Как выполняется сварка силумина, особенности сплава

В настоящее время все чаще встречаются изделия не только из чистого алюминия, но и из его сплавов. Такие сплавы по характеристикам намного прочнее, что позволяет изготавливать детали сложных форм для различных механизмов и машин. Одним из таких популярных сплавов является силумин — изделия из него распространены в кораблестроении и авиационном моделировании. Однако, сварка силумина имеет некоторые особенности, о которых необходимо знать и помнить.

Свойства сплава

Алюминиевые сплавы отличаются от чистого алюминия по многим характеристикам. Они также легки, но в разы прочнее и чаще пластичнее. В свою очередь, имея в своем составе от 4% до 22% кремния, силумин славится прочностью, устойчивостью к износу и коррозии. Но в это же время данный сплав не сильно пластичен и, при неправильной обработке, изделие из него может рассыпаться.

Процесс сварки силумина со стороны кажется незатейливым, но это не так. Работа с данным сплавом имеет свои отличительные моменты, которые стоит рассмотреть подробнее.

Подготовка к работе

Первый нюанс встречается уже на подготовительном этапе. Дело в том, что силумин снаружи покрыт оксидной пленкой, которая мешает правильной и качественной обработке. Поэтому, перед началом работы необходимо сначала удалить оксидную пленку:

1. Зачистить заготовки. Для этого стоит воспользоваться наждачной бумагой, металлической щеткой, шлифовальным диском или пескоструйной установкой.
2. Обезжирить. Тщательно протереть зачищенные места стыка бензином или растворителем (типа РС-1, РС-2). Можно окунуть детали в раствор каустической соды, только после этого тщательно промыть их под проточной водой.

На промышленной основе для удаления оксидной пленки популярен метод катодного распыления. За счет бомбардировки положительными ионами происходит полное очищение металлической поверхности и предотвращение образования окислов в процессе сварки.

Способы соединения

Перед осуществлением каких-либо ремонтных работ стоит вспомнить, что для этого используется силумин только литейных марок, содержащий в своем составе цинк. Определить, что сломанное изделие из силумина, довольно просто — на поверхности сколов (разломов) имеются характерные крупицы. Устранить поломку можно тремя способами:

1. Пайка — бытовой метод сварки без аргона. Соединить посредством пайки возможно только металлические детали с тонкими стенками. Помогут в этом специальные припои, предпочтительны для сварки алюминия, например ER4043, Harris 52, HTS 2000. Для эффективного скрепления стоит пользоваться мощным электрическим паяльником или иметь при себе компактную газовую горелку, баллон с газом (не аргон) и припой.
2. Склеивание. Ремонт выполняется весьма и весьма редко. Причина в том, что склеить возможно только те изделия, которые выполняют в большей степени декоративную функцию. Для серьезных нагрузок этот тип ремонта не подходит.
3. Сварочные работы. Самый надежный метод починки, но в то же время самый затратный по используемым ресурсам.

Для ремонта конструкций из алюминиевых сплавов применяется электродуговой метод, который в свою очередь, включает в себя два способа сварки:

• Аргонодуговая.
• Работа плавкими электродами.

Сваривание аргоном

Технология аргонодуговой сварки представляет собой процесс работы неплавким электродом в защитном газовом облаке. Аргон сам по себе инертный газ, он не вступает в реакцию с воздухом и прочими веществами. Его основная функция в сварочном процессе — защита металла от окисления. Аргон тяжелее воздуха и легко вытесняет его из рабочей сварной зоны. Благодаря аргоновому облаку оксидная пленка не успевает образоваться на сплавах и шов получается прочным и аккуратным.

Работа с аргонодуговой сваркой требует наличия необходимого оборудования:

• Баллон с газом, в данном случае с аргоном.
• Инвертор.
• Специальная горелка для работы с защитными газами.
• Осциллятор.
• Проволока из силумина в качестве присадки.

При подготовке к сварочным работам стоит помнить, что горелка должна быть специфичной, совмещающей в себе возможность одновременной подачи электротока и газа.

Многие неопытные сварщики считают аргонодуговую сварку простым делом, но это совсем не так. Для сварки с аргоном необходима сосредоточенность и внимательность в течение всего процесса. Не следует пренебрегать средствами индивидуальной защиты, чтобы уберечься от брызг раскаленного металла.

Для создания качественного сварного соединения подготовленные детали сваривают следующим образом:

• Для того чтобы металл легче плавился сварные работы производятся при обратной полярности тока с применением короткой дуги.
• Присадку помещают в сварочную ванну. Там она расплавляется и соединяется с основным металлом, образуя однородную массу, которая при застывании образуется прочное соединение.
• Для качественного прогрева деталей подача аргона начинается через 15 секунд после образования дуги. Важно не допустить перегрев газа, иначе металл будет не свариваться, а разрушаться.
• Присадочная проволока подается в зону сварки под углом и непременно перед горелкой. Подача должна быть точно, равномерной и двигаться строго вдоль шва. Поперечная или слишком быстрая подача присадки может спровоцировать разбрызгивание металла и ухудшить итоговое качество шва.
• После окончания сварных работ аргон подается еще в течение 10 секунд, что позволяет сплаву остыть и избежать трещин и уплотнений в шве.

Все движения сварщика, подача присадки, а также продвижения горелки должны быть плавными и размеренными.

Регулировка сварных соединений алюминия и его сплавов осуществляется ГОСТом 14806-80 от 01.07.1981 года издания. Все типы швов, их стыки, длина и прочее можно узнать в данном ГОСТе.

Кто знаком с данным методом, выделяют такие его достоинства, как:

• малые затраты времени;
• высокое качество полученных соединений;
• возможность выполнить ремонт в домашних условиях;
• разнообразие методик сварки металлов.

Помимо преимуществ имеются и недостатки:

• высокие затраты ресурсов;
• невозможность работы на открытом воздухе;
• возможные проблемы с настройкой сварочного режима;

Применение плавких электродов

В домашних условиях также произвести сварку изделий из силумина можно и без аппарата для аргоновой сварки. Для этого подходят плавкие электроды, представляющие собой сердечник из необходимого металла (в данном случае силумин) и щелочно-солевую оболочку.

При работе с плавящимися электродами требуется соблюдать некоторые условия:

• прогревать детали до 200°С-300°С;
• электроды нагреть перед применением до 150°С;
• рабочее место обязательно должно иметь заземление;
• должны отсутствовать легковоспламеняющиеся предметы;
• использовать средства индивидуальной защиты: обувь, костюм, маску, рукавицы.

При работе с плавкими электродами необходимо неотрывно контролировать процесс, чтобы своевременно убрать со шва шлак от электрода. Качество соединения получается немного ниже, чем у аргоновой сварки, но этот метод более доступен и не требует больших затрат на оборудование.

Обобщая сказанное, стоит признать, что для новичка сваривание деталей из силумина довольно трудоемкий и требует соответствующих теоретических и практических знаний. При наличии опыта работы, сварка силумина не доставит особых хлопот и соединение получится качественным и прочным.