Сварка алюминия и легких сплавов Алюминий имеет сравнительно низкую температуру плавления (657° С) при довольно высокой теплопроводности, которая примерно в 3 раза превосходит теплопроводность низкоуглеродистой стали, он отличается также значительным коэффициентом теплового расширения (22∙10^-6). Алюминий очень хрупок в нагретом состоянии, однако главным затруднением при сварке алюминия является легкая его окисляемость с образованием весьма тугоплавкого и механически прочного окисла Аl2О3, который плавится при температуре 2050° С, что превышает температуру кипения алюминия (1800° С). Окись алюминия представляет собой чрезвычайно прочное химическое соединение, которое плохо поддается действию флюсующих материалов ввиду химически нейтрального характера. Образование окиси алюминия является основным затруднением при сварке этого металла. Алюминий можно сварить плавлением, газовым пламенем и дугой. Перед сваркой кромки металла должны быть тщательно очищены механическими средствами - пескоструйными аппаратами, стальными щетками, шабровкой или химическими способами - промывкой в водном растворе каустической соды или в бензине. После промывки раствором соды необходима длительная и тщательная промывка проточной водой для предотвращения появления коррозии. При ремонте алюминиевых отливок часто прибегают к предварительному подогреву изделия до температуры около 300° С. При ремонте толстостенных алюминиевых отливок можно иногда обходиться без специального флюса. При этом окись алюминия все время счищают с поверхности ванны скребком из стальной проволоки, а конец присадочного прутка для уменьшения окисления погружают в сварочную ванну. В нормальных случаях совершенно необходимо применение специальных флюсов для сварки алюминия, энергично растворяющих окись алюминия при низких температурах. Особенно сильными растворителями являются для окиси алюминия галоидные соединения щелочного металла лития. Во флюсы для сварки алюминия чаще всего вводят хлористый или фтористый литий (LiCд или LiF). Хорошие алюминиевые флюсы содержат 15-30% солей лития, которые дороги. Поэтому велись и ведутся работы по созданию более дешевых флюсов-заменителей, не содержащих солей лития. Имеет также значение и присадочный материал. Если не требуется идентичность химического состава основного и наплавленного металлов, в качестве присадочного материала рекомендуется применять сплав алюминия с кремнием с содержанием около 5 %Si. Этот сплав дает минимальную усадку при затвердевании, образует плотные и прочные швы, с хорошей гладкой поверхностью. Размер горелки для сварки алюминия на один номер меньше, чем для сварки низкоуглеродистой стали той же толщины. Отличные результаты дает аргоно-дуговая сварка как неплавящимся, так и плавящимся вольфрамовым электродом, не требующая применения флюсов, что является большим техническим преимуществом. Несмотря на легкоплавкость алюминия, возможна сварка его металлическим электродом. Возможна автоматическая дуговая сварка алюминия под флюсом специального состава. Флюсы и обмазки для сварки алюминия следует изготовлять из химически чистых компонентов. Удовлетворительные результаты дает и контактная сварка алюминия. Стыковая контактная сварка алюминия обычно производится непрерывным оплавлением на машинах с электроприводом. Довольно широко применяется точечная сварка алюминия, однако существенными затруднениями в этом случае являются высокая электропроводность алюминия и быстрое расплавление металла в процессе сварки, что требует высокой скорости перемещения электрода машины для поддержания величины давления и контакта с основным металлом. Возможна также и шовная сварка алюминия; для этой цели необходимы мощные машины с ионными прерывателями. Совершенно исключительна способность алюминия к холодной сварке; в этом отношении он превосходит все металлы, применяемые в технике. Очень широко применяются в технике различные сплавы алюминия, обладающие более высокой механической прочностью по сравнению с прочностью чистого алюминия и сохраняющие его малую плотность (2,7-2,8). Весьма многочисленные алюминиевые сплавы могут быть разделены на две группы: сплавы термически не упрочняемые и сплавы термически упрочняемые. Примером термически не упрочняемых сплавов могут служить сплавы АМг с магнием и АМц с марганцем с пределом прочности 13-35 кГ/мм2, в зависимости от состава и обработки. Поскольку подобные сплавы малочувствительны к термической обработке, их сварные соединения по прочности приближаются к основному металлу в отожженном состоянии. Из сплавов, упрочняемых термически, важнейшим является дюралюминий, широко применяемый в самолетостроении и имеющий ряд разновидностей, с пределом прочности до 50 кГ/мм2. Задача сварки плавлением этого важнейшего сплава до сих пор не решена полностью. В процессе сварки происходит местный перегрев металла, вызывающий резкое снижение механических свойств металла. Снижение прочности не может быть устранено последующей термообработкой. Более удовлетворительные резуль-таты дает контактная точечная сварка дюралюминия. Помимо алюминиевых сплавов, в технике начинают все шире применять сплавы магния, отличающиеся при достаточной прочности особенной легкостью. Плотность этих сплавов в среднем равна 1,7, т. е. они значительно легче алюминиевых сплавов, плотность которых не ниже 2,7. Недостатком магниевых сплавов является их способность гореть на воздухе при соответствующих условиях, что ограничивает применение этих сплавов в некоторых случаях. Наиболее распространенным магниевым сплавом является сплав МА-1, известный также под названием "электрон", содержащий около 2% Мn, с пределом прочности 20-25 кГ/мм2. Магний легко окисляется, образуя на поверхности весьма тугоплавкий окисел MgO. Для повышения устойчивости против коррозии листы магниевых сплавов обрабатывают различными реактивами, обычно хромовой кислотой, образующими на поверхности сплава прочную защитную пленку, ослабляющую воздействие на сплав атмосферного воздуха, влаги и т. д. Перед сваркой защитная пленка должна быть предварительно удалена механическими или химическими способами. Тугоплавкость окиси магния заставляет прибегать к флюсам, растворяющим эту окись, как и при сварке алюминиевых и магниевых сплавов. Основой магниевых флюсов, как и алюминиевых, являются обычно галоидные слои щелочных металлов, в том числе лития. Магниевые сплавы достаточно хорошо поддаются сварке плавлением. Особого внимания заслуживает аргоно-дуговая сварка, дающая довольно хорошие результаты и не требующая применения флюсов. Для холодной сварки магниевые сплавы непригодны.