Сварка в среде инертных газов
Сварка алюминия в среде инертных газов осуществляется неплавящимся (вольфрамовым) или плавящимся электродами. В качестве инертных газов применяют аргон высшего или первого сорта, гелий повышенной чистоты или смеси аргона с гелием.
Вольфрамовые электроды могут быть иттрированными или лантанированными. Применение вольфрамового электрода диаметром от 2 до 6 мм целесообразно для сварки металла толщиной до 12 мм. Присадочную проволоку диаметром от 2 до 5 мм выбирают в зависимости от марки алюминиевого сплава. Например, для технического алюминия может применяться проволока марки АО, АК или АД, для сплавов типа АМг – проволоки аналогичных марок, но с повышенным количеством магния (на 1–1,5%) для компенсации его угара.
Ручная аргонная сварка вольфрамовым электродом может выполняться на установках переменного тока типа УДГ (УДГ-300, УДГ-500) с расходом аргона от 6 до 15 л/мин. Сварка металла может производиться и в гелии, с расходом гелия в 1,8–2,2 раза больше, чем аргона. При сварке в аргоне напряжение дуги составляет 15–20 В, при сварке в гелии 25–30 В.
Таблица. Рекомендуемые режимы сварки металла вольфрамовым электродом
Толщина металла (мм) |
Диаметр (мм) |
Сила тока (А) |
||
вольфрамового электрода |
присадочной проволоки |
в аргоне |
в гелии |
|
1–2 |
2 |
1–2 |
50–70 |
30–40 |
4–6 |
3 |
2–3 |
100–130 |
60–90 |
4–6 |
4 |
3 |
160–180 |
110–130 |
6–10 |
5 |
3–4 |
220–300 |
160–240 |
11–15 |
6 |
4 |
280–360 |
220–300 |
Сварка алюминиевых листов толщиной до 3 мм может выполняться за один проход на подкладке. Металл толщиной 4–6 мм можно сваривать без скоса кромок за два прохода с двух сторон. Для сварки металла толщиной более 6 мм требуется V-образная разделка и увеличение числа проходов до четырех (для толщины от 8 до 15 мм). Возможна также Х-образная разделка. Протяженные швы выполняются автоматической сваркой.
Для повышения производительности сварки вольфрамовым электродом (в 3–5 раз) может использоваться трехфазная дуга. Более мощный источник нагрева позволяет за один проход на подкладке сваривать алюминий толщиной до 30 мм.
Рисунок. Сварка алюминия трехфазной дугой и вид шва
Металл нагревается непрерывно, поскольку постоянно существует одна из трех совокупных дуг – одной независимой дуги, горящей между вольфрамовыми электродами, и двух зависимых дуг, горящих между изделием и электродами.
Сварка плавящимся электродом выполняется как в чистом аргоне, так и в смеси аргона с гелием (до 70% гелия) проволокой диаметром 1,5–2,5 мм на постоянном токе обратной полярности. Разделка кромок может быть V-образной или X-образной с углом раскрытия 70–90° (для размещения в разделке наконечника горелки), либо рюмкообразной; притупление – 6 мм.
Рисунок. Порядок заполнения разделки при сварке толстолистового металла плавящимся электродом (проволокой) в среде инертных газов
Скорость сварки зависит от сечения шва и может достигать 40 м/ч. Проволока подается со скоростью до 400 м/ч. С применением смеси из 30% аргона и 70% гелия возрастают глубина и ширина провара, что позволяет за один проход на подкладке выполнять сварку металла толщиной до 16 мм, а за два прохода – до 30 мм. Сварной шов в этом случае приобретает более благоприятную форму (см. рисунок ниже).
Рисунок. Формы швов при сварке толстолистового металла плавящимся электродом (проволокой) в среде инертных газов