RU2018425C1

RU2018425C1 - Method of electric arc welding of workpieces made of aluminium alloys

Info

Publication number: RU2018425C1
Authority: RU
Inventors: М.Б. Жуков
Original assignee: Научно-исследовательский институт авиационной технологии и организации производства
Priority date: 1991-04-11
Filing date: 1991-04-11
Publication date: 1994-08-30

Abstract

FIELD: metal working. SUBSTANCE: workpieces made of aluminium alloys are butt jointed without a gap. The welding is exercised on the remaining lining in the form of oxide film. Before the welding the welded edges from the side of the seam root are subjected to heating till the metal layers adjoining the oxide film are flashed-off, the width of flashing-off area is 1.3-1.5 times more than that of the fusion area during the consequent welding. The welding is carried out in the mode in which the fusion height corresponds to the oxide film thickness. EFFECT: facilitated manufacture. 3 dwg, 2 tbl

Description

Изобретение относится к сварке и может быть использовано при изготовлении конструкций из алюминиевых сплавов. The invention relates to welding and can be used in the manufacture of structures from aluminum alloys.

Известен способ сварки стыковых соединений, при котором удержание сварочной ванны осуществляют с помощью флюсов-паст, наносимых на тыльную сторону кромок деталей. A known method of welding butt joints, in which the retention of the weld pool is carried out using flux pastes applied to the back side of the edges of the parts.

Недостатком указанного способа является необходимость корректировки режимов сварки в сторону увеличения силы тока и снижения скорости сварки, что приводит к снижению производительности и точности. The disadvantage of this method is the need to adjust the welding modes in the direction of increasing the current strength and reducing the welding speed, which leads to a decrease in productivity and accuracy.

Известен способ точечной односторонней аргонодуговой сварки тонколистовых деталей из алюминиевых сплавов [1]. A known method of spot single-sided argon-arc welding of sheet metal parts from aluminum alloys [1].

Недостатком указанного способа является то, что он предназначен для аргоноточечной сварки деталей внахлест и не может быть использован для стыковых соединений. The disadvantage of this method is that it is designed for argon-spot welding of parts with an overlap and cannot be used for butt joints.

Целью изобретения является повышение качества при сварке стыковых соединений. The aim of the invention is to improve the quality of welding butt joints.

Цель достигается тем, что в способе дуговой сварки деталей из алюминиевых сплавов, при котором в качестве остающейся подкладки используют оксидную пленку, перед сваркой свариваемые кромки со стороны корня шва подвергают нагреву до оплавления слоев металла, прилегающих к оксидной пленке, при этом ширину зоны оплавления берут в 1,3-1,5 раза больше ширины зоны проплава при последующей сварке, а сварку ведут на режиме, при котором высота проплава соответствует толщине оксидной пленки. The goal is achieved by the fact that in the method of arc welding of parts made of aluminum alloys, in which an oxide film is used as the remaining lining, before welding, the welded edges from the side of the weld root are heated until the layers of metal adjacent to the oxide film are melted, while the width of the fusion zone is taken 1.3-1.5 times the width of the melt zone during subsequent welding, and welding is carried out in a mode in which the height of the melt corresponds to the thickness of the oxide film.

В результате анализа известных технических решений при проведении патентных исследований заявитель не обнаружил технических решений с признаками, сходными с отличительными признаками заявляемого решения, поэтому совокупность упомянутых существенных признаков позволяет достичь указанную цель. As a result of the analysis of known technical solutions during patent research, the applicant did not find technical solutions with features similar to the distinguishing features of the proposed solution, therefore, the totality of the mentioned essential features allows us to achieve this goal.

На фиг. 1 показаны заштрихованные участки 4 шириной l, которые перед сваркой со стороны оксидной пленки 3 были подвергнуты нагреву до температуры плавления, например электрической дуги (на чертежах не показано). Ширина участка 4 соответствует 1,3-1,5 половины ширины проплава; на фиг. 2 - соединение, выполненное дуговой сваркой на подкладке из оксидной пленки "металлургического производства"; на фиг. 3 - сварное соединение, у которого удален проплав высотой, соответствующей высоте оксидной пленки. In FIG. 1 shows shaded sections 4 of width l, which, before welding, from the side of the oxide film 3 were heated to a melting point, such as an electric arc (not shown in the drawings). The width of section 4 corresponds to 1.3-1.5 half the width of the melt; in FIG. 2 - connection made by arc welding on a lining of an oxide film of "metallurgical production"; in FIG. 3 - a welded joint in which the melt is removed with a height corresponding to the height of the oxide film.

Способ осуществляют следующим образом. The method is as follows.

Торцы деталей 1, 2 механообрабатывают для того, чтобы собрать детали встык без зазора. Измеряют толщину оксидной пленки 3. Зная мерку металла, его толщину, тип соединения, находят режим сварки и ширину проплава А. Зная ширину А проплава; размечают ширину В в зоне (участке 4) оправления слоев металла, прилежащих к оксидной пленке 3. Как показали эксперименты, ширина В участка 4 в 1,3-1,5 раза больше ширины А проплава сварного соединения. The ends of parts 1, 2 are machined in order to assemble parts end-to-end without a gap. Measure the thickness of the oxide film 3. Knowing the measurement of metal, its thickness, type of connection, find the welding mode and the width of the melt A. Knowing the width A of the melt; mark the width B in the zone (section 4) of the mandrel of the metal layers adjacent to the oxide film 3. As shown by experiments, the width B of section 4 is 1.3-1.5 times greater than the width A of the weld melt.

При ширине зоны оправления В меньше, чем 1,3 ширины А, начинают в зоне проплава шва образовываться складки оксидной планки, которые могут вызвать дополнительную концентрацию напряжений в зоне корня шва. Складки образовываются в результате недостаточной плотности слоев между пленкой и сплавом. When the width of the setting zone B is less than 1.3 of the width A, folds of the oxide strip begin to form in the weld penetration zone, which can cause an additional stress concentration in the weld root zone. Folds are formed as a result of insufficient density of layers between the film and the alloy.

При ширине зоны оплавления В больше, чем 1,5 ширины А, появляются дополнительные затраты на оплавление участков металла, которые находятся вне стыка за пределами сварочной ванны, т.е. на расстояние, где удержания металла не требуется, а следовательно нет необходимости в подкладке. When the width of the fusion zone B is greater than 1.5 of the width A, there are additional costs for the fusion of metal sections that are outside the joint outside the weld pool, i.e. to a distance where metal retention is not required, and therefore there is no need for a lining.

Подготовленные под сварку детали 1, 2 сваривают на ранее выбранном по справочнику режиме, при котором высота а проплава соответствует толщине оксидной пленки 3. The parts 1, 2 prepared for welding are welded in the previously selected mode according to the reference manual, in which the height a of the melt corresponds to the thickness of the oxide film 3.

Полученное сварное соединение со стороны корня шва покрыто окисной пленкой и отличается плавными очертаниями в сочетании с заданной величиной проплава по сравнению с прототипом, что удобно при сварке изделий с замкнутым объемом. The resulting welded joint from the side of the weld root is covered with an oxide film and differs in smooth outlines in combination with a predetermined melt value in comparison with the prototype, which is convenient when welding products with a closed volume.

Как показали металлографические исследования, стык 5 между пленками 3 заполнен затвердевшим металлом. As shown by metallographic studies, the junction 5 between the films 3 is filled with hardened metal.

Оплавление участков металла, примыкающих к оксидной пленке 3, позволяет исключить при последующей сварке складкообразование наружной поверхности пленки, связать более прочно оплав с пленкой и удалить из пленки, обладающей высокой адсорбцией, влагу. Подготовленная таким образом подкладка под сварку обладает достаточной эластичностью и прочностью для удержания сварочной ванны и исключает попадание в нее газов и других вредных веществ из атмосферы. The melting of metal sections adjacent to the oxide film 3 allows eliminating during subsequent welding the folding of the outer surface of the film, bonding the melt more firmly to the film and removing moisture from the film with high adsorption. Thus prepared lining for welding has sufficient elasticity and strength to hold the weld pool and eliminates the ingress of gases and other harmful substances from the atmosphere.

Кроме того, отпадает необходимость механической или электрохимической обработки поверхностей деталей для удаления оксидной пленки. Удаление может составить до 50% от толщины и веса металла; КИМ в этом случае низкий. Последнее относится к алюминиево-литиевым сплавам. Сохранение оксидной пленки для цели подкладки способствует при эксплуатации повышению герметичности, так как пленка отличается от металла сплава повышенной плотностью. In addition, there is no need for mechanical or electrochemical treatment of the surfaces of parts to remove the oxide film. Removal can be up to 50% of the thickness and weight of the metal; CMM in this case is low. The latter refers to aluminum-lithium alloys. Preserving the oxide film for the purpose of the lining during operation helps to increase the tightness, since the film differs from the alloy metal in increased density.

Примеры осуществления способа представлены в табл. 1 и 2. Сваривали пластины из алюминиево-литиевых сплавов 1420 и 1460 толщиной 2,5 и 3,0 мм. Examples of the method are presented in table. 1 and 2. Welded plates of aluminum-lithium alloys 1420 and 1460 with a thickness of 2.5 and 3.0 mm.

Сведения об образцах и режимах сварки приведены в табл. 1, 2. Образцы в состоянии поставки, т.е. после термообработки: закалка + старение. Information about the samples and welding conditions are given in table. 1, 2. Samples in delivery condition, i.e. after heat treatment: hardening + aging.

В табл. 1 приведены сведения о режимах сварки, которые выбирались исходя из толщины оксидной металлургической пленки; в табл. 2 сведения о размерах и геометрии сварного соединения, полученного по предложенному способу. In the table. 1 shows information about the welding modes, which were selected based on the thickness of the oxide metallurgical film; in table 2 information about the size and geometry of the welded joint obtained by the proposed method.

Claims

METHOD FOR ARC WELDING OF PARTS FROM ALUMINUM ALLOYS, in which an oxide film is used as the remaining lining, characterized in that, in order to improve the quality of welding butt joints, the welded edges from the side of the weld root are heated before welding to melt the layers of metal adjacent to the oxide film, while the width of the fusion zone is taken in 1.3 - 1.5 greater than the width of the melt zone during subsequent welding, and welding is carried out in a mode in which the height of the melt corresponds to the thickness of the oxide film.