Кристаллическая структура металла шва в значительной степени определяет его механические свойства. Чистый алюминий обладает способностью при кристаллизации образовывать в металле швов грубую крупнокристаллическую структуру, в связи с чем при сварке алюминия высокой чистоты в металле швов очень часто образуются трещины.
Улучшение кристаллической структуры металла швов при сварке алюминия и некоторых его сплавов может быть достигнуто модифицированием металла шва в процессе сварки. Аналогичные результаты дает применение магнитного перемешивания металла в ванне.
Заметное улучшение кристаллической структуры металла шва и повышение его механических свойств наблюдается при введении в металл шва при сварке чистого алюминия в качестве модификатора 0,2-0,25 % Ti. Такое же благоприятное действие оказывают добавки циркония, бора и некоторых других элементов.
Для всех методов сварки характерно наличие больших скоростей охлаждения и направленного отвода теплоты. При кристаллизации в этих условиях развивается дендритная ликвация, что приводит к появлению в структуре металла эвтектики. Наличие эвтектики вызывает снижение пластичности и прочности металла и часто появление трещин в швах в процессе их кристаллизации.
Количество трещин при кристаллизации сплавов в условиях, близких к сварке, в зависимости от степени легирования сплава изменяется по кривой с максимумом. Склонность сплава к трещи-нообразованию возрастает по мере увеличения содержания элемента, образующего эвтектику, достигает максимума при определенной его концентрации и затем снижается. Приведенной закономерности в общем виде можно дать следующее объяснение: при небольших добавках этого элемента количество образующейся эвтектики невелико.
В этом случае жидкая эвтектика по границам зерен располагается в виде прерывистых тонких слоев.
При увеличении количества эвтектики в сплаве указанные разрывы жидкой эвтектики по границам зерен постепенно уменьшаются, и склонность к трещинообразованию сплава возрастает. В момент, когда образуется сплошной тонкий слой жидкой эвтектики вокруг зерна, количество образующихся трещин достигает максимума. Дальнейшее увеличение второго элемента приводит к утолщению прослоек эвтектики и появлению способности ее перераспределяться при перемещении кристаллов. Способность к трещинообразованию сплавов при этом снижается.
Количество образующейся в металле шва эвтектики и характер ее распределения, а следовательно, и свойства металла шва' зависят от условий охлаждения и принятой технологии сварки, а также состава присадочного металла. Поэтому правильный выбор режимов сварки и главное — состава присадочного металла может существенно изменить результаты и позволить в рящ случаев избавиться от трещин в швах или же сократить их количество.
Состав сварочной проволоки для сварки различных сплавов алюминия регламентирован ГОСТ 7871—75. 156.
