Дуговая сварка алюминиевых сплавов

Ручная дуговая сварка алюминиевых сплавов может быть выполнена электродами с покрытиями на основе хлористых и фтористых солей. Технология изготовления электродов для сварки алюминиевых сплавов в значительной степени зависит от выбора связующего.

Для дуговой сварки алюминия и его сплавов используют электроды ОЗА-1, для заварки брака литья электроды ОЗА-2.

Наличие в составе покрытий этих электродов хлористых и фтористых солей ухудшает устойчивость процесса горения дуги, поэтому при сварке необходимо питание дуги постоянным током. Наилучшие результаты получаются при применении обратной полярности. При сварке на прямой полярности наблюдается очень быстрое плавление электрода.

Обычно сварку покрытыми электродами применяют для металла толщиной более 3-4 мм. Концентрированный нагрев дугой способствует глубокому проплавлению металла. В связи с этим при сварке металла толщиной до 6 мм не требуется разделка кромок. При двусторонней сварке без разделки кромок можно сваривать металл толщиной 10-12 мм, а при применении предварительного подогрева - до 18-20 мм. При односторонней сварке листов толщиной более 6 мм без подогрева обычно рекомендуется V-образная разделка кромок с углом раскрытия 60-70° и притуплением не менее ¼ толщины свариваемых листов.

Процесс автоматической дуговой сварки плавящимся электродом по флюсу может быть использован для сварки стыковых соединений из металла толщиной от 4 мм и выше. При сварке более тонкого металла возникают трудности, связанные с получением устойчивого горения дуги при мелкокапельном переносе присадочного металла.

Питание дуги при сварке по флюсу осуществляется постоянным током обратной полярности от обычных источников с полого-падающей или жесткой внешней характеристикой. Сварка ведется на автоматах с постоянной или зависимой от напряжения дуги скоростью подачи электродной проволоки. При этом процессе используют плавленые флюсы (табл. 9.3).

Таблица 9.3. Состав флюсов для автоматической сварки по флюсу различных алюминиевых сплавов, %

Технологические возможности сварки по флюсу могут быть расширены при ведении процесса в импульсном режиме или расщепленным электродом.

Осуществление процесса автоматической дуговой сварки алюминия и его сплавов плавящимся электродом под флюсом затруднено двумя обстоятельствами. Флюсы, применяемые при сварке алюминия, построенные на основе хлористых и фтористых солей, отличаются большой электропроводимостью, поэтому осуществить дуговой процесс сварки под флюсом с их применением не удается. Вследствие большой электропроводимости дуговой процесс легко переходит в шлаковый. Затруднены также защита ванны от растворения водорода и получение плотного металла шва. Последнее обстоятельство связано с высокой гигроскопичностью флюсов, построенных на основе хлористых и фтористых солей.

Разработан процесс сварки под флюсом алюминия толщиной 10 мм и выше с применением керамического флюса ЖА-64, имеющего небольшую электропроводимость и относительно невысокую гигроскопичность. Флюс ЖА-64 имеет следующий состав) 30-44 % криолита; 38-48 % хлористого калия; 15-19 % хлористого натрия; 3-4 % кварцевого песка. Флюс замешивают на водном растворе карбоксиметилцеллюлозы (14-16 % к массе сухой шихты), протирают через сито с размерами ячейки 2,5X Х2,5 мм и затем прокаливают при температуре 280-320 °С. Прокаленный флюс просеивают через сито с размером ячейки 3x3 мм.

Электропроводимость флюса снижается при введении в его состав кварцевого песка. Возможность получения плотных швов при сварке под флюсом ЖА-64, по-видимому, обусловлена меньшей его гигроскопичностью, а также большим объемом сварочной ванны, образующейся при сварке металла толщиной 10-30 мм, и значительным временем ее существования. С увеличением объема сварочной ванны при прочих равных условиях уменьшается концентрация растворенного в ней водорода. Благодаря сравнительно большой длительности пребывания металла в расплавленном состоянии, исчисляемой десятками секунд при сварке металла толщиной более 10 мм, создаются условия для дегазации ванны за счет всплывания пузырьков водорода.

Процесс сварки под флюсом ЖА-64 проводят на переменном или постоянном токе расщепленным электродом. Применение автоматической сварки плавящимся электродом под флюсом позволяет получить достаточно высокую производительность процесса и улучшить условия труда сварщиков в результате оздоровлении атмосферы по сравнению со сваркой полуоткрытой дугой по флюсу.