Способ сварки алюминиевых сплавов

ЮЗ СОИ:ТСКИХЦИЛПИСИЧЕГКСГ 1 УБ ЧИК ОПИ Е ИЗОБРЕТ ститут,М.Са каров ветных конфеЕВЫХ ГОСУДАРСТВЕННЫИ КОМИ 1 ЕПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И 01 КРЬ 1 ИЯПРИ ГКНТ СССР ТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТ(54) СПОСОБ СВАРКИ АЛК)МИНСПЛАВОВ Изобретение относится к сварочному производству, в частности к способам дуговой.сеарки алюминиевых сплавов с использованием флюса,Цель изобретения состоит в повышении качества сварных соединений при сварке на постоянном токе прямой полярности с использованием флюса ТФА,Способ сварки алюминиевых сплавов е среде инертных газов вольфрамовым электродом на постоянном токе прямой полярности осуществляют по слою очищаемого флюса, наносимого до сварки е виде пасты слоем толщиной 0,1-0,3 мм на фронталь- ную поверхность деталей возле соединяемых кромок. Для улучшения формирования корня шва и удаления поверхностных окисных плен из стыка со стороны проплава дополнительно до сварки наносят флюс е виде пасты на тыльную сторону деталей возле соединяемых кромок,., 5 О 1655691511( В 23 К 9/167(57) Изобретение относится к сварочному производству и может быть использовано в различных областях машиностроения. Цель изобретения повышение качества сварных швов Процесс сварки алюминиевых сплавов в среде инертных газов ведут вольфрамовым электродом на постоянном токе прямои полярности. Сварку осуществляют по слою очищающего флюса ТФА, наносимого до сварки слоем толщиной 0,1-0,3 мм на фронтальную поверхность деталей, Такая толщина флюса обеспечивает наиболее высокое качество сварных соединений и отсутствие окисных плен. Высокая проплавляющая способность дуги позволяет сваривать за один проход без разделки кромок детали толщиной до 10 мм, 2 табл,При сварке предлагаемым способом флюс способствует удалению окисной пленки с поверхности деталей, а инертный газ (аргон или гелий) при минимальном расходе обеспечивает защиту вольфрамового электрода и сварочной ванны от окружающей среды и создает условия для стабильного горения дуги. Целесообразнее использовать в качестве инертного газа аргон, который ввиду того, что он тяжелее воздуха, обеспечивает более надежную защиту не только вольфрамового электрода, но и эоны сварки. Кроме того, стоимость аргона значительно ниже стоимости гелия.Стойкость вольфрамового электрода при сварке по предлагаемому способу возрастает более, чем в деа раза, Последнее обусловлено меньшим нагревом электрода при сварке на прямой полярности постоянного тока, Сварочная дуга постоянного тока прямой полярности е среде аргона горитустойчивее, чем в среде гелия, а также значительно более устойчивое, чем в среде аргона на постоянном токе обратной полярностиили на переменном токе.Способ сварки алюминиевых сплавовбыл апробирован в заводских и лабораторных условиях. В качестве источников питания были использованы сварочныевыпрямители серии ВД, ВДУ и ВСВУ, Сваркупроизводили вручную и на автоматах АДСВ -2 и АДСВ. В качестве свариваемых материалов использовали алюминиевые сплавымарок АМг 6, АМг 61, 1201, 1420 толщиной 4 -12 мм. В качестве очищающих флюсов использовали флюсы серии ТФА.Во всех случаях предлагаемый способсварки обеспечивал резкое увеличениепроизводительности процесса, вследствиеувеличения глубины проплавления и уменьшения коэффициента формы шва, Сварныешвы получались качественными без дефектов с повышенными физико-механическимихарактеристиками.В табл. 1 приведены геометрическиепараметры швов, полученные при сваркеалюминиевого сплава Амг 61 толщиной 6мм при различных способах сварки,Данные табл, 1 показывают, что присварке по предлагаемому способу резкоувеличивается проплавляющая способность дуги, Даже при сравнительно малыхтоках наблюдается полное проплавление металла, а при сварочном токе, равным 150 А, всреде аргона шов формируется не только сполным проплавлением, но и заметнымпровисанием, а в среде гелия на том же токепроисходит прожог металла,Оптимальной толщиной слоя флюса,наносимого до сварки на лицевукт поверхность возле соединяемых кромок является 0,2 мм. Такая толщина слоя флюсаобеспечивает наиболее высокое качество сварных соединений алюминиевыхсплавов,В табл, 2 приведены сравнительные данные различных способов сварки,Согласно табл, 2 при толщине слояфлюса менее 0,1 мм возможно понижение. качества сварных соединений из-за попадания в сварные швы окисных плен вследствие ухудшения процесса очисткиповерхности сварочной ванны. При толщине слоя флюса более 0,3 мм наблюдаетсяснижение проплавляющей способности ду 5 ги, Кроме того, при такой толщине слоя флюса возможно появление шлаковыхвключений в металле швов,При сварке на переменном токе в аргоне проплавляющая способность дуги получа 10 ется низкой, а производительность процессарезко падает из-за того, что вольфрамовыйэлектрод уже на малых токах начинает плавиться. На постоянном токе прямой полярности в гелии проплавляющая способность15 дуги хорошая, однако качество сварныхшвов низкое из-за засорения швов окисными пленами,Способ сварки алюминиевых сплавовотличается простотой реализации, так как в20 качестве источника питания можно использовать серийные выпрямители широкогоприменения. Дуга постоянного тока прямойполярности в среде аргона или гелия отличается высокой проплавляющей способно 25 стью, Процесс сварки характеризуетсявысокой производительностью, а сварныесоединения отличаются высоким качеством,так как сварные швы получаются плотнымии прочными, Вследствие высокой проплав 30 ляющей способности дуги становится возможным сваривать за один проход безразделки кромок детали из алюминиевыхсплавов толщиной до 10 мм,Предлагаемый способ может быть ис 35 пользован при сварке других. легких сплавов, в том числе магниевых,Формула изобретенияСпособ сварки алюминиевых сплавов,40 при котором сварку ведут неплавящимсяэлектродом в среде инертных газов с использованием фтористых флюсов, наносимыхна свариваемые кромки, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что. с целью повышения качества45 сварных соединений при сварке на постоянном токе прямой полярности с использованием флюса ТФА - 12 путем устраненияокисных включений, флюс наносят толщиной 0,1-0,3 мм на фронтальную поверх 50 ность,1655694 Источникпитания Реяв сварки Примсчлние Кй)ринащвл,Ь)м Ко э)7 нгпнеитФормыщи аЪюЬ Глубинапроплпнления,Ъ, мм ТЩВ А Расходгаза,л/мин ВЛ 302 2,680,9 2)94 ,93 1,63 3,02 5,75 4,16 1 ЗЯ 1,2 И 6-7 1003,05 4,73 1 55 3-4 100 1,95 И 3,29 И 6,43 120 651 1,23 В И 8,06 150 4,05 0,63 1,2 2,55 14 ВЛ 302 2,94 И ВВ 3-4 100 1,91 И И 6,35 120 И 1,26 640 И 8,08 150 1,2 5,08 0,48 2,44 ВЛ 302 3,69 И И 1,13 4,17 100 2,03 И 2,94 И 5,96 120 150 1,24 5,84 И И 7,26 Рол и полярностьтока Постоянный ток прямой полярности в гелии по слою ТФАтолщиной 0,05 мм То яе по слоюФлюса ТФЛ толщиной0,08 мм То же, по слою31)пк)са ТФЛи 12толщиной0,1 мм Постоянный токпрямой полярности в гениипо слою Флюса ТФЛ"12 толщиной 0,2 мм Постоянный ток прямой полярности в гелин по слою Флюса ТФЛтолщиной 0,3 мм То вЕВ по слоюФлюса ТФАтолщиной 0,4 мм Постоянный ток прямой полярности в аргоне по слов флюса ТФАтолщиной 0,05 ммПостоянный ток прямой полярности в аргоие по слою Флюса ТФАтолщиной 0,08 мм То ае, по слоюфлюса ТФЛ толщиной 0,1 мм То ще, по слоюФлюса ТФАтолщиной 0,2 мм Постоянный ток прямой полярности в аргоне по слов флюса ТФА"12 толщиной 0,2 мм То зе по слоюфлюса ТФЛтолщиной 0,4 мм Чс 8. За,матч 6,7 З , 5,54 4733 113 6,18 2,89 7,65 5,76 4,68 1,556,43 3,41 4 лбб 1)58 Т а б, л и и а 11655694 Таблица 2 Итносительная про гяженно г, кислых Вкню, б.,уЕ г." Способ аргонодугоной сваркиТолщинаслон Флюса, мм Автоматичес .я сваркавольфрамовым электродом в олин слой напостоянном токе прямой полярности с применением флюс-пастыТФАнанесенной стыльной стороны 0,83 0,34 То же по слою ФлюсаТФА 0,08 То же по слоо флюс аТФАИ,Автоматическая сваркавольфрамовым эл.ктродом в олин слой напостоянном токе примниполярности с примни нпем Флюс-пасты ТФА,нанесенной с тыльнойстороны по слою Флн аТФА0,2 То же, йо слою ФлюсаТФА0,3 То же, по. слон флюсаТФА0,34 Отдельные шлаковыевключения на длине15 х от длины шва То же, по слою Флкх.аТФА(лакг вые включенияна длине 227 от длинышва ке г Р а 8 а сумма окисных Эакпючений по всей длин шва длина сварного шва. Каждое приведенное значение относительном протяженности окисных включений соотле гствует средиарифметическому иэ трех испытангй снлрных швов,Составитель Г, ТютченковаРедактор Т. Парфенова Техред М,Моргентал Корректор О. Кравцова Производственно-издател ский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 Заказ 2017 Тираж 534 Подписное ВНИИПИ Государственного ксмитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб 4/5