Висока активність алюмінію з киснем сприяє створенню на його поверхні тугоплавкої плівки оксиду алюмінію (А1203), яка перешкоджає сплаву основного і електродного металів. Це відбувається через велику різницю температур, необхідних для плавлення. Так як для плавлення основного металу потрібно всього 658 ° С, а оксид алюмінію плавиться при температури 2050 ° С, то в масиві зварювального шва з'являються непровари і шлакові включення. Це негативно позначається на механічної міцності зварного з'єднання і щоб подолати цю технологічну складність, потрібно застосовувати ряд спеціальних способів. Зварюваності алюмінію заважають органічні водосодержащие забруднення (пил, жирова плівка і т.д.), що є на крайках деталей, що зварюються, а легування деяких сплавів підвищеної міцності цинком і магнієм стає причиною появи холодних тріщин. Адсорбована волога, газонасиченість основного і присадочного матеріалів сприяють появі великої кількості пір. З огляду на всі вищевикладені явища, що перешкоджають нормальному зварювання алюмінію, кромки і поверхні перед зварюванням потрібно ретельно готувати.
Підготовчий етап включає в себе обов'язкову очистку деталей, що зварюються дроту від слідів фарби, жирових включень, а наявну плівку оксиду видаляють механічним або хімічним шляхом. Для знежирення використовують авіаційний бензин, уайт-спірит, ацетон технічний і розчинники, виготовлені на їх основі.
Після знежирення зварюються поверхні піддають хімічній обробці. Процес хімічної обробки включає в себе:
- травлення деталей, що зварюються в розчині їдкого натру (NaOH) і натру фтористого (NaF) в співвідношенні 1: 1 тривалістю 1 - 2 хвилини;
- промивку в гарячій проточній воді при температурі не нижче 50 ° С, а після цього - в холодній воді;
- освітлення протягом 1-2 хвилини при кімнатній температурі в розчині азотної кислоти (HN03) з концентрацією не нижче 350 - 425 г / л;
- промивку в гарячій проточній воді з подальшою природною сушкою.
Для видалення оксидної плівки часто застосовують зварювальний флюс АФ-4А. Знежирення, травлення і освітлення виконують не пізніше, ніж за 2 - 4 години до початку зварювальних робіт. Для цього зварювальний дріт поділяють на мотки, масою не більше 5 кг, таким чином, щоб в процесі обробки витки не стикалися один з одним. Обробку проводять при вертикальному положенні мотка. Поверхня оброблених деталей і дроту повинна бути сріблясто-матового кольору без забруднень і жовтого нальоту. У випадках, коли зварювальний дріт не використовується відразу ж після хімічної обробки, її упаковують в поліетиленову плівку і зберігають в герметичній тарі. Термін такого зберігання ні в якому разі не повинен перевищувати 36 годин, а якщо ця умова не дотримується, то проводять повторну обробку. При цьому кількість повторних обробок зварювального дроту повинно бути більше двох. Не можна брати дріт і стосуватися зварювальних поверхонь голими руками. Найкраще для цього використовувати чисті бавовняні рукавиці.
Безпосередньо перед зварювальними роботами кромки деталей і прилеглі до них ділянки зачищають шабером до металевого блиску. Відрізок часу між хімічною обробкою і механічною зачисткою не повинен бути більше 4 годин. Не можна для цього використовувати обробку абразивним кругом або шліфувальної папером, в також не можна застосовувати піскоструминні і дробоструминні апарати, так як це може привести до появи шлакових включень в масиві шва і до інших дефектів, що буде відображатися на якості зварного з'єднання.
Предсварочную складання деталей виконують за допомогою механічних пристроїв, що забезпечують жорстке кріплення. Для цього використовують спеціальні кондуктори, притискні пристрої, лещата, різного виду струбцини і т.д. Зварюються деталі стискають між собою так, щоб зазор між ними був мінімальний. Зусилля стиснення для деталей товщиною до 4 мм має бути не менше 1,2 кН (10 кгс), а при більшій їх товщині - не менше 0,3 кН. Жорстке закріплення деталей знижує ймовірність викривлення і деформацій. Якщо зварювання здійснюють без притискних пристосувань, то її виконують на попередніх прихватках. Для прихватки використовують ту ж зварювальний дріт, що і для основної зварювання. Кількість прихваток і відстань між ними має забезпечити жорстку фіксацію деталей, що зварюються відносно один одного.
Зварювання стикових з'єднань зазвичай виконують на підкладках з канавкою, що забезпечують збереження зварювальної ванни і формування зворотної сторони шва. Для підкладок застосовують пластини з нержавіючої сталі або міді, попередньо виконавши в них канавки, ширина яких повинна бути не менше двох-трьох кратної товщини зварювальних деталей. При зварюванні на великих токах застосовують спеціальні прокладки з водяним охолодженням. При товщині зварюваних деталей до 3 мм прихватку виконують на всю їх глибину, а при більшій їх товщині глибина прихватки буде залежати від форми оброблення та вимог, яким має відповідати зварене з'єднання.
Ручну зварювання покритими електродами застосовують при виготовленні малонавантажених конструкцій з технічного алюмінію АМЦ, Амг і силуміну. Використання постійного струму зворотної полярності і попередній підігрів для середньої товщини (250 - 300 ° С) забезпечує необхідну проплавлення при помірних зварювальних струму. Для деталей великої товщини температуру попереднього підігріву збільшують до 400 ° С. Зварювальний дріт підбирають, враховуючи вимоги викладені в таблиці.
Марки дротів, що застосовуються для зварювання алюмінію і його сплавів
Універсальна дріт, що забезпечує Хорсшу якість шва