Материал: Технологические основы современных способов сварки. учебное пособие. Пешков В.В., Коломенский А.Б

дующие диаметры сопла горелки в зависимости от диаметра электрода:

Подачу аргона включают за 3-5 с до возбуждения дуги, а выключение подачи через 5-7 с после обрыва дуги. Выключение и включение подачи удобнее всего осуществлять с помощью электромагнитного клапана, который устанавливается в цепи аппаратуры управления.

При ручной сварке металла толщиной до 5-6 мм используют вольфрамовые электроды диаметром 1,5-5 мм. Сварочный ток выбирают в зависимости от диаметра электрода по выражению

Iсв=(60-65) dэ.

Для механизированной сварки используют токи большие, чем при ручной (см. табл. 3.3). Сварку выполняют за один проход или двусторонними швами. Разделку кромок рекомендуется производить на металле толщиной более 6 мм. Для сварки алюминия и его сплавов неплавящимся электродом выпускаются специализированные установки: УДГ-501, УДАР-300-1, УДАР-500; источники питания: ТИР-300Д, ТИР-315; автомат АДНГ-300 и др.

Таблица 3.3 Режимы механизированной аргонодуговой сварки

сплава АМг6

Существенным фактором, влияющим на механические свойства сварного соединения и, прежде всего, на показатели пластичности, является выбор присадочной проволоки.

Важным параметром процесса, влияющим на качество сварного соединения, является расстояние от конца электрода до поверхности свариваемых пластин. Если эта величина положительна (то есть торец электрода находится над поверхностью свариваемых пластин), то отношение глубины проплавления к ширине шва всегда меньше единицы. В том случае, когда эта величина отрицательна (торец электрода погружён ниже уровня поверхности пластины), то отношение глубины проплавления к ширине шва больше единицы. В начальный момент сварки это расстояние должно быть положительным. После достижения стабильности дугового процесса (3-5 с) сварочную горелку нужно переместить к пластине, чтобы обеспечить заданное погружение электрода относительно свариваемой пластины. Оптимальные режимы сварки сплава АМг6 погруженным электродом приведены в табл. 3.4

Механические свойства соединений из сплава АМг6 при механизированной гелиеводуговой сварке погруженным электродом выше, чем при многослойной ручной дуговой сварке.

Для гелиево-дуговой сварки в ИЭС им. Е.О. Патона разработаны сварочные горелки А-1736-1 и А -1736-2 с подвижным цангодержателем и электронный блок управления положением электрода.

Таблица 3.4 Режимы сварки алюминиевого сплава АМг6

При сварке пластин погруженной дугой без применения присадочной проволоки на поверхности шва образуется канавка. Для заполнения канавки и формирования усиления сварно-

227

го шва необходим дополнительный проход с применением присадочной проволоки.

Весьма эффективна для алюминиевых сплавов сварка неплавящимся электродом на асимметричном переменном токе. При таком способе сварки, осуществляемом при питании от специального источника тока промышленной частоты с применением аппаратуры управления типа БАРС-2В, токи при прямой и обратной полярности различаются. Выбор соответствующих токов позволяет обеспечить необходимую катодную обработку сварочной ванны в период действия тока обратной полярности и увеличить проплавляющую способность дуги путём воздействия усиленных импульсов тока прямой полярности. Сварочный ток в этом случае характеризуется коэффициентом асимметрии

Кас= Iпп / (Iпп+Iоп),

где Iпп и Iоп – средние значения тока соответственно прямой и обратной полярностей.

Максимальным проплавляющим воздействием характе-

ризуется дуга при Кас≈0,6. При сварке на асимметричном токе можно снизить затраты погонной энергии и благодаря этому сузить ЗТВ. Сварные соединения отличаются хорошим формированием.

Для сварки алюминия и его сплавов малых толщин применяется импульсная сварка неплавящимся электродом с использованием импульсных источников тока. Стыковые соединения из алюминия толщиной до 1 мм сваривают на стальных подкладках с формирующей канавкой и использованием присадочной проволоки диаметром 0,6-0,9 мм. При этом коробление стыка снижается по сравнению с обычной сваркой неплавящимся электродом на 40-60%.

Сварка плавящимся электродом. Плавящийся электрод применяют при дуговой сварке алюминиевых сплавов толщиной более 4 мм. Для более тонкого металла не удаётся добить-

228

ся устойчивого горения дуги при мелкокапельном струйном переносе металла.

В связи с недостаточно высокой жёсткостью алюминиевой проволоки сварка проволокой диаметром менее 1,2-1,5 мм затруднительна. Устойчивое горение дуги с применением проволоки этих диаметров оказывается возможным при токе выше 130 А. Для питания дуги необходимы источники постоянного тока с жёсткой или пологопадающей характеристиками.

При сварке на обратной полярности обеспечивается надёжное разрушение оксидных плёнок на свариваемых кромках за счёт катодного распыления и хорошее формирование швов. При сварке на прямой полярности наблюдается чрезмерно быстрое плавление электрода и неудовлетворительное соединение наплавленного металла с основным.

Преимущество процесса сварки плавящимся электродом

– хорошее перемешивание ванны, невысокая вероятность получения в металле швов крупных оксидных включений, а также высокая производительность, особенно при сварке металла большой толщины.

Недостаток способа сварки алюминия плавящимся электродом – некоторое снижение по сравнению со сваркой неплавящимся электродом показателей механических свойств (снижение предела прочности для сплава АМг6 может достигать 15%). Уменьшение прочности шва объясняется тем, что электродный металл, проходя через дуговой промежуток, перегревается в большей степени, чем присадочная проволока при сварке неплавящимся электродом.

Сварку плавящимся электродом выполняют в аргоне или смеси аргона с гелием. Газовая смесь предпочтительна при сварке металла больших толщин. При объёмном содержании гелия в смеси до 70% за один проход можно сварить металл толщиной 16 мм, а за два прохода – толщиной до 30 мм. Ориентировочные режимы автоматической аргонодуговой сварки алюминия плавящимся электродом приведены в табл. 3.5.

229

Таблица 3.5 Режимы автоматической аргонодуговой сварки алюми-

ния плавящимся электродом

Все способы и режимы сварки технического алюминия пригодны и для термически неупрочняемых алюминиевых сплавов типа АМц и АМг. При сварке высокопрочных алюминиевых сплавов и особенно термически упрочненного основного металла в каждом конкретном случае приходиться изыскивать пути повышения стойкости шва и околошовной зоны против образования трещин и устранения других дефектов (металлургические приёмы – выбор присадочного металла оптимального состава в сочетании с технологическими приёмами

– подбор режимов сварки, рациональный порядок выполнения швов, предварительный и сопутствующий подогрев и др.).

Введение в проволоку модификаторов (цирконий, титан, бор) позволяет резко повысить стойкость швов против образования кристаллизационных трещин. В ряде случаев удовлетво-

230