Сварка алюминия постоянным током

Сварка алюминия постоянным током

Существует несколько способов сварки, которые зависят не только от применяемой техники, но и от режимов, которые выставляет пользователь. Если рассматривать использование электросварки, то здесь может возникнуть несколько вариантов, которые зависят от рода тока. Сварка алюминия постоянным током является как раз одной из таких разновидностей. Она используется не так часто, как переменным током, но все же имеет ряд особенностей, которые определяются полярностью. Мастера отдают предпочтение переменному электричеству, так как оно сочетает в себе преимущества обоих полярностей.

Сварка алюминия на постоянном токе обратной полярности

Когда идет сварка алюминия постоянным током, то приходится выбирать, что более важно для сварочного процесса. Ведь свойства сваривания алюминия являются далеко не самыми лучшими, поэтому, следует подбирать подходящие условия, которые бы смогли удовлетворить технологические требования и обеспечили ровный и плотный сварочный шов алюминия. Основной проблемой этого формирования становится оксидная пленка, с которой не может справиться высокая температура сварки, так как она плавится при 2200 градусах Цельсия, а алюминий при 680. Обратная полярность постоянного тока помогает разрушить ее благодаря катодному распылению, которое отлично воздействует в сочетании с флюсами и предварительной обработкой.

Сварка алюминия аргоном постоянным током

Преимущества

  • При использовании постоянного тока прямой полярности получается стабильная дуга, которая помогает формировать качественный и ровный шов;
  • Если используется постоянный ток для сварки алюминия обратной полярности, то обеспечивается катодной распыление, уничтожающее оксидную пленку.

Недостатки

  • Приходится выбирать между стабильной дугой или разрушением оксидов;
  • Без разрушения оксидной пленки невозможно достичь высокого качества сварки, так как она обволакивает расплавленный металл, не давая ему нормально соединиться;
  • Сложно подобрать параметры оборудования для сваривания конкретной толщины металла при таком режиме работы.

Нюансы при сварке постоянным током

Перед тем как варить алюминий электросваркой требуется в первую очередь разобраться с параметрами оборудования. Специалисты не рекомендуют использовать постоянный ток прямой полярности, так как его недостатки перевешивают преимущества и сварка алюминия электродом с ним получается очень проблематичной. При обратной полярности удается побороть одну из главных проблем свариваемости алюминия, но это не единственная проблема, с которой приходится сталкиваться.

Ток для сварки алюминия

К прочим нюансам данного процесса можно отнести высокую текучесть металла в расплавленном состоянии, с которой не поможет справиться ни какой род тока, а лишь мастерство сварщика. Также стоит учитывать повышенную предрасположенность к напряжению, что предполагает подогрев металла и тщательную просушку электродов перед использованием. Здесь нужно учитывать низкую глубину проварки металла, так что при работе с толстыми заготовками может потребоваться дополнительная обработка кромок. В плане предварительной подготовки здесь также есть несколько нюансов, которые касаются очистки поверхности растворителями и простыми механическими способами, что должно увеличить качество соединения.

Сварка алюминия аргоном

Материалы и инструмент

  • Сварочный аппарат, без которого невозможна была бы электросварка алюминия электродом. Он подбирается в зависимости от способа, так как возможно еще применение газа;
  • Присадочный материал, в качестве которого могут выступать алюминиевые электроды или сварочная проволока;
  • Баллон с инертным газом, если используется сварка алюминия аргоном постоянным током.
  • Надежные шланги для соединения баллона с горелкой;
  • Горелка, которая рассчитана специально для аргонодуговой сварки;
  • Редуктор, чтобы изменять давление газа, подаваемое с баллона;
  • Манометр, чтобы следить за уровнем давления, с которым ведется работа.

Выбор материалов и оборудования

Электросварка алюминия на постоянном токе обратной полярности может проводиться стандартным методом, при использовании обычной электросварки и электродов, а также аргонодугового аппарата. Первый вариант более простой и дешевый, тогда как второй оказывается одним из самых надежных, но себестоимость процесса и его сложность становится выше. Поэтому, для обыкновенного соединения используются электросварку, тогда как при работе с ответственными сооружениями и деталями нужно применять только ТИГ вариант. В любом случае, при выборе аппарата нужно обращать внимание на широту его диапазона, а также плавность регулировки параметров.

С подбором расходного материала все проще, так как для электросварки нужны специальные электроды, которые предназначены для чистого металла или его определенного сплава, а для аргонодугового способа требуется сварочная проволока, состав которой бы максимально совпадал с составом свариваемого металла или его сплава.

Пошаговая инструкция

Сварка алюминия постоянным током в среде аргона предполагает следующий ряд действий:

  1. Подготовка металла, куда входит обработка кромок, механическая очистка и обработка растворителем, которым может стать ацетон или другая похожая жидкость;
  2. Далее следует расположить на поверхности сваривания флюс, который улучшит соединение;
  3. После этого можно приступать к настройке техники, в соответствии с заданным режимом;
  4. Далее уже идет сама сварка, во время которой следует провести шов по всей поверхности кромок;
  5. Дать остыть шву и проверить его качество каким-либо из доступных методов.

Процесс проходит преимущественно в нижнем положении, так как металл сильно растекается в горизонтальном или потолочном.»

Источник:
http://svarkaipayka.ru/tehnologia/svarka-alyuminiya/postoyannyim-tokom.html

Сварка алюминия постоянным током

Содержание:

Алюминий и его сплавы широко применяются в разных отраслях промышленности. Свою популярность этот металл заслужил такими характеристиками, как низкая плотность, большая удельная прочность, устойчивость к коррозионным процессам.

Отметим, также чистый алюминий используется в основном в таких сферах, как электротехническая, пищевая и химическая промышленность, так как этот металл имеет довольно невысокую прочность. Тогда как сплавы имеют более широкую область применения: некоторые из них по показателям прочности превосходят чугун, определенные виды сталей и прочие металлы.

Сварка алюминия постоянным током осуществляется только с применением обратной полярности. Это связано с рядом особенностей самого металла. В этой статье речь пойдет о свойствах металла. Отдельное внимание уделим вопросу: почему сварка алюминия постоянным током не имеет широкого распространения.

Особенности сваривания алюминия и сплавов из него.

Главная особенность работы с алюминием и сплавами из него заключается в том, что во время сваривания изделий из этих материалов возникает проблема с расплавлением оксидной пленки, которая покрывает этот металл. Эта пленка характеризуется значительно тугоплавкостью. Кроме того пленка оксида может возникать и на поверхности ванны, что значительно препятствует образованию сварного соединения, сказывается на общей стабильности сварочного процесса, способствует образованию непроваров в швах.

Поэтому сварочный процесс алюминия связан с тщательным подбором материалов и рода тока. Специалисты советуют использовать специальные вольфрамовые электроды с алюминием и сплавами из него. Что же касается тока, то одни специалисты рекомендуют использовать исключительно ток переменный. Другие допускают применение источников постоянного тока, но только при создании обратной полярности.

Если при сваривании алюминия применять постоянный ток прямой полярности, то следует ожидать ряд проблем, таких как:

  • Зажечь дугу будет довольно сложно.
  • Поддерживать дугу также будет очень сложно.
  • Металл будет сильно разбрызгиваться.
  • Присадочный пруток, который в таком случае будет очень быстро плавиться, не будет сплавляться с металлом изделия.
  • В итоге, шов получится с прожогами и черным налетом.

Обратная полярность позволяет справиться с оксидной пленкой алюминия, затрудняющей сваривание. Конечный результат также оказывается значительно лучше – кромки металлоизделия довольно хорошо сплавляются. Но при таком способе сварки алюминия невозможно увеличить плотность тока, так как для этого вида она довольно ограничена.

Методы сварки алюминия переменным током и постоянным с обратной полярностью.

Далее рассмотрим технологию сваривания алюминия и сплавов из него с использованием переменного и постоянного токов.

Сварка алюминия осуществляется в среде защитных газов. Обычно для этих целей применяется инертный аргон. Выполняя сварочные работы, следует использовать режим TIG на переменном токе.

Отметим, что сварщиками для соединения конструкций из алюминии и сплавов используется метод вытянутой руки. Главное тут, не допускать, чтобы электрод выходил за пределы защитной среды, образованной аргоном.

Некоторые особенности этой технологии:

  • Вертикальный угол наклона горелки (которая располагается по направлению сварки) должен находиться в диапазоне 15-40 градусов.
  • Исходя из диметра форсунки горелки, следует рассчитывать ориентировочное количество газа, составляющее порядка 5-12 л/мин.
  • Когда сварочные работы будут закончены, необходимо произвести продувку газом. Это позволит охладить электрод и защитить шов.

Если же все-таки есть необходимость произвести сварку алюминия постоянным током обратной полярности, то для этого аппарат переключается в режим MIG. Оптимально использовать специальные импульсно-дуговые устройства, в которых предусмотрена программа сваривания алюминия.

Также как и на переменном, такой способ сварки осуществляется в среде аргона. На металлоизделие подключается отрицательный полюс, а на электрод, наоборот, положительный. Обратная полярность позволяет получить нужную термическую нагрузку, что, в свою очередь, способствует хорошей сплавляемости металла.

Особенности такого метода:

  • Угол наклона горелки к вертикали должен быть в пределах 10-20 градусов.
  • Между форсункой и металлоизделием должно быть расстояние не меньше 10-15 миллиметров.
  • Важно следить за тем, чтобы воздух извне не поступал в защитную среду.
Читайте также  Плакирование металлов: что это такое, суть и методы процесса

Отметим, что в последнее время на рынке появились специальные электроды для проведения сварки алюминия в режиме MMA (без использования аргона) на постоянном токе с обратной полярностью. Особенность этих электродов в том, что они имеют в своем составе фтористые и хлористые соли, которые способствуют устойчивости дуги и плавлению пленки алюминия.

Как видим, современные технологии позволяют производить в несколько способ сварку даже такого прихотливого металла как алюминий. Но стоит помнить, что главное при сварке этого материала и его сплавов – строгое следования технологии и инструкциям.

Источник:
http://stalevarim.ru/pub/svarka-aluminiya-postoyannym-tokom/

Как правильно варить алюминий аргоном

Есть несколько способов неразъемного соединения этого капризного материала, у каждого есть достоинства и недостатки. Но надежные и эстетичные швы, не требующие дополнительной обработки, создаются только сваркой алюминия аргоном. Успешность работы определяется правильностью выбора оборудования, расходных материалов и знания нюансов метода.

Особенности сварки алюминия аргоном

Выполняя работу нужно учитывать неординарность характеристик этого металла:

  1. Из-за повышенной химической активности поверхность алюминия при контакте с воздухом быстро покрывается оксидной пленкой. Она плавится при температуре более 2000⁰C, а металл — 660⁰C. Если твердые кусочки пленки попадут в шов, его прочность уменьшится.
  2. При сварке алюминия трудно контролировать процесс, так как его цвет не меняется после расплавления.
  3. Материал гигроскопичен, поэтому впитывает атмосферную влагу, которая при нагреве испаряется с поверхности, снижая качество соединения.
  4. Из-за высокого коэффициента линейного расширения место соединения при остывании может деформироваться и растрескаться. Для компенсации усадки сварка аргоном проводится с повышенным расходом проволоки или модифицируют шов.
  5. Если неправильно настроить расход газа при выполнении аргоновой сварки алюминия, он вспенивается при недостатке, а избыток затрудняет сформировать шов.

Необходимое оборудование и материалы

Для работы потребуется аппарат выдающий переменный ток, поскольку сварку алюминия постоянным током аргоновым методом провести не получится. Оптимальным вариантом будет инвертор с режимом тиг и набором опций, позволяющих:

  • бесконтактно зажигать дугу;
  • заваривать кратер на конце шва;
  • регулировать баланс тока;
  • устанавливать период времени, в течение которого продолжается подача аргона после отключения дуги.

Чтобы снизить расход газа для сварки алюминия нужно обзавестись горелкой с газовой линзой (цангодержателем), внутри которой помещена сетка. При проходе аргона через ячейки улучшается защита места сварки при меньшем расходе. Для установки линз выпускаются сопла нескольких диаметров, чем больше размер, тем надежнее защита.

Сварка проводится универсальным вольфрамовым электродом (AC/DC) любой окраски или специализированным для работы переменным током (AC) зеленого цвета. Конец заостряется, но оставляется притупление. После розжига дуги он станет похожим на каплю. Чтобы вольфрам не перегревался, электрод вставляют в сопло с вылетом 3 — 5 мм. При работе он загрязняется алюминиевыми брызгами, тогда конец снова заостряют.

Так как у алюминия высокая скорость плавления присадочная проволока должна быть диаметром не меньше толщины деталей, чтобы успевать продвигать ее. Она может подаваться вручную или механизмом полуавтомата. Работая с чистым алюминием, чаще всего выбирают проволоку №5356, а со сплавами — №4043, с добавлением кремния.

Для tig сварки алюминия требуется чистый газ аргон с концентрацией 98 — 99%. Поэтому покупать его нужно у надежных продавцов. Редуктор и манометры лучше выбрать импортные, поскольку они позволяют точнее настраивать расход, чем отечественные модели.

Настройка аргонового аппарата

Сначала настраивается расход газа в диапазоне 6 — 12 л/мин по манометру, который ближе к шлангу. Работая в помещении, значение устанавливается в 1,5 раза меньше чем на улице. Завышенный расход создает турбулентные завихрения, которые газ смешивают с воздухом, снижая тем самым надежность защиты зоны сварки.

В зависимости от толщины заготовок настройку аппарата для сварки аргоном по току проводят по таблице:

Толщина металла, мм

Величина тока, А

Диаметр электрода из вольфрама, мм

Для алюминия устанавливается полярность 50/50. Однако при работе с чистым металлом для получения тонкого шва и меньшего разогрева электрода регулятор баланса тока сдвигают в сторону отрицательных значений. Для сплавов лучше пользоваться положительным диапазоном, но не увлекаясь. Переменный ток с большой положительной полуволной губителен для электрода.

Время затухания дуги при заваривании кратера, в зависимости от толщины заготовок устанавливается 2 — 4 секунды. Продолжительность подачи аргона после завершения сварки 3 — 5 секунд.

Подготовка деталей к сварке

Прежде чем начинать сваривать детали их очищают от грязи и жира любым растворителем. Оксидную пленку удаляют щеткой с металлическим ворсом или напильником. Использование абразивного инструмента нежелательно. Крупинки, оставшиеся в царапинах, попадут внутрь шва, что не лучшим образом скажется на его качестве. С кромок толстого алюминия (больше 4 мм) снимают фаски под углом 45 — 65⁰.

Для удаления влаги заготовки подогреваются до 150⁰C. Для снижения риска прожога тонкого металла до нуля под заготовки подкладывают стальные или медные пластины. Они улучшают отвод тепла, что позволяет ускорить процесс, за счет чего экономится энергия и газ. Сварку в среде аргона проводят сразу после подготовки, чтобы алюминий не успел окислиться.

Процесс сварки алюминия аргоном: пошаговая инструкция

Главным для начинающих, осваивающих эту технологию, является строгое выполнение несложных правил:

  1. Для создания ровного шва заготовки предварительно прихватываются с обеих сторон.
  2. Присадочную проволоку подают после появления сварочной ванны. Важно не промедлить, чтобы не прожечь в металле дырку.
  3. При сваривании алюминия аргоном длину дуги выдерживают на уровне 3 мм.
  4. Электрод располагают под углом 80⁰, а проволоку перпендикулярно к нему. Для предотвращения разбрызгивания алюминия ее подают плавно, без рывков.
  5. Если сваривается тонкий алюминий, электрод ведут вдоль стыка без поперечных движений. При работе с заготовками толще 3 мм допускаются зигзагообразные колебания.
  6. Технология сваривания аргоном предусматривает движение проволоки перед электродом.
  7. Шов завершается нажатием кнопки на аппарате, которая включает таймер затухания дуги.
  8. Положение горелки не меняют до окончания продувки аргоном.
  9. У правильно сделанного шва поверхность получается ребристой без пор и трещин.

Освоив технологию аргонодуговой сварки алюминия можно неплохо зарабатывать. За 1 см такого соединения платят 45 и более рублей. Но чтобы стать востребованным специалистом придется сначала потренироваться, чтобы научиться создавать надежные швы.

Источник:
http://svarkaprosto.ru/tehnologii/kak-varit-alyuminij-argonom

Сварка алюминия аргоном (TIG)

Легкий пластичный алюминий и алюминиевые сплавы используются в строительстве, аэрокосмической промышленности, машино-, судо- и автомобилестроении — в конструктивных элементах, турбинах, кузовных и корпусных деталях, трансмиссиях. Аргонная сварка алюминия применяется при производстве и ремонте, позволяет получать чистые швы и надежные сварные соединения при разной толщине металла.

Сварочный инвертор Сварог PRO TIG 200 P DSP AC/DC (E201)

Оборудование и материалы для сварки алюминия аргонодуговым методом

Аргоновая сварка алюминия и его сплавов требует правильно подобранных оборудования, принадлежностей и расходных материалов.

Базовый набор:

  • инверторный аппарат для сварки TIG переменным/постоянным током;
  • клемма заземления;
  • сварочная горелка TIG с воздушным или жидкостным охлаждением;
  • модуль охлаждения для горелки;
  • газовые сопла, зажимные цанги для электродов, цангодержатели, колпачки горелок;
  • вольфрамовые электроды;
  • сварочные прутки на основе алюминия (с содержанием магния, марганца, кремния или титана при необходимости);
  • баллон с защитным газом (аргоном, аргоно-гелиевой смесью с нужным соотношением компонентов);
  • газовый шланг и баллонный редуктор с манометром.

Безопасность обеспечивают средства индивидуальной защиты — щитки, автоматические шлемы-маски, перчатки с бесшовным напальчником для более легкого управления прутком. Для удобства работы могут использоваться дистанционные ручные и ножные регуляторы сварочного тока с режимом старт-стоп.

Преимущества технологии сварки TIG для алюминия

Сварка алюминия и алюминиевых сплавов — непростая задача. Это обусловлено свойствами и высокой химической активностью металла.

На воздухе на поверхности заготовки моментально образуется защитная тугоплавкая и плотная оксидная пленка, которая затрудняет сварочный процесс. И если температура плавления алюминия — 660 0 С, то у его оксида она составляет уже 2044 0 С. Эта же оксидная пленка становится источником водорода — причины образования пор в сварном соединении.

При использовании технологии сварки TIG аргон сводит к минимуму попадание кислорода в сварочную ванну, разрушается оксидная пленка на поверхности алюминия и снижается риск возникновения пористости.

Плюсы аргонодуговой сварки:

  • минимум брызг;
  • регулировка тока в соответствии с задачей и подача присадки строго в необходимом количестве;
  • стабильная сварочная дуга;
  • сварка во всех положениях;
  • формирование чистого аккуратного шва;
  • равномерный глубокий провар и надежные соединения.

Технология сварки TIG успешно применяется в разных отраслях промышленности. Она универсальна, обеспечивает отличный результат при соединении заготовок любой толщины. Современные инверторы имеют набор функций, позволяющих решать производственные задачи быстрее и качественнее за счет ускорения сварки и сокращения деформаций.

Читайте также  Д16т характеристики и расшифровка марки, сплав алюминия Д16т плотность, ГОСТ и другая информация

Чем варят алюминий и сплавы — постоянным или переменным током

При сварке алюминия используют переменный ток. Это позволяет удалять с заготовки плотную оксидную пленку, которая мешает контролировать сварочную ванну и подавать присадку, и гарантирует хороший результат.

При применении постоянного тока обратной полярности оксидный слой разрушается и удаляется, благодаря кинетической энергии положительных ионов. Это позволяет формировать качественный шов, но приводит к перегреванию и разрушению электрода. При применении прямой полярности ионы не попадают на заготовку, большая часть металла покрыта слоем оксида, но повышается стабильность дуги.

Сварка переменным током дает возможность использовать и очищающий эффект, и преимущества стабильной дуги. А, значит, обеспечивает прочное соединение.

Вариант сварки алюминия постоянным током обратной полярности может применяться при использовании газовых смесей с большим содержанием гелия. Из-за высокой себестоимости такой метод выбирают реже, в основном при ремонте деталей из силумина для получения лучшего провара.

Подготовка поверхности алюминиевой заготовки

Предварительная основательная очистка заготовки или ремонтируемой детали в зоне предстоящей сварки — обязательный шаг.

Перед работой нужно:

  • удалить с поверхности грязь, остатки краски, смазку с помощью подходящего растворителя;
  • очистить поверхность от окисей посредством шлифовки, электролитической чистки и травления;
  • обработать заготовку нейтрализующей и промывочной жидкостью при использовании электролитов и просушить.

Удаление оксидной пленки очень важно. Тщательная очистка снижает вероятность порообразования и повышает качество шва.

Рекомендуется следить и за состоянием сварочных прутков на основе алюминия. Присадочные материалы необходимо хранить в сухом и чистом месте.

Как правильно варить алюминий аргоном

Качество сварки алюминия зависит не только от модели и настройки сварочного аппарата, горелки, практической и теоретической подготовки сварщика, но и от расходных материалов.

В работе используют вольфрамовые электроды с малыми выгоранием и деформациями конца, которые могут изготавливаться из чистого металла или содержать окиси лантана, церия, смешанные оксиды. И, если добавки в сварочных прутках улучшают свойства шва — повышают прочность, стойкость к растрескиванию, коррозии, то примеси в электродах влияют на характеристики зажигания. Диаметр прутка подбирается с учетом задачи, толщины заготовки и диаметра электрода.

Особенности сварочного процесса:

  • Сварочный пруток всегда находится впереди электрода в защитной зоне. Направление сварки — справа налево.
  • Подача проволоки и движение электрода плавные, без поперечных колебаний. Интенсивные движения приводят к брызгам и деформированным соединениям.
  • Расстояние между заготовкой и электродом минимально. Это позволяет сфокусировать дугу и обеспечивает глубокий провар.
  • Электрод желательно выдерживать вертикально по отношению к поверхности металла. Такое положение улучшает стабильность дуги и обеспечивает направленное внесение тепла.
  • Скорость сварки максимальна возможная для сварщика. Достичь высокой скорости и лучшего провара помогает концентрированная дуга.
  • Прикосновения электрода к металлу не допускаются. Они становятся причиной вольфрамовых включений в шве, которые снижают его прочность.

Сварка TIG выполняется в любом рабочем положении и обеспечивает надежность шва. Стоит принимать во внимание используемый газ или смесь. Аргон тяжелее воздуха, поэтому помогает получить качественный шов при горизонтальном положении. При сварке горизонтально на стене, на потолке, формировании нисходящего или восходящего шва можно применять аргоно-гелиевую смесь. Но нужно помнить, что мощность дуги при сварке с гелием выше.

Основные критерии выбора аппарата для TIG-сварки

При выборе сварочной техники нужно отталкиваться от особенностей эксплуатации — параметров доступной сети, планируемой продолжительности включения и объема работ, требований к мобильности и диапазону регулировки тока.

Источник:
http://www.svarcka.ru/poleznye-materialy/svarka-aluminiya-argonom-tig.html

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.

Читайте также  Как соединить медный и алюминиевый провод различными способами

Источник:
http://tool-land.ru/svarka-alyuminiya.php

Как варить алюминий полуавтоматом

Сварка алюминия полуавтоматом должна выполняться под защитой инертного газа. В основном для этого используют аргон. Иногда к нему добавляется гелий.

Сегодня для сварки металлов применяют различные сварочные аппараты. При их выборе учитывают свойства и поведение металлов во время выполнения сварочных работ. Особый подход требует алюминий и его сплавы. Как и стальные сплавы, этот металл широко используется во многих сферах, поэтому вопрос соединения алюминиевых конструкций и отдельных изделий из него совсем не праздный. Чаще других для этих целей применяется сварка алюминия полуавтоматом.

Особые свойства алюминия

Широкое использование алюминия объясняется его небольшим удельным весом, достаточно стабильной прочностью и коррозионной устойчивостью. Но его поведение при тепловой обработке создает сложности при соединении алюминиевых конструкций и деталей с помощью сварки. Это объясняется спецификой физико-химических свойств алюминия:

  • он не изменяет свой цвет при сильном нагревании, поэтому трудно понять по цвету о степени прогрева металла;
  • имеет широкий температурный диапазон плавления в отличие от стальных сплавов и начинает плавиться при низком температурном пороге, теряя при этом свою прочность;
  • не проявляет склонности к намагничиванию;
  • обладает высокой теплопроводностью (в среднем в 5 раз больше, чем стальные сплавы), поэтому при нагреве зоны соединения тепло интенсивно распространяется по всей свариваемой детали. Чтобы его не терять, перед проведением сварочных работ, особенно больших алюминиевых изделий, предварительно проводят их нагрев;

Из-за активного взаимодействия алюминия с кислородом воздуха на его поверхности образуется окисная пленка. При достижении определенной толщины она затем начинает служить защитой алюминия от дальнейшего окисления. В то же время, окисная пленка создает сложности при сварке, т. к. плавится при температуре 2050-2200 о С, в отличие от самого металла, имеющего точку плавления в районе 660 о С.

Задачи сварщика при работе с алюминием

  • избавиться от окисной пленки в месте шва: пробить ее электрическим импульсом или провести механическую очистку поверхности с помощью металлической щетки или путем химического травления. Для пробивания пленки используют специальный импульсный режим работы оборудования;
  • при выборе режима сварки не допустить прожогов металла из-за повышенной теплопроводности и низкого порога плавления алюминия, приводящего к быстрой потере прочности при нагревании. Для этого он должен обеспечить нужную температуру процесса и дугу от 12 до 15 мм длиной, выбрать правильные электроды и размер присадочной проволоки, подходящий для толщины соединяемых алюминиевых деталей и сопла горелки;
  • учитывать склонность алюминия к значительной линейной усадке (почти вдвое больше, чем у сталей) при быстром остывании после нагрева, т. к. это ведет к созданию внутреннего напряжения с образованием деформационных трещин или кратеров в области шва. Для предотвращения этого начинать сварочный процесс нужно при большом сварочном токе, чтобы пробить оксидную пленку, а заканчивать — постепенно снижая его к концу процесса, это смягчит резкую смену температуры и не даст образоваться кратеру.

Технологические особенности сварки

Разбавление аргона углекислым газом при сварке алюминия, как это делают при соединении стальных конструкций аргонодуговым способом, недопустимо.

Допускается выполнение сварного шва полуавтоматом без применения нейтрального газа при условии использования порошковой расходной проволоки. При нагреве она начинает распылять железосодержащий порошок, который образует облако и служит диэлектриком, выполняющим защитную роль также, как инертный газ.

Использование порошковой проволоки в качестве защитного флюса при сварке алюминия стоит применять только в исключительных случаях, т. к. при таком методе сварной шов не будет отличаться высоким качеством.

Задачи, которые стоят перед сварщиком при работе с алюминием, успешно можно решить с помощью сварочного полуавтомата с использованием TIG и MIG технологий.

При TIG технологии используются неплавящиеся электроды на основе вольфрама и присадочная проволока, автоматически заполняющая стык между деталями. При использовании этой технологии необходимо наличие в полуавтоматическом устройстве режима переменного тока, а также высокочастотного розжига дуги.

В этом случае окисная пленка пробивается путем «катодного» распыления ее поверхности в моменты тока с обратной полярностью.

При MIG методе в качестве присадки используют сами электроды, т. к. они являются плавящимися. Такой электрод равномерно подается в сварную зону с помощью устройства автоматической подачи проволоки.

Сварка алюминиевых сплавов полуавтоматическим аппаратом MIG способом проводится с использованием постоянного тока, имеющего обратный характер полярности. Рассмотрим его подробно.

Сварка постоянным током обратной полярности

При ее проведении сварочная дуга окружена парами металлического расплава электродной проволоки. Капли жидкого алюминия при постоянной подаче проволоки в виде ионов притягиваются «катодной» поверхностью сварной ванны. При этом происходит их нейтрализация с образованием дополнительного тепла.

В результате такого процесса поверхностная оксидная пленка разрушается. Если окисный слой значительный, то перед проведением сварки его нужно удалить с помощью механической чистки или травлением.

Плавящийся электродный металл заполняет каплями область между стыками деталей, образуя при застывании прочный шов.

Как использовать полуавтомат при сварке алюминия

  • Подача мягкой алюминиевой проволоки осуществляется специальным прижимным механизмом, который вращается с помощью четырех роликов, имеющих U–форму поверхностной канавки. Для обеспечения стабильной подачи проволоки необходимо отрегулировать давление на прижимной вращающийся механизм. Это поможет избежать зажимания проволочного алюминия во время проведения сварки.
  • Расплавление присадочной проволоки происходит способом струйного переноса. Такой режим может быть обеспечен применением переменного тока в 270 ампер или импульсного тока в 100 ампер. Поэтому сварочный аппарат должен иметь возможность настроек таких режимов с помощью блока генерации, т. е. представлять инверторный тип аппарата.
  • Аппарат при сварке алюминия должен работать в режиме обратной полярности сварного тока, когда «–» подается на клемму, закрепленную на детали, а электрод подсоединяется к «+». Это обеспечивает создание наивысшей температуры в сварной области.
  • Т. к. алюминиевые сплавы при нагревании расширяются больше, чем стальные, то при их сварке для полуавтоматической подачи проволоки в горелках должны использоваться контактные наконечники с диаметром отверстия заведомо с припуском на величину расширения, при этом должен соблюдаться хороший контакт для поддержания электрической искры.
  • Для меньшего контактного трения при прохождении проволоки внутри горелки нужно использовать специальный кабельный канал, рассчитанный на алюминий. Обычно он изготавливается из тефлонового материала или на основе графита.
  • Важным для успешного выполнения сварного шва является подбор подходящего диаметра сварной проволоки из алюминия. Т. к. этот металл является мягким, то использование тонкой проволоки до 8 мм в диаметре затруднительно ввиду сложности ее прохождения через горелку (она может запутываться с образованием петель и изгибов). Выходом является использование горелок с небольшим размером длины или применения дополнительного приспособления подачи проволоки внутри корпуса горелки.

При использовании толстой проволоки (от 1,2 до 1,6 мм в диаметре) нужно применять высокий сварной ток.

Плюсы и минусы сварки алюминия полуавтоматом

Плюсы полуавтомата:

  • Такое устройство аппарата позволяет использовать его в широком диапазоне с разными настройками, помогающими выбрать нужный режим проведения сварочного процесса.
  • Контроль дуги можно проводить при любом положении горелки.
  • Можно проводить сварку деталей любого размера. При необходимости соединения конструкций больших размеров проводить работу можно без использования защитного аргона.
  • Аппарат обеспечивает высокую точность сварного шва.
  • Обеспечивается экономный расход расходных материалов и электроэнергии с большой эффективностью.
  • Аппараты полуавтоматического типа могут иметь небольшой вес и размеры, а также мобильность, позволяющую устанавливать их в нужном месте.
  • Имеют высокий КПД, достигающий 95%.
  • Основным недостатком полуавтомата инверторного типа является его высокая стоимость по сравнению с трансформаторными устройствами.
  • Такие аппараты боятся пыли, которой в производственных условиях или на стройке достаточно. Поэтому, в отличие от других устройств, они нуждаются в регулярной чистке с продувкой инвертора.
  • Электронные схемы управления регулировкой плохо реагируют на минусовые температуры, а перепады температур могут вызвать конденсат и вывести из строя систему.

Ознакомившись с процессом сварки алюминия с помощью полуавтоматического аппарата и его тонкостями, вы можете самостоятельно приступать к работе. Соблюдение всех рекомендаций статьи и правильного проведения технологического процесса позволит добиться качественного надежного соединения изделия из алюминия.

Источник:
http://wikimetall.ru/metalloobrabotka/svarka-alyuminiya-poluavtomatom.html