Механические и технологические свойства проката дюрали

Механические и технологические свойства проката дюрали

Прочность, пластичность плакированных листов, прессованых прутков и труб

Эффект полной термической обработки состоит из эффекта закалки (разность характеристик закаленного и отожженного сплава) и эффекта старения (разноть характеристик состаренного и закаленного сплава). У разных систем алюминиевых сплавов эффекты закалки и старения различны.

Старение — это термическая обработка, при которой в сплаве, подвергнутом закалке без полиморфного превращения, происходит распад пересыщенного твердого раствора. Явление старения алюминиевых сплавов открыл Вильм. Он установил, что сплав алюминия с медью и магнием, закаленным с 500°С в воде, после выдержки в течение 4 сут при комнатной температуре приобретает повышенные прочность и твердость, а пластичность его не изменяется. При повышении температуры процесс старения ускоряется.

Наибольшими эффектами закалки из дюралюминов обладает сплав Д16. Для старения, протекающего в естественных условиях без подогрева, принят термин «естественное старение» , а для старения, происходящего в условиях специального подогрева после закалки — «искусственное старение» . Однако эти термины недостаточно точно характеризуют происходящие в процессе старения структурные превращения и нуждаются в уточнении. Распад твердого раствора протекает, как правило, в несколько стадий — образование когерентных с матрицей зон ГП (Гинье-Престона) , затем частично когерентных метастабильных фаз и, наконец, некогерентных частиц стабильной фазы. У некоторых сплавов естественного старения при комнатной температуре не происходит, и, чтобы оно началось, требуется специальный подогрев до сравнительно высоких температур. У других сплавов переход от естественного старения к искусственному (т. е. от зон к фазам) наступает и при комнатной температуре, правда, иногда при весьма длительных выдержках.

Сравнивая свойства дюралюминов после естественного и исскуственного старения, видно, что естествено состаренные сплавы имеют меньшую прочность, но не теряют пластичность по сравнению с отожжеными. Это связано с тем, что при температурах 20-100°C упрочнение происходит благодаря образованию зон ГП, а при более высоких температурах происходит выделение метастабильной фазы S’ , (стабильная S -Al₂CuMg) . Дальнейшее повышение температуры и времени старения приводик к коагуляции метастабильных фаз и уменьшению прочностных свойств.

В серийном производстве для приемки и оценки качества полуфабрикатов по механическим свойствам сплав Д16 подвергают ускоренному старению при 100°С в течение нескольких часов (вместо того, чтобы в течение четырех суток ожидать завершения естественного старения при комнатной температуре). Этот прием вполне приемлем, так как в обоих случаях идет примерно один и тот же процесс зонного старения, при котором сплав имеет близкие прочностные свойства. При этом по границам уже происходит выделение частиц метастабильных фаз, что вызывает снижение коррозионной стойкости.[4],[5]

Характеристики механических свойств плакированных листов (поперек прокатки)

Сплав	Состояние листов	Толщина листов, мм	σв	σ0,2	β, %
			кгс/мм 2
Д1	Отожженные	0,6—1,9	≤23	—	12
		2,0—10,0	≤24	—	12
	Закаленные и естественно состаренные	0,5—1,9	37	19	15
		2,0—10,0	38	20	15
Д16	Отожженные	0,5—1,9	≤23	—	10
		2,0—10,0	≤24	—	10
	Закаленные и естественно состаренные	0,5—1,9	41,5	27,5	13
		2,0—6,0	43,5	28	11
		6,1 — 10,0	43,5	28	10
	Нагартованные после закалкии естественно состаренные	1,5—1,-9	43,5	34	10
		2,0—7,5	46,5	35	8
	Закаленные и искусственно состаренные	0,5—0,7	40,0	35	5
		0,8—1,9	43,5	38	5
		2,0—6,0	45,5	39	5
	Нагартованные после закалки и искусственно состаренные	1,5—1,9	46	43	3
		2,0—6,0	49	46	4
Д19	Отожженные	0,5—1,9	≤23	—	10
		2,0—10,0	≤24	—	10
	Закаленные и естественно состаренные	0,5-1,9	40,5	26,5	13
		2,0—6,0	42,5	27	11
		6,1 — 10,0	42,5	27	10
	Нагартованные после закалки и естественного старения	1,5—1,9	43,5	34	10
		2,0—7,5	46,5	35	8

Характеристики механических свойств прессованых прутков

Марка сплава	Состояние материала образцов при испытании	Диаметр прутков, мм	Временное сопротивление σв,МПа (кгс/мм 2 )	Предел текучести σ0,2 ,МПа (кгс/мм 2 )	Относительное удлинение β, %
			не менее
Д1	Без термической обработки	От 8 до 300 включ.	195 (20)	110(11)	12
	Закаленное и естественно остаренное	От 8 до 130 включ.	375 (38)	215 (22)	12
		Св. 130 до 300 включ.	355 (36)	195 (20)	10
Д16	Без термичес­кой обработки	От 8 до 300 включ.	245 (25)	120(12)	12
	Закаленное и естественно состаренное	От 8 до 22 включ.	390 (40)	275 (28)	10
		Св. 22 до 130 включ.	420 (43)	295 (30)	10
		Св. 130 до 300 включ.	410 (42)	275 (28)	8
		Св. 300 до 400 включ.	390 (40)	245 (25)	6

Характеристики механических свойств труб в закаленном и естественно состаренном состоянии

Сплав	Способ изготовления труб	Размеры, мм		σв	σ0,2	δ , %
		Толщина стенки	Диаметр	кгс/мм 2
				Не менее
Д1	Прессованные	≤5	—	34	—	10
		≥5	≤120	36	20	12
			>120	38	22	10
	Катаные и тянутые	<1,0	≤22	38	20	13
		1.5—6,0		38	20	14
		До 1.0	23—50	40	23	12
		1,5—5,0		40	23	13
		>5	>50	40	23	11
Д19	Прессованные	≤5	37	—	9
		≥5	≤120	40	26	12
			>120	43	28	10
	Катаные и тянутые	<1.0	≤22	42	26	13
		1,5-5,0		42	26	14
		≥5	23—50	43	29	12
			50	43	29	10

Технологические свойства дюралюминов

Сплавы Д1, Д1ч, ВАДІ, Д18, В65 характеризуются хорошей пластичностью в горячем состоянии. Прессование и прокатку проводят при температурах выше 400°С для повышения прочностных свойств.

Горячая деформация при 300—350°С позволяет получить после закалки преимущественно рекристаллизованную структуру с повышенной пластичностью и пониженными прочностными свойствами по сравнению со свойствами материала с нерекристаллизованной структурой.

Рекомендуемые параметры ковки –штамповки
сплавов системы Аl‑Сu-Mg

Марка сплава	Оборудование	Т деформации °C	εдоп %
В числителе приведены значения для литой заготовки, в знаменателе — для прессованной.
Д1, Д1ч	Пресс гидравлический	470—370	60/70
БД 17	Молот или пресс механический	450—350	—/60
ВАД1, Д19ч	Пресс гидравлический	470—350	60/60
Д16ч	Молот или пресс механический	430—350	—/50

Сплавы системы Аl–Сu–Mg имеют удовлетворительную пластичность в отожженном и свежезакаленном состояниях. Период времени после закалки, в котором сохраняется удовлетворительная технологическая пластичность, увеличивается с понижением температуры.

Период времени после закалки, в котором сохраняется удовлетворительная технологическая пластичность

Пеериод времени	Температура, °C
1,5 ч	20
24 ч
3 суток	-5
5 суток	от -10 до -18

При изготовлении деталей длительного ресурса из сплавов Д16чТ, 1163Т деформацию в естественно состаренном состоянии ограничивают 2% для предотвращения снижения характеристик надежности. С этой же целью для деталей из этих сплавов, подлежащих искусственному старению, деформацию в свежезакаленном состоянии ограничивают 3%, а в естественно состаренном состоянии 1%

Сплавы системы Аl–Сu —Mg имеют хорошую обрабатываемость резанием в термообработанном состоянии и пониженную — в отожженном. Эти сплавы удовлетворительно обрабатываются химическим фрезерованием (размерным травлением).

Склонность к образованию трещин при сварке плавлением

Свариваемость дюралюминия ограничена, в основном, точеченой и роликовой сваркой. Промышленные сплавы типа дуралюмин Д1, Д16, Д18 практически не свариваются плавлением. Двойные сплавы Аl–Cu (до 5% Си) и тройные сплавы Аl–Cu–Mg, содержащие 2—5% Cu и 0,2—2% Mg, или 3% Cu и 2,5—3% Mg, или 2—3% Cu и 4% Mg характеризуются высокой склонностью к трещинообразованию при застывании сварной ванны. В эти составы вписываются промышленные сплавы Д18, В65, Д1, Д16, Д19П и ВД17.

Из тройных сплавов, имеющих пониженное трещинообразование при сварке, выделяются сплавы с 3,5—5% Cu и 2,5—4% Mg. Добавка 0,6% Mn значительно уменьшает склонность сплавов к образованию кристаллизационных трещин,. Сплавы, содержащие 3,5—6% Cu, 2—3% Mg и 0,6% Mn, отличаются удовлетворительной склонностью к трещинообразованию. В этой области находится сплав ВАД‑1 и частично сплав Д19.

Что такое дюралюминий, каковы его особенности? Технология сварки дюралюминия аргоном

Дюралюминий является одним из наиболее популярных сплавов среди тех, которые применяются в промышленности. Он получил свое название от компании, внедрившей его в производство – Дюраль.

Что такое дюралюминий, и каковы его особенности

Сварка дюралюминия является технически сложным процессом из-за особенностей самого материала. В составе данного сплава на алюминий приходится 93,5%. Также он состоит из меди на 4,5%, магния – на 1,5% и марганца – на 0,5%.

Большинство своих эксплуатационных свойств данный сплав получает именно от алюминиевой составляющей: он химически активен, образует прочную оксидную пленку, быстро окисляется на воздухе.

Стоит отметить, что приведенные значения состава в действительности могут изменяться, так как существует несколько марок сплава в зависимости от его термообработки и соотношения металлов в составе.

Из-за температуры плавления в процессе сварки электроды могут быстро плавиться, и соединяемые детали могут течь. Расходные материалы выбираются под разновидность дюраля. Для материалов, которые легированы титаном и медью, используют стержни ОЗА-1, для легированных железом и титаном – ОЗА2.

Ключевыми параметрами дюралюминия являются следующие:

• максимальная текучесть — 250 МПа;
• плотность материала – 2,5-2,8 тонн/м³;
• температура плавления составляет примерно 650°C (что идентично температуре плавления алюминия).

Основным достоинством данного промышленного сплава является его высокая прочность, которая сочетается с низким весом. Это позволяет делать из него различные надежные металлоконструкции и механизмы, что и обусловило его обширное применение.

При работе с электродами в процессе сварки сварщику необходимо уточнить марку дюраля, так как при его легировании могут использоваться разные добавки: железо, медь, марганец, кремний.

Сварка дюралюминия производится, согласно ГОСТ 14806-80.

Достоинства и недостатки

К числу преимуществ дюралюминия при сварке можно отнести:

1. При соблюдении технологии сварки можно получить ровный и качественный шов, а металл может выдерживать большие нагрузки при одновременном небольшом весе.
2. Для сварки дюралюминия можно использовать несколько технологий сварки: аргоновую сварку и сварку полуавтоматом, выбрать которую поможет понимание факторов и условий выполнения работы.
3. Для производства работ достаточно легко подобрать подходящие электроды. Для сварки подходят такие электроды, как ОЗА-1, ОЗА-2, ОК96.20, ОЗАНА-1, ОЗАНА-2.
4. Отсутствие серьезных трудозатрат на подготовительные процедуры.
5. Для сварки не требуется серьезной классификации специалиста.

Но имеет данный процесс и определенные недостатки:

1. Сварка дюралюминия отличается низкой устойчивостью к коррозии, а после производства сварных работ его технические характеристики ухудшаются.
2. Процесс сварки является достаточно сложным: он требует большой внимательности и точности, так как даже небольшая ошибка отрицательно сказывается на качестве изделий.
3. Могут возникнуть сложности с подбором электродов из-за невозможности точного определения марки дюралюминия.
4. Сформировать валик достаточно непросто, поскольку металл является достаточно текучим.
5. Для упрощения процесса работы и снижения временных затрат на сварку необходимо использовать флюс или защитный газ. Флюс будет наноситься на поверхность свариваемой детали для защиты участка от агрессивного влияния внешней среды и повышения качества соединения. Целевое предназначение использования инертных газов при сварке будет аналогичным.
6. Качественная сварка дюралюминия – достаточно дорогая процедура, она позволяет получить прочное и надежное соединение при использовании дорогих расходных материалов, например, аргона.
7. Если используется скоростная сварка, то контролировать качество шва весьма сложно.

Технология сварки дюралюминия аргоном

Для сварки дюралюминия могут использоваться различные методы. В домашних условиях применяют сварку с помощью электродугового аппарата плавящимися электродами или сварку газовой горелкой. Тогда как в производственных условиях используют полуавтоматы и аргоновую сварку:

• полуавтоматы, предполагающие подачу проволоки в среде защитных инертных газов (DC MIG);
• оборудование, работающее с электродами из вольфрама в среде защитного инертного газа аргона (AC TIG).

Рассмотрим технологию сварки дюралюминия на основе метода электродуговой аргоновой сварки. Сварка алюминиевого сплава аргоном позволяет работать с материалами различной толщины, создавая максимально аккуратные швы с хорошей герметичностью. Это делает такую технологию весьма востребованной в процессе ремонта автомобилей, катеров и других емкостей.

Подготовка материала

Перед тем как приступить к работе, необходимо подготовить материал к сварке, так как наличие оксидной пленки на поверхности снижает надежность сварного соединения: пленка обладает высокой температурой плавления и плотностью, что затрудняет образование стабильной электродуги. Для этого необходимо пройти следующие этапы:

1. Зачистить поверхность заготовки от металла, масел, жира и различных загрязнений. Для снятия верхнего тугоплавкого слоя используются наждачка и металлическая щетка.
2. После того как зачистка закончена, для закрепления эффекта поверхность очищается ацетоном или растворителем, что позволяет избавиться от остатков элементов, которые могут помешать сварке. Иначе дефрагментированные частички могут остаться внутри шва, что снижает его жесткость.
3. Обработать кромки для создания шва. Если толщина краев заготовки превысит 4 мм, то углы нужно скосить под 35 градусов.

Стержни необходимо предварительно прогреть до 150 градусов для удаления влаги и просушить.

Начинать сварку нужно не позднее, чем через сутки после очистки, а лучше приступить к ней в течение 3 часов.

Эффективным способом удаления оксидной пленки также является ее катодное распыление, при котором металлы бомбардируются ионами, очищая поверхность. Метод в основном применяется в промышленной сфере.

Необходимое оборудование

Аппарат при процессе настраивается на переменный ток (только так получается добиться нужных результатов). Поэтому при выполнении швов нужно применять сварочный трансформатор либо иной преобразователь тока.

Таким образом, сварка алюминиевых сплавов допускается только на аппаратах, которые поддерживают работу с постоянным и переменным токами.

Помимо того, что сварочное оборудование должно быть инвенторным, в процессе его подбора стоит учесть следующие его характеристики:

1. Оборудование должно быть удобным для перевозки в автомобиле.
2. Желательно наличие осциллятора для сварки.
3. Горелка должна иметь прямой шланг с длиной до 3 метров.

Успешность сварочного процесса во многом зависит от правильной настройки оборудования. Так, недостаточная подача газа в сварочной зоне приводит к вспениванию металла и горению вольфрамовой проволоки, а чрезмерная продувка, напротив, мешает формированию шва и увеличивает затраты на процесс.

Также сварщикам необходимо избегать образования воронки в конце шва. Она может возникнуть при резком обрыве дуги. Длительное удержание горелки в одной позиции может привести к перегреву и увеличению площади сварочной ванны. Именно поэтому аргонодуговая сварка алюминиевых сплавов нуждается в грамотных дополнительных настройках режима для затухания дуги и постепенного уменьшения силы тока. С учетом указанных особенностей нужно правильно выставить параметры напряжения.

Полярность может быть прямой и обратной. При этом параметры напряжения устанавливаются исходя из толщины материала:

Толщина пластин, мм	Сила тока, А	Диаметр электрода, мм
1	от 30 до 40	1,6
1,5	от 45 до 60	2,3
2	от 70 до 80	2,3
3	от 90 до 120	3,2

Подачу тока в сварочном этапе можно установить:

1. Ступенчатого типа.
2. Восходящим значением по мере ведения шва.
3. С плавным розжигом.
4. С постепенным затуханием при завершении горения.

Затем на манометре выставляется расход аргона. В российских моделях устанавливаются значения в диапазоне от 6 до 11 литров, а оптимальный расход нужно подбирать опытным путем. Манометры импортного производства позволяют точно выставить расход.

В настройках сварочного аппарата устанавливается время продувки аргоном как 5 секунд. Это достаточный временной промежуток для застывания ванны и охлаждения электрода.

При сварке алюминия аргоном необходимо правильно выбрать диаметр вольфрамового электрода, который нужно максимально приблизить к толщине сварных частей. Вылет из сопла устанавливается на 3-5 мм для избегания перегревания вольфрама.

Процесс сварки

Процесс аргоновой сварки предполагает прохождение таких шагов:

1. Пластины выставляются в удобное положение.
2. Горелку нужно поднести к изделию так, чтобы между поверхностью свариваемых деталей и электродом оставалось 3 мм.
3. Включается аппарат и зажигается электродуга.
4. При образовании лужицы расплавленного металла нужно подать в зону сварки присадку.
5. Горелку нужно вести ровно: справа налево.
6. Когда шов завершен, нажимается соответствующая кнопка, и дуга затухает.
7. Горелка продолжает удерживаться над сварной зоной до прекращения продувки зоны аргоном.

К самой сварке, помимо предварительной подготовки металла, предъявляются следующие требования:

1. Металл прогревается медленно и постепенно, чтобы он не деформировался под влиянием высоких температур.
2. Первый шов стоит попробовать на тренировочной поверхности.
3. После завершения процесса шов нужно постепенно прогревать до тех пор, пока сам свариваемый металл не остынет.
4. Не забывать об очистке соединения и проверке шва.
5. При выполнении работ необходимо учесть высокую текучесть алюминия: работы предпочтительно проводить в нижнем положении. Скорость выполнения шва должна быть предельно высокой, чтобы не образовывалась ванна расплава.
6. С учетом того, что алюминий плавится быстро, при неверном диаметре присадочной проволоки можно не успеть с подачей ее в зону сварки и формированием шва. Толщина припоя должна соответствовать толщине пластин. Также сварщику необходимо учесть химический состав припоя (так, для дюралюминия не подойдут материалы для пищевого алюминия).

Также сварщику не следует забывать о технике безопасности. Все работы следует производить в специальном защитном костюме, маске и перчатках. Перед тем как использовать тот или иной аппарат, необходимо проверить все контакты и соединения на надежность.

Соблюдение всех вышеуказанных требований позволяет получить прочное и надежное соединение.

Таким образом, широкое промышленное распространение дюралевые сплавы получили, благодаря низкому весу, прочности, устойчивости к коррозии. При сварке дюралюминия нужно учитывать свойства металла. Из-за склонности его к окислению в процессе сварки обязательно используют защитный газ или флюс. При проведении аргоновой сварки с тугоплавким вольфрамовым электродом можно получить наиболее качественные соединения.

Дюралюминий

Дюралюминий – это алюминиевый сплав, в состав которого помимо алюминия входят 3,5-5,5 % меди, 0,5-0,8 % магния, 0,6 % марганца, до 1 % кремния и 1,2 % железа. От чистого алюминия он отличается высокой прочностью и твердостью.

Деформируемый сплав, обладавший исключительными свойствами, впервые был получен в 1906 году прусским инженером-металлургом Альфредом Вильмом в ходе исследований по упрочнению алюминиевых сплавов. Его открытие состояло в применении к алюминию методов упрочнения, широко используемых в производстве стали. Было обнаружено, что образцы сплава, подвергнутые старению в течение ещё нескольких дней после закалки, действительно обладали повышенной прочностью. Принцип, лежащий в основе такого упрочнения, называется термическим упрочнением.

Начиная с 1909 года, новый материал изготавливался Дюренскими металлургическими заводами (Dürener Metallwerke), и название «дюралюминий/Duralumin или Duraluminium» наряду с несколькими другими, похожими на него обозначениями (например, дюраль/DURAL) стало зарегистрированным торговым знаком. Кроме того, сплав Вильма был запатентован. Однако, благодаря удачной игре слов, в последствии название «дюралюминий» было переосмыслено как происходящее от латинского слова «durus» (твердый) и названия «алюминий» как основного компонента сплава. В то же время существует множество аналогичных сплавов, в название которых входят названия соответствующих фирм-производителей.

Дюралюминий относится к алюминиевым сплавам группы AlCuMg (номера материалов: 2000-2999), при этом промышленное применение находит главным образом дюралюминий, подвергнутый дисперсионному твердению. Он не отличается очень высокой коррозионной стойкостью и лишь условно поддается анодированию и сварке. Тем не менее, аналогичные ему сплавы по-прежнему применяются в авиастроении.

Плотность дюралюминия чуть выше плотности чистого алюминия. Однако его прочность на разрыв составляет от 180 до 450 Н/мм 2 (согласно другим источникам, до 800 Н/мм²), то есть до 10 раз превышает прочность на разрыв чистого алюминия, которая составляет всего около 80 Н/мм². Еще один технически очень важный параметр сплава, предел текучести при растяжении, составляет более 250 Н/мм², что также более чем в 8 раз превышает характеристику чистого алюминия (30 Н/мм²). Такая же ситуация наблюдается и с твердостью по Бринелю: 125 у дюралюминия по сравнению с 22 у чистого алюминия. Относительное удлинение при разрыве (22 %) в 3 раза превышает характеристику чистого алюминия (7 %).

Причина более высокой твердости дюралюминия по сравнению с чистым алюминием состоит в том, что через некоторое время после быстрого охлаждения сплава в его основной структуре происходит ограниченное выделение вторичной фазы (интерметаллического соединения CuAl₂), процесс, вызывающий значительное повышение прочности сплава. Выделение упрочняющей вторичной фазы может происходить как при комнатной температуре, так и при повышенных температурах (естественное старение – искусственное, или термическое, старение) и достигает своего оптимального уровня через 2 суток.

В остальном закалка алюминиевых сплавов не имеет ничего общего с процессами, происходящими при закалке стали. Ведь после повторного нагрева закаленной стали её прочность снижается, а при повторном нагреве закаленных алюминиевых сплавов она возрастает.

В результате термического упрочнения дюралюминий почти достигает прочности мягких сталей. Для борьбы с более высокой по сравнению с чистым алюминием подверженностью коррозии применяются плакирование чистым алюминием, анодирование или покрытие лаком.

Технология сварки дюралюминия

Сварка алюминия

Одним из самых распространенных цветных металлов является алюминий, его применяют как в чистом виде, так и в составе сплавов. Из дюралюминия делают разные детали, поэтому сварщикам приходится часто сталкиваться с этим материалом. Сложность обусловлена тем, что кроме алюминия, в составе такого сплава есть и другие металлы, такие как Cu, Mg, Mn. Сварка дюралюминия – сложный технологический процесс, требующий некоторых навыков, поэтому новичку справиться с ним будет сложно.

Что такое дюралюминий

Дюралюминий состоит из следующих элементов: алюминия – 93,5%, меди – 4,5 %, магния – 1,5%, марганца – 0,5 %. Такой состав обуславливает эксплуатационные характеристики сплава. Основной компонент влияет на химическую активность дюралюминия, поэтому он быстро окисляется на открытом воздухе, в результате чего на поверхности образуется прочная оксидная пленка.

Приведенный состав сплава не является постоянным, он может меняться. Значение имеет не только соотношение металлов, но и технология термообработки дюралюминия.

Свойства и свариваемость дюралюминия

Сложности процесса сварки дюралюминия во многом объясняются его тугоплавкостью. По сравнению с основным компонентом, такой состав получился более плотным, поэтому он менее мягкий и гибкий. Во время сварочных работ быстро расходуются электроды, а текучесть сплава повышается. К этому надо подготовиться до начала сварки. Устранить указанную проблему помогает предварительная закалка дюралюминиевых деталей, ее выполняют при температуре +500°C.

• плотность – 2,5-2,8 тонн/м³;
• температура плавления – +650°C;
• мах текучесть – 250 МПа.

В связи с высокой склонностью к окислению, варят дюралюминий при температуре в пределах +300°С, при этом используют защитную атмосферу инертных газов или флюс.

Преимущества и недостатки

Среди преимуществ указанного сплава отмечают следующие:

• небольшой вес, но при этом дюралевые детали способны выдерживать высокие нагрузки;
• сварочные работы выполняют, используя разные технологии, их выбор зависит от условий проведения работ и других факторов;
• подготовка изделий не требует больших трудозатрат и времени;
• необходимые электроды всегда можно приобрести в специализированных магазинах.

Есть у данного процесса и ряд недостатков:

• сварочный шов имеет низкую устойчивость против коррозии;
• после создания такого соединения характеристики сплава ухудшаются;
• для проведения работ надо иметь высокую квалификацию, быть внимательным и все выполнять с высокой точностью;
• чтобы подобрать электроды, надо точно знать марку сплава;
• высокая текучесть дюралюминия создает сложности при формировании сварочного валика;
• для качественного выполнения работ приходится использовать флюс или защитный газ;
• стоимость расходных материалов высокая;
• при выполнении скоростной сварки сложно организовать контроль качества шва.

Требования, выдвигаемые к сварке

Сваривая детали из дюралюминия, надо придерживаться таких требований:

• на место соединения предварительно наносят и равномерно распределяют флюс, это позволяет улучшить процесс сваривания;
• нагрев соединяемых деталей проводят равномерно, иначе под действием температуры они могут деформироваться;
• после завершения работ некоторое время выполняют подогрев созданного шва, делают это, пока металл не остынет;
• после сварки и остывания шва его очищают от шлака и проверяют на наличие трещин, раковин, повреждений.

Подготовка перед сварочным процессом

Для получения качественного соединения перед началом работ поверхность деталей надо правильно подготовить. Это поможет убрать оксидную пленку, которая имеет высокую плотность и температуру плавления, что не позволяет стабильно образовываться дуге, в результате чего надежность соединения снижается.

Подготовительный процесс состоит из таких этапов:

1. Зачистка поверхности от коррозии, масла и других загрязнений.
2. Удаление тугоплавкого слоя, для этого используют щетку по металлу и мелкозернистую наждачную бумагу. На производстве оксидную пленку чаще всего удаляют методом катодного распыления, в таком случае она обрабатывается ионами, что позволяет быстро и качественно очистить поверхность.
3. Обезжиривание поверхности. При этом не только удаляются остатки масла, но и оставшиеся частички, которые в процессе сварки мешают качественно выполнить работу.
4. Обработка кромок. Если толщина свариваемых участков больше 4 мм, их углы скашивают под углом 35°.

Перед использованием электродов их прогревают при температуре +150°С, что помогает удалить лишнюю влагу. После проведения подготовительных работ рекомендуется начинать сварку, на протяжении 3 часов делать это можно не позже чем через сутки, т.к. снова образуется прочная оксидная пленка.

Необходимое сварочное оборудование

Для проведения сварочных работ с дюралюминиевыми деталями используют стандартный электродуговой сварочный аппарат и плавящиеся электроды, а также это делают с помощью газовой горелки. На производстве для таких целей используют:

• полуавтоматы, в которых проволока подается в среде защитных газов, их обозначают DC MIG;
• сварочное оборудование, работающее с неплавящимися электродами, помещенными в среду аргона, их обозначают AC TIG.

Для сварки дюралюминия применяют оборудование, поддерживающее работу с постоянным и переменным током. Оно должно быть инверторным, компактным, чтобы его можно было перевозить. Хорошо, когда аппарат оснащен осциллятором для сварки, а длина шланга для подключения горелки до 3 м.

Технология сварки дюралюминия

Хотя в домашних условиях и на производстве для сварки дюралевых деталей используют разное оборудование, технология проведения работ одинаковая. Обязательно учитывают высокую текучесть этого материала, поэтому чаще всего работу выполняют в нижнем положении.

Чтобы избежать образования большой ванны расплава, шов делают с большой скоростью, а для этого понадобится высокая квалификация. В домашних условиях при использовании электродуговой сварки получить соединение высокого качества не получится. Он будет пористым, в нем остаются остаточные напряжения и появляются трещины.

Аргонодуговая

Данная технология подразумевает использование неплавящегося вольфрамового электрода, который работает в среде защитного газа. Сварку выполняют переменным током, в современных аппаратах есть все необходимые настройки, что помогает упростить процесс. Использование данного метода помогает получать прочный и качественный шов, при этом вероятность его коррозии будет минимальной.

Полуавтоматическая

Применение полуавтомата при сварке дюраля похоже на то, как этим способом соединяют стальные элементы. Различие заключается в том, что надо более тщательно контролировать мощность дуги и продвижение проволоки, а также увеличить ее подачу.

Сварка дюралюминия в домашних условиях

Часто возникает необходимость выполнять сварку дюралюминия в быту. При наличии достаточных навыков можно получить сравнительно прочный и надежный шов. Работают с помощью электродугового аппарата и специальных плавящихся электродов, которые продаются в специализированных магазинах.

Электроды

В зависимости от вида дюраля используют следующие типы стержней, легированные разными металлами:

• ОЗА-1 – титаном, медью;
• ОЗА-2 – алюминием с железом, титаном;
• ОЗАНА-1, ОЗАНА-2 – кремнием, железом;
• ОК96.10, ОК96.20 – марганцем, кремнием, железом.

Устройства

В бытовой электросети недостаточная частота тока, поэтому, чтобы соединить дюралюминиевые детали, надо использовать аппараты для повышения этого параметра.

Можно выполнить сварочные работы с применением ацетилено-кислородной горелки. При ее горении создается температура, превышающая температуру плавления дюрали. Применение такого варианта приводит к окислению алюминия и образованию оксидной пленки, для устранения этого недостатка работу выполняют в среде аргона.

Удобнее сварку проводить с применением водородно-кислородных горелок, которые еще называют плазменными. Они позволяют создать качественный и прочный шов, который меньше подвергается деформации и коррозии.

Даже имея необходимое оборудование, опыт и знания, дома сложно получить надежное сварочное соединение дюралюминиевых деталей. Если к качеству шва предъявляются высокие требования, то в таких случаях лучше обращаться в специализированные организации.

Техника безопасности

Как и при выполнении сварки других материалов, во время работы с дюралюминием надо придерживаться правил техники безопасности:

• перед началом работ проверяют работоспособность оборудования, надежность и исправность контактов, соединений;
• сварщик должен работать в средствах индивидуальной защиты: костюме, рукавицах и маске.

Возможные сложности

Если свариваемые детали поддаются статическим нагрузкам, то работу можно выполнять плавящимися электродами. Когда в месте шва создаются скручивающие нагрузки, сварку выполняют полуавтоматом или аргонодуговым методом, т.к. они обеспечивают более надежное соединение.

Дюралюминий быстро плавится, поэтому работу надо проводить с высокой скоростью. При выгорании легирующих компонентов на месте шва часто образуется коррозия.

Проблемы возникают при неправильной настройке оборудования. Повышенная продувка сварочной зоны не позволяет шву нормально образоваться, кроме этого, увеличиваются затраты на данный процесс. Если же подача газа недостаточная, то металла в зоне проведения работ вспенивается, а вольфрамовый электрод начинает гореть.

Помощь специалистов

Для получения качественного шва при работе с дюралюминием специалисты советуют придерживаться следующих правил:

• перед выбором электродов определяют марку сплава, т.к. при его легировании используют разные элементы;
• чтобы металл не деформировался, его прогревание выполняют постепенно и медленно;
• нельзя резко прекращать работу, после наложения шва его еще некоторое время прогревают, чтобы он остывал постепенно.

Дополнительная информация

Для создания стыковых швов при работе с изделиями толщиной более 3 мм чаще используют вольфрамовый электрод. Во время сварки в рабочую зону подают инертный газ.

Применение угольного электрода и газосварки ацетиленом не позволяет создавать прочное соединение. Более качественный результат будет с использованием водородно-кислородных горелок.

Работая полуавтоматом, важно не только правильно выставить подачу проволоки, но и силу дуги, чтобы соединяемые детали не перегревались. Правильная настройка на переменный ток при выполнении аргонной сварки вольфрамовым электродом позволяет получать соединения высокого качества.

Чтобы методом сварки надежно соединить изделия из дюралюминия, надо четко придерживаться разработанных технологий, использовать исправное оборудование, иметь необходимые навыки и соблюдать правила техники безопасности.