Сварка В95/Д16 — Aргонодуговая сварка — TIG — Металлический форум

Сварка В95/Д16 - Aргонодуговая сварка - TIG - Металлический форум Инструменты

Что такое дюралюминий, и каковы его особенности

Сварка дюралюминия является технически сложным процессом из-за особенностей самого материала. В составе данного сплава на алюминий приходится 93,5%. Также он состоит из меди на 4,5%, магния – на 1,5% и марганца – на 0,5%.

Большинство своих эксплуатационных свойств данный сплав получает именно от алюминиевой составляющей: он химически активен, образует прочную оксидную пленку, быстро окисляется на воздухе.

Стоит отметить, что приведенные значения состава в действительности могут изменяться, так как существует несколько марок сплава в зависимости от его термообработки и соотношения металлов в составе.

Из-за температуры плавления в процессе сварки электроды могут быстро плавиться, и соединяемые детали могут течь. Расходные материалы выбираются под разновидность дюраля. Для материалов, которые легированы титаном и медью, используют стержни ОЗА-1, для легированных железом и титаном – ОЗА2.

Ключевыми параметрами дюралюминия являются следующие:

  • максимальная текучесть — 250 МПа;
  • плотность материала – 2,5-2,8 тонн/м³;
  • температура плавления составляет примерно 650°C (что идентично температуре плавления алюминия).

Основным достоинством данного промышленного сплава является его высокая прочность, которая сочетается с низким весом. Это позволяет делать из него различные надежные металлоконструкции и механизмы, что и обусловило его обширное применение.

При работе с электродами в процессе сварки сварщику необходимо уточнить марку дюраля, так как при его легировании могут использоваться разные добавки: железо, медь, марганец, кремний.

Сварка дюралюминия производится, согласно ГОСТ 14806-80.

Почему не сваривают дюрали?

Основная причина горячего растрескивания при сварке «несвариваемых» алюминиевых сплавов серий 2ХХХ и 7ХХХ заключается в следующем. В ходе сварки в зоне шва – зоне термического влияния – по границам зерен выделяются компоненты сплава – эвтектики и интерметаллиды – с температурой плавления ниже, чем у основного сплава.

Это понижает и расширяет температурный интервал затвердевания границ зерен. Поэтому, при дуговой сварке этих типов сплавов границы зерен затвердевают последними и, вследствие этого, легко растрескиваются под воздействием усадочных напряжений. Мало того, это приводит к увеличению разности гальванических потенциалов между границами зерен и остальной зеренной структурой, что делает границы зерен более подверженными коррозии под напряжением.

Виды и правила применения

В виде прутка прокатываются такие сплавы, как АМ, АМц, АГ, ДТ. В их обозначение, как правило, входит указание на основную легирующую присадку.

Сплав Д16Т изготовленный по ГОСТ 21488 97 отличается высоким характеристиками пластичности и прочности, от легко поддается механической обработке, в том числе изгибу.

Сплавы группы АМц легируются марганцем, характеризуются прочностью и отличной устойчивостью к коррозии.

Дюралевые прутки Амг содержащие магний, прочны и отлично свариваются.

Прокат АК легко деформируется и содержит присадки: магний, медь, никель и железо.  Он характеризуется высокой термостойкостью и используется для изготовления компонентов авиационных двигателей и других высоконагруженных изделий.

Госты, ту и другие стандарты

[stextbox id=’info’]Выпуск алюминиевого прутка регламентируется ГОСТ 21488.[/stextbox]

Он требует параллельности от противолежащих продольных поверхностей квадрата и шестигранника, предписывает для них максимальные углы скручивания и линейные отклонения на единицу длины. Мерный прокат имеет стандартную длину в метрах.

Стандарт также устанавливает требования к поверхности прутка:

  • отсутствие поверхностных дефектов и следов коррозии, неметаллических включений;
  • не должно быть кольцевых и спиральных полос;
  • однородный цвет.

Отдельные предприятия производят алюминиевый пруток для собственных нужд по внутренним техническим условиям и регламентам. Их требования по чистоте, однородности материала и другим характеристикам обычно более строгие, чем в ГОСТ. Такие условия действуют на предприятиях аэрокосмической и оборонной отрасли.

Достоинства и недостатки

К числу преимуществ дюралюминия при сварке можно отнести:

  1. При соблюдении технологии сварки можно получить ровный и качественный шов, а металл может выдерживать большие нагрузки при одновременном небольшом весе.
  2. Для сварки дюралюминия можно использовать несколько технологий сварки: аргоновую сварку и сварку полуавтоматом, выбрать которую поможет понимание факторов и условий выполнения работы.
  3. Для производства работ достаточно легко подобрать подходящие электроды. Для сварки подходят такие электроды, как ОЗА-1, ОЗА-2, ОК96.20, ОЗАНА-1, ОЗАНА-2.
  4. Отсутствие серьезных трудозатрат на подготовительные процедуры.
  5. Для сварки не требуется серьезной классификации специалиста.

Но имеет данный процесс и определенные недостатки:

  1. Сварка дюралюминия отличается низкой устойчивостью к коррозии, а после производства сварных работ его технические характеристики ухудшаются.
  2. Процесс сварки является достаточно сложным: он требует большой внимательности и точности, так как даже небольшая ошибка отрицательно сказывается на качестве изделий.
  3. Могут возникнуть сложности с подбором электродов из-за невозможности точного определения марки дюралюминия.
  4. Сформировать валик достаточно непросто, поскольку металл является достаточно текучим.
  5. Для упрощения процесса работы и снижения временных затрат на сварку необходимо использовать флюс или защитный газ. Флюс будет наноситься на поверхность свариваемой детали для защиты участка от агрессивного влияния внешней среды и повышения качества соединения. Целевое предназначение использования инертных газов при сварке будет аналогичным.
  6. Качественная сварка дюралюминия – достаточно дорогая процедура, она позволяет получить прочное и надежное соединение при использовании дорогих расходных материалов, например, аргона.
  7. Если используется скоростная сварка, то контролировать качество шва весьма сложно.

Когда заклепки лучше сварки

По всем этим причинам алюминиевые сплавы серий 2ХХХ и 7ХХХ чаще соединяют механически, чем сваривают. Иногда применяют контактную сварку, а также сварку трением. Сварка трением «работает» при значительно более низких температурах, чем дуговая, не расплавляет основной металл и поэтому исключает проблемы, связанные с затвердеванием.

Необходимое оборудование

Аппарат при процессе настраивается на переменный ток (только так получается добиться нужных результатов). Поэтому при выполнении швов нужно применять сварочный трансформатор либо иной преобразователь тока.

Таким образом, сварка алюминиевых сплавов допускается только на аппаратах, которые поддерживают работу с постоянным и переменным токами.

https://www.youtube.com/watch?v=TN8GWCNew9g

Помимо того, что сварочное оборудование должно быть инвенторным, в процессе его подбора стоит учесть следующие его характеристики:

  1. Оборудование должно быть удобным для перевозки в автомобиле.
  2. Желательно наличие осциллятора для сварки.
  3. Горелка должна иметь прямой шланг с длиной до 3 метров.
инверторные аппараты постоянного тока
Примерная стоимость инверторных аппаратов постоянного тока на Яндекс.маркет

Успешность сварочного процесса во многом зависит от правильной настройки оборудования. Так, недостаточная подача газа в сварочной зоне приводит к вспениванию металла и горению вольфрамовой проволоки, а чрезмерная продувка, напротив, мешает формированию шва и увеличивает затраты на процесс.

Также сварщикам необходимо избегать образования воронки в конце шва. Она может возникнуть при резком обрыве дуги. Длительное удержание горелки в одной позиции может привести к перегреву и увеличению площади сварочной ванны. Именно поэтому аргонодуговая сварка алюминиевых сплавов нуждается в грамотных дополнительных настройках режима для затухания дуги и постепенного уменьшения силы тока. С учетом указанных особенностей нужно правильно выставить параметры напряжения.

Полярность может быть прямой и обратной. При этом параметры напряжения устанавливаются исходя из толщины материала:

Толщина пластин, ммСила тока, АДиаметр электрода, мм
1от 30 до 401,6
1,5от 45 до 602,3
2от 70 до 802,3
3от 90 до 1203,2

Подачу тока в сварочном этапе можно установить:

  1. Ступенчатого типа.
  2. Восходящим значением по мере ведения шва.
  3. С плавным розжигом.
  4. С постепенным затуханием при завершении горения.

Затем на манометре выставляется расход аргона. В российских моделях устанавливаются значения в диапазоне от 6 до 11 литров, а оптимальный расход нужно подбирать опытным путем. Манометры импортного производства позволяют точно выставить расход.

В настройках сварочного аппарата устанавливается время продувки аргоном как 5 секунд. Это достаточный временной промежуток для застывания ванны и охлаждения электрода.

При сварке алюминия аргоном необходимо правильно выбрать диаметр вольфрамового электрода, который нужно максимально приблизить к толщине сварных частей. Вылет из сопла устанавливается на 3-5 мм для избегания перегревания вольфрама.

Несвариваемые алюминиевые сплавы

А где же знаменитые высокопрочные алюминиевые сплавы серий 2ХХХ и 7ХХХ? Почему не в первых рядах по сварке? А вот почему!

Серия 2ХХХ. Эти высокопрочные аэрокосмические алюминиевые сплавы («дюрали») применяют в основном в виде листов и плит. Их химический состав делает большинство из них не свариваемыми методами дуговой сварки из-за их большой склонности к горячему растрескиванию.

Исключение составляют сплавы 2219 и 2519, которые хорошо свариваются с применением сварочных сплавов 2319 или 4043. Свариваемость этим сплавам дает почти полное отсутствие в них магния. Аналогом этих двух сплавов является отечественный алюминиевый сплав Д20, из которого делают высокопрочные свариваемые плиты.

Серия 7ХХХ. Это тоже серия высокопрочных аэрокосмических алюминиевых сплавов. Подобно сплавам серии 2ХХХ большинство из них не свариваются методами дуговой сварки из-за горячего растрескивания и склонности к коррозии под напряжением.

Особенности подающих механизмов

Подача алюминиевой сварочной проволоки, ввиду ее мягкости, должна выполняться с целым рядом особенностей

  1. Ролик. Следует установить в податчике специальный ролик для алюминия. Его канавка имеет U-профиль. Это исключает возникновение царапин, неизбежных при использовании ролика с V-профилем, применяемого для стальных присадочных материалов.
  2. Канал в шланге горелки. Для снижения риска деформации и застревание прутка следует применять каналы с тефлоновым покрытием.
  3. Сварочный наконечник. Подойдет наконечник из медного сплава, важно, чтобы отверстие в нем было не сверленым, а протянутым. Это также поможет исключить царапание и застревание проволоки. Размер отверстия нужно применять на один больше, чем диаметр проволоки, чтобы компенсировать ее расширение при нагреве.
  4. Рукоятку податчика не следует сильно затягивать, как в случае использования проволоки из стальных сплавов. При затяжке до упора проволока может деформироваться и застрять.

Следует также проверить механизм на легкость хода и отсутствие перекосов по всему пути подачи.

Подготовка материала

Перед тем как приступить к работе, необходимо подготовить материал к сварке, так как наличие оксидной пленки на поверхности снижает надежность сварного соединения: пленка обладает высокой температурой плавления и плотностью, что затрудняет образование стабильной электродуги. Для этого необходимо пройти следующие этапы:

  1. Зачистить поверхность заготовки от металла, масел, жира и различных загрязнений. Для снятия верхнего тугоплавкого слоя используются наждачка и металлическая щетка.
  2. После того как зачистка закончена, для закрепления эффекта поверхность очищается ацетоном или растворителем, что позволяет избавиться от остатков элементов, которые могут помешать сварке. Иначе дефрагментированные частички могут остаться внутри шва, что снижает его жесткость.
  3. Обработать кромки для создания шва. Если толщина краев заготовки превысит 4 мм, то углы нужно скосить под 35 градусов.

Стержни необходимо предварительно прогреть до 150 градусов для удаления влаги и просушить.

Начинать сварку нужно не позднее, чем через сутки после очистки, а лучше приступить к ней в течение 3 часов.

Эффективным способом удаления оксидной пленки также является ее катодное распыление, при котором металлы бомбардируются ионами, очищая поверхность. Метод в основном применяется в промышленной сфере.

Преимущества применения

Применение присадочных прутков при сварке неплавким электродом дает следующие преимущества

  • подбор материала прутка, наиболее совместимого со свариваемым материалом;
  • снижение выделения вредных газов и аэрозолей;
  • оптимизация расхода сварочного материала;
  • возможность формирования необходимых рисунков швов при сваривании деталей сложно конфигурации.

Специалисты отмечают и минусы, связанные с использование присадочных прутков:

  • необходимость высокой квалификации сварщика;
  • необходимость держать на складе широкий ассортимент прутка;
  • сложность выполнения вертикальных швов и швов с отрицательным уклоном.

[stextbox id=’warning’]В целом преимущества перевешивают недостатки, особенно при выпуске изделий сложной конфигурации из таких сплавов, как АМ, АМц, АГ, Д16 и других.[/stextbox]

Процесс сварки

Процесс аргоновой сварки предполагает прохождение таких шагов:

  1. Пластины выставляются в удобное положение.
  2. Горелку нужно поднести к изделию так, чтобы между поверхностью свариваемых деталей и электродом оставалось 3 мм.
  3. Включается аппарат и зажигается электродуга.
  4. При образовании лужицы расплавленного металла нужно подать в зону сварки присадку.
  5. Горелку нужно вести ровно: справа налево.
  6. Когда шов завершен, нажимается соответствующая кнопка, и дуга затухает.
  7. Горелка продолжает удерживаться над сварной зоной до прекращения продувки зоны аргоном.

К самой сварке, помимо предварительной подготовки металла, предъявляются следующие требования:

  1. Металл прогревается медленно и постепенно, чтобы он не деформировался под влиянием высоких температур.
  2. Первый шов стоит попробовать на тренировочной поверхности.
  3. После завершения процесса шов нужно постепенно прогревать до тех пор, пока сам свариваемый металл не остынет.
  4. Не забывать об очистке соединения и проверке шва.
  5. При выполнении работ необходимо учесть высокую текучесть алюминия: работы предпочтительно проводить в нижнем положении. Скорость выполнения шва должна быть предельно высокой, чтобы не образовывалась ванна расплава.
  6. С учетом того, что алюминий плавится быстро, при неверном диаметре присадочной проволоки можно не успеть с подачей ее в зону сварки и формированием шва. Толщина припоя должна соответствовать толщине пластин. Также сварщику необходимо учесть химический состав припоя (так, для дюралюминия не подойдут материалы для пищевого алюминия).

Также сварщику не следует забывать о технике безопасности. Все работы следует производить в специальном защитном костюме, маске и перчатках. Перед тем как использовать тот или иной аппарат, необходимо проверить все контакты и соединения на надежность.

Соблюдение всех вышеуказанных требований позволяет получить прочное и надежное соединение.

Таким образом, широкое промышленное распространение дюралевые сплавы получили, благодаря низкому весу, прочности, устойчивости к коррозии. При сварке дюралюминия нужно учитывать свойства металла. Из-за склонности его к окислению в процессе сварки обязательно используют защитный газ или флюс. При проведении аргоновой сварки с тугоплавким вольфрамовым электродом можно получить наиболее качественные соединения.

Свариваемые алюминиевые сплавы

Серия 1ХХХ. Технически чистый алюминий (не менее 99 %). Применяется, в основном, в качестве проводника электрического тока или для изделий с высокой коррозионной стойкостью. Все эти сплавы (марки алюминия) легко свариваются.

Серия 3ХХХ. Эта серия включает среднепрочные алюминиевые сплавы, которые легко поддаются формовке. Часто применяют для теплообменников и кондиционеров. Все эти сплавы легко свариваются сварочными алюминиевыми сплавами 4043 или 5356 (аналоги по ГОСТ 4784 – сварочные сплавы СвАК5 и СвАМг5).

Серия 4ХХХ. Эти алюминиевые сплавы обычно применяют в качестве сплавов для сварки или пайки. Однако иногда они могут использоваться и как свариваемые материалы. В этом случае их сваривают сплавом 4043 (СвАК5).

Серия 5ХХХ. Это серия алюминиевых сплавов в основном для высокопрочных листов и плит. Все они легко свариваются с применением сварочного сплава 5356 (СвАМг5). Для наиболее прочных сплавов, таких как 5083 (АМг4,5), применяют сплавы 5183 или 5556.

Серия 6ХХХ. Это– алюминиевые сплавы, главным образом, для прессованных профилей, хотя их также применяют и для листов и плит. Они являются склонными к горячему растрескиванию при сварке. Однако при должной технологии они все довольно хорошо свариваются со сварочными сплавами 4043 и 5356.

См. Алюминиевые сплавы: классификация

Сварка алюминия

Сварка алюминиевых сплавов крайне интересная вещь.

Очень большое внимание чистоте проволки присадной (несколько часов, кажется не более 8, после обезжиривания)и свариваемых деталей, так же вещи самого сварщика должны быть чистыми.

Предварительно необходимо нагреть детали (температуру не помню, но у нас когда варили каркас нагревали газовой гарелкой с пол часа).

Для уменьшения нагрева деталей варят с обратной полярностью.

Так же необходимот обеспечить защиту шва с обратной стороны, тоже необходимо подвести аргон, или аргоно-гелиевую смесь (причем особое внимание надо уделять чистоте газа, минимальное количество паров воды).

Для уменьшения коробления необходимо исключить накладывание длинных швов. Есть различные схемы, но ща не вспомню, а книги замечательной нет под руками.

Так же желательно подввергнуть шов механическому воздействию (прокатывают роликами, ударное воздействие, приложение усилия к свариваемым деталям) после сварки — это приводит к уменьшению напряжений.

А фрезеровка или другая механическая обработка сразу после сварки приведет к дисбалансу внутренних напряжений и деталь поведет. Необходимо делать ТО.

Может что и не так, но всё что помню

Сварка в95/д16

Все, докопался я до истины, уважаемые сварщики и не очень. Можете сюда тыкать всех кто хочет варить дюраль.

После трех дней тотального перелопачивания тонн информации, я могу констатировать факт — дюраль варится, но никто не знает как это делать вот уже лет 50. Конечно все это в абсолютном понимании.

Тем не менее, постоянно попадаются случаи когда тот же Д16 варили на серьезных предприятиях и ставили на серьезные конструкции. Однако, даже в самом лучшем случае, прочность шва составляет не более 70%, а в большинстве около 50%, потому смысла варить дюраль нет абсолютно ни какого и видимо по этому его не варят.

В сварке дюраля есть две проблемы:

1) Усадка металла после сварки из за которой образуются микротрещены. Лечится предварительным нагревом в худшей форме, или же оооочень локальным нагреванием, таким как лазер, плазма, контактная сварка и прочее что способно разогреть дюраль в очень небольшом пространстве. Сложность состоит в том, что дюраль очень хороший проводник тепла и локальный нагрев постоянно превращается в глобальный.

2) То что не смогли победить и никогда не победят. Высокое содержание меди создает прочностные свойства дюраля и… разрушает их при последующем расплавлении. Причем восстановить их нет вообще ни какой возможности. Тут все идет прямиком в химию, а я не химик, потому может быть неточно. Но общий смысл в том, что высокое содержание меди уже не дает создать нужную структуру металла после расплавления дюраля и остывания, а без нее, если убрать часть, он теряет прочностные свойства. В этом и заключается вся прелесть нестойкости шва, чем бы вы не варили. Соответственно чем больше прогрев сварного шва, тем больше будет теряться прочности в околошовном пространстве. Отсюда выходит — сварной шов никогда не будет даже близко к 100%.

В целом, наверное можно провести параллель с только что изготовленным дюралем, но еще не отоженным.

3) Выгорание легирующих металлов, например той же меди. Пожалуй самое меньшее из проблем.

В общем, дюраль только клепать для ответственных конструкций. Грусть печаль.

Сварка д-16 — страница 3 — аргонодуговая сварка — tig

СПЕЦ, нормального качества добиться  практически не возможно. По поводу компенсации постоянной составляющей — дуга по разному проводит ток в прямой и в обратной полярности. По сути, как выпрямитель работает. В былые времена существовали даже ртутные дуговые выпрямители. Естественно, этот ток идёт по обмотке трансформатора, насыщает сердечник. Мало того, что он греться начинает, он ещё больше синусоиду искажает, ухудшая процесс сварки.  И никакой балластный реостат с этим не справится. Надо делать компенсацию. Схема то не сложная, но, судя по вашим вопросам, Вы от этого далеки, кто делать будет? Ну, и далее по списку selco, он всё доходчиво объяснил.  Это, не говоря о  том, что современные аппараты позволяют оптимизировать процесс сварки за счёт регулировки баланса полярности, выбора формы тока , частоты.  А всё это повышает качество шва. И то качество сварки, которое было приемлемым 50 лет назад, сейчас никого не устраивает. Да и не пытались тогда делать многое из того, что сейчас банально, именно по этой причине — оборудование не позволяло.

§

Хотите поспорить? Не удачная идея. Просто АД это ширпотреб и продаванам совсем не обязательно знать что это и с чем его едят. Посмотрите на продаваемый в магазинах метизов и им подобным профиль из алюминия. Он матовый, тонкостенный, умеренно прочный — это АД. АМГ отличает прежде всего блеск, т.к. АМГ поддаётся даже полировке, в отличие от АД. При обработке фрезой зажатой в ПШМ АМГ будет блестеть как котовы причиндалы, как зеркало. АМГ в магазинах города вы можете встретить в виде рифлёных листов — квинтет, бриллиант и т.п. Вы его легко отличите от АД именно по внешнему блеску.

Хотя, если вы живёте в Питере или ещё в каком мегаполисе, то купить профиль из АМГ не проблема. Жаль только, что дорого, да и продают обычно только хлыстами по 6м. АД без проблем можно купить нарезкой от 2м, так он обычно и продаётся в хоз.магах.

Сферы применения

Сварка В95/Д16 - Aргонодуговая сварка - TIG - Металлический форумАлюминиевый прутокобладает следующими главными свойствами:

  • прочность;
  • малый удельный вес;
  • обрабатываемость.

Они обуславливают его широкое применение в следующих областях:

  • корпуса и детали в аэрокосмической промышленности и судостроении;
  • компоненты и узлы механизмов и промышленного оборудования;
  • детали автомобилей и других транспортных средств;
  • медицинская техника;
  • бытовые приборы;
  • навесные строительные конструкции, опоры для рекламных стендов и дорожных знаков.

Широко используются трубы, пруток и другие виды профиля в нефтегазовой промышленности. Высокая коррозионная стойкость, особенно при использовании плакирующих покрытий, позволяет деталям и конструкциям служить долгие годы.

Специалисты отмечают также общий свойственный алюминиевым конструкциям недостаток – их сопротивляемость коррозии сильно снижается в условиях высоких температур или при контакте с активными жидкостями или газами. С этим нежелательным эффектом справляются путем нанесения на поверхность ингибирующего слоя.

Технология сварки дюралюминия аргоном

Для сварки дюралюминия могут использоваться различные методы. В домашних условиях применяют сварку с помощью электродугового аппарата плавящимися электродами или сварку газовой горелкой. Тогда как в производственных условиях используют полуавтоматы и аргоновую сварку:

  • полуавтоматы, предполагающие подачу проволоки в среде защитных инертных газов (DC MIG);
  • оборудование, работающее с электродами из вольфрама в среде защитного инертного газа аргона (AC TIG).

Рассмотрим технологию сварки дюралюминия на основе метода электродуговой аргоновой сварки. Сварка алюминиевого сплава аргоном позволяет работать с материалами различной толщины, создавая максимально аккуратные швы с хорошей герметичностью. Это делает такую технологию весьма востребованной в процессе ремонта автомобилей, катеров и других емкостей.

Характеристики и диаметры сортамента

Алюминиевый пруток подразделяется по следующим параметрам:

  • состояние металла (закаленный, состаренный, отожженный, прессованный);
  • точность размеров (обычная, повышенная и высокая);
  • прочность материала (обычная и увеличенная).

Круглый прокат производят диаметром от 8 до 400 мм, самые популярные размеры: 4, 5 ,6, 8, 10 и 20 мм. Соответственно площадь поперечного сечения составляет от 46

мм2

до 0,123 м

2

Основным размером для алюминиевого квадратного прутка служит диаметр вписанной в поперечное сечение окружности. Согласно ГОСТ она может быть от 8 до 200 мм, а площадь сечения квадрата- от 380 до 40 000 мм2. ГОСТ допускает скругление фасок прутка.

Пруток-шестигранник из алюминия также имеет диметр вписанной окружности от 8 до 200мм. и такую же площадь поперечного сечения, как и квадрат.

Читайте также:  Чем можно заменить канифоль для пайки: как паять аспирином
Оцените статью
Про пайку
Добавить комментарий