Сварка плаЁЛенибм алюминия с медью представляет сложную задачу. Достаточно наличия 4-5% Си в алюминии, чтобы в металле шва появились горячие трещины. При более высоком содержании меди (6-8% и выше) горячие трещины исчезают, а металл шва становится малопластичным, появляются холодные трещины. Для предупреждения трещин необходимо предотвратить образование хрупкой составляющей и максимально ограничить поступление в шов меди. Достигается это путем придания медной кромке формы, соответствующей изотерме плавления основного металла, а также электролитическим покрытием кромки меди оловом, цинком или серебром, препятствующим непосредственному взаимодействию меди с алюминием. Кроме того, обеспечивается хорошее смачивание твердой меди жидким алюминием.

Технология и техника сварки алюминия с медью такие же, как и при сварке алюминия со сталью. Соединения алюминия с медью обладают хорошей электропроводностью, их прочность близка к прочности алюминия.

Технология сварки в особых условиях

Как правило, технологию сварки конкретных изделий целесообразно выбирать исходя из состава основного металла. Однако имеются исключения из этого правила, когда определяющими при выборе технологии сварки становятся внешние условия. Особенно это относится к сварке под водой, в космических условиях, при пониженных температурах и т. д.

§ 12-1. Сварка под водой

Для подводных работ пока удалось использовать только дуговую сварку плавящимся электродом. Возможна сварка и неплавящимся электродом. Дуговую сварку под водой впервые разработал К. К. Хренов в 1932 г. Способ основан на открытии, что дуга, несмотря на интенсивное охлаждающее действие окружающей воды, нагревает и плавит металл практически столь же легко, как и на воздухе. При соблюдении несложных дополнительных условий дуга горит в воде вполне устойчиво при питании от обычных источников постоянного или переменного тока, применяемых для работ на воздухе. Как правило, используют постоянный ток. Дуга горит в газовом пузыре, образуемом и непрерывно возобновляемом в результате испарения и разложения воды. Устойчивое горение дуги под водой можно объяснить принципом минимума энергии Штеенбека или саморегулированием дуги. Если усилить охлаждение какого-либо участка дуги, то выделение энергии на нем увеличится и компенсирует усиленное охлаждение. У сварочной дуги под водой напряжение на 6-7 В больше, чем на воздухе, этот избыток напряжения компенсирует охлаждающее действие воды.

Для Получения устойчивого горения дуги под водой на электрод из низкоуглеродистой сварочной проволоки наносят толстый слой покрытия, по составу сходного с покрытиями, применяемыми для сварки на воздухе. Слой покрытия должен быть водонепроницаемым: проникшая в покрытие вода испаряется при горении дуги и срывает его, кроме того, идет электролиз воды с бурным выделением водорода, окончательно разрушающий покрытие. Необходимую водонепроницаемость покрытия создают пропиткой его различными лаками.

При горении дуги выступающий конец покрытия образует козырек, способствующий удерживанию газового пузыря вокруг дуги и устойчивому ее горению. Непрерывно образующийся газ поднимается на поверхность воды отдельными пузырьками, преимущественно состоящими из водорода. Дуга испаряет металл и электродное покрытие, пары которых, соприкасаясь с водой, конденсируются и образуют в ней коллоидальный раствор преимущественно окислов железа. Эта взвесь долгое время не осаждается, мешая наблюдению за дугой. Силу тока обычно устанавливают в пределах 180-240 А, напряжение дуги 30-35 В.

Дуга под водой легко расплавляет основной металл и образует валик, отличающийся грубой чешуйчатостью. Глубина расплавления несколько больше, чем при работе на воздухе. Под водой можно выполнять все обычные виды сварных соединений в любом пространственном положении.

Наплавленный металл отличается пониженным содержанием таких легко окисляющихся элементов, как, например, углерод, кремний и марганец, и повышенным содержанием водорода. Зона термического влияния сужена, структура металла шва указывает на ускоренное охлаждение. Металл шва имеет достаточно высокий предел прочности, но низкие угол изгиба, относительное удлинение и ударную вязкость.

Ручная подводная сварка очень трудна для водолаза-сварщика, стесненного тяжелым и неудобным для движений водолазным снаряжением и находящегося в неустойчивом положении при плохой видимости. Поэтому при подводной сварке часты дефекты, не известные при работах на воздухе: смещение с оси шва, пропуски, нерасплавление одной из кромок шва и т. п. Излучение дуги ослабляется слоем воды и сварщик часто может не пользоваться защитным стеклом.

Сварка возможна в пресной речной и соленой морской воде. В последнем случае необходима тщательная изоляция держателя электрода, так как нарушение изоляции может вызвать значительную утечку тока. В морской воде все металлические предметы оказываются соединенными между собой и присоединенными к источнику тока через воду. Можно зажечь дугу на любом металлическом предмете в зоне сварки, хотя бы он и не был присоединен проводом к источнику тока. Основное затруднение при подводной дуговой сварке состоит в том, что человек плохо переносит пре-