Сварка: особенности

Сколь бы ни был важен подготовительный этап, во время самой сварки груз ответственности многократно возрастает.

И здесь продолжается борьба с оксидной пленкой. Для этого используют специальные сварочные флюсы, обеспечивающие разрушение оксида алюминия и его перевод в летучее соединение.

Другой способ ─ катодное распыление оксидной пленки в результате ударов тяжелых ионов о поверхность катода при дуговом разряде.

Еще одна трудность, которую приходится преодолевать при сварке алюминия, ─ снижение его прочности в процессе нагрева. При температуре в несколько сотен °C прочность алюминия заметно уменьшается. Из-за этого, а также большой жидкотекучести алюминия при сварке плавлением приходится применять подкладки из керамики, стали или графита. И все равно опасность прожогов и расплавления детали остается высокой, поэтому от сварщика требуются 100-процентная концентрация внимания и достаточный опыт.

Алюминий и алюминиевые сплавы, обладая высоким коэффициентом линейного расширения и низким модулем упругости (коэффициент линейного теплового расширения алюминия составляет 22,2×10-6 °С-1, стали ─ 13,0×10-6 °С-1; модуль упругости алюминия - примерно втрое ниже, чем у стали), имеют склонность к остаточным деформациям сварных соединений.

У ряда сплавов наблюдается склонность к образованию кристаллизационных (т. н. горячих) трещин. А при сварке сплавов повышенной прочности (например, легированных цинком и магнием) возможно появление трещин холодных.

Предупредить появление трещин можно еще на стадии производства металла (т. н. «металлургические» мероприятия), ведением модифицирующих добавок ─ небольших количеств циркония, титана и скандия. Доставка этих элементов может быть адресной ─ непосредственно в зону шва, если использовать содержащую их присадочную проволоку.

Надежным противоядием от трещинообразования являются специальные технологические мероприятия. Например, оптимизация режима сварки ─ ускоренное охлаждение металла шва (это особенно актуально для сплавов АМг) за счет применения концентрированных источников нагрева и высокой скорости сварки. Снизить вероятность возникновения горячих трещин можно, избегая близкого расположения сварных швов.

Фактор, который обязательно необходимо учитывать при сварке алюминия и его сплавов, ─ высокая, примерно в 4-5 раз выше, чем у стали, теплопроводность. Даже предварительно подогретая деталь остается относительно холодной, а тепло от сварочной ванны быстро передается свариваемым деталям. Поэтому для сварки алюминия необходимы мощные источники тепла. Для достижения требуемой глубины проплавления скорость сварки приходится замедлять.

Неудобство для сварщика может представлять свойство алюминия не менять цвет при нагреве, затрудняющее возможность контроля размеров сварочной ванны.