2.3 Анализ основных материалов

За последние годы создан новый алюминиево-магниевый сплав марки АМг61 с пределом текучести не менее 10кг/мм².

Бак топливный изготовлен из сплава Амг61 ГОСТ 1.92073-82 , который относится к группе термически неупрочняемых деформируемых сплавов. Они характеризуются пластичностью, повышенным сопротивлением коррозии. Установлено, что по сварочным свойствам сплав АМг61 аналогичен алюминиево-магниевым сплавам АМг6 и АМг5В.

Таблица 3 - Химический состав сплава АМг61 ГОСТ 1.92073-82(содержание элементов в процентах)

Марка материала	Si	Fe	Cu	Mn	Mg	Cr	Zn	Ti	Be	Zr	Al
АМг61	0,40	0,40	0,10	0,7-1,1	5,5-6,5	---	0,20	---	0,0001-0,003	0,02-0,12	Остальное

Таблица 4 – Механические свойства сплава АМг61 ГОСТ 1.92073-82

Марка материалы	Предел прочности, кг/мм^2	Предел текучести, кг/мм^2	Относительное удлинение, %	Относительное сужение, %	Ударная вязкость, кгм/см^2	Удельный вес, г/см^3	Коэффициент линейного расширения, 1/°С	Теплоёмкость, ккал/кг̊С
АМг61	34-35	18-22	15-11	18-28	3,0-4,0	2,65	---	---

- "Mg" при содержании 0,53% - увеличивает растворимость водорода в алюминии, способствует образованию окисной плёнки HgO, которая имеет большую толщину, меньшую плотность и большой запас влаги, чем Al2O3, при содержании "Mg" около 5-6% увеличивается стойкость к образованию кристаллизационных трещин.

-"Mn" повышает прочность и мало влияет на пластичность. "Cu" и "Mn" способствуют повышению прочности, но снижают пластические свойства.

-"Ti", " Zn " и " Be " улучшают кристаллическую структуру и снижают склонность к образованию трещин.

-"Si" при сварке сплавов алюминия, содержащих Mg, с применением присадочной проволоки, содержащей Si, в металле шва и особенно в зоне сплавления появляются желеобразные выделения Mg2Si, снижающие пластические свойства сварных соединений.

- Примеси "Fe" и "Cu" снижают коррозионную стойкость алюминиевых сплавов.

- "Zr" способствует получению прочностных свойств сварных соединений, приближающихся к свойствам основного металла. Сплав АМг61, легированный цирконием, менее чувствителен к термическому циклу сварки.

Трудности при сварке:

- Легкая окисляемость. На поверхности сплава образуется тугоплавкая окисная пленка (Т_пл.=2050С), которая препятствует сплавлению частиц металла и загрязняет шов (образует поры). Температура плавления алюминия 658С.

- Высокий коэффициент линейного и теплового расширения, что приводит к деформации.

- Значительная растворимость водорода в расплавленном алюминии и резкое изменение растворимости.

При переходе алюминия из жидкого состояния в твердое в момент кристаллизации при большой скорости охлаждения, обусловленной еще большей теплопроводностью, приводит к образованию пор.

Источник образования водорода – влага, масло, грязь. Они попадают в шов вследствие небрежности и, поэтому при надлежащем внимании сварщика, могут быть удалены.

Причинами возникновения оксидной пленки является химическая активность Al и Mg, и их сплавов. Взаимодействие этих металлов с кислородом приводит к образованию на поверхности металла оксидов. Они образуются, как в сварочной ванне, так и на поверхности капли и препятствует оплавлению частиц металла и загрязняет шов.

Трещины в алюминиевых сплавах бывают продольные и поперечные. Они могут возникать как в наплавленном, так и в основном металле. В последнем случае они обычно расположены около шва, в зоне термического влияния.

Склонность к образованию трещин в шве изменяется в зависимости от содержания "Mg". Если "Mg"=0,53% - могут образоваться трещины, а если "Mg"=57% - склонность к трещинам значительно падает.

Трещины могут образоваться вследствие сварочных напряжений, поэтому нужно правильно подбирать материал и соблюдать технологию сварки.

Сплав АМг61 обладает хорошей свариваемостью, надо лишь следить за чистотой кромок при сварке

2.4 Обоснование выбора сварочных материалов

2.4.1 Сварочная проволока

Рассмотрим две марки сварочной проволоки, химические характеристики которых приведены в табл. 5.

Таблица 5 - Химический состав проволоки

Марка проволоки	Mg,%	Mn,%	Ti,%	Al,%	Fe,%	Si,%
Св - АМг-63	5,8- 6,8	0,8 1,1	0,002 0,12	Ост.	0,4	0,4
Св - АМг-61	5,5- 6,5	0,5 0,8	0,15 0,35	Ост.	0,05	0,05

Выбрать проволоку марки Св–АМг61, так как она наиболее подходит к сплаву АМг-61 по химическому составу и механическим свойствам.

Таблица 6 - Механические свойства проволоки Св-АМг61

в (МПа/мм^2)	т (МПа/мм^2)	, %
34  35	18 22	11  15

Проволока поставляется по ГОСТ 7871-75. Перед сваркой проволока должна пройти такую же обработку, как и основной металл.

Сварочную проволоку взять диаметром 3 мм.

2.4.2 Инертный газ.

В качестве инертного газа взять аргон I сорта, чтобы обеспечить дешевизну в изготовлении конструкции и обеспечить лучшую защиту шва.

Гелий, в отличие от аргона, стоит дороже и очень быстро расходуется, так как он легче воздуха и постоянно поднимается вверх. Аргон тяжелее воздуха и обеспечивает более качественную защиту.

Аргон поставляется по ГОСТ 10157-79. Инертный газ предотвращает выгорание легирующих элементов.

2.4.3 Выбор вольфрамового электрода

Для сварки неплавящимся электродом можно применять такие электроды как ЭВЧ (WP) соответствующего ГОСТ 23949 – 80 из чистого вольфрама.

Чисто вольфрамовый электрод с содержанием вольфрама не менее 99,5%.

Электроды обеспечивают хорошую устойчивость дуги при сварке на переменном токе, сбалансированном или не сбалансированном с непрерывной высокочастотной стабилизацией (с осциллятором).

Рисунок 3 – Вольфрамовые электроды ЭВЧ (WP)

2.5 Расчет режимов сварки

Расчет режимов сварки производится на компьюторе по программе НПК. Выбор режима деталей зависит от толщины свариваемых деталей и других факторов.

Таблица 7 – Режимы автоматической сварки в среде аргона неплавящимся электродом для соединения С2 ГОСТ 14806-80 S=3мм (Шов №1)

Толщина, мм	I св, А	Uд В	Vп.п.,м/ч	Dвольфрама,мм	Vсв, м/ч	пров, мм	Расход газа, л/мин
3	110-130	15-20	36-46	3	17-27	3	11-13

Таблица 8 - Режим ручной дуговой сварки в среде аргона неплавящимся электродом для соединения Т1 ГОСТ 27580-88 катетом 3 (Шов №2)

Толщина, мм	I св, А	Uд В	Dвольфрама,мм	пров, мм	Расход газа, л/мин
3	90-120	15-20	3	3	9-10

Таблица 9 - Режим ручной дуговой сварки в среде аргона неплавящимся электродом для соединения Т3 ГОСТ 14806-80 катетом 3 (Шов №3)

Толщина, мм	I св, А	Uд В	Dвольфрама,мм	dпров, мм	Расход газа, л/мин
3	90-120	15-20	3	3	9-10

Таблица 10 - Режим автоматической сварки в среде аргона неплавящимся электродом для соединения Н1 ГОСТ 14806-80 катетом 3 (Шов №4)

Толщина, мм	I св, А	Uд В	Vп.п.,м/ч	Dвольфрама,мм	Vсв, м/ч	пров, мм	Расход газа, л/мин
3	110-130	15-20	36-46	3	17-27	3	11-13

Таблица 11 - Режим ручной дуговой сварки в среде аргона неплавящимся электродом для соединения Т1 ГОСТ 14806-80 катетом 3 (Шов №6)

Толщина, мм	I св, А	Uд В	Dвольфрама,мм	dпров, мм	Расход газа, л/мин
3	90-120	15-20	3	3	9-10