Автоматическая сварка по флюсу

При производстве сосудов из алюминия и алюминиевомарганцевого сплава АМц автоматическую сварку производят не под флюсом, а при наличии тонкого дозированного слоя флюса впереди дуги, который, не закрывая дугу, обеспечивает достаточно надежную защиту сварочной ванны и удаление окисной пленки. Поэтому данный способ получил название сварка по флюсу или сварка полуоткрытой дугой. Выделяющиеся газы и пары металла изолируют дуговой промежуток от проникновения воздуха.

Необходимость такой технологии обусловлена тем, что флюсы для сварки алюминия обладают высокой электропроводностью. В расплавленном состоянии они легко шунтируют дугу, что нарушает устойчивость ее горения. При тонком слое флюса это явление исключается. При сварке алюминия под флюсом путем применения очень короткой дуги или менее электропроводных шлаков не удается обеспечить высокого качества формирования и физико-химических свойств металла шва.

Для сварки алюминия и его сплавов (не содержащих магния) применяют флюс АН-А1 (см. § 7-4) и электродные проволоки, химический состав которых приведен в § 7-1. Основные преимущества сварки по флюсу — большая производительность, незначительная деформация конструкции и высокая экономичность по сравнению с другими способами сварки алюминия. Основной недостаток — необходимость удаления шлака после сварки. Вследствие этого сваркой по флюсу выполняют преимущественно стыковые швы, где удаление шлака встречает меньше затруднений.

Автоматическую сварку по флюсу применяют для металла толщиной 10—35 мм. Возможна сварка одной и двумя проволоками, чаще — сдвоенной электродной проволокой, обеспечивающей более высокую стойкость металла шва против образования пор. Кроме прямых электродов используют также зигзагообразные. Односторонние швы во избежание вытекания сварочной ванны сваривают на временной стальной подкладке. Двусторонние швы при всех условиях сваривают на подкладке. Сварку ведут постоянным током обратной полярности без предварительного подогрева металла. Расход флюса составляет 15—20% по отношению к расходу проволоки. Полный провар кромок при сварке алюминия достигается при токе, примерно в 3 раза меньшем, чем при сварке стали, что связано в основном с меньшей плотностью алюминия.

Аппаратура для автоматической сварки алюминия по флюсу отличается от аналогичной аппаратуры, используемой при сварке стали, наличием водоохлаждаемого мундштука, дозатора флюса и некоторыми другими особенностями.

Электрошлаковая сварка. Электрошлаковая сварка алюминия длительное время не удавалась. Это было обусловлено низкой температурой кристаллизации алюминия, что вынуждает применять легкоплавкие, обычно весьма электропроводные шлаки. Выделение теплоты в сварочной ванне при этом ниже, чем при сварке стали. Применяемые при дуговой сварке флюсы, состоящие из смесей фтористых и хлористых солей щелочных и щелочноземельных металлов, легко вскипают с образованием летучих соединений, что вынуждает сваривать при низких напряжениях процесса. В результате этого также снижается количество выделяющейся в шлаковой ванне теплоты. Все эти затруднения были в свое время преодолены и получена возможность сваривать металл принципиально любой толщины за один проход.

Практически электрошлаковым способом сваривают металл толщиной 50—200 мм. Скорость сварки независимо от толщины металла составляет 6-^8 м/ч. Производительность по наплавленному металлу, например при сварке алюминия толщиной 100 мм, составляет не менее 50 кг/ч. Это в 10—20 раз превышает соответствующие показатели при дуговой сварке в несколько проходов.

При электрошлаковой сварке, несмотря на сравнительно большие размеры ванны и малую скорость кристаллизации, имеются благоприятные металлургические факторы, способствующие получению высококачественных сварных соединений, — направление кристаллизации снизу вверх, электрошлаковое рафинирование металла шва и др. Электрошлаковым способом сваривают массивные заготовки прямоугольного и криволинейного сечения, фасонные пресспрофили, пакеты тонких пластин и пр. (рис. 11-5).

Для электрошлаковой сварки алюминия и различных его сплавов разработаны флюсы АН-А301, АН-А302 и АН-А304, обеспечивающие качественную сварку изделий без тщательной подготовки поверхности соединяемых кромок. Расход флюса составляет ориентировочно 10% массы присадочного металла.

Сварку выполняют переменным током аппаратами А-550М и А-1304 с применением, соответственно, пластинчатых или комбинированных электродов. Последние представляют собой неподвижный плавящийся мундштук (пластину с отверстиями), по которому в сварочную зону подается несколько проволок или лента. Пластинчатыми электродами сваривают заготовки шинопроводов и другие изделия толщиной 50—150 мм при длине швов до 600 мм. Сварку плавящимся мундштуком применяют для соединения металла толщиной до 250 мм большой протяженности. При этом есть возможность получать криволинейные швы и швы на изделиях с возрастающей толщиной свариваемых кромок длиной до 1000 мм. В качестве источника сварочного тока используют трансформаторы ТШС-3000-1 и ТШС-10000-1.

Швы, полученные при электрошлаковой сварке, характеризуются плотной структурой и достаточно высокими механическими свойствами. Коэффициент прочности швов на алюминии равен 1, на сплаве АМц 0,9—0,95, на сплаве АМгб 0,8—0,9.

Электрошлаковую сварку целесообразно применять для соединения алюминия и его сплавов толщиной более 40—50 мм. Экономический эффект в среднем составляет более 50% затрат, идущих на многослойную дуговую сварку. С увеличением толщины свариваемых изделий, как и при свирке других металлов, технико-экономическая эффективность данного процесса возрастает.

Сварка в инертных газах. Алюминий и его сплавы сваривают неплавящимся вольфрамовым электродом или плавящимся электродом. Сварку вольфрамовым электродом в зависимости от конструкции соединения ведут с присадочной проволокой либо без нее. Состав электродной или присадочной проволоки близок к составу свариваемого металла. В качестве защитного газа применяют аргон марок А и Б, смесь аргона и гелия и гелий повышенной чистоты, содержащий не менее 99,8% основного газа. В Советском Союзе в большем объеме применяется аргон. Защита гелием или смесью его с аргоном используется при автоматической сварке.