2. Сварка алюминия и его сплавов со сталью

Аргонодуговая сварка.Этим методом возможно получение всех основных типов сварных соединений. Подготовка стальной детали под сварку предусматривает для стыкового соединения двусторонний скос кромок под углом 70° к вертикали, так как при таком угле скоса проч­ность соединения достигает максимальной величины. Свариваемые кромки тщательно очищают (механической обработкой; пескоструем; химическим травлением; дробеструйной обработкой, которая нежела­тельна, так как на поверхности металла остаются окисные включения) и подают на операцию, связанную с нанесением покрытия (поверхност­ного слоя).

Для углеродистых и низколегированных сталей наиболее деше­вым способом нанесения покрытия является цинкование (гальваниче­ское или горячее). До цинкования детали промывают, сушат, травят в растворе кислоты с последующей промывкой и сушкой. При горячем цинковании деталь перед опусканием в цинковую ванну (t=470-520 °С) флюсуют. Простейший флюс состоит из двух компонентов: 50 %KF + 50 %KCl. При гальваническом нанесении покрытия слой цинка должен быть 30-40 мк, при горячем цинковании 60-90 мк.

Для аустенитных сталей (1Х18Н9Т и т.п.) алитирование можно производить после механической очистки без применения флюса в ван­не с t=750—800 °С в течение 1-5 минут. При алитировании конструкци­онных сталей после очистки поверхности перед алитированием обяза­тельно флюсование детали в насыщенном водном растворе флюса (50 %KF + 50 %KCl).

Сварка производится с использованием стандартных установок УДАР-300, УДАР-500, ТИР-315, УДГ-501 и др., лантанированных вольфрамовых электродов 02—5 мм и аргона высшего или первого сор­тов. Особенностью сварки алюминия со сталью в сравнении с обычным процессом аргонодуговой сварки алюминиевых сплавов является рас­положение дуги, которое должно в начале сварки первого прохода удерживаться на присадочном прутке, а в процессе сварки последую­щих проходов — на присадочном прутке и образующемся валике; этим предупреждается преждевременное выгорание покрытия. При сварке в зависимости от типа соединения необходимо соблюдать последователь­ность наложения валиков шва (рис. 8.1). Величина сварочного тока за­висит от толщины свариваемого металла. При толщине до 3 мм свароч­ный ток должен быть 110—130 А, при толщине 6—8 мм — 130—160 А, при толщине 9—10 мм — 180—250 А. В качестве присадочного материала применяется проволока АД-1 (чистый алюминий с небольшой присад­кой кремния, благоприятно влияющего на формирование диффузионной прослойки стабильного качества) или проволока из сплава АК-5. АМг-6 применять не следует, так как эта проволока дает меньшую прочность сварного соединения. Важное значение имеет правильный выбор скоро­сти сварки, так как она определяет время взаимодействия жидкого алю­миния со сталью, т.е. толщину и стабильность соединительного диффу­зионного слоя.

а

Рис. 8.1. Техника аргонодуговой сварки алюминия со сталью (последовательность наложения валиков): а - при наплаве; б, в - при сварке

Сварку стали с алюминием можно выполнять с применением ком­бинированных покрытий: Си^п и М^п. В первом случае на сталь на­носят слой цинка 30-40 мк. Во втором случае сначала наносят слой ни­келя толщиной 5-6 мк, затем слой цинка 30-40 мк. Режим аргонодуго­вой сварки образцов толщиной 3 мм: 1=80-120 А, У_св=12 м/час, приса­дочный пруток 03 мм марки АД-1, расход аргона - 6-8 л/мин.

Предел прочности соединения сталь + алюминий при цинковом

2 2 покрытии 10-18 кг/мм , при медно-цинковом- 18,7 кг/мм , при никель-

цинковом-20,3 кг/мм².

Может быть применена холодная сварка давлением (прочность 8­22 10 кг/мм ), сварка трением (9-13 кг/мм ), контактная точечная сварка

22 (на срез - 7-7,5 кг/мм ), диффузионная сварка (9 кг/мм ), сварка взры­вом (т=7,2 кг/мм²).