Как заварить силуминовую деталь: чем варить и как спаять

alexxlab | 11.07.1972 | 0 | Разное

Содержание

Как заварить силуминовую деталь

Алюминий считается одним из самых распространённым металлов на данный момент. Используют этот металл в разных отраслях, благодаря его характеристикам. Однако, далеко не всегда удаётся состыковать алюминиевые детали с помощью сварки. Соединение на болтах будет ненадёжным для этого металла. Из-за этого большую популярность получила холодная сварка для алюминия.

Высокотехнологичное соединение алюминия клеем «Холодная сварка»

Холодная сварка алюминия представляет собой соединение деталей с помощью специальной клеевой смеси. Благодаря ей, получается надёжное соединение без нагревания металла.

В качестве связывающей смеси выступает эпоксидный компаунд. Он представляет собой густую массу, по консистенции напоминающую мастику. Холодная сварка для алюминия состоит из эпоксидной смолы насыщенной металлическим порошком. Благодаря его содержанию в смоле, увеличивается показатель прочности затвердевшего состава. Склеенное место может быть прочнее, чем сам материал.

Помимо основного компонента (эпоксидной смолы) в упаковке есть второй компонент. Это специальный отвердитель, который при перемешивании с “эпоксидкой” вступает в реакцию и состав начинает застывать. В промежуток времени от 10 до 30 минут, мастер должен успеть нанести смолу на детали и соединить их. Далее нужно прижать отдельные детали вместе на 15-20 минут (в некоторых клеях время фиксации для отвердевания доходит до 40 минут).

Совет! Приступать к дальнейшим работам желательно через 2-3 часа после нанесения клеящей смеси. Полного застывания эпоксидной смолы нужно ждать как правило, не меньше суток.

Важно помнить о том, что как высокотемпературная так и холодная сварка это вредные процессы, которые требуют индивидуальной защиты человеческого организма. При взаимодействии с клеями, нужно чтобы помещение хорошо проветривалось, рядом не было открытого огня. Для защиты органов дыхания следует одевать респиратор. Чтобы не получить раздражение слизистой оболочки глаза, желательно одевать защитные очки. При проглатывании эпоксидной смолы, необходимо немедленно отправиться в больницу.

У клеевых смесей есть ряд серьёзных преимуществ:

  • Не требуется покупать дополнительное оборудование и искать точки подключения к сети.
  • С эпоксидной смолой сможет работать любой человек без каких-либо навыков. На упаковках указывается пошаговая инструкция. Этого нельзя сказать про сварку с помощью электрооборудования.
  • Отвердевший клей образует прочный шов, который немногим уступает сварочным соединениям.
  • Затвердевшие составы устойчивы к коррозийным процессам, воздействию влаги, масел и топлива.
  • Спустя 20-60 минут получается прочное соединение.
  • Холодная сварка считается экономичным вариантом для починки разнообразной техники.

При использовании сварочных автоматов, соединяемый металл подвергается воздействию высоких температур и сильной деформации. Этих недостатков лишена холодная сварка. Однако, клей нельзя использовать при починке сосудов с высоким давлением и емкостей, которые часто подвергаются смене окружающей среды (влажность, температура).

Холодная сварка ASTROhim для алюминия, серия Total Bond

ASTROhim – холодная сварка для алюминия. Используется для проведения различных видов ремонтных работ. Помимо алюминия, этот состав эффективно соединяет деревянные, стальные и керамические детали в разных комбинациях.

Этапы выполнения работ с помощью холодной сварки ASTROhim:

  1. Очистить рабочие поверхности от грязи, пыли. Ржавчину снять с помощью наждачной бумаги, обезжирить и просушить.
  2. Далее нужно смочить руки под проточной водой, отрезать часть эпоксидного стержня, смешать его с отвердителем и разомнуть в ладонях.
  3. Нанести готовый состав на склеиваемые поверхности. Прижать их на 15 минут.

Если нужно восстановить резьбу, нужно намазать готовую смесь на старую часть резьбы, и вкрутить болт. Через 20 минут нужно выкрутить болт. Использовать готовую резьбу можно через 90 минут.

  • Жизнеспособность смеси после смешивания компонентов – 7 минут. Температура в помещении должна быть около +20° С.
  • Время схватывания – 20 минут.
  • Проводить другие работы можно через 1,5 часа.
  • Сохраняет свои свойства при температуре от -60 и до +150° С.

Отвердевает клей быстрее при нагревании и медленнее при снижении температуры.

В этой серии выпускается «Холодная сварка ASTROhim термостойкая» — высокотемпературная холодная сварка для алюминия, силумина. Надежно ремонтирует детали из других цветных и черных металлов, также керамики, рабочая температура от -60° С до +250° С.

Герметик (холодная сварка) Анлес Унипласт-универсал 20гр алюминий

Эпоксипластилин, суперкомпаунд. Анлес Унипласт-универсал – представляет собой холодную сварку на основе алюминия. Используется для скрепления заготовок из различных металлов (цветных и черных), восстановления резьбы, ремонта сантехнических труб и емкостей для хранения топлива. Это двухкомпонентный состав, который состоит из отвердителя и эпоксидной смолы. Основа дополнительно усиливается алюминиевой или бронзовой пылью.

Этапы работы с Анлес Унипласт-универсал:

  1. Рабочая поверхность очищается от грязи и ржавчины. Обрабатывается наждачной бумагой. Затем поверхность обезжиривается и просушивается.
  2. Отвердитель и основу нужно отрезать в равных частях, перемешать до получения однородной массы и нанести на склеиваемые детали.
  3. Зафиксировать место склейки с помощью жгута или положить под груз.

Продолжать работы рекомендуется спустя 24 часа. Имеет высокие электроизоляционные свойства.

  • Жизнеспособность готового состава – около 25 минут. Температура +20° С.
  • Максимальная прочность соединения наступает спустя сутки.
  • Холодная сварка устойчива к длительному воздействию воды, бензина и масел.
  • Выдерживает температуры от -40 и до +120° С.

Работать с этим клеем нужно в хорошо проветриваемом помещении и вдали от источников огня.

Weicon Repair Stick ST Aluminium. Ремонтный стержень

Weicon Repair Stick ST Aluminium – представляет собой ремонтный стержень, который используется для починки сантехнических труб, исправления визуальных повреждений на обшивке судов, лодок, автомобилей и оконных рам. Стержень состоит из эпоксидной смолы с медным наполнителем. Относится к ремонтным стикам.

Этапы работы с холодной сваркой Weicon Repair Stick ST Aluminium:

  1. Поверхность соединяемых деталей очищается от грязи, обрабатывается наждачной бумагой, обезжиривается.
  2. С помощью канцелярского ножа нужно отрезать от стержня требуемую часть, смочить руки и разомнуть в пальцах клей.
  3. Нанести на сломанную часть и прижать на 20 минут.

Желательно продолжать работы со склеенным изделием спустя сутки.

  • При 20 градусах, жизнеспособность состава – 4 мин.
  • Устойчивость к температурам от -50 до +120° С.
  • Полное время отвердевания – 24 часа.

Работать с клеящим составом можно от +10 до +35° С.

«Быстрая сталь» METALFIX LAVR – двухкомпонентная смесь, которую используют для соединения черных и цветных металлов, бетона, дерева, пластика, гранита и различных полимерных материалов. Также эту холодную сварку используют для починки сантехнических труб, ремонта автомобилей и промышленного оборудования.

  1. Поверхности склеиваемых деталей очищаются от слоя пыли и ржавчины. Далее она обрабатывается с помощью крупнозернистой «наждачки».
  2. Нужно обезжирить поверхности и высушить.
  3. Отрезать часть эпоксидной смолы и тщательно размять её в ладонях.
  4. Нанести смесь на склеиваемые поверхности, растереть её до нужной формы любым плоским предметом.

Чтобы продолжать работы, нужно выждать всего 1,5 часа. Не уступает по прочности сварному шву. Устраняет течи бензобаков, радиаторов, картеров двигателя и коробки передач.

  • Частично схватывается клей за 15 минут.
  • Устойчив к длительному воздействию влаги и масел.
  • Полное отвердевание достигается спустя сутки.
  • Выдерживает температуры от -60 до +150° С.
  • Желательно успеть нанести холодную сварку за 10 минут.

Aluminium Putty F (Devcon F) – двухкомпонентный состав, который насыщен алюминиевым порошком. Используется для соединения цветных металлов, а также пластика и бетона. С помощью этой холодной сварки можно создавать алюминиевые поверхности, которые устойчивы к воздействию коррозийных процессов.

  1. Изначально поверхности склеиваемых деталей очищаются от краски, грязи и ржавчины. Остатки масла и жира нужно удалить с помощью растворителя. При работе с изделиями из алюминия, нужно зачищать его перед нанесением холодной сварки.
  2. Если работы проводятся при температуре менее +10° С, поверхности разогреваются до +40° С.
  3. На плоской дощечке смешивается основа и отвердитель с помощью шпателя. Им же готовый клей наносится на детали.
  4. Готовое изделие обрабатывать мокрой шкуркой.

При нанесении клея, нужно вдавливать его в пустоты и трещины материала. Холодную сварку этого типа можно использовать для починки емкостей, в которых будет содержаться бензин или масло.

  • Начинать механические работы со склеенным изделием после отверждения не ранее чем через 4 часа. Через 16 часов при комнатной температуре достигает 75% полной готовности к использованию.
  • Устойчив к коррозийным процессам. Защищает металл.
  • При полной готовности сохраняет свои свойства при температуре до +120° С.
  • Наносить клей можно в течении 60 минут.

Компаунды Devcon F имеют химстойкость к воде, растворам солей, бензину, нефтепродуктам, маслу и пропиленгликолю. Не подходит для длительного контакта с концентрированными кислотами и органическими растворителями.

Холодная сварка — эпоксидный многоцелевой компаунд Permatex GOLD WELD

«Permatex GOLD WELD» — многоцелевой компаунд, смесь на основе “эпоксидки”. Применяется для соединения различных металлов, пластика, керамических изделий, стекла, дерева, резины и различных полимеров. Наносится с помощью тюбика. Процесс применения похож на нанесение клея-момента. Рекомендуется для жесткого соединения и заливки форм.

  • Отвердевший состав устойчив к разрушительному воздействию щелочей и кислот.
  • Не поддаётся коррозийным процессам.
  • Застывает за 4 минуты. Время частичного отверждения – 10 минут.
  • В готовом изделии кратковременно выдерживает температуру до +177° С.

Эта холодная сварка устойчива к физическим воздействиям и вибрациям. Благодаря этому её используют для починки промышленного оборудования. Основное применение: алюминий, сталь, латунь, бронза и медь. Продукт устойчив к воздействию большинства автомобильных, промышленных и очищающих жидкостей.

Сварка деформацией особенности технологии

Когда алюминиевые заготовки соединяются при комнатной температуре, этот способ называется “холодная сварка”. Помимо использования клеевых составов, которые были описаны выше, существуют принцип деформации. Заключается эта технология в нескольких ключевых этапах:

  1. Алюминиевые поверхности изначально обезжириваются.
  2. Далее заготовки сближаются как можно ближе и сдавливаются под воздействием давления.

В во время процесса сдавливания, разрушается внешний окисленный слой. Между кристаллическими решётками металла образуются межмолекулярные связи. Таким образом получается надёжное соединение.

С помощью этой технологии можно скреплять другие цветные металлы. Давление может подаваться равномерно или добавляться вибрация. По технологии деформации можно выделить три метода соединения, о которых подробнее будет описано ниже.

Стыковой метод

Эта методика относится к одной из самых надёжных в плане холодной сварки алюминия. Подходит для соединения деталей через их торцы. Таким образом можно объединять пластинки в один большой щит. Процесс скрепления металла происходит в несколько этапов:

  1. В первую очередь торцы деталей зачищаются. С них снимается краска, ржавчина и грязь. Далее они обезжириваются.
  2. После очистки детали зажимаются в специальных тисках которые расположены друг напротив друга. Наружу должны торчать только торцы и по 1 см металла.
  3. Когда заготовки надёжно закреплены в тисках, через них на торцы передаются торцевое давление. С его помощью получается надёжное соединение.

В технологическом плане это простой и малозатратный процесс, который доступен любому мастеру работающему с металлом. Однако, у него есть существенные недостатки.

Во-первых, размеры удерживающих тисков не дают использовать детали больших размеров для соединения. Во-вторых, часть металла зажатая в тисках также подвергается деформации. В-третьих, после окончания стыковой холодной сварки, сложно вытащить готовую деталь из зажимов.

Точечная технология

С помощью этого метода холодной сварки алюминиевые листы могут соединятся внахлёст. Считается наиболее популярной технологией из трёх представленных. Процесс скрепления:

  1. Детали кладутся друг на друга и прижимаются с двух сторон специальными зажимами.
  2. С определённым интервалом располагаются пуансоны, на которые и будет передаваться точенное давление.
  3. На пуансоны передаётся усилие, которое вдавливает их в металл.

Прочность соединения будет зависеть от того, насколько сильно вдавливается пуансон в металл и из какого материала изготовлены эти точечные элементы. Также важным моментом считается количество точек в соединительной линии.

Главное преимущество точечной холодной сварки – малая деформация детали. Она происходит только в точках соприкосновения элементов через которые на алюминий передаётся давление.

Шовный способ

Эффективная методика холодной сварки, которая подразумевает создание сплошного шва с помощью специального оборудования.

Она представляет собой два ролика, между которыми закрепляются детали. Ролики располагаются параллельно друг друга. На их рабочей части закрепляются пуансоны или специальное кольцо. Эти элементы и формируют стыковочный шов. Разделить шовную сварку можно на два вида:

  • Односторонняя – вращается один ролик, другой прочно зафиксирован в одном положении.
  • Двухсторонняя – два ролика приводятся в движение с помощью электродвигателей.

Процесс скрепления металлических листов:

  1. Зона которая будет скрепляться, изначально обезжиривается и очищается от грязи с ржавчиной.
  2. Детали прижимаются между роликами.
  3. После запуска двигателя, они начинают вращаться и прогоняют детали через рабочую часть. Так получается ровный однородный шов.

Металлурги часто соединяют таким образом большие листы алюминия и других цветных металлов. Однако, нужно помнить о том, что сплошные швы снижают прочность общей детали. Из-за этого шовная методика была со временем модернизирована. В процессе развития технологий появился метод шовно-точечного соединения. Он подразумевает под собой установку на ролики пуансонов, которые делают шов разбитым на множество точек. Таким образом он получается гораздо прочнее.

Заключение и выводы

Холодная сварка позволяет соединять различные материалы без применения дополнительного оборудования и обучения специальным навыкам. Эпоксидная смола расходуется экономично, а после высыхания образует прочный шов, который не уступает основному материалу в надёжности. Нужно понимать, что есть недорогие и малозатратные варианты соединения алюминия в домашних условиях.

Если говорить про алюминий, то не только холодной и горячей сваркой можно достичь прочного скрепления. Для этого можно применять три варианта технологии деформации. Такими методами соединяются и другие цветные металлы. Но этот вариант дорогостоящий, требующий высокой квалификации и на практике не часто имеет превосходство над клеевой холодной сваркой по алюминию.

Как видите — выбор большой, остающийся за умельцами, исходя из конкретной ситуации, зависящий от знаний, искусности, технических средств, временных и финансовых затрат.

На заметку! Силумин – это сплав алюминия и кремния, который предназначен для создания деталей сложной формы.

Такой металл характеризуется высокими показателями прочности, устойчивостью к коррозийным процессам и износостойкостью.

Сварка силумина при помощи аргоном

Технология сварки силумина практически идентична процессу сваривания алюминия. Она получила название аргонодуговой, поскольку в ней объединились электрическая и газовая сварки. А именно, сварка осуществляется при помощи неплавящегося электрода в защитном аргоном облаке.

Как уже отмечалось, основная функция аргона заключается в защите сплава от процессов окисления. За счет того, что он тяжелее воздуха, он вытесняет воздушные массы из зоны сварки. Еще одна отличительная особенность аргона состоит в том, что он является инертным газом, а значит ни с воздухом, ни с другими газами он ни при каких обстоятельствах не будет вступать в реакцию.

Если вы новичок, и впервые производите сварку силумина в домашних условиях, следует быть очень внимательным и не перегреть газ.

В случае, когда осуществляется сварка на обратной полярности (электрод подсоединяется к плюсу, а заготовленная деталь к минусу), от атомов аргона будут отсоединяться электроды. Таким образом, происходит ионизация газа и он начнет пропускать через себя электроток. Поэтому очень важно довести аргон до нужной температуры, ведь если его перегреть, то своей силой он будет не соединять заготовки из силумина, а начнет их разрушать.

Обратите внимание! Сваривать можно исключительно литейный силумин, в котором находится 5-20% кремния. Если в составе много цинка. То варить такой материал нельзя.

Как произвести сварку силумина

Чтобы сварить силумин нужно прибегнуть к аргонодуговой технологии. Оборудование сконструировано из инвертора, газового баллона, осциллятора и горелки. В горелку монтируется неплавящийся вольфрамовый электрод, силуминовая проволока предстает в качестве присадки.

Перед тем как начать процесс сварки нужно:

  • взять наждачку, металлическую щетку или пескоструйную машину и зачистить кромки свариваемых силуминовых деталей,
  • затем нужно обработать их химическим составом. Для этого подойдут: бензин или любой растворитель.

Сварка осуществляется на обратной полярности при короткой дуге, поскольку так металл будет лучше плавиться. Присадочную проволоку нужно поместить в зону сварки, там она расплавится и совместится с основным металлом. В результате образуется однородная жидкая масса, которая после того как остынет превратится в монолит.

Чтобы сварной шов получился качественным, важно подавать проволоку перед горелкой и держать ее нужно пол углом. Соблюдайте точность и равномерность подачи проволоки вдоль шва, ведь если подать ее слишком быстро – металл разбрызгается и шов получится кривым.

Осуществляя сварку силумина в домашних условиях, соблюдайте все установленные правила и рекомендации, а именно:

  • когда поджигаете электрод, ни в коем случае не касайтесь свариваемых металлических заготовок,
  • подаваться газ должен только спустя 15 секунд после того как вольфрамовый электрод разожжется,
  • в конце сварочного процесса нельзя прекращать подачу газа, отключать его разрешается лишь спустя 10 секунд после того, как прекратится подача электрической энергии на электрод. Так, металл будет остывать равномерно.

Достоинства и недостатки аргонодуговой сварки силумина

Данная технология отличается рядом достоинств, среди которых выделяются:

  • во-первых, такой способ является практически единственной возможностью соединить силуминовые заготовки,
  • во-вторых, при короткой дуге сварочный процесс не займет много времени,
  • аргон зарекомендовал себя как надежный защитный элемент, поэтому при соблюдении всех правил сварки, в конечном итоге вы получите прочное соединение,
  • сварочный процесс каждый может осуществить в домашних условиях, здесь большую роль сыграет опыт.

Несмотря на большое количество плюсов, есть у такого способа и некоторые недостатки:

  • сварку силумина аргоном не рекомендуется проводить на улице, т.к. ветер будет сдувать из зоны сварки защитный газ, поэтому сварочные работы лучше производить в закрытых помещениях,
  • для сварки с аргоном нужно обзавестись всем необходимым оборудованием,
  • могут возникнуть сложности с настройкой режима сварки,
  • в случае применения сварочного трансформатора с большим током, важно дополнительно охладить силуминовые детали.

Подводя итог, стоит отметить, что сварка силумина – достаточно трудоемкий процесс, требующий внимательности и определенных знаний. Для того, чтобы конечный результат был качественным, лучше доверить это дело опытному специалисту.

Алюминий и его сплавы, в силу особенностей характеристик и свойств материала, обрабатываются специальными методами. Сварка силумина или дюралюминия потребует от мастера не только особых знаний, но и специализированного оборудования. Современные технологии позволяют качественно сваривать легкие металлы, поэтому они популярны в авиационной и кораблестроительной промышленности.

Особенности сварки алюминиевых сплавов

Силумин содержит в своем составе до 22% кремния, он намного прочнее алюминия, обладает повышенной износоустойчивостью, но уступает по крепости дюрали — сплаву алюминия с медью, марганцем и магнием. Однако силумин устойчивее к коррозии, поэтому широко применяется в кораблестроении.

Алюминий имеет высокую теплопроводность, поэтому сваривать его обычными электродами для черных металлов затруднительно. Шлак не успевает удаляться из раскаленного металла и шов получается некачественным.

  • перед сваркой детали из алюминиевого сплава прогревают до 300-400°C;
  • электроды перед сваркой прокаливаются при температуре 100-200°C;
  • тугоплавкий оксид с температурой плавления 2050°С, образовывающийся на поверхностях, затрудняет работу;
  • высокая рабочая температура снижает прочность соединения;
  • высокий коэффициент линейного расширения приводит к деформациям.

Применение различных технологий, дополнительных химических средств, инертных газов позволяет практически полностью избавиться от перечисленных недостатков и получать качественные соединения.

Устранение трудностей соединения

Наличие оксидной пленки на поверхности металла существенно снижает качество шва. Она не только имеет более высокую температуру плавления, но и плотность. Пленка затрудняет образование стабильной дуги. Кроме того, дефрагментированные частички оксида остаются внутри шва, снижая его жесткость.

Чтобы этого не происходило, свариваемые поверхности предварительно очищают травлением или механической очисткой при помощи металлической щетки.Очищенные детали хранятся не более трех часов.

Эффективным методом удаления пленки является катодное распыление, когда металл бомбардируется ионами, очищая поверхность. Метод применяется в промышленности.

Также применяют флюсы, растворяющие пленку и переводящие ее в летучие соединения.

Для сварки сплавов, не содержащих магний, как силумин, применяется флюс АН-А1. Для дюралюминия применяется флюс АН-А4.

Кроме того, перед свариванием поверхности очищают от загрязнений растворителями РС-1, РС-2.

Разновидности сварки алюминиевых сплавов

В промышленности, мастерских и быту используется три основных метода сварки сплавов алюминия:

  • полуавтоматом с подачей проволоки в среде защитных инертных газов — DC MIG;
  • электродами из вольфрама в среде защитных инертных газов AC TIG;
  • покрытыми электродами без применения инертных газов — MMA;
  • газовой горелкой с покрытыми электродами без аргона.

Каждый метод соединения металлов имеет свои преимущества и недостатки и предназначен для различных задач.

Сварочные полуавтоматы

Полуавтоматы для сваривания алюминия работают в импульсном режиме. Высоковольтный импульс напряжения разрушает оксидную пленку. Между импульсами происходит разогрев металла, капля затекает в сварочную ванну и образовывает качественный шов.

Принципиально полуавтомат для алюминия не отличается от устройств для сварки черных металлов, которыми некоторые умельцы варят силумин и дюраль. Но следует учитывать технологические особенности:

  • алюминий и его сплавы не сваривают постоянным током с минусовой полярностью на электроде, только с плюсовой;
  • необходимо использовать механизм подачи проволоки с 4 роликами и тефлоновым вкладышем, иначе проволока будет путаться;
  • скорость подачи проволоки должна быть в 2-4 раза выше, чем в аппаратах для сварки стали.

Полуавтоматы для сварки сплавов алюминия намного дороже аппаратов для черных металлов, поэтому иногда дешевле модернизировать обычный сварочник для универсального использования.

Метод быстрый, но уступает по качеству шва дуговой сварке.

Сварка вольфрамовыми электродами

Дуговой метод сварки вольфрамовыми электродами подразумевает использование аргоновой среды. Такой метод обеспечивает наиболее качественное и аккуратное создание шва.

Чтобы не образовывалась оксидная пленка, процесс происходит в защитной среде инертного газа — аргон. Возможно использование и других газов, как ксенон, криптон, азот, но они дороже и их использование может быть оправдано только специальными условиями.

Сварка дюралюминия вольфрамовым электродом с использованием трехфазной дуги повышает эффективность работы в 3-5 раз и позволяет сваривать детали толщиной 3 см в один проход. При обычном подключении за один проход можно сварить поверхности толщиной до 0,3 см.

Сварка покрытыми электродами без защитных газов

Такой метод сварки позволяет производить работы там, где использование газов не рекомендуется или запрещено:

  • труднодоступные места;
  • на улице;
  • внутри резервуаров.

Электрод с внутренним стержнем, близким по составу к свариваемым металлам, покрывается хлористыми и фтористыми солями натрия и калия, криолитом. В процессе, при испарении, внешний слой электрода создает защитную среду.

Сварка покрытыми электродами не требует громоздкого оборудования, газовых баллонов и достаточно дешева.

Бытовой метод сварки без аргона

Метод чаще называют пайкой, потому что в процессе не используется электричество, но соединение деталей из алюминия и его сплавов получаются достаточно крепкими. Необходимо иметь лишь портативную газовую горелку, желательно с большим объемом баллона и проволоку с припоем, например, HTC-2000.

Процесс соединения деталей или заделки трещин прост. Разогреваете деталь до температуры, пока стержень с припоем не начнет плавиться, заливайте припоем щели, соединяйте поверхности. Но не нужно забывать предварительно очистить детали от оксидной пленки.

Если вы профессионал в процессах сварки алюминия и вам есть что дополнить или поспорить, то присоединяйтесь к дискуссии в блоке комментариев.

Сварка силумина в домашних условиях


Сварка силумина в домашних условиях

Силумин – это алюминиевый сплав, в который добавлен кремний. Именно из него делают детали сложной формы, которым предъявляются жесткие требования по прочности, коррозионной стойкости и износостойкости. Что касается такого процесса, как сварка силумина, то необходимо отметить, что технология практически точно такая же, как сварка алюминия. То есть, сваривание неплавящимся электродом в защитном аргонном облаке. Все дело в окисле алюминия, который на поверхности сплава создает прочную и жаростойкую пленку. Поэтому на открытом воздухе такую сварку не провести.

Аргон в этом плане выполняет чисто защитные функции. Он, во-первых, тяжелее воздуха, поэтому легко вытесняет его из зоны сварки. Во-вторых, аргон является инертным газом, то есть, ни с воздухом, ни с другими газами, а тем более с алюминиевым сплавом он никогда ни под какими условиями взаимодействовать не будет.

Но есть в аргонодуговой сварке один момент, о котором новички могут и не знать. Когда производится сварка на обратной полярности (электрод подключается к плюсу, а заготовка к минусу), от атомов аргона начинают отделяться электроны. Происходит ионизация газа, то есть, он начинает пропускать через себя электрический ток. Именно ионизированный аргон, если придать ему направление, становится плазмой. И здесь очень важно не перегреть газ, который своей силой и температурой будет не соединять силуминовые заготовки, а резать их.

Внимание! Варить можно только литейный силумин, в составе которого кремния 4-22%. Не вариться материал, в состав которого входит в большом процентном содержании цинк.

Как заварить силумин

Итак, для сварки силумина необходима аргонодуговая технология. В состав оборудования входит инвертор, баллон с газом, осциллятор и специальная горелка. В горелку устанавливается неплавящийся электрод из вольфрама. В качестве присадки здесь должна выступать силуминовая проволока.

Перед началом сварочного процесса силуминовые заготовки необходимо подготовить. Основное правило – это удалить оксидную пленку.

  • Сначала необходимо зачистить кромки свариваемых деталей с помощью наждачки, металлической щеткой, пескоструйной машиной или любым другим способом.
  • Далее производится обработка химическим составом. Это может быть любой растворитель, бензин или раствор каустической соды. Если используется последний материал, то после обработки рекомендуется промыть металлические заготовки напором воды.

Сварка производится на обратной полярности при короткой дуге. Объяснить это можно лишь тем, что при короткой дуге металл проплавляется лучше. Присадочная проволока подается в зону сварки, где она также расплавляется и соединяется с основным металлом, что в конечном итоге образует единую однородную жидкую субстанцию. Она при остывании превращается в монолит.

Подавать быстро присадку в сварочную ванну нельзя. Это приведет к разбрызгиванию металла, что снизит качество сварного шва. Проволоку надо подавать перед горелкой, при этом держать под углом. Движение и подача должны быть равномерными точно вдоль шва. Нельзя отклонять присадочный стержень, двигать его поперек. Ровный и узкий шов – вот высокое качество соединения.

Все остальное, в принципе, точно так же, как и при сварке алюминия. А именно:

  • При поджиге электрода нельзя касаться свариваемых металлических заготовок.
  • Подачу газа надо начинать после 15 секунд после розжига вольфрамового электрода. Что обеспечит нагрев пространства в сопле горелки.
  • Заканчивая сварку, нельзя останавливать подачу газа. Отключение можно провести после 10 секунд, как отключится подача электроэнергии на электрод. Это обеспечит равномерное остывание металла в зазоре между заготовками.

В домашних условиях можно сварку силумина проводить плавящимся электродом. К примеру, расходником от известной шведской компании ESAB марки ОК 96.50. Но и здесь есть своя специфика.

  • Точно также производится подготовка заготовок.
  • Предварительно свариваемые детали подвергаются нагреву до 250-300С.
  • Электроды также предварительно подогреваются до 150С.

Электроды этой марки состоят из силуминового стержня и щелочно-солевой обмазки. При сварке выделяется в большом количестве шлак, который необходимо тщательно удалять. И все же сварка аргоном является более качественной.

Плюсы и минусы аргонодуговой сварки силумина

К достоинствам этой технологии можно отнести следующее.

  • Это практически единственный вариант соединить силуминовые заготовки.
  • Температура нагрева сплава не очень высокая, так что при правильном подходе можно исключить деформацию свариваемых деталей.
  • При короткой дуге можно убыстрить сварочный процесс.
  • Аргон является надежной защитой, что обеспечивает качество конечного результата.
  • Способ сваривания общедоступный, так что нет никаких ограничений или запретов. В данном случае важен опыт проведения данного вида сварочных работ.
  • При правильном подходе сварной шов должен получиться аккуратным.

Есть у этого способа соединения и свои отрицательные стороны.

  • Нельзя проводить сварку силумина аргоном при ветреной погоде. Ветер будет сдувать из зоны сварки защитный газ. Оптимальный вариант – варить в закрытых помещениях.
  • Если используется сварочный трансформатор с большим током, то необходимо будет обеспечить дополнительное охлаждение силуминовых деталей.
  • Сварка с аргоном требует наличие разного оборудования.
  • Некоторые сложности с настройкой режима сварки.

На самом деле сварка силуминовых изделий – процесс непростой. Как показывает практика, осилить его может только тот сварщик, который выполнял эту операцию неоднократно. То есть, только опыт может справиться с поставленной задачей.

Поделись с друзьями

1

0

4

0

svarkalegko.com

Как сварить силумин в домашних условиях?

         В настоящее время для изготовления различных сложных деталей используется силумин. Сварка силумина – это способ, который применяется для соединения деталей. Несмотря на то, что такой метод не отличается сложностью, на практике осуществляя сварку силумина можно столкнуться с рядом трудностей. В процессе сваривания, происходит нагрев и окисление сплава, из-за этого элементы из силумина соединить намного сложнее. Именно поэтому для сварки используется аргон. Благодаря этому химическому элементу процесс сварки защищен от окисления.

На заметку! Силумин – это сплав алюминия и кремния, который предназначен для создания деталей сложной формы.

Такой металл характеризуется высокими показателями прочности, устойчивостью к коррозийным процессам и износостойкостью.

Сварка силумина при помощи аргоном

Технология сварки силумина практически идентична процессу сваривания алюминия. Она получила название аргонодуговой, поскольку в ней объединились электрическая и газовая сварки. А именно, сварка осуществляется при помощи неплавящегося электрода в защитном аргоном облаке.

Как уже отмечалось, основная функция аргона заключается в защите сплава от процессов окисления. За счет того, что он тяжелее воздуха, он вытесняет воздушные массы из зоны сварки. Еще одна отличительная особенность аргона состоит в том, что он является инертным газом, а значит ни с воздухом, ни с другими газами он ни при каких обстоятельствах не будет вступать в реакцию.

Если вы новичок, и впервые производите сварку силумина в домашних условиях, следует быть очень внимательным и не перегреть газ.

В случае, когда осуществляется сварка на обратной полярности (электрод подсоединяется к плюсу, а заготовленная деталь к минусу), от атомов аргона будут отсоединяться электроды. Таким образом, происходит ионизация газа и он начнет пропускать через себя электроток. Поэтому очень важно довести аргон до нужной температуры, ведь если его перегреть, то своей силой он будет не соединять заготовки из силумина, а начнет их разрушать.

Обратите внимание! Сваривать можно исключительно литейный силумин, в котором находится 5-20% кремния. Если в составе много цинка. То варить такой материал нельзя.

Как произвести сварку силумина

Чтобы сварить силумин нужно прибегнуть к аргонодуговой технологии. Оборудование сконструировано из инвертора, газового баллона, осциллятора и горелки. В горелку монтируется неплавящийся вольфрамовый электрод, силуминовая проволока предстает в качестве присадки.

Перед тем как начать процесс сварки нужно:

  • взять наждачку, металлическую щетку или пескоструйную машину и зачистить кромки свариваемых силуминовых деталей,
  • затем нужно обработать их химическим составом. Для этого подойдут: бензин или любой растворитель.

Сварка осуществляется на обратной полярности при короткой дуге, поскольку так металл будет лучше плавиться. Присадочную проволоку нужно поместить в зону сварки, там она расплавится и совместится с основным металлом. В результате образуется однородная жидкая масса, которая после того как остынет превратится в монолит.

Чтобы сварной шов получился качественным, важно подавать проволоку перед горелкой и держать ее нужно пол углом. Соблюдайте точность и равномерность подачи проволоки вдоль шва, ведь если подать ее слишком быстро – металл разбрызгается и шов получится кривым.

Осуществляя сварку силумина в домашних условиях, соблюдайте все установленные правила и рекомендации, а именно:

  • когда поджигаете электрод, ни в коем случае не касайтесь свариваемых металлических заготовок,
  • подаваться газ должен только спустя 15 секунд после того как вольфрамовый электрод разожжется,
  • в конце сварочного процесса нельзя прекращать подачу газа, отключать его разрешается лишь спустя 10 секунд после того, как прекратится подача электрической энергии на электрод. Так, металл будет остывать равномерно.

Достоинства и недостатки аргонодуговой сварки силумина

Данная технология отличается рядом достоинств, среди которых выделяются:

  • во-первых, такой способ является практически единственной возможностью соединить силуминовые заготовки,
  • во-вторых, при короткой дуге сварочный процесс не займет много времени,
  • аргон зарекомендовал себя как надежный защитный элемент, поэтому при соблюдении всех правил сварки, в конечном итоге вы получите прочное соединение,
  • сварочный процесс каждый может осуществить в домашних условиях, здесь большую роль сыграет опыт.

Несмотря на большое количество плюсов, есть у такого способа и некоторые недостатки:

  • сварку силумина аргоном не рекомендуется проводить на улице, т.к. ветер будет сдувать из зоны сварки защитный газ, поэтому сварочные работы лучше производить в закрытых помещениях,
  • для сварки с аргоном нужно обзавестись всем необходимым оборудованием,
  • могут возникнуть сложности с настройкой режима сварки,
  • в случае применения сварочного трансформатора с большим током, важно дополнительно охладить силуминовые детали.

Подводя итог, стоит отметить, что сварка силумина – достаточно трудоемкий процесс, требующий внимательности и определенных знаний. Для того, чтобы конечный результат был качественным, лучше доверить это дело опытному специалисту.

svarkaed.ru

Склейка или сварка силумина?

Периодически сталкиваюсь с разрушением силуминовых элементов. Внешне детали изготовленные из силумина похожи на алюминий, но это только на первый взгляд. Хотя его достаточно легко отличить когда изделие повреждено. Невооруженным гразом можно видеть спекшиеся крупицы порошка. Но, как говорится, надежда умирает, последней. В телефонной книге ищешь номер знакомого аргонщика. Приносишь деталь и после первого «чварка» можно наблюдать кислое лицо этого аргонщика. И вот после очередных повреждений силуминовых деталей уже и не хочется предпринимать попытки обращения к аргонщикам.

И вот я решил погуглить в сети, действительно ли этот самый силумин на сваривается. Для начала заглядываю в википедию, чтобы узнать из чего же состоит этот самый силумин. Его схожесть с алюминием не случайна, посколько это основная составляющая этого сплава. Второй основной элемент это кремний, доля которого составляет от 4 до 22% в зависимости от его марки. Также в состав силумина входит небольшое количество примесей: железо, медь, марганец, титан и прочие. Исходят из того, что процентное соотношение кремния разное, то скорее всего шанс сваривания есть.

Итак, погрузившись в бурные обсуждения интернет-форумов я понял следующее, что сваривать (спаивать) стоит только лишь в том случае, если деталь представляет некую ценность и если она находится под действием определенных нагрузок. В противном случае все ратуют за склеивание деталей силумина.

ОК. Все равно хотелось бы тезисно изложить основные требования к свариванию. Источник Websvarka.ru.

  • Использовать только аргон.
  • Силумин бывает разный. Надо всегда пробовать. Откровенно китайские изделия не свариваются. Тупо расплавляются. А вот, к примеру, автомобильные детали от известных производителей без проблем поддаются свариванию.
  • Для сваривания силумина рекомендуют использовать специальные припои типа Harris-52, НТS-2000, ER 4043. Они предназначены для сваривания алюминия.
  • Перед сваркой необходимо детали предварительно разогреть до температуры 220 градусов цельсия. Для более эффективного отвода тепла рекомендуют использовать стальные прокладки. Насколько я понимаю это необходимо для недопущения расплавления силумина.
  • Жесткие закрепления стараться избегать во избежаний трещинообразования.
  • Перед сваркой попытаться попробовать на тестовом образце.

Теперь что касается склеивания силумина. Прежде чем клеять необходимо тщательно подготовить поверхность. Максимально очистить от грязи и масла. Заранее продумать чем зафиксировать изделия после нанесения клея. Самое распространенный клее — эпокситный. Также многие советуют всяческие пятиминутки. После застывания клея можно армировать места склеивания. Для этих целей подойдет шпатлевка с волоконным наполнителем. Да, если вы надеетесь найти специальный клей для силумина, не теряйте зря время. Но здесь можно пойти по логике сварщиков, которые ищут припои для алюминия. Так и здесь, существуют специальные клеи предназначенные для склеивания алюминия.

Двухкомпонентные клеи COSMOFEN DUO и AL-1. Применяется в строительстве для склеивания алюминиевых элементов окон и дверей.

Вот такой вот краткий анализ в помощь тем, кто ищет способы сваривания и склеивания силумина. Здесь подход должен быть творческий, когда сумма попыток рождает победу.

Удачи.

P.S. Совсем забыл про «холодную сварку».

www.yaprofi.net

Методы сварки силумина

  • 15 декабря
  • 128 просмотров
  • 21 рейтинг

Оглавление: [скрыть]

  • Как работает аргонодуговая сварка?
    • Аргонная горелка
    • Вольфрамовые электроды
  • Как модернизировать обычный сварочный аппарат для аргонодуговой сварки?
  • Достоинства метода
  • Недостатки метода
  • Меры предосторожности

На первый взгляд кажется, что сварка силумина представляет собой простой метод соединения деталей, но на практике может появиться много трудностей. При сваривании сплав нагревается и окисляется, что снижает возможность соединения частей детали из силумина. Поэтому для сварки применяется аргон, который обеспечивает защиту процесса сваривания от окисления, в результате чего сплав будет лучше восстанавливаться.

Схема точечной сварки алюминия.

Силумин — это сплав алюминия и кремния, из которого производят детали сложной формы. Сплав обладает прекрасными литейными и механическими свойствами.

Достоинства силумина:

  • высокая прочность металла;
  • износостойкость;
  • коррозионностойкость.

Как работает аргонодуговая сварка?

Схема аргонно-дуговой сварки алюминия.

Аргонодуговая сварка объединила в себе электрическую и газовую сварку. Электрическая дуга является источником нагрева, посредством которой расплавляются и свариваются кромки сплава.

Аргон почти не участвует в реакции с силумином и другими газами в месте работы дуги, потому его и называют инертным.

Однако есть одна особенность: в процессе сварки на обратной полярности от атомов аргона происходит отделение электронов, поэтому среда в месте работы дуги становится плазмой, проводящей электрический ток.

Сварка аргоном в домашних условиях возможна посредством как плавящегося, так и неплавящегося вольфрамового электрода. Данный метод позволяет надежно соединить материалы из силумина.

Вернуться к оглавлению

Сердцем аргонной горелки является неплавящийся электрод, выполненный из вольфрама, выступающий за пределы корпуса горелки на 2-5 мм. Держатель для электрода расположен внутри горелки. Перед тем как приступить к работе, свариваемые детали необходимо хорошо прогреть.

Вернуться к оглавлению

Вокруг электрода устанавливается керамическое сопло, из которого поступает аргон. Также необходима присадочная проволока из силумина. Перед тем как приступить к свариванию, нужно тщательно зачистить поверхность деталей шабровкой, металлической щеткой или пескоструйным аппаратом и обработать химическим раствором, а именно промыть кромки каустической содой или бензином. Таким образом удастся свести к минимуму возможность образования оксидной пленки. Если вы отдаете предпочтение соде, то потом необходимо промыть деталь проточной водой.

Схема устройства горелки для сварки.

Сначала на свариваемую деталь подается «ноль», как и при электросварке. Если детали небольшого размера, «ноль» можно подвести к металлической поверхности. Присадочная проволока подается отдельно. Перед тем как купить присадочную проволоку, следует ознакомиться с физико-химическими свойствами силумина.

В правой руке следует держать горелку, а в левой — присадочную проволоку. На корпусе горелки должна быть установлена кнопка, при нажатии на которую подается ток и газ. Газ следует подавать за 15 сек до начала работы. Далее нужно опустить горелку с электродом максимально близко к поверхности свариваемых частей сплава для того, чтобы появилась электрическая дуга, которая расплавляет присадочную проволоку и кромки свариваемых частей детали. В конце сварочного процесса производится заваривание кратера путем снижения силы тока. Для этого используется реостат, а газ следует перекрывать через 10 сек после завершения работ.

Вольфрамовый электрод необходимо держать максимально близко к поверхности свариваемых деталей для создания наиболее короткой дуги. Таким образом достигается большая глубина проплавления силумина и более качественный шов. Присадочную проволоку необходимо подавать постепенно, проводя медленно горелкой вдоль шва, от этого зависит качество шва.

Не следует быстро подавать присадочную проволоку, поскольку это приведет к разбрызгиванию сплава. Ее следует подавать под углом перед горелкой, не допуская поперечных движений для обеспечения ровного и узкого шва.

Характеристики вольфрамовых электродов.

Важно отметить, что зажигание дуги при сварке неплавящимся электродом не допускается касанием о свариваемую поверхность. И вот почему.

Из-за высокого потенциала ионизации аргона не удается в полной мере ионизировать расстояние между силумином и электродом за счет искры от касания.

При использовании плавящегося электрода ситуация несколько иная: при попытке зажечь дугу посредством касания о поверхность в зоне сваривания появляются пары железа с более низким потенциалом ионизации, чем у аргона. Происходит загрязнение электрода из-за касания им поверхности свариваемых деталей.

Чтобы зажечь дугу неплавящимся электродом, необходим осциллятор, подключение которого нужно выполнить параллельно источнику питания.

Посредством осциллятора на электрод подаются импульсы высокого напряжения и высокой частоты, благодаря чему происходит ионизация дугового промежутка. Напряжение в сети 220 В и частоту 55 Гц осциллятор преобразует в 2000-6000 В с частотой 150-500 кГц, благодаря чему легко зажечь дугу.

Вернуться к оглавлению

Схема сварочного осцилятора.

Как правило, аргоновая сварка в домашних условиях производится на модернизированном аппарате.

Для этого понадобятся дополнительные устройства, которые обеспечат высокое качество сварочного процесса.

Осциллятор — это агрегат, необходимый для бесконтактного зажигания электрической дуги, поддерживающий стабильную дугу даже при переменном токе.

Он генерирует разряд мощностью до 8 кВт, пробивающий дуговой промежуток.

Балластный реостат понадобится для регулирования силы тока.

Вернуться к оглавлению

  • область нагрева силумина не велика, что исключает возможность деформации заготовок;
  • удельный вес аргона гораздо выше, чем у воздуха, поэтому обеспечивается надежная защита свариваемых поверхностей от попадания кислорода из воздуха;
  • тепловая энергия, выделяемая дугой, позволяет ускорить проведение работ;
  • общедоступность, благодаря простоте технических приемов;
  • возможность соединения деталей, которые невозможно сварить другим способом и получить аккуратный шов.

Вернуться к оглавлению

  • при сильном ветре снижается защита швов, так как часть аргона будет просто сдуваться воздушным потоком;
  • если работы проводятся с использованием дуги высокой силы тока, понадобится дополнительное охлаждение;
  • необходимость приобретения сложного оборудования для работы;
  • некоторые сложности точной настройки.

Вернуться к оглавлению

  1. Во время работы необходимо использовать средства индивидуальной защиты, такие как маска, рукавицы, прорезиненная обувь, асбестовое или брезентовое полотно, листовая сталь.
  2. Тщательно заизолировать все элементы, включенные в электрическую цепь.
  3. Запрещено производить работы в помещениях, в которых хранятся легковоспламеняющиеся вещества и предметы.

Помещение, в котором проводятся сварочные работы, должно хорошо проветриваться, чтобы избежать отравления газами.

Таким образом, соединение силумина в домашних условиях представляет собой довольно трудоемкий процесс, требующий определенных навыков. Новички должны изучить основные правила сварки, а также особенности ее технологии. Человек, не обладающий достаточным опытом, может допустить много грубых ошибок, поэтому необходимо обладать соответствующими навыками.

Несмотря на сложность работы, силумин является востребованным сплавом и применяется во многих отраслях, благодаря отличным физико-химическим свойствам. Также в процессе сваривания могут иметь место и отрицательные факторы. Поэтому в настоящее время наибольшую распространенность и получил аргонодуговой способ. Сварить деталь из силумина сможет даже новичок при условии соблюдения инструкции.

expertsvarki.ru

Как и чем заварить силумин?

Сварка материала силумина на первый взгляд представляет собой несложный способ соединения изделий, но в действительности может сопровождаться множеством трудностей. В процессе сварки происходит нагревание сплава до высоких температур, что значительно уменьшает возможность соединения заготовок из силумина. Поэтому в процессе сварки используется аргон, предупреждающий процедуру окисления. Соответственно, сплав восстанавливается лучше.

Силумин – сплав кремния и алюминия. Он предназначен для изготовления деталей сложной формы. Этот сплав отличается высокими механическими, литейными характеристиками.

Основные преимущества силумина

  • Износоустойчивый материал.
  • Не боится коррозии.
  • Высокопрочный металл.

Техника сварки силумина

Для соединения деталей из силумина возможно использование аргонодуговой методики сваривания. Оборудование включает инвертор, газовый баллон, горелку специального образца, осциллятор, неплавящиеся вольфрамовые электроды. Дополнительно, как присадочный материал, используется силуминовая проволока.

Силуминовые изделия перед соединением подвергаются предварительной подготовке.

  • В первую очередь устраняется оксидная пленка. Кромки соединяемых образцов зачищаются наждачной бумагой, специальной пескоструйной установкой, щеткой по металлу, прочими инструментами.
  • После этого поверхности изделий подвергаются химической обработке, для чего можно использовать бензин, любой растворитель. При использовании для этих целей раствора каустической соды заготовки необходимо обязательно промыть напором чистой воды.

Как происходит сварочный процесс?

Сварочные работы осуществляются с использованием короткой дуги на обратной полярности. В данном случае металл будет лучше проплавляться.

  • В сварочную зону подается присадочная проволока, где осуществляется ее расплавление, соединение с металлом изделия. В конечном итоге формируется жидкая однородная масса, которая после охлаждения становится монолитной.
  • Нельзя быстро подавать в сварочную ванну присадку, так как раскаленный металл будет разбрызгиваться, и в результате качество соединения будет низким.
  • Подача проволоки производится под углом перед горелкой, при этом движения должны осуществляться равномерно вдоль шовного соединения.
  • Нельзя передвигать присадочный стержень поперек, отклонять в стороны.

Основные требования

Остальные требования аналогичны, как при соединении алюминиевых образцов.

  • Поджигая электрод, запрещено касаться соединяемых изделий из металла.
  • Подача газа осуществляется спустя пятнадцать секунд после поджога электрода. Это предоставит возможность разогреть пространство сопла горелки.
  • При завершении сварочных работ подачу газа прекращать нельзя. Это действие нужно выполнить спустя десять секунд после прекращения подачи на электрод электрического тока. Это даст возможность металлу сварного шва остывать равномерно.

Можно ли выполнять сварочные работы такого типа в бытовых условиях?

В бытовых условиях сварка силумина может осуществляться с помощью плавящихся электродов, но существуют некоторые нюансы.

  • Обязательно проводится предварительная подготовка соединяемых элементов конструкции.
  • Материалы подвергаются предварительному нагреванию до температуры 250-300 градусов.
  • Электроды разогреваются до 150 градусов.

Электроды в данном случае состоят из силуминового стержня, обработанного щелочно-солевым составом. В процессе сварочных работ происходит значительное выделение шлака, который нужно тщательно убирать.

Преимущества технологии

  • Небольшая область разогрева силумина, в результате чего деформация изделий полностью исключается.
  • Аргон характеризуется большим удельным весом в отличие от воздуха. Поэтому он предупреждает попадание из воздуха на свариваемые поверхности кислорода.
  • Повышенная скорость выполнения сварочных работ за счет тепловой энергии сварной дуги.
  • Общедоступная методика соединения образцов из силумина.
  • Возможность сваривания элементов конструкций, которые нельзя заварить, используя другие техники сварки.

Недостатки

  • Защита швов при сильном ветре существенно снижается, так как его интенсивный поток будет просто сдувать напор газа.
  • При использовании для сварочной дуги высоких значений токовой силы требуется дополнительное охлаждение.
  • Для произведения работ требуется достаточно сложное оснащение.
  • Настройки оборудования сопровождаются некоторыми трудностями.

Техника безопасности

  • При выполнение сварочных работ обязательное применение средств индивидуальной защиты: маски, перчаток, обуви с прорезиненной подошвой, полотна из асбестового, брезентового материала, стального листа.
  • Все токопроводящие элементы должны быть надежно заизолированы.
  • Запрещено осуществлять сварочные работы в помещениях, в которых находятся легковоспламеняющиеся жидкости, различного рода предметы.


Также достаточно важный момент! Помещение, в котором организуются сварочные работы, должно быть оборудовано эффективной вентиляционной системой, чтобы исключить возможность отравления выделяемыми газами.

Чем спаять силумин в домашних условиях

На заметку! Силумин – это сплав алюминия и кремния, который предназначен для создания деталей сложной формы.

Такой металл характеризуется высокими показателями прочности, устойчивостью к коррозийным процессам и износостойкостью.

Сварка силумина при помощи аргоном

Технология сварки силумина практически идентична процессу сваривания алюминия. Она получила название аргонодуговой, поскольку в ней объединились электрическая и газовая сварки. А именно, сварка осуществляется при помощи неплавящегося электрода в защитном аргоном облаке.

Как уже отмечалось, основная функция аргона заключается в защите сплава от процессов окисления. За счет того, что он тяжелее воздуха, он вытесняет воздушные массы из зоны сварки. Еще одна отличительная особенность аргона состоит в том, что он является инертным газом, а значит ни с воздухом, ни с другими газами он ни при каких обстоятельствах не будет вступать в реакцию.

Если вы новичок, и впервые производите сварку силумина в домашних условиях, следует быть очень внимательным и не перегреть газ.

В случае, когда осуществляется сварка на обратной полярности (электрод подсоединяется к плюсу, а заготовленная деталь к минусу), от атомов аргона будут отсоединяться электроды. Таким образом, происходит ионизация газа и он начнет пропускать через себя электроток. Поэтому очень важно довести аргон до нужной температуры, ведь если его перегреть, то своей силой он будет не соединять заготовки из силумина, а начнет их разрушать.

Обратите внимание! Сваривать можно исключительно литейный силумин, в котором находится 5-20% кремния. Если в составе много цинка. То варить такой материал нельзя.

Как произвести сварку силумина

Чтобы сварить силумин нужно прибегнуть к аргонодуговой технологии. Оборудование сконструировано из инвертора, газового баллона, осциллятора и горелки. В горелку монтируется неплавящийся вольфрамовый электрод, силуминовая проволока предстает в качестве присадки.

Перед тем как начать процесс сварки нужно:

  • взять наждачку, металлическую щетку или пескоструйную машину и зачистить кромки свариваемых силуминовых деталей,
  • затем нужно обработать их химическим составом. Для этого подойдут: бензин или любой растворитель.

Сварка осуществляется на обратной полярности при короткой дуге, поскольку так металл будет лучше плавиться. Присадочную проволоку нужно поместить в зону сварки, там она расплавится и совместится с основным металлом. В результате образуется однородная жидкая масса, которая после того как остынет превратится в монолит.

Чтобы сварной шов получился качественным, важно подавать проволоку перед горелкой и держать ее нужно пол углом. Соблюдайте точность и равномерность подачи проволоки вдоль шва, ведь если подать ее слишком быстро – металл разбрызгается и шов получится кривым.

Осуществляя сварку силумина в домашних условиях, соблюдайте все установленные правила и рекомендации, а именно:

  • когда поджигаете электрод, ни в коем случае не касайтесь свариваемых металлических заготовок,
  • подаваться газ должен только спустя 15 секунд после того как вольфрамовый электрод разожжется,
  • в конце сварочного процесса нельзя прекращать подачу газа, отключать его разрешается лишь спустя 10 секунд после того, как прекратится подача электрической энергии на электрод. Так, металл будет остывать равномерно.

Достоинства и недостатки аргонодуговой сварки силумина

Данная технология отличается рядом достоинств, среди которых выделяются:

  • во-первых, такой способ является практически единственной возможностью соединить силуминовые заготовки,
  • во-вторых, при короткой дуге сварочный процесс не займет много времени,
  • аргон зарекомендовал себя как надежный защитный элемент, поэтому при соблюдении всех правил сварки, в конечном итоге вы получите прочное соединение,
  • сварочный процесс каждый может осуществить в домашних условиях, здесь большую роль сыграет опыт.

Несмотря на большое количество плюсов, есть у такого способа и некоторые недостатки:

  • сварку силумина аргоном не рекомендуется проводить на улице, т.к. ветер будет сдувать из зоны сварки защитный газ, поэтому сварочные работы лучше производить в закрытых помещениях,
  • для сварки с аргоном нужно обзавестись всем необходимым оборудованием,
  • могут возникнуть сложности с настройкой режима сварки,
  • в случае применения сварочного трансформатора с большим током, важно дополнительно охладить силуминовые детали.

Подводя итог, стоит отметить, что сварка силумина – достаточно трудоемкий процесс, требующий внимательности и определенных знаний. Для того, чтобы конечный результат был качественным, лучше доверить это дело опытному специалисту.

Периодически сталкиваюсь с разрушением силуминовых элементов. Внешне детали изготовленные из силумина похожи на алюминий, но это только на первый взгляд. Хотя его достаточно легко отличить когда изделие повреждено. Невооруженным гразом можно видеть спекшиеся крупицы порошка. Но, как говорится, надежда умирает, последней. В телефонной книге ищешь номер знакомого аргонщика. Приносишь деталь и после первого «чварка» можно наблюдать кислое лицо этого аргонщика. И вот после очередных повреждений силуминовых деталей уже и не хочется предпринимать попытки обращения к аргонщикам.

И вот я решил погуглить в сети, действительно ли этот самый силумин на сваривается. Для начала заглядываю в википедию, чтобы узнать из чего же состоит этот самый силумин. Его схожесть с алюминием не случайна, посколько это основная составляющая этого сплава. Второй основной элемент это кремний, доля которого составляет от 4 до 22% в зависимости от его марки. Также в состав силумина входит небольшое количество примесей: железо, медь, марганец, титан и прочие. Исходят из того, что процентное соотношение кремния разное, то скорее всего шанс сваривания есть.

Итак, погрузившись в бурные обсуждения интернет-форумов я понял следующее, что сваривать (спаивать) стоит только лишь в том случае, если деталь представляет некую ценность и если она находится под действием определенных нагрузок. В противном случае все ратуют за склеивание деталей силумина.

ОК. Все равно хотелось бы тезисно изложить основные требования к свариванию. Источник Websvarka.ru.

  • Использовать только аргон.
  • Силумин бывает разный. Надо всегда пробовать. Откровенно китайские изделия не свариваются. Тупо расплавляются. А вот, к примеру, автомобильные детали от известных производителей без проблем поддаются свариванию.
  • Для сваривания силумина рекомендуют использовать специальные припои типа Harris-52, НТS-2000, ER 4043. Они предназначены для сваривания алюминия.
  • Перед сваркой необходимо детали предварительно разогреть до температуры 220 градусов цельсия. Для более эффективного отвода тепла рекомендуют использовать стальные прокладки. Насколько я понимаю это необходимо для недопущения расплавления силумина.
  • Жесткие закрепления стараться избегать во избежаний трещинообразования.
  • Перед сваркой попытаться попробовать на тестовом образце.

Теперь что касается склеивания силумина. Прежде чем клеять необходимо тщательно подготовить поверхность. Максимально очистить от грязи и масла. Заранее продумать чем зафиксировать изделия после нанесения клея. Самое распространенный клее — эпокситный. Также многие советуют всяческие пятиминутки. После застывания клея можно армировать места склеивания. Для этих целей подойдет шпатлевка с волоконным наполнителем. Да, если вы надеетесь найти специальный клей для силумина, не теряйте зря время. Но здесь можно пойти по логике сварщиков, которые ищут припои для алюминия. Так и здесь, существуют специальные клеи предназначенные для склеивания алюминия.

Двухкомпонентные клеи COSMOFEN DUO и AL-1. Применяется в строительстве для склеивания алюминиевых элементов окон и дверей.

Вот такой вот краткий анализ в помощь тем, кто ищет способы сваривания и склеивания силумина. Здесь подход должен быть творческий, когда сумма попыток рождает победу.

Рекомендованные сообщения

Создайте аккаунт или войдите в него для комментирования

Вы должны быть пользователем, чтобы оставить комментарий

Создать аккаунт

Зарегистрируйтесь для получения аккаунта. Это просто!

Войти

Уже зарегистрированы? Войдите здесь.

Сейчас на странице 0 пользователей

Нет пользователей, просматривающих эту страницу.

Как заварить алюминиевую флягу

Алюминий и алюминиевые сплавы широко применяются при изготовлении изделий разного типа, в данном случае, солдатских или офицерских фляг и других для молока например. Фляги были популярны по время Второй Мировой Войны среди солдат советской армии и Вермахта.

Основными достоинствами использования алюминия является то, что он устойчив к коррозии, благодаря чему можно использовать его для создания прочных и качественных солдатских фляг.

Нередко из алюминия можно увидеть различные пищевые принадлежности, потому как они имеют долгий срок службы. По показателям отношение прочности и текучести к плотности алюминий в значительной мере превосходит чугун, низколегированные и низкоуглеродистые стали. В некоторой степени по своим свойствам они уступают высоколегированным сталям повышенной прочности, а также сплавам титана, который имеет большую прочность, чем изделия из стали.

Для сваривания солдатских и офицерских фляг используется сваривание в среде инертного газа аргона. Работа производится с использованием неплавящегося электрода, в основном вольфрамового. В процессе длительной эксплуатации на рабочей поверхности вольфрамового электрода скапливаются наросты окислов, которые значительно снижают свойства электрода и влияют на качество сваривания.

Для того чтобы удалять эти «коронки», электроды затачиваются на твердом мелкозернистом диске. Данный инструмент позволяет предохранить рабочую поверхность электродов от образования на ней заусенцев и бороздок. Диск для затачивания электродов ни в коем случае нельзя применять для работы с другими материалами. Понизить вероятность образования наростов Вы можете с помощью интенсивного охлаждения сварочного электрода, обеспечивая ему надежную газовую защиту.

Фляги сделаны из тонкого алюминия, следовательно, требуется использовать методы сварки тонкого алюминия, благодаря которым можно производить работу над тонким металлом без ущерба качеству шва и физико-химическим свойствам металла.

Еще одним способом сваривания тонкого алюминия является газовая сварка, которая требует высокого профессионализма сварщика и правильного подхода. Однако данный способ дает свои результаты – сваривание получается качественным и быстрым, а швы получаются надежными и долговечными, чего, по сути, добивается каждый сварщик.

При газовом сваривании алюминия используется ацетилен, который расходуется приблизительно 100 литров на 1 час работы на 1 миллиметр толщины металла. Диаметр сварочного прутка для сварки алюминиевых деталей составляет 1,5 – 5,5 миллиметров и подбирается в зависимости от толщины металла изделия, которое нужно сварить. Если Вы производите сваривание алюминия или его сплавов толщиной более 4 миллиметров, то очень желательно выполнять разделку кромок, а при толщине более 8 мм требуется осуществлять местный подогрев. В нашем случае нам не потребуется сваривание тонкого алюминия, поэтому не придется использовать вышеперечисленные шаги.

 


Как заварить или запаять карбюратор: сварка, пайка, заклейка

Как заклеить карбюратор

Случается, что со временем на карбе появляется трещина, откуда вытекает бензин. Многие на быструю руку заделывают её холодной сваркой, но этот состав, впрочем, как и эпоксидная смола или различные герметики держат временно, а потом отваливаются. Чем же лучше всего заделать трещину?

Силуминовый корпус карба

Силумин – это не новый материал, а сплав алюминия с кремнием. Причём алюминия в нём больше, чем кремния в 4-5 раз. Используются также примеси магния, железа и других веществ. Некоторые силумины включают в свой состав натрий и литий.

Почему силумин. Дело в том, что этот материал обладает наилучшими литейными свойствами, пластичностью и повышенной прочностью. Так, силумин прочнее и износоустойчивее обычного алюминия, но уступает в этом плане дюралям (тоже сплав алюминия, но с медью или марганцем).

Производство силумина

Несмотря на прочность силумина, сплав этот довольно хрупкий. При обработке он легко крошится. С другой стороны, материал невероятно устойчив к коррозии. Поэтому его используют в производстве карбюраторов, предназначенных для эксплуатации во влажной агрессивной среде.

Холодная или электрическая сварка

Несмотря на то, что холодная сварка не любит перепадов температур, и в большинстве случаях со временем отваливается, находятся такие автолюбители, которые используют её. Они утверждают, что можно заклеить трещину карбюратора этим составом, но эффект будет, если правильно подготовить поверхность. Т.е., в данном случае надо тщательно промыть рабочую зону (куда будет наноситься состав) бензином, высушить, а уже после наносить сварку.

Холодная сварка

Однако, как ни крути, холодная сварка может закрыть небольшие трещины, а вот как быть с большими. Их она точно не осилит. Под холодной сваркой принято понимать заделывание трещин различными веществами на основе полимеров. Она хорошо закрывает трещины на ровных поверхностях, но практически не способна заклеивать трещины в области стенок, сёдел, и поверхностей, там где происходит прилегание и т. п.

Электрическая сварка – вариант получше. Но справится ли она с силуминовым материалом, каковым является корпус карба?

Пайка

Алюминий, как известно, очень сложно заваривать электрической сваркой, практически невозможно. Зато он неплохо подаётся запайке, но и здесь классические методы не будут работать, ведь материал сам по себе крайне чувствителен к оксидной плёнке.

Поэтому основной задачей при работах с алюминием становится своевременное удаление оксидной плёнки, и защита материала от воздействия атмосферы. Для этого рекомендуется нанести на поверхность канифоль и минеральное масло.

3 способа пайки (мощный паяльник)

Мощный паяльник для алюминия

Запаять силуминовый корпус карбюратора можно так.

  1. Использовать канифоль на поверхностях, предварительно обезжиренных и хорошо очищенных. Работать только мощным паяльником, способным прижимать элементы к месту пайки.
  2. Изготовить алюминиевую заплатку, полностью закрывающую трещину. Осуществить пайку с использованием минерального масла.

Если этот способ не помог, можно воспользоваться следующим.

  1. Смешать с аморфным веществом (канифолью) металлическую стружку, которая превосходно снимает с поверхностей окись. Тем самым, достигается возможность надёжной спайки мягкого металла и олова.
  2. Перед непосредственной пайкой, мощным паяльником (хорошо разогретым) натирать рабочую зону.

Заварить трещину в карбе

Наконец, самый трудоёмкий способ, но более эффективный и надёжный. Он потребует много сил и времени, зато результат обрадует самого придирчивого карбюраторщика.

  1. Перед тем, как начать пайку, рабочее место очистить от окиси путём воздействия медью (провести омеднение). Использовать надо ГМП (метод гальваники).
  2. В области пайки создать пластилиновую формочку, в которую добавить немного медного купороса.
  3. Поместить в ванночку 1-2 мм медный провод, удерживая его на расстоянии одного миллиметра от поверхности алюминия.
  4. К проводу подключить любой из этих источников питания: батарейку, аккумулятор или выпрямитель. Главное, чтобы источники выдавали напряжение в пределах 3-12 В.
  5. Оборудовать созданную электроцепь лампочкой, предназначение которой – сигнализировать. Как только алюминий и медный провод соприкоснутся, она загорится. Другими словами, она будет оповещать о том, что кончик помещённого в формочку провода касается дна, и наоборот, о том, что гальванический процесс прерван (если лампочка погаснет).
  6. К алюминию надо подвести напряжение с помощью медных проводов. По истечении некоторого времени купорос выкипит.
  7. Остаётся только промыть поверхность, высушить, и осуществить стандартную пайку.

Пайка карандашом

Паяльный карандаш

Специальный карандаш, представляющий собой припой-герметик тоже используется для пайки силуминового корпуса. Карандашный паяльник неплохо зарекомендовал себя при устранении швов и трещин различных частей автомобиля: трубок, радиатора, других алюминиевых деталей. Не исключение – и корпус карбюратора.

Суть работы с карандашом сводится к тому, что он поджигается и соединяет алюминиевые детали за счёт нагрева. Принцип действия аналогичен работе газовой горелки, хотя в применении карандаша есть немало плюсов.

Таким образом, если на поверхности карба появились трещины, их можно заварить или запаять. Вовсе не обязательно выбрасывать и покупать новый. Мелкие трещины легко закроются полимерными составами, эпоксидным клеем и стеклотканью. Крупные повреждения придётся паять.

Учимся варить алюминиевую трубу | СРЕДА ОБИТАНИЯ ЧЕЛОВЕКА

Сварка алюминиевой трубки, советы

Сварка алюминиевой трубки не такой простой процесс, как
может показаться на первый взгляд, существуют определенные
проблемы, связанные с перегреванием и плавлением металла и
т.д.

Сжечь или повредить алюминиевую трубку при
приваривании к ней другой трубки очень просто, ниже
приведены некоторые советы по тому, как избежать неприятных
и нежелательных моментов.

Сварка деталей из алюминия, тонкостенных

Сварка деталей из алюминия, тонкостенных

1)В самом начале сварки, при первом же контакте горячей
горелки с металлом может произойти деформация трубки. Для
того чтобы избежать такого исхода, предварительно подогрейте
алюминий паяльной лампой, но будьте внимательны,
внимательно следите за временем нагрева, так как при
перегревании Вы просто-напросто прожжете металл.

2).При сварке алюминиевой трубки кране важно постоянно
равномерно перемещать горелку. При замедлении движения
может образоваться точка перегрева, и трубка начнет плавиться
или прожжется дырка. Скорость перемещения горелки должна быть более высокой, нежели при сварке стали или меди.

3).Для сварки алюминиевой трубки лучше всего использовать аргон, некоторые сварщики используют смесь аргона с гелием, однако качество швов при ее использовании ниже, чем при использовании чистого аргона.

4).Сварочный аппарат, рекомендуемый для работы с алюминием - TIG. Однако для работ, не требующих отличного качества исполнения, вполне подойдут и MIG аппараты.

5).Для сварки алюминиевой трубки используют тугоплавкие, как правило, вольфрамовые электроды. Именно электрод создает необходимую для сварки температуру, он является важной составляющей процесса сварки, поэтому состояние электрода должно быть хорошим. Если же Вы случайно повредите электрод во время сварки или выявите какой-либо дефект - незамедлительно прекращайте варить и меняйте электрод, это защитит трубки и швы от возникновения дефектов.

6).При сварке стали, зазоры между деталями легко заполняются металлом, в случае же с алюминием зазоры между свариваемыми поверхностями недопустимы. Только плотное соединение без зазоров двух трубок перед началом сварки может гарантировать чистый и ровный шов.

Сварка алюминиевого топливного бака

Сварка алюминиевого топливного бака

7).Для достижения плотного контакта трубок перед сваркой (см.п. 6) лучше всего тщательно зачистить их концы тонкой шлифшкуркой, лучше всего зачистить их до блеска.
Следуя этим нехитрым советам, даже новичок вполне сможет сварить две алюминиевые трубки без особенных проблем.

Сварка алюминиевых отливок - aluminium-guide.com

Как и большинство деформируемых отливок из алюминиевых сплавов, алюминиевые сплавы в основном можно соединять сваркой плавлением. Доэвтектические и эвтектические силумины - алюминиево-кремниевые сплавы. Плохо свариваются и несвариваются литые детали из сплавов типа Al Cu4Ti из-за высокого содержания меди - при сварке образуются термические трещины. При сварке литых алюминиево-магниевых сплавов горячие трещины устраняются путем правильного выбора присадочной проволоки.

Сварка алюминиевого литья

Современные литейные сплавы и методы литья дают конструктору огромную свободу при проектировании отливок. Тем не менее, сварка становится все более важной для соединения литых алюминиевых деталей. Он используется для соединения двух или более деталей, которые удобно отливать по отдельности, например, из двух половинок, потому что часто очень сложно или неэкономично отливать такую ​​деталь как одно целое.

Сварка еще более широко используется при ремонте литых алюминиевых деталей., в том числе, при устранении дефектов отливки. Сварка активно применяется для исправления размерных отклонений литой детали, восстановления изношенной детали путем наплавки на нее металла и, конечно же, для ремонта сломанных деталей.

Способы сварки литого алюминия

Чаще всего для сварки литых алюминиевых деталей используется дуговая сварка металлическим электродом в атмосфере инертного газа (сварка MIG), а также дуговая сварка вольфрамовым электродом в среде инертного газа (сварка TIG). В качестве инертного газа чаще всего используется аргон..

Сварка алюминия методом MIG

При сварке методом MIG - методом дуговой сварки в атмосфере инертного газа - между плавящимся электродом и заготовкой постоянно горит электрическая дуга. Процесс протекает при постоянном токе, а проволочный электрод действует как положительный полюс. Сварка выполняется под защитой инертного газа, чтобы защитить расплавленный участок от вредного воздействия кислорода и влаги в воздухе. В качестве защитных газов используются аргон и гелий или их смесь.. Однако чаще используют более дешевый аргон.

Метод сварки MIG подходит для ручной, полуавтоматической и автоматической сварки. Когда обеспечивается хороший отвод тепла от сварного шва, можно получить относительно узкую термическую зону шва, а также удовлетворительную прочность и пластичность сварного шва.

Импульсная сварка MIG позволяет решать сложные сварочные задачи, например, сварку стенок толщиной около 1 мм.

В настоящее время для сварки алюминия чаще всего применяется сварка MIG.Это связано с более простым управлением процессом сварки, более дешевым оборудованием и меньшими эксплуатационными расходами.

Дуговая сварка вольфрамом (TIG)

При сварке TIG - дуговой сварке в инертном газе - электрическая дуга горит между неплавящимся вольфрамовым электродом и заготовкой. Для сварки алюминия обычно используют переменный электрический ток. Сварочная проволока вставляется отдельно вручную или механически. Сварка выполняется под защитой инертного газа, чтобы защитить расплавленный участок от вредного воздействия кислорода и влаги в воздухе.В качестве защитных газов используются аргон и гелий или их смесь. Чаще всего сварку TIG проводят на переменном токе с аргоном, что дешевле. Сварка МИГ осуществляется в основном вручную, но там, где это возможно, применяется и автоматическая сварка.

Одним из вариантов сварки TIG является сварка с отрицательной полярностью электрода. Как это делается при сварке стали, защищенной постоянным током и гелием. По сравнению с аргоном гелий имеет более высокую теплопроводность, что позволяет использовать более низкий ток для разрушения оксидной пленки на алюминии.. Следовательно, электрод не перегревается. Метод сварки TIG также имеет опции импульсной обработки.

TIG или я?

Что касается пористости сварного шва, то метод TIG дает самые чистые швы. Один из недостатков метода TIG - слишком большой приток энергии к месту сварки. Это приводит к значительному размягчению зоны шва, что, однако, типично для сварки MIG. Сварка TIG считается более удобной для устранения мелких дефектов литых алюминиевых деталей.Однако, по сравнению со сваркой MIG, сварка TIG выполняется на более низкой скорости.

Подготовка к сварке алюминиевой литой детали

Чтобы получить хороший сварной шов, необходимо соблюдать некоторые "правила". Способы подготовки к сварке зависят от способа сварки, толщины стыкуемых стенок, марки алюминиевого сплава. Избыточный оксидный слой на алюминии иногда удаляют механической обработкой. При очистке поверхности шлифовальным инструментом нельзя использовать синтетические шлифовальные диски во избежание пористости.

Другой возможный способ удаления оксидов с поверхности детали - ее травление.. Жир и грязь с места сварки необходимо удалить подходящим способом с учетом возможного образования пор. Детали с толстыми стенками необходимо предварительно нагреть перед сваркой.

Проволока сварочная ISO 18273

Сварочная проволока - это стандартизированный продукт. В зарубежной практике требования к химическому составу сварочных материалов для литого алюминия определяются международным стандартом ISO 18273 (он же EN 18273). Выбор присадочной проволоки зависит от материалов, которые будут свариваться.Для наиболее часто используемых алюминиевых литейных сплавов, таких как доэвтектические и эвтектические силумины, а также термически упрочненных сплавов, таких как Al Si10Mg и Al Si5Mg, рекомендуются сварочные материалы S-Al Si12 и S-Al S5.

Большую опасность при сварке представляет склонность многих материалов к образованию трещин при переходе из жидкого состояния в твердое. Эти трещины вызваны растягивающими и усадочными сварочными напряжениями, возникающими при остывании сварного шва. Часто количество фаз с низкой температурой плавления в сварочной проволоке оказывается недостаточным для заживления возникающих трещин.Выбирая более мягкую сварочную проволоку с более высоким содержанием этих фаз, можно снизить эту опасность. Однако необходимо учитывать снижение прочностных свойств сварного шва.

Анодирование сварных алюминиевых отливок

Декоративное анодирование сварных швов, сделанных из вышеупомянутых сварочных сплавов, невозможно, это сделает сварной шов намного темнее, чем основной алюминий. Анодирование для улучшения коррозионной стойкости или адгезии, конечно, всегда возможно.

Источник: материалы Aleris, 2011 г.

Как сваривать алюминий? Подробное руководство по процессу сварки

Алюминий - это химический элемент, который составляет около 8% земной коры, что делает его самым распространенным металлом и третьим по распространенности элементом после кислорода и кремния. Алюминий хорошо известен своей низкой плотностью (около 2,7 г / см 3 ) и отличной коррозионной стойкостью благодаря явлению пассивации.

Поскольку чистый алюминий относительно мягкий, в него добавляются небольшие количества легирующих элементов для получения ряда механических свойств.Сплавы сгруппированы по основным легирующим элементам. Конкретные коммерческие сплавы имеют четырехзначное обозначение в соответствии с международными спецификациями для деформируемых сплавов или буквенно-цифровой системой ISO. В таблице 1 представлены дополнительные сведения о составе этих классификаций.

Первая цифра серии указывает на основной легирующий элемент, добавляемый в алюминиевый сплав, и используется для описания серии, то есть серии 1000 или серии 5000 и т. Д. Вторая цифра представляет модификацию конкретного сплава внутри серии; я.е. x1xx представляет первую модификацию указанного сплава, а x2xx представляет вторую модификацию. Третья и четвертая цифры обозначают сплав в определенной серии. Таким образом, сплав 2024 входит в серию сплавов 2000 года, не имеет модификаций и указан тип сплава 24.

Однако есть исключение из этой системы нумерации, которое касается алюминия серии 1000; последние две цифры обозначают минимальное процентное содержание алюминия выше 99%. Например, 1050 означает 99.Минимальное содержание алюминия 50%.

Алюминиевые сплавы также будут иметь обозначение состояния, которое определяет дополнительные этапы обработки (если они реализованы). Обозначения состояний подробно описаны в таблице 2. Помимо основных обозначений состояний, приведенных в таблице 2, есть два дополнительных обозначения: «H» - деформационное упрочнение и «T» - термическая обработка. В таблицах 3 и 4 описаны эти обозначения «H» и «T» соответственно.

Таблица 1 - Деформируемый алюминиевый сплав серии
Серия Основной легирующий элемент Предел прочности на разрыв (МПа) * 1 термообрабатываемый Приложения
1 xxx 99% минимум алюминия (чистый) 70–185 Х Коррозионная стойкость трубопроводов, электропроводность
2 xxx Медь 185–430 Универсальный, аэрокосмический, поковки
3 xxx Марганец 110–280 Х Кастрюли, теплообменники, коррозионная стойкость
4 ххх Кремний 170–380 X / ✔ Присадочная проволока (сварочная)
5 ххх Магний 125–350 Х Морские, автомобильные, сосуды под давлением, мосты, строения
6 ххх Магний и кремний 125–400 Профили декоративные, автомобильные, универсальные
7 xxx Цинк 220–750 Универсал, аэрокосмическая промышленность, бронелист, спортивное снаряжение для соревнований

* 1 Зависит от состава и последующих этапов обработки

Таблица 2 - Обозначения закалки
Обозначение закалки Значение
Ф В состоянии изготовления - применяется к продуктам процесса формовки, в которых не применяется специальный контроль условий термического или деформационного упрочнения
О Отожженный - Относится к продукту, который был нагрет до состояния самой низкой прочности и улучшения пластичности.
H Упрочнение при деформации - Относится к изделиям, упрочненным в результате холодной обработки.За деформационным упрочнением может последовать дополнительная термическая обработка, которая приводит к некоторому снижению прочности. Две или более цифры всегда следуют за буквой "H"
Вт Термообработка на твердый раствор - нестабильное состояние, применимое только к сплавам, которые самопроизвольно стареют при комнатной температуре после термообработки на твердый раствор
т Термическая обработка - для получения стабильного состояния, отличного от F, O или H. Применяется к продукту, прошедшему термообработку, иногда с дополнительной деформационной закалкой для получения стабильного состояния.Одна или несколько цифр всегда следуют за буквой "T"
Таблица 3 - Подразделения обозначений закалки «H»
Обозначение состояния H * 2 Значение
h2x Деформационная закалка
h3x Деформационная закалка и частичный отжиг
h4x Деформационная закалка и стабилизация
h5x Закаленная и лакированная или окрашенная

* 2 Вторая цифра «x» указывает на степень деформационного упрочнения: x2 - четверть жесткости, x4 - половинная жесткость, x6 - жесткость на три четверти, x8 - полная жесткость, x9 - сверхвысокая твердость

Таблица 4 - Подразделения обозначений закалки «T»
Обозначение состояния T * 3 Значение
T1 Естественное старение после охлаждения в процессе формовки при повышенной температуре
Т2 Холодная обработка после охлаждения в процессе формовки при повышенной температуре, а затем естественное старение
T3 Раствор термообработанный, холодный и естественный старение
Т4 Раствор термообработанный и выдержанный естественным путем
T5 Искусственное старение после охлаждения в процессе формовки при повышенной температуре
Т6 Раствор термообработанный и искусственно состаренный
T7 Раствор термообработанный и стабилизированный (с усреднением)
T8 Раствор термообработанный, холодный и искусственно состаренный
T9 Раствор термообработанный, искусственно состаренный и холоднодеформированный
T10 Холодная обработка после охлаждения в процессе формовки при повышенной температуре и затем искусственное старение

* 3 К обозначению «Tx» могут быть добавлены дополнительные цифры, указывающие на снятие напряжения.TX51 или TXX51 - снятие напряжения за счет растяжения, а TX52 или TXX52 - снятие напряжения за счет сжатия

Алюминиевые сплавы повсеместно используются на транспорте, поскольку они обеспечивают конструкционные материалы с хорошим соотношением прочности к весу по разумной цене. В других областях применения используются коррозионная стойкость и проводимость (как термическая, так и электрическая) некоторых сплавов. Хотя обычно они имеют низкую прочность, некоторые из более сложных сплавов могут иметь механические свойства, эквивалентные сталям.Из-за множества преимуществ алюминиевых сплавов, предлагаемых промышленности, существует потребность в выявлении передовых методов их соединения.

Алюминиевые сплавы представляют ряд трудностей при сварке, в том числе:

  • Высокая теплопроводность. Это приводит к чрезмерному рассеиванию тепла, что может затруднить сварку и / или привести к нежелательной деформации деталей из-за того, что требуется большее количество тепла.
  • Растворимость в водороде. Водород хорошо растворяется в расплавленном алюминии, в результате чего сварочная ванна поглощает водород во время обработки.Когда расплавленный материал затвердевает, пузырьки водорода захватываются, создавая пористость.
  • Оксидный слой. Алюминий имеет оксидный слой (оксид алюминия), который имеет гораздо более высокую температуру плавления (2060 ° C), чем исходный алюминиевый сплав (660 ° C). При сварке это может привести к включению оксидного слоя в область сварного шва, потенциально вызывая отсутствие дефектов плавления и снижая прочность сварного шва. Следовательно, детали должны быть очищены проволочной щеткой или химическим травлением перед сваркой, чтобы предотвратить включение оксидов.

Существует множество процессов, которые можно использовать для сварки алюминия и его сплавов, которые подробно описаны ниже:

Дуговая сварка

Дуговая сварка обычно используется для соединения алюминиевых сплавов. Большинство деформируемых марок серий 1ххх, 3ххх, 5ххх, 6ххх и средней прочности 7ххх (например, 7020) можно сваривать плавлением с использованием дуговой сварки. В частности, сплавы серии 5ххх обладают отличной свариваемостью. Высокопрочные сплавы (например, 7010 и 7050) и большая часть сплавов серии 2xxx не рекомендуются для сварки плавлением, поскольку они склонны к ликвации и растрескиванию при затвердевании.

  • Можно ли сваривать алюминий с помощью MIG? Сварку MIG можно успешно использовать для соединения алюминиевых сплавов. Этот процесс лучше всего подходит для более тонких материалов, таких как алюминиевый лист, потому что количество необходимого тепла меньше по сравнению с более толстыми листами. Чистый аргон является предпочтительным защитным газом для этого процесса, и используемая сварочная проволока / пруток должны быть по составу как можно более похожими на свариваемые детали
  • Можно ли сваривать алюминий TIG? Сварку TIG можно также использовать для соединения алюминиевых сплавов.Благодаря высокой теплопроводности массивного алюминия, процесс TIG позволяет выделять достаточно тепла, чтобы поддерживать область сварного шва достаточно горячей для создания сварочной ванны. Сварку TIG можно использовать для соединения толстых и тонких секций. Как и при сварке MIG, чистый аргон является предпочтительным защитным газом, а используемая сварочная проволока / пруток должны быть аналогичны по составу свариваемым деталям.

Лазерная сварка

Подобно другим процессам на основе плавления, включая дуговую сварку, лазерные лучи можно использовать для сварки многих серий алюминиевых сплавов.Лазерная сварка обычно является более быстрым процессом сварки по сравнению с другими сварочными процессами из-за высокой плотности мощности на поверхности материала. Лазерная сварка «каплевидный вырез» позволяет производить сварные швы с высоким соотношением сторон (узкая ширина шва: большая глубина шва), что приводит к узким зонам термического влияния. Сварка лазерным лучом может использоваться с материалами, чувствительными к трещинам, такими как алюминиевые сплавы серии 6000, в сочетании с подходящим присадочным материалом, таким как алюминиевые сплавы 4032 или 4047. Используемые защитные газы выбираются в зависимости от марки соединяемого алюминия.

Электронно-лучевая сварка

Подобно лазерной сварке, электронные лучи хороши для получения быстрых сварных швов и небольших сварочных ванн. Электронные лучи также лучше подходят для сварки очень толстых алюминиевых профилей. В отличие от других процессов, основанных на плавлении, электронно-лучевая сварка происходит в вакууме, а это означает, что защитный газ не требуется, что приводит к очень чистым сварным швам.

Правильный выбор присадочного металла (присадочная проволока или присадочный пруток), тщательно подобранные параметры сварки и конструкция соединения имеют важное значение для сведения к минимуму риска образования горячих трещин в алюминиевых сплавах при использовании таких процессов сварки плавлением, как дуговая, электронно-лучевая и лазерная сварка.

Сварка трением

Сварка трением - это процесс соединения в твердом состоянии (т.е. без плавления металла), который особенно подходит для соединения алюминиевых сплавов. Сварка трением позволяет соединять все серии алюминиевых сплавов, в том числе 2ххх и 7ххх, которые трудно использовать при сварке. Кроме того, благодаря природе твердотельного процесса отпадает необходимость в защитном газе и достигаются превосходные механические характеристики области сварного шва по сравнению с процессами сварки плавлением.Есть несколько вариантов обработки трением:

  • Сварка трением с перемешиванием (FSW) . FSW был разработан TWI Ltd в 1991 году. FSW работает с использованием нерасходуемого инструмента, который вращается и погружается в стык двух деталей. Затем инструмент перемещается через границу раздела, и тепло от трения заставляет материал нагреваться и размягчаться. Затем вращающийся инструмент механически перемешивает размягченный материал для получения сварного шва. Этот процесс обычно используется для соединения алюминиевого листа / листового материала
  • .
  • Точечная сварка трением с перемешиванием (RFSSW). RFSSW является развитием процесса FSW и используется в качестве метода точечной сварки для замены заклепок в алюминиевых листах.
  • Линейная сварка трением (LFW). LFW работает путем колебания одной детали относительно другой под действием большой сжимающей силы. Трение между колеблющимися поверхностями вызывает нагревание, что приводит к пластификации материала границы раздела. Затем пластифицированный материал выталкивается из границы раздела, в результате чего детали укорачиваются (выгорают) в направлении сжимающей силы.Во время выгорания поверхностные загрязнения, такие как оксиды и посторонние частицы, которые могут повлиять на свойства и, возможно, срок службы сварного шва, выбрасываются в зону вспышки. После очистки от загрязнений происходит контакт чистого металла с металлом, в результате чего образуется сварной шов. Этот процесс используется для соединения объемных алюминиевых компонентов с получением профилей, близких к чистым
  • Ротационная сварка трением (RFW). RFW аналогичен LFW за исключением того, что объемные алюминиевые детали имеют цилиндрическую форму и вращаются для генерирования тепла от трения вместо линейных колебаний.

Алюминиево-кремниевый сплав - обзор

2.5.2 Микроструктура

В предыдущем разделе мы видели роль различных легирующих элементов. Кремний и другие вторые фазы, присутствующие в алюминиевой матрице, контролируют механические свойства, включая износостойкость сплавов алюминий-кремний. Часто роль микроструктуры в износе не до конца понятна из-за различных условий эксплуатации.

Есть сообщения, что утверждается, что кремний не влияет на износостойкость алюминиево-кремниевых сплавов, в то время как другие обнаружили явное преимущество использования эвтектического сплава с содержанием около 12.5 мас.% Кремния. Еще одна группа выступила за лучшую износостойкость заэвтектического сплава. Было высказано предположение, что причиной этой путаницы являются неконтролируемый состав и меняющиеся условия испытаний (Subramanian, 1989). Например, Ванделли (1968) обнаружил, что сплав алюминия с 17 мас.% Кремния имеет лучшую износостойкость, чем сплавы, содержащие 14,5 или 25 мас.% Кремния, но другие легирующие элементы, такие как медь и никель, не поддерживались постоянными. Сплав, который имел более высокую износостойкость, имел более высокую твердость, предположительно из-за упрочнения твердого раствора за счет присутствия меди.Прамила Бай и Бисвас (1986) не обнаружили изменений в скорости износа алюминиевых сплавов с различным содержанием кремния от 4 до 15 мас.%, За исключением того, что чистый алюминий изнашивается немного больше, чем сплавы алюминий-кремний. Они использовали коммерческие сплавы с небольшим количеством других элементов, таких как железо, марганец, титан и медь. Аналогичное наблюдение было также сделано Окабаяси и Кавамото (1968). Однако кремний играет роль в переходной нагрузке, то есть нагрузке, при которой механизм износа изменяется от мелких равноосных частиц до ламинарных.

Еще одно противоречие касается оптимального размера частиц кремния в износостойких алюминиевых сплавах. Алюминиево-кремниевые сплавы содержат эвтектический кремний плюс первичный алюминий (заэвтектический) или первичный кремний (заэвтектический). Размер частиц эвтектики и первичного кремния можно уменьшить, добавив модификатор (натрий или стронций <0,05 мас.%) И рафинер (фосфор <0,05 мас.%). Хорошо известно, что более мелкие частицы кремния приводят к улучшенным механическим свойствам.

Было обнаружено влияние таких улучшений микроструктуры на износостойкость алюминиевых сплавов. Сообщалось, что модификация эвтектического сплава алюминия и кремния увеличивает износостойкость сплава и его композитов (Subramanian and Kishore, 1986), что прямо противоречит результатам исследования (Pramila Bai et al. , 1983), где о каких-либо положительных эффектах не сообщалось. Было показано, что рафинирование первичного кремния в заэвтектических алюминиево-кремниевых сплавах улучшает износостойкость (Jaleel et al., 1984). Следует отметить, что во время процесса скольжения любой кремний в приповерхностной области будет фрагментирован и сферодизирован до размера 1–5 мкм, независимо от его первоначального размера (Antoniou and Borland, 1987).

Более недавнее исследование Elmadagli et al. (2007) о влиянии микроструктуры (массовый процент кремния, размер частиц, морфология и твердость сплава) на износ алюминиево-кремниевых сплавов пришел к выводу, что увеличение содержания кремния увеличивает переходную нагрузку, но оказывает незначительное влияние на скорость износа.Аналогичный эффект отмечен для твердости сплава. С другой стороны, уменьшение аспектного отношения или размера частиц кремния увеличивало как износостойкость, так и переходную нагрузку.

Силумин (сплав) Состав, свойства

Группа литейных сплавов на основе алюминия с содержанием кремния от 4 до 22%, называемых силумином. Сплавы обладают высокой устойчивостью к коррозии во влажной среде и морской воде. В состав силумина (сплава) также входит небольшое количество марганца, цинка, титана, железа, меди и кальция.Обладают хорошими литейными и механическими свойствами, легко режутся. Внешний вид больше напоминает чугун, и узнать его, не имея с ним опыта, сложно.

Основные свойства

По свойствам часто сравнивают со сталью (нержавеющей). Следует отметить, что по сравнению с последним он имеет меньший удельный вес. Силумин - сплав алюминия с кремнием. Обладают следующими свойствами:

  • Удельная прочность. Показатели и у легированных сталей с близкими значениями, но с учетом того, что вес силумина меньше, конструкция у него лучше;
  • Устойчивость к износу;
  • Коррозионная стойкость.На металлической поверхности образует защитную пленку, защищающую ее от негативного воздействия окружающей среды;
  • Низкий удельный вес, равный 2,8 г / см 3 ;
  • Пластичность. При заполнении форм из сплава получают детали сложной конфигурации. Благодаря хорошей отливке процесс литья снижает стоимость;
  • Низкая температура плавления. Это около 6000 градусов по Цельсию, что значительно ниже температуры плавления стали. Это свойство также влияет на отливку и снижает стоимость операций;
  • Доступная цена.

Эти свойства силумина (сплава) показывают, что этот материал выгодно использовать при производстве различных изделий. Однако следует отметить, что он отличается высокой хрупкостью. Осенью изделие из силумина, может потрескаться.

Рекомендуем

Происхождение славян. Влияние разных культур

Славяне (под этим названием), по мнению некоторых исследователей, появились в повести только в 6 веке нашей эры. Однако язык национальности несет в себе архаичные черты индоевропейского сообщества.Это, в свою очередь, говорит о том, что происхождение у славян h ...

Маркировка

Силумин - это сплав на основе алюминия. В них добавляют кремний и некоторые другие элементы для улучшения свойств. Для быстрого и точного подбора материала с определенным составом и процентным соотношением входящих в него элементов была разработана этикетка сплавов.

Включает комбинацию цифровых и буквенных символов. Буквами обозначены включенные характеристики, а цифрами - их процентное соотношение, кроме алюминия.Буквы расположены в порядке убывания процентного содержания элемента. Запись АК12Ц3 означает, что сплав содержит 12% кремния, 3% цинка, а все остальное - 85% алюминия.

Типы силумина

Силумин в цветной металлургии делится на:

  • Кованые (доаутентичные и эвтектические). При литье доаутентифицированных сплавов используется только легированный кремний 4–10%. Иногда небольшое количество примесей, меди и марганца. В эвтектике около 13% кремния.
  • Литой (заэвтектический). Они обладают высокой текучестью, что обеспечивает получение отливок сложной формы с тонкими стенками, малой усадкой, малой склонностью к образованию трещин. Содержание кремния до 20%.

Ремонт силумина

Силумин - сплав с повышенной хрупкостью, поэтому изделия из него в процессе эксплуатации могут треснуть.

Для их восстановления использовали эпоксидный клей. Внешний вид восстанавливается, но использовать при больших нагрузках нет необходимости. Для склеивания следует:

  • Обезжирить то место, на которое будет наноситься клей, дать высохнуть;
  • Клей растворить в соответствии с прилагаемой инструкцией и нанести на обезжиренную поверхность;
  • Плотно соедините сломанные детали и забудьте о них на сутки.

Ремонт сваркой

В некоторых случаях поврежденное изделие лучше сварить. Эту процедуру проводят самостоятельно в домашних условиях или обратитесь к специалисту. Когда рабочая температура материала повышается, в результате на сплаве появляется оксидная пленка, препятствующая соединению частей изделия. Для устранения этих негативных явлений при сварке используют аргон, обеспечивающий защиту от негативных факторов. Для работы необходимо:

  • Подготовить неплавящиеся вольфрамовые электроды и припой для сварки конструкций из алюминия;
  • Обезжирить поверхность;
  • Исправление продукта;
  • Разогрейте поверхность до 220 градусов Цельсия.Для отвода тепла на сварную металлическую деталь надевается стальная лента;
  • Сварите шов на переменном токе;
  • Сделайте швы для эстетичного вида.

Изделие готово к работе при легких нагрузках.

Применение

Низкая стоимость в сочетании с технологией позволяет сплав силумина, в состав которого входит алюминий с кремнием, широко используется в народном хозяйстве:

  • Машиностроение - поршни, детали шасси, цилиндры, двигатели;
  • Самолетостроение - блоки цилиндров, поршни для охлаждения деталей самолетов;
  • Оружие - ящики, стволы, комплектующие к пневматическому оружию;
  • Газотурбинное оборудование - генераторы, теплообменники;
  • Производство бытовой техники - кастрюль, сковородок, казанов, коптильни;
  • Скульптурная техника.

В составе силумина (сплава) могут присутствовать добавки, цинк, титан, железо, калий, медь в небольших количествах. Все его марки обладают значительными литейными качествами, текучестью и просто свариваются. Сплаву присущи долговечность и прочность, но это хрупкий материал. Изделия из силумина выдерживают большие нагрузки, но при падении могут треснуть. Это главный недостаток материала.

Группы сплавов

С его использованием связано несколько групп силуминов:

  1. Эвтектика.Маркировка АК12 относится к литейным сплавам, содержащим 12% кремния. Он отличается коррозионной стойкостью, небольшой усадкой отливок, значительной твердостью, герметичностью. Применяются для литья оборудования, деталей, машин, оборудования сложной формы. Из-за хрупкости не рекомендуется отливать ответственные детали для работы под нагрузкой.
  2. Выполните аутентификацию. Имеет маркировку Ак9ч, отливка имеет высокие технологические свойства, коррозионную стойкость и механическую прочность. Используется для изготовления сложных деталей большого или среднего размера.Сохраняет свойства при температуре до 200 градусов Цельсия. Его большие части работают под большой нагрузкой.
  3. Гиперэвтектика. Высоколегированный высоколегированный АК21М2 обладает высокой жаропрочностью и прочностью. Используется для изготовления фасонных отливок. Пойдет на изготовление поршней, работающих в среде высоких температур.

Заключение

Силумин - сплав, в котором алюминий является основным элементом. Добавление кремния делает материал твердым и износостойким.При получении силуминовых отливок не образуются трещины. Нет ни одного сектора экономики, в котором бы не использовались алюминиевые сплавы.

Силумин применяется для изготовления гильз к огнестрельному оружию, запасных частей к автомобилям, мотоциклам, судам, посуде. Все сплавы алюминия и кремния называют силумином. И все они имеют разные свойства. Это зависит от содержания в составе силумина (сплава) кремния, которое может достигать 4–22% от общего количества. Чем больше сплава, тем он тверже, но при этом становится более хрупким.

...

Рекомендации по сварке алюминиевых отливок

Детали, обработанные в процессе сварки, могут соответствовать требованиям аэрокосмических, военных и коммерческих структурных спецификаций при надлежащей переработке. Но так как это дорого, литейным предприятиям следует по возможности свести к минимуму сварку отливок.

На большинстве алюминиевых литейных заводов в углу здания есть зона, о которой никто не хочет говорить: зона сварки.Иногда это используется для законных действий, таких как приваривание заглушки к отверстию опоры сердечника, но часто используется для ремонта дефектов в отливках, чтобы они соответствовали габаритным или другим требованиям к качеству.

Ни заказчиков, ни руководство литейного производства это не устраивает, поскольку мантра - сделать все правильно с первого раза. Тем не менее, сложные конструкции, малые объемы или давление затрат иногда приводят к необходимости использования доработки сварных швов для восстановления отливок.

Отливки

подвержены мелким поверхностным дефектам, таким как ямки включения, микропористость газа, холодные притирки, неправильные края или вмятины от повреждений, вызванных манипуляциями, которые являются косметически непривлекательными или несовместимыми.Повторная обработка сварных швов отливок - это обычная операция по чистовой обработке отливок, которая используется для исправления таких дефектов поверхности отливок почти во всех семействах сплавов и в процессах изготовления полостей литейных форм.

Отливка, которая была сварена, смешана и подвергнута термообработке и прошла все проверки, указанные на чертежах, будет соответствовать требованиям чертежей по размерам, физическим, химическим, металлургическим и структурным характеристикам. Поэтому спецификации, ограничивающие или документирующие доработку дефектов поверхности в процессе сварки, редко встречаются в промышленных отливках.Даже у отливок для военного и авиакосмического назначения доработка сварных швов для устранения дефектов поверхности не всегда ограничивается спецификациями. Во всех случаях незначительные дефекты поверхности можно отшлифовать на глубину до 1,5 мм и устранить.

Одна из самых ранних статей по этому поводу Андерсона и Бойда была опубликована в издании 1924 г. «Сделок Американской ассоциации литейщиков». Они сообщают: «В случае простых отливок потери из-за отходов могут быть довольно низкими, скажем, 4-7 процентов, но в сложных отливках, таких как верхние половины картера для 8-цилиндровых легковых автомобилей, они могут достигать 20-25 процентов. в среднем.Из этих потерь около 50 процентов компенсируется пайкой и сваркой ». Далее они говорят: «Совершенно очевидно, что сварное соединение не будет обладать прочностью исходной отливки».

К счастью, уровень брака и утилизации не так высок, как в 1924 году, и, конечно же, комментарий о прочности сварного соединения больше не соответствует действительности, хотя многие верят в него.

Технические характеристики
AMS 2175

Доработка сварных швов в процессе сварки также выполняется на поверхностных и приповерхностных неоднородностях.Эти неоднородности обычно вредны для структурных характеристик отливки. Это горячие разрывы (уже существующие трещины из-за характера сплава, геометрии полости формы и / или материала полости формы), трещины в результате термообработки и приповерхностные пустоты, обнаруженные с помощью рентгенографии или ультразвука. Для промышленных отливок степень несплошностей обычно классифицируется по радиографическим стандартам.

Для отливок военного и аэрокосмического назначения классифицируется жесткость эксплуатации литых компонентов (классы с 1 по 4), а целостность поверхности и / или внутренняя целостность определяется AMS 2175, классы от A до D.Классы требуют разных уровней неразрушающего контроля, а степени напрямую влияют на допустимое напряжение для циклической жизни. AMS 2175 охватывает практически все процессы литья и полный спектр литейных сплавов, поэтому он также принят в качестве коммерческого стандарта для отливок, критичных к безопасности.

Важно отметить, что AMS 2175 ничего не говорит о доработке сварных швов в процессе, только указывает степень дефекта в классах от A до D как «градуированную» при визуальном, рентгенографическом, магнитопорошковом или проникающем контроле.Это проверка после завершения всех процессов литья, включая окончательную термообработку.

Логично, что отливки, относящиеся к 1 или 2 классам, должны иметь тщательно определенные спецификации для доработки сварных швов в процессе. Такие спецификации и / или примечания к чертежам определяют процессы сварки, присадочные сплавы для сварки, подготовку поверхности перед сваркой, квалификацию сварщика, добавление поверхности после сварки и термообработку перед сваркой и / или после сварки. Производственная способность этих спецификаций выдерживать характеристики прочности при деформации класса и сорта была установлена ​​на основе данных, разработанных производителями оригинального оборудования, оборонными предприятиями и специалистами по металлу.Некоторые данные были опубликованы, но многие из них считаются собственностью и не общедоступны.

AMS-A-21180
Наиболее ограничивающие спецификации, как правило, AMS-A-21180 и его аналоги ASTM, могут называть «зоны без сварки» или «доработку сварного шва в процессе только с письменного разрешения покупателя». Могут потребоваться карты, показывающие расположение, размер и глубину сварных швов. Никакие конструктивные элементы любого типа и, как следствие, конструкционное литье не подвергаются критической нагрузке. Этот сценарий, лучше всего представленный спецификацией AMS-A-21180, следует применять только к литейным поверхностям, которые действительно подвергаются критическим нагрузкам.

Другие технические условия дают указания по ремонтной сварке иногда применяемых алюминиевых отливок. AMS 2694 определяет требования к исправлению несплошностей в процессе ручной сварки. Некоторые спецификации конкретно относятся к сварке аэрокосмических конструкций, например AWS 17.1 и Информационный циркуляр FAA № 33-6 по ремонту сварных швов алюминиевых картеров и цилиндров.

Процесс восстановления сварных швов
Сварка - это еще один процесс расплавленного металла.Можно определить правильные этапы производства, а детали будут зависеть от конкретного дефекта. T.J. Босворт из Boeing написал отличную статью о доработке сварных швов алюминиевых отливок, в которой определены ключевые шаги для достижения высокого качества сварных швов.

Эти шаги можно резюмировать следующим образом:

  • Подготовьте зону сварки. Удалите дефект и удалите оксидный слой кистью или растворителем.
  • Предварительно нагрейте перед сваркой. Предварительный нагрев обычно улучшает результаты сварки. Обычный диапазон - 212–572 ° F (100–300 ° C).Обычно алюминиевые сплавы, содержащие медь, сваривают при более высокой температуре. Отливки обычно сваривают в том виде, в котором они были отлиты, но иногда дефекты не обнаруживаются до завершения термообработки, поэтому их сваривают в состоянии T6 или T7. В сплавах серии 200 или для отливок, требующих серьезного ремонта, рекомендуется отливки из закаленных сплавов Т6 или Т7 перед сваркой отжигать во избежание растрескивания.
  • Используйте сварочный пруток, соответствующий химическому составу отливки, или утвержденный заменитель.Контроль химического состава при сварке так же важен, как и при плавке перед отливкой. Использование прутка общего назначения для всех систем сплавов приведет к снижению механических свойств и цветовому несовпадению, даже если сварка может быть «проще».
  • После сварки сварной шов необходимо обработать по контуру детали. Распространенная жалоба клиентов на сварные отливки заключается в том, что сварной шов не очищен или имеется разница в цвете. Если при случайном взгляде заметен ремонт сварного шва, значит, ремонт был произведен некорректно.
  • Термическая обработка после сварки. Даже если хороший сварной шов будет иметь небольшую пористость и мелкую структуру, механические свойства не будут соблюдены, если отремонтированная отливка не будет подвергнута термообработке в соответствии со спецификациями. Термическая обработка также устранит остаточное напряжение, которое могло быть вызвано процессом сварки.

Исследование свойств отремонтированных отливок
В одном из ранних исследований эффективности ремонтной сварки алюминиевых отливок сообщалось, что отливки из материалов A357-T6 и A201-T7 были сварены на глубину 50% стены. были повторно термически обработаны и испытаны на усталость с надрезом, вязкость разрушения и свойства при растяжении.По сравнению со свойствами основного материала свойства растяжения сварного материала как A357-T6, так и A201-T7 были очень схожими, а усталостная прочность с надрезом и вязкость разрушения сварного материала A201-T7 были лучше, чем у исходного материала. Усталостные свойства сварного материала A357-T6 показали небольшое ухудшение по сравнению с характеристиками основного материала после 500000 циклов, а характеристики вязкости разрушения сварного материала A357-T6 были аналогичны ударной вязкости основного материала.

Недавняя работа показала, что надлежащим образом выполненная доработка сварного шва практически не повлияла на статические и динамические свойства растяжения отливок E357-T6 в песчаные формы. Эта работа была выполнена с использованием литого листа в песчаной форме с механической обработкой дефекта для дублирования полного или полусварного ремонта. Рисунок 1 иллюстрирует эту концепцию, а таблица 1 показывает сводные данные о растяжении.

Данные по усталости для трех типов образцов (рис. 2) очень похожи друг на друга. Однако регрессия предполагает, что литые (без сварного шва) образцы немного лучше (более длительный срок службы) при высоких уровнях напряжения, полный сварной шов и образцы без сварного шва имеют примерно одинаковый срок службы при низких уровнях напряжения, а образцы полусварного шва продемонстрировали наибольшую усталость. жизнь при низком уровне стресса.Это предполагает либо различие в микроструктуре, геометрии любых имеющихся пор, либо количество пор, присутствующих в исходной литой структуре металла в зоне сварного шва.

Рекомендации
С технической точки зрения детали, подвергшиеся доработке в процессе сварки, могут соответствовать требованиям аэрокосмической, военной и коммерческой структурных спецификаций при надлежащей переработке.

Литейным предприятиям следует по возможности свести к минимуму сварку отливок, так как это дорого.

Конечные пользователи не должны запрещать сварку отливок, но должны попросить литейный завод продемонстрировать способность соответствовать металлургическим спецификациям чертежа.

Литейные заводы должны гарантировать, что весь персонал, который сваривает отливки, способен выполнять требования к деталям и иметь соответствующую подготовку для того, чтобы делать это постоянно.

Эта статья представляет собой адаптацию статьи 19-014, представленной на Конгрессе по литью металлов в Атланте в 2019 году.

Нажмите здесь , чтобы увидеть эту историю в том виде, в котором она представлена ​​в январском выпуске журнала Modern Casting за 2020 год.

.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *