Описание материала заготовок и его свариваемость

Материал для изготовления бензобака алюминий АМг2. Химический состав стали приведен в таблице 1.

Таблица 1 – Химический состав в % материала АМг2

АМг2 — это сплав алюминия системы Алюминий — Магний (Al — Mg), который относится к числу деформируемых давлением сплавов. Помимо этого, данный материал выделяется среди прочих высокой коррозионной стойкостью, пластичностью и хорошей свариваемостью. По прочности он превосходит АМц, но уступает ему в пластичности. Теплопроводность же и электропроводность этого материала ниже, чем у алюминий-марганцевого сплава.

В этой связи интересно продемонстрировать, сравнительную гистограмму на рисунке 2[3], на которой изображены предел прочности и текучести разных сплавов алюминия. И мы видим здесь, что АМг2 примерно равен по этим свойствам АМг3. Однако, коррозионная стойкость у АМг2, естественно выше.

Рисунок 2 - Предел прочности и текучести разных сплавов

Сплавы системы Al-Mg (AMгl; АМг2; АМг3; АМг4; АМг5; АМг6)

К сплавам системы Al-Mg относится большая группа широко используемых в промышленности сплавов: АМг0,5; AMгl; АМг2; АМг3; АМг4; АМг5; АМг6. Из них изготавливают почти все виды полуфабрикатов: листы, плиты, поковки, штамповки, прессованные изделия (прутки, профили, панели, трубы) и проволоку. Все сплавы рассматриваемой группы хорошо свариваются всеми видами сварки.

Полуфабрикаты из этих сплавов имеют относительно высокий уровень прочностных характеристик по сравнению с другими термически не упрочняемыми сплавами. Так, минимальные значения предела текучести для листового материала (толщина ~2 мм) в отожженном состоянии для указанного ряда сплавов соответственно равны 30, 40, 80, 100, 120,150 и 160 Па. Временное сопротивление, как правило, в два раза выше предела текучести, что свидетельствует об относительно высокой пластичности этих сплавов. Однако они довольно быстро нагартовываются, что отрицательно влияет на их технологическую пластичность. Последняя значительно понижается с увеличением концентрации магния. Поэтому сплавы с содержанием магния более 4,5 % можно отнести к «полутвердым» и даже «твердым» сплавам.

Химический состав АМг2 можно назвать сбалансированным. Содержание магния в нём не превышает 4 %, что положительным образом сказывается на пластичности, коррозионной стойкости и свариваемости данного материала. В то же время содержание Mg превышает 2 %, что положительным образом сказывается на прочности сплава. Физические свойства приведены в таблице 2.

Таблица 2 - Физические свойства

Физические свойства:

T- Температура, при которой получены данные свойства, [Град, °C]

E- Модуль упругости первого рода, [МПа]

a-Коэффициент температурного (линейного) расширения,

l-Коэффициент теплопроводности (теплоемкость материала), [Вт/(м·град)]

p- Плотность материала, [кг/м3]

C- Удельная теплоемкость материала [Дж/(кг·град)]

R- Удельное электросопротивление, [Ом·м]

Отрицательная роль повышенного содержания магния в большей степени проявляется при изготовлении прессованных изделий. Сплавы с

высоким содержанием магния прессуются с низкими скоростями (в десятки раз меньшими, чем, например, некоторые сплавы системы Al-Zn-Mg или Al-Mg-Si), что существенно понижает производительность прессовых цехов. Производство катаных полуфабрикатов из сплава АМг6 - процесс трудоемкий. Поэтому в последнее время высоколегированные магналии стали заменять более технологичными сплавами, например, сплавами на основе системы Al-Zn-Mg (1935, 1915, 1911), которые значительно превосходят сплав АМг6 по прочностным свойствам (особенно по пределу текучести) и не уступают ему по многим коррозионным характеристикам.

В процессе сварки более толстых металлов используется многослойная сварка с короткими промежутками времени между наложениями последующих слоев. При сварке кромок различной толщины, сварочный ток выбирается по кромке большей толщины и большая часть зоны дуги направляется на нее. Для устранения закалки и повышения твердости металла шва и околошовной области после сварки рекомендуется изделие нагреть до температуры 650-680°С, выдержать при этой температуре некоторое время в зависимости от толщины металла (1 ч на каждые 25 мм) и охладить в горячей воде или на воздухе [4].