Что такое дюралюминий (дюраль)

Технологические свойства дюрали

В зависимости от химического состава и применяемого метода изготовления технологические свойства дюрали могут существенно отличаться. ГОСТа именно для этого металла пока нет.

Среди технологических свойств следует отметить нижеприведенные моменты:

1. Низкая стоимость, которая обуславливается простой технологией производства. Тот момент, что компоненты не нужно разогревать до экстремально высоких температур определяет существенное удешевление материала. Также на стоимости благоприятно отражается возможность проведения производства в обычной среде.
2. Небольшой вес. Рассматривая химический состав можно отметить, что большая часть состава представлена алюминием. Этот металл известен своей легкостью.
3. Высокие показатели температуры плавления позволили использовать сплав дюраль при производстве различных элементов самолетов и другой техники. Температура плавления дюралюминия около 650 градусов Цельсия. При этом обычный алюминий плавится уже при более низких температурах, что приводит к изменению основных технологических качеств и деформации изделий.
4. Плотность дюралюминия составляет 2,5 грамма на кубический сантиметр (у стали на каждый кубический сантиметр приходится 8 грамм). Именно этот показатель определяет существенно снижение веса изготавливаемых деталей. Данный показатель может варьироваться в относительно небольшом диапазоне, достигать значения 2,8 грамм на кубический сантиметр.
5. Статическая прочность дюралюминия достаточно высока, что определяет устойчивость к разовой нагрузке. Именно поэтому сплав применяется при изготовлении различных ответственных деталей. Проведенные исследования указывают на то, что разрушить подобный материал довольно сложно.

Однако есть и один недостаток – относительно невысокая устойчивость к воздействию повышенной влажности. Разрушение сплава блокируют путем нанесения защитного покрытия, что несколько повышает стоимость сплава.

Детали из дюрали

Дюралюминий Д16 получил достаточно широкое распространение. Отличные эксплуатационные качества он демонстрирует при температуре не выше 250 градусов Цельсия. Стоит учитывать, что уже при температуре 80 градусов Цельсия появляются признаки образования межкристаллической коррозии.

В последнее время в чистом виде дюралюминий практически не применяется. Это связано не только с высокой вероятностью появления коррозии, но и другими недостатками алюминиевого сплава. Для повышения эксплуатационных качеств сегодня выполняют следующее улучшение:

1. Закалку в естественных условиях. При маркировке указывается буква «Т».
2. Выполняют процедуру искусственного старения, что также отражается на маркировке «Т1».
3. Анодирование и покрытие поверхности специальными лаками (в маркировке указывают букву «А»).

Снижение коррозионной стойкости происходит не только по причине повышения температуры, но и механического воздействия

Именно поэтому уделяется внимание дополнительным процедурам увеличения эксплуатационных качеств

Более высокими эксплуатационными качествами обладает сплав под названием ВД95. Кроме этого, данная разновидность сплава проходит процедуру старения, за счет чего существенно повышается потенциал этой разновидности дюралюминия.

Сплавы типа дюралюминий

Всего имеется 4 сплава типа дюралюминий. Все они в разной пропорции содержат как основные компоненты (купрум, магний, марганец), так и другие (Fe, Si, Ti, Zn, Ni).

• Д1: купрум — 4,4 ±0,4%, магний — 0,6 ± 0,2%, марганец — от 0,6 ± 0,2%;
• Д16: купрум — от 3,8 до 4,9%, магний — 1,5 ±0,3%, марганец — 0,6 ±0,3%;
• Д19: купрум — от 3,8 до 4,3%, магний — 2,0 ±0,3%, марганец — от 0,5 до 1,0%;
• ВД17: купрум — 2,9 ±0,3%, магний — 2,2 ±0,2%, марганец — от 0,45 до 0,7%.

Для каждого типа дуралюмина также необходим свой режим термической обработки.

Сплав Д1 закаливается при температуре 495—510° C, а затем проходит стадию естественного старения при 20° C в течение 96 часов и более.

Для Д16 закалка проходит в двух режимах (зависимо от того, в каком виде будет представлен исходный материал). Если речь о листах из Д16, то для него нужна температура закалки 500 ± 5°C. Процесс старения можно произвести при 20 °C в течение четырёх суток и более, или при 188—193°C за гораздо меньшее количество часов — 11–13. Если же этот Д16 после используют для прессованных изделий, то предел температур закалки падает до 485–503° C. Старение тоже можно выполнить двумя путями:

• комнатная температура — в те же сроки;
• при температурах 185–195° C — в интервале 6–8 часов.

ВД17 закаляется в пределах 495–505° C, а старение выполняется только в принудительном порядке при 170 ± 5° C в течение 16 ±1 часов.

Д19, как и Д16, имеет разные условия закалки и старения материалов:

• для листов — t=505 ± 5° C, старение — при 20° C в течение 5–10 суток или при 185–195° C 13 ±1 часов;
• прессованныее изделия — t=500 ± 5°C, старение — аналогичное при комнатных условиях, или при 190 ± 5°C за 9 ±1 часов;

Технология производства и применение дюраля

Дюраль можно легко выковать, отлить и обработать в связи с его низкой температурой плавления. Он отжигается при температуре от 350 до 380 C, с последующим охлаждением воздухом. После этого сплав становится пластичным и может быть легко обработан и сформирован в желаемых формах. Затем сплав подвергают термической обработке при температуре от 490 до 510 C для улучшения его свойств растяжения. После этого дюраль гасится и затвердевает.

Дюраль имеет следующие области применения:

1. Для изготовления проволоки, прутка и стержней, в местах, где требуется хорошая прочность и обрабатываемость.
2. В тяжелых поковках, колесах, плитах, авиационной арматуре, резервуаре космического усилителя и в компонентах подвески, то есть в местах, где требуется высокая прочность, в рабочих зонах при повышенных температурах.
3. Для изготовления конструкций самолетов, колес грузовых автомобилей, изделий винтовых станков, заклепок и других конструкционных изделий.
4. В качестве листов для панелей кузова.
5. В поковках, в поршнях авиационного двигателя, рабочих колесах реактивных двигателей и кольцах компрессора.
6. Для изготовления штамповок и листовой продукции.

Дюраль используется для производства самолетов
Метод, который используется для превращения дюралюминия в слитки:

1. Сплав подвергается высокому давлению, прежде чем превратится в слитки.
2. Процесс включает в себя прокатку, прессование и другие обязательные этапы.
3. Затем он преобразуется в пластины, листы, трубы и провода и гасится в воде в течение примерно четырех дней, этот процесс называется естественным старением.
4. Иногда он подвергается искусственному старению при температуре около 190 Свтечение нескольких часов.

ГОСТ и марки сплавов алюминия

Эксперименты не закончились, что впоследствии подарило миру целую группу аналогичных, но все-таки отличающихся по свойствам сплавов.

ГОСТа дюралюминия не существует, но ГОСТ 4784-97 “Алюминий и сплавы алюминиевые деформируемые” , в котором отображено разнообразие алюминиевых деформируемых соединений – вы можете скачать данный ГОСТ здесь.

Однако тонкости формулировки сегодня мало беспокоят обывателей, желающих просто сдать в металлолом дюралюминий марки Е или АМг2. Первая гарантирует наличие электрических свойств, а вторая говорит о том, что металл используется в пищевой промышленности. К первой может относится разновидность систем Al-Mg-Si: алюминий дюраль АД31 с соответствующей пометкой «Е».

Всего насчитывается 8 таблиц ГОСТ 4784-97. Среди них есть марка дюраль д16, которая несколько раз появляется в них. Один раз просто, второй – с пометкой «П», что означает предназначенность материала для изготовления проволоки холодной высадки.

Одна из многочисленных таблиц сплавов алюминия из ГОСТа

При этом бросается в глаза существенное отличие многих видов дюрали в ГОСТ 4784-97, а точнее состава сплавов, от первоначального. Вместо привычных 93% доли алюминия – все 99 с маленьким хвостиком. Но это не касается распространенной марки дюралюминий д16. Ее состав выглядит примерно так:

• основная доля алюминий 90-94%;
• медь колеблется от 3.8 до 4.9%;
• в равных частях железо и кремний по 0.5%, причем их соотношение не должно быть меньше 1;
• цинка не более 2.5%;
• магния – 1.8%;
• хром 1%, чуть больше титана и 0.9% – марганца.

Здесь очень важно отметить, что производимые детали из этого сплава сохраняют относительную мягкость. Поэтому речь часто идет о полуфабрикатах. Изделия из дюраля 16 можно подвергать термической обработке с последующим охлаждением, что и приводит их к скорейшему старению, то есть упрочнению

Маркируется такой материал, как дюраль Д16Т. Для это марки расшифровка будет выглядеть так

Изделия из дюраля 16 можно подвергать термической обработке с последующим охлаждением, что и приводит их к скорейшему старению, то есть упрочнению. Маркируется такой материал, как дюраль Д16Т. Для это марки расшифровка будет выглядеть так.

В таблице представлена расшифровка марки Д16:

Fe	Si	Mn	Cr	Ti	Al	Cu	Mg	Zn	Примесей	–
До 0,5	До 0,5	0,3-0,9	До 0,1	До 0,15	90,9-94,7	3,8-4,9	1,2-1,8	До 0,25	Прочие, каждая 0,05; всего 0,15	Ti+Zr < 0,2

Сам же процесс стал необходим, несмотря на прекрасные свойства сплава, проявляемые при температурах 120-2500С. Их рассмотрению отводится следующий раздел.

Влияние примесей на механические свойства

Кроме основных легирующих элементов, в дюралюминии присутствуют небольшие количества примесей. Некоторые из них (железо и кремний) имеются в исходном первичном алюминии, другие (цинк и никель) попадают в сплавы при переплаве отходов, третьи (бериллий, титан и цирконий) вводят в сплавы специально в качестве технологических добавок.

В сплавах типа дуралюмин железо образует соединения, оказывающие охрупчивающее влияние. Железо соединяется с медью и уменьшает количество растворимой меди, которая упрочнеяет сплав при старении.

Кремний в этих сплавах увеличивает склонность к трещинообразованию при сварке (ВАД-1) и литье, особенно крупных слитков из сплавов Д16, Д19, понижает пластичность заклепок из всех сплавов. Для нейтрализации вредного влияния кремния при литье и сварке содержание железа в сплавах должно в 1,1–1,5 раза превышать содержание кремния.

Для получения высокой пластичности литого и деформированного материала, а также для повышения вязкости разрушения содержание железа и кремния должно быть минимальным.

Никель образует нерастворимые фазы с медью и железом, уменьшает пластичность и прочность термически обрабатываемых сплавов, улучшает твердость и прочность при повышенных температурах и понижает коэффициент линейного расширения.

Совместное присутствие железа и никеля в сплавах системы Al-Cu-Mg обеспечивает повышение механических свойств при комнатной и повышенных температурах по сравнению со сплавами, содержащими либо железо, либо только никель.
Положительное влияние совместного содержания железа и никеля связано с образованием нерастворимой фазы FeNiAl9, в которой отсутствует медь.

В дюралюминах Д1, Д16 и др, содержащих железо и кремний в виде примесей, при введении никеля фаза FeNiAl9 не образуется.
Небольшие количества цинка (0,1—0,5 %) не влияют на механические свойства рассматриваемых сплавов при комнатной температуре и значительно понижают их жаропрочность. Примесь цинка в количестве 0,1—0,3 % увеличивает склонность к трещинообразованию при литье и сварке.

Бериллий в небольших количествах (около 0,005 %) предохраняет сплавы с высоким содержанием магния (1,5 % и более) от окисления при литье и термической обработке, не оказывая влияния на механические свойства как при комнатной, так и при повышенных температурах.

Бериллий входит в состав окисной пленки, состоящей в этих сплавах главным образом из окиси магния, способствует ее упрочнению и, следовательно, уменьшает дальнейшее окисление сплава.

Более высокое содержание в сплавах бериллия (0,1— 0,5 %) требует особых мер предосторожности при плавке и литье из-за его токсичности. Литий увеличивает прочность при комнатной и повышенных температурах, понижает плотность и увеличивает модуль упругости, но снижает пластичность. Литий увеличивает прочность при комнатной и повышенных температурах, понижает плотность и увеличивает модуль упругости, но снижает пластичность

Литий увеличивает прочность при комнатной и повышенных температурах, понижает плотность и увеличивает модуль упругости, но снижает пластичность.

Хром, как и марганец, повышает температуру рекристаллизации сплавов. Выделения частиц, содержащих хром, имеют игольчатую форму и в большей мере, чем марганцовистые, снижают характеристики разрушения. Хром в присутствии марганца, железа и титана может выпадать в виде грубых составляющих фазы СгAl₇. В промышленные сплавы типа дуралюмин хром не добавляют.
Титан, в алюминиевых сплавах применяется в основном для измельчения зерна литого металла. Природу способности титана измельчать литое зерно объясняют образованием в расплаве зародышей, служащих центрами кристаллизации. По данным одних авторов, эти зародыши — алюминид титана, по данным других авторов,— карбид титана. В присутствии бора такими зародышами будут частички борида титана.

Цирконий в небольших количествах, так же как и титан, является модификатором. Добавка циркония практически не влияет на прочностные свойства холоднодеформированных полуфабрикатов из сплавов, содержащих марганец, и несколько повышает их у сплавов без марганца. Цирконий аналогично марганцу, но при значительно меньшем содержании повышает температуру рекристаллизации сплава, что способствует получению нерекристаллизованной структуры и высокой прочности горячепрессованных полуфабрикатов.

Для чего используется

Алюминиевая посуда лёгкая, поэтому она отлично подойдёт для того, чтобы кипятить воду и готовить не кислые блюда. А вот квасить, солить рыбу или делать маринад не стоит.

Готовка

Готовить в алюминиевой посуде без вреда для здоровья можно:

• Макаронные изделия – они хорошо провариваются, не пристают ко дну;
• Все овощи с нейтральным вкусом;
• Мясо нежирных сортов;
• Рыбу – ее можно только варить, жарить, тушить. Пользоваться алюминиевой посудой для засолки нельзя;
• Крупы – разрешается варить различные каши.

Оставлять уже готовую пищу не стоит. После приготовления ее следует переложить в более подходящую ёмкость. Ещё одним подтверждением, почему без опасения можно пользоваться посудой из данного металла это то, что пищевой алюминий используют в производстве гейзерных кофеварок. Также из него изготовляют армейские фляги, казаны, полезна для кухонного производства, например, фольга для запекания. Из алюминиевых кружек можно спокойно пить молоко, воду и кофе.

Читать также: Цветки липы лечебные свойства и противопоказания

Далее разберемся, что можно приготовить в алюминиевой толстостенной сковороде. К таким блюдам относится:

• Жареный картофель;
• Тушенные или пассированые овощи.

Как в случае со сковородами с антипригарным покрытием, перемешивать продукты стоит лопаткой из дерева, пластмассы или силикона. Она поможет избежать царапин, сохранит красивый внешний вид изделия на долгие годы.

Также есть список продуктов, которые нельзя готовить в посуде из алюминия. Следует воспользоваться кастрюлями и сковородами из других материалов, если решили:

• Готовить мясные блюда с кисло-сладким соусом;
• Тушить кислые или маринованные овощи;
• Варить томатные соусы или фруктовые компоты;
• Готовить диетические блюда и питание для детей.

Она не подойдёт для приготовления щей, киселя и варенья. На стенках посуды могут оставить тёмные пятна продукты, которые содержат серу и кальций. Сюда входят молочные продукты, рассолы и яйца.

Хранение

Вредна ли алюминиевая посуда, если ее использовать для хранения, давайте разбираться. В некоторых случаях – да. Здесь все будет зависть от качества изделия. Конечно, если продукты будут храниться в старой сковороде с царапинами, то для здоровья алюминиевая посуда будет вредной. Нельзя хранить продукты и в не проветриваемой таре с некачественным защитным покрытием.

Если покрытие сковороды антипригарное, то здесь практически нет ограничений по хранению. Полезно периодически осматривать посуду. Главное, чтобы не было поцарапано или повреждено каким-либо другим способом. Если все же повреждения есть, даже незначительные, то лучше для хранения использовать другую ёмкость.

Качественные кастрюли вредны, если в них хранить щи, рассольник, солянку, уксусные маринады, компоты или варенье. Если хотите замариновать мясо, то лучше подобрать для этого другую тару. То же самое касается салатов заправленных уксусом, лимонным соком или майонезом. Это объясняется тем, что под действием кислой среды идёт окисление металла, он начинает вырабатывать опасные для человека вещества. Также не стоит хранить молоко, это приведёт к тому, что оно приобретет неприятный привкус.

История открытия

Открытие дюралюминия произошло в 1903 году. Его произвел Альфред Вильм. Мужчина работал инженером на немецком металлургическом заводе. При смешивании разных металлов он смог установить закономерность.

Мужчина смешивал алюминий с 4% меди, выполнял закалку при 500°C, резко охлаждал и выдерживал заготовку при комнатной температуре до 5 дней, а потом проверял ее технические характеристики. После нескольких экспериментов он смог доказать, что у готового сплава повышенные показатели твердости, прочности.

Позже инженер вместе с другими работниками начал проводить разные эксперименты, пытаться модернизировать полученный состав. При добавке легирующих компонентов удалось получить сплав с еще большей прочностью, но сохранением других характеристик на прежнем уровне.

Муфельная печь для закалки металла (Фото: Instagram / mufelnaia)

Марки алюминиевых сплавов

Для маркировки алюминиевых сплавов согласно ГОСТ 4784-97 пользуются буквенно-цифровой системой, в которой:

• А — технический алюминий;
• Д — дюралюминий;
• АК — алюминиевый сплав, ковкий;
• АВ — авиаль;
• В — высокопрочный алюминиевый сплав;
• АЛ — литейный алюминиевый сплав;
• АМг — алюминиево-магниевый сплав;
• АМц — алюминиево-марганцевый сплав;
• САП — спеченные алюминиевые порошки;
• САС — спеченные алюминиевые сплавы.

После первого набора символов указывается номер марки сплава, а следом за номером — буква, которая обозначает его состояние:

• М — сплав после отжига (мягкий);
• Т — после закалки и естественного старения;
• А — плакированный (нанесен чистый слой алюминия);
• Н — нагартованный;
• П — полунагартованный.

Алюминий в быту

В быту используется так называемый пищевой алюминий. По ГОСТу пищевой алюминий должен содержать очень маленькое количество примесей свинца, цинка и бериллия. Он также стоек к коррозии, так как на его поверхности образуется плотная окисная пленка. Алюминий в бытовых целях используется очень широко. Из него изготавливают ложки, вилки, кастрюли, тазики и иную посуду. В тюбиках выпускают зубную пасту, соусы, приправы, консервы.

Почему же пищевой алюминий так часто используется для пищевой промышленности? Этот металл не склонен к коррозии, поэтому посуда и кухонные приборы выдерживают долгое взаимодействие с водой. При хранении продуктов в контакте с этим металлом, запахи и вкусы не претерпевают изменений, а витамины в процессе готовки не разрушаются. Алюминий очень хорошо проводит тепло, тем самым ускоряет процесс приготовления пищи. Этот металл обладает достаточной жесткостью – он не деформируется в процессе готовки. Кроме того, его можно использовать в духовках и микроволновых печах. Алюминий пищевой – абсолютно безвредный для здоровья материал.

Пищевая фольга также нашла очень широкое применение. А ведь фольга – это тонко раскатанный алюминий толщиной от 0,009 до 0,2 мм. Это отличный упаковочный материал. В кондитерской промышленности в нее заворачивают печенье, конфеты и мороженое. Обертки из фольги используются для упаковки масла и маргарина.

Полученная пищевая упаковка стала популярной не только по причине своей прочности и гибкости. Алюминиевая фольга является очень стойкой к внешним воздействиям: посторонним запахам, повышенной влажности. Она не взаимодействует ни с самой пищей, ни с ее запахом, то есть не изменяет их.

Алюминиевая посуда. Уход с использованием народных средств

Предлагаем ознакомиться с самыми популярными способами, благодаря которым посуда будет очищена от жира, грязи, налета и накипи.

Часто на дне кастрюли проявляются темные следы. Избавиться от них можно, залив кефиром, рассолом либо скисшим молоком.

Любой из этих трёх продуктов нужно налить на дно и спустя 24 часа сполоснуть.

Следы нагара сойдут после того, как вы прибегнете к помощи кислых яблок. Для этого мелким куском фрукта необходимо натереть внутреннюю поверхность.

Кислота, входящая в состав мякоти, очистит посуду. С аналогичной целью разрешается применить лимонный сок.

Единственным, пожалуй, минусом алюминия считается его уязвимость к окислению. Чтобы избавиться от следов окислительного процесса, рекомендуют использовать такой способ: разведите соль с водой в соотношении один к одному. Полученный состав нанесите на участки, где произошла реакция, и протрите тряпкой. При приготовлении смеси нужно помнить, что по консистенции домашнее средство должно быть примерно как густая сметана. Таким образом легко чистятся темные следы внутри алюминиевого термоса.

Сплавы алюминия с другими элементами

Легирующими элементами, используемыми при изготовлении алюминиевых сплавов и улучшающими их качественные характеристики, являются также следующие.

Бериллий уменьшает окисление при термической обработке. Невысокое содержание бериллия (0,01–0,05 %) улучшает текучесть соединений алюминия, используемых в процессе производства деталей двигателей внутреннего сгорания (поршней и головок цилиндров).

Висмут, а также свинец, олово или кадмий, обладающие низкой температурой плавления, при добавлении в состав сплавов облегчают процесс резки металла. Эти компоненты способствуют образованию мягких легкоплавких фаз, обеспечивающих ломкость стружки и смазывание резца.

Соединения с добавлением галлия (0,01–0,1 %) используются для производства расходуемых анодов.

Небольшое количество железа (не более 0,04 %) добавляют в материал, используемый для изготовления проводов, за счет этого повышается прочность и ползучесть материала. Кроме того, железо снижает прилипание состава к стенкам форм при литье в кокиль.

Технология сварки дюралюминия аргоном

Для сварки дюралюминия могут использоваться различные методы. В домашних условиях применяют сварку с помощью электродугового аппарата плавящимися электродами или сварку газовой горелкой. Тогда как в производственных условиях используют полуавтоматы и аргоновую сварку:

• полуавтоматы, предполагающие подачу проволоки в среде защитных инертных газов (DC MIG);
• оборудование, работающее с электродами из вольфрама в среде защитного инертного газа аргона (AC TIG).

Рассмотрим технологию сварки дюралюминия на основе метода электродуговой аргоновой сварки. Сварка алюминиевого сплава аргоном позволяет работать с материалами различной толщины, создавая максимально аккуратные швы с хорошей герметичностью. Это делает такую технологию весьма востребованной в процессе ремонта автомобилей, катеров и других емкостей.

Подготовка материала

Перед тем как приступить к работе, необходимо подготовить материал к сварке, так как наличие оксидной пленки на поверхности снижает надежность сварного соединения: пленка обладает высокой температурой плавления и плотностью, что затрудняет образование стабильной электродуги. Для этого необходимо пройти следующие этапы:

1. Зачистить поверхность заготовки от металла, масел, жира и различных загрязнений. Для снятия верхнего тугоплавкого слоя используются наждачка и металлическая щетка.
2. После того как зачистка закончена, для закрепления эффекта поверхность очищается ацетоном или растворителем, что позволяет избавиться от остатков элементов, которые могут помешать сварке. Иначе дефрагментированные частички могут остаться внутри шва, что снижает его жесткость.
3. Обработать кромки для создания шва. Если толщина краев заготовки превысит 4 мм, то углы нужно скосить под 35 градусов.

Стержни необходимо предварительно прогреть до 150 градусов для удаления влаги и просушить.

Эффективным способом удаления оксидной пленки также является ее катодное распыление, при котором металлы бомбардируются ионами, очищая поверхность. Метод в основном применяется в промышленной сфере.

Необходимое оборудование

Аппарат при процессе настраивается на переменный ток (только так получается добиться нужных результатов). Поэтому при выполнении швов нужно применять сварочный трансформатор либо иной преобразователь тока.

Таким образом, сварка алюминиевых сплавов допускается только на аппаратах, которые поддерживают работу с постоянным и переменным токами.

Помимо того, что сварочное оборудование должно быть инвенторным, в процессе его подбора стоит учесть следующие его характеристики:

1. Оборудование должно быть удобным для перевозки в автомобиле.
2. Желательно наличие осциллятора для сварки.
3. Горелка должна иметь прямой шланг с длиной до 3 метров.

Примерная стоимость инверторных аппаратов постоянного тока на Яндекс.маркет
Успешность сварочного процесса во многом зависит от правильной настройки оборудования. Так, недостаточная подача газа в сварочной зоне приводит к вспениванию металла и горению вольфрамовой проволоки, а чрезмерная продувка, напротив, мешает формированию шва и увеличивает затраты на процесс.

Также сварщикам необходимо избегать образования воронки в конце шва. Она может возникнуть при резком обрыве дуги. Длительное удержание горелки в одной позиции может привести к перегреву и увеличению площади сварочной ванны. Именно поэтому аргонодуговая сварка алюминиевых сплавов нуждается в грамотных дополнительных настройках режима для затухания дуги и постепенного уменьшения силы тока. С учетом указанных особенностей нужно правильно выставить параметры напряжения.

Полярность может быть прямой и обратной. При этом параметры напряжения устанавливаются исходя из толщины материала:

Толщина пластин, мм	Сила тока, А	Диаметр электрода, мм
1	от 30 до 40	1,6
1,5	от 45 до 60	2,3
2	от 70 до 80	2,3
3	от 90 до 120	3,2

Подачу тока в сварочном этапе можно установить:

1. Ступенчатого типа.
2. Восходящим значением по мере ведения шва.
3. С плавным розжигом.
4. С постепенным затуханием при завершении горения.

Затем на манометре выставляется расход аргона. В российских моделях устанавливаются значения в диапазоне от 6 до 11 литров, а оптимальный расход нужно подбирать опытным путем. Манометры импортного производства позволяют точно выставить расход.

При сварке алюминия аргоном необходимо правильно выбрать диаметр вольфрамового электрода, который нужно максимально приблизить к толщине сварных частей. Вылет из сопла устанавливается на 3-5 мм для избегания перегревания вольфрама.

Химический состав.

Дюралюминий Д16 относится к алюминиевым сплавам, содержащим до 94,7% алюминия. Остальное приходится на легируемые элементы – медь, магний, марганец, а также ряд примесей.

Примечание: Al – основа; процентное содержание Al дано приблизительно

Примеси железа и кремния негативно сказываются на прочности и пластичности сплава Д16, поэтому их содержание строго регламентируется стандартом – доля каждого из них не должна превышать 0,5-0,7%. Марганец не входит в состав упрочняющих фаз, но его присутствие в дюралюминии повышает его антикоррозийность, улучшает механические свойства и увеличивает температуру рекристализации. В связи с этим, сплав Д16 удовлетворительно куется, режется и фрезеруется с помощью размерного травления, а также сваривается точечной сваркой.

Производство алюминия

Для производства алюминия используют бокситы — это горная порода, которая содержит гидраты оксида алюминия. Мировые запасы бокситов почти не ограничены и несоизмеримы с динамикой спроса.

Боксит дробят, измельчают и сушат. Получившуюся массу сначала нагревают паром, а затем обрабатывают щелочью — в щелочной раствор переходит большая часть оксида алюминия. После этого раствор длительно перемешивают. На этапе электролиза глинозем подвергают воздействию электрического тока силой до 400 кА. Это позволяет разрушить связь между атомами кислорода и алюминия, в результате чего остается только жидкий металл. После этого алюминий отливают в слитки или добавляют к нему различные элементы для создания алюминиевых сплавов.

Виды и свойства алюминиевых сплавов

Работая с этим металлом и смесями на его основе, важно знать свойства алюминиевых сплавов. От этого будет зависеть область применения материала и его характеристики. Классификация алюминиевых сплавов приведена выше

Ниже будут описаны самые популярные виды сплавов и их свойства

Классификация алюминиевых сплавов приведена выше. Ниже будут описаны самые популярные виды сплавов и их свойства.

Алюминиево-магниевые сплавы

Сплавы алюминия с магнием обладают высоким показателем прочности и хорошо поддаются сварке. Дополнительного компонента в состав не добавляют более 6%. В противном случае ухудшается устойчивость материала к коррозийным процессам. Чтобы дополнительно увеличить показатель прочности без ущерба защите от коррозии, алюминиевые сплавы разбавляются марганцем, ванадием, хромом или кремнием. От каждого процента магния, добавленного в состав, показатель прочности изменяется на 30 Мпа.

Алюминиево-марганцевые сплавы

Чтобы увеличить показатель коррозийной устойчивости, алюминиевый сплав разбавляется марганцем. Этот компонент дополнительно увеличивает прочность изделия и показатель свариваемости. Компоненты, которые могут добавляться в такие составы — железо и кремний.

Сплавы с алюминием, медью и кремнием

Второе название этого материала — алькусин. Марки алюминия с добавлением меди и кремния идут на производство деталей для промышленного оборудования. Благодаря высоким техническим характеристикам они выдерживают постоянные нагрузки.

Алюминиево-медные сплавы

Смеси меди с алюминием по техническим характеристикам можно сравнить с низкоуглеродистыми сталями. Главный минус этого материала — подверженность к развитию коррозийных процессов. На детали наносится защитное покрытие, которое сохраняет их от воздействия факторов окружающей среды. Состав алюминия и меди улучшают с помощью легирующий добавок. Ими является марганец, железо, магний и кремний.

Алюминиево-медные сплавы

Алюминиево-кремниевые сплавы

Называются такие смеси силумином. Дополнительно эти сплавы улучшаются с помощью натрия и лития. Чаще всего, силумин используется для изготовления декоративных изделий.

Сплавы с алюминием, цинком и магнием

Сплавы на основе алюминия, в которые добавляется магний и цинк, легко обрабатываются и имеют высокий показатель прочности. Увеличить характеристики материала можно проведя термическую обработку. Недостаток смеси трёх металлов — низкая коррозийная устойчивость. Исправить этот недостаток можно с помощью легирующей медной примеси.

Авиаль

В состав этих сплавов входит алюминий, магний и кремний. Отличительные особенности — высокий показатель пластичности, хорошая устойчивость к коррозийным процессам.

Различие естественного и искусственного состаренных сплавов

Температура эксплуатации сплавов Д16, Д16ч, 1163 в естественно состаренном состоянии ограничена 80°С из-за снижения коррозионной стойкости в случае нагревов при более высоких температурах.

Эти сплавы в искусственно состаренном состоянии имеют улучшенную коррозионную стойкость, которая не снижается при нагревах, более высокие прочностные свойства, особенно предел текучести, однако более низкие значения относительного удлинения, вязкости разрушения, выносливости по сравнению с естественно состаренным состоянием.

Существенное улучшение вязкости разрушения в искусственно состаренном состоянии достигается в результате снижения содержания железа, кремния, а также легирующих элементов. Поэтому для деталей в искусственно состаренном состоянии используются улучшенные модификации сплава Д16 — Д16ч и 1163. Эти сплавы в искусственно состаренном состоянии могут применяться в температурно-временных областях, в которых не рекомендуется применять сплавы в естественно состаренном состоянии: при эксплуатационных нагревах при температурах выше 80°С или технологических нагревах выше 125°С, а также при повышенной опасности коррозии под напряжением. При изготовлении деталей из сплавов Д16ч и 1163 в искусственно состаренном состоянии необходимо выбирать конструктивные формы с минимальной концентрацией напряжений, отрабатывать плавность переходов при изменении сечения деталей, уменьшать эксцентриситеты. Кроме того, ограничиваются допустимые деформации при формообразовании и правке в зависимости от состояния термообработки, величины зазора перед сборкой, не рекомендуется ударная клепка.

Сплавы системы Аl-Сu-Mg превосходят по жаропрочности сплавы систем Аl-Mg, Аl-Mg-Si, Аl-Zn-Mg-Cu. Их преимущество перед высокопрочными алюминиевыми сплавами проявляется при температурах выше 100°С и особенно при длительных выдержках. Сплавы Д1, Д16 склонны к образованию кристаллизационных трещин и поэтому относятся к категории несваривающихся плавлением сплавов. Cвариваемым сплавом является сплав ВАД-1.

Виды сплавов

С учетом способа изготовления и воздействия разной температуры могут изменяться параметры дюраля. Существуют такие разновидности металла:

1. Алюминий с медью, магнием, добавлением марганца. Иное название – «дюралюмин». При создании не подвергается закалке. Соединения применяют для производства автомобильных радиаторов, герметично закрывающихся баков, труб для изготовления бензопроводов. Из них производят стройматериалы. Сплавы легко свариваются, плохо поддаются ржавчине. Их сложно разрезать. Вместе с тем для защиты от ржавчины необходимо применять дополнительное покрытие.
2. Алюминий, магний или марганец. По-другому называют «мангалий». Материал сложен по конструкции. Основной элемент – алюминий, другие компоненты представлены для придания сплаву полезных свойств. Применяется для сборки космических объектов, авиационной техники, скоростных поездов. Слабо подвержен коррозии, легко сваривается. Однако плохо переносит воздействие влажной среды.
3. Алюминий, магний и кремний. По-другому называют «авиаль». Хорошо защищен от коррозии, а весит мало. Применяется при высокой влажности, при прохождении электротока. При изготовлении сплав подвергают закаливанию при температуре 525°C. Затем его резко охлаждают с помощью воды – до 20°C. Процедура длится 10 дней.

Интересное: Виды оборудования для резки металла