Зварювання магнієвих сплавів
Основна складність при зварюванні магнієвих сплавів - це утворення при зварюванні тугоплавкої плівки окису магнію MgO, яка здатна утримувати велику кількість води. Значна різниця в температурах плавлення оксиду магнію та магнію, а також велика густина MgO (в 2 рази більше густини металу) обумовлюють несплавлення кромок основного металу, перешкоджають сплавленню основного металу з присадковим металом і утворенню загальної зварювальної ванни, призводять до появи неметалевих оксидних включень у ванні.
Внаслідок підвищеній рідкотекучості розплавленого магнію обов’язковою умовою отримання задовільного шва є застосування підкладок з міді та нержавіючої сталі.
Низькі значення теплоти плавлення та питомої теплоємності магнію обумовлюють дуже велику концентрацію нагрівання при зварюванні. Ця особливість поряд з низькою Тпл магнія сприяє локальним перегрівам і пропалам металу. Для розплавлення магнію треба теплоти приблизно на 1/3 менше, ніж для стільки ж за обʼємом алюмінію. Тому при зварюванні магнію застосовують знижені струми в порівнянні зі зварюванням алюмінію.
Високий коефіцієнт лінійного розширення магнієвих сплавів призводить до значних деформацій (короблення) зварних конструкцій.
Зварювання магнієвих сплавів застосовується для всіх основних типів зʼєднань, крім з’єднань з відбортуванням кромок. У звʼязку з малою пластичністю магнієвих сплавів відбортування кромок навіть для металу малої товщини не застосовується.
В основному рекомендують стикові з’єднання, так як при зварюванні напускних, кутових і таврових з’єднань непроплавлені зазори можуть призвести до корозії конструкції. При зварюванні напускних, кутових і таврових з’єднань є проблема боротьби з оксидними включеннями в кореневій частині шва. Для усунення оксидних включень при зварюванні стикових з’єднань застосовують підкладки з достатньо глибокими канавками.
Стикові з’єднання без розробки кромок рекомендують зварювати тільки за один прохід при однобічному зварюванні з підкладками, які мають канавки. Двобічне зварювання стикових з’єднань без розробки кромок не рекомендується через небезпеку виникнення в швах великої кількості оксидних включень.
Підготовка до зварювання: безпосередньо перед зварюванням поверхню зварюваних кромок піддають спеціальній обробці для видалення оксидної або захисної плівок (із солі хромової кислоти) та забруднень. Для цього поверхню кромок зачищають механічним способом або хімічним травленням у ваннах спеціального складу. Поверхню присадкового метала обробляють по аналогічній технології. Безпосередньо перед зварюванням кромки деталей рекомендується зачищати шабером, особливо після зберігання деталей більше допустимого часу після хімічного травлення.
Зварювання в інертних газах неплавким електродом
Це основний спосіб зварювання магнієвих сплавів, так як при цьому забезпечується надійний захист зони зварювання від впливу повітря. За один прохід без розробки кромок (на підкладках) виконують стикові з’єднання при товщині металу S < 6 мм. При товщині S > 6 мм застосовують V-подібну та X-подібну розробку кромок (S > 16 мм ) з притупленням 1,5-2 мм. При багатошаровому зварюванні необхідна ретельна зачистка попереднього слою. При двосторонньому зварюванні необхідно робити піддув інертного газу зі зворотної сторони.
Зварювання виконується на змінному струмі при мінімальній довжині дуги для ефективного руйнування оксидної плівки за рахунок катодного розпилення і надійного захисту зони зварювання інертним газом. Зварювання магнієвих сплавів рекомендують виконувати з більш великою швидкістю зварювання при відповідно підвищених зварювальних струмах. Для магнієвих сплавів S > 12 мм доцільно застосовувати автоматичне зварювання вольфрамовим електродом трьохфазною дугою в аргоні. При S > 10 мм застосовують зварювання в гелії неплавким електродом на прямій полярності. Міцність зварних з’єднань магнієвих сплавів, які виконуються в Ar, досягає 85-90 % міцності основного металу.
Зварювання в інертних газах плавким електродом
Аргоно-дугове зварювання плавким електродом зі струменевим переносом електродного металу доцільно виконувати при S > 5-6 мм. Для більш тонкого металу застосовується зварювання скороченою дугою з періодичними короткими замиканнями дугового проміжку. В обох випадках процес зварювання ведеться на постійному струмі зворотної полярності. Такий вид зварювання особливо ефективний для з’єднань металу великої товщини, так як збільшується продуктивність процесу і завдяки кращому перемішуванню ванни зменшується ймовірність появі в металі шва оксидних включень.
Для зварювання застосовують ті ж зварювальні апарати, що і для зварювання алюмінієвих сплавів.
Дуже перспективне спосіб зварювання плавким електродом імпульсною дугою в суміші газів 75 % Ar+25 % He.
Для магнієвих сплавів товщиною до 10 мм широко використовують точкове і шовне зварювання. Для точкового і шовного зварювання магнієвих сплавів характерні напускні з’єднання. Режими зварювання магнієвих сплавів близькі до режимів зварювання алюмінієвих сплавів.