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 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

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

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.

^{* 1} Зависит от состава и последующих этапов обработки

* 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

^{* 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.

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.