Aluminij i njegove legure često se koriste za izradu različitih tehničkih i tehnoloških struktura. Čisti aluminij se ne koristi toliko široko kao njegove legure, zbog svojih niskih čvrstoća i visoke duktilnosti. Valja napomenuti da je prije zavarivanja aluminija potrebno uzeti u obzir osobitosti procesa zavarivanja, zbog fizikalnih i kemijskih svojstava ovog metala.
Shema tehnologije točkastog zavarivanja aluminija.
Glavni problem pri spajanju aluminija je kontinuirano stvaranje na površini zavarenog metalnog oksidnog filma Al2O3, koji je vatrostalan i ometa fuziju. Osim toga, aluminij oksidi imaju prilično visoku točku taljenja (+ 2050 ° C) u usporedbi s istim pokazateljem za sam metal (+ 658 ° C), što čini vlastite prilagodbe procesu. Aluminij ima visoku toplinsku vodljivost, što podrazumijeva upotrebu posebnih tehnika i metoda.
Vrste zavarivanja aluminija
Točka taljenja aluminija.
Aluminij se može zavarivati pomoću sljedećih vrsta zavarivanja:
- električni luk (automatski, ručni);
- argonski luk (automatski, poluautomatski i ručni);
- plin.
Razmotrimo najčešću i najdjelotvorniju metodu zavarivanja aluminija - koristeći elektrodu ručno pomoću argonsko-elektrolučno zavarivanje istosmjernom strujom s obrnutim polaritetom.
Argonsko zavarivanje
Shema argonskog zavarivanja aluminija.
Prednosti ovog tipa su nedostatak upotrebe pomoćnih materijala (premazi elektroda, fluksa). Proces se provodi ručno, poluautomatskim i automatskim metodama.
Valja napomenuti da bilo koji rad na zavarivanju treba provoditi samo na ispravnoj opremi, u dobro prozračenoj prostoriji ili u prostoriji s dovodnom i odvodnom ventilacijom i upotrebom osobne zaštitne opreme (štit, kožne rukavice, kombinezone, zaštitne cipele).
Materijali i alati za ručno zavarivanje argonom
Sigurnost tijekom zavarivanja.
Za ovaj tip aluminijeve smjese, volframova elektroda s istosmjernom strujom i obrnuti polaritet zahtijevaju:
- otapalo (aceton, benzin);
- metalne četke;
- otopina za jetkanje;
- dušična kiselina (otopina);
- kupka za pripremanje metala;
- elektrode bez volumena;
- aparat za zavarivanje ili aparat za zavarivanje za argonsko zavarivanje određenom vrstom plamenika, volframove elektrode, sušeni argon (čistoća 99, 8%), držači za zavarivanje, žica za punjenje željenog promjera;
- obloga od nehrđajućeg čelika (bakar);
- osobna zaštitna oprema (štit, kožne rukavice, gumene rukavice), kombinezoni, zaštitne cipele.
Priprema metala prije zavarivanja
Shema poluautomatskog uređaja za zavarivanje aluminija.
Prije kuhanja aluminija s bilo kojom vrstom, aluminijski dijelovi se podvrgavaju preliminarnoj pripremi, koja se sastoji u odmašćivanju površine materijala i otapanju oksidnog filma.
Metalno odmašćivanje provodi se obradom njegove površine otapalima (aceton, benzin, itd.). Nakon toga, očistite okside mehanički četkom ili nagrizanjem pomoću kemijskih otopina (natrijev hidroksid - 45-55 g, natrijev fluorid - 10-50 g, voda - 1 l). Tada aluminij se pere s čistom vodom za 0, 5-1 minuta, a zatim metalna površina je neutralizirana s dušičnom kiselinom (otopina od 25-30% za 1-2 minute), onda je metal opran u tekućoj vodi, zatim u vrućoj vodi, a zatim se suši metal dok se ne osuši.
Takva priprema se provodi najranije 2-4 sata prije zavarivanja. Na isti način treba obraditi žicu za aditive u slučaju njezine primjene.
Tehnologija aluminijskih spojeva
Glavne karakteristike obloženih elektroda za zavarivanje aluminija.
Aluminijski limovi debljine manje od 5 mm kuhaju se bez odvajanja rubova. Kod debljine aluminija do 20-25 mm, rad se može izvesti bez predgrijavanja materijala. Ako dijelovi imaju debljinu veću od 20 mm, materijal treba prethodno zagrijati na 300-400 ° C.
Argonsko zavarivanje se može izvoditi na izmjeničnoj ili istosmjernoj struji (obrnuti polaritet). Pri radu na naizmjeničnu struju koriste se oscilatori-stabilizatori za zavarivački luk. Zavarivanje elektrodama koje se ne troše vrši se istosmjernom strujom obrnutog polariteta i izmjeničnom strujom, sa ili bez aditivnog materijala. U ulozi punila žice koristiti žice marke AK domaće proizvodnje u skladu s GOST 7878-75 ili stranih analoga. Pri zavarivanju T-oblika, kutnih ili čeonih spojeva, uporaba materijala za punjenje je obvezna. U slučaju rada na prirubnice i stražnjicu s malom debljinom aluminija ne koriste se aditivi. Parametri (promjer D) dodatak žici za ručni rad se biraju na temelju debljine aluminija (S):
- S do 2 mm, D aditiva do 1-1, 5;
- S = 2-5 mm, D aditiva = 1, 5-3;
- S preko 5 mm, D aditiva = 3-4.
U argon-zavarivanju se koriste volframove elektrode debljine 0, 8–8, 0 mm i lantaniziranog volframa domaće ili inozemne proizvodnje. Njihov promjer se bira prema vrsti struje i vrijednostima njezine sile (I). Dakle, pri konstantnoj struji s obrnutim polaritetom:
- D elektroda = 1 mm, I do 10 A;
- D elektroda = 2 mm, I = 10-30 A;
- D elektroda = 3 mm, I = 20-40 A;
- D elektroda = 4 mm, I = 40-80 A;
- D elektroda = 5 mm, I = 60-100 A;
- D elektroda = 6 mm, I = 80-130 A.
Proces ručnog elektrolučnoga zavarivanja aluminijskih elemenata i konstrukcija sastoji se od nekoliko stupnjeva.
Izvođenje ove vrste radova na obloge od nehrđajućeg čelika ili bakra listova. Odabir moda (struja I, brzina protoka argona Q) argonskog zavarivanja tungsten elektrodama ovisi o poprečnom presjeku dijelova koji se zavaruju (S), prisutnosti aditiva ili prirubnica i ima sljedeće parametre:
- od kraja do kraja s aditivom, S = 1, 0 mm, I = 65-85 A, Q = 4-5 l / min;
- od kraja do kraja s aditivom, S = 1, 2, I = 70-90 A, Q = 5-6 l / min;
- od kraja do kraja s aditivom, S = 1, 5, I = 80-100 A, Q = 7-8 l / min;
- od kraja do kraja s aditivom, S = 2, 0, I = 90-110 A, Q = 7-8 l / min;
- od kraja do kraja s aditivom, S = 3, 0, I = 100-120 A, Q = 8-9 l / min;
- bez dodavanja u stražnjicu, S = 0, 8 mm, I = 45-55 A, Q = 4-5 l / min;
- bez aditiva u stražnjici, S = 1, 0, I = 50-65 A, Q = 4-5 l / min;
- bez aditiva u stražnjici, S = 1, 2, I = 60-70 A, Q = 5-6 l / min;
- bez dodavanja stražnjice, S = 1, 5, I = 70-90 A, Q = 7-8 l / min;
- bez aditiva u stražnjici, S = 2, 0, I = 90-110 A, Q = 7-8 l / min;
- bez aditiva u stražnjici, S = 3, 0, I = 100-120 A, Q = 8-9 l / min;
- spaljeno, S = 0, 8 mm, I = 40-45 A, Q = 4-5 l / min;
- bljeskanje, S = 1, 0, I = 45-55 A, Q = 4-5 l / min;
- prirubnica, S = 1, 2, I = 55-70 A, Q = 5-6 l / min;
- prirubnica, S = 1, 5, I = 70-85 A, Q = 7-8 l / min.
Za ručno zavarivanje argonom s nepotrošnom elektrodom koriste se posebne domaće jedinice kao što su UDAR, UDG ili njihovi strani analozi.
Ručno povezivanje dijelova argona i lučnog luka započinje s pobudom (paljenjem) luka. Prije toga uključite dovod argona i postavite odgovarajuću amperažu prema odabranom načinu. Luk se pali na sljedeće načine: udaranjem elektrode na površinu aluminija i dodirivanjem okomite elektrode na mjestu porijekla. Ako se dogodi lom lučnog luka, drugo se paljenje vrši prije kratera na zavarenom aluminiju, a zatim se vraća u već odloženi materijal kako bi se zagađenje iz kratera dovelo na površinu. Nadalje, rad se izvodi u željenom smjeru. Treba napomenuti da pri izvođenju ručnog argonskog zavarivanja nije potrebno vršiti oscilatorna kretanja s bakljom, moguće povrede zaštite zone zavarivanja. Kut između ravnine proizvoda i osi plamenika trebao bi biti od 75 do 80 °. A kut između proizvoda i žice za punjenje s njegovom uporabom - 15-20 °. Gorionik treba pomicati iza šipke za punjenje.
Položaj šava u prostoru određuje položaj elektrode. Pomaknite elektrodu "daleko od vas" ili "prema sebi". Prema putanji njegovog kretanja dobivaju se srednji ili uski šavovi. Vrsta kretanja elektrode određuje zagrijavanje ili ne zagrijavanje metalnih rubova.
Šavovi su srednji (od 350 do 1000 mm), dugi (preko 1000 mm) i kratki (od 250 do 300 mm). Dugi šavovi kuhaju se u dijelovima od 250-300 mm. Ovisno o debljini dijelova, šavovi mogu biti jednoslojni (jednostupanjski) i višeslojni (multi-pass). Šavovi jednostrukog sloja su ekonomični i brzi za izvođenje, ali metalni konac za šivanje nema dovoljno duktilnosti. U slučaju višeslojnog zavarivanja, zavareni metal ima dobra mehanička svojstva. Prilikom izvođenja višeslojnog rada za aluminij debljine više od 20-25 mm potrebno je kvalitativno izvesti prvi glavni sloj koji određuje čvrstoću cijelog vara.
Nakon završetka šavova, struja argona se isključuje i šavovi se podvrgavaju dodatnoj obradi - ostaci troske se uklanjaju s površine šava, jer troska ima tendenciju nagrizanja metala. Uklanjanje šljake vrši se ispiranjem šava u vrućoj vodi.
Valja napomenuti da je aluminij moguće kuhati s elektrodom ne samo ručnim argonskim zavarivanjem, već i ručnim elektrolučnim zavarivanjem, kao i automatskim elektrolučnim zavarivanjem. Međutim, ove vrste zavarivanja aluminijskih dijelova nisu široko korištene zbog uporabe fluksa, kao i zbog brojnih značajki korištenih elektroda i loše kvalitete šavova. S automatskim argon-lučnim i poluautomatskim argonsko-zavarivačkim zavarivanjem očuvana je visoka kvaliteta zavarenih spojeva bez potrebe za korištenjem fluksa. Najneučinkovitiji spoj aluminija je plinsko zavarivanje pomoću plinskih plamenika i fluksa.