Храмцов А.Н., Щока И.Н., Родимин П.В.

Днепропетровский национальный университет железнодорожного транспорта им. академика В. Лазаряна. г. Днепропетровск. Украина.

НЕКОТОРЫЕ АСПЕКТЫ СВАРКИ АЛЛЮМИНИЕВЫХ И ЧУГУННЫХ ДЕТАЛЕЙ

Металлы являются кристаллическими телами, которые характеризуются определенными расположением атомов. Порядок расположения атомов в кристаллическом теле называется пространственной кристаллической решеткой.

Немецкая фирма «Solvey Fluor» предложила метод пайки цветных металлов, который основывается на использовании негигроскопичных антикоррозийных флюсов на основе фтороаллюминиевого поташу, какой не реагирует с алюминием в расплавленному и твердому состоянии и чей осадок не растворяется в воде. Этот флюс получил название «NOCOLOK Flux». Процесс пайки осуществляется в инертной атмосфере, как в обычных, так и в туннельных печах. Пайка проводится двухконтурным паяльником для сварки цветных металлов.

В противоположность от немецкой фирмы «Solvey Fluor», мы предлагаем вместо использования двухконтурного паяльника для сварки цветных металлов, выполнять эти работы одноконтурным газовым паяльником в окружающей атмосфере.

При сварке металлов необходимо прогреть свариваемые детали для того, что бы образовать новые центры кристаллизации и кристаллы с иным расположением атомов, происходит процесс вторичной кристаллизации.

Сварка алюминиевых сплавов имеет ряд особенностей, связанных с их физико-химическими свойствами: низкая температура плавления, высокая теплопроводность, высокое значение коэффициента линейного расширения, низкая прочность, повышенная вязкость расплавленного металла, а также имеют высокие механические свойства при малой плотности, что достигается легированием их марганцем, магнием, кремнием, никелем, хромом и другими элементами.

Алюминий имеет температуру плавления 660^оС. На поверхности алюминия и его сплавов всегда присутствует тонкая (до 0,002 мм) пленка окислов, имеющая температуру плавления 2050^оС. Алюминий имеет низкую удельную плотность – 2,7 г/см³, оксиды же алюминия более высокую – 3,85 г/см³. Поэтому не расплавляются и могут попадать в сварочную ванну, что препятствует свариванию отдельных частей, и пока они не удалены со вплавляемых поверхностей соединение твердого и жидкого металлов при его затвердевании невозможно.

Основным способом борьбы с окислами алюминия в процессе сварки является применение флюсов, с помощью которых происходит разрушение и удаление окислов из варочной ванны. В процессе сварки удалять окислы из варочной ванны можно механическим способом, для чего сварщик использует стальной пруток диаметром 3-4 мм.

Перед сваркой поверхность металла следует зачистить, сделать фазки с помощью заточного станка или напильника для образования сварочной ванны. Свариваемые детали прогреть паяльной лампой до температуры 500-600 ^оС. Затем газовой сваркой с температурой горения 3150 ^оС прогреваем края свариваемых деталей, проводим изменение вида кристаллической решетки. С помощью стального прутка удаляем окислы и этим же стальным прутиком размешиваем в сварочной ванне расплавленный металл, выравниваем сварочный шов. Если металла в ванночке недостаточно, то в качестве присадочного материала используем стержень изготовленный из того же металла. Металл наплавляем до полного заполнения шва. Остывание свариваемых деталей должно происходить постепенно, для увеличения прочности соединения.

При заделке трещин на чугунных изделиях, необходимо электросваркой с электродом для сварки по чугуну произвести прихватку разрывов с двух концов и посередине, для того, чтобы при нагревании не произошло удлинения трещины. Нагреваем деталь паяльной лампой до 500-600 ^оС, затем с помощью газосварки проводим дальнейший нагрев трещины (трещина расширяется) и плавление латунного стержня, который используется в данном случае как присадка. Жидкая латунь постепенно заполняет трещину. Перед заполнением трещины латунью, необходимо обработать ее флюсом (бурой) для перевода окислов меди и цинка, которые входят в состав латуни, в шлаки. Охлаждение швов должно происходить постепенно. Для этого расстояние от шва до паяльной лампы постепенно увеличивается. Данный метод позволяет производить сварку изделий из чугуна и алюминия одноконтурным газовым паяльником в окружающей атмосфере, без применения обычных и туннельных печей.

Литература:

1. Соколов И.И., Газовая сварка и резка металлов. – М.: Высшая школа, 1981г.

2. Курчаткин В.В., Учебная книга кузнеца-газосварщика. М.: Высшая школа, 1980г.