Сварка алюминия

Технологическая свариваемость алюиниевых сплавов определяется физико-химическими свойствами алюминия, являющегося основой сплава, физико-химическими свойствами основных легирующих элементов, модификаторов и постоянных примесей, таких как: железа, кремния, водорода, содержание которых зависит от системы легирования сплава.
Эксплуатационные свойства конструкций из алюминиевых сплавов, особенно средней и высокой прочности, определяются развитием структурной и механической неоднородности в металле различных участков сварного соединения в результате воздействия термодеформационного сварочного цикла.
Тугоплавкие окисные пленки, образующиеся практически мгновенно на поверхности металла, создают одно из основных затруднений при сварке алшиния и его сплавов. Например, при сварке технического алюминия на поверхности деталей после химической обработки мгновенно образуется окисная пленка, имеющая предел прочности 20 МПа.
В зависимости от состава алюминиевых сплавов может изменяться и состав окисных пленок в том случае, если легирующий элемент имеет сопоставимое с алюминием сходство с кислородом, либо является более поверхностно активным, чем алюминий. К таким элементам относятся магний, цирконий, титан и бериллий. Из перечисленных элементов наиболее существенное влияние оказывает магний. При содержании магния в сплаве свыше 1,5% окисная пленка состоит практически из чистого магнезита. Введение малых добавок поверхностно активного бериллия в состав алюминия значительно снижает окисление магния, так как образуется в поверхностном слое окисной пленки.
При всех способах сварки плавлением алюминиевых сплавов необходима предварительная обработка поверхностей деталей и электродной проволоки, обычно щелочная. Необходимо также ограничивать время (обычно не более суток) от химической обработки до выполнения сварки подготовленных деталей.
В процессе сварки алюминиевых сплавов решающее влияние на формирование и свойства металла шва оказывают эффективность защиты расплавленного металла. Эта задача решается путем реализации электротермического эффекта, в частности, катодного распыления окисной пленки при электродуговой и плазменной сварке в среде инертных газов на постоянном токе обратной полярности либо переменном токе, за счет высокой концентрации ввода термической энергии при геллево-дуговой сварке на постоянном токе прямой полярности.
Достаточно широкое применение нашел комбинированный способ разрушения окисных пленок за счет активных флюсов, построенных на базе хлористых и фтористых соединений щелочных и щелочно-земельных металлов, с реализацией катодного распыления, например, при автоматической сварке по слою флюса или при электрошлаковой сварке.