Способ дуговой сварки деталей из алюминиевых сплавов
Реферат
Использование: для изготовления конструкций из алюминиевых сплавов. Сущность изобретения: детали из алюминиевых сплавов собирают встык без зазора. Сварку ведут на оставщейся подкладке в виде оксидной пленки. Перед сваркой свариваемые кромки со стороны корня шва подвергают нагреву до оплавления слоев металла, прилегающих к оксидной пленке, при этом ширину зоны оплавления берут в 1,3 - 1,5 раза больше ширины зоны проплава при последующей сварке. Сварку ведут на режиме, при котором высота проплава соответствует толщине оксидной пленки. 3 ил., 2 табл.
Изобретение относится к сварке и может быть использовано при изготовлении конструкций из алюминиевых сплавов.
Известен способ сварки стыковых соединений, при котором удержание сварочной ванны осуществляют с помощью флюсов-паст, наносимых на тыльную сторону кромок деталей. Недостатком указанного способа является необходимость корректировки режимов сварки в сторону увеличения силы тока и снижения скорости сварки, что приводит к снижению производительности и точности. Известен способ точечной односторонней аргонодуговой сварки тонколистовых деталей из алюминиевых сплавов [1]. Недостатком указанного способа является то, что он предназначен для аргоноточечной сварки деталей внахлест и не может быть использован для стыковых соединений. Целью изобретения является повышение качества при сварке стыковых соединений. Цель достигается тем, что в способе дуговой сварки деталей из алюминиевых сплавов, при котором в качестве остающейся подкладки используют оксидную пленку, перед сваркой свариваемые кромки со стороны корня шва подвергают нагреву до оплавления слоев металла, прилегающих к оксидной пленке, при этом ширину зоны оплавления берут в 1,3-1,5 раза больше ширины зоны проплава при последующей сварке, а сварку ведут на режиме, при котором высота проплава соответствует толщине оксидной пленки. В результате анализа известных технических решений при проведении патентных исследований заявитель не обнаружил технических решений с признаками, сходными с отличительными признаками заявляемого решения, поэтому совокупность упомянутых существенных признаков позволяет достичь указанную цель. На фиг. 1 показаны заштрихованные участки 4 шириной l, которые перед сваркой со стороны оксидной пленки 3 были подвергнуты нагреву до температуры плавления, например электрической дуги (на чертежах не показано). Ширина участка 4 соответствует 1,3-1,5 половины ширины проплава; на фиг. 2 - соединение, выполненное дуговой сваркой на подкладке из оксидной пленки "металлургического производства"; на фиг. 3 - сварное соединение, у которого удален проплав высотой, соответствующей высоте оксидной пленки. Способ осуществляют следующим образом. Торцы деталей 1, 2 механообрабатывают для того, чтобы собрать детали встык без зазора. Измеряют толщину оксидной пленки 3. Зная мерку металла, его толщину, тип соединения, находят режим сварки и ширину проплава А. Зная ширину А проплава; размечают ширину В в зоне (участке 4) оправления слоев металла, прилежащих к оксидной пленке 3. Как показали эксперименты, ширина В участка 4 в 1,3-1,5 раза больше ширины А проплава сварного соединения. При ширине зоны оправления В меньше, чем 1,3 ширины А, начинают в зоне проплава шва образовываться складки оксидной планки, которые могут вызвать дополнительную концентрацию напряжений в зоне корня шва. Складки образовываются в результате недостаточной плотности слоев между пленкой и сплавом. При ширине зоны оплавления В больше, чем 1,5 ширины А, появляются дополнительные затраты на оплавление участков металла, которые находятся вне стыка за пределами сварочной ванны, т.е. на расстояние, где удержания металла не требуется, а следовательно нет необходимости в подкладке. Подготовленные под сварку детали 1, 2 сваривают на ранее выбранном по справочнику режиме, при котором высота а проплава соответствует толщине оксидной пленки 3. Полученное сварное соединение со стороны корня шва покрыто окисной пленкой и отличается плавными очертаниями в сочетании с заданной величиной проплава по сравнению с прототипом, что удобно при сварке изделий с замкнутым объемом. Как показали металлографические исследования, стык 5 между пленками 3 заполнен затвердевшим металлом. Оплавление участков металла, примыкающих к оксидной пленке 3, позволяет исключить при последующей сварке складкообразование наружной поверхности пленки, связать более прочно оплав с пленкой и удалить из пленки, обладающей высокой адсорбцией, влагу. Подготовленная таким образом подкладка под сварку обладает достаточной эластичностью и прочностью для удержания сварочной ванны и исключает попадание в нее газов и других вредных веществ из атмосферы. Кроме того, отпадает необходимость механической или электрохимической обработки поверхностей деталей для удаления оксидной пленки. Удаление может составить до 50% от толщины и веса металла; КИМ в этом случае низкий. Последнее относится к алюминиево-литиевым сплавам. Сохранение оксидной пленки для цели подкладки способствует при эксплуатации повышению герметичности, так как пленка отличается от металла сплава повышенной плотностью. Примеры осуществления способа представлены в табл. 1 и 2. Сваривали пластины из алюминиево-литиевых сплавов 1420 и 1460 толщиной 2,5 и 3,0 мм. Сведения об образцах и режимах сварки приведены в табл. 1, 2. Образцы в состоянии поставки, т.е. после термообработки: закалка + старение. В табл. 1 приведены сведения о режимах сварки, которые выбирались исходя из толщины оксидной металлургической пленки; в табл. 2 сведения о размерах и геометрии сварного соединения, полученного по предложенному способу.Формула изобретения
СПОСОБ ДУГОВОЙ СВАРКИ ДЕТАЛЕЙ ИЗ АЛЮМИНИЕВЫХ СПЛАВОВ, при котором в качестве остающейся подкладки используют оксидную пленку, отличающийся тем, что, с целью повышения качества при сварке стыковых соединений, перед сваркой свариваемые кромки со стороны корня шва подвергают нагреву до оплавления слоев металла, прилежащих к оксидной пленке, при этом ширину зоны оплавления берут в 1,3 - 1,5 больше ширины зоны проплава при последующей сварке, а сварку ведут на режиме, при котором высота проплава соответствует толщине оксидной пленки.РИСУНКИ
Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4