Советы по сварке алюминия в домашних условиях

Этапы сварочных мероприятий

Разобраться с ключевыми тонкостями сварки алюминия не так сложно, как может показаться на первый взгляд. Посредством многочисленных попыток и экспериментов можно достичь успешных результатов и выучить подобное мастерство наизусть. Итак, пошаговые действия качественного соединения металлических изделий состоят из таких этапов и особенностей:

Если толщина свариваемой пластины превышает 5 миллиметров, необходимо провести разделку кромок. Для этого рекомендуется сделать срез краев под углом 45 градусов, хотя другие значения тоже допускаются. Не секрет, что от величины угла разделки зависит ширина сварочного шва. Если толщина пластин превышает 7 миллиметров, то придётся сделать технический зазор между каждой деталью в два миллиметра. Если рабочий объект представлен трещиной, то её расширяют с помощью отрезного диска и «болгарки». В противном случае шов будет поверхностным.
Подготовленную заготовку тщательно прогревают. Для удаления лишней жидкости используют пропан-кислородное пламя. Роль рабочего инструмента выполняет резак или обычный баллончик с бытовой горелкой. Необходимо прогреть поверхность до 150 градусов и убедиться, что материал достаточно сухой.
После тщательно прогрева необходимо выполнить зачистку оксидной пленки. В этом случае вы можете воспользоваться обычной щеткой для очистки металла

Важно снять тугоплавкий слой в начале зоны сварки. Следующие действия проводятся посредством электрода, состав и температура которого способны разъедать оксид и проводить повторную сварку.
На подготовленном изделии устанавливают прихватки, которые фиксируют все свариваемые части

Корневой шов должен быть ровным и полностью заполнять зазор. Угол относительно свариваемых частей должен составлять не меньше 90 градусов. Это может показаться непривычным для неопытных сварщиков, или тех, кто вынужден был работать с углеродистыми сталями. Однако подобным образом расплавляемый металл будет более точно попадать в место соединения. После остывания поверхности происходит осыпание шлака. К сожалению, такое действие осуществляется с большим трудом, поэтому без острого молоточка не обойтись.
Следующие слои шва наносятся до того уровня, пока не заполнится вся толщина.

Подготовительные действия

Независимо от условий сварки — производственных или домашних, нужно правильно отнестись к подготовке кромок заготовки. Подобное действие заключается в таких процессах:

  1. Поверхность детали, которая будет поддаваться сварке (а также поверхность присадочного материала), тщательно очищают от грязи, масла и жира. Для обезжиривания поверхности используют уайт-спирит, ацетон, авиационный бензин и множество других растворителей.
  2. К подготовительному этапу относятся и такие действия, как разделка кромок свариваемых деталей, которую выполняют только при острой необходимости. Если при сварке вы не используете покрытые электроды, то разделку кромок осуществляют при толщине соединяемых деталей, превышающей 4 миллиметра. Если толщина алюминиевого сплава превышает 20 мм, то без применения электродов не обойтись. Если сварке поддаются алюминиевые листы толщиной до 1,5 миллиметров, то их торцы предварительно отбортовывают перед соединением.
  3. Как уже говорилось выше, непосредственно перед сваркой поверхность детали нужно полностью очистить от оксидной пленки. В таком случае принято использовать качественный напильник или щетку с ворсинками для зачистки металла. В некоторых случаях тонкий слой оксидной пленки удаляется и посредством специальных химических средств, таких как, каустическая сода, бензин и другие. При обработке каустической содой заготовку нужно тщательно промыть проточной водой.

Оборудование и электроды

Обратите внимание на список самых необходимых инструментов и приспособлений. В большинстве случаев действие проводят с помощью обычного инвертора

Такой прибор обладает удобной конструкцией, поэтому его легко перемещать или передвигать по мастерской. Полярность выставляется таким образом, чтобы в руках рабочего размещался «плюс», а на заготовку воздействовал «минус». В этом случае нужно обзавестись розеткой с 220 V.

При выборе электродов нужно отдавать предпочтение специализированным моделям типа UTP 48 или подобным аналогам. Они могут обладать разным диаметром и подбираться с учётом толщины металла. Состав расходного сырья тоже обладает некоторыми гигроскопичными свойствами, поэтому его приходится предварительно просушивать, чтобы обеспечить более качественное соединение.

Что необходимо учитывать при аргоновой сварке алюминия?

Сварка аргоном довольно универсальна, что позволяет соединять этим методом разные толщины материалов и работать со сплавами, считающимися трудносвариваемыми. Основой служит электрическая дуга, горящая между вольфрамовым электродом и изделием. Ее появление обеспечивается постоянным или переменным током, подающимся на горелку и массу, прикрепленную к свариваемым частям. Инертный газ выступает в качестве защиты сварочной ванны. Но алюминий и его сплавы имеют ряд специфичных особенностей, которые требуется знать и учитывать производя сварку.

Одной из трудностей служит оксидная пленка, образовывающаяся на поверхности материала. Она появляется при взаимодействии металла с кислородом. Плавится пленка при температуре 2000 градусов. Но сам алюминий начинает приобретать жидкую форму уже после 500 градусов. Поэтому выбрав слишком большую силу тока и расплавив оксид, невозможно вести шов. Установив малые параметры на аппарате не получается вообще начать процесс создания сварочной ванны. Поэтому аргонодуговая сварка алюминия подразумевает предварительную зачистку поверхности металла от оксида. Достигается это специальной щеткой или растворителем, после чего необходимо сразу начинать сварочный процесс.

Дополнительной сложностью является гигроскопичность материала. При высокой влажности окружающей среды алюминий впитывает часть воды из воздуха. Когда изделие начинает подвергаться нагреву от электрической дуги, то свариваемый материал выделяет влагу на поверхность. Это может отражаться на качестве формирования шва, плотности контакта с изделием, и пощипыванию малым напряжением сварщика, соприкасающегося с мокрыми участками. Хотя варить аргоном можно сразу, рекомендуется небольшой прогрев материала газовой горелкой при температуре 150 градусов. Это даст испариться лишней влаге и улучшит сварочный процесс.

Аргонная сварка алюминия требует и хорошей защиты расплавленного металла от внешнего воздуха. Для этого необходимо выставить правильный расход газа. Недостаточная подача последнего приведет к вспениванию металла и горению вольфрама. Чрезмерная продувка аргоном мешает формированию шва и сделает процесс более дорогим.

Еще одной сложностью для начинающих сварщиков является образование воронки в конце шва. Если дугу резко оборвать, то появляется кратер. Длительное удержание горелки на одном месте приводит к ненужному прогреву и расширению сварочной ванны. Поэтому аргоннодуговая сварка алюминиевых сплавов нуждается в дополнительных настройках режима затухания дуги, уменьшающего силу тока постепенно. Учитывая эти особенности материала, можно правильно выставить параметры напряжения и своими руками выполнить качественный шов.

Свойства алюминия

Любой начинающий сварщик должен знать не только об особенностях процесса аргоновой сварки алюминия, но и понимать, какими свойствами обладает данный материал.

Многие называют алюминий «крылатым» металлом из-за его малого удельного веса и прочности. При этом он имеет высокую химическую активность.

В числе особенностей металла:

  • Имеет способность на открытом пространстве быстро вступать в кислородную реакцию и покрываться оксидной пленкой.
  • Пленка имеет температуру плавления больше 2000 градусов, алюминий же — от 650 градусов соответственно.
  • Во время сварки постоянным током окись способна погрузиться в металл сварного шва и нарушить его структуру.
  • Алюминий при нагревании не меняет цвет, как и нержавейка или другие сорта стали.
  • Алюминий обладает большим коэффициентом объемной усадки. Если такое свойство учтено не будет, то изнутри шва появится напряжение и произойдет деформация. Чтобы такого не произошло, следует повысить количество применяемой сварочной проволоки или же сделать модификацию шва.

Ключевые свойства металла таковы:

  • низкая температура плавки;
  • высокая химическая активность;
  • крупный коэффициент объемной усадки.

Сварка алюминия посредством аргона наиболее частая, особенно с учетом перечисленных особенностей. Данный метод способен защитить сварочную зону от влияния активных газов, которые находятся в атмосфере.

При сварке полуавтоматом присадочная проволока выполняет функцию снижения внутренних шовных напряжений, потому что она компенсирует объемную усадку. Качественное сварное соединение обеспечивается и другими методами.

Сварка алюминия электродами

Проведение электросварки алюминия электродом в домашних условиях возможно только в тех случаях, если выполняется соединение деталей, не несущих высокой ответственности и нагрузки. Но при этом показатель толщины используемых алюминиевых изделий должна быть не меньше 4 мм.

Однако данный процесс может сопровождаться некоторыми негативными особенностями:

  • после сваривания шов получается не сильно прочным и низкого качества. У него отмечается высокая пористость;
  • расплавленный алюминий в сварке начинает разбрызгиваться вокруг соединения, а шлаки, которые образуются на поверхности шва, достаточно плохо отделяются. Все это может спровоцировать развитие коррозионных процессов.

Но все же сварка алюминия со сталью с использованием электродов и обычного инвертора ММА активно применяется для соединения металла. Раньше для этих целей применялись расходники с маркировками ОЗА-1 или ОЗА-2. Имеются наиболее качественные варианты — УАНА и ОЗАНА. Это отечественные электроды, при помощи которых можно варить чистый металл и сплавы.

Сварка алюминиевых проводов и других элементов из этого металла может выполняться с использованием расходных материалов от шведских производителей ESAB. Если в процессе сваривания применяется чистый алюминий без примесей и сплавов, то лучше применять электроды ОК 96. 10. А вот для сварки сплавов подойдут электроды марки ОК 96. 50.

Особенности проведения электродуговой сварки

Чтобы технология электродуговой сварки алюминия была проведена правильно, ее необходимо выполнять с учетом важных правил. От этого будет зависеть качество, прочность и внешний вид сварных соединений. К основным правилам электродуговой сварки относят следующие:

сваривание алюминия должно проводиться с проведением постоянного тока, но при этом он должен иметь обратную полярность (для этого на инверторе требуется поменять местами разъемы). Во время этого обязательно должны соблюдаться соотношения показателей мощности и диаметра электрода. Во время сварки алюминия постоянным током должна постоянно регулироваться его сила, она должна быть примерно по 30 ампер на каждый миллиметр диаметра;
рекомендуется предварительно выполнить нагревание деталей для сваривания. Изделия из алюминия со средней толщиной нагревают до показателей 200-300 градусов. А вот большие массивные части требуется нагреть до 400 градусов;
зажигание дуги выполняется, так как и обычно, но все же стоит учитывать, что скорость горения электродов для алюминиевого металла значительно выше, чем у обычных. По этой причине шов требуется вести немного быстрее;
ни в коем случае не стоит обрывать сваривание, так и не закончив соединение. В конце полученного шва может появляться корка шлака, которая в последующий период станет препятствием для разжигания дуги в этой области

Важно проводить планирование свариваемых швов на плавление одного электрода;
во время выполнения свариваемого соединения нельзя производить поперечных движений, как это может делаться при варке стали;
после того как процесс сваривания будет закончен весь шлак в области соединения необходимо полностью удалить. Обязательно зону сварки требуется зачистить щеткой с ворсом и хорошо промыть при помощи горячей воды.

Сварка алюминия: что следует знать

Легирующие элементы

Таблица характеристик электродов для сварки.

Чтобы была понятна технология сварки этого металла, прежде необходимо понять некоторые основы его металлургии. Алюминий можно легировать рядом различных элементов для увеличения прочности, стойкости к коррозии и/или общей свариваемости.

Главными легирующими алюминий составляющими служат Cu, Si, Mg, Mn и Zn. Медь (Cu) обеспечивает высокую прочность алюминия. Эта серия сплавов является термостойкой и используется для изготовления частей самолетных двигателей, заклепок и винтов. Большинство этих сплавов считаются малопригодными для дуговой сварки из-за их чувствительности к горячим трещинам. Эти сплавы свариваются 4043 электродами с наполнителями, обладающими низкой температурой плавления с целью уменьшения вероятности горячих трещин.

Схема дуговой сварки алюминия.

Марганец (Mn) — с ним алюминий дает сплавы холодной закалки общего назначения, обычно отлично подходящие для аргонно-дуговой сварки с 4043 или 5356 электродами, не склонные к горячим трещинам. Кремний (Si) уменьшает плавление алюминия и улучшает его текучесть. Сплавы обладают хорошей свариваемостью. Магний (Mg) придает сплавам отличную свариваемость с минимальной потерей прочности. Кремний и магний в совокупности создают термостойкие сплавы средней прочности, несколько склонные к горячим трещинам. Наиболее распространенными электродами для этой серии являются все те же универсальные 4043. Цинк (Zn) в сплаве с алюминием и медью придает высокую прочность сплавам из алюминия. Свариваемость этой серии имеет недостаток: многие сорта чувствительны к образованию горячих трещин.

Чистый алюминий без легирующих добавок широко используется благодаря своей превосходной стойкости к различным видам коррозии, в оборудовании химической промышленности, легко сваривается с электродами 1100 и 4043 сплавов.

Химические свойства алюминия

Схема процесса сварки алюминия полуавтоматом.

С точки зрения химии алюминий имеет высокий потенциал растворимости атомов водорода в жидкой форме и низкую растворимость в точке кристаллизации. Это означает, что даже небольшое количество водорода, растворенное в металле шва, будет стремиться выйти из него по мере затвердевания, а возникшая пористость шва может стать большой проблемой во время сварки алюминия.

Кроме того, алюминий, соединяясь с кислородом в форме оксида алюминия, создает пористый слой, который может стать ловушкой для влаги, масла, смазки и других материалов. Другими словами, алюминий защищен оксидной пленкой, которая обеспечивает металлу превосходные антикоррозионные свойства. Но, поскольку оксидная пленка имеет высокую температуру плавления (2037°С), в три раза превышающую температуру плавления самого алюминия, она препятствует соединению частей металла. Поэтому сварка алюминия требует предварительного удаления оксидной пленки, для чего можно использовать любой способ:

  • механическая очистка;
  • растворители;
  • химическое травление и др.

Важно! Вот некоторые из признаков наличия оксидной пленки:

  • блуждающая дуга, когда вы не можете получить лужу без прожига и искажения металла;
  • ваш наполнитель не смешивается с лужей, вместо этого он скатывается в трудно расплавляемый шарик;
  • при попытке соединения двух краев заготовок алюминия они завиваются друг от друга и образуют еще больший разрыв;
  • 8 часов экспозиции после очистки вполне достаточно для работы до повторной очистки.

Механические свойства

Для канавки сварных швов зона термического влияния (ЗТВ) диктует прочность соединения:

Схема устройства сварочного полуавтомата.

  1. В сплавах холодной закалки ЗТВ будет полностью отожженной и станет слабым местом.
  2. Термостойкие сплавы требуют гораздо большего времени для отжига в сочетании с медленным охлаждением.

При таком режиме прочность сварного шва пострадает меньше.

Для угловых швов прочность зависит от состава наполнителя сплава электрода, используемого для сварки.

Совет: по возможности лучше подкладывать под область сварки радиатор из меди или алюминия. Поскольку алюминий имеет хорошую теплопроводность, то тепло из области сварного шва быстро передается остальным частям заготовок, которые становятся настолько горячими, что это может вызывать усадки и деформации в их структуре. С помощью некоторого теплопоглощения материалом, находящимся под областью сварки, можно защитить работу от деформации.

Необходимое оборудование

Для сварки алюминия потребуется агрегат, подающий переменный ток. Выполнить работы с помощью устройства с постоянным параметром не получится. Лучший вариант — инверторный сварочный аппарат с режимом ТИГ.

Он должен обладать следующими функциями:

  • бесконтактное возбуждение электрической дуги;
  • подваривание кратера на конце соединения;
  • регулирование параметров тока;
  • установка временного интервала, в течение которого газ подается при отключении дуги.

Для снижения расхода аргона потребуется горелка с газовой линзой, в полость которой помещена сетка. Проходя через ячейки, газ лучше защищает сварочную ванну, расходуется медленнее. Для установки линзы предусмотрены сопла разных размеров. Детали большего диаметра обеспечивают лучшую защиту.

Стержни вставляют в сопло с выступом 3-5 мм. При сварке чистого алюминия используют проволоку №5356, сплавов — №4043. Для ТИГ-сварки требуется аргон высокой частоты (с долей аргона не менее 98%).

Cварка алюминия аргоном для начинающих пошаговая инструкция

Алюминий имеет невысокую температуру, при которой происходит его плавление. При этом металл обладает большой теплопроводностью. Кроме того, он характеризуется еще маленькой удельной массой. Такие свойства алюминия напрямую влияют на процесс его сварки, который не является простым. Поэтому в данном материале мы рассмотрим, как происходит сварка алюминия аргоном для начинающих с пошаговой инструкцией.

Особенности во время сварки алюминия

Свариваемые детали из алюминия в большинстве случаев имеют относительно тонкие стенки. Именно такое обстоятельство является основной проблемой при выполнении работ. Во время сварки чаще всего превышают допустимую температуру воздействия на металл. Это самая распространенная ошибка. Из-за этого возникают каверны, а шов получается с нечеткими границами.

При высокотемпературной обработке на алюминии появляется оксидная пленка. Она может расплавиться только при 2050°С. При этом алюминий начинает менять свое состояние уже после 650°С.

В связи с этим от оксидной пленки при выполнении работ нужно избавляться. Пробивается она лучше всего при помощи импульсной сварки.

Также облегчает процесс разрушения оксидной пленки предварительная обработка алюминия щеткой с металлическим ворсом.

Процесс сварки алюминия сегодня выполняется при использовании мягкой проволоки и аргона. Во время подачи газа формируется защитная атмосфера и осуществляется интенсивное окисление металла. Оно способствует стабилизации дуги.

В то же время она должна иметь длину постоянного размера. Слишком большая дуга не позволит детали расплавиться. При короткой ее длине металл может загореться. Это происходит благодаря свойствам алюминия. Предотвратить такой эффект можно с помощью подогрева детали.

Также за счет этого увеличивается глубина провара.

Во время применения аргона при сварке алюминия можно использовать несколько сварочных аппаратов. В свою очередь, они подразделяются на агрегаты универсального типа и специальные модели. Также существует третья группа аппаратов – специализированное оснащение.

Все модели универсального типа сегодня производятся серийными партиями. Они больше всего пользуются спросом у покупателей. На производстве такие аппараты применяются на спецплощадках. Для контроля сварного процессора лучше всего выбирать агрегат с переменным током. Потому что в нем можно выполнить регулирование частоты.

На практике доказано, что лучше всего в агрегатах для варки алюминия при использовании аргона применять электроды трех типов. Технический алюминий сваривать необходимо электродами ОК 96.10, ОК 96.20.

Благодаря им дуга равномерно горит. В результате свойства первоначального материала и готового шва получаются практически одинаковыми.

При этом удаление образующейся шлаковой корки происходит без излишних усилий.

При работе с разными сплавами алюминия используют электроды марки ОЗАНА-1 и 2. Они имеют щелочно-солевое покрытие. При их применении металл перед сваркой приходится практически всегда подогревать до 200—300 °С.

Для сварки алюминия при использовании аргона также еще применяют неплавящиеся вольфрамовые электроды. За счет них дуга поддерживается в стабильном состоянии, а сам процесс варки металла протекает довольно быстро.

У такого материала диаметр составляет от 2 до 6 мм. Он выбирается в зависимости от свариваемой толщины металла. Хорошо себя показывают в работе электроды этого типа с разными присадками.

В результате получаются качественные швы.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Adblock
detector