Вы когда-нибудь использовали алюминиевые трубы?

В устройствах для разделения воздуха с использованием метода глубокого охлаждения все трубопроводы изготовлены из алюминия; стоит у них спросить.

В системах воздухоподготовки используется множество алюминиевых труб; для них существуют соответствующие стандарты

1. Дефекты сварки: в алюминии и алюминиево-магниевых сплавах наиболее распространенными дефектами сварки являются поры, образующиеся под действием водорода. Алюминий в жидком состоянии способен поглощать и растворять большое количество водорода; его растворимость в расплавленном состоянии составляет 0,0069 мл/г, тогда как при затвердевании при высоких температурах — 0,00036 мл/г. Разница между этими значениями составляет почти 20 раз. Показатель теплопроводности алюминия очень высок; при одинаковых условиях сварки скорость его охлаждения в 4–7 раз превышает скорость охлаждения стали. Это способствует ускоренному кристаллизации металла. В процессе быстрого охлаждения растворимость водорода резко снижается, в результате чего образуется большое количество пересыщенных газов. Водород не успевает выделиться, и это приводит к образованию пор в металле шва. Качество сборки деталей и место проведения сварки имеют особое значение для качества сварки труб из алюминиево-магниевых сплавов. Чрезмерно малый зазор при сборке деталей, слишком большие тупые края, слишком малый угол наклона реза и превышение допустимого значения смещения краев — все это может привести к тому, что во время сварки в вертикальном или наклонном положении корень шва не будет полностью прогрет. В трубопроводах для разделения газов преобладают изгибы; толщина стенок в этих местах обычно больше, чем у прямых участков трубопровода. Несмотря на наличие переходных зон, плотность материала с разных сторон отличается, что влияет на скорость передачи и отвода тепла. Если не учитывать угол расположения сварочного аппарата и проволоки, легко возникает ситуация, когда на одной из сторон происходит недостаточное проникновение сварного шва.

1. Дефекты сварки: в алюминии и алюминиево-магниевых сплавах наиболее распространенными дефектами сварки являются поры, образующиеся под действием водорода. Алюминий в жидком состоянии способен поглощать и растворять большое количество водорода; его растворимость в расплавленном состоянии составляет 0,0069 мл/г, тогда как при затвердевании при высоких температурах — 0,00036 мл/г. Разница между этими значениями составляет почти 20 раз. Показатель теплопроводности алюминия очень высок; при одинаковых условиях сварки скорость его охлаждения в 4–7 раз превышает скорость охлаждения стали. Это способствует ускоренному кристаллизации металла. В процессе быстрого охлаждения растворимость водорода резко снижается, в результате чего образуется большое количество пересыщенных газов. Водород не успевает выделиться, и это приводит к образованию пор в металле шва. Качество сборки деталей и место проведения сварки имеют особое значение для качества сварки труб из алюминиево-магниевых сплавов. Чрезмерно малый зазор при сборке деталей, слишком большие тупые края, слишком малый угол наклона реза и превышение допустимого значения смещения краев — все это может привести к тому, что во время сварки в вертикальном или наклонном положении корень шва не будет полностью прогрет. В трубопроводах для разделения газов преобладают изгибы; толщина стенок в этих местах обычно больше, чем у прямых участков трубопровода. Несмотря на наличие переходных зон, плотность материала с разных сторон отличается, что влияет на скорость передачи и отвода тепла. Если не учитывать угол расположения сварочного аппарата и проволоки, легко возникает ситуация, когда на одной из сторон происходит недостаточное проникновение сварного шва.

Предварительная обработка поверхности деталей перед сваркой также является фактором, влияющим на качество сварки. Неполное удаление оксидного слоя с поверхности деталей, наличие масел и других примесей, недостаточная сила тока при сварке, чрезмерно длинный арк или слишком высокая скорость сварки — все это может привести к тому, что температура плавления металла окажется недостаточной, в результате чего сварка не будет происходить полностью. У алюминия и алюминиево-магниевых сплавов при повышении температуры их прочность на растяжение снижается. При температуре 400°C прочность на растяжение составляет всего 9,8 Н/мм². Когда температура достигает температуры плавления, прочность на растяжение становится почти равной нулю, и материал уже не может поддерживать собственный вес. При приближении к температуре плавления у самого алюминия практически отсутствует пластичность. При достижении состояния плавления жидкий алюминий обладает очень высокой текучестью. Сосуществование этих трех факторов обусловливает неизбежное возникновение определенной степени вдавления. Чем толще стенка трубы, тем сильнее её внутренняя впадина. Поэтому при сварке в вертикальном положении также легко возникает засорение, в процессе формирования образуется много сварных швов, а в серьезных случаях может произойти пробитие стенки трубы.

У алюминиевых сплавов высокий коэффициент теплопроводности, что обеспечивает быстрое охлаждение; также быстрая скорость первичного кристаллизации в металлической массе. Его коэффициент линейного расширения в два раза выше, чем у стали, а коэффициент сжатия объема при затвердевании составляет примерно 6,5%. Поэтому внутренние напряжения в сварных швах из алюминия, а также силы ограничения жесткости сварного соединения довольно велики. Если эти напряжения становятся слишком высокими, сложное состояние нагрузок может привести к появлению тепловых трещин в сварном шве. Наличие оксидного слоя и других включений может снизить прочность сварного шва. Слишком медленная скорость сварки и слишком высокая температура в плавильной куче приводят к разрушению магния и цинка. Сварка труб малого диаметра и тонкостенных труб может привести к выгоранию легирующих элементов; такое чрезмерное нагревание вызывает окисление и рыхлость кристаллической структуры.