Сварка алюминия

Например, использование  плазменной сварки при изготовлении газовых баллонов (емкость 40 л, рабочее  давление- 1,6 МПа, давление испытания –2,5 МПа) из сплавов позволило повысить эффективность производства за счет снижения брака и себестоимости готовой продукции. Толщина стенки баллона 5 мм. По базовой технологии сварка производилась плавящимся электродом с разделкой кромок за 1 – 2 прохода. Сварные швы имели ряд дефектов: неравномерное проплавление, натеки металла с корневой стороны шва, пористость, неметаллические включения. Контроль давал высокий процент отбраковки (10 – 12%) готовых изделий. Встречались случаи разрушения баллонов у потребителей. Переход на плазменную сварку обеспечил 100% качество сварных швов при однопроходной сварке без разделки кромок. Сварной шов формируется с гладкой лицевой поверхностью, плавным переходом к основному металлу и равномерным проплавом. Механические характеристики сварных швов не ниже, чем у основного металла. Скорость сварки составляет: 24 – 28 м/час.

 
Рис. 1. Плазменная наплавка торцевых поверхностей обода катка.

Качество подготовки металла под сварку во многом определяет дефектность сварных швов. При  восстановлении и ремонте габаритных изделий, имеющих защитные покрытия и сильные загрязнения поверхности, химическое травление дорого, а часто и не эффективно. Механическая зачистка должна производиться на достаточную глубину, поэтому трудоемка и также не всегда эффективна. Мощная катодная очистка металла в процессе плазменной сварки на обратной полярности обеспечивает получение качественных сварных швов при снижении требований к подготовке металла под сварку. Например, качество восстановительной наплавки торцевых поверхностей обода катка гусеничной техники, выполненной аргонодуговой сваркой плавящимся электродом или неплавящимся электродом с подачей присадочной проволоки, не отвечает предъявляемым требованиям из-за сильного загрязнения металла в процессе эксплуатации и не эффективности механической зачистки его под сварку. Использование автоматической плазменной сварки на обратной полярности обеспечивает качество наплавленного слоя при базовом качестве очистки металла . Скорость сварки :30 - 36 м/час.

Плазменная сварка проникающей дугой позволяет  получать бездефектные сварные швы  за один проход, без разделки кромок и отсутствии подкладных формирующих приспособлений. При этом значительно сужается зона термического влияния, снижаются сварочные деформации, улучшаются механические показатели околошовной зоны, повышается производительность и снижается энергоемкость. Сварка проникающей дугой алюминиевых сплавов считается освоенной для толщин 3 –8 мм [2,3]. При больших толщинах удержание жидкой ванны на весу и качественное формирование сварного шва затруднено. Авторами разработана технология плазменной сварки проникающей дугой на формирующей подкладке со щелевым зазором вдоль свариваемого стыка, которая позволила повысить стабильность процесса сварки и расширить диапазон свариваемых толщин до 16 мм [4]. Сварные швы не содержат внутренних дефектов, имеют благоприятную форму поперечного сечения, стабильное формирование корня шва (см. рис.2). Механические характеристики сварного шва находятся на уровне основного металла. 
 

а	б	в

Рис.2. Плазменная сварка проникающей дугой.

 
а – макрошлиф, б - внешний вид шва, в - внешний вид корня шва

Наряду с неоспоримыми преимуществами, плазменная сварка проникающей  дугой имеет недостаток – некоторое  провисание лицевой стороны сварного шва. Несмотря на то, что провисание имеет незначительную величину, в ряде случаев, особенно для конструкций, работающих в условиях динамического нагружения, требуется выполнение второго прохода для наложения «декоративного» валика для создания усиления сварного шва. Выполнение этой операции может потребовать перенастройки оборудования или передачи изделия на другое рабочее место, что повышает трудоемкость, снижает производительность и может быть причиной возникновения дефектов в сварном шве. Для устранения необходимости во втором проходе напрашивается вывод о попытке совмещения плазменной сварки с одновременной подачей присадочной проволоки. Однако положительного производственного опыта такого совмещения не имеется. Это объясняется низкой стабильностью процесса качественного формирования шва при сварке проникающей дугой. Подача дополнительного металла повышает неустойчивость жидкой ванны, ведет к разрушению ее, и дефектному формированию сварного шва.  
Авторами разработана технология сварки сжатой проникающей дугой с одновременной дозированной подачей присадочной проволоки. Такая технология обеспечивает стабильное формирование шва при толщине свариваемого металла 3-8мм. Шов формируется с плавным переходом к основному металлу, внутренние дефекты отсутствуют. Микроструктурные исследования, измерения микротвердости не выявляют различия основного металла от металла шва и околошовной зоны.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

                                        Заключение.

   Для алюминия и его сплавов применяют практически все промышленные способы сварки плавлением. К основным методам сварки относятся: ручная дуговая сварка покрытыми электродами (ММА), аргонодуговая сварка неплавящимся вольфрамовым электродом с подачей присадочной проволоки (ТIG),плазменная сварка, полуавтоматическая сварка в защитном газе – бывает как минимум четырех разновидностей (импульсная полуавтоматическая сварка, традиционная полуавтоматическая сварка, полуавтоматическая сварка с управляемым массопереносом на инверторном источнике питания, полуавтоматическая сварка на источниках питания типа ВД-306ДК с комбинированной вольтамперной характеристикой). Другие виды сварки алюминия и его сплавов, такие как автоматическая сварка под слоем флюса и газовая сварка применяются значительно реже и рассматриваться не будут. Каждый способ сварки имеет свои особенности, которые необходимо учитывать для наиболее эффективного их использования при изготовлении изделий различного назначения.