Центральный металлический портал РФлучшие сервисы для Вашего бизнеса

 ГЛАВНАЯ   МЕТАЛЛОТОРГОВЛЯ   ОБЪЯВЛЕНИЯ   ПРАЙСЫ   КОМПАНИИ   СТАТЬИ   РАБОТА   ФОРУМ   ГОСТы   МАРОЧНИК   КАЛЬКУЛЯТОР   БИРЖЕВЫЕ ЦЕНЫ   ВЫСТАВКИ  

Полезные статьи -> Сварка, резка и пайка металлов -> Аргонно-дуговая сварка (TIG) -> Аргонно-дуговая (TIG) сварка алюминия -> Аргонно-дуговая (TIG) сварка алюминия

Аргонно-дуговая (TIG) сварка алюминия

Оглавление статьи Страницы статьи:  1  2  3  4  5  6  7  8 

ПОРОКИ СВАРНЫХ СОЕДИНЕНИЙ 

Основными пороками сварных соединений алюминиевых сплавов являются несплавления, пористость и неметаллические включения и трещины.

Несплавление. Этот порок заключается в отсутствии полного сплавления кромок в корне шва (фиг. 227). Несплавления наиболее свойственны сплавам, содержащим магний и цинк.

Значительно реже они случаются при сварке других сплавов.

Наибольшей глубины несплавления достигают в следующих случаях:

а) при сборке соединений с зазорами; б) при сварке на малом токе; в) при несимметричном расположении сварочного валика относительно линии стыка кромок; г) в случае соединения разностенных деталей; д) при малом угле между осью мундштука горелки и касательной к поверхности изделия в месте сварки и е) при малом расходе инертного газа. Глубина несплавления увеличивается также при плохой очистке поверхности свариваемых кромок и загрязненном аргоне.

Физическое объяснение явления несплавления заключается в следующем. Окисная пленка, покрывающая до сварки кромки соединения, в нижней части кромок не подвергается очищающему действию дуги. В расплавленном состоянии она обладает малым поверхностным натяжением и выходит наружу лишь под действием веса расплавленного металла шва. Поэтому основными средствами борьбы с этим пороком сварных соединений являются сварка с большим проплавлением и наложение сварочного валика, строго симметрично относительно линии стыка кромок; сварка деталей лишь с одинаковой толщиной стенки. Следует также устранять зазоры при сборке под сварку, тщательно очищать поверхность изделий перед сваркой и производить сварку при достаточном токе с хорошо очищенным аргоном.

Установлено, что несплавления глубиной до 40% от толщины шва в данном месте могут быть допущены при условии, если сборка стыка выполнена с допустимыми зазорами В этих случаях несплавления не снижают общей и местной прочности (статической и ударной) и коррозионной стойкости сварных соединений.

Пористость. Причиной пористости при сварке алюминиевых сплавов принято считать выделение водорода при охлаждении металла шва. Источником водорода при аргоно-дуговой сварке может явиться, в первую очередь, влага, если таковая присутствует в аргоне или на поверхности свариваемых кромок. Пары воды при температуре электрической дуги диссоциируют по уравнению

Н2О ↔ 2Н + О.

Другая часть влаги непосредственно реагирует с алюминием по уравнению

2О + 2А1 ↔ А12О3 + 6Н.

Оставшаяся небольшая часть паров испаряется в процессе сварки.

Образовавшийся водород растворяется расплавленным металлом. С понижением температуры жидкого металла растворимость водорода скачкообразно падает, будучи практически равной нулю при температуре кристаллизации.

Указанные выше реакции приводят к образованию значительных количеств атомарного водорода, больших чем количество диссоциированного газообразного водорода, могущего возникнуть при той же температуре.

Водород растворяется в алюминии в атомарном виде, либо в виде гидрида, содержащего один атом водорода. Расплавленный алюминий растворяет водород в значительных объемах. При застывании происходит снижение растворимости водорода, и последний выделяется в форме газовых пузырьков. Если скорость охлаждения расплава велика, газовые пузырьки не успевают выделиться и в металле остаются поры.

Нагрев алюминиево-магниевых сплавов в сухом водороде не приводит к пористости. Однако для ее образования достаточно присутствия следов водяных паров. Явление сводится к следующему. При температуре 350° ионы магния могут переходить через алюминиевую оксидную пленку и вступать в реакцию с водяными парами, образуя на поверхности окись магния. Образовавшийся в результате этой реакции атомарный водород приводит к высокой концентрации его атомов на поверхности металла, развивая давление, выражающееся несколькими сотнями атмосфер. Газ диффундирует в металл, воссоединяется, образуя молекулярный водород вблизи какой-нибудь несплошности в металле. Роль такой несплошности, в частности, может играть граница между металлом шва и основным металлом. На фиг. 228 показан характерный участок пористости в шве на алюминиевом сплаве, содержащем 7% магния. Большинство пор располагается в зоне, где металл был частично расплавлен. Наиболее интенсивная пористость располагается непосредственно у поверхности. При снижении содержания магния в сплаве пористость уменьшается.

При сварке алюминиевых сплавов влияние водорода крайне важно ввиду сильного сродства ряда элементов этих сплавов с водородом. Элементы, образующие эвтектики, увеличивают содержание растворенного водорода ввиду низкой температуры их плавления. Содержание растворенного водорода увеличивается с возрастанием содержания в сплаве магния, щелочных и щелочно-земельных металлов.

Установлено, что в алюминии не растворяются кислород, углекислый газ, окись углерода и сернистый газ.

Другой причиной пористости сварных швов является загазованность основного металла. Загазованностью часто характеризуются изделия из алюминиевого литья.

При сварке изделий из алюминиево-магниевых сплавов АМг5, Ал13 и А1 3% Mg с толщиной стенки от 1,5 до 4 мм, пористость, как правило, отсутствует. Лишь при нарушении нормального сварочного режима образуются в швах местные мелкие газовые включения диаметром 0,1-0,15 мм. К таким нарушениям относятся многократное проваривание неостывшего сварного шва и сварка с загрязненным аргоном.

При сварке изделий из литого сплава Ал 13 ввиду перехода газа из основного металла диаметр пор в швах достигает 0,5 мм.

Большая пористость в сварных соединениях алюминиевых сплавов вредно отражается на механических свойствах. В сварных образцах с большой пористостью предел прочности на разрыв может снижаться на 20-25%, а пластичность на 50-60% по сравнению с данными испытаний качественных сварных соединений.

Для снижения опасности образования пор при сварке в защитной инертной атмосфере необходимо применять инертный газ с минимальными примесями. К этому нужно добавить следующие указания:

1) недопустимо многократное проваривание (не более 2 раз) неостывшего сварного шва;

2) требуется тщательная очистка поверхности свариваемых кромок, осуществляемая лучше всего химическим способом;

3) поверхность листов перед сваркой должна быть свободна от следов продуктов коррозии;

4) необходим подогрев перед сваркой толстых листов;

5) не допускается попадание влаги в зону сварки.

Неметаллические включения. При плохой очистке поверхности свариваемых кромок или присадочной проволоки от поверхностной окисной пленки последняя при сварке попадает в сварной шов, приводя к нарушению его герметичности. Пример такого дефекта представлен на фиг. 229, где показан сварной шов в соединении технического алюминия со сплавом АМг5, выполненном с присадкой АМг5.

В результате включения в сварной шов окисных пленок при испытании на герметичность была обнаружена течь.

Для предупреждения попадания неметаллических включений в шов необходимо тщательно очищать поверхность свариваемых кромок и присадочной проволоки, а также не допускать продолжительного вылеживания очищенных изделий и присадочной проволоки перед сваркой.

Трещинообразование. Трещины в основном металле и швах образуются при охлаждении в результате воздействия собственных напряжений на металл, в то время когда он обладает низкой прочностью.

Интенсивность образования горячих трещин зависит от ширины области низкой прочности, величины и типа собственных напряжений. На ширину области температур выше солидуса, в которой алюминиевый сплав обладает низкой прочностью, влияет большое число переменных, главные из которых состав, структура, тип и размер зерна. На эти переменные, в свою очередь, влияет термический цикл, которому подвергается металл, скорость охлаждения в области температур кристаллизации и градиенты температуры в застывающем металле.

Тип и величина напряжений, возникающих в сварном соединении, в большой степени зависят от характера связей, накладываемых на элементы сварной конструкции, и различия температуры в различных ее частях. Последнее зависит от тепловых характеристик применяемого процесса сварки. Сравнение тепловых характеристик процесса аргоно-дуговой и кислородно-ацетиленовой сварки показало, что при аргоно-дуговой сварке эффективная тепловая мощность источника тепла и удельная поверхностная интенсивность теплового потока выше, чем при кислородно-ацетиленовой сварке, вследствие чего скорость аргоно-дуговой сварки в 2-3 раза выше кислородно-ацетиленовой сварки.

Ввиду большей скорости при аргоно-дуговой сварке происходит меньший разогрев изделия, более быстрое затвердевание металла шва и имеют место высокие градиенты температуры в зоне сварки. Указанные различия приводят к различной склонности алюминиевых сплавов к трещинообразованию при аргоно-дуговой и кислородно-ацетиленовой сварке.

При кислородно-ацетиленовой сварке бинарных алюминиевых сплавов интенсивность трещинообразования в несколько раз выше, чем при аргоно-дуговой сварке (фиг. 230).

При аргоно-дуговой сварке интенсивность трещинообразования увеличивается с уменьшением расстояния между закреплениями (фиг. 231).

При аргоно-дуговой сварке в жестких закреплениях наибольшая интенсивность трещинообразования имеет место в бинарных сплавах алюминия с кремнием, медью или цинком (фиг. 232). Однако интенсивность трещинообразования при кислородно-ацетиленовой сварке в несколько раз больше (фиг. 230 и 232). Интенсивность трещинообразования вначале растет с увеличением количества легирующих элементов, а затем с дальнейшим увеличением содержания этих элементов она уменьшается (фиг. 232). При аргоно-дуговой сварке максимум кривой интенсивности трещинообразования сдвигается влево, т. е. в сторону меньшего содержания легирующих присадок.

Объяснение такому влиянию различного содержания легирую щих элементов на интенсивность трещинообразования заключается в следующем. При небольшом количестве легирующего элемента эвтектика в сплаве залегает по границам зерен весьма хрупкой сплошной тонкой прослойкой, которая состоит целиком из второй фазы (в алюминиево-магниевых сплавах Al8Mg5).

Увеличение толщины прослоек при большом количестве легирующего элемента и, следовательно, эвтектики ведет к тому, что она «залечивает» трещины, возникающие при кристаллизации сплава.

По этим же данным возникновению кристаллизационных трещин способствует большая разность температур кристаллизации алюминия и эвтектики, с одной стороны, и большое количество второй фазы в эвтектике. Этим объясняется различная интенсивность трещинообразования в разных сплавах алюминия, большая в сплавах А1 + Zn, А1 + Си и А1 + Si и меньшая в сплавах А1 + Мn и Al + Fe. Значительное снижение интенсивности трещинообразования достигается применением специальных присадочных прутков. Наиболее простой является присадка такого же типа, что и основной металл, но с большим содержанием легирую щего элемента. Лучшие результаты могут быть получены при небольшой добавке элемента, измельчающего зерно. Наиболее эффективен с этой точки зрения титан. Рекомендация по выбору сплава для присадочных прутков приведена ниже, а на фиг. 233, а и б представлены графики зависимости склонности к трещинообразованию от содержания в присадочном металле легирующего элемента. Эти данные получены при сварке в жестком приспособлении: отсутствие трещин в практических условиях соответствует длине трещин 25 мм, полученных в приспособлении.

На фиг. 234 показано влияние добавки титана на склонность к трещинообразованию; определение величин проведено также при сварке в жестком приспособлении.

В отличие от газовой сварки скорость аргоно-дуговой сварки не влияет на склонность к трещинообразованию (фиг. 235).

 

 

ИСПРАВЛЕНИЕ ПОРОКОВ 

Исправление неплотностей сварных швов, выявленных испытанием на герметичность при аргоно-дуговой сварке, производится подваркой места течи. Подварка производится после зачистки поверхности места течи, но без предварительного удаления ранее наложенного сварного шва. Допускается двух-трехкратная подварка одного и того же места, но каждая последующая подварка должна производиться после остывания предварительно наложенного шва. Структура шва на сплаве А1 3% Mg после одной-трех подварок мелкая (фиг. 236) без заметной склонности к росту зерна. Механические испытания на разрыв соединений из сплава А1 3% Mg с одной-тремя подварками показали, что средний предел прочности таких соединений (~21 кг/мм2) не снижается по сравнению с пределом прочности соединения без подварок.

Оглавление статьи Страницы статьи:  1  2  3  4  5  6  7  8 

Автор: Администрация   Общая оценка статьи:    Опубликовано: 2012.09.18   

_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _

ЛИЧНЫЙ КАБИНЕТ:



запомнить  Регистрация

Металлоторговля:
Объявления
Прайсы (по торг. позициям)
Прайсы (в файлах)

Марки металлов
Калькулятор веса металла

Новости

НОВЫЕ ОБЪЯВЛЕНИЯ

09:55 Изготовим питатель пластинчатый, дробилки, мельницы и запчасти к ним

09:02 Проволока титановая ВТ20-1

09:02 Проволока Х20Н80

09:02 Проволока латунная Л63

09:02 Проволока титановая ВТ20-1

09:02 Проволока латунная Л63

09:02 Проволока Х20Н80

08:50 Лист 4мм, ГОСТ 19903

08:50 Арматура а3, арматура 16

08:50 Круг 30ХГСА, продажа из наличия со склада

НОВОСТИ

15 Августа 2017 17:10
Магнитные поля на экране из феррожидкости с подсветкой

17 Августа 2017 14:28
На ”ЕВРАЗ ЗСМК” завершен капитальный ремонт доменной печи №2

17 Августа 2017 13:09
Турецкий импорт горячекатаных рулонов за полгода упал на 2,8%

17 Августа 2017 12:39
”ЦНИИТМАШ” и БелГУ разработали технологию изготовления биметаллической заготовки наплавкой

17 Августа 2017 11:46
На ”ЕВРАЗ ЗСМК” введен в работу современный стан для перемотки проволоки

17 Августа 2017 10:37
”Металлоинвест” заключил контракт с ”Северсталью” на поставку железорудного концентрата

НОВЫЕ СТАТЬИ

Сварная балка как аналог обычной горячекатаной

Объемные буквы и световые короба как распространенные виды наружной рекламы

Как проводятся такелажные работы при перевозке станков

Высококачественная мебель на заказ

Грамотный подход к выбору материалов и технологии изготовления межкомнатных дверей

Выбор практичных и сочетающихся с интерьером межкомнатных дверей

Особенности выбора кондиционеров

Приборы учета электроэнергии

Остекление коттеджей, нюансы и особенности

Кровли из металлочерепицы и профнастила, сравнение характеристик

Рейтинг производителей теплых полов

Гидроабразивная резка металла и её отличия от плазменной/лазерной резки

Керамическая плитка для отделки и строительных работ

Гидравлические прессы - применение в промышленности

Взвешенный подход к приобретению компрессорного оборудования

Лист нержавеющий AISI 409 - особенности марки и применение

Характеристики и общие особенности марки стали 40Х13

Свойства и особенности применения проката из нержавейки марки 20Х13

 ГЛАВНАЯ   МЕТАЛЛОТОРГОВЛЯ   ОБЪЯВЛЕНИЯ   ПРАЙСЫ   КОМПАНИИ   СТАТЬИ   РАБОТА   ФОРУМ   ГОСТы   МАРОЧНИК   КАЛЬКУЛЯТОР   БИРЖЕВЫЕ ЦЕНЫ   ВЫСТАВКИ  

Компания "Русский металл" предлагает металлопрокат.

Рейтинг@Mail.ru

О портале : Информация и правила : Реклама : Тарифы для компаний : Наши контакты : Связаться : Личный кабинет : Регистрация

2009-2017 © Любое копирование материалов без активной ссылки на metallicheckiy-portal.ru запрещено!
Использование материалов в печатных изданиях только с разрешения администрации портала.