Алюминий и его сплавы можно сваривать многими способами дуговой сварки: покрытыми электродами, плавящимся и неплавящимся электродами в среде инертных газов, под слоем флюса, электрошлаковой сваркой.
Большую популярность в настоящее время приобрела сварка в инертных газах. В среде инертных газов сварку выполняют неплавящимся (вольфрамовым) и плавящимся электродами. Различают вольфрамовые электроды лантанированые, иттрированные, торириванные. Инертные газы: аргон 1-го и 2-го сортов, гелий повышенной чистоты и смеси аргона с гелием. Сварка алюминиевых сплавов вольфрамовым электродом 2-6 мм целесообразна для металла толщиной до 12 мм. Присадочный металл выбирают в зависимости от марки сплава: для технического алюминия - АО, АД или АК, для сплавов типа АМг - проволоки той же марки, но с увеличенным (на 1-1,5%) содержанием магния для компенсации его угара. Диаметр присадочной поволоки 2-5 мм.
Ручную аргонодуговую сварку вольфрамовым электродом ведут на переменном токе на установках типа УДГ-ЗОО, УДГ-ЗОО при расходе аргона 6-15 л/мин. Сварку можно выполнять не только в аргоне, но и в гелии, при расходе гелия в 1,8-2,2 раза выше, чем аргона. Режимы сварки приведены в таблице.
При толщине листов до З мм сварку можно вести за один проход на подкладке, металл толщиной 4-6 мм можно сваривать без скоса кромок за два прохода с двух сторон. При толщине металла свыше 6 мм необходима V-образная разделка и увеличение числа проходов до четырех (б=8-15 мм). Возможна также Х-образная разделка. Протяженные швы выполняются автоматической сваркой.
Производительность сварки вольфрамовым электродом можно повысить в 3-5 раз, если использовать трехфазную дугу, что повышает мощность источника и позволяет за один проход на подкладке сваривать металл толщиной до 30 мм. Совокупность трех дуг: двух зависимых (горящих между вольфрамовыми электродами) позволяет нагревать металл непрерывно, так как постоянно существует одна из разновидностей дуг.
Сварка плавящимся электродом возможна в чистом аргоне либо в смеси аргона и гелия (до 70% Не) на постоянном токе обратной полярности проволокой диаметром 1,5-2‚5 мм. Разделка кромок V-образная и Х-образная с углом разделки 70-90° либо рюмкообразная, притупление 6 мм. Такое раскрытие кромок необходимо для размещения в разделке наконечника горелки.
Скорость сварки определяется сечением шва и может достигать 30-40 м/ч. Скорость подачи проволоки до 400 м/ч. При использовании газовой смеси из 30% Ar и 70% Не удается за один проход (на подкладке) сварить металл толщиной до 16 мм, за два прохода – 30 мм, так как при этом составе смеси увеличивается и ширина, и глубина провара. В этом случае форма шва приобретает более благоприятную форму.
Механизированная сварка плавящимся электродом может быть выполнена с использованием фторидно-хлоридных флюсов марок АН-А1 и АН-А4. Флюс марки АН-А1 используется для сварки технического алюминия, флюс марки АН - A4, не содержащий NaCl, - для алюминиево-магниевых сплавов. Для сплавов этого типа наличие хлорида натрия во флюсе недопустимо, так как за счет магния и алюминия из флюса восстанавливается натрий - он попадает в шов, в результате в металле возникает пористость и снижается пластичность.
Механизированную сварку листов ведут по слою флюса, так как даже нерасплавленный флюс обладает большой электропроводностью, шунтирует дугу и нарушает стабильность процесса. Толщина и ширина слоя насыпаемого флюса зависит от толщины свариваемого металла (обычно 10-16 мм). С обратной стороны шва для предотвращения протеков жидкого металла необходима стальная формирующая подкладка.
Сварка толстолистового алюминия плавящимся электродом
Ручную дуговую сварку покрытыми электродами применяют при толщине металла свыше 4 мм, сварку ведут на постоянном токе обратной полярности, как правило, без поперечных колебаний. При сварке технически чистого алюминия и сплавов АМг следует применять проволоку с повышенным содержанием магния (1,5-2%) для компенсации его угара при сварке. Основу покрытия электродов составляет криолит, хлористые и фтористые соли натрия и калия.
При сварке алюминиевых сплавов имеются достаточно значительные выбросы оксида алюминия и магния а так же других элементов. Данные вещества являются очень опасными. Особенно тяжелые отравления алюминием наблюдались у рабочих в самолетостроении. Для минимизации вредного воздействия алюминия необходимо использовать сварочные маски с поддувом.