Сварка алюминия и его сплавы

   Наиболее приемлемым типом сварного  соединения для алюминия является

стыковое. Соединений внахлестку и тавровых избегают, так как возможно

затекание шлака в зазоры, из которых его  трудно удалить при промывке после

сварки. Наличие шлака в зазоре может  вызвать коррозию металла. Поэтому,

этот  метод сварки алюминия наиболее редко применяется в промышленности.

Отличие от ручной дуговой сварки стальных металлоконструкций заключается в

том, что алюминий имеет значительно  более высокую теплопроводность, чем

сталь. Это приводит к тому, что шлак при ручной дуговой сварке не

успевает, в ряде случаев, удаляться из расплавленного металла сварного

соединения  ввиду малого времени нахождения сварочной ванны в расплавленном

состоянии и остается в соединении в виде дефектов. 

   Защитные (инертные) газы. Для защиты  расплавленного металла сварочной

ванны и проволоки при сварке алюминия и его сплавов применяются  инертные

газы  и их смеси: аргон высшего или  первого сорта по ГОСТ 10157 –79 и  гелий

особой  или высокой чистоты по ГОСТ20461-75. Инертные газы аргон и гелий

поставляются  в баллонах. 
 

  2.2. Аргонодуговая сварка с подачей присадочной проволоки

1.Аргон 

Аргон газообразный выпускается по ГОСТ 10157-79 трех сортов в зависимости от содержания примесей (азот, кислород, влага): высшего - с содержанием аргона не менее 99,99%, первого - 99,98 %, второго - 99,95 %. Аргон  высшего сорта рекомендуется  для сварки активных металлов (титан, цирконий, молибден, ниобий) и их сплавов. Аргон первого сорта - для сварки сплавов на основе алюминия и магния. Аргон второго сорта - для сварки нержавеющих, углеродистых и легированных сталей. 

Газообразный  аргон транспортируется и хранится в стальных баллонах при давлении 14,7 МГТа. Баллоны окрашены в серый цвет с надписью зелеными буквами «Аргон чистый». Он тяжелее воздуха и может накапливаться в плохо проветриваемых помещениях у пола, снижая при этом содержание кислорода в воздухе, что может вызвать кислородную недостаточность

  Гелий 

Гелий выпускается по ТУ 51-689-75 двух видов: гелий высокой чистоты с содержанием  его не менее 99,985 % и технический  с содержанием не менее 99,8 %. Гелий - бесцветный газ, без запаха неядовит, хорошо диффундирует через твердые тела, значительно легче воздуха и аргона. Стоимость гелия примерно в шесть раз выше стоимости аргона, поэтому он применяется в основном при сварке химически чистых и активных материалов и сплавов. Газообразный гелий транспортируется и хранится в стальных баллонах при давлении 14,7 МПа, Баллоны окрашены в коричневый цвет с надписью белыми буквами «Гелий». 

Для определения  расхода газа применяются ротаметры  типа РМ по ГОСТ 13045-8 Г Ротаметры  имеют паспорт с приведенными в нем таблицей и градуировочным графиком расхода воздуха в литрах в час либо в кубических метрах в час. Для перевода показаний применительно к аргону или гелию необходимо значение, приведенное на графике для воздуха, умножить на коэффициент 0,85 для аргона и на 2,69 для гелия. 

2.Особенности аргонодуговой сварки и сварке в среде гелия 

Аргон и гелий не растворяются в металле  сварочной ванны и не образуют химических соединений с элементами, входящими в его состав. Для  защиты зоны сварки применяется преимущественно  аргон и реже гелий. Аргон обеспечивает высокоэффективную защиту расплавленного металла и хорошее формирование шва. Характеристики дуги в аргоне и гелии различны. При одинаковых токах напряжение дуги в гелии выше, чем в аргоне, и дуга имеет большую проплавляющую способность и обеспечивает более равномерное проплавление. В аргоне проплавление неравномерное: более глубокое в центре и меньшее по краям ванны. 

Для соединения цветных металлов и специальных  сплавов наиболее эффективна аргоногелиевая сварка. Соотношение между аргоном и гелием в смеси может быть различным. Так, при сварке в смеси 65 % аргона и 35 % гелия обеспечивается глубокое проплавление основного металла, хорошее формирование шва и снижение разбрызгивания. 

При аргонодуговой  сварке и сварке в среде гелия химический состав металла шва лишь незначительно изменяется вследствие испарения некоторых элементов. Однако в металле шва часто наблюдаются поры, вызываемые загрязнением.. Во избежание этого необходимо следить за чистотой электродной проволоки и места сварки основного металла. Свариваемые кромки и прилегающие к ним участки поверхности шириной 20-25 мм должны быть тщательно очищены от загрязнений. 

Аргонодуговая сварка, так же как и сварка в  углекислом газе и смесях активных газов, может производиться во всех пространственных положениях. При сварке в вертикальном, горизонтальном и потолочном положениях используется электродная проволока диаметром 1,2 мм, при автоматической и полуавтоматической сварке в нижнем положении - проволока диаметром 1,2- 3.0 мм.

 

   3. Контроль качества сварки. 

 Классификация методов контроля 

Обычно  по воздействию на материал или изделие  все методы контроля разделяются  на две большие группы – разрушающие  и неразрушающие. 

К разрушающим  относят механические, металлографические и коррозионные испытания. Механические испытания сварных соединений и металла шва включают растяжение, изгиб, сплющивание и другие виды разрушения, которые количественно характеризуют прочность, качество и надежность соединений. По характеру нагрузки предусматривают статические, динамические и усталостные испытания. Разрушающие испытания проводят обычно на образцах-свидетелях и реже – на самих изделиях. Образцы-свидетели сваривают из того материала и по той же технологии, что и сварные соединения изделий. 

Неразрушающие методы используют для проверки качества швов без их разрушения. При неразрушающих  испытаниях, осуществляемых обычно на самих изделиях, оценивают те или  иные физические свойства, косвенно характеризующие  прочность или надежность соединений. Эти свойства, а точнее их изменение, обычно связаны с наличием дефектов. В связи с этим с помощью данных методов можно узнать местоположение дефектов, их размер и характер, что объясняет их обобщенное название – дефектоскопия. Все неразрушающие методы дефектоскопии различаются физическими явлениями, положенными в их основу.

Классификация методов контроля 

Обычно  по воздействию на материал или изделие  все методы контроля разделяются  на две большие группы – разрушающие  и неразрушающие. 

К разрушающим  относят механические, металлографические и коррозионные испытания. Механические испытания сварных соединений и металла шва включают растяжение, изгиб, сплющивание и другие виды разрушения, которые количественно характеризуют прочность, качество и надежность соединений. По характеру нагрузки предусматривают статические, динамические и усталостные испытания. Разрушающие испытания проводят обычно на образцах-свидетелях и реже – на самих изделиях. Образцы-свидетели сваривают из того материала и по той же технологии, что и сварные соединения изделий. 

Неразрушающие методы используют для проверки качества швов без их разрушения. При неразрушающих  испытаниях, осуществляемых обычно на самих изделиях, оценивают те или  иные физические свойства, косвенно характеризующие  прочность или надежность соединений. Эти свойства, а точнее их изменение, обычно связаны с наличием дефектов. В связи с этим с помощью данных методов можно узнать местоположение дефектов, их размер и характер, что объясняет их обобщенное название – дефектоскопия. Все неразрушающие методы дефектоскопии различаются физическими явлениями, положенными в их основу. 

Общая схема неразрушающего контроля (рис. 1) включает:

объект  контроля О;

излучающий  И и приемный П преобразователи;

излучатель  СИ и приемник СП сигналов;

индикаторное  устройство ИУ. 

Рис. 1. Общая схема неразрушающего контроля 

Сигналы от излучателя и приемника поступают  на индикаторное устройство и служат для принятия решения Р о дефектности  или качестве объекта. В настоящее  время при контроле сварных соединений и изделий применяются в той или иной мере все перечисленные методы оценки качества, так как универсального не существует. Поэтому важен не только правильный выбор метода контроля, но и их комбинация, сочетание неразрушающих и разрушающих испытаний. Главными критериями при этом должны быть выявляемость наиболее опасных дефектов данным методом, стоимость и производительность контроля. Оптимальным будет такое их сочетание, которое обеспечивает достаточно высокое качество соединений при минимальных затратах и необходимой производительности контроля. 

Методы  НРК подразделяются на следующие  виды: акустические, вихретоковые, магнитные, оптические проникающими веществами (капиллярные  и течеисканием), радиационные, радиоволновые, тепловые, электрические. При контроле сварных соединений чаще применяются четыре метода: радиационные, акустические, магнитные и испытания проникающими веществами. 

К неразрушающим  методам близки так называемые безобразцовые  испытания, сопровождающиеся небольшими нарушениями целостности материала, но не изделия в целом (например, измерение твердости), внешний осмотр, а также контроль параметров процесса сварки.

Сигналы от излучателя и приемника поступают  на индикаторное устройство и служат для принятия решения Р о дефектности  или качестве объекта. В настоящее время при контроле сварных соединений и изделий применяются в той или иной мере все перечисленные методы оценки качества, так как универсального не существует. Поэтому важен не только правильный выбор метода контроля, но и их комбинация, сочетание неразрушающих и разрушающих испытаний. Главными критериями при этом должны быть выявляемость наиболее опасных дефектов данным методом, стоимость и производительность контроля. Оптимальным будет такое их сочетание, которое обеспечивает достаточно высокое качество соединений при минимальных затратах и необходимой производительности контроля. 

4.Список используемой литературы.

1.Anders Norlin. A century of aluminium – a product of the future // A weldi

ng  review published by Esab. Focus Aluminium, 2000. №2. с. 31-33.

2.Акулов  А.И., Бельчук Г.А., Демянцевич В.П.  Технология и оборудование сварк

и плавлением. .: Машиностроение, 1977.

3. Аргоно-дуговая  сварка алюминиевых сплавов для  строительных  конструкций,

технологические рекомендации. М.: Госстройиздат, 1963.

4. Каталог  ESAB, 1998.

5. Гуревич  С.М. Справочник по сварке цветных  металлов. Киев: Наукова 

думка, 1981.

6. Малаховский  В.. Плазменная сварка. М.: Высш.шк., 1987.

7. Руссо  В.Л. Сварка алюминиевых сплавов  в среде инертных газов. Л.:

Судпромгиз 1962.

8.Рабкин  Д.М., Игнатьев В.Г., Довбищенко И.В.  Дуговая сварка алюминия и  его 

сплавов. М.: Машиностроение, 1982.

9. Рабкин  Д.М., Игнатьев В.Г., Довбищенко И.В.  Сварка алюминия и его 

сплавов: курс лекций для специалистов-сварщиков. Киев: Наукова думка, 1983. 

10.Klas Weman. Equipment for aluminiu welding //A welding review published b

y Esab. Focus Aluminium , 2000. №2. с. 11-13.  
 

смотреть  на рефераты похожие на "Особенности  сварки алюминия "