Сварка тонкого алюминия электродом

Сварка алюминия электродами

Практически каждый сварщик. независимо от своего опыта, когда-нибудь сталкивался со свариванием алюминия. Для этого используются специальные электроды, которые имеют в своей основе алюминиевый стержень. У многих людей возникают трудности с тем, что им сложно правильно производить сваривание алюминия.

Для того, чтобы у Вас не возникало никаких трудностей, лучше всего использовать электроды Unitor ALUMIN-351N, которые предназначены специально для сварки алюминия. С его помощью можно сваривать алюминиевые листы, трубы, крышки, поршни и многое другое.

Главное условие сваривания алюминиевых изделий этими электродами является толщина металла не менее 2 миллиметров. Если Вы собираетесь производить сваривание алюминия толщиной более 3 миллиметров, то Вам нужно обязательно сделать V-образную канавку под углом 60 градусов. В этом случае воздушный зазор должен быть не менее 1 и не более 3 миллиметров. Если Вы свариваете детали малой толщины с деталями большей толщины, то закрепите подобающим образом тонкий металл. Все канавки, которые Вы заранее уже приготовили. Вам нужно тщательно очистить от разного рода загрязнений.

При сваривании алюминиевого изделия используйте постоянный ток положительной полярности. Если же Вы собираетесь производить сваривание литых или крупных деталей, то обязательно разогрейте их до температуры около 300 градусов. Непосредственно в самом процессе сваривания, электрод должен находиться под небольшим углом наклона или вертикально. Конец электрода должен перемещаться по направлению сварочного шва.

Самым предпочтительным положением сваривания электродами Unitor ALUMIN-351N является нижнее положение. Сварочная дуга должна быть короткой, а сварка как можно быстрее. Когда Вы оборвали сварочную дугу, то очистите поверхность металла от шлаковой корки и продолжайте сваривание. Следующий валик сварки должен перекрывать предыдущий примерно на 1 сантиметр. Завершающий шов должен быть зачищен и промыт водой. Алюминиевые электроды Unitor ALUMIN-351N нужно хранить в сухом помещении, потому что они сильно легко поглощают влагу.

Как видите, производить сваривание алюминия не очень сложно. В отличие от свари чугуна, алюминий — это мягкий металл, который не лопается при резком понижении температуры, но в то же время и очень легок как в работе, так в своем весу. Простота сваривания алюминия показывает, что для того, что бы правильно ее производить, Вам нужно использовать только электроды Unitor ALUMIN-351N, которые позволяют сварить нужное Вам изделие не только быстро, но и качественно.

Также для сваривания алюминия не требуется каких-то особенных навыков сваривания, потому что по сравнению со свариванием чугуна — алюминий сварить очень просто. Главное — это следовать рекомендациям профессиональных сварщиков. Помимо рекомендаций, которые Вам нужно применять, будьте аккуратны в обращении с металлом.

К примеру, алюминий можно быстро расплавить и испортить материал, а, например чугун, можно перегреть или слишком быстро остудить. Как в первом, так и во втором случае Вы можете испортить свое изделие. Итак, чтобы сварочный процесс происходил быстро, а главное качественно — будьте внимательными и слушайте советы профессионалов.

Аргонодуговая сварка алюминия

Аргонодуговая сварка неплавящимся электродом является лучшим способом сварки тонколистового алюминия. Она обеспечивает минимальную деформацию свариваемой конструкции и высокое качество сварного шва, не требуя специального флюса. Сварка производится на переменном токе с обязательным применением осциллятора и устройств, устраняющих составляющую постоянного тока. При питании дуги переменным током за счет за счет катодного распыления в полупериоды, когда катодом является изделие, разрушается оксидная пленка.
Технология сварки алюминия и его сплавов имеет много общего, однако имеются и некоторые особенности, присущие каждой группе сплавов. Так, деформируемые сплавы, неупрачняемые термической обработкой (АМц, АМг, АМг5, АМг6 и др.), упрочняются нагартовкой, Степень нагартовки для промышленных полуфабрикатов составляет до 40% (так называемый полунагартованый сплав), что повышает предел прочности по сравнению с отожженным состоянием примерно на 20-25% при одновременным снижении пластичности.
Сплавы типа АМц и АМг обладают хорошими сварочными свойствами, и, как ранее указывалось, все способы и режимы сварки чистого алюминия пригодны и для них. Однако при сварке полунагартованых сплавов прочночть в зоне термического влияния снижается до показателей отожженного метла.
Кроме того, при сварке сплава АМц при малом содержании железа и кремния (менее 0,25 % каждого) возможно образование горячих трещин . В этом случае следует применять меры, предотвращение их появление, как например, подогрев.
Сварочных работ выполняется по следующей технологии:
1. Обезжиривание
1.1. Первый способ обезжиривания. Удалить следы масла, краски и других загрязнений со всей поверхности свариваемых изделий или с кромок деталей на ширине 20-30мм. вдоль стыка. Кромки деталей протереть ветошью смоченной в бензине, ацетоне, уайт-спирите.
1.2. Второй способ обезжиривания. Выполнить общие обезжиривание всей поверхности в ваннах со щелочным составом.
• Обезжиривание в течение 58 мин в ванне щелочного раствора при температуре 65°С; состав ванны: 35..50г Nа₃Р0₄,35..50г Nа₂С0₃, 3Ог жидкого стекла, 1000 мл воды;
• промывка в воде при температуре 30°С;
• промывка в проточной холодной воде, протирка тряпкой или волосяной щеткой;
• сушка.
2. Специальная обработка для удаления поверхностной окисной пленки.
2.1. Механический метод. Зачистка поверхности детали наждачной бумагой, шабером или проволочной щеткой (рекомендуется для мелкого производства).
2.2. Химический метод. Химическое травление изделий в ваннах специального состава по следующей технологии:

• травление в течение 1-2 мин в водном растворе NаОН (45.. .50г/л) при температуре 60-70°С;
• промывка в горячей воде (60-80°С);
• промывка в проточной воде при 20°С;
• осветление в течение 1…2 мин в 30% -ном растворе НNO3 при 20°С;
• промывка в проточной воде при 20°С, затем в горячей воде (60….80°С);
• сушка сжатым воздухом при 80…90°С.
При сварке изделий из алюминиевых сплавов с повышенной концентрацией
магния (например, сплав АМГ6) непосредственно перед сваркой кромки и
особенно торцы изделия зачищают шабером.
Сварочные материалы.
Подготовка поверхности сварочной проволоки выполняется по технологии
идентичной технологии подготовки поверхности основного материала.
• обезжиривание;
• травление;
• дополнительная обработка поверхности после травления с целью повышения плотности пленки и уменьшения запаса имеющейся в ней влаги, (вакуумная сушка проволок; механическая зачистка поверхности в специальном приспособлении; химическое или электрохимическое полирование поверхности).
Для сварки алюминиевых сплавов в защитных газах применяют аргон первого сорта или смеси аргона с гелием.

При выполнении сварки неплавящимся вольфрамовым электродом с целью получения стыковых соединений без разделки кромок для исключения оксидных включений в металле шва необходимо применять подкладки рациональной формы. На рис.1 приведены поперечные сечения сварных соединений, полученных сваркой на подкладке без канавки и подкладках с различной формой канавки – прямоугольного и сложного профиля.

Рис.1 Поперечные сечения соединений, полученных на различных подкладках:
а- без канавки; б- с прямоугольной канавкой; в- с канавкой сложного профиля; 1- оксидная пленка.

Стрелками показаны направления течения металла при заполнении канавки и включения оксидных пленок.
Зажигание дуги непосредственным касанием вольфрамового электрода поверхности алюминиевых деталей затруднено. Поэтому дугу зажигают на вспомогательной графитовой пластинке, а затем переносят электрод на свариваемые кромки.
Ручная сварка неплавящимся электродом может производиться во всех пространственных положениях как с присадочным материалом, так и без него, но без поперечных колебаний электродом. В качестве присадки применяют сварочную проволоку, близкую по химическому составу основному металлу. Длина дуги не должна превышать 1,5 – 2,5 мм, а расстояние от выступающего конца вольфрамового электрода до нижнего среза наконечника горелки при стыковых соединениях 1-1,5 мм, при тавровых (угловых) 4 – 8 мм. Рабочее давление аргона в зависимости от расхода устанавливается в пределах 0,01 – 0,05 МПа.
Включение подачи аргона должно производиться за 3 – 5 секунд до возбуждения дуги, а выключение – спустя 5-7 секунд после обрыва дуги, что обеспечивается электромагнитным клапаном аппаратуры управления.
При полуавтоматической и автоматической сварке неплавящимся электродом, в отличие от ручной, горелка обычно располагается вертикально, а присадка специальным механизмом подается в правильную зону так, чтобы конец проволоки опирался на край сварочной ванны. Питание дуги, как и при ручной сварке, осуществляется переменным током.

Ручная и автоматическая сварка трехфазной дугой вольфрамовыми электродами находит применение для сварки алюминия и его сплавов. Большая проплавляющая способность этого метода сварки позволяет при соответствующем режиме выполнять без раздела кромок за один проход (на подкладке из меди или нержавеющей стали) изделия толщиной до 30 мм. При этом резко уменьшается склонность металла шва к пористости, так как сварка производится без введения присадочного металла, за счет которого и имеет место увеличение пористости металла шва.
При сварке металла большой толщины, когда проплавляющая способность дуги должна быть максимальной, необходимо, чтобы сила тока в изделии была больше, чем в электродах. И наоборот, когда требуется минимальная проплавляющая способность дуги, например при наплавочных работах, сила тока в изделии может быть установлена меньше силы тока в электродах. Кроме того, регулировать глубину и ширину проплавления основного металла можно еще за счет расположения электродов относительно оси шва. Последовательное расположение электродов относительно оси шва вызывает увеличение глубины проплавления и уменьшения ширины шва, а поперечное расположение электродов относительно оси шва приводит к уменьшению глубины проплавления и увеличению ширины шва. Для сварки вольфрамовым электродом металла большой толщины необходимо повысить стойкость электрода. Вольфрамовые электроды марки ВИ с добавками иттрия характеризуется повышенной стойкостью (рис.2).

Рис.2 Концы электродов при горении дуги в среде инертных газов.
а- электрод из чистого вольфрама;
б- электрод из вольфрама с активирующей добавкой.

Допустимая сила сварочного тока для электродов этой марки ø10мм достигает 800-1000А. С помощью этих электродов можно сваривать за один проход дугой с большой силой тока металл толщиной до 20мм.
В связи с применением токов большой силы для сварки возникла необходимость создания специальных горелок, обеспечивающих надежную защиту вольфрамового электрода и ванны.

Горелка для сварки дугой с большой силой тока имеет развитую газовую камеру с перегородками из латунных сеток, уменьшающих скорость истечения газового потока и его турбулентностью.
При сварке вольфрамовым электродом непрерывно горящей дугой не удается получить высококачественных соединений из металла толщиной меньше 0,8мм. Это объясняется тем, что снижение силы тока до значения, меньшего 10А, приводит к нарушению устойчивости горения дуги. Из-за «блуждания» дуги возникает необходимость сварки при коротком дуговом промежутке, вследствие чего очень часто наблюдается короткие замыкания электрода на изделие.
Разработан метод микроплазменной сварки на переменном токе, обеспечивающий нормальное катодное распыление и очистку ванны в полупериоды обратной полярности и достаточную стойкость вольфрамового электрода.
Этот метод позволяет сваривать алюминиевые сплавы толщиной 0,2…2мм при силе тока 10..100А. В качестве плазмообразующего газа при микроплазменной сварке используют аргон, а в качестве защитного газа -гелий. Гелий, защищая ванну от контакта с атмосферой, затрудняет развитие фронта ионизации в радиальном направлении, т.е. делает дугу пространственно устойчивой.

Сварка алюминия

Свариваемость

• На поверхности деталей из алюминия и его сплавов всегда присутствует окисная пленка Al₂O₃, имеющая температуру плавления 2044°C, в то время как температура плавления самого алюминия составляет около 660°C.
• Легкая окисляемость алюминия приводит к образованию тугоплавкой пленки на каплях расплавленного металла, препятствующей их сплавлению в монолитный шов. Чтобы не допустить образования этой пленки, требуется надежная защита зоны сварки от воздуха, обеспечить которую в полной мере позволяет сварка алюминия с аргоном.
• Большая жидкотекучесть металла затрудняет управление сварочной ванной и диктует необходимость применения теплоотводящих подкладок при сварке.
• Склонность к образованию кристаллизационных трещин и пор в шве приводит к ослаблению последнего. За поры ответственен растворенный в алюминии водород, стремящийся выйти из металла наружу. Трещины больше характерны для сплавов алюминия, они возникают при охлаждении металла из-за повышенного содержания кремния.
• Большая усадка металла, обусловленная высоким коэффициентом линейного расширения, приводит при затвердевании сварного шва к значительным деформациям.
• Высокая теплопроводность алюминия вызывает необходимость применения сварочного тока, превосходящего в 1,2-1,5 раза ток для сталей, — несмотря на то, что температура плавления последних значительно выше, чем у алюминия.
• К дополнительным трудностям сваривания алюминия следует отнести и то, что на практике — особенно при сварке алюминия в домашних условиях — приходится иметь дело с различными сплавами неизвестной марки, которые для качественного сваривания могут требовать особых материалов и режимов сварки.

Способы сварки алюминия

• сварка вольфрамовым электродом в среде инертных газов (режим AC TIG);
• сварка полуавтоматами в среде инертных газов с автоматизированной подачей проволоки (режим DC MIG);
• сварка покрытыми плавящимися электродами без использования защитного газа (режим MMA).

Важным условием сваривания алюминия и его сплавов является необходимость разрушения оксидной пленки на поверхности металла. Для выполнения этого условия необходим переменный или постоянный ток обратной полярности. Только в этом случае происходит т.н. катодное распыление, разрушающее оксидную пленку. Алюминий нельзя сваривать постоянным током прямой полярности, поскольку в этом случае пленка не подвергается катодному распылению и остается неразрушенной.

Подготовка металла к сварке

• Очистка и обезжиривание. Свариваемые детали и присадочный материал перед сваркой тщательно очищаются от грязи, масла и жира. Обезжиривание производят ацетоном, авиационным бензином, уайт-спиритом или иным подходящим растворителем.
• Разделка кромок (при необходимости). Сварку деталей толщиной до 4 мм выполняют без разделки кромок, при большей толщине требуется разделка. Исключением из этого правила является сварка алюминия покрытыми электродами, при которой разделку кромок выполняют при толщине металла выше 20 мм. Для деталей из тонкого листа (до 1,5 мм толщиной) целесообразно применение отбортовки

• Удаление оксидной пленки. Кромки деталей на ширине 25-30 мм зачищают наждачной бумагой, напильником или металлической щеткой из нержавеющей стали с диаметром проволоки не более 0,15 мм.

Сварка алюминия штучными покрытыми электродами (режим MMA)

Покрытыми электродами можно сваривать как технически чистый алюминий, так и его сплавы. Взамен старых, имеющих значительные недостатки, марок ОЗА-1 и ОЗА-2, сегодня выпускаются более совершенные электроды для сварки алюминия УАНА и ОЗАНА, позволяющие сваривать все основные виды алюминиевых сплавов. В частности, для сварки деталей из алюминия технической чистоты используются электроды ОЗАНА-1, деталей из алюминиево-кремнистых сплавов (АЛ-4, АЛ-9, АЛ-11) — ОЗАНА-2.

Сварка производится постоянным током обратной полярности. Сварочный ток принимается из расчета 25-30А на 1 мм диаметра электрода.

Для получения удовлетворительного качества шва необходим подогрев — до 250-300°С для металла средних толщин, и до 400°С — для массивных деталей. Подогрев и медленное охлаждение позволяют получить достаточное проплавление металла при умеренных сварочных токах, избежать возникновения кристаллизационных трещин и уменьшить коробление. При сварке крупных деталей целесообразен локальный подогрев.

Сварка алюминиевыми электродами имеет свои особенности, вызываемые тем, что они плавятся в 2-3 раза быстрее, чем стальные. Скорость сварки, следовательно, должна быть существенно выше. При обрывах дуги кратер и конец электрода покрываются коркой шлака, препятствующей повторному зажиганию дуги. В связи с этим сварку рекомендуется выполнять непрерывно в пределах одного электрода. Поперечных колебаний электродом (как при сварке стали) делать не следует.

Сразу же после сварки необходимо удалить шлак со шва, промыть его горячей водой и обработать стальной щеткой. Наличие шлака в зазорах и углах может вызвать коррозию металла.

В силу своих недостатков, сварка алюминия покрытыми электродами не пользуется особым почитанием среди мастеров сварки. Предпочтение отдается аргонной сварке алюминия.

Сварка вольфрамовым электродом в инертном газе (режим AC TIG)

При сварке используют вольфрамовые электроды диаметром 1,6-5 мм и присадочные прутки диаметром 1,6-4 мм.

В качестве защитного газа применяется аргон или гелий высокой степени чистоты. Питание дуги осуществляют от источника переменного тока, обеспечивающего качественное разрушение оксидной пленки. Все необходимые параметры — диаметры электрода и присадочного прутка, значение сварочного тока, скорость подача газа — зависят от характеристики используемого оборудования. В качестве ориентировочных можно принять значения из нижеприведенной таблицы, которые верны при условии использования аргона в качестве защитного газа.

Угол между электродом и горизонтальной плоскостью должен составлять 70-80°, между присадочной проволокой и электродом — около 90°. Длина дуги не должна превышать 1,5-2,5 мм.

Горелка движется вслед за присадочным прутком, а не идет впереди него. Этим обеспечивается лучшая защита шва. Важность этого требования подтверждает фото ниже, на котором шов слева выполнен рекомендуемым способом, а шов справа — иным, при котором горелка двигалась впереди прутка.

Присадочный пруток подается короткими возвратно-поступательными движениями, напоминающими движения кисти художника — приближается, касаясь кончиком края ванны, и отводится назад и вверх. Поперечные движения электрода и присадочного прутка недопустимы.

Алюминиевый лист необходимо класть на стальную или медную прокладку, которая осуществляет отвод тепла, играя роль радиатора. Особенно это необходимо при сварке тонких листов во избежание прожогов.

Размеры сварочной ванны должны быть минимальными. Скорость сварки должна соответствовать сварочному току и расходу инертного газа. Чрезмерный расход последнего приводит к засасыванию в зону дуги воздуха, при малом течении газа или чрезмерно высокой скорости сварки качественная защита также не будет обеспечена.

Подача аргона включается за 3-5 секунд до поджога дуги, выключается через 5-7 после ее обрыва.

Сварка алюминия полуавтоматами (режим DC MIG)

Процесс MIG-сварки происходит в три раза быстрее процесса TIG-сварки, однако качество последнего выше.

По своему принципу технология сварки алюминия полуавтоматом не отличается от технологии сварки стали. Однако имеются некоторые технические особенности:

• Алюминий и его сплавы нельзя сваривать постоянным током прямой полярности — только обратной (по причине, о которой говорилось выше).
• Алюминиевая проволока значительно мягче стальной, поэтому имеет склонность образовывать петли при незначительном сопротивлении в рукаве. Чтобы этого не происходило, желательно иметь 4-х роликовый механизм подачи, короткий рукав и тефлоновый вкладыш в него, снижающий сопротивление трения.

• Так как алюминий при нагреве расширяется сильнее чем сталь, алюминиевая проволока может застрять в токосъемнике (токопроводящем наконечнике). Чтобы этого не произошло, можно использовать наконечник с чуть большим диаметром отверстия (например для алюминиевой проволоки диаметром 0,8 мм использовать наконечник для стальной проволоки диаметром 1,0 мм). Также для алюминиевой проволоки продаются специальные токосъемники, маркирующиеся обычно «Al».

• Проволока из алюминия плавится быстрее стальной, поэтому при сварке необходимо обеспечить нужную скорость ее подачи — более высокую, чем стальной. Иначе придется часто менять расплавившийся наконечник.

Марка сварочной проволоки должна соответствовать материалу. Перед ее покупкой нужно изучить информацию о видах алюминиевых сплавов, для сварки которых она используется. Нехватку информации поможет компенсировать эксперимент, без которого в любом случае не обойтись, если вы пробуете варить алюминий впервые.

Сварка алюминия электродом

Особые свойства алюминия становятся причиной возникновения трудностей во время соединения деталей из этого металла. На сегодняшний день разработано несколько способов, с помощью которых можно без особых трудностей справиться с такой задачей, как сварка алюминия.

В промышленных условиях для подобных целей применяется аргонодуговая сварка, но в домашних условиях, при отсутствии необходимого оборудования, может подойти сварка алюминия электродом с помощью инвертора или трансформатора постоянного тока. Выполнения сварочных работ для соединения алюминия требует особой подготовки и соблюдения определенных правил работ.

Особенности работы с алюминием

Электрическая дуга позволяет соединять различные виды металлов, в том числе и алюминий, с помощью значительного нагрева деталей. Она позволяет проплавить металлические пластины различной толщины, что способствует созданию прочного соединения. Но соединение алюминиевых деталей сопряжено с определенными трудностями работы.

Сварочный шов на алюминиевой детали

Алюминий обладает некоторыми характеристиками, несвойственными большинству металлов, одной из которых является гигроскопическое свойство. Это свойство металла заключается в его способности впитывать влагу из окружающей среды. Многие не подозревают об этом, так как холодный алюминий не имеет видимых свидетельств накопления влаги.

Но при значительном нагреве, в месте сварочных работ начинается испарение влаги. Это приводит к излишним брызгам, трудностям в работе и получении некачественного соединения.

Чтобы препятствовать возникновению дефектов, следует предварительно нагреть алюминиевые изделия до температуры 150 градусов. Это можно сделать с помощью газовой горелки. При этом влага испарится из поверхности алюминия и не будет препятствовать выполнению качественных сварочных работ.

Сварка алюминия своими руками также сопряжена с проблемой покрытия металла оксидным слоем. Оксидная пленка возникает в процессе химической реакции между молекулами алюминия и кислорода. Она защищает изделия от воздействия кислотной среды, в то же время препятствуя выполнению сварочных работ. Это связано с большой разницей температуры плавления чистого металла и его оксида. Температура плавления алюминия составляет 500 градусов, а его оксида – 2000 градусов. Поэтому перед тем как варить алюминиевые изделия рекомендуется очистить поверхность металла с помощью металлической щетки. Это позволяет получить доступ к чистому металлу.

Однако очищенная поверхность очень быстро воздействует с кислородом, в результате чего на поверхности образуется новый оксидный слой. Поэтому в промышленных условиях сваривание деталей проводят одновременно с подачей инертного газа – аргона. Он препятствует доступу кислорода к металлу и возникновению новой оксидной пленки.

В домашних условиях также следует создать газовое облако при сварке с помощью инвертора.

Следует также учитывать тот факт, что алюминий в чистом виде практически не используется. Чаще всего применяются сплавы на его основе, которые обладают улучшенными свойствами. Некоторые дополнительные компоненты могут препятствовать созданию качественного шва.

Технология сварки электродом

Сварка алюминия электродом в домашних условиях должна выполнятся строго в соответствии с характеристиками алюминиевого сплава и требованиям к типу электрода.

Электроды для сварки алюминиевых изделий значительно отличаются от остальных типов, так как на них нанесено специальное покрытие из химической смеси солей, обычно фтористых и хлористых. Это покрытие позволяет создать газовое облако без применения чистого аргона.

Электроды по алюминию

Существует определенная классификация электродов в зависимости от предназначения и типа алюминиевого сплава, детали из которого необходимо соединить.

Наиболее широко применяемые электроды по алюминию и их предназначения:

1. ОЗА-1 – электрод, предназначен для соединения элементов из чистого алюминия, без дополнительных компонентов. Перед выполнением сварочных работ требуется очистка поверхности для избавления от оксидной пленки и предварительного нагрева для избавления от влаги.
2. ОЗА-2 – используется для исправления литьевого брака и наплавки алюминиево-кремнистых сплавов.
3. ОЗАНА-1 – необходим при использовании технологии сварки чистого алюминия, толщина листов которого превышает 1 см. При этом требуется предварительный нагрев до температуры не более 400 градусов.
4. ОЗАНА-2 – применяется в таких же случаях, как и электрод ОЗА-2, но также может использоваться для соединения деталей и сплавов алюминия, таких как силумин и дюралюминий.
5. ОК96.20 – этот тип электродов предназначен для сварки сплавов алюминия с применением марганца, магния и кремния. Может применятся для работ с дюралюминием.

От правильного выбора электрода напрямую зависит качество шва, поэтому очень важно определить тип сплава. Обычно производители маркируют изделия, где указывают информацию о свойствах и особенностях металла.

Сварка алюминия инвертором

Сварка алюминия в домашних условиях инвертором выполняется в строгом соблюдении пошаговой инструкции.

Сварка алюминия инвертором

Весь процесс можно разделить на несколько этапов:

1. Предварительная настройка инвертора:

• следует установить режим переменного тока с помощью тумблера AC/DC, переведя его в режим AC;
• регулировка баланса полярности проводится в зависимости от типа металла, из которого произведено изделие, для чистого алюминия нужно использовать отрицательную часть диапазона, а для сплавов – положительную;
• регулировка сварочного тока происходит в соответствии с толщиной металлического изделия и диаметра сварочного электрода (для трехмиллиметрового электрода и двухмиллиметрового листа рекомендуется сила тока в 60 А);
• замедление процесса затухания электродуги устанавливается на уровне 3-х секунд, и регулируется в зависимости от характеристик металла;
• следует установить время продувки инертным газом, что требуется для охлаждения шва.

1. Этапы подготовки металлических деталей для сварки алюминия инвертором:

• очистка поверхности металлической щеткой или наждачной бумагой, которая необходимая для избавления от оксидной пленки, нужно добиться эффекта белого блеска;
• обработка поверхности химическими веществами, что требуется для обезжиривания деталей и получения качественного шва;
• прогрев деталей до температуры 400 градусов, которую следует осуществлять непосредственно перед выполнением сварочных работ.

1. После тщательного выполнения всех необходимых предварительных работ можно приступать к непосредственной сварке. Соединительные операции следует проводить в умеренном темпе. Это очень важно для равномерного прогрева заготовок и создания качественного шва.
2. Подача электрода должна проводится непосредственно на начало сварочной ванны, желательно придерживаясь угла в 15 градусов. Чтобы готовый шов получился равномерным и качественным, прикосновения электрода должны быть мягкие и легкие. При этом шов должен получиться немного ребристым.

Перед выполнением сложных работ по сварки алюминиевых изделий следует получить необходимые навыки. Для этого можно потренироваться на старых ненужных деталях, посмотреть обучающие видео и проконсультироваться у опытных специалистов. Специалисты, опираясь на собственный опыт, могут указать на некоторые особенности работ, которые невозможно узнать в специальной литературе, а также могут указать на сделанные ошибки во время тренировки.

Сварка тонкого алюминия электродом

Алюминий и его сплавы можно сваривать многими способами дуговой сварки: покрытыми электродами, плавящимся и неплавящимся электродами в среде инертных газов, под слоем флюса, электрошлаковой сваркой.

Большую популярность в настоящее время приобрела сварка в инертных газах. В среде инертных газов сварку выполняют неплавящимся (вольфрамовым) и плавящимся электродами. Различают вольфрамовые электроды лантанированые, иттрированные, торириванные. Инертные газы: аргон 1-го и 2-го сортов, гелий повышенной чистоты и смеси аргона с гелием. Сварка алюминиевых сплавов вольфрамовым электродом 2-6 мм целесообразна для металла толщиной до 12 мм. Присадочный металл выбирают в зависимости от марки сплава: для технического алюминия — АО, АД или АК, для сплавов типа АМг — проволоки той же марки, но с увеличенным (на 1-1,5%) содержанием магния для компенсации его угара. Диаметр присадочной поволоки 2-5 мм.

Ручную аргонодуговую сварку вольфрамовым электродом ведут на переменном токе на установках типа УДГ-ЗОО, УДГ-ЗОО при расходе аргона 6-15 л/мин. Сварку можно выполнять не только в аргоне, но и в гелии, при расходе гелия в 1,8-2,2 раза выше, чем аргона. Режимы сварки приведены в таблице.

При толщине листов до З мм сварку можно вести за один проход на подкладке, металл толщиной 4-6 мм можно сваривать без скоса кромок за два прохода с двух сторон. При толщине металла свыше 6 мм необходима V-образная разделка и увеличение числа проходов до четырех (б=8-15 мм). Возможна также Х-образная разделка. Протяженные швы выполняются автоматической сваркой.

Производительность сварки вольфрамовым электродом можно повысить в 3-5 раз, если использовать трехфазную дугу, что повышает мощность источника и позволяет за один проход на подкладке сваривать металл толщиной до 30 мм. Совокупность трех дуг: двух зависимых (горящих между вольфрамовыми электродами) позволяет нагревать металл непрерывно, так как постоянно существует одна из разновидностей дуг.

Сварка плавящимся электродом возможна в чистом аргоне либо в смеси аргона и гелия (до 70% Не) на постоянном токе обратной полярности проволокой диаметром 1,5-2‚5 мм. Разделка кромок V-образная и Х-образная с углом разделки 70-90° либо рюмкообразная, притупление 6 мм. Такое раскрытие кромок необходимо для размещения в разделке наконечника горелки.

Скорость сварки определяется сечением шва и может достигать 30-40 м/ч. Скорость подачи проволоки до 400 м/ч. При использовании газовой смеси из 30% Ar и 70% Не удается за один проход (на подкладке) сварить металл толщиной до 16 мм, за два прохода – 30 мм, так как при этом составе смеси увеличивается и ширина, и глубина провара. В этом случае форма шва приобретает более благоприятную форму.

Механизированная сварка плавящимся электродом может быть выполнена с использованием фторидно-хлоридных флюсов марок АН-А1 и АН-А4. Флюс марки АН-А1 используется для сварки технического алюминия, флюс марки АН — A4, не содержащий NaCl, — для алюминиево-магниевых сплавов. Для сплавов этого типа наличие хлорида натрия во флюсе недопустимо, так как за счет магния и алюминия из флюса восстанавливается натрий — он попадает в шов, в результате в металле возникает пористость и снижается пластичность.

Механизированную сварку листов ведут по слою флюса, так как даже нерасплавленный флюс обладает большой электропроводностью, шунтирует дугу и нарушает стабильность процесса. Толщина и ширина слоя насыпаемого флюса зависит от толщины свариваемого металла (обычно 10-16 мм). С обратной стороны шва для предотвращения протеков жидкого металла необходима стальная формирующая подкладка.

Сварка толстолистового алюминия плавящимся электродом

Ручную дуговую сварку покрытыми электродами применяют при толщине металла свыше 4 мм, сварку ведут на постоянном токе обратной полярности, как правило, без поперечных колебаний. При сварке технически чистого алюминия и сплавов АМг следует применять проволоку с повышенным содержанием магния (1,5-2%) для компенсации его угара при сварке. Основу покрытия электродов составляет криолит, хлористые и фтористые соли натрия и калия.

При сварке алюминиевых сплавов имеются достаточно значительные выбросы оксида алюминия и магния а так же других элементов. Данные вещества являются очень опасными. Особенно тяжелые отравления алюминием наблюдались у рабочих в самолетостроении. Для минимизации вредного воздействия алюминия необходимо использовать сварочные маски с поддувом.

Сварка алюминия и его сплавов.

Сварка алюминия и его сплавов.

Алюминий очень популярный материал он широко применяется в самолетостроении, машиностроении и других отраслях народного хозяйства. Но есть у него один существенный недостаток – он трудно сваривается.

Оксидная пленка которая покрывает алюминий и его сплавы, имеет температуру плавления свыше 2000С̊ а сам металл 650С̊. Если говорить о сварке алюминия своими руками в гараже, то скорее всего, попадется сплав неизвестной марки (дюраль и другие), что потребует при сваривании настроить сварочный режим и подобрать дополнительные материалы.

Поэтому сварка алюминия и его сплавов – это дело высококвалифицированных сварщиков. Для сварки алюминия применяют практически все промышленные способы сварки плавлением. К основным методам сварки относятся: ручная дуговая сварка покрытыми электродами (ММА), аргонодуговая сварка неплавящимся вольфрамовым электродом с подачей присадочной проволоки (ТIG), плазменная сварка, полуавтоматическая сварка в защитном газе. Каждый способ сварки имеет свои особенности, которые необходимо учитывать для наиболее эффективного их использования при изготовлении изделий различного назначения.

При сварке алюминия или его сплавов необходимо разрушить оксидный слой, который расположен на поверхности металла. Поэтому в данном процессе используют или переменный, или постоянный ток обратной полярности.

В начале нужно подготовить детали. Основная цель – очистить их от загрязнений. Поэтому кромки алюминиевых заготовок сначала очищаются химическими составами, потом обезжириваются: ацетоном, уайт-спиритом или другими жидкостями. Если планируется сваривать алюминиевые заготовки толщиной (больше 4 мм), то их кромки необходимо разделать. Создать конусные кромки с углом 60 ̊. Очистить кромки от оксидной пленки. Для этого может понадобиться напильник или крупнозернистая наждачная бумага.

Ручная дуговая сварка покрытыми электродами алюминия и его сплавов.

Ручную дуговую сварку покрытыми электродами применяют при изготовлении конструкций из технического алюминия, сплавов АМц и АМг, содержащих до 5 % магния, а также силумина. Толщина свариваемого металла лимитируется диаметром электрода. Минимальный диаметр электрода обычно составляет 4 мм, что вызвано трудностями сварки электродами малого сечения вследствие высокой скорости их плавления. Алюминиевый электрод расплавляется в 2-3 раза быстрее стального. В связи с этим толщина свариваемого металла должна быть свыше 4 мм. Для ручной дуговой сварки алюминия необходим подогрев детали (для мет алла средних толщин — до 250 °С, для больших толщин — до 400°С ). Данный способ сварки является низкокачественным, потому что в процессе сварки алюминия и его сплавов внутри шва остаются поры, что снижает его прочность. Происходит разбрызгивание металла, плохо отделяются шарики застывшего шлака, которые увеличивают коррозию . Сварку алюминия покрытыми электродами выполняют постоянным током обратной полярности. В качестве источников питания применяют достаточно специальные сварочные выпрямители с полого падающей внешней характеристикой и (более 80В) напряжением холостого хода.

TIG -сварка

Аргонодуговая сварка неплавящимся вольфрамовым электродом с подачей присадочной проволоки (ТИГ) многие сварщики называют ее по разному, аргонная сварка или сварка аргоном. Это наиболее распространенный способ сварки, применяющийся для изготовления различных конструкций из алюминия и его сплавов. Основным преимуществом данного вида сварки перед ручной дуговой, является отсутствие шлака, возможность работы на малых токах дуги (от 5А) что в свою очередь позволяет сделать процесс более технологичным и производить сварку малых толщин алюминия. Важной частью сварки алюминия является понимание того, что она требует наличия в аппарате для TIG сварки — переменного тока и высокочастотного HF зажигания дуги. Полезные функций, которые предлагаются во многих аргонодуговых аппаратах для сварки алюминия, является возможность регулировать баланс и частоту переменного тока.

баланс переменного тока, управляет процессом раскисления алюминия другими словами «чисткой». При изменении переменного тока в положительную полярность, оксид алюминия на поверхности металла расплавляется, и металл подвергается сварке. Количество необходимой «чистки» может варьироваться в зависимости от чистоты металла, и от скорости сварки. Настройка слишком высокого баланса уменьшает стабильность дуги. Слишком низкий процент не разобьет достаточно оксидную пленку.

Частота переменного тока может быть увеличена или уменьшена в допустимых пределах. Эта настройка позволяет сварщику обеспечивать контроль над дугой, путем фокусирования дуги по ширине так, чтобы имелась возможность сварки в труднодоступных углах. А также для сварки тонких металлов.

К таким видам сварочных аппаратов относятся аргоновые установки:

MIG сварка алюминия полуавтоматом

Полуавтоматическая MIG сварка алюминия осуществляется за счет подачи сварочной алюминиевой проволоки и защитного газа аргона через сварочную горелку к свариваемому изделию. Однако сварка алюминия полуавтоматом несколько отличается от сварки полуавтоматом изделий из низкоуглеродистой стали.

Из-за большей теплопроводности алюминия, его сварка требует большей мощности дуги и скорости подачи проволоки. Так как алюминий очень мягкий металл, подача проволоки должна быть больше.

Выбор оборудования Оптимальный сварочный полуавтомат для MIG сварки алюминия должен иметь режим импульсной сварки. Благодаря импульсам происходит пробивка окисной пленки, а также уменьшение перегрева алюминия при сварке и вероятность прожога. Режим двойного импульса Duo Pulse обеспечивает отличные характеристики сварочного шва. Необходимо обратить внимание на подающий механизм, он должен иметь четыре U -образных ролика так как алюминиевая проволока очень мягкая.

Выбор сварочного газа При сварке алюминия в качестве защитного газа необходимо использовать чистый аргон.

Выбор сварочной проволоки Очень важен выбор правильного диаметра сварочной проволоки. Из-за того, что алюминий мягкий металл, то применение проволоки с малым диаметром затруднено сложностью её протяжки и подачи через сварочную горелку. Поэтому лучше использовать сварочные горелки небольшой длины, либо горелки с дополнительным механизмом подачи в корпусе ручки горелки.

Набор расходных частей для сварочной горелки Специальные контактные наконечники — так как алюминий во время нагрева расширяется значительно больше, чем сталь, то существуют отличия в сварочных контактных наконечниках, используемых в полуавтоматических горелках для сварки алюминия. Отверстие в наконечниках для алюминия должно быть больше, чем в обычных наконечниках для стали, но при этом не слишком большим — чтобы был обеспечен хороший электрический контакт. U-образные ролики подающего механизма. Для уменьшения трения проволоки в горелке, необходимо использовать кабель канал для алюминиевой проволоки. Обычно он изготовлен из тефлона или графита.

Перед тем как выбрать сварочный аппарат, не забудьте о сопутствующем оборудовании:

Все эти не большие знания помогут вам сделать правильный выбор сварочного аппарата для сварки алюминия и избежать возможных ошибок и лишних переплат.