Алюминий - легкий металл серебристого цвета, теплопроводный, хороший проводник для электричества, химически очень активный. Относится к цветным металлам. Из-за его повышенной теплопроводности глубина проплавления его при сварке невелика, а охлаждение сварочной ванны происходит быстро. Из-за неполного газовыделения при быстром охлаждении возможно образование трещин в металле шва. Во избежание этого необходимо увеличение силы сварного тока, предварительный подогрев и использование защитного газа - гелия либо смеси гелия и аргона. Предпочтительнее использовать смесь аргона и гелия, так как эта смесь способствует лучшему газовыделению, предотвращает образование пор. Сварочная проволока, естественно, должна быть алюминиевой. После вскрытия упаковки проволоки, ее нужно как можно скорее использовать, так как легко она окисляется на воздухе. А оксид алюминия, который образуется при окислении, очень тугоплавкий и прочный.
Перед сваркой необходимо тщательно очистить кромки изделия и, если нужно, присадочные материалы, от окислов и других загрязнений. Оксидная пленка, образованная до или после сварки, удаляется катодным распылением, специальными флюсами, или криолитом. Необходимо применять для предупреждения провалов или прожогов специальные подкладки из стали или графита. Из-за того, что алюминий при повышении температуры имеет значительный коэффициент линейного расширения и склонен к короблению, его листы перед сварочными работами нужно жестко закреплять грузами, а также специальными прижимами на стендах для сварки листов. Приспособления для закрепления должны быть изготовлены из металлов с низкой теплопроводностью.
При газовой сварке алюминия изготовляются только швы стыкового соединения. Нужен предварительный подогрев и ровное, спокойное пламя.
Ручная дуговая сварка алюминия в инертных газах выполняется неплавящимся (вольфрамовым) или плавящимся электродом. В частности, распространена сварка в аргоне. Листы металла толщиной до 3 мм свариваются на подкладке за один проход. При толщине 4-6 мм металл сваривается с обеих сторон за два прохода без скоса кромок. При толщине более 6 мм делается V-образная или X-образная разделка кромок, работа выполняется в 4 прохода при толщине 8-15 мм. Сварка аргоном вольфрамовыми электродами производится на аппаратах переменного тока при расходе аргона 6-15 литров за минуту, с напряжением дуги 15-20 В. Сварка может осуществляться в гелии, при этом расход гелия примерно в 2 раза выше расхода аргона, а напряжение 25-30 В.
Возможна дуговая автоматическая сварка алюминия под флюсом. Хорошие результаты дает также контактная сварка, которая производится постоянным оплавлением на машинах с электроприводами.
Один из самых прогрессивных методов сварки алюминия - это импульсно-дуговая сварка. Отличается этот метод тем, что пульсация дуги устанавливается по роду свариваемого материала, толщины его, по его свойствам и так далее. Аппарат для импульсно - дуговой сварки располагает готовой программой для сварки определенного металла.
Цель контроля качества сварных швов - выявление возможных дефектов для их устранения.
Неразрушающие методы контроля качества швов - это радиационный контроль, ультразвуковой, магнитный и электромагнитный.
Радиационный контроль базируется на применении рентгеновских излучений, которые распространяются волнообразно. Длина их волны очень мала, но обладает большой энергией. Они могут проходить черед материалы с определенной интенсивностью, зависящей от толщины материала и энергии их излучения. При определении дефектов с одной стороны сварного шва устанавливают излучатель, с другой - детектор, который может быть фотобумагой, рентгеновской пленкой и так далее. Детектор отображает дефекты шва. Если дефектов нет, излучение поглощается всем объемом металла, а шов фиксируется на детекторе в виде светлой полосы. Дефекты, при и наличии, не поглощают лучи так хорошо, как сплошной металл, поэтому на детекторе они будут отображаться темными полосами или пятнами. Для этого метода используются гамма - источники и рентгеновские аппараты.
Ультразвуковой метод использует ультразвуковые колебания, недоступные человеческому уху. Они глубоко проникают в металл и отражаются от имеющихся дефектов. Для контроля качества швов применяют колебания 0,5-10 МГц. Эти колебания осуществляются преобразователем, состоящим из пьезопластин, по длине равных половине ультразвуковой волны. Чтобы снять электрическое поле, на поверхности пластин наносятся серебряные электроды. Ультразвуковые колебания излучаются преобразователем через специальную контактирующую смазку. Также преобразователь фиксирует ультразвуковые колебания, отраженные от дефектных мест, и преобразует их в импульсы, которые фиксируются электронно-лучевой трубкой.
Магнитные методы контроля основаны на том, что при намагничивании сварного соединения, выявляется поток рассеивания, возникающий в местах дефектов. Намагничивают шов перемещающимся или неподвижным магнитом. Разновидность этого метода - магнитно-порошковый метод, при котором металл посыпают ферромагнитным порошком, собирающимся в местах дефектов. При магнитографическом методе на шов кладут ферромагнитную ленту, затем по шву проводят электромагнитом, на ферромагнитной ленте фиксируются дефекты шва. Они становятся видны при пропускании ленты через дефектоскоп. Магнитные методы используются исключительно для ферромагнитных сталей.
