Дуговая сварка алюминия в среде защитных газов

Дуговая сварка в среде защитных газов позволяет значительно повысить качество сварных соединений, так как исключает возможность появления оксидной пленки при высокой температуре сварочной ванны. Для этого применяют как плавящиеся, так и неплавящиеся электроды.

Сварка неплавящимся электродом в среде аргона обеспечивает наилучшее формирование шва, снижает вероятность деформаций. Питание сварочной дуги осуществляют от источника переменного тока с падающей внешней характеристикой. Этот вид сварки обеспечивает устойчивое горение дуги, что в свою очередь положительно сказывается на структуре сварочного шва (пористость, остаточные напряжения и деформации и т.д.). Основные режимы, выбираемые при ручной дуговой сварке, отражены в таблице 1.

Таблица 1. Основные режимы при ручной дуговой сварке

Тип сварочного соединения Толщина свариваемого металла, мм Диаметр, мм Сила сварочного тока, А Расход аргона. л/мин Число проходов
Вольфрамового электрода Присадочной проволоки
Стыковое с отбортовкой кромок 0,8
1
1,6
2		 1-1,5
1,5-2
2
2-3		 -
-
-
-		 30-40
50-60
60-90
80-110		 4-5
4-5
5-6
5-6		 1
1
1
1
Стыковое односторонее без скоса 1,6
2
3
4		 2
3
3
4		 2
2
3
3

70-80
90-100
120-140
150-180

 7-8
7-8
7-8
7-8		 1
1
1
1
То же, без скоса кромок на подкладке 1,6
2
3
4
5
6		 2-3
3-4
4
4-5
5
5-6		 2
2-2,5
3
3-4
3-4
3-4		 80-90
100-120
150-170
200-220
220-240
250-280		 7-8
7-8
7-8
7-8
8-10
8-10		 1
1
1
1
1
1
Стыковое двустороннее со скосом кромок 4
5-12
15		 4
5
5-6		 3
4-5
4-5		 150-200
180-220
200-350		 7-8
10-12
9-13		 2
2-5
3-5
Нахлёст точное и тавровое 1,6
2
3
4-6
7-10		 1,5-2
2
2-3
4-5
5-6		 2
2
3
3-4
4-5		 70-90
100-120
150-180
220-260
280-320		 7-8
7-8
7-8
8-10
10-14		 1
1
1
1-2
2-3
 Угловое 1,6
2
3
4
6
8-10		 2
2
3
4
5
5-6		 2
2
3
3
4
4-5		 90-100
100-120
120-140
140-160
160-180
220-280		 5-6
7-8
7-8
7-8
8-10
10-14		 1
1
1
1
1
2-3

Сварку лучше всего выполнять на максимальной скорости в ручном или автоматическом режимах, снижая до минимума размеры сварочной ванны. Такой режим сварки позволит снизить вероятность окисления металла, что положительно сказывается на качестве шва. Сварку лучше выполнять без перерыва, а в случаях вынужденных перерывов ранее наложенный шов перекрывают на 10 — 20 мм. В процессе сварки вольфрамовый электрод по отношению к изделию составляет 60 — 80°, а по отношению к присадочной проволоке — 80 — 90°. При этом присадочный материал должен постоянно находиться в зоне газовой защиты, а после окончания сварки доступ защитного газа прекращают только после остывания вольфрамового электрода. Предотвращению образования трещин способствует интенсивная подача сварочной проволоки в зону сварочной ванны.

Образованная при этом в конце сварки пирамидальная наплавка снимается механическим способом. В случаях, когда сварка ведется на прихватках, рекомендуют предварительный подогрев.

Плавящиеся электроды лучше использовать в среде гелия. Качество и надежность сварного соединения во многом зависят от степени защиты, правильного подбора сварочной проволоки и правильного подбора режимов. Питание дуги осуществляют от источника постоянного тока с жесткой внешней и вольт-амперной характеристикой. Для снижения вероятности возникновения окисной пленки и для надежного ее разрушения в случае появления сварку лучше выполнять при обратной полярности. Режимы сварки подбирают по таблице 2.

Таблица 2. Режимы сварки алюминия и его сплавов плавящимся электродом

 Тип сварного соединения Толщина свариваемого металла, мм Диаметр электродной проволоки, мм Сила сварочного тока, А Напряжение на дуге,В Скорость сварки 1х10 м/сек Расход защитного газа, л/мин Число проходов
Одностороннее без скоса кромок 4 1,2-1,4 110-150 16-20 8,3-9,7 14-16 1
6 1,4-1,6 260-300 21-24 6,7-8,3 19-21 1
8 1,6-2 310-340 23-27 6,1-7,2 23-26 1
Тоже, со скосом кромок на подкладке 10 2 240-280 20-24 3,3-5 28-30 1
15 2 240-280 23-25 5,5-6,9 28-30 2
20 2 280-300 23-25 3,9-5 30-32 3
25 2 300-320 20-24 3,9-5 30-32 4
Двустороннее со скосом кромок 30 2,5-4 280-34 22-26 6,1-7,2 30-32 8
40 2,5-4 280-38 22-26 6-6,1 30-32 12
50 2,5-4 300-42 24-30 4,4-5,5 30-32 16
100 2,5-4 460-54 28-32 2,7-4,2 31-35 30

При сварке плавящимся электродом усиливается вероятность проявления пористости шва, которая во многом зависит от правильного режима сварки, подготовки свариваемых поверхностей и степени защиты ванны от воздуха, влаги и загрязнений. Хороших результатов позволяют добиться технологии сварочных работ в автоматическом режиме и плазменная сварка, на особенностях которых мы остановимся позже.