Сварка алюминия

Алюминий – один из самых востребованных конструкционных металлов. Он достаточно прочен, обладает малым весом и хорошими показателями тепло- и электропроводности. Но при этом сварка алюминия представляет собой сложный и трудоемкий процесс.

• При нормальных условиях поверхность алюминия и его сплавов покрыта прочной оксидной пленкой. Поэтому он не реагирует с классическими окислителями, такие как вода, кислород. Главная трудность тепловой обработки заключается в том, что оксидная пленка плавится при высоких температурах (свыше 2000 °С),  а температура плавления самого алюминия – 660°С.
• Во время сварки в сварной области образуются капли сварного металла, на которых быстро образуется покрытие из окисной тугоплавкой пленки. Она препятствует формированию сварочного шва и является источником неметаллических  включений в металле шва. Для предотвращения этого сварка должна выполняться с применением защиты сварной области от взаимодействия с окружающим воздухом.
• При расплавлении у алюминия наблюдается высокая степень текучести, именно это создает трудности при формировании сварной ванны. При нагреве алюминий практически не меняет своего  цвета, поэтому размеры сварочной  ванны сложно  контролировать.

• В состав алюминия входит водород в растворенном виде, который во время застывания металла начинает выходить наружу. Это может привести к появлению в области шва пор и кристаллизованных трещин. Поры возникают как в основном  металле шва, так и у линии сплавления. Многие сплавы из алюминия имеют в составе повышенный уровень кремния, именно это вызывает появление трещин во время охлаждения деталей.
• Особенностью алюминия является резкое снижение его прочности при нагревании. При температуре свыше 550 °С резко снижается прочность и твердый металл нерасплавившейся части кромок может разрушиться под действием массы сварочной  ванны.
• Алюминий обладает высоким коэффициентом линейного расширения. Из-за этого возникает сильная усадка металла во время его застывания. Это приводит к деформированию соединений у свариваемых деталей. Для снижения деформаций необходимо применять специальную технологию  сварки.
• Особые теплофизические и свойства алюминия и его сплавов (высокая теплоемкость и теплопроводность) требуют мощные источники тепла для процесса сварки: необходима сила тока в 1,5 – 2 раза превосходящая показатель для стали. При этом температура плавления алюминия значительно ниже, чем у стали. В некоторых случаях рекомендуется предварительный подогрев начальных участков сварного шва до температуры 120 – 150 °С или сопутствующий подогрев в процессе сварки.