ГАЗОВАЯ СВАРКА АЛЮМИНИЯ И ЕГО СПЛАВОВ

Свойства и классификация алюминиевых сплавов.

Алюминиевые сплавы широко применяют в различных отраслях машиностроения. Они обладают высокими механическими свойствами при малой плотности, большой удельной прочностью, высокими тепло- и электропроводностью, стойкостью против коррозии и хорошими технологическими свойствами.

Высоких механических свойств достигают введением в алюминиевые сплавы легирующих элементов, например марганца, меди, магния, кремния, цинка, хрома, никеля и др. Большинство легирующих элементов образуют с алюминием ограниченные твердые растворы. Так как растворимость этих элементов увеличивается с повышением температуры, можно повышать прочность соответствующих сплавов, подвергая их термической обработке. Кроме того, некоторые элементы образуют с алюминием или с другими элементами, входящими в состав сплавов, химические соединения, отличающиеся высокой твердостью. Это также способствует повышению прочности указанных сплавов.

Алюминиевые сплавы подразделяют на две основные группы: деформируемые и литейные.

К деформируемым относятся сплавы, подвергаемые различным методам обработки давлением: ковкой, штамповкой, прокаткой, прессованием и волочением. Деформируемые сплавы — наиболее распространены. Их можно разделить на неупрочняемые и упрочняемые термической обработкой. В промышленности применяют деформируемые двойные сплавы алюминия с медью, магнием, кремнием и марганцем; тройные сплавы алюминия с медью и магнием, медью и никелем, магнием и кремнием, магнием и марганцем, а также многокомпонентные сплавы алюминия (например, дуралюмины).

Наиболее распространенными деформируемыми сплавами алюминия, не упрочняемыми термической обработкой, являются его сплавы с марганцем (АМц), а также с магнием (АМг, АМгЗ, АМг5 и др.). Большинство этих сплавов отличается высокими пластичностью и сопротивлением коррозии и хорошей (АМц, АМгЗ) или удовлетворительной (АМг1, АМг5, АМгб) свариваемостью при газовой сварке. Однако прочность их сравнительно невелика. Для упрочнения этих сплавов применяют обработку давлением в холодном состоянии. Каждый из сплавов может быть мягким (отожженным), полунагартованным и нагартованным.

К деформируемым сплавам, упрочняемых термической обработкой, относятся дуралюмины (Д1, Д16), а также сплавы АВ, АК и В95. Основными видами термической обработки их являются закалка с последующим естественным или искусственным старением. При закалке сплавы нагревают до температуры, соответствующей структуре однородного твердого раствора (480-530 °С), выдерживают в течение 0,5-2,0 ч и фиксируют структуру охлаждением в холодной воде. Естественное старение производят путем выдержки при комнатной температуре в течение 5 суток, а искусственное — при температуре 100-200 °С в течение нескольких часов. В результате старения прочность и твердость сплава повышаются. Деформируемые сплавы, упрочняемые термической обработкой, отличаются высокой прочностью, однако их технологические свойства низкие. Они обладают плохой свариваемостью при различных видах сварки плавлением и низкой коррозионной стойкостью.

Литейные сплавы используют для изготовления фасонных деталей, имеющих часто сложную конфигурацию. В связи с этим они должны обладать высокими литейными свойствами. Наиболее распространены сплавы на основе алюминия и кремния, алюминия и магния, алюминия и меди, а также тройные — на основе алюминия, кремния и меди, кремния и магния, алюминия, меди и цинка, алюминия, меди и никеля и др. Большинство литейных алюминиевых сплавов упрочняют термической обработкой на различных режимах.

Наибольшее распространение среди литейных сплавов получили сплавы на основе алюминия и кремния (4-13%), так называемые силумины, обладающие высокими технологическими свойствами и удовлетворительной коррозионной стойкостью. Однако они плохо сопротивляются воздействию динамических нагрузок.

Показатели пластичности силуминов сравнительно низкие, для повышения их силумины модифицируют, после чего они приобретают мелкозернистую структуру.

Модифицирование повышает предел прочности на 15-20%, а относительное удлинение в 2-3 раза. Однако у силуминов АЛ2, АЛ4 и АЛ9 и после модифицирования величина относительного удлинения не превышает 4-5%. Силумины при отсутствии в них меди обладают удовлетворительной антикоррозионной стойкостью. Силумины АЛ2, АЛ4 и АЛ9 сваривают газовой и аргонодуговой сваркой, причем лучше других сваривается сплав АЛ2.

 
Посмотреть оригинал