Особенности сварки алюминия и его сплавов.

Плотная окисная пленка препятствует сплавлению металла сварочной ванны с основным металлом. Удаление пленки в процессе сварки достигается действием тока при горении дуги или воздействием составляющих флюса или покрытия электрода на окись алюминия.

При сварке постоянным током обратной полярности очищающее действие тока имеет место на протяжении всего процесса горения дуги, а при сварке переменным током – в основном в те полупериоды, когда изделие является катодом. Способ удаления пленки действием тока используется при сварке в защитных газах. Действия электрического тока состоит в том, что движущиеся с большой скоростью положительные ионы, попадая на поверхность металла, разрушают окисную пленку и в результате так называемого катодного распыления удаляют ее. При электроннолучевой сварке окисная пленка удаляется частично действием пучка электронов и вырывающегося из основания пятна нагрева потока жидкости, газов и паров металла.

Толстую пленку окиси алюминия необходимо перед сваркой удалять механическим или химическим путем.

Механизм действия флюсов и покрытий на окись алюминия сложен. Смачивая пленку, разрыхляют ее, смывают и уносят в шлак. Этому процессу способствует выделение газов, образующихся в результате взаимодействия флюса с жидким металлом.

Большое затруднение при сварке алюминия вызывает образование пор в металле шва. В отличие от стали поры в алюминии располагаются преимущественно внутри шва вблизи границы сплавления его с основным металлом и у поверхности шва. Принято считать, что основным возбудителем пор в алюминиевых швах является водород.

Борьба с пористостью при сварке алюминия – первостепенная задача. Для предупреждения пористости удаляют окисную пленку и жировые загрязнения.

При ручной дуговой сварке толстолистового металла применяют предварительный и сопутствующий подогрев до температуры 200-400⁰С. При сварке толстолистовых алюминиевомагниевых сплавов допускается нагрев до температуры не свыше 100-150⁰С. При сварке подогретого металла получаются низкие механические свойства соединений. Азот практически не растворяется в алюминии, а дает переходящий в шлак нитрид алюминия и поэтому не вызывает появления пор.

Серьезные затруднения при сварке создаются из-за возникновения кристаллизационных трещин. Образование трещин зависит от содержания железа и кремния в металле шва. Увеличение содержания кремния до 0,6% приводит к образованию кристаллизационных трещин. Увеличение содержания железа в пределах до 0,7% приводит к повышению стойкости металла шва против образования кристаллизационных трещин. При этом 0,1% Si уже достаточно для образовании трещин, а 0,1% железа еще недостаточно для их предупреждения.

Дополнительные затруднения при сварке легированных сплавов алюминия создаются из-за холодных трещин. При сварке так называемых самозакаливающихся (алюминий-цинк-магниевых) сплавов подобные трещины возникают спустя определенный промежуток времени после сварки. Такой вид трещин часто именуют задержанным разрушением.

3. Структура и свойства сварного соединения.