Сварку алюминия и его сплавов сложно выполнять из-за некоторых особенностей. Легкий металл характеризуется малым удельным весом — 2,7 г/см3, высокой тепло- и электропроводностью, наличием водорода. В зависимости от процентного содержания примесей металл делится на чистый и технический. В сварных конструкциях применяется алюминий из специально разработанных свариваемых сплавов. Перед тем как ознакомиться с существующими технологиями, нужно знать, какие негативные факторы влияют на процесс сваривания.
Содержание:
Соединение металлов дуговой электросваркой столь широко распространено, что многим кажется, что этот метод подходит для всех без исключения материалов. Но это далеко не так. Существуют металлы, которые требуют особого обращения и для их сваривания требуются специальные технологии. Например, алюминий или тонкую нержавеющую сталь можно варить только в аргоновой атмосфере.
Еще со школьного курса химии известно, что аргон — инертный газ и в реакции с металлами и иными веществами не вступает. Как же работает аргонная сварка алюминия? В аппарате для сваривания алюминия используются именно инертные свойства этого газа. Дуговое сваривание производится в среде аргона, который поступает из керамического сопла и вытесняет воздух из зоны горения дуги. Расплавленный металл не окисляется и не вступает в реакцию с другими компонентами воздуха, поэтому соединение получатся исключительно прочным.
Аргоновая сварка применяется как для небольших деталей, так и для соединения массивных конструкций. Особенностью этого вида электросварки является возможность создания шва в несколько слоев, которые образуют монолитное соединение, без малейшего следа шлаков и окалины. Но для каждого вида соединения нужно подобрать специальную горелку.
Перед тем как приступать к сварке алюминия аргоном, следует ознакомиться со свойствами этого материала.
Алюминий без примесей проводит ток в 4 раза лучше, чем сталь. Тепло этот материал проводит с показателем 2,2 Вт/(см∙К). У стали, например, он составляет 0,6 Вт/(см∙К). Это должно учитываться мастером, когда проводится сварка алюминия аргоном. Для начинающих пошаговая инструкция должна выполняться вплоть до мельчайших подробностей.
Часто применяемыми сплавами являются AlMg5, AlMg4, 5Mn. Их теплопроводность также выше, чем у стали и равна около 1,3 Вт/(см∙К).
Технология сварки алюминия аргоном из-за этих особенностей не допускает увеличение скорости проведения процесса. В противном случае уменьшится глубина провара. Быстрая кристаллизация сварочной ванны приводит к неполному газовыделению. Такая особенность сварки алюминия может стать причиной образования пор в шве. Поэтому требуется большая сила тока, чем для стали.
Сварка аргоном алюминия, технология которая разрабатывалась с использованием разных материалов. Самыми распространенными из них являются:
Важным условием проведения процесса является пробитие окисной пленки, которая образуется на поверхности заготовки. Для этого сварку алюминия аргоном проводят при использовании переменного или постоянного обратного тока. Процесс нельзя выполнять на постоянном прямом токе. Окисная пленка при этом не поддастся разрушению, что исключает катодного распыления.
Сварку также можно разделить по скорости ее выполнения на MIG и TIG (AC). В первом случае процесс выполняется в 3 раза быстрее, но качество шва гораздо выше при втором типе проведения работы.
Перед соединением заготовки очищают от пыли и грязи, обезжиривают растворителем. Оксидный налет снимают напильником или металлической щеткой. Использование шлифовальной машины нежелательно: остающиеся на поверхности частицы проникают в шов, снижая его прочность. С краев толстого листа срезают фаски под наклоном 45-60⁰.
Перед тем как варить алюминий аргоном, детали просушивают, прогревая до +150 ⁰C.
Для снижения вероятности прожога тонкого листа под заготовки подставляют стальную пластину – она обеспечивает отвод тепла, ускоряя сварку, снижая расход газа и энергии. Работу начинают сразу, не давая металлу окислиться.
Сварка алюминия аргоном имеет ряд особенностей. Они выгодно отличают этот процесс от других его разновидностей при условии правильного использования системы.
Аргон при сварке будет препятствовать окислению алюминия. Этот газ вытесняет кислород. Такой подход универсален. Практически все сплавы алюминия могут свариваться этим методом.
При этом будет наблюдаться стабильность дуги. Швы, полученные при использовании припоя из проволоки для сварки алюминия аргоном, получаются прочными при использовании качественного аппарата. Поэтому в условиях производства инверторы применяются только наивысшего качества.
В домашних условиях также следует применять только высококлассное оборудование. Это будет гарантировать прочность и долговечность готового изделия.
Сварка алюминиевых изделий аргоном имеет следующие положительные качества:
Технология имеет и недостатки, главный из которых – необходимость использования сложной аппаратуры, тонкой настройки режимов ее функционирования. Основные параметры – скорость формирования шва, равномерность распределения присадочного материала.
Если агрегат настроен некорректно, проволока в сварочную ванну поступает отдельными порциями, сварочная дуга становится нестабильной. Это повышает расход защитного газа и электрической энергии.
Инверторный или специальный аргонодуговой сварочный аппарат в инструкции по эксплуатации имеет ряд указаний по производству настроек для работы с алюминием. У различных моделей они могут отличаться, поэтому перед началом работы следует с ними познакомиться, не полагаясь на опыт. Особенно, если используется новый аппарат незнакомой модели, или собственные навыки электросварочных работ не слишком велики.
Начальный этап — зачистка соединяемых деталей и их обезжиривание. Очистить поверхность следует от грязи, масел, накипи, а затем обезжирить ацетоном, уайт-спиритом или растворителем. Для удаления оксидной пленки поверхности в зоне сваривания очищаются стальной щеткой или наждачной бумагой.
Для начинающих сварщиков необходимо напомнить, что для алюминия применяются электроды из вольфрама диаметром от 1,6 до 5 мм и специальные присадочные прутки, толщиной от 1,6 до 4 мм.
Универсальная пошаговая инструкция для работы с алюминием не может предусмотреть всех случаев, поэтому, в первую очередь, нужно следовать таким рекомендациям:
Для качественной сварки алюминия в среде аргона лучше всего использовать специальный сварочный аппарат, например, Jasic TIG-180 P (W211) PRO, HYL TIG-200P, Welding Dragon PRO TIG250 ACDC. Цена их несколько выше, чем аппаратов без системы обдува инертными газами, но она вполне оправдана. Ведь их можно использовать и для обычной дуговой сварки. А в аргоновой атмосфере отлично сваривается не только алюминий, а практически все металлы. Освоить аргоновую сварку под силу любому новичку.
Современная сварка алюминия предусматривает использование разного оборудования и приспособлений, которыми задаются параметры сварочного процесса. От выбранной технологии зависят качественные характеристики и внешний вид стыка.
Выполняется сварка:
Независимо от применяемого метода сваривания, главная задача заключается в разрушении тугоплавкого оксидного слоя, который делает металл трудносвариваемым. Добиться прочной стыковки можно при соблюдении всех требований, предъявляемых к сварке алюминиевых деталей.
Сложность сваривания алюминиевых полуфабрикатов заключается в механических показателях сырья. Высокий предел текучести затрудняет управление сварочной ванной. При соединении алюминиевых деталей используют теплоотводящие прокладки.
Из-за легкой окисляемости металлопроката появляется тугоплавкая пленка. Она затрудняет соединение шва. Предотвратить ее образование помогает защита рабочей зоны от окружающего воздуха. Усадка материала может спровоцировать деформацию готового продукта. Высокая теплопроводность алюминия требует рабочий ток высокого значения.
Технология сварки алюминия включает подготовительные работы и сам процесс. На первом этапе выполняется подготовка деталей. Требования к зазорам, кромкам поверхностей изделий определяется ГОСТом.
Детали, которые требуется соединить, очищают от пыли, грязи, масляных пятен. Поверхность изделий обезжиривают растворителем, ацетоном или любым другим химическим средством. Независимо от толщины обрабатываемого листа проводится разделка кромок. Если игнорировать этот этап, шов получится некачественным.
Перед процессом сваривания деталей механическим путем удаляют оксидную пленку. При этом используют вспомогательные инструменты: напильник, наждачную бумагу, щетку с металлической щетиной. Металлопрокат подвержен быстрому окислению, поэтому этот этап проводится непосредственно перед сваркой. Процесс можно выполнить химическим способом с использованием каустической соды. После такой обработки детали промывают, затем просушивают.
Сварку проводят одним из трех способов:
Тип сварки подбирают с учетом деталей, назначения материалов и условий работ. Первый способ подразумевает проведение работ в домашних условиях. Остальные методы используются для сваривания ответственных конструкций на производстве.
Когда нет возможности задействовать спецоборудование используется сварка алюминия электродом. Такой вариант бюджетный: не требует больших вложений и доступен каждому. Он эффективно используется в небольших мастерских, домашних и полевых условиях. Главное правильно подобрать способ и параметры сварки, а также марку расходного материала (электродов, присадки).
Выполняются сварочные работы плавящимися электродами следующих марок:
Перед тем, как приступить к сварочным работам, с поверхности удаляются разного рода загрязнения и окисный пленочный слой. Механическая очистка выполняется щеткой металлической, для обезжиривания применяется любой органический растворитель. Подойдет уайт-спирит, ацетон и др. После тщательной очистки поверхности качество сплавления алюминиевых изделий значительно повышается.
Ручная дуговая сварка алюминия электродом (ММА)
Сварка изделий из алюминия в режиме ММА выполняется при постоянном токе обратной полярности. К свариваемой заготовке подключается «минус», а к электродному держателю «плюс». Такому шву не предъявляются высокие технические требования. Для домашней сварки алюминия оптимальный вариант — инвертор. С помощью простого аппарата качественно соединяются алюминиевые детали. Металл является легкоплавким, поэтому при выборе инвертора для электросварки дугой не имеет особой важности такой показатель как мощность.
Существует несколько нюансов, о которых необходимо знать, выполняя сварочные работы:
Внимание! В домашних условиях определить марку алюминиевых деталей практически невозможно. Поэтому сварщикам приходиться работать методом подбора. Потребуется сжечь несколько электродов, чтобы подобрать оптимальный ток и определиться со спецификой сварки.
Внимание! Некоторые производители указывают на упаковке оптимальную температуру прогрева рабочей поверхности. Если такие данные имеются, то следует ориентироваться на них.
Рабочее положение расходного материала вертикальное, возможен небольшой наклон. Движения должны производиться плавно, конец электрода непрерывно перемещается по шву. Сваркой предусмотрен один проход на короткой дуге при отсутствии поперечных колебаний. На завершающем этапе очищается шов от шлаковых наслоений. Шлак сбивается молотком и удаляется металлической щеткой, мелкие остатки смываются водой.
Отрицательные моменты такой технологии заключаются в:
Сварка алюминия угольным стержнем актуальна при создании неответственных конструкций, без несущих нагрузок. Режимом сварки предусмотрен постоянный ток прямой полярности, «минус» подается на стержень. Электрическая дуга возбуждается между металлической поверхностью и угольным расходником, которому присуще медленное испарение. Из-за небольшой разницы в градусах плавления (3800°С) и кипения (4200°С) процесс плавления отследить практически невозможно.
Ручная дуговая сварка алюминия угольным стержнем выполняется:
Внимание! Угольным расходником выполняется сваривание стыковых и угловых швов.
Благодаря технологии AC TIG достигается высокая прочность шва. В дуговой сварке алюминия задействуются неплавящийся стержень на основе вольфрама 1,6-5,0 мм и присадка 1,6-4,0 мм. Состав расходника может включать вольфрам чистый либо активированный.
Особенности ручной дуговой сварки электродом из вольфрама:
Внимание! Подача присадочного материала осуществляется короткими движениями возвратно-поступательно, исключены поперечные движения расходников.
Источниками питания для сварки алюминия аргоном выступают:
Электродугой, образующейся между металлической поверхностью и неплавящимся вольфрамовым стержнем, расплавляются кромки свариваемого изделия и присадки. Защитная газовая среда, подаваемая горелкой в зону сварки, преграждает доступ кислорода к горящей электродуге, сварочной ванне, торцам вольфрамового стержня и присадочного материала, наплавляемому шву.
Аргоновая сварка алюминия в сравнении с другими технологиями имеет ряд достоинств:
Главный недостаток сварки алюминия аргоном заключается в задействовании сложного основного оборудования (аппарата сварочного) и дополнительного (газового баллона, устройства подачи присадочной проволоки). Такая система требует правильной настройки. Важными параметрами являются равномерность подачи присадки и скорость. При неравномерном поступлении расходника в зону сварки, работа сварочной электродуги становится прерывающейся, в результате повышаются затраты на электроэнергию и инертный газ.
Выполняется сварка алюминия полуавтоматом при наличии защитной газовой среды и с использованием специальной присадочной проволоки, либо без газа с порошковым расходником. Технология DC MIG основана на применении импульсного оборудования с обратной полярностью, создающего высокое напряжение. В результате воздействия мощного импульса в месте соединения происходит разрушение окисной оболочки.
Сварка алюминия полуавтоматом с защитной газовой средой достаточно сложная, требует не только спецоборудования, а также определенных навыков. При работе с таким аппаратом не предусмотрены регламентированные настройки. Главным параметром для сварщика является толщина заготовки. В домашних условиях для алюминия 2,0 мм применяется напряжение 15В. Сила тока регулируется в пределах 100-150А. Показатель зависит от состава и процентного содержания примесей в металле. В ходе рабочего процесса корректируется скорость подачи присадочной проволоки.
Внимание! Технология MIG при сварке алюминия предусматривает применение оборудования с обратной полярностью. На деталь выводится минусовая клемма, на подающий держатель – плюсовая.
Перед свариванием алюминия выполняется предварительный прогрев деталей газовой грелкой до +150°С…+190°С. Применяются также теплоотводящие прокладки. При выборе алюминиевой проволоки учитывается химический состав заготовок, чтобы максимально приблизить температуру плавления. Диаметр может варьировать от 0,8 до 1,6 мм. Для алюминиевых сплавов с содержанием кремния менее 5% применяются присадка марки ER4043 и ER5356.
Сварка алюминия полуавтоматом без применения газа выполняется различными способами безгазовой защиты. Самозащитная среда в сварочной ванне создается порошковой проволокой, слоем флюса, шлаком, образовавшимся при сгорании электрода. Расходник подбирается по диаметру и составу алюминиевого сплава.
Самозащитный флюсовый и порошковый расходник представляет собой легкоплавкую металлическую трубку, заполненную флюсом или порошком на основе силикатов, кремниатов. При оплавлении трубки содержимое не сгорает и не плавится, а равномерно высыпается в зоне сварной ванны. Порошкообразный состав отторгается расплавленным алюминием и образует на поверхности пленочный слой, за счет чего предупреждается взаимодействие металла с внешней средой.
Аппарат сварочный без газа состоит из переносного инвертора, заземления, расходника и присадки. Сварка алюминия инвертором выполняется встык. Шов делается тонким — шириной 1-1,5 мм.
Для сваривания алюминиевых заготовок этот метод считается оптимальным. Процесс выполняется в специальной оболочке из газа, которым зачастую выступает аргон. Такая технология соединения деталей из алюминия подразумевает использование вольфрамовых электродов с неплавящейся структурой. Важным критерием выступает определение силы тока, который подбирается с учетом плавильных свойств металла.
Перед выполнением операции электроды прокаливают в предназначенной для этого печи. Во время сварочных работ их поверхность периодически очищают. Эта операция необходима, так как на них скапливаются наросты, состоящие из окисей вольфрама. Если их не удалять, качество сварного шва значительно ухудшится.
Для удаления наростов сварщик использует абразивный диск. Он выполняет заточку электродов, делая поверхность гладкой и чистой. На деталях отсутствуют заусенцы и канавки.
Во время сварки накладывают шов не спеша, обеспечивая необходимую глубину провара элемента. Во время процедуры торопиться не следует. После наложения шва подачу газа не прекращают в течение 5 секунд. Такая особенность предотвратит повреждение, деформацию шва.
Сварка алюминия инвертором происходит с помощью функционального устройства, к которому предъявляются минимальные требования. Оборудование отличается по конструкции, модификациям. Самыми востребованными являются полуавтоматические агрегаты и электродуговые модели устройств. Инверторы обеспечивают стабильное напряжение, высокое качество шва.
Работы могут проводиться в промышленном производстве или быту при наличии соответствующего оборудования, расходников, соответствующих умений мастера.
Сварку алюминия можно проводить самостоятельно в домашней обстановке. Для этого не требуется специального промышленного оборудования, достаточно иметь под рукой сварочный аппарат. Соединение заготовок выполняется с применением электродов, на которых указана аббревиатура «MMA». Защитным газом выступают: аргон, пропан, ацетилен и другие. Кроме того, потребуется порошковый флюс. Он поможет убрать оксидную пленку и предотвратит прилипание электрода.
Перед свариванием предварительно очищают металлическую заготовку от пыли, грязи и масел. Удобно проводить процедуру очистки химическим способом, в который включены:
Далее проводится разделка кромок, если толщина листов превышает 4 мм. У полуфабрикатов толщиной не более 1,5 мм выполняют отбортовку торцов. С помощью инструментов зачищают свариваемую поверхность.
Домашняя сварка алюминия одинакова для всех способов. Изначально полуфабрикаты прогревают до температуры 150 Настраивают агрегат на нужный режим. Далее сварщик зажигает дугу контактным или бесконтактным способом. Создает сварочную ванну так, чтобы в зоне прогрева образовалось зеркальное пятно расплавленного металла. Далее работник подает присадку, сваривает детали. При этом применяется ток обратной полярности, размер дуги составляет 2-6 мм.
Сварка алюминиевых сплавов – сложный технологический процесс, который должен выполняться опытным сварщиком. Перед выполнением работ стоит проанализировать свои возможности, учесть технологические нюансы и тонкости сварки, а затем приступать к процессу. Сваривание конструкций должно выполняться со строгим соблюдением техники безопасности с использованием защитных средств.
Каждый описанный способ позволяет произвести сварку алюминия и его сплавов. Выбор технологии индивидуальный, зависит от требований, предъявляемых к прочности и качеству сварного шва.
Одним из наиболее эффективных способов сварки алюминия является аргоновая (аргоно-дуговая) сварка. Технология позволяет получить герметичные, аккуратные швы, надёжно соединяя поверхности.
УСЛУГИ | ЕД. ИЗМЕРЕНИЯ | ЦЕНА |
---|---|---|
Сварка алюминия | см | От 63 рублей |
Поделиться в соцсетях
Услуги
РАСЧЕТ СТОИМОСТИ
ЗАДАТЬ ВОПРОС
ЗАКАЗАТЬ ЗВОНОК
РАСЧЕТ СТОИМОСТИ
ОБРАТНЫЙ ЗВОНОК