,1

 

 

 

0,05

0,2

АМц

1400

3003

основа

0,1

0,2

1,0-1,6

0,7

0,6

0,1

0,2

 

 

 

0,5

0,1

АМцС

1403

 

основа

0,1

0,05

1,0-1,4

0,25-0,45

0,15-0,35

0,1

0,1

 

 

 

0,05

0,1

АМг2

1520

5052

основа

0,1

1,8-2,6

0,2-0,6

0,4

0,4

0,2

0,1

Cr 0,05

 

 

0,05

0,1

АМг3

1530

5154

основа

0,1

3,2-3,8

0,3-0,6

0,5

0,5-0,8

0,2

0,1

Cr 0.05

 

 

0.05

0.1

АМг4

1540

5086

основа

0,1

3,8-4,5

0,5-0,8

0,4

0,4

0,2

0,02-0,10

Cr 0.05-0.25

Be 0.002-0.005

 

0.05

0.1

АМг5

1550

5056

основа

0,1

4,8-5,8

0,3-0,8

0,5

0,5

0,2

0,02-0,10

 

Be 0.005

 

0.05

0.1

АМг6

1560

5556

основа

0,1

5,8-6,8

0,5-0,8

0,4

0,4

0,2

0,02-0,10

 

Be 0.002-0.005

 

0.05

0.1

АД31

1310

6063

основа

0,1

0,4-0,9

0,1

0,5

0,3-0,7

0,2

0,15

 

 

 

0,05

0,1

АД33

1330

6061

основа

0,15-0,40

0,8-1,2

0,15

0,7

0,4-0,8

0,25

0,15

Cr 0.15-0.35

 

 

0.05

0.15

АД35

1350

6351

основа 

0,1

0,8-1,4

0,5-0,9

0,5

0,8-1,2

0,2

0,15

 

 

 

0,05

0,1

АВ

1341

6151

основа

0,1-0,5

0,45-0,90

0,15-0,35

0,5

0,5-1,2

0,2

0,15

Cr 0.25

 

 

0.05

0.1

АВч

 

 

основа

0,05

0,06-1,0

0,05

0,12

0,35-0,55

0,05

 

 

 

 

0,05

0,1

Д1

1110

2017

основа

3,8-4,8

0,4-0,8

0,4-0,8

0,7

0,7

0,3

0,1

 

Ni 0.1

0,6-1,0

0.05

0.1

Д1ч

 

 

основа

3,8-4,8

0,4-0,8

0,4-0,8

0,4

0,5

0,3

0,1

Ni 0.1

Fe+Si 0.7

 

0.05

0.1

Д16

1160

2024

основа

3,8-4,9

1,2-1,8

0,3-0,9

0,5

0,5

0,3

0,1

 

Ni 0.1

 

0.05

0.1

Д16ч

 

2124

основа

3,8-4,9

1,2-1,8

0,3-0,9

0,3

0,2

0,1

0,1

Ni 0.05

 

 

0.05

0.1

ВАД1

 

 

основа

3,8-4,5

2,3-2,7

0,35-0,8

0,3

0,2

0,1

0,03-0,10

 

Zc 0.07-0.2

Be 0.002-0.005

0.05

0.1

Д19

 

 

основа

3,8-4,3

1,7-2,3

0,5-1,0

0,5

0,5

0,1

0,1

 

 

Be 0.002-0.005

0.05

0.1

Д19Ч

 

 

основа

3,8-4,3

1,7-2,3

0,4-0,9

0,3

0,2

0,1

0,1

 

 

Be 0.002-0.005

0.05

0.1

 

1163

 

основа

3,8-4,5

1,2-1,6

0,4-0,8

0,15

0,1

0,1

0,01-0,07

Ni 0.05

 

 

0.05

0.1

САВ1

 

 

основа

0,012

0,45-0,9

0,012

0,2

0,7-1,3

0,03

0,012

Ni 0.03

Cd 0.001

Be 0.012

0.03

0.07

АК6

1360

 

основа

1,8-2,6

0,4-0,8

0,4-0,8

0,7

0,7-1,2

0,3

0,1

Ni 0.1

 

 

0.05

0.1

АК8

1380

2014

основа

3,9-4,8

0,4-0,8

0,4-1,0

0,7

0,6-1,2

0,3

0,1

Ni 0.1

 

 

0.05

0.1

АК4

1140

 

основа

1,9-2,5

1,4-1,8

0,2

0,8-1,3

0,5-1,2

0,3

0,1

Ni 0.8-1.3

 

 

0.05

0.1

АК4-1

1141

2618

основа

1,9-2,7

1,2-1,8

0,2

0,8-1,4

0,35

0,3

0,02-0,10

Ni 0.8-1.4

Cr 0.01

 

0.05

0.1

АК4-1ч

 

 

основа

2,0-2,6

1,2-1,8

0,1

0,9-1,4

0,1-0,25

0,1

0,05-0,1

Ni 0.9-1.4

Cr 0.1

 

0.05

0.1

Д20

1120

 

основа

6,0-7,0

0,05

0,4-0,8

0,3

0,3

0,1

0,1-0,2

 

Zc 0.2

 

0.05

0.1

 

1105

 

основа

2,0-5,0

0,4-2,0

0,3-1,0

1,5

3,0

1,0

Ti+Cr+Zc 0.2

Ni 0.2

 

 

0.05

0.2

Литейные сплавы:

Легко плавятся и  текут, эффективно заполняют литейную форму.  Обычно их делят на пять типов в зависимости основного   легирующего элемента - магния, кремния, меди и т.д.  Независимо от их принадлежности к той или иной группе обозначают буквами АЛ ("алюминиевый литейный") и номером.

 

 Группа сплава

Сплавы

Основной химический состав,%

Перечень марок входящих в группу

Mg

Si

Cu

Zn

Ni

1

АЛ8

9,5-11,5

-

-

-

-

АЛ13, АЛ22, АЛ23, АЛ27, АЛ28, АЛ29,

2

АЛ2

-

10-13

-

-

-

АЛ4, АЛ9

3

АЛ7

-

-

4-5

-

-

АЛ19

4

АЛ3

0,35-0,6

4,5-5,5

1,5-3,0

-

-

АЛ5,АЛ6, АЛ10, АЛ14, АЛ15

5

АЛ1

1,2-1,75

-

3,75-4,5

-

1,75-2,3

АЛ16, АЛ17, АЛ18,

 

АЛ11

0,1-0,3

6,0-8,0

-

7-12 

-

АЛ20, АЛ21, АЛ24,

 

АЛ26

0,4-0,7

20-22

1,5-2,5

-

1,0-2,0

АЛ25,

Сплав алюминия с высоким содержанием магния (марка АЛ8) обладает наиболее высокими механическими и антикоррозионными свойствами среди литейных сплавов. Его литейные свойства существенно хуже.

Силумины литейные:

Литейные сплавы с высоким содержанием кремния часто называют силуминами, также как и сплавы алюминия с кремнием, используемые в производстве дюралюминия. Силумин АЛ2 (10-13% Si) является сплавом с прекрасными литейными свойствами, но обладает меньшей, по сравнению с другими сплавами прочностью, причем ее нельзя увеличить термической обработкой - кремний почти нерастворим в алюминии
В  структуре сплава на фоне грубой эвтектики находятся крупные твердые включения первичного кремния. Это делает сплав малопластичным. Чтобы избежать этого, структуру модифицируют - вводят в отливку в незначительных количествах специальные вещества (например, натрий). Такой сплав называют модифицированным силумином.

Для повышения прочности силумина содержание кремния в нем снижают до 4,5-5,5% и вводят легирующие добавки меди, марганца и магния (марка АЛЗ). Это повышает прочность и позволяет упрочнять изделия закалкой и старением.

Силумин марки АЛ11, в состав которого входит цинк, обладает особенно высокой текучестью. Его применяют для получения отливок сложной конфигурации.

Таблица групп алюминиевых сплавов:

 Группа I. Алюминий чистый (нелегированный).

Содержание алюминия не менее 99,0%. Примесей не более 1,0%, в том числе: кремния - 0,5%; меди - 0,05%; железа - 0,5%; цинка - 0,1%.

А999, А995, А99, А97, А95, А85, А8, А7, А7Е, А6, А5, А5Е, А0, АД0, АД1, АД00.

Группа II. Сплавы алюминиевые деформируемые с низким содержанием магния (до 0,8%)

Содержание в сплаве не более: цинка - 0,3%; кремния - 0,7%; меди - 4,8%; железа - 0,7%.

Д1, В65, Д18, Д1П, АД31, АД.

Группа III. Сплавы алюминиевые деформируемые с повышенным содержанием магния (до 1,8%)

Содержание в сплаве не более: цинка - 0,3%; кремния - 0,7%; меди - 4,9%; железа - 0,7%.

Д12, Д16, АМг1, Д16П.

Группа IV. Сплавы алюминиевые литейные с низким содержанием меди (до 1,5%)

Содержание в сплаве не более: цинка - 0,5%; магния - 0,6%; кремния - 13,0%; железа - 1,5%.

АЛ5, АЛ32, АЛ2, АЛ4, АЛ4-1, АЛ9, АЛ9-1, АЛ34 (ВАЛ5), АК9 (АЛ4В), АК7 (АЛ9В), АЛ5-1.

Группа V. Сплавы алюминиевые литейные с высоким содержанием меди

Содержание в сплаве не более: цинка - 0,6%; магния - 0,8%; кремния - 8,0%; железа - 1,6%.

АЛ3, АЛ6, АК5М2 (АЛ3В), АК7М2 (АЛ14В), АЛ7, АЛ19, АК5М7 (АЛ10В), АЛ33 (ВАЛ1).

Группа Vа. Сплавы алюминиевые литейные с высоким содержанием кремния

Содержание в сплаве не более: меди - 6,0%, никеля - 3,6%, цинка - 0,5%; железа - 0,9%.

АЛ1, АЛ21, АЛ25, АЛ30, АК21М2,5Н2,5, АК18, КС-740.

Группа VI. Сплавы алюминиевые деформируемые с высоким содержанием магния

Содержание в сплаве не более: меди - 0,2%, магния - 6,8%, цинка - 0,2%; железа - 0,5%; кремния - 0,8%.

АМг2, АМг3, АМг4, АМг5, АМг5п, АМг6.

Группа VII. Сплавы алюминиевые литейные с высоким содержанием магния

Содержание в сплаве не более: меди - 0,3%, магния - 13,0%, цинка - 0,2%; железа - 1,5%; кремния - 1,3%.

АЛ8, АЛ27, АЛ27-1, АЛ13, АЛ22, АЛ23, АЛ23-1, АЛ28.

Группа VIII. Сплавы алюминиевые деформируемые с высоким содержанием цинка

Содержание в сплаве не более: меди - 2,0%, магния - 2,8%, цинка - 7,0%; железа - 0,7%; кремния - 0,7%.

В95, 1915 и 1925.

Группа IX. Сплавы алюминиевые литейные с высоким содержанием цинка

Содержание в сплаве не более: меди - 5,0%, магния - 0,3%, цинка - 12,0%; железа - 1,3%; кремния - 8,0%.

АЛ11, АК4М4, АК4М2Ц6.

 Легирование алюминия увеличивает в первую очередь его прочность. Алюминий легируют в основном магнием, марганцем, медью, кремнием, цинком. Алюминиевые сплавы классифицируют по технологии изготовления (деформируемые и литейные), а также по способности к термической обработке (неупрочняемые и упрочняемые термической обработкой). Сварные конструкции изготавливают из деформируемых сплавов, сведения о которых приведены в ГОСТ4784-74. Важнейшим показателем свариваемости алюминиевых сплавов является способность не образовывать при сварке "горячих трещин". Сплавы, крайне чувствительные к горячему трещинообразованию, считаются несвариваемыми. Применение их в сварных конструкциях не рекомендуется. Сплавы, не упрочняемые термической обработкой, имеют низкий уровень легирования. Механическая их прочность относительно невысока, но они хорошо свариваются и являются коррозионно-стойкими. Это сплавы алюминий-марганец (отечественное обозначение АМц), алюминий-магний (АМг); к ним же можно отнести и технический алюминий. Заготовки из этих сплавов выпускаются в отожженном и холоднодеформированном (нагартованном) состоянии. Сплавы, упрочняемые термической обработкой (закалка с последующим старением), имеют обычно более высокую степень легирования. Прочность их выше, но они хуже свариваются (некоторые совсем не свариваются) и часто имеют низкую коррозионную стойкость. Это сплавы алюминий-магний-кремний (авиали, отечественное обозначение АД), алюминий-медь (большинство относятся к дюралюминам, отечественное обозначение Д), алюминий-цинк (с добавками других элементов). 
Авиали свариваются хорошо, однако с использованием присадочного материала; сваривать их сплавлением кромок не рекомендуется. 
Дюралюмины относятся к несвариваемым сплавам. Единственный свариваемый алюминиево-медный сплав (сплав 1201) и его зарубежные аналоги. 
Тройные сплавы алюминия с цинком и магнием свариваются хорошо только в том случае, если содержание этих легируемых элементов в сумме не превышает 7 - 7,5%. К свариваемым относится отечественный сплав 1915 и его зарубежные аналоги. 
Применительно к литейным сплавам сварка применяется только в ремонтных целях, а также для исправления дефектов литья. Из всех литейных сплавов наибольшее распространение получили сплавы алюминия с кремнием (силумины). Практически все они свариваются хорошо.

Сварочные материалы и их выбор.

Для ручной дуговой сварки технического алюминия применяются отечественные электроды ОЗА-1 и ОЗАНА-1, а для заварки дефектов литья в силуминах ОЗА-2 и ОЗАНА-2. В этих электродах в обмазке находятся хлоридные и фторидные соли, разрушающие оксидную пленку и способствующие устойчивому горению дуги. В других видах сварки алюминия и его сплавов (аргоно-дуговом и полуавтоматическом) для предотвращения окисления используется защитный газ аргон или его смесь с гелием. Гелий повышает температуру дуги и увеличивает проплавление. Для аргоно-дуговой сварки используются вольфрамовые электроды. Для сварки алюминия используются электроды большего диаметра, чем для сварки стали. Присадочным материалом чаще всего служит сварочная проволока. Отечественная сварочная проволока в соответствии с ГОСТ 7871-75 состоит из: 
- чистого технического алюминия (СвА99, СвА97, СвА85Т, СвА5); 
- сплава алюминий-марганец (СвАМц); 
- сплавов алюминия с магнием (СвАМг3, СвАМг5, Св1557, СвАМг6, СвАМг63, СвАМг61); 
- сплавов алюминия с кремнием (СвАК5, СвАК10); 
- сплава алюминия с медью (Св1201). 
Кроме того, по ТУ выпускают проволоку 1437 (алюминий, легированный хромом) и АВч (сплав алюминия с кремнием и магнием). За рубежом наиболее широко используется проволока марки 4043 (отечественный аналог СвАК5) и 5356 (отечественный аналог СвАМг5).
Общим правилом при сварке алюминиевых сплавов является то, что металл сварочной проволоки должен примерно соответствовать по химическому составу металлу детали. Исключением являются сплавы алюминия с магнием, для сварки которых (из-за интенсивного испарения магния) следует использовать проволоку с содержанием магния большим, чем в детали.
Рассмотрим широко применяемую проволоку СвАК5. Она предназначена для сварки авиалей, а также для ремонта и исправления дефектов отливок из низколегированного силумина. Металл проволоки имеет относительно низкую температуру плавления, хорошую жидкотекучесть. По сравнению с проволоками из алюминиево-магниевых сплавов она при сварке дает меньше дыма и поэтому облегчает визуальное наблюдение за сварочной ванной. Следует иметь в виду, что сварной шов этой проволоки имеет низкую пластичность.
Другая часто применяемая проволока СвАМг5. Она предназначена в первую очередь для сварки алюминиево-магниевых сплавов, авиалей, а также для сваривающихся тройных сплавов алюминий-цинк-магний. Ограничением в ее применении является то, что сварной шов не должен при эксплуатации подвергаться действию температур, превышающих 800С.

Некоторые конструктивные особенности сварки алюминия.

Из-за металлургических особенностей сварки алюминия (шлак тонет в жидком металле) в конструкциях из алюминиевых сплавов предпочтение отдается стыковым соединениям. При этом сварку стыковых соединений с полным проплавлением выполняют на удаляемых прокладках с канавками, в которые стекает расплавленный металл вместе со шлаком. При сварке разнотолщинных элементов рекомендуется иметь одинаковую толщину свариваемых кромок. Если все же это невозможно, примите параметры сварки применительно более толстой свариваемой детали, и в ходе процесса вводите в нее больше тепла. "Узким" местом всех свариваемых конструкций из алюминиевых сплавов является низкая прочность (по сравнению с прочностью основной детали) околошовной зоны. Причины этому следующие. Нагартованный металл при нагреве в зоне сварки переходит в менее прочное отожженное состояние. Для термообработанных сплавов температура в зоне сварки значительно превышает температуру старения, что также приводит к существенному снижению прочности. Возможность восстановления высокой прочности термообрабатываемых сплавов после сварки существует - это повторная термообработка. Но это осуществимо только для малогабаритных сварочных конструкций. Другой возможный путь повышения прочности сварных конструкций - заведомое утолщение свариваемых кромок. Для снижения вероятности образования горячих трещин следует при проектировании избегать близкого расположения сварных швов.

Некоторые технологические особенности сварки алюминия.

Предварительный подогрев применяется в первую очередь для удаления влаги, что препятствует порообразованию. Массивные детали желательно подогревать для снижения вероятности образования горячих трещин. Вследствие легкоплавкости алюминия температура предварительного подогрева должна быть небольшой (немногим больше 1000С) Также следствие низкой температуры плавления алюминия сварку (во избежание прожогов) необходимо вести быстро, с высокой скоростью перемещения горелки. В момент начала сварки изделие относительно холодное (даже при предварительном подогреве). Поэтому сварку необходимо начинать при максимальной силе тока. После начала процесса часть вносимого тепла "идет впереди дуги", предварительно подогревая место предстоящей сварки, поэтому в это время требуется меньший ток. При приближении к концам свариваемых деталей фронту тепла становится некуда деваться, металл детали перегревается и сварка может быть затруднена если не уменьшить ток. При сварке алюминия и его сплавов сварочный шов почти всегда заканчивается кратером. Это объясняется очень быстрым затвердеванием алюминия и высоким значением коэффициента его термического расширения. В результате вогнутая поверхность кратера при охлаждении сжимается и может порваться. При этом возможно даже разрушение сваренного изделия по шву. Поэтому необходимо заплавление кратера с образованием на его месте выпуклости, что достигается изменением движения дуги в конце сварки на противоположное с продолжением подачи проволоки.

Способы сварки алюминия и его сплавов.

В настоящее время из всех известных способов для сварки алюминия чаще всего применяются три следующих: ручная, аргоно- дуговая, полуавтоматическая.
Ручная дуговая сварка осуществляется штучными электродами (ОЗА и ОЗАНА) на постоянном токе обратной полярности.
Способ аргоно-дуговой сварки вольфрамовым электродом в России применяется наиболее широко. В отличие от сварки сталей, ведущейся на постоянном токе, для сварки алюминия и его сплавов применяется процесс на переменном токе (для разрушения оксидной пленки). В последнее время наиболее популярны инверторные источники питания, с возможностью изменения частоты напряжения. Сварку тонкостенных алюминиевых деталей рекомендуется проводить на повышенной частоте, а заварку дефектов отливок - на пониженной.
Полуавтоматическая сварка алюминия и его сплавов более производительна по сравнению с аргоно-дуговой. Она выполняется на постоянном токе с положительной полярностью на электроде либо капельным переносом, либо в импульсном режиме. Сварка в импульсном режиме выполняется обычно инверторными источниками питания. При этом источник постоянно выдает базовый ток (достаточный для поддерживания дуги, но слишком низкий для обеспечения отрыва капель расплавленного металла от электрода и переноса их к сварочной ванне) и кратковременно выдает в виде импульсов ток больших значений, обеспечивающий контролируемый перенос капель металла от расходуемого электрода к изделию. Импульсный режим имеет преимущества перед капельным переносом, так как позволяет вести сварку во всех пространственных положениях, из-за меньшего тепловложения облегчает сварку тонкостенных изделий и уменьшает разбрызгивание. Особенностью полуавтоматической сварки алюминия и его сплавов является то, что алюминиевая проволока мягче стальной, поэтому подача ее более затруднительна. В связи с этим подача проволоки производится специальными устройствами.