Чертежи анализа свариваемости алюминия

Перечень чертежей:

1. Чертеж анализа свойств алюминия, влияющие на его свариваемость А1:

• Высокая теплопроизводность затрудняет локальное расплавление металла и способствует быстрому затвердеванию, ухудшая дегазацию.
• Наличие тугоплавкой пленки: t Al 658С; t AlО 2050С.
• Высокая склонность к порообразованию вследствие резкого снижения растворимости газов Н при t Al.
• Столбчатая структура металла шва; ликвация примесей, приводящая к образованию пор по границам зерен и кристаллизационных трещин.
• Высокий коэффициент линейного расширения (в 2 раза больше, чем у стали), высокая теплопроводность способствуют сварочным деформациям.

2. Свариваемость алюминия и его сплавов А1 со схемой катодного распыления при аргонно-дуговой сварке W или плавящимися электродами
3. Чертеж способов свариваемости алюминия А1:

• Ручная дуговая сварка.

Плюсы: Любое пространственное положение. Низкая стоимость оборудования.

Минусы: Низкая производительность, низкие механические свойства, зависимость качества сварки от квалификации сварщика, невозможность

регулирования глубины проплавления.

Аргонодуговая сварка плавящимся электродом.

• Достоинства: Хорошее перемешивание сварочной ванны, высокая

производительность, возможность наблюдения за дугой.

Недостатки: Использование сложного дополнительного оборудования,

аргон - дорогостоящий газ, механические свойства ниже, чем

при сварке аргонодуговой неплавящимся электродом.

• Аргонодуговая сварка неплавящимся электродом.

Сильные стороны: Высокая защита от окружающей среды, высокая производительность, получение сварных швов с высоким качеством, можно сваривать в различных пространственных положениях.

Слабые стороны: Особые требования к технике сварки, аргон - дорогостоящий газ, необходимость борьбы с постоянной составляющей тока, размеры сварочной ванны должны быть минимальными.

4. Исследовательская часть А1 с микроструктурой в зоне сплавления и оклошовной зоны

Дополнительные материалы: Пояснительная записка на 27 стр.

В пояснительной записке рассмотрена свариваемость сплавов на основе алюминия. Под свариваемостью понимают совокупность свойств, определяющих возможность получения сварных соединений определенного качества при данном способе сварки.

Приведены группы сплава алюминия:

1. алюминий;
2. двойные сплавы с примесью магния и марганца;
3. тройные сплавы;
4. тройные сплавы с примесью меди;
5. сложного легирования;
6. литейные сплавы.

Рассмотрены основные свойства алюминия, составлена сводная таблица.

Проведен анализ способов ремонтной сварки. Ручная дуговая сварка покрытыми электродами выполняется  для изделий из технического алюминия, алюминиево-марганцевых и алюминиево-магниевых (с содержанием магния до 5 %) сплавов, силуминов при толщине металла более 4 мм. Можно сваривать металл толщиной до 20 мм без разделки кромок, но рекомендуется производить разделку с толщин 10 мм. Сварка производится постоянным током обратной полярности. Для ручной сварки алюминия   необходим   подогрев  (для  металла  средних толщин  —  до   250-300 °С, для больших толщин — до 400 °С), который позволяет получать требуемое проплавление при умеренных сварочных токах. При сварке крупногабаритных конструкций часто используют пред­варительный подогрев лишь отдельных участков. Состав прутка и обмазки выбирается в зависимости от состава свариваемого металла, требований, предъявляемых к швам, условий стабильного горения дуги и т.д.

В процессе сварки расплавленное покрытие в виде шлака всплывает над жидким металлом сварочной ванны, защищая ее от воздуха. При взаимодействии металла шва со шлаком протекают обменные реакции, в результате которых элементы обмазки могут переходить в шов, а вредные примеси удаляться из шва.

Сварка плавящимся электродом — экономичный способ сварки алюминия и его сплавов толщиной более 4 мм. Надежное разрушение пленки оксидов при таком способе автоматической и полуавтоматиче­ской сварки в аргоне достигается лишь при питании дуги постоянным током обратной полярности. Механизм уда­ления оксидной пленки в этом случае заключается в разрушении и распылении ее тяжелыми положительными ионами, бомбардирующими катод (используется так называемый эффект катодного распыления). При использовании постоянного тока прямой полярности количество расплавляемого электродного металла увеличивается на 25…30%, но резко снижается стабильность дуги, и повышаются потери металла на разбрызгивание. Применение переменного тока невозможно из-за нестабильного горения дуги.

Сварка неплавящимся электродом целесообразна для алюминия и его сплавов толщиной до 12 мм. Ручную сварку вольфрамовым электродом металла толщиной до 10 мм выполняют без предварительного подогрева; при толщине более 10 мм требуется предварительный подогрев кромок газовым пламенем до температуры 200—250 °С.  

Электрическая дуга горит между изделием и неплавящимся вольфрамовым электродом. Присадочный металл вводят в сварочную ванну по необходимости независимо от сварочного тока.

На основании анализа литературных данных можно сделать вывод, что для ремонтных работ лучше применять дуговую сварку.

Осуществлен выбор сварочных материалов. Подобрана присадочная проволока марки Св-АК5.

В качестве защитных газов при сварке применяются инертные и активные газы и смесь инертных и активных газов. Аргон содержится в сравнительно небольшом количестве в атмосферном воздухе и в подземных газах. Аргон тяжелее воз­духа, чем обеспечивается хорошая защита сварочной ванны.

В качестве неплавящихся электродов для аргонодуговой сварки используют вольфрамовые электроды. Лучшие результаты при сварке дает применение электродов не из чистого вольфрама, а электродов с активирующими добавками.

Для защиты расплавленного металла сварочной ванны и проволоки при сварке  алюминия  и  его  сплавов  применяют  аргон  высшего   сорта  по  ГОСТ 10157—79.

В программе: Компас 3D v