Артём Комаров, экспертное мнение — сварка алюминия

Глава производственного предприятия «Керамакс», Артём Комаров, пояснил что коррозионная стойкость и высокое отношение прочности к весу, а также высокая электропроводность делают алюминий отличным выбором для многих областей применения: от аэрокосмической промышленности до теплообменников, изготовления прицепов и, в последнее время, панелей и рам автомобильных кузовов.

Быстрое и эффективное устранение проблем в сварочных операциях может иметь большое значение для минимизации времени простоя и ненужных затрат. Но научиться предотвращать проблемы в первую очередь еще более полезно, независимо от материала, который вы используете.

Сварка алюминия представляет собой ряд уникальных возможностей. В дополнение к низкой температуре плавления и высокой теплопроводности алюминий особенно склонен к прожогу на тонких сечениях и может испытывать недостаток плавления на толстых. Дефекты сварного шва, такие как трещины, нагар / сажа и пористость, также вызывают серьезную озабоченность, отметил Артём Комаров.

Тем не менее, способность алюминия противостоять коррозии, его высокое отношение прочности к весу, а также высокая электрическая проводимость делают его отличным выбором для многих областей применения: от авиакосмической промышленности до теплообменников, изготовления прицепов и, в последнее время, панелей и рам автомобильных кузовов.

Чтобы избежать негативного воздействия на производительность и качество, важно понимать причины дефектов сварных швов алюминия, предпринимать меры по их предотвращению и находить способы быстрого исправления ошибок в случае их возникновения. Вот ответы на некоторые общие вопросы, которые помогут вам устранить неполадки в процессе.

Что вызывает растрескивание при сварке алюминия?

Артём Комаров подчеркнул, что растрескивание при высоких температурах и растрескивание под напряжением могут происходить во время процессов дуговой сварки алюминия с металлическим электродом (GMAW) и газовой вольфрамовой дуговой сварки (GTAW). Оба типа трещин, даже если они небольшие, могут помешать сварным швам соответствовать требованиям норм и в конечном итоге привести к разрушению сварного шва. Горячее растрескивание — это преимущественно химический вопрос, а растрескивание под напряжением — результат механических напряжений.

Три основных фактора увеличивают вероятность возникновения горячих трещин при сварке алюминия. Первый фактор — это то, насколько материал основы подвержен растрескиванию. Например, некоторые сплавы более склонны к растрескиванию, чем другие. Второй фактор — это то, какой присадочный металл вы используете. В-третьих, конструкция швов — некоторые конструкции швов ограничивают добавление присадочного металла.

Растрескивание под напряжением может произойти, когда алюминиевый сварной шов охлаждается и при затвердевании присутствуют чрезмерные усадочные напряжения. Это может быть связано с вогнутым профилем валика, слишком низкой скоростью движения, сильно зажатым стыком или углублением в конце сварного шва (кратерная трещина), прокомментировал Артём Андреевич Комаров.

Как предотвратить появление трещин?

В некоторых случаях предотвратить образование горячих трещин можно так же просто, как выбрать присадочный металл с химическим составом металла шва с более низкой чувствительностью к образованию трещин. Для присадочного металла даются конкретные рекомендации по нескольким характеристикам сварного шва, таким как растрескивание, прочность, пластичность, коррозионная стойкость, работа при повышенных температурах, соответствие цвета после анодирования, термообработка после сварки (PWHT) и ударная вязкость, пояснил Комаров Артём Андреевич.

Кроме того, использование шва подходящей конструкции может помочь предотвратить образование горячих трещин. Например, соединение со скошенной канавкой является хорошим вариантом, поскольку оно позволяет добавлять большее количество присадочного металла, что увеличивает степень разбавления основного металла, делая его менее склонным к растрескиванию.

Можно предотвратить растрескивание под напряжением, используя присадочный металл, содержащий кремний. Когда это допустимо, этот тип присадочного металла снижает усадочные напряжения, особенно в чувствительных к трещинам областях, таких как начало и конец сварного шва (или кратеры). Кроме того, используйте функцию автоматического заполнения кратера или другие одобренные методы заполнения кратера, чтобы свести к минимуму возможность появления трещин в кратере. Увеличение скорости движения также может помочь снизить вероятность растрескивания алюминия под напряжением за счет сужения зоны термического влияния (HAZ) и уменьшения степени плавления основного металла.

Предварительный нагрев также является вариантом борьбы с растрескиванием под напряжением, поскольку он сводит к минимуму уровни остаточных напряжений, которые присутствуют в основном материале во время и после сварки. Ключевым моментом в этой работе является тщательный мониторинг подводимого тепла. Слишком большое количество тепла может снизить предел прочности основного материала в некоторых сплавах до неприемлемого уровня, подвёл итог Артём Комаров.