О компании
Каталог товаров
Прайс-лист
Контакты
Статьи
На главную
Карта сайта
Написать на E-mail
Каталог товаров   Главная / Статьи
Сварочные аппараты "Энергия" (г.Запорожье)
Сварочные горелки "ABICOR BINZEL" (серии MIG/MAG)
Cварочные горелки ABICOR BINZEL® (серии WIG/TIG)
Сварочные принадлежности
Сварочные плазменные установки Jaeckle (Германия)
Сварочное оборудование JASIC
Сварочные аппараты Awelco (Италия)
Маски сварщика
Сварочные инверторы Maxima Plus (Харьков)
Сварочный аппарат водородной сварки Лига (Россия)
Продукция завода Донмет (Краматорск)
Сварочные аппараты GYS (Франция)
Инверторы сварочные "АТОМ-СВАРКА" (г.Запорожье)

Контакты

тел.: 8 (044) 227 57 67
тел.: 8 (097) 946 63 83

E-mail: office@av-svarka.com.ua





Rambler's Top100
Интернет магазины - рейтинг TopShops.com.ua. Интернет магазин - отзывы потребителей Украина онлайн


Обмен ссылками


Статьи

Сварка алюминия

СВОЙСТВА АЛЮМИНИЯ И ЕГО СПЛАВОВ
Алюминий —серебристо-белый легкий цветной металл с высокими пластическими свойствами.
В интервале температур 400 °С ... 500 С алюминий становится очень хрупким и абсолютно непластичным. Алюминий обладает свойством интенсивного поглощения нейтронного излучения и активного препятствования его распространению сквозь элементы созданных из него конструкций.
Среди конструкционных металлов алюминий имеет самый высокий термический коэффициент линейного расширения — в два раза больше, чем у стали. Это во многом обусловливает его склонность к образованию значительных литейных усадок, значительным деформациям при сварке и, как следствие, — плохую свариваемость с такими широко распространенными конструкционными металлами как сталь и медь.
Температура, при которой возникает свечение алюминия, практически равна температуре его плавления. В связи с этим определение температуры алюминия по цветам его каления в процессе сварки практически невозможно.
Алюминий обладает как высокой электрической, так и тепловой проводимостью. Тепло- и электропроводность меди всего в два раза выше, чем у алюминия.
Несмотря на высокую химическую активность алюминия изделия из него практически не теряют свой типичный металлический блеск на воздухе, в морской воде и ряде окислительных сред слабой агрессивности. Это связано с тем, что при нормальных условиях поверхность алюминия постоянно покрыта сравнительно тонкой, но очень плотной, очень прочной, абсолютно непластичной и тугоплавкой пленкой, состоящей из корунда. Эта пленка является результатом взаимодействия алюминия с окружающей средой — результатом окисления алюминия кислородом окружающей среды. Именно окисленные поверхностные слои алюминия выполняют защитные функции, предотвращая интенсивное разрушение остального металла. Разрушение этой пленки вызывает мгновенное окисление алюминия в местах ее несплошности или отсутствия.
Алюминий — металл со сравнительно низкой температурой плавления. В то же время температура плавления корунда, постоянно присутствующего на его поверхности, превышает температуру плавления алюминия в несколько раз.

МЕТАЛЛУРГИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ СВАРКИ АЛЮМИНИЯ
Металлургические особенности сварки алюминия обусловлены его физическими и химическими свойствами.
Одной из существенных особенностей алюминиевых сварных швов является наличие в нем ярко выраженной "ЗОНЫ СЛАБИНЫ" (устоявшийся термин). Зона слабины присутствует не только в алюминиевых сварных швах, но именно в алюминиевых сварных швах ее отрицательное влияние на эксплуатационные свойства сварного соединения особенно заметно.
Зоной слабины принято называть область скопления шлаков, металлических и неметаллических паразитных включений, расположенных вдоль вертикальной оси сварного шва. Шлаки и прочие включения присутствуют в любом основном и присадочном металле. При изготовлении металлических заготовок применяются специальные технологии, обеспечивающие частичный вывод этих вредных включений из изделия, их модификацию и локализацию внутри изделия, а при необходимости — равномерное распределение и фиксацию по всему его объему. Во время сварки модификация, локализация и фиксация таких включений нарушаются, к ним добавляются вновь образуемые и привнесенные извне.
При кристаллизации металла шва вновь образуемые кристаллы металла пытаются выталкивать все инородные по отношению к ним тела за пределы пространства, которое будет занимать вновь образуемый кристалл.
В силу того, что начальные центры кристаллизации расположены на периферии расплавленного металла шва (на поверхности усиления, зоне сплавления с основным металлом, поверхности обратного сварочного валика в корне шва), вытеснение шлаков производится преимущественно от периферии сварного шва к его центру.При завершении кристаллизации вдоль вертикальной оси сварного шва появляется зона слабины с физическими свойствами, резко отличающимися от свойств окружающего ее металла. Это вызвано тем, что основной составляющей зоны слабины является корунд (Аl2Оз). Но кроме него там также присутствуют и другие химические соединения. При этом все они очень хрупки, тверды и абсолютно непластичны, а алюминий, как мы уже знаем, наоборот — очень мягок и пластичен. Вдобавок ко всему каждая составляющая зоны слабины имеет свой собственный коэффициент температурного расширения резко отличающийся от коэффициента температурного расширения алюминия. Так, например, коэффициент температурного расширения корунда в 3 раза меньше, чем у чистого алюминия. При деформациях, вызванных температурными изменениями, изгибом, ударом или другими причинами, механическая связь между алюминием и компонентами зоны слабины нарушается в силу их различных реакций на такие внешние воздействия, появляются трещины, ведущие, в конечном счете, к разрушению сварного соединения.
В силу того, что удельная масса компонентов зоны слабины больше чем удельная масса металла шва, они не всплывают на его поверхность, как у стали, а наоборот — пытаются осесть на дно шва. Длительный прогрев металла шва, с целью дать возможность компонентам зоны слабины осесть на дно сварочной ванны, результатов не дает, т. к. во время этого прогрева на поверхности сварного шва образуются новые шлаки, ведущие к увеличению зоны слабины.
При дуговой электрической сварке плавлением удается получать сварные швы с общими эксплуатационными параметрами на уровне 70 % от аналогичных свойств основного металла. При этом отдельные его эксплуатационные параметры могут достигать 100%.
Для механической зачистки свариваемых и наплавляемых поверхностей могут быть использованы токарные и фрезерные станки, механические вращающиеся металлические щетки, ручные металлические щетки, абразивные круги, наждачная бумага и шаберы.
Наилучшие результаты дает шабрение и зачистка на станках.
Применение металлических щеток без последующего шабрения или химической зачистки недопустимо, так как после зачистки металлическими щетками на алюминиевых свариваемых и наплавляемых поверхностях остается стальной налет, который в процессе дуговой обработки образует вредные и практически не удаляемые из сварного шва химические соединения.
Применение абразивных кругов или наждачной бумаги без последующего шабрения также недопустимо. В процессе зачистки в сравнительно мягкую поверхность алюминиевых свариваемых кромок вкрапляются мельчайшие неметаллические частички наждака, которые в процессе сварки преобразуются в шлак с удельной массой такой же или большей, чем у металла шва. Этот шлак либо остается в центре сварного шва, либо опускается на его дно, соответственно.
Зачистка свариваемых кромок должна осуществляться на расстояние, более 10 их толщин, но не менее 30 мм от свариваемых кромок сварного шва с обеих его сторон (как с основной, так и с обратной) вне зависимости от того, с какой стороны накладывается первый сварочный валик. Если габариты изделия не позволяют осуществить зачистку на указанном расстоянии от зоны сварного шва, то зачистке необходимо подвергать все изделие.
При выполнении сварочного валика обратной стороны сварного шва она должна быть подвергнута обязательной повторной зачистке непосредственно перед сваркой. При этом подвергать повторной зачистке первую (уже сваренную) сторону нет необходимости. При зачистке обратной стороны сварного шва с особой тщательностью следует выполнять зачистку корня шва первой стороны, т. к. именно в нем содержится основная масса шлаковых включений.
При зачистке сварного шва следует помнить о том, что созданию качественного сварного соединения препятствуют не только твердые частицы посторонних предметов, расположенные в зоне сварного шва, но и вредные пары, испускаемые посторонними предметами, расположенными в зоне термического воздействия сварочной дуги. В связи с этим ширина зоны очистки должна быть как можно больше.
При создании сварных швов и наплавочных валиков значительной протяженности зачистку следует выполнять участками не менее 100 мм с последующей сваркой или наплавкой до 70 мм этого участка. После окончания цикла сварки или наплавки каждого такого участка необходимо выполнить зачистку последующего непосредственно перед дуговой обработкой.
Для создания сварных швов и наплавочных валиков с отличным качеством необходимо выполнять окончательную механическую зачистку свариваемых и наплавляемых поверхностей непосредственно на сварочном посту, а сварку или наплавку выполнять сразу после их окончательной механической зачистки, так как со временем толщина окисной пленки на этих поверхностях увеличивается. Зачищенные под сварку или наплавку изделия не следует подвергать деформированию, резким толчкам и ударам, так как это также ведет к увеличению толщины окисной пленки.
Для получения сварных швов и наплавочных валиков с хорошим качеством их дуговую обработку можно выполнять в течении 2 ... 4 часов после зачистки.
При выполнении сварки или наплавки изделия, зачистка сварочных кромок или наплавляемых поверхностей которого была выполнена за 4 ... 8 часов до сварки или наплавки, можно получить лишь удовлетворительное качество.
Импульсно-дуговую сварку или наплавку изделий, зачистка которых выполнялась более чем за 8 часов до начала процесса дуговой обработки или не выполнялась вообще, выполнять не рекомендуется, т. к. получение эксплуатационных свойств сварного шва и наплавочного валика на уровне 50 % от аналогичных свойств основного металла не гарантировано. Но, в отдельных случаях, возможно, если в процессе дуговой обработки выполняется электронная очистка катодным распылением при помощи мощного стабилизатора горения сварочной дуги, см. ниже в настоящем разделе.
Устранение окисной пленки химическим способом
Химические способы зачистки свариваемых кромок и присадочных материалов перед сваркой являются желательными при любых видах и способах сварки алюминия. Химические способы включают в себя несколько этапов. Для получения сварных швов отличного качества необходимо выполнение всех указанных ниже его этапов. Существует два способа химической зачистки: щелочными и кислотными растворами. При травлении в кислотных растворах образование пор в сварном шве практически исключено.
Технология и материалы для химической зачистки свариваемых кромок щелочным раствором следующие:
1.1 — обезжирить зону сварного шва и околошовной зоны при помощи ветоши, смоченной в уайтспирите, техническом ацетоне или другом обезжиривающем растворителе;
1.2 — удалить поверхностное загрязнение зоны сварного шва и околошовной зоны механическим способом;
1.3 — травить зону сварного шва в 10 % водном растворе едкого натра (45 ... 50 г/л едкого натра — NaOH): температура ванны 60 ... 70 °С; время травления 1 ... 2 мин для неплакированных материалов; для снятия плакировки глубину травления выбирать исходя из ее скорости — 0,003 ... 0,004 мм/мин и травить в течении 2,5 ... 3,0 мин;
1.4 — промыть зону травления горячей (не менее 60 °С), а затем холодной водой, протереть ветошью и просушить;
1.5 — осветлить зону сварного шва 30 % водным раствором азотной кислоты (НNОз) при 20 °С в течении 2 минут;
1.6 — промыть зону травления проточной горячей (не менее 60 °С), а затем проточной холодной водой; протереть волосяной щеткой или ветошью и просушить при температуре от 80 °С до 120 °С.
Технология и материалы для химической зачистки свариваемых кромок кислотным раствором следующие:
2.1 — выполнить п. п. 1.1 и 1.2.
2.2 — удалить коррозию травлением зоны сварного шва одним из перечисленных ниже раствором:
2.2.1 — в водном растворе (45 мл/л) ортофосфорной кислоты (Н3РО4) и 20 г/л хромового ангидрида (СrО3) при 90 ... 95 °С в течении 10 ... 20 мин;
2.2.2 — в водном растворе, состоящем из 20 % ортофосфорной кислоты (Н3РО4) и 8 % хромового ангидрида (СrОз) при 20 °С в течении 15 ... 30 мин;
2.2.3 — травить зону сварного шва в 15 ... 25 % водном растворе ортофосфорной кислоты (НзРО4) при комнатной температуре;
2.3 — выполнить п. 1.6.
Устранение окисной пленки электро-химическим способом
Окисная пленка, состоящая из корунда, присутствует на поверхности алюминия всегда. В зависимости от способа зачистки, которой подвергалась поверхность алюминия, толщина и равномерность, химический состав и однородность окисной пленки могут изменяться, но полностью удалить корунд с поверхности алюминия в неконтролируемой атмосфере невозможно. Так, например после механической и (или) химической зачистки поверхность алюминия получается неровной. Это связано с неравномерностью ее обработки механическим инструментом (шабером, резцом, фрезой, наждаком) и неравномерностью вытравливания зерен алюминия химическими реактивами.
Магнитным дутьем принято называть отклонение столба сварочной дуги от зоны сварного шва под воздействием внешних электрических и магнитных полей.
Магнитное дутье — вредное явление. Во время магнитного дутья происходит выброс расплавленного металла из сварочной ванны и разогрев не сварного шва, а элементов конструкции, расположенных в непосредственной близости от него. Для борьбы с магнитным дутьем применяют следующие способы:
1 — использование сварочной дуги, горящей на переменном токе;
2 — использование компенсирующих ферромагнитных масс;
3— использование специальной техники выполнения сварных швов (сварка углом в сторону, обратную отклонению сварочной дуги;
4 — правильный выбор места подключения обратного сварочного провода;
5 — правильный выбор технологии сварки и соблюдение техники выполнения сварного шва.

Применение одного из этих способов не исключает применения остальных. При правильном подключении токи в системе электрод - дуга - сварочная ванна - токоподвод ни на одном из участков не направлены встречно и поэтому не вызывают отталкивания этих участков (одним из которых является жидкий металл сварочной ванны).
При неправильном подключении обратного сварочного провода ток в дуге направлен против тока, проходящего по изделию.
Взаимодействие токов очень зависит и от наклона электрода от вертикали к поверхности наплавляемого металла. При меньшем его отклонении оно сказывается меньше, а при большем - значительнее.
Противодействие магнитных потоков, вызванное разной направленностью токов в изделии и сварочной дуге, вызывает как отклонение сварочной дуги, так и выплеск металла из сварочной ванны.

Способы техники сварки и наплавки
Толщиной свариваемого металла определяется ряд параметров. Основным из них является техника выполнения сварных швов. Существует два способа выполнения сварных швов — углом вперед и углом назад, соответственно.
WlG-сварка углом вперед, заключается в следующем.
Горелка располагается по отношению к поверхности обрабатываемого изделия под углом 60 ... 90° . Острая часть угла, образуемая между поверхностью обрабатываемого изделия и продольной осью неплавящегося электрода , направлена в сторону предполагаемого перемещения горелки — вперед (направление стрелки А). Присадка размещается перед горелкой. Угол, образуемый между продольной осью присадки и продольной осью неплавящегося электрода, должен быть равен 90°. Расплавляемый конец присадки должен находиться в сварочной ванне, образованной в зоне плавления.
Сварка углом вперед применяется для выполнения сварных швов металлов малых и средних толщин (до 10 мм) с целью предотвращения прожогов.
Суть процессов, происходящих при сварке углом вперед, заключается в следующем. Сварочная дуга расплавляет основной металл. Присадка, поступательно подаваемая в сварочную ванну плавится и, одновременно, служит теплоотводом. Интенсивная подача присадки способствует наполнению сварочного валика с оптимальной скоростью и предотвращает прожог основного металла. При последующем перемещении вперед происходит создание сварочной ванны на следующем очередном участке сварного шва, а прогрев и расплавление зоны наплавленного металла прекращаются. При сварке углом вперед угол, образуемый между продольной осью присадки и поверхностью обрабатываемого изделия, должен быть как можно меньше. Присадка, если есть такая возможность, должна почти лежать на поверхности, а продольная ось неплавящегося электрода должна быть расположена почти по нормали к обрабатываемой поверхности. В любом случае угол, образуемый продольной осью неплавящегося электрода и поверхностью обрабатываемого изделия не должен быть меньше 60 °. При меньших значениях этого угла происходит выплеск сварочной ванны с выбросом из него расплавленного металла.

WlG-сварка углом назад заключается в следующем.
Горелка располагается по отношению к поверхности обрабатываемого изделия под углом 60 ... 90 °. Острая часть угла, образуемая между поверхностью обрабатываемого изделия и продольной осью неплавящегося электрода, направлена в сторону, противоположную предполагаемому перемещению горелки — назад. Присадка размещается после горелки. Угол, образуемый между продольной осью присадки и продольной осью неплавящегося электрода, должен быть равен 90° . Расплавляемый конец присадки должен находиться в сварочной ванне, зоне горения сварочной дуги или в зоне инертного защитного газа, но ни в коем случае не выходить за пределы зтих зон. В противном случае расплавленный конец присадки становится источником дополнительного засорения сварочной ванны различными шлаками Образующимися на его поверхности сразу после попадания присадки в атмосферу окружающей среды.
Сварка углом назад применяется для выполнения сварных швов металлов больших толщин (10 мм и более), для лучшего проплавления основного металла и при сварке наклонных сварных швов сверху вниз.
Суть процессов, происходящих при сварке углом назад, заключается в следующем. Сварочная дуга расплавляет основной металл. Присадка, подаваемая в сварочную ванну возвратно-поступательно плавится. Интенсивная подача присадки способствует наполнению сварочного валика с оптимальной скоростью и предотвращает зашлаковывание сварочной ванны. При последующем перемещении вперед происходит создание сварочной ванны на следующем участке сварного шва, а прогрев зоны наплавленного металла продолжается, что способствует более глубокому проплавлению и выводу основной массы шлаков в. корень сварного шва
При сварке углом назад, так же, как и при сварке углом вперед, угол, образуемый между продольной осью присадки и поверхностью обрабатываемого изделия, должен быть минимальным. Однако при сварке углом назад сварочная ванна располагается не только на поверхности обрабатываемого изделия, но и на части усиления сварного шва, граничащей с поверхностью основного металла в связи с этим угол наклона горелки к поверхности обрабатываемого изделия может достигать значении 60° , но не меньше. Причины те же, что и при сварке углом вперед.
При сварке углом назад отсутствует возможность постоянного удерживания расплавляемого конца присадки в сварочной ванне, так как это препятствует прогреву наплавленного сварочного валика во время очередного перемещения. Присадкой приходится совершать колебательно-вращательные движения вокруг продольной оси сварного шва, что не очень удобно, либо периодически вынимать ее из сварочной ванны и зоны горения дуги. Повторимся еще раз: — в любом случае расплавленный конец присадки не должен покидать зоны потока защитного газа.

Сборка-прихватка
Сборкой называется технологический процесс взаимного расположения элементов изделия перед их фиксацией, а прихваткой — их предварительная взаимная фиксация. Окончательная взаимная фиксация элементов изделия осуществляется при помощи сварки.
Следует помнить о том, что как перед, так и после сборки прихватки зоны прихваток и сварных швов должны быть подвергнуты зачистке.
Для сборки-прихватки изделие должно закрепляться в специальных или универсальных, сборочных или сборочно-сварочных приспособлениях. Сборка-прихватка изделия должна учитывать последующую технологию сварки. Количество прихваток должно определяться для каждого конкретного случая отдельно. Минимальное количество прихваток для кольцевых швов диаметром до 70 мм — три. Минимальная длина каждой прихватки должна быть равна 2 ... 3 толщинам свариваемого металла. Катет (для угловых и тавровых сварных швов) или высота усиления (для стыковых соединений) должны составлять 60 ... 70 % от катета сварного шва или толщины основного металла, соответственно.
Алюминий, как уже указывалось выше, — металл, обладающий хорошей теплопроводностью и сравнительно низкой температурой плавления. Эти два свойства алюминия затрудняют образование сварочной ванны в начале сварного шва и ее формирование в конце.
В начальный момент сварки весь основной металл имеет одинаковую сравнительно низкую температуру и для создания сварочной ванны приходится в течение нескольких секунд (при сварке толщин более 10 мм без подогрева — до 10 с) держать горелку на одном месте в начале сварного шва в ожидании образования сварочной ванны. Это связано с тем, что тепло, подводимое в зону плавления, интенсивно поглощается основным металлом и отводится им в окружающую среду.
При завершении сварного шва, когда до конца свариваемой кромки остается 5 ... 10 мм сварочная ванна начинает образовываться слишком интенсивно. Это связано уменьшением отвода тепла из зоны плавления в направлении конца шва. Если не принять меры, учитывающие этот фактор, то в конце сварного шва придется прерывать сварочную дугу для того, чтобы давать возможность основному металлу остывать. В противном случае может образоваться прожог. Оба эти явления (неравномерное ведение сварочного процесса за счет прерывания сварочной дуги и прожог) отрицательно сказывается на качестве сварного шва.
Для того чтобы избежать некачественное завершение сварного шва применяется ряд, методов:
— метод применения заходных и выходных планок; - метод упреждающего завершения сварного шва.
Метод применения заходных и выходных планок заключается в том, что к изделию, прихватываются две планки: — одна со стороны начала сварного шва, а другая — со стороны его завершения. Конструкция обеих планок, как правило, одинакова. Сварной шов начинается на заходной планке, продолжается на сварочных кромках изделия и завершается на выходной планке. После окончания сварки как заходная, так и выходная планка удаляются механическим способом. а места прихваток зачищаются.
Метод упреждающего завершения сварного шва заключается в том, что на стадии сборки-прихватки в месте предполагаемого завершения сварного шва ставится прихватка с катетом или усилением, соответствующими основному сварному шву и длиной от 5 мм до 10 мм. Прихватка и является частью сварного шва, упреждающей его завершение. Наплавка шва, упреждающего завершение, трудностей не вызывает, так как выполняется на холодном металле. Она дает возможность завершать старку основного сварного шва либо не достигая кромки изделия, если катет или усиление упреждающей прихватки имеют такие же размеры, как и основной шов. либо на более высокой скорости, если катет или усиление упреждающей прихватки имеют геометрические размеры, соответствующие традиционным прихваткам (60 ... 70 % от катета или высоты основного сварного шва).
Если последующая сварка изделия будет осуществляться вне приспособлений исключающих термические деформации, то эти деформации следует учесть при сборке-прихватке. При этом следует помнить, что коэффициент температурного расширения алюминия в два раза больше чем стали, а это предполагает и в 2 ... 4 раза большие термические деформации свариваемого изделия. Так, например, при сварке таврового соединения с конструктивным углом в 90° угол отклонения между стенкой и полкой может уменьшиться более чем на 10° .

Возбуждение сварочной дуги
Возбуждение сварочной дуги между вольфрамовым электродом и изделием, как на стадии сборки-прихватки, так и при сварке алюминия и его сплавов лучше осуществлять бесконтактным способом за счет высоковольтного высокочастотного электрического разряда генерируемого осциллятором. Наилучшее возбуждение происходит при использовании остро заточенного электрода выполненного из вольфрама с добавкой лантана - при строго вертикальном его расположении по отношению к поверхности обрабатываемого изделия, независимо от последующего способа техники выполнения сварного шва или наплавки.
Дугу необходимо возбуждать точно в начале сварного шва.
Другой способ возбуждения сварочной дуги – контактный. Он применяется крайне редко – при сварке и наплавке массивных или толстостенных изделий в условиях отсутствия осциллятора. Дугу в этом случае возбуждают на специальной графитовой пластине или при помощи угольного электрода, размещенных вблизи начала сварного шва, а затем переносят ее в зону сварного шва.
При возбуждении сварочной дуги и в процессе сварки ни в коем случае нельзя допускать непосредственного соприкосновения между электродом и основным или присадочным материалами. Неплавящийся электрод, который соприкоснулся в процессе сварки с алюминием, следует либо заменить, либо перезаточить.
После возбуждения сварочной дуги и перед сваркой (перед введением в зону горения варочной дуги присадки) необходимо дождаться создания сварочной ванны. Признаком создания сварочной ванны служит образование пятна с зеркальной поверхностью жидкого расплавленного металла в зоне прогрева. Размеры пятна должны быть минимально возможными.
При правильно выбранных режимах сварки сварочная ванна образуется в течение нескольких секунд после возбуждения сварочной дуги. Максимальное время прогрева начала сварного шва, выраженное в секундах, численно приблизительно равно толщине металла, выраженной в миллиметрах. Если сварочная ванна образуется позже этого времени или ее поверхность не зеркальна, то процесс сварки следует прекратить, свариваемые или наплавляемые поверхности зачистить, см. раздел 5, и изменить режимы сварки. Например, увеличить сварочный ток или температуру предварительного подогрева изделия, заменить баллон с заканчивающимся защитным газом или выполнить переподключение осциллятора в соответствии с прилагаемой к нему инструкцией.

Выполнение сварного шва
Сразу после образования сварочной ванны в нее следует поместить присадку и одновременно начать перемещение, как сварочной горелки, так и присадки вдоль шва в соответствии с выбранным способом сварки. Перемещение, как горелки, так и присадки следует выполнять без поперечных колебательных движений. Поперечные и возвратно-поступательные движения при РДС WIG можно совершать лишь при крайней необходимости — для исправления дефектов, возникающих в процессе выполнения сварного шва. При MIG-сварке алюминия необходимо совершать небольшие поперечные колебательные движения. Это связано с большей (приблизительно в 10 раз) производительностью, скоростью сварки и отсутствием возможности другим способом формировать наплавочный валик, т. к. при MIG-сварке присадочная проволока является одновременно и электродом.

Все движения, как горелки, так и присадки, должны выполняться плавно. При плавном перемещении горелки защита сварочной ванны,
остается удовлетворительной. При резких перемещениях горелки защита сварочной ванны и электрода станет недостаточной, а на поверхности сварного шва появятся черные кратеры диаметром около 1 мм и более.
В идеальном случае, как присадка, так и горелка должны совершать плавные поступательные движения в процессе выполнения сварных швов сразу после образования сварочной ванны. Именно так выполняют сварку автоматы, но человек - не автомат. Попытка вручную перемещать и горелку, и присадку плавно без остановок приведет к получению сварного шва с неравномерной шириной и усилением.
Выполнение сварного шва при дуговой сварке состоит из ряда повторяющихся циклов. Каждый цикл включает в себя:
— формирование сварочной ванны;
— формирование очередного участка сварного шва (наплавка валика);
— перемещение к следующему участку сварного шва.
После образования сварочной ванны в начале сварного шва необходимо наклонить горелку в соответствии с выбранным способом сварки. Затем, удерживая ее в этом положении плавно подавать присадку в зону горения сварочной дуги и в сварочную ванну. Сварочный валик будет образовываться по мере наполнения сварного шва присадочным металлом. Ширина сварочного валика должна быть минимальной.
После достижения сварочным валиком необходимой высоты, горелку и присадку следует плавно переместить вдоль шва в нужном направлении к месту наплавки очередного участка сварного шва и повторить очередной цикл сварки. Абсолютная величина перемещения горелки и ее скорость определяются в каждом конкретном случае отдельно. Скорость перемещения горелки при каждом очередном перемещении с одной стороны должна быть максимальной, а с другой -— обеспечивать удовлетворительную защиту зоны сварочной ванны и сплавление металла шва с основным металлом. Величина каждого очередного перемещения должна быть минимальной Основное условие — каждое последующее перемещение должно быть таким же, как и предыдущее. Несоблюдение этого условия ведет к неравномерности поверхности сварного шва, неодинаковой чешуйчатости его поверхности, неодинаковости сплавления основного металла с металлом шва, неодинаковости проставления сварного шва и его неоднородности, т. е. к образованию в сварном шве дополнительных концентраторов напряжений
Во время Сварки у сварщика нет линейки вдоль шва и поэтому нет смысла называть абсолютную величину перемещения, каких либо абсолютных единицах измерения (миллиметрах, сантиметрах и т. д). Но у сварщика перед глазами всегда находится столб сварочной дуги геометрические размеры которого при правильном выборе режимов сварки (токе, величине дугового промежутка и т. д.) адекватны выполняемому сварному шву. Пятно, образуемое столбом сварочной дуги на поверхности обрабатываемого изделия, и следует использовать в качестве основной единицы измерения. При выполнении сварных швов на тонком металле малыми токами оно имеет маленькие размеры, а при сварке большой толщины - большие. Практика показывает, что максимальная величина каждого очередного (плавного!) перемещения не должна превышать половину этого пятна. Повторимся еше раз: величина каждого очередного перемещения должна быть минимальной. Чем меньше шаг каждого перемещения, тем выше качество сварного шва (прочность, пластичность и т. п ) и как следствие, лучше его внешний вид.
Большие трудности вызывает сварка некоторых литейных термически упрочняемых сплавов — сварочная дуга оказывает на них разрушающее воздействие. Полностью избежать этот отрицательный эффект нельзя, но если выполняется сварка такого сплава с другим, обладающим хорошей или удовлетворительней свариваемостью то можно получить сварное соединение с хорошим качеством.
В этом случае присадку в сварочную ванну следует подавать со стороны плохо сваривающегося сплава, прикрывая eго oт непосредственного воздействия сварочной дуги. Горелка для этого должна быть смещена относительно оси сварного шва в сторону хорошо свариваемого алюминиевого сплава так, чтобы столб сварочной дуги не касался кромки сплава с плохой свариваемостью. При оплавлении присадки необходимо обеспечить ее натекание на кромку плохо свариваемого сплава.
После того, как свариваемая кромка сплава с плохой свариваемостью будет покрыта расплавленным присадочным металлом, присадочный пруток, прикрывающий сплав с плохой свариваемостью, следует переместить к месту наплавки очередного участка шва — вперед, а сварочной дугой прогреть место натекания присадки на свариваемую кромку и обеспечить в этом месте сплавление основного металла с наплавленной на его поверхность присадкой. При прогреве сварочная дуга должна воздействовать только на валик сварного шва, основной металл с хорошей свариваемостью и ни в коем случае не воздействовать непосредственно на основной металл с плохой свариваемостью.

При заварке трещин в литейных сплавах с плохой свариваемостью, когда необходимо сваривать две кромки, обладающие плохой свариваемостью, можно рекомендовать постановку поверх трещин накладок или внутри них заделок. Накладки и заделки необходимо выполнять из сплавов с гарантированным качеством сварки. Последующую сварку выполнять так же: прикрывая присадкой сплав с плохой свариваемостью, обеспечивая натекание на его кромку присадки и последующее ее сплавление с кромкой плохо свариваемого сплава.
В процессе горения сварочной дуги возможно ее отклонение от зоны сварного шва, повышенное разбрызгивание, выброс наплавляемого металла из зоны горения сварочной дуги и выплеск расплавленного металла из сварочной ванны даже при правильных режимах сварки и технике выполнения сварного шва. Эти явления, как правило, являются результатом магнитного дутья, наличия шлаковых и газовых включений в основном металле, либо соприкосновения неплавящегося электрода с металлом сварочной ванны.
Дуга представляет собой гибкий проводник с электрическим током. И как всякий проводник с электрическим током она подчиняется законам магнетизма: сварочная дуга отклоняется под действием внешних магнитных полей, вызванных прохождением электрического тока по элементам сварной конструкции и токоподводящим проводам. Это явление и называется магнитным дутьем.
Алюминий — не ферромагнитный материал, но, находясь в зоне горения сварочной дуги в жидком состоянии и являясь проводником электрического тока (в десятки и сотни ампер) так же, как и сварочная дуга, пытается покинуть зону сварного шва под действием магнитных и электрических полей.
Для борьбы с магнитным дутьем при сварке алюминия существует целый ряд способов.

Завершение сварного шва
В местах неправильного завершения сварных швов образуются кратеры. При сварке металлов с небольшими коэффициентами температурного расширения или образующих шлаки с удельной массой значительно меньшей, чем у основного металла, например, углеродистых сталей, достаточно подержать горелку в течение нескольких секунд в месте завершения сварного шва и кратер "затягивается" выжимая легкие шлаки на поверхность. При сварке алюминия такой способ неприемлем в силу того, что шлаки, интенсивно образующиеся на его поверхности, не всплывают, а тонут в металле шва. Если пытаться завершить алюминиевый сварной шов прогревом кратера, то кратер от этого станет только больше.
Если сварной шов заканчивается на выходной пластине, то его завершение не вызывает затруднений — независимо от наличия или отсутствия кратера в конце завершенного на ней шва пластина удаляется.
При завершении сварного шва не на выходной пластине необходимо перед концом сварного шва плавно уменьшать подачу присадки и увеличивать скорость перемещения горелки вплоть до того момента, когда перестанет образовываться сварочная ванна. Геометрические размеры, прочностные характеристики и другие свойства завершающего участка сварного шва выполненного таким способом будут отличаться от аналогичных свойств основного его участка. Чтобы избежать возникновения значительной разнородности свойств основного и завершающего участков сварного шва применяют следующие приемы.
При сварке кольцевых швов замедление подачи присадки следует начинать тогда, когда формируемый сварной шов достигнет своего начала и, постепенно увеличивая скорость перемещения горелки, завершить сварной шов на уже наплавленном ранее начале валика сварного шва.
Сварку прямолинейных сварных швов необходимо выполнять по методу упреждающего завершения. Увеличение скорости сварки и уменьшение скорости подачи присадочной проволоки следует начинать за 5 ... 10 мм от его конца — на предварительно наплавленном участке. В случае преждевременного достижении края изделия необходимо продолжить его наплавку, но уже в обратном направлении, вплоть до завершения, и завершить сварной шов на поверхности уже наплавленного валика.

КОНТРОЛЬ КАЧЕСТВА СВАРНЫХ СОЕДИНЕНИЙ
Матовая поверхность может свидетельствовать о плохой досварочной подготовке основного или присадочного металлов, низкой скорости сварки или сварки алюминиевых сплавов с плохой свариваемостью.
Способы борьбы: подготовку основного и присадочного металлов выполнять в соответствии с указаниями; сварные швы выполнять на максимально возможной скорости без поперечных и возвратнопоступательных движений в соответствии с рекомендациями; основной и присадочный металл выбирать в соответствии с рекомендациями.

Внутренние дефекты сварных швов
Вольфрамовые включения — один из наиболее часто встречающихся дефектов в сварных швах, выполненных при помощи горелки с вольфрамовым электродом. Вольфрамовые включения — это карбиды, окислы вольфрама и, реже, чистый вольфрам, которые в виде мельчайших частиц попадают в сварочную ванну с рабочего конца вольфрамового электрода во время горения сварочной дуги, а также при его соприкосновении с основным и/или присадочным металлом.
Способы борьбы: обеспечить чистоту рабочего конца вольфрамового электрода — его рабочая поверхность должна быть гладкой, без корок нагара и иметь серебристо-белый цвет; не прикасаться рабочей поверхностью электрода не только к расплавленному, но и к твердому холодному основному металлу, металлу шва или присадки.
Оксидные шлаковые включения — дефект, присутствующий во всех сварных швах, выполненных из алюминия и его сплавов любыми видами и способами сварки. Радикальных способов, полностью исключающих появление шлаковых включений как отдельных, так и в виде цепочек, в сварных швах из алюминия и его сплавов не существует.
Способы борьбы: правильный выбор конструктивных элементов сварного шва: технологии подготовки основных и вспомогательных материалов перед сваркой; технологии сборки-прихватки и сварки элементов сварной конструкции, техники выполнения сварных швов; технологии послесварочной термической и механической обработки изделия.
Разность высот между гребешками и впадинами зависит от величины сварочного тока; вида и размера колебательных движений, совершаемых сварщиком: скорости сварки. Для получения сварного шва с равномерной чешуйчатостью циклы наплавки сварочного валика должны быть одинаковыми. Для получения сварного шва с более гладкой чешуйчатостью величина очередного циклического перемещения при формировании сварочного валика должна быть минимальной, а сварочный ток и скорость сварки — максимально возможными. Чешуйчатость имеет вполне определенное направление — гребешки чешуек указывают на начало сварного шва.
Отклонения по высоте и ширине сварного шва, превышающие технические требования, предъявляемые к конкретному сварному шву, являются дефектом. Причинами этих дефектов могут быть:
— неоднородность основного металла;
— несоблюдение техники сварки вследствие низкой квалификации сварщика;
— неравномерность перемещения сварочной горелки или подачи присадочной проволоки;
— несоблюдение или значительное изменение величины дугового промежутка, угла наклона горелки по отношению к изделию и угла подачи присадки в сварочную ванну.
Подрезы являются результатом нарушения технологии — превышения максимально возможного сварочного тока, неправильного выбора пространственного положения сварного шва или следствием несплавления.
Способы борьбы: сварку выполнять на токах, соответствующих толщине и химическому составу основного свариваемого металла и только в нижнем положении; использовать правильно зачищенные основной и присадочные материалы.
Поры, внутренние и наружные, отдельные или их цепочки, являются результатом взаимодействия алюминия с влагой, привносимой в сварной шов защитным газом, например, из баллона с заканчивающимся газом; грязной присадкой или основным металлом. Основной металл очень часто является источником пор, особенно если это литье, выполненное под давлением. В этом случае в сварном шве протекает химическая реакция описываемая формулой с образованием шлака (Аl2Оз) и выделением водорода (Н).

Способы борьбы: использовать качественный защитный газ, правильно зачищенные основной и присадочные материалы; применять подогрев изделия перед сваркой до температуры 200 ... 450 °С.
Прожоги — это проплавления основного свариваемого металла с образованием сквозных отверстий и натеков фата с обрат¬ной их стороны. Прожоги возникают вследствие большого зазора между свариваемыми кромками, недостаточного их притупления, завышения сварочного тока и малой скорости сварки. Удаление прожогов выполняется вырубкой или высверливанием с последующими зачисткой и заваркой места прожога.
Способы борьбы: правильный выбор типа сварного шва; соблюдение конструктивных требований к сварным швам на стадии сборки-прихватки; соблюдение технологии и техники выполнения сварных швов.
Трещины по форме могут быть продольными, поперечными, разветвленными, сквозными, внутренними и наружными. Трещины могут располагаться как на основном металле, так и на металле сварного шва; как с лицевой, так и с обратной его стороны — у корня. Трещины могут возникать как в расплавленном металле шва (до остывания) — горячие трещины, так и после его остывания — во время рекристаллизации — холодные трещины.
Возникновение продольных трещин, в том числе и сквозных, располагающихся вдоль вертикальной оси сварного шва, характерно для дюралюминов (сплавов состава AI—Сu—Мg) Д1, Д16 и им подобным.
Причиной их возникновения может быть низкая скорость сварки, несоответствие присадки основному металлу или неправильная послесварочная термообработка — несоблюдение технологии.
Возникновение поперечных трещин на поверхности сварного шва, характерно для сварных швов и наплавочных валиков, выполняемых присадкой из чистого алюминия, когда в качестве основного металла используются более прочные алюминиевые сплавы.
Способы борьбы: использовать присадочный материал того же химического состава, что и основной металл: уменьшать долю присадки в сварном шве.

Возникновение трещин в основном металле, может быть вызвано наличием в нем концентраторов напряжений. Роль этих концентраторов могут играть кристаллическая вода, газовые поры или возникающие при локальном нагреве внутренние напряжения.
Способ борьбы: предварительный общий прогрев сборочного узла до температуры 200 ... 450 °С.
Возникновение трещины в корне сварного шва является результатом разрушения неметаллических включений зоны слабины и появления на их месте концентраторов напряжений.
Способ борьбы: правильный выбор типа сварного соединения.
Черная бархатистая копоть на поверхности алюминиевого сварного шва свидетельствует о чрезмерном расходе защитного инертного газа.
Способ борьбы: установка расхода защитного инертного газа в соответствии с рекомендациями.
Наличие черных кратеров диаметром около 1 мм на поверхности алюминиевого сварного шва свидетельствует о недостаточной или плохой его защите в процессе сварки.
Способы борьбы: перемещение сварочной головки выполнять плавно и в соответствии с рекомендациями; защиту сварного шва не выполнять от баллона с заканчивающимся защитным газом.
Наличие черных точек свидетельствует о неправильной (хаотичной) подаче стабилизирующих высоковольтных импульсов.
Способы борьбы: обеспечить отключение поджигающих импульсов осциллятора сразу после возбуждения сварочной дуги (осцилляторы не предназначены для стабилизации горения сварочной дуги, а только для ее возбуждения, подключение осциллятора-стабилизатора выполнить в соответствии с инструкцией по его эксплуатации.




Интернет-магазин "www.av-svarka.com.ua" © 2007. Все права защищены.
Сделано в студии 2007.