При сварке плавлением конструкций из алюминиевых сплавов возможны различные виды сварных соединений. Наибольшее распространение получили стыковые соединения. Нахлесточные, тавровые и угловые соединения желательно выполнять аргонодуговой сваркой, для которой не требуются флюсы. При сварке таких соединений методами, предусматривающими применение флюсов, возникает опасность последующей их коррозии, вызванной неудаленным флюсом, который остается между листами в нахлестке или в углах при сварке угловых соединений.
Необходимо учитывать, что даже при аргонодуговой сварке угловых и других соединений в металле шва возможно возникновение дефектов в виде включений оксидных пленок в корневой части стыка в связи с недостаточным перемешиванием металла и отсутствием проплава требуемой величины. При выполнении таких соединений лучшие результаты могут быть получены при сварке плавящимся электродом, обеспечивающим наиболее энергичное перемешивание ванны и дробление оксидных пленок.
При сварке неплавящимся вольфрамовым электродом стыковых соединений без разделки кромок для исключения оксидных включений в металле швов необходимо применять подкладки рациональной формы. На рис. 9.7 стрелками показано направление течения металла при заполнении канавки и расположения включения оксидных пленок. При сварке на подкладке с канавкой сложного профиля торцовые поверхности кромок при расплавлении листов полностью выводятся в проплав, и вероятность образования включений оксидных пленок снижается. В некоторых случаях, когда создание проплава большой глубины невозможно, аналогичное движение металла можно создать, применяя обратную разделку кромок.
Рис. 9.7. Поперечные сечения
соединений, полученных на различных подкладках: а - без канавки; б - с
прямоугольной канавкой; в - с профилированной канавкой
При сварке стыковых соединений в зависимости от толщины свариваемого металла и принятого метода сварки используют различные виды подготовки кромок. Помимо механической обработки кромок свариваемых деталей для придания им рациональной формы, облегчающей выполнение соединений, подготовка деталей к сварке включает очистку их поверхностей от загрязнений и оксидов. Следы масла, краски и другие загрязнения должны быть удалены или со всей поверхности свариваемых деталей, или же с их кромок на определенной ширине (20—30 мм) вдоль стыка.
Для частичного или местного обезжиривания кромки протирают тряпкой, смоченной в бензине, ацетоне, четыреххлористом углероде, уайт-спирите и других жидкостях, хорошо растворяющих жировые загрязнения. В связи со сравнительно большой трудоемкостью операций местного обезжиривания и необходимостью применения легковоспламеняющихся жидкостей (бензин, ацетон и др.) в производстве обычно выполняют общее обезжиривание всей поверхности деталей в щелочных ваннах.
Технология обезжиривания поверхности детали, используемая в практике некоторых заводов, заключается в следующем: обезжиривание деталей в течение 5—8 мин в щелочной ванне при температуре 65 °С, состав раствора 35—50 г Na3PО4, 35—50 г Na2CО3, 30 г жидкого стекла, 1000 г воды; промывка в воде при температуре 30 °С; промывка в проточной холодной воде с протиркой тряпкой или волосяной щеткой; сушка.
После обезжиривания детали подвергают специальной обработке для удаления поверхностной оксидной пленки: механическим путем — зачисткой поверхности деталей шлифовальной шкуркой, шабером или проволочной щеткой, а также химическим путем — травлением деталей в специальных растворах. При массовом производстве механическая зачистка кромок не рекомендуется в связи с недостаточно высокой производительностью процесса и невысоким качеством подготовки поверхности.
Более производительным и надежным методом удаления оксидной пленки следует считать химическое травление деталей в ваннах специального состава по приведенной технологии: травление в водном растворе NaOH (45—50 г/л) при температуре 60—70 °С, время травления 1—2 мин; промывка в горячей воде (60—80 °С); промывка в проточной воде при нормальной температуре; осветление в 30 %-ном растворе HNО3 при нормальной температуре в течение 1—2 мин; промывка в проточной воде при нормальной температуре, затем в горячей воде (60—80 °С); сушка сжатым воздухом с температурой 80—90 °С.
В тех случаях, когда травление применяют для удаления плакированного слоя, время травления выбирают из расчета стравливания 0,01 мм слоя за 3,5—2,5 мин. При сварке деталей из сплавов алюминия с повышенной концентрацией магния (например, сплав АМгб) кромки и особенно торцы деталей непосредственно перед сваркой зачищают щабером.
Подготовка поверхности проволоки включает следующие основные операции: обезжиривание, травление, дополнительную обработку поверхности после травления с целью повышения плотности пленки и уменьшения запаса имеющейся в ней влаги.
Обезжиривание и травление проволоки проводят по технологии, принятой для обезжиривания и травления поверхности основного металла. Дополнительная обработка может быть различной: вакуумная сушка проволоки; механическая зачистка поверхности в специальном приспособлении; химическое или электрохимическое полирование поверхности.
Наиболее целесообразны два варианта подготовки проволоки: обезжиривание и травление в щелочных ваннах по технологии, принятой для основного металла; обезжиривание, травление по той же технологии с последующим химическим или электрохимическим полированием полученной поверхности.
На рис. 9.8 показана установка МАТИ, предназначенная для электрохимического полирования проволоки. Проволока, предварительно обработанная н растворе NaOH, с кассеты 4 подходит к роликам 5 через ванну с электролитом 1. На проволоку 2 через мундштук 3 от источника постоянного тока подается положительный потенциал. В ванне на участке между катодами 6 проволока полируется, затем промывается водным душем 7, протирается в устройстве 8, обдувается горячим воздухом и наматывается роликами 9 на кассету 10.
В качестве электролита использован раствор следующего состава: 700 мл Н3РО4, 300 мл H2SО4, 42 г СrO3. Температура электролита в процессе полирования проволоки 95—100 °С. При перегреве электролита свыше 100 °С процесc полирования прекращается. Для каждого диаметра проволоки при постоянной скорости протяжки ее через ванну с электролитом существует минимальная сила тока, при которой возможен процесс полирования. Так, например, при скорости протяжки проволоки 100 м/ч электрополирование проволоки АМгб диаметром 1,6 мм возможно при силе тока 19,8 А, а диаметром 2,5 мм — при силе тока 130 А.
Рис. 9.8. Схема установки МАТИ
для полирования проволоки
