Аргонная сварка алюминия: какие бывают сложности

Вопрос о наиболее доступных способах сварки изделий из алюминия в чистом виде и различных его сплавов достаточно актуален в связи с широким их применением. Одной из распространенных технологий считается аргонная сварка алюминия. Обычно сваривают деформируемые нетермоупрочняемые сплавы алюминия, к которым относится технический алюминий (марок АД, АД1), сплавы на основе алюминия и марганца (АМц), алюминия и магния (АМг). Такие сплавы, преимущественно, относятся к трудносвариваемым. Потому их используют, если для конструкции возможна термообработка.

Оксид алюминия образует тугоплавкую пленку на поверхности детали (Тпл Al₂O₃ = 2050°С), имеющую большую плотность, чем у самого металла. При разрушении оксидной пленки ее частицы загрязняют сварную ванну, усложняя соединение кромок. Поэтому аргонная сварка алюминия предпочтительна после механического удаления оксида или травления основного и присадочного металла. Дополнительные сложности вызывает и значительная разница между температурами плавления Al (Тпл = 660°С) и его оксида.

Когда выполняется аргонная сварка алюминия неплавящимся электродом из вольфрама, применяется переменный ток. В этом случае пленка оксида разрушается в полупериодах обратной полярности, когда на электрод приходится 70% выделения тепла дуги, а на изделие – 30% (происходит катодное распыление).

Прочность металла резко понижается на высоких температурах, что может стать причиной разрушения нерасплавленной части кромок под весом сварной ванны. Повышенная текучесть расплава Al увеличивает вероятность его вытекания из корня сварного шва. Чтобы предотвратить прожоги и провалы шва, если выполняется аргонная сварка, технология может предусматривать использование формирующих керамических (графитовых, стальных) подкладок. Так поступают, сваривая однослойный металл или начальные слои многопроходного шва.

Повышенную склонность сплавов алюминия к короблению можно преодолеть, проводя сварку на оптимальных температурных режимах и прогревая соединяемые детали. Возникновение водородной пористости шва, особенно заметной в сплавах с магнием, уменьшают при помощи подогрева до Т = 150-250°С перед началом и во время сваривания, а также путем тщательной очистки кромок и сварной проволоки. Чтобы не появились горячие трещины, швы не следует располагать близко друг к другу. Допускается также добавление специальных улучшающих модификаторов в металл.

Аргонная сварка алюминия предполагает использование защитной газовой среды из инертного газа аргона, вытесняющего воздух атмосферы от сварной ванны и плазменной дуги. Применяется может Ar (высший или первый сорт). Другой вариант защиты – гелий, смесь гелия и аргона, но тогда расход защитного газа несколько увеличивается.

Диаметр неплавящегося вольфрамового электрода (кроме чистого, применяют лантанированные или иттрированные) выбирается в зависимости от толщины изделия. В качестве присадочного материала выступает сварочная проволока различных марок, что зависит от состава основного изделия и толщины кромок. Качественная аргонная сварка своими руками может проводиться на переменном токе (установки типа УДГ) с соблюдением необходимых режимов, подбираемых опытным сварщиком. Новичку следует предварительно ознакомиться с литературными источниками, где указаны режимы и нюансы сваривания алюминия.