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

16:04 Фрезерные работы на станках с чпу.

16:04 Обработка металла.

16:04 Обработка металла на фрезерных станках с чпу.

16:04 Услуги фрезерной обработки на станках с чпу.

16:04 Фрезеровка нестандартных деталей.

16:04 Фрезеровка деталей из нержавейки.

15:05 Неликвиды осей в наличии

14:37 Малогрузовой подъемник от ЭКСПО

14:37 Надежный мачтовый подъемник

14:37 Электротельфер

НОВОСТИ

20 Февраля 2017 17:31
Антигравитация на неодимовых магнитах

18 Февраля 2017 17:34
Рельсошлифовальный поезд

14 Февраля 2017 12:10
Самодельные навесные вилы для фронтального погрузчика (16 фото)

20 Февраля 2017 17:04
Американский экспорт горячекатаных рулонов в декабре упал на 8,8%

20 Февраля 2017 16:31
Десятилетний портфель заказов АО ”Атомэнергомаш” составил свыше 420 млрд. рублей

20 Февраля 2017 16:10
Американский экспорт стальных балок в декабре 2016 года вырос на 24,5%

20 Февраля 2017 15:38
”Калужский турбинный завод” поставил турбогенератор для агрохолдинга ”Сигма”

20 Февраля 2017 14:34
Перуанский выпуск меди в декабре 2016 года вырос на 13,3%

НОВЫЕ СТАТЬИ

Легкоплавкие сплавы для пайки

Сетчатые трубопроводные фильтры для промышленности

Вакуумные установки и станции

Указатели уровня масла для электрооборудования

Современные кровельные элементы для крыши

Мебель под старину: придаём интерьеру солидность

Важные особенности покупки леса и пиломатериалов

Применение технологии промокодов для PR и рекламы товаров

Купон столплит для скидки на мебель

Выбор шкафа-купе для своего дома

Виды оборудования резервуаров для нефтепродуктов

Особенности выбора дизельных генераторов

Доборные элементы для кровель из металлочерепицы

Сварка в углекислом газе

Использование экскаваторов для земельных работ

Выбраем дизельный генератор с оптимальными характеристиками

Остекление и виды балконов и лоджий

Оборудование очистных сооружений

Сварка магистральных трубопроводов

Получение особых свойств порошковых материалов

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

Компания "РДМ" 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.