Дуговая сварка методом алитирования основана на приварке алюминиевой шины к стальной, предварительно алитированной алюминием. Сущность этого способа заключается в следующем: стальные пластины, предназначенные для последующей сварки с алюминиевыми, вначале на расстоянии 25—30 мм от торца очищают наждачным кругом до металлического блеска, затем их покрывают флюсом ВАМИ, разведенным в воде до состояния густой пасты. Толщина покрытия 1,5—2 мм. Пластины просушивают и затем погружают в расплав алюминия, перегретого до 750—780°С, где выдерживают от 0,5 до 4 мин, в зависимости от размеров алитируемых пластин.
На поверхности стальной пластины образуется слон химического соединения Fe2Al2. Для лучшего покрытия погруженной в тигель пластины расплав перемешивают. Алитирование признается удовлетворительным, если стальная пластина покрыта по всей поверхности ровным слоем алюминиевого сплава, который не отдирается при попытке ввести острый предмет между алитированным слоем и стальной пластиной.
Сварка алитированных стальных пластин с алюминиевыми может выполняться ручной аргонодуговой сваркой как вольфрамовым электродом, так и угольным электродом на постоянном токе при прямой полярности. Сварку в среде аргона при толщине пластин свыше 5 мм производить не рекомендуют, так как при этой сварке затрачивается значительное время на расплавление алюминия, что может явиться причиной получения недоброкачественного соединения.
Рис. 35. Дуговая сварка угольным электродом стальной алитированной пластины с алюминиевой.
а — схема однопроходной сварки; б — однопроходная сварка при толщине пластин до 6 мм; в — многопроходная сварка при толщине пластин 12 мм; 1 и 11 — первый и второй проходы; III и IV — третий и четвертый проходы (подварка с обратной стороны); I — алитированная поверхность стальной пластины; 2 — формующий брусок; 3 — сварной шов; 4 — присадка: 5 — электрод; 6 — формующая подкладка.
Перед сваркой концы свариваемых пластин (стальной алитированной и алюминиевой) зачищают стальной щеткой и укладывают на формующую угольную пластинку с канавкой для усиления шва с обратной стороны (рис. 35).
Зазор между свариваемыми пластинами толщиной 13—6 мм не делают, при толщине 8 мм устанавливают зазор 2—3 мм. На кромки шин наносят флюс ВАМИ. В процессе сварки дугу направляют исключительно на кромки алюминиевой пластины для того, чтобы не поджечь алитированную поверхность; нагрев стальной пластины осуществляется только за счет натекания на нее слоя расплавленного алюминия. Соединение достигается сплавлением алитированного слоя с расплавленным алюминием. При толщине пластин до 6 мм сварку выполняют за один проход, при толщине 8 мм — за два прохода (один с лицевой стороны, второй с обратной стороны), при толщине 10 мм — за три прохода (два с лицевой и один с обратной), при толщине 12 мм — за четыре прохода (два с лицевой, два с обратной стороны)
Для присадки применяют алюминиевые прутки марки А5 или АД1. Хорошие результаты дает присадка из сплава алюминия с содержанием до 5% кремния. Такой присадочный материал делает жидкий металл более текучим и лучше омывает нижнюю и верхнюю стороны алитированной стальной пластины.
Присадку подают обильно с тем, чтобы расплавленный металл сварочной ванны натек на алитированную часть стальной пластины и создавал возможно большее усилие, образуя так называемое «замковое соединение». Наплавку усиления стремятся выполнять возможно быстрее. Рекомендуемые режимы аргонодуговой сварки вольфрамовым электродом приведены в табл. 21. При дуговой сварке угольным электродом на постоянном токе можно руководствоваться режимами, приведенными в табл. 22. Соединения стали с алюминием, выполненные сваркой с предварительно алитированной стальной поверхностью, обладают прочностью 60—70 МПа, однако вследствие наличия в сварном шве хрупкой составляющей FeAU соединение недостаточно вязкое.
Таблица 21
Режимы аргонодуговой сварки неплавящимся электродом алюминия со сталью по алитированному слою
Размер шин, мм | Зазор между торцами пластин, мм | Диаметр, мм | Ток при сварке, А | Время сварки, с | Расход на 10 стыков | |||
вольфрамового электрода | присадочного прутка | фрама. | присадки, кг | аргона, л | ||||
3х30 |
| 4 | 4 | 100 | 55 | 0,3 | 0,40 | 110 |
4X40 | 1—1,5 | 4 | 5 | 120 | 80 | 0,45 | 0,45 | 170 |
5X50 | 1—1,5 | 5 | 5 | 150 | 110 | 0.5 | 0,60 | 190 |
Таблица 22
Режимы дуговой сварки угольным электродом алюминия со сталью по алитированному слою
Размеры шин, мм | Зазор между торцами пластин, мм | Минимальные размеры шва, мм | Размеры угольного электрода, мм | Диаметр присадки, мм | Ток при сварке, А | Время сварки, с | Расход на 10 стык» | ||||
ширина | усиление с каждой стороны | Сечение | Длина | с лицевой стороны | с обратной стороны | флюса ВАМИ, г | присадки, | кг | ||||
3X30 |
| 15 | 1.5 | 15Х10 | 120 | 5 | 150 |
| 20 | 25 | 0,4 |
4X40 | — | 20 | 2,0 | 15Х10 | 120 | 5 | 200 | — | 25 | 25 | 0,5 |
5X50 | — | 25 | 2.5 | 20Х10 | 120 | 5 | 200 | — | 30 | 30 | 0,6 |
6X60 | 2 | 30 | 3,0 | 20Х10 | 120 | 8 | 250 | — | 45 | 30 | 0,7 |
8X80 | 2 | 35 | 4.0 | 15X15 | 130 | 10 | 300 | 250 | 80 | 40 | 0,8 |
10X100 | 3 | 40 | 5.0 | 20X15 | 150 | 12 | 350 | 250 | 130 | 45 | 1,0 |
12X120 | 3 | 40 | 5.0 | 20X15 | 150 | 12 | 350 | 250 | 180 | 45 | 1,2 |
Электрическое сопротивление на участке со швом благодаря большому усилению значительно меньше полусуммы сопротивлений на участках стали и алюминия равной длины.
Для предупреждения развития возможной коррозии соединения тщательно удаляют с него остатки флюса проволочной щеткой, протирают места соединений тряпкой, смоченной бензином, или промывают горячей водой. Просушенное соединение обильно смазывают техническим вазелином, солидолом пли закрашивают эпоксидной эмалью.
Проверка качества швов производится внешним осмотром. Сварные швы не должны иметь трещин, поджогов алитированного слоя, непроваров и незаплавленных кратеров. Ширина алитированного слоя должна быть на 5—8 мм (на сторону) больше, чем ширина шва. Сварка считается удовлетворительной, если при загибе на угол 40° не появляется трещины в зоне сплавления металла шва с алитированным слоем.
