Во время сборки узлов сложного оборудования, эксплуатируемого в агрессивных средах, в процессе ремонтных работ возникает необходимость соединить два металла – алюминий и нержавейку. Между собой эти сплавы свариваются с трудом, образуют герметичное, но хрупкое соединение, не выдерживающее динамической нагрузки. Разработано два метода сварки алюминия и нержавейки. Каждый из них будет рассмотрен подробно. Но сначала несколько слов об особенностях сплавов.
Трудности сваривания алюминия с нержавейкой
Нержавеющая сталь – высоколегированная, в ее состав входят цветные металлы и неметаллы. Теплопроводность в сравнении с углеродистыми сталями вдвое ниже. Сплав прогревается неравномерно, концентрируется в контактной точке, это приводит к прожогам области шва. При сварке алюминия с нержавейкой необходимо поддерживать небольшой ампераж, работать на низких токах. Допустимая температура в рабочей зоне 500°С.
Алюминий хорошо проводит тепло, но при нагреве активно окисляется. Для работы с ним нужна защитная атмосфера. Еще один нюанс – алюминиевые сплавы плавятся при 600°С, а оксидная пленка – только при нагреве свыше 2000°С. Перед соединением необходимо снимать слой окислов.
Обратите внимание!
При укладке алюминия со сталью важно соблюдать величину зазора, учитывать высокое линейное расширение нержавейки.
https://youtu.be/eqjcdLCGNhY
Сварка с использованием биметаллических переходных вставок
Технология применяется в судостроительной области, теплоэнергетике. Использование специальных расходных материалов – это самый распространенный способ соединения различных углеродистых и цветных сплавов. Биметаллические листы, диски производят промышленным способом различными методами:
- горячей прокаткой;
- наплавлением;
- нагревом под давлением;
- сваркой взрывом или трением.
В домашних условиях получить биметалл невозможно. Процесс аргонной сварки алюминия и нержавейки с применением вставок значительно упрощается. В этом случае сваривать необходимо алюминий с алюминием, нержавейку с нержавейкой. Главное – не перегреть биметалл, чтобы не начались структурные изменения в области контакта разнородных металлов. Необходимо предусмотреть отвод избыточного тепла, работу начинают с соединения алюминиевых частей, затем переходят к нержавеющим. Соединение получается качественное.
Технология сварки с нанесением алюминиевого покрытия
Алюминиевые расплавы хорошо сцепляются с поверхностями других металлов. Эту способность используют при сварке алюминия с нержавейкой. Проводят подготовительную операцию – погружают кромку нержавеющей детали в расплав или делают припой. После этого приступают к работе. Шов в этом случае получается непрочным, но герметичным – жидкость или газ не пропускает.
Особенности сварочного процесса:
- необходимо избегать контакта дуги с чистой нержавеющей поверхностью, нагревают только покрытую область детали;
- направляют дугу так, чтобы расплавленная присадка стекала на нержавейку, то есть нагревают только алюминиевую деталь, а не обе кромки стыка;
- любую аргонную сварку всегда начинают с подготовки поверхностей: металл зачищают или протравливают, чтобы удалить окислы.
Еще один способ подготовки нержавеющей заготовки – нанесение на рабочую зону серебра. Для этого используют готовый серебряный припой, но продается в специализированных магазинах. В процессе соединения заготовок важно сохранять целостность серебряной пленки, не допускать ее прожигания.
Электроды с алюминиевым стержнем или присадочную проволоку подбирают по марке сплава, учитывая химический состав. Правильно подобранная присадка неплохо сцепляется с разнородными металлами. Проволоку выпускают 2 и 3 мм диаметром. Она должна быть меньше толщины соединяемых деталей. Тонкий металл варят с использованием неплавящихся вольфрамовых электродов. Образуется стабильно горящая дуга, расплав меньше разбрызгивается.
Оборудование для сварки
Применяют несколько видов аппаратов:
- для ручной электродуговой сварки плавящимся или вольфрамовым электродом, работающих по технологии MIG/MAG;
- поддерживающие режимы WIG/TIG;
- полуавтоматы с подачей аргона.
При выборе сварочного аппарата для нержавейки и алюминия учитывают особенности сплавов, из которых сделаны детали. Лучше использовать высокочастотный переменный ток, в качестве генератора для дугового метода чаще выбирают небольшой инвертор. При выборе газового оборудования желательно подобрать горелку с линзой, оснащенной сеточкой, расход газа будет меньше, он обеспечит нормальную защиту ванны расплава. У сварочного полуавтомата для сварки алюминия и нержавейки должен был импульсный режим работы, желательна функция «Сoldarc».
Если при соединении алюминиевых и нержавеющих заготовок учитывать особенности металлов, можно добиться неплохого качества швов. Новичкам работа с разнородными сплавами не по силам, лучше обратиться в специализированные организации, оказывающие услуги по сварке.
