Анализ технических решений сварки алюминия и его сплавов

Сварка алюминиевых сплавов является непростым по технологии процессом. Сварочными работами могут заниматься лишь дипломированные сварщики, имеющие действительное (не просроченное) удостоверение. Перед зачином работ специалист обязан сварить пробный стык, характерный для реализации предстоящего объекта.

К методам соединения стальных газопроводов относятся:

- Дуговая сварка (автоматическая под слоем флюса, полуавтоматическая или ручная)

- Газовая сварка

- Контактная стыковая сварка оплавлением

- Высокотемпературная пайка

Сварка стальных труб требует разработки технологической карты, учитывающей такие факторы, как диаметр и толщина стенок труб, направление сварки и расположение шва.

Технологический процесс сварки стальных газопроводов состоит из подготовительных работ, сборки стыков и сварки труб в «нитку».

Размеры, конструктивные элементы и типы выполненных сваркой соединений должны отвечать тезисам данной статьи и ГОСТ 16037-80. Подземные газопроводы монтируются лишь при помощи угловых и стыковых соединений.

Соответствие СНиП III-42-80 обязательно для конструктивных размеров разделки (придания необходимой формы) кромок при сварке труб равного наружного диаметра, но отличающихся толщиной стенок.

Трубы из цветных металлов и их сплавов сваривают газовой, электродуговой и аргонодуговой сваркой. Газовая сварка в настоящее время вытесняется другими, более эффективными и производительными способами, однако объем ее применения при сварке трубопроводов из цветных металлов остается значительным. Это объясняется невысокой стоимостью оборудования, материалов и простотой технологического процесса, а также возможностью сварки труб с малыми толщинами стенок (0,5—2 мм), что особенно важно при сварке труб малых диаметров. Сварщик обязательно ставит свое клеймо (рисунок 1.1)

 

Рисунок 1.1 – Клейма сварщиков

 

Сборку стыков труб из алюминия и его сплавов выполняют на прихватках с предварительным подогревом кромок до 200—250° С. После наложения прихваток их поверхность непосредственно перед сваркой зачищают при аргонодуговой сварке металлическими щетками, а при других способах сварки остатки шлака удаляют, промывая водой. После очистки поверхность прихваток тщательно осматривают и в случае обнаружения дефектов (трещин, пор) прихватки вырубают и стыки труб прихватывают повторно.

Трубы со стенками толщиной до 2—2,5 мм сваривают газовой или аргонодуговой сваркой по отбортовке без присадочного металла. При толщине стенок до 6 мм трубы под сварку соединяют встык, без скоса кромок, с зазором 1—2 мм; при толщине стенок 6 мм и более делают скос кромок под углом 60—70° с притуплением в вершине угла разделки шва, равным Д толщины стенки.

Газовую сварку труб из алюминия и его сплавов обычно выполняют ацетиленокислородным пламенем. Для растворения а удаления в шлак окислов применяют специальные флюсы. Большое распространение получил флюс АФ-44.

При сварке алюминиевых сплавов АМц и АМг хорошие результаты дает флюс № 8. Флюсы изготовляют в виде порошков и разводят в дистиллированной воде до состояния пасты. Наносят флюс на поверхность присадочного прутка и свариваемые кромки труб кистью тонким слоем.

Для дуговой сварки применяют угольные или графитовые электроды, имеющие форму стержней длиной 200—700 мм и диаметром 6—25 мм. Ручная дуговая сварка металлическим обмазанным электродом в настоящее время находит незначительное применение. Дуговую сварку в среде защитных газов применяют для труб из алюминия и его сплавов с толщиной стенки от 1 мм и выше. Этот способ сварки высокопроизводителен и позволяет сваривать трубы в любом пространственном положении. В качестве защитных газов при дуговой сварке трубопроводов из алюминия и его сплавов используют аргон. Сварку выполняют неплавящимся (вольфрамовым) электродом на переменном токе и плавящимся электродом на постоянном токе обратной полярности. Сварку неплавящимся электродом труб с толщиной стенки до 8 мм можно осуществлять вручную или механизированным способом (автоматами типа АТВ и полуавтоматами). Для сварки целесообразно применять вольфрамовые электроды ВТ-5, ВТ-10 и ВТ-15, содержащие 1,5—2% окиси тория, или цирконизированные электроды.

На сегодняшний день можно выделить пять технических решений сварки трубопроводов из цветных металлов и алюминия, которые дают наиболее хороший технологический и экономический результат:

- ручная аргонодуговая неплавящимся вольфрамовым электродом;

- дуговая сварка угольным электродом без защиты;

- сварка трубопроводов под слоем флюса;

- волоконно-лазерно-дуговая гибридная сварка трубопроводов;

- электронно-лучевая сварка без вакуумной камеры.