Схильність до утворення пор. Великі труднощі при зварюванні алюмінію та його сплавів викликає утворення пор в металі шва

Великі труднощі при зварюванні алюмінію та його сплавів викликає утворення пор в металі шва. На відміну від сталі пори в алюмінію розташовані

переважно всередині шва поблизу межі сплавлення його з основним металом

та біля поверхні шва .

Вважають, що головним приводом швів є водород. Азот практично не роз-чиняється в алюмінії, створює нітрид алюмінію і не дає пор.

Водень, на відміну від інших газів має властивість розчиняться в алюмінії і при деяких обставин утворювати пори в металі шва.

[Н]см³/100г

Зміна розчинності водню в алюмінії при різній температурі.

При охолоджуванні розчинний водень в

зв'язку з різким зниженням розчинності

намагається виділитися з металу. Бульбашки водню, що виділяється, не встигаю-

виплисти з ванни, залишаються в шві,

утворюючи пори.

Т⁰С

В реальних умовах зварювання парціальний тиск молекулярного водню в газовій фазі дуги дуже малий. Тому головним джерелом водню, що розчиня-ється в зварювальній ванні, служить реакція безпосередньої взаємодії вологи з

металом.

2Al + 3H₂O Al₂O₃ + 6H₂
Головне джерело водню ─ вода, адсорбована поверхнею основного металу

та дроту флюсами, покриттями електродів, яка міститься в захисному газі та

гідратованій окисною плівкою. ( Al2O3· nH2O ─ кристалізаційна вода ─ не ви-

парюється ) δ = 0,1мкм.

Основною мірою боротьби з пористю при зварюванні алюмінію є зменшення концентрації розчинного в ньому водню до межі нижче 0,69 - 0,7см³/100г металу .

Для зменшення концентрації водню в металі шва при зварюванні алюмінію

до межі, яка виключає утворення в ньому пор можуть бути рекомендовані на-

ступні технологічні заходи :

1) застосування раціональної обробки поверхні деталей та дроту ( електро-

полірування ;

2) скорочення питомої поверхні дроту, який приймає участь в утворенні шва,

шляхом збільшення d прис. пров. та зменшення частки участі присаджува-

льного металу в утворенні шва.

Металургійні заходи базуються на тому, що зменшення пористості мож-

ливо або за рахунок обмеження проходження реакції взаємодії рідкого металу

з вологою шляхом збільшення швидкості зварювання, або, навпаки, за рахунок

утворення умов для більш повного проходження реакцій видалення водню шля-

хом збільшення тривалості існування зварювальної ванни.

I спосіб ─ для деталей малої товщини ─ застосування ”жорстких” режи-мів. ( Vсв ↑ ).

II спосіб ─ для деталей великої товщини з сплавів, які термічно не зміц-

нюються. ( Vсв ↓ )

Інколи для зменшення пористості застосовують підігрівання товстих деталей

перед зварюванням ( до Т = 150…250⁰С ), що уповільнює кристалізацію металу

зварювальної ванни, сприяє більш повному видаленню газів.

Найбільш схильні до утворення пор сплави типу АМг , тому, що Мg

збільшує розчинність водню в металі. Присутня на поверхні деталей плівка з

Аl₂О₃ та МgО має більшу товщину, ніж Аl₂О₃, більш пухка та має більший

запас вологи, ніж Аl₂О₃.

Основні заходи боротьби з пористістю при зварюванні сплавів АМг ─ спрямовані на скорочення часток оксидної плівки, що замішують в ванні в процесі зварювання ( зменшення долі зварювального дроту області шва, оброб-

ка металу та дроту; застосування зварювання з вольфрамовим електродом ).