СВАРКА И НАПЛАВКА АЛЮМИНИЯ И ЕГО СПЛАВОВ

СВАРКА И НАПЛАВКА АЛЮМИНИЯ И ЕГО СПЛАВОВ

В. Я. ЗУСИН В. А. СЕРЕНКО

Немногим более чем за 100 лет алюминий из редчайшего и дорогого материала превратился в необходимую составляющую нашей жизни. Области его применения все более расширяются, соответственно растут объемы потребления.

Благодаря своим уникальным свойствам алюминий и его сплавы получил название “Летающий металл” Малый удельный вес алюминия является тем определяющим фактором, который позволяет создавать легкие и в то же время прочные конструкции самолетов, ракет и других летательных аппаратов.

Все более широкое применение алюминий находит в промышленности при изготовлении различных конструкций, в том числе емкостей для переработки, хранения и перевозки химических и молочных продуктов.

Алюминий относительно дешев, обладает высокой пластичностью, удельной прочностью, коррозионной стойкостью, а также имеет высокую электропроводность (чистый алюминий проводит электрический ток в четыре раза лучше, чем сталь). Однако такие его теплофизические свойства, как низкая температура плавления, высокие теплоемкость, удельная теплота плавления, теплопроводность, очень большое сродство к кислороду и высокая растворимость водорода в жидком металле, налагают свои особенности и затрудняют процесс сварки алюминиевых сплавов.

В настоящее время считается, что основным способом дуговой сварки алюминиевых сплавов является сварка неплавящимся (вольфрамовым) электродом в среде инертных газов. Сварка плавящимся электродом в аргоне более производительна, но повышенная склонность швов к образованию пор затрудняет использование данного процесса. Для предупреждения пористости в швах и повышения механических свойств соединений при сварке плавящимся электродом в среде аргона существует много приемов технологического и металлургического характера, но, как

показывает практика, эффективность их использования мала.

Следует также учитывать, что при поточно-массовом производстве крупногабаритных конструкций из металла средних и больших толщин с целью повышения производительности применяют одновременную строжку в пакете нескольких заготовок изделия. При этом не представляется возможным выполнять с двух сторон требуемую разделку кромок. Поэтому исследования по разработке новых способов сварки, обеспечивающих высокую производительность и качество сварного шва, применительно к сварке алюминиевых элементов средних и больших толщин представляются весьма актуальными.

Алюминий и его сплавы находят все более широкое применение для изготовления деталей и узлов в автомобилестроении, сельхозмашиностроении, пищевой промышленности, химическом машиностроении и т. д. Многие детали из алюминиевых сплавов, например поршни двигателей внутреннего сгорания, подвергаются воздействию коррозионных сред, высоких температур, абразивной или газоабразивной среды и т. д. Часто им приходится работать в условиях одновременного воздействия многих внешних факторов при статическом или циклическом нагружении. Поэтому для повышения работоспособности различных алюминиевых деталей используют наплавку специальными сплавами, обеспечивающими получение требуемых свойств: повышенную износостойкость, антифрикционные свойства, жаропрочность и т. п.

Наиболее перспективным способом упрочнения является дуговая наплавка, позволяющая получить металл зоны упрочнения с необходимыми свойствами. Следует, однако, подчеркнуть, что возможностью достаточно широкого регулирования структурно-фазового состава наплавленного металла обладают лишь способы наплавки порошковым электродом. С помощью порошкового электрода можно создавать наплавленный металл не только равнопрочный металлу детали, но и со значительно улучшенными эксплуатационными характеристиками.

На протяжении многих лет на кафедрах < Оборудование и технология сварочного производства» и “Металлургия и технология сварочного производства” Приазовского государственного технического университета ведутся исследования и разработка новых процессов электроду го вой сварки алюминия и его сплавов закрытой дугой и наплавки порошковым электродом.

Работы по исследованию процессов сварки и наплавки алюминия и его сплавов были начаты по инициативе и при участии докт. техн. наук проф. Багрянского КВ.

При подготовке настоящей монографии были использованы, в основном, материалы собственных разработок и исследований авторов, что нашло отражение в диссертационных работах, статьях, изобретениях и патентах (Ах. СССР №180074, №1202183, №1004052, №801389, №841184, №1624841, №1769478 и др.).

Значительный объем приводимых авторами результатов исследований был получен при участии ряда преподавателей, аспирантов, сотрудников и студентов кафедр сварки ПГТУ, а также сотрудников ряда организаций и предприятий, таких, как ИЭС им. Е. О. Патона (г. Киев), МАТИ им. Циолковского (г. Москва) и др.

В разные периоды времени помощь авторам в изучении сложных процессов сварки и наплавки алюминия и его сплавов оказывали чл.-корр. НАНУ, докт. техн. наук проф. АЛ. Ищенко, докт. техн. наук проф. ГД. Никифоров, кандидаты техн. наук доц. Корнеев АД., Кабанец А. Н., Глоэман Л. А., Носовская О. Б. и др. Использованию нового процесса сварки в промышленности содействовали главный сварщик ОАО «Аэовмаш» Д. П. Антонец, начальник НИОСП ОАО «Аэовмаш» А. В. Зареченский и др.

Авторы признательны им за помощь и содействие в получении новых научных и практических результатов.

Отзывы и пожелания просим направлять по адресу кафедра «МиТСП», Приазовский гостехуниверситет, ул. Университетская, 7, 87500, г. Мариуполь, Донецкая область, Украина