МАТЕРИАЛЫ И ИХ ПОВЕДЕНИЕ ПРИ СВАРКЕ

Основы производства и свойства алюминия и его сплавов

Алюминий и его сплавы играют важную роль в про­мышленности ряда стран мира, что иллюстрируется ди­аграммой на рис. 18.1.

Рис. 18.1. Примерное использование алюминия и его станов в мире (1998—2000 гг.)

Чистый алюминий ввиду низкой прочности (ав< 100 МПа) чаще используется в электротехнической и пище­вой промышленности. В качестве конструкционных

230

материалов в машиностроении применяются алюмини­евые сплавы различного состава, которые благодаря малой плотности, высокой удельной прочности, корро - шонной стойкости и хорошей технологической обраба - илваемости используются вавиа - и судостроении, стро­ительстве, транспорте, химическом машиностроении и криогенной технике.

Алюминии является самым распространенным ме­таллом и в природе находи 1СЯ в виде руд (бокситы, не­фелины, алуниты) Основными для производства апю - миния являются бокситы, состоящие из гидратов оксида алюминия АЮ(ОН), А1(ОН)3 и содержащие в своем со­ставе до 70% глинозема А!203 с примесью кремнезема Si02 (0,5— 1,5%) и пустой породы. Производство алюми­ния состоит из двух основных процессов: получения глинозема АЬ03 из бокситов и получения электролизом а поминки из глинозема.

В качестве электролита в электролизере использует­ся расплав глинозема (8—10%) и криолита Na3AlF6(90%). Схема электролизера показана на рис. 18.2.

В расплавленном электролите 7 при Т = 930—950 °С происходит диссоциация молекул криолита и глинозема

Na3AlF6->3Na++AlF63', А!203->А13++АЮ33

На катоде 1 осаждается алюминий (А13++Зе-»А1), а на аноде 9 образуется глинозем и кислород (2АЮ33'—6е-> А1203+1,502). Расплавленный алюминий 6, скапливаю­щийся на поде 2 электролизера, периодически удаляет­ся при помощи сифонов и вакуумных ковшей.

Для получения I т алюминия расходуется 2 т глино - іема, 0,6 т угольных электродов, 0,1 т криолита и 16500— 18500 кВт/ч электроэнергии.

В полученном алюминии содержатся примеси (Fe, Si, А1203) и для их удаления при Т — 700-750 °С произво-

Рис 18 2 Схема электротизера для получения алюминия 1 — катодная шина; 2 — под из углеродных блоков; 3 — футеровка из углеродных блоков; 4 — застывший электролит; 5 — кожух;

6 — расплавленный алюминий; 7 — расплавленный электролит;

8 — глинозем; 9 — а йодная шина, 10 — кожух анода,

11 — стальной держатель

дят продувку алюминия газообразным хлором, который очищает его от газов и примесей. Чистота алюминия при этом составляет 99,85%. Дальнейшее электролити­ческое рафинирование повышает чистоту металла до 99,99%. После этого алюминий разливается в «чушки» массой 5-15 кг. Алюминиевые сплавы получают леги­рованием и переплавкой алюминия.

Основные теплофизические и механические свойства алюминия приведены в табл. 18 1.

Химическая активность алюминия и его сплавов ха­рактеризуется большим сродством к кислороду. Туго­плавкая (Т = 2050 °С) и плотная (у = 3,4 г/смя) окисная пленка АЬ03 на поверхности защищает алюминии от

Таблица 18.1 Основные физические и механические свойства технического алюминия

Свойство

Численное

значение

Свойство

Численное

значение

Ісмпература плавления, ‘С

658-660

Теплопроводность, кал/см - с - град

0,5-0,54

ІІ тпюсть, г/см

39631

С кр ыгая тс плота плавления кал/г

97,6

1 емпература ИІІІСНИЯ, °С

2270-2500

Термический коэффи­циент линейного рас­ширения при

Т —20 — 100 °С, 1/К

23,8 106

11 редел прочное ні. МПа литой О'ЮЖЖСНМЫЙ де нормированный

90-120

80-110

150-250

Скрытая тепло га испарения, кал/г

2100- 2300

Удельная теплоемкость Дж/кг-К

900

1 іастичнос’ь, % 1 пожженный намрто ванным

20-28

5-7

Удельное элепри - сопрогиаченис, Ом см

2,6-2,9-10-6

кыьнейшего окисления и взаимодействия с окружаю­щей средой. Это обеспечивает алюминию сравнитель­но высокую стойкость против коррозии в ряде сред (влажной атмосфере, концентрированной азотной кис - ютс, в органических кислотах). Однако эта пленка и і пом и ний растворяется в щелочах, в разведенных азот­ной и серной кислотах. Алюминий склонен к местной і очечной, межкристаллитной коррозии и коррозии под напряжением. Растворимость газов в алюминии ограни­чена, что способствует порообразованию при сварке.

В качестве полуфабрикатов из алюминиевых сплавов выпускаются листы, профили, трубы и др., огличающие - Iя сравнительно высокой прочностью (ов < 500—700 МПа), кшлетворительной свариваемостью, обрабатываемостью

режущим инструментом и легкостью деформирования. По удельной прочности а /у некоторые из алюминиевых сплавов (например, Д16) значительно превосходят чу­гун, низкоуглеродистую и низколегированную сталь, чистый титан и уступают лишь сталям повышенной прочности и высокопрочным сплавам титана.

В качестве основных легирующих элементов в алю­миниевых сплавах используют магний, марганец, медь, кремний, цинк, реже никель, титан. Легирующие эле­менты образуют с алюминием как ограниченные твер­дые растворы (Mn, Mg), так и промежуточные фазы (CuA12, Mg2Si и др.).

МАТЕРИАЛЫ И ИХ ПОВЕДЕНИЕ ПРИ СВАРКЕ

Сварка разнородных цветных металлов и сплавов

21.3.1. Сварка алюминия и его сплавов с медью Основной проблемой сварки является различие в теплофизических, химических и механических свой­ствах алюминия и меди, их ограниченной взаимной ра­створимости и в образовании в …

Сварка плавлением стали с цветными металлами

21.2.1. Сварка стали с алюминием и его сплавами Получение требуемого уровня эксплуатационных ха­рактеристик в таких соединениях затруднено различи­ем температур плавления и ограниченной взаимной ра­створимостью алюминия и железа. Аргонодуговая сварка вольфрамовым …

СВАРКА РАЗНОРОДНЫХ МЕТАЛЛОВ

Сварные конструкции из разнородных металлов и сплавов применяются в судостроении, химической и нефтехимической, авиационной и энергетической промышленности. В целях снижения веса, улучшения эксплуатационных характеристик изделий, экономии цветных металлов или легированных …

Как с нами связаться:

Украина:
г.Александрия
тел./факс +38 05235  77193 Бухгалтерия
+38 050 512 11 94 — гл. инженер-менеджер (продажи всего оборудования)

+38 050 457 13 30 — Рашид - продажи новинок
e-mail: msd@msd.com.ua
Схема проезда к производственному офису:
Схема проезда к МСД

Оперативная связь

Укажите свой телефон или адрес эл. почты — наш менеджер перезвонит Вам в удобное для Вас время.