X
X

Новости

14 January 2019 • 11:39
 

Часть металлов ввиду своих особенностей сваривать сложнее остальных, особенно когда дело касается соединения двух деталей из различных материалов. Как раз к такой группе относится алюминий. Сварить его со сталью и другими металлами с помощью электродуговой сварки – задача сложная. Она составляет проблему даже для опытного сварщика.


В чем же причина осложнений? Все дело в том, что при попытке сварить алюминий с другим металлом происходит химическая реакция, в результате которой образовываются интерметаллиды. Это химические соединения из двух и более металлов, которые отличаются высокой хрупкостью. В результате получается довольно непрочный шов. Однако был выведен способ, который помогает добиться хорошего качества шва, о нем мы и поговорим.


Сложности сваривания


Как мы говорили ранее, в результате работы электродуговой сварки образовывается довольно хрупкий шов, что связано с химической реакцией между разными материалами. Обычно интерметаллиды получаются при попытке соединить алюминий с титаном, магнием, медью и сталью. Чтобы качественно выполнить работу, нужно прибегнуть к другим технологиям.

Какой бы режим электродуговой сварки вы не выбрали, добиться прочности шва у вас не получится. Выбор присадочного материала также не будет иметь значение. Разные металлы имеют различные химические и физические показатели, которые прочно связаны с их структурой. Осложняет работу и оксидная пленка, которая обладает высокой прочностью и расположена на всей поверхности алюминиевых изделий. В результате работы температура сварочной дуги будет в любом случае выше рекомендуемой, что приведет к образованию неустойчивых хрупких связей.

Несмотря на все трудности, сварить детали с получением шва приемлемого качества все-таки возможно. Есть несколько несложных способов, один из которых - сварочные работы с использованием переходной биметаллической пластины. Метод чаще всего используется в строительной сфере и в машиностроении.

Сварка алюминия со сталью и другими металлами с помощью биметаллической пластины


Особенности метода


Сварка разнородных элементов через пластину успешно используется во многих отраслях, так как способ довольно простой и удобный. С помощью биметаллических пластин соединяют части трубопровода, приваривают алюминиевые детали к корпусам судов, детали в станках и т.д.

Сами вставки производятся способами, которые исключают появление интерметаллидов. Их толщина и состав могут меняться, в зависимости от поставленной цели. Например, для соединения стали и алюминия потребуется пластина с составом «сталь-алюминий».


Трудности метода


По сути трудность всего одна, и она заключается в химическом составе биметаллической пластины. Дело в том, что возможность образования соединения повышенной хрупкости все-таки остается на границе контакта материалов. Такое происходит в результате перегрева вспомогательной вставки. А проплавление до границы другого материала и вовсе вовсе не допустимо.

При соединении со стальной деталью следует начинать с алюминиевой стороны вставки и аналогичным материалом для соединения. Такой метод позволяет увеличить отведение тепла при дальнейшей сварке стали с соответствующей стальной стороной пластины. Далее приварка стальной стороны должна пройти без особых проблем.

09 January 2019 • 11:01
 

Алюминий довольно широко используется во многих сферах. Если ваша конструкция или изделие именно из этого материала, то на стадии создания проекта нужно обговорить некоторые моменты и условия, которые напрямую будут воздействовать в дальнейшем, а именно:

  • предполагаемые нагрузки, от которых будет зависеть прочность изделия,
  • нужна ли стойкость к коррозии,
  • сложность последующей обработки,
  • возможность проведения качественных свариваемых работ,
  • внешний вид.

Для получения прочных сварных швов высокого качества необходимо соблюдение некоторых условий. Одним из них является подбор оптимального присадочного материала


Низкопрочные алюминиевые сплавы


Это технический алюминий, который содержит в составе до 1% примесей других элементов. Такой сплав довольно прочен, предел его кратковременной прочности может достигать 60 МПа. Также он хорошо защищен от коррозии, его легко сваривать и обрабатывать другими способами. Видами таких материалом являются: АД, АД0, АДС и прочие.

Часть низкопрочных сплавов имеют в составе 1-1.5% марганца. Они называются алюминиевомарганцевыми, к ним относятся АМпС, АМц и т.д. Такая присадка в составе повышает прочность, в том числе кратковременную (до 100 МПа). Стойкость к коррозии при этом почти не изменяется. Система Al-Mn отлично поддается сварке и обработке, при этом подогревать и подвергать шов технической обработке не нужно.


Алюминиевые сплавы средней прочности


Сплавы с магнием в составе также имеют название магналии, и добавкой там, соответственно, выступает магний. Прочность подобной системы значительно выше, чем у алюминиевокремниевой. К тому же кратковременные прочностные характеристики достигают 120 МПа, а нагартовка позволяет поднять этот показатель в 2 раза и выше.

При сварке магналия можно добиться прочного соединения, не уступающего по прочностным характеристикам основному металлу. Прочая обработка также не составляет трудностей. Подобные сплавы имеют буквенное обозначение в виде AMr, а также цифру, которая обозначает процентное содержание магния в составе.

Система из алюминия, магния и кремния (Al-Mg-Si) представлена в виде сплавов АД31, АД33, АВ и т.д. Эти варианты обладают довольно высокой прочностью, которая достигается путем закалки и старения. Примерный предел кратковременной прочности достигает 200 МПа. Эти сплавы хорошо обрабатываются, но вот сварка может вызвать затруднения.

Материалы для сварки алюминиевых конструкций


Высокопрочные алюминиевые сплавы


В этой категории присутствуют сплавы с добавлением цинка и/или меди. Помимо них в составе часто присутствуют прочие легирующие добавки, такие как хром, титан, кремний, железо иди марганец. Дюралюмины относятся также к этой группе. Представители этого класса довольно высокопрочные, хотя часто этот показатель зависит от способа термической обработки.

При сварке нужно обязательно обратить внимание на локальный отпуск изделия. Высокое качество шва требует дальнейшей термической и прочей обработки материала. Обработка таких сплавов механическим путем может вызвать сложности. По сравнению с аналогами из других категорий, антикоррозийная стойкость значительно ниже.


Подбираем присадку


Для успешной работы высокого качества нужно правильно выбрать материалы для дальнейшей работы. В СНиП II-B.5-64 даются общие рекомендации по подбору:

  • присадочную проволоку аналогичного состава нужно брать при работе с техническим алюминием и при наличии в составе марганца,
  • для сварки магналия допустимо использование аналогичной по составу присадки, однако можно брать проволоку с большим содержанием Mg,
  • при обработке сплавов из высокопрочной группы рекомендуется использовать присадку из свАК3, свАК5, свАК10 или саАК12,

Можно выделить основное плавило подбора: для достижения оптимального результата присадка и основной металл должны обладать одинаковыми физическими и химическими свойствами.

28 Декабря 2018 • 9:51

После сварки в обязательном порядке нужно проводить контроль качества. Он проводится различными методами, но часто используемым считается капиллярный контроль. Он изобретен довольно давно и применяется до сих пор благодаря своим основным преимуществам: он довольно простой, доступен каждому и имеет хорошую чувствительность.

Так как он базируется на простых явлениях физики, то материалы для него требуются тоже простые, поэтому капиллярным контролем пользуются как крупные заводы, так и частные мастера.







В чем суть метода?


Он базируется на капиллярном эффекте, который мы изучали еще в школе. Жидкость самостоятельно проникает в дефекты различного типа, такие как полости и каналы. Когда она заполнила все пустоты, её излишни удаляют с поверхности металла, а потом используют проявитель. После этого становится видно дефекты, в которых скопился пенетрант. К сожалению, этот метод не позволяет обнаружить поры в толще металла.

Этот способ базируется на ГОСТ 18442-80, по которому он относится к неразрушаемым методам контроля качества шва. Проявители могут использоваться разные. У них различается состав, агрегатное состояние и способ взаимодействия с пенетрантом. В этой статье мы остановимся на одном из таких методов, доступном каждому сварщику, а именно – с использованием мела и керосина.

Порядок проведения процедуры следующий:

  • поверхность шва предварительно зачищаем,
  • наносим керосин,
  • убираем излишки с поверхности,
  • наносим мел в виде порошка,
  • производим осмотр на наличие дефектов,
  • очищаем всю поверхность.

Капиллярный контроль качества сварочных работ

Необходимые материалы


В нашем случае основными реагентами служат керосин, который проникает в дефекты, и порошковый мел, который их проявляет. Мел можно брать любой: от строительного до школьного. Если вы приобрели кусковой, то его следует растолочь до получения порошка. Разноцветный мел тоже можно применять, при некоторых цветах металла он даже будет предпочтительнее. Нанести имеющийся меловой порошок можно кисточкой или же просто насыпать.

Керосин используется при капиллярном методе чаще всего ввиду своей доступности. Но если его нет, то можно взять любую жидкость из нефтепродуктов, у которой будут аналогичные свойства. Например, бензин или дизель. Вязкие вещества лучше не брать, они значительно увеличат время проверки.

Пенетрант и проявитель используют двумя способами:

  • На одну и ту же сторону. Помогает обнаружить дефекты на поверхности, а также сквозные.
  • На разные стороны. Проявляет сквозные дефекты.

Использование того или иного способа зависит от конкретного объекта.

24 Декабря 2018 • 12:22

Подготовка кромок к дальнейшему соединению является важным процессом, от которого напрямую зависит качество будущего шва. Обработка стыков алюминия включает в себя две цели. Первая – убрать оксидную пленку с поверхности металла. Её температура плавления в несколько раз превышает температуру плавления самого алюминия, а потому является серьезной проблемой при сварке. Поэтому её удаление обязательно. Второй целью является удаление грязи, масел и прочих элементов, которые препятствуют работе. Следует помнить, что рабочий инструмент также нуждается в очистке.









Удаление оксидной пленки


Для резки металла следует выбирать способ, после которого не остаются рваные следы или следы абразива. Например, ленточная пила может оставить рваные края, которые вследствие могут стать причиной непровара. Если вам не удается избежать шлифовки, то следует работать угловой шлифовальной машинкой, в то время как после точильного станка могут остаться вкрапления камня в металле. Суть выбора того или иного метода состоит в том, чтобы использовать высокоскоростное оборудование, которое не приведет к разрывам и шероховатостям.

Если вы используете плазменный резак, то после работы нужно обязательно удалить оплавленные края из-за дефектов, содержащихся в них. Кромку нужно убрать на 3 миллиметра бором или фрезой.

Поверхности, которые вы собираетесь протравить, нужно очистить щеткой с ворсом из нержавейки. Эту процедуру следует провести только после очистки растворителем, так как при пропуске этого пункта в поверхность кромки проникнет загрязнение. Сама щетка тоже становится непригодной для работы из-за этих загрязнений.


Очистка


Смазку при нарезании алюминия лучше не использовать, она в своем составе содержит углеводороды, которые приводят к проникновению водорода в сварной шов. Далее это чревато дефектами и, соответственно, низкому качеству шва.

При этом прокат из алюминия чаще всего поступает с заводов уже в смазке. Её в обязательном порядке следует убрать растворителем и губкой или другой пористой структурой.

При выборе растворителя для работы нужно брать те, которые полностью испаряются, не оставляя следов и каких-либо элементов состава. Вещества, содержащие хлор, не подходят, так как при сварке алюминиевых деталей могут образоваться ядовитые хлористые пары.

Подготовка стыков при сварке алюминия


Прочие рекомендации


  • Резка кислородом или угольным электродом нежелательна, из-за нее утолщается оксидная пленка. Подогрев пламенем от газо-кислородной резки тоже противопоказан по этой же причине. Помимо этого, такое пламя может легко повредить изделие.
  • Рекомендуется использовать плазменную или лазерную резку, так как эти способы минимизируют попадание водорода и воды в место шва.
  • Для очистки всегда берите чистые материалы. Грязь, масла и прочие нежелательные элементы с грязных тряпок, губок и щеток обязательно попадут на вашу деталь.
  • Щетки с металлическим ворсом требуют частой очистки. Для подготовки кромок для сварки лучше всего выделить отдельную щетку.

Страницы