Електрическата дъгова заварка на алуминий и неговите сплави е изпълнена със значителни трудности, това е особено вярно, когато има нужда от заваряване на алуминий и мед, алуминий и месинг. Основните трудности са физичните и химичните свойства на тези материали. Контактното заваряване на алуминий, както и контактното заваряване на този метал и медни сплави премахва някои от проблемите и е по-технологичен процес, ако е необходимо, за да се установи масово производство.
Алуминиева заваръчна схема.
Подготовка на повърхността
Ключов момент при производството на постоянни алуминиеви фуги е подготовката на заваръчните повърхности преди работа. Сивият цвят на алуминия се дължи на наличието на плътен оксиден филм на повърхността му. Точката на топене надвишава 2000 ° C, а алуминият се топи при температура само 657 °. Още при 1800 ° алуминиеви кипи. Следователно, трудно е да се премахнат оксидите чрез изгаряне.
Химични свойства на алуминия.
В допълнение, оксидният филм на повърхността на алуминия е химически неутрален. Разтворът на сода каустик помага за омекотяване на оксидите, все още можете да използвате бензин. Самото такова третиране може да доведе до корозия на алуминия, така че разтворителите се измиват обилно с много вода.
Вместо или в допълнение към химическата обработка се използва механично отстраняване на оксиди. С малка дължина на заварените повърхности го направете с четка върху метала. За да премахнете филма на голяма площ, използвайте електроинструменти с дюзи. За трудна работа и за повторяемост на резултатите използвайте скрепер.
Оксидният филм на повърхността на алуминия се възстановява сравнително бързо, така че отстраняването му се извършва най-добре непосредствено преди процеса на заваряване. Времето между почистването и заваряването не трябва да надвишава 10 часа.
Технология на заваряване
Само заготовки с относително малка дебелина са подложени на контактно свързване. При дебелина на частите по-голяма от 8 мм това вече е нерационално. Колкото по-голяма е дебелината на детайлите, толкова по-голяма е здравината на тока, необходима за висококачествено загряване на метала в контактната зона. Тъй като дори при много малка дебелина на заготовките, заваръчният ток се измерва в хиляди ампера, тогава за масивните продукти токът може да бъде стотици хиляди ампера. Това създава проблеми с охлаждането на електродите. Необходимите сили на натиск на работните тела на инструмента също нарастват.
Алуминиева машина за точково заваряване.
Във всеки от тези видове термомеханични процеси на заваряване, приближаването на атомите на кристалната решетка се извършва с помощта на налягане по време на нагряване на контактната зона с помощта на електрически ток, преминаващ през него.
Алуминият е добър проводник на ток. Най-голямото съпротивление на токовия поток и свързаното с него отопление се създават точно на мястото на свързване на свързаните повърхности. Повърхностите на частите, затоплени до пластмасово състояние, се компресират. В резултат на високата температура материалът в контактната зона се разтопява и се образува заваръчно зърно.
Видовете съпротивителни заварки се различават по метода на прилагане на натискната сила и геометрията на шва. При шевната заварка повърхностите се захващат между две ролки, през които преминава променлив заваръчен ток. Токозахранването може да бъде дискретно или непрекъснато. Следователно самият шев може да бъде непрекъснат, херметичен, периодичен и дори прецизен. Така че свържете краищата на тръбите с голямо напречно сечение, листови материали. Дебелината на заготовките в този случай не надвишава 3 mm. Ролковите електроди обикновено са направени от мед. Заваряването на алуминиев шев изисква много мощни източници на енергия с прекъсвачи на йонния тип.
Уплътнителната заварка е подходяща за свързване на краищата на прътите, профилите, тръбите с малък диаметър. Заготовките се захващат в държачите, към тях се прилага заваръчен ток и едновременно аксиална сила. В същото време от голямо значение е цялостната подготовка на повърхностите: почистване, осигуряване на успоредни ръбове и комбиниране на осите на детайлите. Величината на заваръчния ток достига 15 kA на квадратен сантиметър от областта на краищата на детайлите.
Най-често срещаните при свързването на листови заготовки се получават точкова заварка на алуминий. Поради ниското електрическо съпротивление на алуминия, нагряването и топенето на метала се случват много бързо. Продължителността на излагане на една точка отнема само около 0, 005 секунди или по-малко. Това изисква бърз подход на ръбовете на инструмента. В противен случай компресията няма да върви в крак с топенето на метала. Висока скорост на разреждане се постига чрез използване на кондензатори в захранващата верига.
При този вид заваряване електродите са изработени и от мед. Медът и някои от неговите сплави имат висока твърдост и отлична електропроводимост. Добре е за такива цели сплав EV. Когато се извършва точково заваряване с медни електроди, медът на контактните електроди и алуминият на заготовката могат да бъдат заварени. След това трябва да почистите краищата на електродите с отстраняването на повърхностния слой на метала.
Биметални съединения
Размери на спот заварени съединения.
При точковото заваряване на алуминиеви заготовки заваряването на мед с алуминий е нежелано явление, но понякога е необходимо да се получи постоянна връзка на два метала. Особено често това е необходимо, за да се осигури надежден електрически контакт във връзката. Със свалящи се фуги изолационен оксиден филм увеличава съпротивлението в точката на контакт.
Електрическата дъгова заварка на мед и алуминий е свързана с някои трудности. Точките на топене на тези вещества са различни. С голяма зона на топене на алуминий медът все още остава в кристално състояние. Тези метали са взаимно разтворени. Поради по-ранното топене на алуминия, шевът се образува от разтвор на мед в алуминий. При високи концентрации на мед разтворът става крехък.
Ако е трудно да се намери алтернатива на електрическата дъгова заварка в строителни условия, тогава във фабриката, свързването на тези метали се извършва по-често, като се използват същите методи за контакт, както при свързването на алуминиеви заготовки. При контактно заваряване е възможно да се осигури минимално взаимно проникване на метали и да се предотврати хрущенето на съединението. Добри резултати се получават при използване на ниски температури в комбинация с кратко време на експозиция.
Облицовката, т.е. покритието от алуминиеви листове с чиста мед, се отнася до студеното заваряване на тези метали. Връзката се получава чрез валцоване с припокриване до 70%. Така на алуминиевата заготовка се навива слой мед от 0, 8 мм.
За да се получи покривен слой с дебелина до 2, 5 mm, се използва горещо валцоване с нагряване до 450 ° С. Операцията се извършва на два етапа, за да се намали окисляването на медни обвиващи листове.