Аргоно-дуговая сварка алюминиевых сплавов. Процесс сварки

Аргоно-дуговая сварка по сравнению с другими видами сварки обладает рядом преимуществ:

• надежная газовая защита сварочной ванны от воздействия окружающего воздуха максимально сохраняет химический состав металла сварных соединений;
• концентрированное действие дуги обеспечивает незначительное коробление детали;
• отпадает необходимость в предварительном общем или местном подогреве, что значительно снижает трудоемкость сварочных работ.

Предварительный нагрев применяется только при восстановлении деталей сложной конфигурации (например, головки блока).

Электроды, присадочный материал, защитный газ

Для аргоно-дуговой сварки неплавящимся электродом применяют вольфрамовые прутки, выпускаемые по следующим техническим условиям:

• ТУ ВМ2-529—54;
• СУО-021-099 ТУ (лантанированный вольфрам);
• МПТУ-2402—49;
• ТУ НИО-021-612.

Диаметр вольфрамового электрода выбирается в зависимости от толщины стенок детали и вида исправляемого дефекта.

Для исправления дефектов, подлежащих механической обработке, применяют присадочную проволоку из сплава марки АЛ4 (в виде прутков, отлитых в кокиль; материалом для отливки могут служить выбракованные детали).

Для исправления дефектов, не подлежащих механической обработке, применяют присадочную проволоку СвАК5 (ГОСТ 7871-63).

Для защиты дуги и зоны сварки рекомендуется аргон марки «А» или «Б» по ГОСТ 10157—62. Расход аргона регулируется редуктором РК-50 и измеряется ротаметрами РС-3 или РС-5 (расход аргона определяется по прилагаемому к ротаметру графику).

Подготовка деталей к сварке

При наличии трещины по всей ее длине металлической щеткой или шлифовальной шкуркой зачистить поверхность шириной не менее 30 мм. Затем в 3—4 мм от видимых концов трещины просверлить отверстие диаметром 4—5 мм. При толщине стенки детали до 6 мм трещину не разделывать; при толщине стенки 7—10 мм трещину разделать на глубину 3—4 мм под углом 90°.

При наличии накипи и коррозии удалить накипь и вырубить корродированные участки до здорового металла.

Измененные или сорванные резьбы рассверлить сверлом диаметром, превышающим наружный диаметр резьбы.

У пробоин обрубить неровные края, снять фаску, вырубить заплату из материала того же химического состава, что и ремонтируемая деталь, или из сплава АМц (лист толщиной 1,5—2 мм).

Тщательно очистить поверхности от окисной пленки. Очищать поверхности только химическим способом в последовательности, указанной в таблице.

Таблица.

Операция	Состав реактива	Температура, «С	Время, мин
Предварительное обезжиривание	Ацетон, уайт-спирит	—	2
Обезжиривание	Раствор каустической соды (75—125 г/л)	50-55	0,2-1
Промывка	Вода	40-50	1
Промывка	Вода	15—25	1
Осветление	15—20% раствор азотной кислоты (технической)	18-25	15—30 сек
Проминка	Вода	15-25	1
Промывка	Вода	40-50	1
Сушка		70-80	До полного испарения влаги

Подготовка присадочного материала

Присадочную проволоку или прутки тщательно очистить от окислов и загрязнений, наличие окислов и загрязнений на их поверхности оказывает большее влияние на качество шва, чем наличие окислов на поверхности детали.

Очищать присадочный материал только химическим способом в последовательности, указанной в таблице. Проволоку протягивать последовательно через все растворы.

Запрещается применять для сварки проволоку, не очищенную химическим путем или хранившуюся после химической очистки более 10 ч. Увеличить срок хранения (до 4—6 месяцев) химически очищенной проволоки можно при условии хранения ее в герметичной таре, причем она должна быть упакована сразу же после химической очистки.

Режим сварки

Аргоно-дуговой сварке присущи некоторые особенности: возбуждать дугу нужно в стороне от места сварки на графитовой пластинке (для уменьшения насыщения вольфрамом сварного шва и экономии вольфрамовых электродов); начинать сварку при появлении на конце электрода расплавленного металла.

Во время сварки не допускать соприкосновения конца вольфрамового электрода со сварочной ванной или присадочным прутком.

Вылет электрода из сопла горелки должен быть 2—4 мм, длина дуги 3—4 мм.

Большое влияние на качество сварки оказывает взаимное расположение присадочной проволоки и мундштука горелки по отношению к поверхности сварки.

Рис. Схема процесса аргоно-дуговой сварки: 1 — деталь: 2 — присадочная проволока (пруток); 3 — вольфрамовый электрод: 4 — струя газа; 5 — сварочная дуга; 6 — наплавленный металл; 7 — ванна расплавленного металла

При сварке вольфрамовый электрод наклонять в сторону, противоположную направлению сварки, на 20—30°; угол между вольфрамовым электродом и присадочной проволокой должен составлять примерно 90°. Взаиморасположение мундштука и присадочной проволоки показано на рисунке.

Проволоку подводить к дуге поступательно-возвратными движениями.

Стабильное горение дуги зависит от правильно выбранных диаметра электрода, диаметра присадочной проволоки, силы тока, диаметра выходного отверстия сопла наконечника, расхода аргона. В таблице ниже приведены рекомендуемые режимы сварки.

Сварку и наплавку деталей из алюминиевых сплавов производить в нижнем положении. Сварку заканчивать усилением шва на 1—3 мм.

При прекращении горения дуги зажигать дугу на шве на расстоянии 30—40 мм от места обрыва дуги.

Таблица.

Толщина металла, мм	Сила тока, а	Диаметр вольфрамового электрода, мм	Диаметр присадочной проволоки, мм	Диаметр выходного сопла, мм	Расход аргона, л/мин	Давление аргона (избыточное), кгс/см2
5—7	150-220	3—4	3—4	7—9	8—11	0,2-0,4
7—10	180—250	4—5	4—5	9—12	8—11	0,2-0,4
7—12	220-280	5—7	5—6	12—14	8—11	0,2—0,4