Как своими руками проводить аргоно-дуговую сварку алюминия. Сварка аргоном алюминия технология

пошаговая инструкция для начинающих, видео

Наиболее эффективным способом создания неразъемного соединения деталей, выполненных из алюминия и сплавов на основе данного металла, как показывает практика, является сварка алюминия аргоном. Любая технология сварки, предполагающая использование защитного газа, подразумевает применение специального оборудования, а также наличие у сварщика соответствующих знаний, квалификации и опыта выполнения подобных работ. Кроме того, необходимо обладать хотя бы начальными знаниями в области металловедения, чтобы понимать, какие процессы протекают в сварочной ванне.

Процесс аргонодуговой сварки алюминия

Какие свойства алюминия следует учитывать при его сварке

Разбираться в нюансах процессов, протекающих в структуре алюминия при выполнении с ним сварочных работ, особенно важно для начинающих сварщиков. Чтобы хорошо разбираться в этом, необходимо познакомиться с химическими свойствами, которыми обладает данный металл, отличающийся небольшим удельным весом, высокой прочностью и исключительной химической активностью.

Наиболее значимой характеристикой алюминия, о которой должны знать не только опытные, но и начинающие сварщики, является его способность быстро вступать в реакцию с кислородом, что приводит к образованию на поверхности металла тугоплавкой оксидной пленки. Что характерно, сам алюминий может плавиться при температуре 650 градусов, а чтобы расплавить оксидную пленку, покрывающую его поверхность, потребуется температура нагрева, превышающая 2000 градусов. Нерасплавленная оксидная пленка при сварке на постоянном токе может погружаться в расплавленный металл, тем самым ухудшая его внутреннюю структуру.

Схема аргонодуговой сварки

Еще одной особенностью, которую следует учитывать при выполнении сварки данного металла, является то, что он не меняет своего цвета в процессе нагревания. Из-за этого визуально определить степень нагрева соединяемых деталей достаточно сложно, что часто приводит к прожогам и утечке расплавленного металла в процессе выполнения сварочных работ.

Свойством алюминия, которое следует учитывать, если вы соберетесь варить детали из данного металла, является значительный коэффициент его объемной усадки, что нередко приводит к возникновению напряжений и деформаций внутри сформированного сварного шва и, как следствие, к образованию в нем трещин. Чтобы избежать таких неприятных последствий, необходимо выполнять модификацию сварного шва либо компенсировать усадку металла за счет большего расхода сварочной проволоки.

Любая инструкция по сварке алюминия, а также сплавов на его основе предусматривает, что выполняющий ее специалист осведомлен о характеристиках данного металла, к которым следует отнести:

высокую химическую активность;
невысокую температуру плавления самого металла;
значительную объемную усадку.

Учитывая все вышеперечисленное, можно утверждать, что именно благодаря сварке алюминия аргоном получают качественные, красивые и надежные соединения деталей. А если использовать для выполнения такой сварки полуавтоматическое оборудование, то можно эффективно решить сразу две задачи: защитить зону сварки от вредного воздействия окружающей среды, а также компенсировать значительную усадку металла за счет постоянно подающейся сварочной проволоки.

Конечно, кроме данной технологии, существуют и другие методы соединения деталей из алюминия при помощи сварки, об особенностях использования которых должен знать каждый специалист.

Режимы аргонодуговой сварки алюминия и его сплавов

Способы сварки алюминия

Кроме сварки, предполагающей использование аргона в качестве защитного газа, варить детали из алюминия можно и при помощи других технологий. Наиболее распространенными являются:

Первая из вышеперечисленных технологий сварки алюминия предполагает использование присадочной проволоки, подаваемой в сварочную зону, а также специального флюса, состоящего из фтористых и хлористых солей. Флюс, который вместе с присадочным прутком нагревается пламенем газовой горелки, разъедает оксидную пленку и открывает доступ пламени к основному металлу, плавящемуся при достаточно невысокой температуре. После окончания сварочных работ, выполняемых по данной технологии, необходимо сразу промыть поверхности соединяемых деталей, чтобы смыть с них остатки едкого флюса. Большим преимуществом данной технологии является то, что при ее использовании обеспечивается минимальный расход присадочного материала.

Оборудование для полуавтоматической сварки в среде аргона

Для соединения алюминиевых деталей также может применяться электродуговой сварочный аппарат, специальные электроды из алюминия или присадочная проволока, на поверхность которой нанесена обмазка из флюса. Сварка при использовании такого аппарата выполняется постоянным током, подключенным с обратной полярностью.

Однако, как уже отмечено выше, наиболее качественное соединение позволяет получить аргонодуговая сварка алюминия. Нагрев соединяемых деталей при использовании данной технологии обеспечивается за счет электрической дуги, горящей между неплавким вольфрамовым электродом и соединяемыми заготовками. Формирование сварного шва происходит за счет использования проволоки из алюминия, подаваемой в зону горения дуги вручную или механическим способом – при сварке полуавтоматом.

Оборудование для ручной аргонодуговой сварки

Высокая температура, создаваемая при горении электрической дуги, позволяет разрушить оксидную пленку на поверхности соединяемых деталей, а чтобы алюминий не успел перейти в жидкую фазу и вытечь из зоны формируемого соединения, сварочный электрод перемещают с достаточно высокой скоростью. Большим преимуществом данного метода сварки является то, что электрод, изготовленный из тугоплавкого вольфрама, служит на протяжении длительного времени, а это позволяет экономить на расходных материалах.

Чтобы сварной шов, выполняемый полуавтоматом с использованием присадочной проволоки, обладал высоким качеством и надежностью, необходимо максимальное соответствие химического состава такой проволоки составу соединяемых заготовок.

Для выполнения сварки по данной технологии сегодня используются аппараты, вырабатывающие постоянный или импульсный ток, а также есть устройства, сварка на которых осуществляется переменным током.

Технология сварки с помощью аргона

Сварка аргоном, которая попадает под определение сварки в среде защитного газа, предполагает четкое следование инструкции, в которой оговорена последовательность действий, выполняемых специалистом. От того, насколько правильно будут выполнены все эти действия, зависит как качество формируемого соединения, так и расход материалов, которые стоят недешево. Если вы никогда не выполняли таких сварочных работ, то вам необходимо не только изучить пошаговые инструкции, но и внимательно просмотреть видео уроки, в которых подробно отражен весь технологический процесс.

Чтобы варить алюминий и сплавы на основе данного металла в среде аргона, необходим не только сам сварочный аппарат, но и дополнительное оборудование, обеспечивающее хранение и подачу расходных материалов. Естественно, техническое состояние такого оборудования и качество всех используемых материалов напрямую влияют на надежность формируемого соединения.

Для выполнения сварки аргоном деталей из алюминия и сплавов на основе данного металла потребуется следующее оборудование:

источник электрического тока, к которому будет подключаться сварочный аппарат и все остальное оборудование;
баллон, в котором хранится защитный газ аргон;
механизм, отвечающий за подачу присадочной проволоки в зону выполнения сварки.

При выполнении сварки аргоном на крупных промышленных предприятиях защитный газ подается к сварочному аппарату по централизованной сети. Используемая на полуавтоматах сварочная проволока предварительно наматывается на специальные бобины, устанавливаемые на такой аппарат. Рабочие поверхности верстаков, на которых выполняются сварочные операции, согласно инструкции, должны быть изготовлены из нержавеющей стали.

Как подготовить к сварке соединяемые детали

На качество сварки аргоном алюминия оказывает влияние не только техническое состояние используемых полуавтоматов и других аппаратов, но и тщательность подготовки соединяемых заготовок.

Хорошо демонстрирует все этапы такой подготовки пошаговое видео ниже:

Для получения качественного соединения необходимо тщательно очистить соединяемые детали от грязи, жира и следов машинного масла. Для такой очистки лучше всего использовать любой растворитель. В случае, если толщина соединяемых листовых заготовок превышает 4 мм, необходимо выполнить разделку кромок, а саму сварку алюминия выполнять только встык. Чтобы удалить с поверхности заготовок тугоплавкую окисную пленку, место их соединения необходимо обработать при помощи напильника или щетки с металлическими ворсинками. Если место соединения имеет сложную конфигурацию, то такую зачистку можно выполнить при помощи шлифовальной машинки.

Некоторые особенности сварки аргоном

Сварка, выполняемая в среде аргона, имеет некоторые технологические особенности, о которых не всегда может рассказать обучающее видео. Как уже говорилось выше, для такой сварки, выполняемой полуавтоматом или с ручной подачей присадки, используются вольфрамовые электроды, диаметр которых выбирается в интервале 1,5–5,5 мм. Такой электрод, формирующий сварочную дугу, располагается под углом 80 градусов к поверхности соединяемых деталей. Если подача присадочной проволоки осуществляется не полуавтоматом, а вручную, то ее располагают под углом 90 градусов по отношению к электроду. Если вы внимательно посмотрите видео сварки алюминия аргоном, то обратите внимание, что присадочная проволока двигается впереди электрода.

Режимы сварки алюминия вольфрамовым электродом

Выполняя сварку аргоном, очень важно следить за тем, чтобы длина дуги находилась в пределах 3 мм. Характерной особенностью такой сварки является и то, что при ее выполнении присадочной проволокой не совершаются поперечные движения.

Сварка аргоном, если с ее помощью соединяются листы алюминия небольшой толщины, выполняется с подкладкой, в качестве которой можно использовать лист нержавеющей стали. Это позволяет улучшить отвод тепла из сварочной зоны, избежать прожогов и протеканий расплавленного металла. Применение подкладки, ко всему прочему, позволяет экономить энергию, так как такая сварка в среде аргона может выполняться с более высокой скоростью.

Плюсы и минусы сварки, выполняемой в среде аргона

Сварка аргоном деталей из алюминия и сплавов данного металла отличается рядом весомых преимуществ, если сравнивать ее с другими технологиями. При использовании этого метода соединяемые детали нагреваются очень незначительно, что особенно важно в тех случаях, когда необходимо варить заготовки сложной конфигурации. Соединение, получаемое при помощи сварки в среде аргона, отличается высокой прочностью и однородностью сварного шва, в котором отсутствуют поры, примеси и посторонние включения. Очень важно, что шов, получаемый при сварке аргоном, отличается однородной глубиной проплавления по всей своей длине.

Схема аргонной сварки с применением неплавящегося вольфрамового электрода

Естественно, имеет сварка алюминия аргоном и недостатки, о которых также следует знать. Основным из таких недостатков является использование сложного оборудования. Для обеспечения высокой эффективности сварочных операций и требуемого качества сварного шва необходимо, чтобы сам сварочный аппарат и все дополнительное оборудование были настроены правильно.

Одним из важнейших параметров, который следует правильно настраивать при выполнении сварки в среде аргона и других защитных газов, является скорость, а также равномерность подачи присадочной проволоки. Если аппарат подачи будет настроен неправильно, то проволока в зону сварки будет поступать с перерывами, сварочная дуга будет прерываться, что в итоге приведет к повышенному расходу электроэнергии и аргона.

Сварка аргоном является достаточно непростым процессом, но, если соблюдать все инструкции и обладать соответствующей квалификацией, она позволит добиться хорошего результата.

Оценка статьи:

Загрузка...

Поделиться с друзьями:

met-all.org

Как проводится сварка алюминия аргоном: технология, режимы, особенности

Когда необходимо проводить обработку алюминия и деталей из него, возникает масса вопросов по поводу технологии работы. Процесс сваривания не является исключением. Так как материал довольно специфический, то и технология должна быть соответствующей. Далее рассмотрим возможность аргонодуговой сварки, ее технологические особенности и возможность проведения работы своими руками.

Способы сварки алюминия

Для каждого способа характерны свои особенности. Выделяются следующие виды:

Ручное дуговое сваривание покрытыми электродами (ММА).
Аргонодуговая сварка неплавящимся вольфрамовым электродом с подачей присадочной проволоки (TIG).
Полуавтоматическая сварка в защитном газе.
Плазменная сварка.

Существуют и другие методы сваривания, но их используют значительно реже.

Почему при сварке алюминия нужен аргон

Использование аргона не является единственным решением вопроса, можно использовать и другой инертный газ. С этой задачей справится и любой другой инертный газ из таблицы Менделеева, например, гелий. В частности, именно гелий использовался в 40 годах прошлого века, особенно активно – в США. Впоследствии оказалось, что применение аргона дает такой же эффект, но его стоимость гораздо ниже, что приводит к большей экономии средств. Именно поэтому аргон стал настолько популярен при подобной работе.

Понимание того, почему важно использовать инертный газ, происходит из химических особенностей алюминия. Алюминий, как и ряд других металлов из таблицы Менделеева, очень активен по отношению к кислороду, содержащемуся в воздухе. Этот металл в химически чистом состоянии при контакте с воздухом моментально покрывается тонкой пленкой, состоящей из оксида алюминия. Именно по этой причине при соскабливании верхнего слоя кусочек алюминия приобретает более светлый, блестящий цвет – это и есть сам металл под слоем своего оксида. Инертная среда, в частности, аргон не только не дает оксиду снова образоваться на поверхности материала, но и очень устойчива к высокой температуре, действующей при сваривании. Также аргон поддерживает стабильность горения дуги.

Необходимое оборудование

В первую очередь, для обработки необходим специальный аппарат. Идеальным вариантом будет возможность генерации постоянного и переменного тока. Если же прибор может генерировать только постоянный ток, то подобное сваривание не получится. Например, в качестве источника тока может служить инвертор TIG AC. Обязательно необходимо учесть необходимость заземления. Другими необходимыми для работы компонентами являются вольфрамовые электроды и присадочная проволока.

На аппарате также должны быть режимы бесконтактного поджига, заварки кратера и регулировки баланса тока – для того, чтобы процесс можно было без проблем регулировать.

Настройка аппарата и режимы

В первую очередь, нужно настроить поток аргона, а после этого – переменный ток. Оптимальной настройкой расхода газа при подобном соединении должно быть примерно 8 литров газа – если работа проводится в помещении и примерно 12 л, если на открытом воздухе. Ни в коем случае нельзя подавать газ слишком быстро и сильно – поток аргона и воздуха способны закрутиться и создать своеобразную «турбулентность».

Кроме этого, на сварочном аппарате должна быть установлена ступенчатая подача тока, а розжиг должен быть плавный. Для того чтобы по окончании процесса не образовывался картер необходимо вести шов по восходящей линии, а также плавное затухание в конце горения.

Как подготовить соединяемые детали

Прежде чем приступать к агроннодуговой сварке деталей, важно правильно их подготовить. Кромки должны быть чистые, без какой-либо грязи и жирных пятен. Очистку можно произвести разными способами при помощи органических растворителей, например, ацетона или спирта.

Следующим этапом становится удаление оксидной пленки с поверхности материала, для чего ее нужно тщательно протереть наждачной бумагой. Помимо механического способа удаления пленки, можно провести удаление при помощи химических методов, например, травления в щелочном растворе. Но после этого деталь необходимо промыть в воде, осветлить и высушить. Во избежание окисления ее помещают в полиэтилен. Желательно очищать детали именно перед тем, как приступить к работе, так как промедление и неосторожность могут привести к повторному образованию пленки оксида, а значит, дальнейшая работа станет невозможна.

Технология сварки с помощью аргона

Аргоно-дуговая сварка алюминиевой детали своими руками пройдет без проблем, если тщательно следовать инструкциям и соблюдать технику безопасности. Для большей наглядности рекомендуется посмотреть видео с поэтапным объяснением всего процесса от специалиста.

Аргонное сваривание металлов проводят в двух вариациях:

Ручная дуговая сварка в MIG/MAG в газовой струе.
Процесс WIG/TIG, в котором используется неплавящийся электрод из вольфрама.

Первый вариант не пользуется особой популярностью из-за того, что электрод подвергается слишком высокой температуре и это может привести к его деформации. Иногда в данном способе используется переход переменного тока в постоянный, что позволяет снизить температуру и остановить процесс разрушения металла.

Во втором варианте во время расплавления приконтактных металлических слоев в столб газа помещают электрод из вольфрама. Дугу поджигают до соприкосновения электрода с поверхностью. Далее подачу электрода осуществляют из корпуса горелки, в которой находятся две коаксиально – расположенные трубки. По первой движется электрод, а по второй проходит аргон.

Процесс в целом состоит из двух шагов:

Положительная полуволна разрушает оксидную пленку. Может негативно действовать на электрод, поэтому важно соблюдать меру.
За счет отрицательной полуволны происходит разогрев поверхности и ввод нужной для образования прочного шва мощности

Особенности сварки аргоном

Существует несколько простых правил, которые помогут добиться лучшего расхода материалов, при использовании аргонового сваривания:

Диаметр вольфрамовых электродов должен колебаться в пределах от 1,5 до 5,5 мм.
Электрод должен быть наклонен под углом в 80 градусов.
Присадочная проволока диаметром 1,6 – 4 мм располагается перпендикулярно по отношению к электроду.
Присадочная проволока и электрод совершают движения только вдоль шва, движения поперек совершаться не должны.
Используется только химически чистый аргон. Любые примеси ухудшают качество газосварки.
Во время сваривания небольших тонких предметов использование «подкладки» из стали или меди позволит отвести лишнее тепло, благодаря чему в металле не будет прожогов.Необходимо прогреть деталь перед газосваркой, но алюминий способен очень легко перегреться, из-за чего сделанный из него предмет способен деформироваться.
В составе любого алюминиевого предмета находится водород, который, образуя поры, может испортить сварной шов.
У алюминия очень высокий коэффициент линейного расширения, из-за чего даже если, на первый взгляд, сварной шов кажется правильным, он может через какое-то время испортиться.
Следует помнить, что свойства соединения всегда напрямую зависят от состава и типа используемого сплава, например, термически устойчивого или нет.
Если соединяют детали из химически чистого алюминия, прочность полученного соединения всегда ниже, поэтому следует учитывать, какие сплавы обладают лучшей свариваемостью. Например, очень известны сплавы на основе смеси алюминия, магния и цинка. Подобные системы даже после сваривания по прочности очень похожи на основной металл.

Плюсы и минусы технологии

Аргонная сварка алюминия обладает рядом существенных преимуществ, что обеспечило ее популярность как у профессионалов, так и у новичков. Особенно хорошо использовать подобный вид газосварки для сложных предметов с объемной, легко повреждаемой структурой, так как область нагрева очень мала. Шов также одинаково глубоко проплавлен на всей длине. Помимо вышеперечисленного, подобное сваривание проходит очень быстро за счет высокой температуры.

Из минусов необходимо отметить необходимость правильной настройки аппарата, например, постепенную подачу присадочной проволоки. Если какая-то настройка ошибочна, то расход материалов и электричества при этом увеличиться. Помимо этого практически невозможно предсказать возможную деформацию детали.

В целом именно сложность оборудования может послужить главным препятствием для начинающего в освоении мастерства подобного вида обработки. Потребуется время и практика для изучения – сначала тренировки на цельном куске металла для создания шва, затем поэтапное соединение двух и более половинок металла.

Скачать ГОСТ

ГОСТ 14806-80 Дуговая сварка алюминия и алюминиевых сплавов в инертных газах. Соединения сварные. Основные типы, конструктивные элементы и размеры

oxmetall.ru

пошаговая инструкция для начинающих, технология и видео

Многолетняя практика убедительно доказывает, что сварка алюминия аргоном является наиболее эффективным способом создания неразъемного соединения двух или более элементов.

Для выполнения сварочных работ в среде любого инертного газа требуется специализированная оснастка, оборудование и подробная инструкция для начинающих.

Аппарат для соединения алюминиевых деталей, как правило, имеет сложную структуру.

Если варить алюминий полуавтоматом, то потребуется определенный тип сварочной проволоки и баллон с аргоном. Но есть способы, которые позволяют обходиться без газа.

Технология сварки алюминия требует от сварщика высокой квалификации и знаний основ металловедения.

Особые свойства алюминия

Для начинающих сварщиков обязательно нужна пошаговая инструкция по сварке алюминия.

В первую очередь, они должны ознакомиться с химическими свойствами «крылатого металла».

Именно так называют алюминий за его прочность и малый удельный вес. Одновременно с этими качествами он обладает высокой химической активностью.

На открытом воздухе металл быстро вступает в реакцию с кислородом и покрывается оксидной пленкой.

Температура плавления оксидной пленки превышает +2000 градусов, когда сам металл плавится при температуре +650 градусов.

При сварке постоянным током окись может погружаться в металл сварного шва, тем самым нарушая его структуру.

На видео показан процесс сварки листового алюминия при использовании аргона.

Видео:

Особенностью алюминия является то, что нагреваясь, он не меняет цвета, как это бывает при нагреве нержавейки или другого сорта стали.

Сварщику бывает трудно сориентироваться и определить степень нагрева заготовки.

Как результат такой неопределенности, может произойти прожог детали или утечка расплавленного металла.

Плюс к этому алюминий имеет большой коэффициент объемной усадки. Если не учитывать это свойство, то внутри шва будут возникать напряжения и деформации.

Чтобы избежать таких последствий, можно увеличить расход сварочной проволоки или выполнять модификацию шва.

Приступая к сварочным работам по алюминию, нужно четко помнить его основные характеристики.

Металл обладает следующими свойствами:

низкой температурой плавления;
высокой химической активностью;
большим коэффициентом объемной усадки.

Учитывая эти особенности, сварка алюминия аргоном выполняется чаще всего. Эта технология позволяет защитить зону сварки от воздействия активных газов, находящихся в атмосфере.

Присадочная проволока при сварке полуавтоматом выполняет функцию снижения внутренних напряжений шва, поскольку компенсирует объемную усадку.

Кроме этих приемов существуют и другие способы качественно выполнить сварное соединение.

Некоторые способы сварки

Усвоив уроки металловедения для начинающих, можно со знанием дела выбирать конкретный способ сварки алюминия в среде инертных газов.

Для сварочных работ применяют аппараты следующего типа:

газопламенная установка;
электродуговой аппарат;
аргонно-дуговой аппарат.

В первом случае используется флюс, который производится на основе фтористых и хлористых солей.

При нагреве пламенем места сварки флюс разрушает оксидную пленку на поверхности алюминия, и соединение происходит при температуре близкой к температуре плавления.

Сварка выполняется алюминиевым прутком. Расход материала при таком способе минимальный.

Следует помнить, что флюс разъедает поверхность металла и после завершения сварочных работ нужно удалить остатки флюса и промыть деталь водой.

На видео показана пошаговая инструкция по соединению алюминиевых деталей с применением флюса.

Видео:

Электродуговая сварка деталей выполняется постоянным током с обратной полярностью. В этом случае используются алюминиевые электроды или присадочная проволока с обмазкой из флюса.

Наиболее качественный шов при соединении алюминиевых деталей обеспечивает аргонно-дуговой аппарат.

Дуга создается с помощью электрода, изготовленного из вольфрама. Такой электрод служит длительный отрезок времени и тем самым снижает стоимость сварочных работ.

Между вольфрамовым электродом и свариваемой деталью зажигается дуга.

В зону горения дуги подается алюминиевая проволока. При высокой температуре в зоне горения оксидная пленка на поверхности металла разрушается.

Сварка происходит на узком участке при быстром перемещении электрода.

В таком режиме алюминий не успевает перейти в жидкую фазу и вытечь наружу.

Для высокого качества сварного шва проволока должна иметь ту же структуру, что и свариваемый металл. Такой способ сварки выполняется полуавтоматом.

В различных производственных условиях сварку выполняют постоянным или импульсным током. В промышленном производстве есть сварочные агрегаты, работающие с переменным током.

Технология сварки аргоном

Специалисты отмечают, что сварка алюминиевых деталей аргоном включает в себя несколько разноплановых действий.

Насколько эти действия будут согласованы между собой, настолько качественным будет соединение двух элементов.

Технология сварки полуавтоматом предполагает наличие определенных материалов, узлов и агрегатов. Аргонно-дуговой аппарат состоит из трех агрегатов.

Видео:

Перед началом сварки каждый из них нужно привести в работоспособное состояние. Расход сопутствующих ресурсов влияет на окончательную стоимость услуги.

Присадочная проволока и аргон имеют свою цену, поэтому их следует экономить.

Что требуется для сварки аргоном?

Аппарат для сварки алюминия состоит их следующих агрегатов:

источник электропитания;
баллон с аргоном;
механизм подачи присадочной проволоки.

Присадочная проволока поставляется в торговую сеть на катушках и бобинах.

На крупных промышленных предприятиях сварочные аппараты подключаются к централизованной магистрали, по которой поставляется инертный газ.

Верстаки для установки свариваемых деталей производятся из нержавейки.

Подготовка деталей

После того как оборудование для сварки алюминия аргоном приведено в рабочее состояние, нужно подготовить свариваемые детали.

С поверхности необходимо удалить грязь, жир и остатки машинного масла. Делается это с помощью любого растворителя на верстаке из нержавейки.

Когда толщина свариваемых деталей больше четырех миллиметров, необходимо разделать кромки.

В соответствии с рекомендациями специалистов и техническими условиями, листовой алюминий толщиной от 4 мм рекомендуется сваривать только встык.

При получении задания на сварку алюминия, исполнителю нужно сразу же поинтересоваться толщиной листа и сколько миллиметров составит ширина кромки.

Видео:

Кромка зачищается напильником или на наждачном станке. Если деталь имеет сложную форму, то место сварки зачищается с помощью переносной шлифовальной машинки.

В любом случае, с поверхности металла необходимо удалить оксидную пленку.

Особенности сварки аргоном

Чтобы качественно выполнять сварку алюминия полуавтоматом, нужно использовать электроды из вольфрама. Диаметр электродов выбирается в пределах от 1,5 до 5,5 мм.

В процессе работы надо следить за тем, как ориентирован электрод относительно свариваемой поверхности. Электрод необходимо держать под углом 80 градусов.

Присадочная проволока по отношению к электроду должна находиться под прямым углом.

Допускается максимальная длина дуги 3 мм.

В таком положении расход материалов будет оптимальным. В процессе работы присадочная проволока должна перемещаться впереди горелки.

Электрод и присадочная проволока в процессе сварки алюминия аргоном должны двигаться только вдоль сварного шва.

Поперечные движения не допускаются. На видео показаны движения, которые совершает сварщик газовой горелкой.

Видео:

При работе с тонкими листами алюминия в качестве подкладки можно использовать лист нержавейки.

При таком положении будет выполняться интенсивный отвод тепла от рабочей зоны через лист нержавейки и вероятность прожога резко уменьшится.

Уменьшится и расход энергии, поскольку работа будет выполнена быстрее.

Преимущества и недостатки

Сварка алюминиевых изделий полуавтоматом в среде, заполненной аргоном, имеет ряд существенных преимуществ по сравнению с другими способами.

Первое, что следует отметить, малую область нагрева свариваемой детали. Это важно при соединении деталей со сложной объемно-пространственной структурой.

Сколько требуется газа и какая нужна проволока, подсчитать можно. Однако спрогнозировать внутреннюю деформацию детали очень трудно.

Сварка изделий в среде инертного газа позволяет получить прочное соединение без пор, примесей и посторонних включений.

Сварной шов имеет одинаковую глубину проплавления по всей длине.

К числу недостатков сварки аргоном можно отнести сложность оборудования.

При сварке полуавтоматом требуется тонкая настройка всех составляющих устройства. Важно, чтобы проволока подавалась в рабочую зону постепенно.

Видео:

Для этого необходимо правильно настроить аппарат подачи. Если проволока будет подаваться не ритмично, то горение дуги будет прерываться.

В таком случае увеличится расход электроэнергии и аргона. Чтобы качественно выполнить соединение алюминия, сварщик должен обладать сноровкой и навыками этого ремесла.

Только теория и советы в этом случае не помогут.

rezhemmetall.ru

Сварка алюминия аргоном для начинающих

Применение аргона во время сварки дает достаточно высокие результаты качества соединения, которые не может не обеспечить ни один другой способ. Именно поэтому, в профессиональной сфере использования, а также при работе со сложно свариваемыми металлами, стараются применять именно такой метод. Сварка алюминия аргоном обеспечивает высокий уровень соединения, так как сам газ является инертным и создает уникальную защитную среду, сквозь которую не может пробиться кислород из атмосферы, а также на сварочную ванную не воздействуют ни какие другие негативные внешние факторы.

Настройки аргонодуговой сварки для сварки алюминия

Несмотря на то, что здесь применяется газ, сварка аргоном все же относится к дуговой, так как основной силой, которая расплавляет металл, является электрическая дуга. Газ выполняет только защитную функцию и может быть использован для подогрева металла перед сваркой и после нее. Процесс его использования является достаточно дорогим, так что для обыкновенных видов сварки его не всегда выгодно использовать, но для таких вариантов, как сварка нержавейки и алюминия он является незаменимым. Для его применения требуется не только специальная аппаратура, но и умения. В промышленности приходится часто встречаться с алюминием, так как его нередко используют для создания разнообразных вещей благодаря его легкости и относительно высокой прочности сплавов.

Сварка алюминия своими руками

Сварка алюминия аргоном применяется преимущественно для ответственных сооружений и конструкций. Для этого процесса используется неплавкий угольный электрод, который облегчает создание сварочной ванны, с учетом свойств расширения алюминия. Выставив правильно параметры, можно избежать множества неприятностей, которые обусловлены плохими свойствами сваривания металла.

Свойства и свариваемость алюминия

Когда происходит сварка алюминия аргоном, то следует учитывать все особенности, с которыми придется столкнуться во время работы с данным металлом. Основной проблемой свариваемости является то, что на поверхности металла образуется оксидная пленка. Бороться с ней температурным воздействием бесполезно, так как ее температура плавления составляет выше 2 000 градусов Цельсия, а алюминий плавится уже при 680 градусах. Скорость ее образования является достаточно быстрой, так что нужно не только убрать ее перед свариванием, но и не допустить во время этого процесса, для чего и служит аргон. В ином случае, капли расплавленного алюминия будут окутываться в эту пленку, что помешает нормальному соединению и образованию шва.

Технология сварки алюминия аргоном

Технология сварки алюминия аргоном предполагает работу преимущественно в нижнем положении. Ведь металл в расплавленном состоянии обладает высокой жидкотекучестью, из-за которой в других положениях он может попросту стечь вниз, вместо образования валика шва. Это же создает сложности во время сваривания, так как вместо тягучего состояния мастеру приходится сталкиваться с водянистой субстанцией, а для нормального проведения процесса требуется опыт работы. При нагревании металл практически не меняет цвет, так что даже в расплавленном состоянии трудно определить его температуру.

Аргонно-дуговая сварка алюминия

Плохая свариваемость проявляется также в том, что во время образования шва в нем могут возникать поры, трещины и раковины. Это может получиться из-за плохого защитного слоя или создания напряжения. Если сварка алюминия аргоном проходит в правильном режиме, то подобных вещей не должно случаться. Коэффициент расширения здесь заметно отличается от стали, так что усадка в алюминии происходит совершенно по-другому, что может привести к деформации в это время. При образовании шва металл может расширяться, что способствует нежелательному сгибанию сваренных заготовок.

Преимущества

Сварка алюминия аргоном дает достаточно высокий результат качества, который почти не достижим для других способов сваривания;
Горелка может использоваться для подогрева, что очень удобно во время работы;
Применяется современное оборудование, которое обладает тонкими настройками, что помогает легко подстроиться под любой режим;
Техника может применяться не только для алюминия, но и для других сложно свариваемых металлов;
Аргон помогает бороться со всеми негативными факторами, которым подвергается сварочная ванна, образуя непроницаемую среду;
Можно создавать длительные беспрерывные швы, так как здесь не используются электроды с обмазкой;
Работа с тонкими заготовками становится более легкой.

Недостатки

Высокая себестоимость проведения сварочного процесса, так что использовать его выгодно не во всех процедурах;
Применяется сложное дорогостоящее оборудование, которое не всегда удобно использовать;
Работа с газом повышает уровень опасности при работе;
Для качественной сварки мастер должен иметь высокую квалификацию;
Подготовка, а также последующая уборка рабочего места, занимает большое количество времени.

Способы сварки и оборудование

Аргонная сварка алюминия относится к одним из лучших способов соединения деталей и проводится практически по тем же самым шагам, что и при работе с другими металлами, за исключением некоторых нюансов. Сварка алюминия аргоном предполагает использование следующего ряда материалов:

Аргоновый инвертор – это практически обыкновенный сварочный трансформатор, который обеспечивает подачу электричества нужных параметров. Современные модели могут обеспечить как постоянный, так и переменный ток, в зависимости от имеющихся режимов, не говоря уже о широкой регулировке параметров.

Горелка с неплавящимся электродом – для такой сварки используется специальная горелка, в которую вставляется неплавящийся угольный или вольфрамовый электрод. Через него зажигается и поддерживается электрическая дуга, а также он помогает размешивать металл в сварочной ванне, чтобы образовался валик шва. С горелки подается защитный газ, который обеспечивает нормальные условия работы. Электрод вставляется в горелку для того, чтобы пламя точно распределялось вокруг расплавленного им металла.
Газовый баллон с аргоном – он соединяется с горелкой шлангом, благодаря чему его можно удалять на безопасное от контакта с пламенем расстояние. Это должен быть специальный баллон, рассчитанный на хранение данного вида газа.
Присадочный материал – зачастую это сварочная проволока, которая заполняет область между двумя кромками. Подбирается согласно составу сплава, с которым ведется работа.

Подготовка алюминия к сварке

Сварка алюминия аргоном обязательно требует выполнения подготовительных процедур. Если работа ведется с толстой заготовкой, то ее следует зашкурить перед свариванием. Если же толщина относительно небольшая, то следует зачистить при помощи металлической щетки или наждачной бумаги. Следующим этапом является обработка с целью ликвидировать налеты, обезжирить и убрать оксидную пленку. Для этого подойдет растворитель, к примеру, ацетон, или другое схожее вещество.

Подготовка алюминия к сварке

Также может потребоваться разделка кромок, если толщина более 4 мм. Дело в том, что свойства алюминия ухудшают глубину проварки, поэтому, она ниже, чем в той же стали. Чтобы получить более надежное соединение, то края деталей, где будет проходить сварка алюминия аргоном, нужно скосить под углом от 30 до 45 градусов, в зависимости от толщины. Последней сталей подготовки может стать обработка флюсом, если того требует ситуация.

Сварка алюминия аргоном пошаговая инструкция для начинающих

Проделать все необходимые подготовительные процедуры, которые более подробно описаны выше.
Далее идет обработка краев флюсом, чтобы улучшить свойства свариваемости и обеспечить дополнительную защиту от образования оксидной пленки.
Далее можно приступать к самому свариванию. Следует зажечь электрическую дугу, а вместе с ней и горелку и постепенно подавать в сварочную ванну присадочный материал. При работе с тонким металлом лучше делать короткие проходы по место сваривания, а при сваривании толстых заготовок можно проводить длительный шов.
После окончания процедуры нужно дать остыть заготовке и проверить качество сваривания при помощи керосина или другими методами.

«Важно!

Без зашкуривания и обработки растворителем шов не будет ложиться ровно, а после сварки могут возникать трещины на поверхности.»

Техника безопасности

Аргонодуговая сварка алюминия требует соблюдения правил безопасности. В первую очередь следует позаботиться о наличии средств индивидуальной защиты, таких как огнеупорная одежда, сварочная маска и прочее. Баллон с газом нужно ставить на расстояние, как минимум, 5 метров от непосредственного места сварки. Перед его использованием нужно убедиться в исправности оборудования, это же касается и шлангов. Прикасаться к металлу после, сварку следует только после полного остывания, на которое может понадобиться около 10 минут. Не стоит забывать о правилах элементарной электробезопасности.

svarkaipayka.ru

Сварка алюминия аргоном для новичков: основы, техники

Содержание статьи

Алюминий является одним из самый распространенный металлов, но в то же время и одним из самых сложных, так как на нем образуется оксидная пленка, имеющая температуру плавления выше, чем у самого металла. Это вызывает трудности при газовой сварке алюминия. В современном сварочном деле существует несколько способов для его сварки:

Эти методы могут проходить как в среде защитного газа, так и без него. Рассмотрим далее, как производится сварка алюминия аргоном.

Аргон представляет собой благородный инертный газ, не имеющий запаха и цвета, почти в полтора раза тяжелее воздуха. Он слишком востребован для использования при соединении деталей из-за своей доступности, в сравнении с другими инертными веществами. Без аргона можно варить, но при этом происходит окисление расплавленного металла (при взаимодействии с кислородом), что значительно влияет на качество и эстетичность соединения. Именно поэтому в приоритете газовая сварка алюминия с использованием данного газа.

Сложности сварки алюминия

Газовая сварка алюминия – процесс довольно сложный и связано это с качествами данного металла. Сварка алюминия аргоном для начинающих требует знаний о характеристике данного металла и навыков при работе с ним. Основные факторы, которые выступают в роли помехи для нормального соединительного процесса, и все эти нюансы должен знать каждый мастер:

некачественная зачистка металла перед газовой сваркой алюминия – это одна из самых основных ошибок, которую совершают начинающие сварщики. Для того, чтобы разбить оксидный слой на поверхности металла, необходимо добросовестно его зачистить. Например, если на краю останутся пыль, грязь и верхний слой, то о нормальном скреплении и речи идти не может. Верхний оксидный слой плавится при температуре более 2000 градусов, а сам Al при температуре 660;
аргоновая сварка алюминия требует высоких затрат энергии. Это связанно с высоким уровнем теплопроводности и с малой температурой плавления;
неправильно выставленный режим на инверторе может привести к пропалу, так как алюминий плавится при низкой температуре;
за счет того, что расплавленная Al масса быстро кристаллизуется, необходимо заваривать кратер, который образуется при сплавлении в конце дорожки. В агрегате для газовой сварки алюминия есть специальная функция, позволяющая подать проводник усиленный ток в начала процесса чтобы пробить Al пленку, и в конце, чтобы заварить кратер.

Подготовка алюминия к сварке

Из вышеописанного, можно сделать вывод, что главным этапом при аргонодуговой сварке алюминия является максимально качественная подготовка самого изделия. Чтобы шов отлично соединился, и при этом не возникло пропалов и деформаций, требуется провести очистку. Это делается несколькими способами:

химический способ позволяет разрушить оксидную пленку на металле за счет воздействия такого раствора: в литре воды необходимо растворить 50 грамм технического натрия и 45 грамм фтористого натрия. Размешать до получения однородного раствора. После минутного травления, деталь необходимо промыть под проточной водой;
механический способ подразумевает воздействие дополнительный инструментов на деталь. Чаще всего поменяют железную щетку для зачистки заготовок. Важно ,чтобы она была предназначена именно для алюминия. Кроме этого можно использовать наждачную бумагу. Вне зависимости от типа дополнительного инструментария, необходимо, чтобы оно было или новое или использованное только после алюминия. Если в царапины, которые появятся от абразивности, попадут частички другого металла, это значительно ухудшит качество и конечный результат газовой сварки алюминия.

Кроме заготовок, необходимо провести подготовку проволоки для сварки алюминия аргоном. Ее надо так же обезжирить и вымочить в техническом натрии по такой же схеме. Это позволит снять все лишние молекулы с материала и позволит создать идеальный шов сплавом Al.

Оборудование для газовой сварки алюминия

Когда изделие готово к сварке аргоном, необходимо позаботиться о наличие всех необходимых комплектующих и о настройке оборудования. Для совершения процесса требуется следующее:

аппарат;
вольфрамовые электроды;
придаточная Al проволока;
инертный газ (в нашем случае аргон).

В качестве аппарата используется обычная горелка, применяемая для всех видов газовой сварки, так как производится сварка алюминия постоянным током в среде аргона. Вольфрамовые неплавящиеся электроды бывают разных типов, зависимо от добавок в их составе. Для их различия на конец наносится разноцветная маркировка. Перед использованием электрод требуется заточить. Когда появляется дуга, на его конце образуется шарик. Толщина проводника выбирается в зависимости от толщины изделия, например для тонкого алюминия подходят проводники с диаметром не более 2-х миллиметров.

Важно все комплектующие, необходимые для газовой сварки алюминия проверить на срок годности. Нельзя варить просроченными материалами.

Технология сварки алюминия аргоном

Чтобы в результате аргонной сварки получилось качественное соединение, необходимо соблюдать все правила при работе. Во-первых, важно приготовить материал и проволоку, во-вторых, настроить аппарат, в-третьих правильно возбудить дуг и удерживать ее до конца процесса.

Как правильно настроить оборудование для газовой сварки алюминия

Рассмотрим на примере стандартного листа Al, толщиной в 2 мм. Всегда при соединении аргоном сначала подается и настраивается поток инертного газа, а затем включается источник тока. В идеале, во время аргонодугового соединения алюминия должно расходоваться около восьми литров защитного газа в помещении и в полтора раза больше, если на улице. Но при этом, важно помнить про турбулентность. Если включить сильно большую подачу газа, он может «закручиваться» и смешиваться с воздухом, чего тоже нельзя допускать. Для такого размера заготовок к сварке аргоном подойдет проводник, диаметром 1,6-2,4 мм.

Поджог дуги

После этого можно приступать к образованию дуги. Чем лучше заточен электрод, тем быстрее образуется дуга. Ее можно возбудить ударным способом, ударив проводником по металлу или же автоматическим, если на аппарате предусмотрена такая функция. В самом начале положение его должно быть строго перпендикулярно (90градусов) к положению деталей. Поворачивать или склонять можно электрод, когда уже будет дуга. Далее, очень важно до образования ванны не притрагиваться электродом ни к заготовкам, ни к придаточной проволоке.

Сварочная ванна

Затем происходит процесс формирования сварочной ванны или сварочного ядра (в случае точечного способа). Она появляется за несколько секунд, важно не передержать, чтобы не пропалить изделие. После этого начинается процесс наплавления валиков по стандартной технике и формирования шва. Как это делать, подробнее можно прочесть тут. При этом сопло к детали держится под наклоном, в зависимости от положения соединения. Например, при работе в нижнем положении, сопло от ванны должно находиться примерно под углом 45 градусов. Расстояние от металла до электрода примерно 0,3-0,4 сантиметра. Присадочная проволока держится примерно под углом в 15 градусов во время сварки для деталей из алюминия, как показано на картинке.

В процессе проволока для сварки алюминия аргоном постоянно отводится вдоль соединения. То есть, металл плавиться. Добавляем прут, потом убираем его и отодвигаем. При тонком металле не нужно делать никаких движений соплом. Если деталь шире 3 миллиметров, тогда рекомендуется формировать шов «зигзагом» или «петельками». Чтобы к сварке аргоном присоединить еще и наличие фигурного шва, нужно долго тренироваться. Не все мастера так умеют.

Под конец дорожки, нужно уменьшить подачу проволоки для сварки алюминия аргоном и увеличить ток, чтобы заварить кратер – это и будет финальный этап аргонодугового соединения изделий.

После сварки алюминия аргоном постоянным током нужно внимательно осмотреть все соединения, чтобы оценить качество работы своими руками. Если обнаруживаются дефекты – их всегда можно исправить или переделать.

В завершение хотеться отметить, что к аргонной сварке требуется относиться более чем ответственно и долго тренироваться, только тога получится полноценный шов на изделии.

Более подробно, как производится аргонно дуговая сварка алюминия, можно посмотреть в следующем видео:

[Всего голосов: 0 Средний: 0/5]

svarkaed.ru

Аргонодуговая сварка алюминия и его сплавов

Изготовление конструкций из алюминия и его сплавов более целесообразно производить газоэлектрической сваркой неплавящимся вольфрамовым электродом, и плавящимся электродом.

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 катодного распыления в полупериоды, когда катодом является изделие, разрушается оксидная пленка.

Зажигание дуги непосредственным касанием вольфрамового электрода поверхности алюминиевых деталей затруднено. Поэтому дугу зажигают на вспомогательной графитовой пластинке, а затем переносят электрод на свариваемые кромки. В качестве инертного газа используется аргон первого и второго сорта по ГОСТ 10157—79.

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 основному металлу по химическому составу. 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.

Режимы ручной аргоно-дуговой сварки алюминия и его сплавов в среде аргона неплавящимся электродом приведены в табл. 1.

Таблица 1.

Режим ручной аргонодуговой сварки алюминия

и его сплавов неплавящимся электродом (нижнее положение шва)

Тип соединения	Форма подготовленных кромок	Толщина листа, мм	Сила сварочного тока, А	Диаметр,мм		Расход аргона, л/мин	Количество проходов
Тип соединения	Форма подготовленных кромок	Толщина листа, мм	Сила сварочного тока, А	вольфрамового электрода	присадочной проволоки	Расход аргона, л/мин	Количество проходов
Стыковое	Без скоса кромок	2	70-80	2	2,0-2,5	5-6	2
		3	100-140	3	2,5-3,0	7-8
		4	160-190	4	3,0-4,0	7-8
	С прямолинейным скосом кромок	4	150-200	4	3,0-4,0	7-8	2
		6	240-280	5	3,0-4,0	8-9	2-3
		8	300-340	6	4,0-5,0	9-10	3-4
		10	340-380	6-7	4,0-5,0	10-12	5-6
Тавровое	Без скоса кромок	4	170-220	4	3,0-4,0	7-8	2
	Без скоса кромок	6	250-280	5	4,0	8-10	2
	С прямолинейным скосом кромок	5	180-230	4	3,0-4,0	8-10	2-5
	С прямолинейным скосом кромок	10	340-380	6-7	4,0-5,0	10-12	4-6

Включение подачи аргона должно производиться за 3—5 с. до возбуждения дуги, а выключение — спустя 5—7 с после обрыва дуги, что обеспечивается электромагнитным клапаном аппаратуры управления.

При полуавтоматической и автоматической сварке неплавящимся электродом, в отличие от ручной сварки, горелка обычно располагается вертикально, а присадка специальным механизмом подается в плавильную зону так, чтобы конец проволоки опирался на край сварочной ванны. Питание дуги, как и при ручной сварке, осуществляется переменным током.

Для ручной и механизированной сварки алюминия и его сплавов неплавящимся электродом промышленностью выпускаются специализированные полуавтоматы УДГ-301 и УД Г-501.

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 также можно 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.

При выполнении трехфазной ручной или автоматической сварки вольфрамовыми электродами с присадочным металлом для уменьшения загрязнения металла шва рекомендуется применение присадочной проволоки допустимо большего диаметра: при ручной диаметром 3—6 мм, при автоматической диаметром 2—4 мм.

Источником питания трехфазной дуги чаще всего служат два стандартных однофазных трансформатора, соединенных открытым треугольником или трансформатор, специально изготовленный для трехфазной сварки.

Механизированная сварка алюминия и его сплавов в аргоне плавящимся электродом целесообразна для металла толщиной 4 мм и выше. При этом увеличивается производительность труда.

При сварке алюминия плавящимся электродом применяется постоянный ток обратной полярности, так как при прямой полярности дуга менее стабильна и не используется эффект катодного распыления, увеличивается разбрызгивание. Для питания дуги используются источники тока с жесткой внешней характеристикой. Возбуждение дуги производится замыканием под током сварочной проволоки на изделие.

Для механизированной сварки алюминия плавящимся электродом можно применить импульсно-дуговой полуавтомат типа ПДИ-303 в комплекте со сварочным выпрямителем ВДТИ-301 и ранцевый полуавтомат типа ПРМ-4.

Рабочее давление аргона такое же, как и при сварке неплавящимся электродом. Расстояние между нижним срезом наконечника горелки и изделием рекомендуется рекомендуется устанавливать в пределах 5—15 мм.

Технология сварки алюминия и его сплавов имеет много общего, однако имеются и некоторые особенности, присущие каждой группе сплавов. Так, деформируемые сплавы, неупрочняемые термической обработкой (АМц, АМг, АМг5, АМг6 и др.), упрочняются нагартовкой. Степень нагартовки для промышленных полуфабрикатов составляет до 40 % (так называемый полунагартованный сплав), что повышает предел прочности по сравнению с отожженным состоянием примерно на 20—25 % при одновременном 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 полунагартованных сплавов прочность в зоне термического влияния снижается до показателей отожженного металла.

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, предотвращающие их появление, как например, подогрев.

Ряд трудностей также возникает при сварке деформируемых сплавов, упрочняемых термической обработкой, типа дуралюмина, авиали.

Термическая обработка алюминиевых сплавов основана на изменении растворимости промежуточных соединений в алюминии.

Основным легирующим элементом в дуралюмине является медь. Она при комнатной температуре растворяется в количестве 0,5 %, а максимальная растворимость (при эвтектической температуре, равной 548 °С) составляет 5,7 %. Следовательно, при содержании меди в алюминии до 5,7 % сплав всегда можно перевести нагревом в однофазное состояние и зафиксировать его быстрым охлаждением. Но так как полученный твердый раствор содержит меди больше 0,5 %, и поэтому является пересыщенным, с течением времени из него начнет выделяться избыточное количество CuAl2 в виде мелкодисперсных включений. Этот процесс называется старением или дисперсионным твердением, так как он сопровождается значительным повышением твердости и прочности. Так, сплав алюминия с 4 % меди в отожженном состоянии имеет временное сопротивление 200 МПа/мм2, в свежезакаленном — 250 МПа/мм2, а после старения — до 400 МПа/мм2.

Установлено, что свойства дуралюмина после старения в значительной степени зависят от температуры закалки: чем выше (в определенных пределах) температура закалки, тем больше прочность после старения. Однако нагрев выше определенной температуры вызывает перегрев, т.е. рост зерна, окисление и оплавление границ зерен, что приводит к катастрофическому падению прочности и пластичности.

Для сварки дуралюмина приемлемы все способы электродуговой сварки, однако из рассмотрения свойств дуралюминов явствует, что равнопрочность металла шва, зоны термического влияния и участков сплава, подвергшихся тепловому воздействию сварки, не может быть достигнута. Особенно снижаются свойства на участке зоны термического влияния, который при сварке подвергался нагреву выше температуры 520 °С, т. е. где имел место перегрев, рост зерна, оплавление и окисление границ зерен. Кроме того, при сварке дуралюмина легко могут возникнуть трещины, что весьма затрудняет изготовление конструктивно жестких соединений. Практически можно считать, что при сварке дуралюмина прочность сварных соединений может быть получена не выше 50—60 % от прочности основного металла.

В состав дуралюмина кроме меди вводят небольшое количество магния и марганца с целью улучшения его свойств. Более того, дуралюмин не должен применяться в условиях возможного протекания коррозионных процессов из-за низкой коррозионной стойкости их сварных соединений.

Кроме дуралюмина, к этой же группе относятся сплав АВ (авиаль) с содержанием 0,45—0,90 % Mg и 0,5—1,2 % Si и сплавы типа АК, по составу близкие к дуралюминам, но применяемые в кованом и штампованном виде.

Часто возникает необходимость в сварке литейных алюминиевых сплавов. Типичным примером таких сплавов являются так называемые силумины — сплавы алюминия с 11—14 % Si (иногда применяются «бедные силумины», содержащие 5—6 % Si; они, как правило, легируются еще небольшими добавками меди, магния, марганца, как, например сплавы AЛ-5, АЛ-10).

Применительно к силуминам сварка используется главным образом как средство ремонта и исправления брака литья. В результате неравномерного нагрева и низкой пластичности возможно появление трещин. Поэтому перед сваркой необходим предварительный подогрев изделий до температуры около 250 °С.

Для предотвращения разрушения при нагреве от собственного веса часто устанавливают железные подкладки, нагреваемые вместе с деталью. Жесткие закрепления при этом недопустимы, так как способствуют трещинообразованию. Остывание деталей после сварки должно быть медленным.

Состав присадочного металла должен соответствовать основному металлу.

svarnoy.info

Технология сварки алюминия: особенности и нюансы

Великолепные свойства алюминия, его отличная теплопроводность, небольшой вес сделали такой материал востребованным во всех областях производственного процесса. Однако этот материал очень сложно сваривать. Поэтому была специально разработана технология сварки алюминия, чтобы он стал доступен любой отрасли промышленности.

Схема аргоновой сварка алюминия.

Факторы, усложняющие сварочный процесс алюминиевых деталей

Алюминий и его сплавы входят в группу трудносвариваемых металлов. Несколько характерных свойств этого металла вызывают такую особенность: поверхность покрыта окисной пленкой, которая имеет свойство плавиться, когда температура достигает 2044°. Непосредственно алюминий обладает температурой плавления 660°.

Химические свойства алюминия.

Благодаря быстрой окисляемости образуется тугоплавкая пленка во время появления расплавленного металла. Такая пленка не позволяет получить цельный шов. Предотвратить появление пленки можно путем ограждения сварочной зоны от попадания воздуха. Такая защита стала возможной, когда проводится автоматическая сварка алюминия с использованием среды защитного газа.Алюминий обладает высокой текучестью, поэтому сварка без теплоотводящих подкладок практически невозможна.

Возможность появления в сварочном шве некоторых кристаллизационных пор ослабляет алюминий. Регулирует появление пор водород, который растворен в алюминии. Он все время стремится покинуть металл. Появление трещин в основном касается алюминиевых сплавов. Они появляются во время охлаждения металла в связи с большим количеством кремния.

Алюминий обладает большой усадочной способностью, на это влияет линейное расширение, значение которого неимоверно высоко. В результате при отвердении сварочного шва имеют место большие деформации.

Огромная теплопроводность требует использования сварочного тока, который в несколько раз больше тока, предназначенного для стальных деталей, хотя температура расплава стали намного превышает алюминий.

Дополнительной сложностью сварки алюминия становится и тот факт, что в бытовых условиях приходится варить самые разные сплавы неизвестной марки. Чтобы получить качественные сварочные швы, необходима особая технология сварки.

Вернуться к оглавлению

Сварка инвертором: особенности

Температура плавления алюминия.

Такая технология сварки специально предназначена под работы с алюминием. Этот материал варится в оболочке защитного газа, чаще всего аргона. Для процесса сварки алюминия применяются вольфрамовые неплавящиеся электроды. Для проведения работ необходимо всегда очищать поверхность такого электрода. Его поверхность накапливает наросты, состоящие из окисей вольфрама. В результате страдает качество шва.

Чтобы удалить такие «коронки» при помощи абразивного диска, выполняют заточку электрода. В результате поверхность электродов становится чистой, не возникает образования заусенцев и канавок. Для заточки электрода применяется специальный диск, который не используется для очищения других материалов. Снизить вероятность появления наростов вполне возможно, если электрод подвергнуть сильному охлаждению газом.

Вернуться к оглавлению

Аргонодуговая сварка: нюансы

Электрическая дуга при этом сварочном процессе образуется между электродом и поверхностью детали. Горелка держит электрод, одновременно происходит подача защитного газа. При этом присадочная проволока становится расходным материалом. Ее подача может осуществляться двумя способами:

Таблица режимов сварки алюминия.

вручную;
автоматически.

Сварка алюминия аргоном требует наличия специальной присадочной проволоки. Тип присадки находится в прямой зависимости от химических элементов, входящих в сплав, который будет свариваться. Чтобы происходила автоматическая сварка, применяются следующие виды проволоки:

Размер такой проволоки не превышает 5 мм. Когда приходится варить другие сплавы, в состав которых входит магний, используются аналогичные виды проволоки. Чтобы компенсировать угар во время сварки алюминия, присадочная проволока делается с большим количеством магния.

Сварка алюминия производится несколькими способами:

TIG-сварка обладает низкой скоростью. В несколько раз больше скорость сварочного процесса MIG-сварки. Однако более красивым получается шов, сделанный TIG-сваркой.

Вернуться к оглавлению

Точечный метод: подготовительные работы

Технология сварки точечного вида требует перед началом работ провести подготовку. Сначала подготавливается поверхность алюминия. На этом этапе требуется полностью очистить поверхность от окисной пленки. Чтобы получить качественную сварку, используя точечный способ, будет вполне достаточно освободить полосу от пленки шириной 50 мм. Сварка алюминия согласно точечной технологии может происходить двумя путями:

Схема технологии точечной сварки алюминия.

механическим;
химическим.

Самой эффективной, дающей отличные результаты, стала механическая очистка с применением специальных приспособлений. Однако очистку можно проводить также вручную. В большинстве случаев применяются металлические щетки, вращающиеся с большой скоростью.

Когда поверхность очищается руками, пользуются наждачной бумагой.

Безусловно, самой лучшей очисткой считается химическая. Она дает самый большой эффект. Алюминий можно травить различными химическими веществами:

каустической содой;
ортофосфорной кислотой.

Прежде чем начать обработку, заготовки обезжиривают. Алюминий после травления можно 3 дня хранить в складском помещении, если будет проводиться сварка с технологией переменной энергии. Одни сутки даются на хранение при использовании сварочного процесса с использованием аккумулированной энергии.

Вернуться к оглавлению

Технология точечной сварки

Такая сварка алюминия доступна при толщине заготовок не более 6 мм. В основном технологический процесс аналогичен сварке самых разных металлов. Однако существует несколько отличий. Точечным способом можно варить заготовки:

Размеры точечных сварных соединений.

плоские;
профильные;
круглые.

Когда проходит точечная сварка, детали, чтобы уменьшить зазор, сдавливаются между собой с некоторым усилием. Если зазор менее 0,2 мм, участок сварки нагревается минимально. Для сварочного процесса используется большой ток, его значение равно 1 кА/мм². Так образуется сварочная точка, которая соединяет заготовки. Автоматическая сварка допустима, только когда используются жесткие режимы. Сварочное время регулируется в зависимости от свариваемой толщины металла. Чтобы не происходил перегрев алюминия, сварка делается короткими сильными импульсами.

Вернуться к оглавлению

Точечная сварка и электроды

За счет того, что сплавы алюминия обладают повышенной теплопроводностью, они требуют применения только конкретных видов электродов. Обычно они отличаются несколькими характерными свойствами:

электропроводимостью;
твердостью;
жаропрочностью.

Такими свойствами обладает медь, поэтому электроды специально для работы точечной сварки изготавливают из этого цветного металла. Состав может меняться, все зависит от вида сплава, который нужно сварить. Поверхность электрода может иметь сферическую форму.

Вернуться к оглавлению

Технологические нюансы сварочного процесса

Проводимость чистого алюминия намного выше стали. Сварка алюминия имеет свои характерные отличия. Обладая высокой теплопроводностью, алюминий не дает проводить качественную сварку, невозможно идеально проплавить металл.

Схема газовой сварки алюминия.

Сварочная зона мгновенно кристаллизуется. Для избежания этого явления требуется увеличить сварочный ток. Заготовку нужно предварительно подогреть. Защитным газом выступает аргон.

Иногда непрочный шов появляется в самом начале сварочного процесса. Причиной является недостаточный провар, так как деталь была плохо прогрета. Эту проблему помогает решить четырехтактный режим. Им оснащаются сварочные агрегаты «Merkle». На начальном этапе имеется возможность создать ток намного больше основного, в результате прогрев детали будет происходить быстрее.

Разнообразие алюминиевых сплавов огромно. К алюминиевой проволоке предъявляется одно основное требование: она должна быть использована в надлежащее время. Когда упаковка вскрыта, ее можно хранить очень ограниченное время. За счет быстрого окисления ухудшатся свойства проволоки. Больше всего влияет на качество проволоки повышенная влажность.

Перед сваркой для лучшего сгорания электрода и получения качественного шва свариваемые детали очищаются от всяческих загрязнений. Очистка делается прямо перед началом сварочного процесса. Это связано со свойством алюминия очень быстро покрываться окисной пленкой.

Схема процесса сварки алюминия полуавтоматом.

Как уже было сказано выше, автоматическая сварка обычного алюминия происходит в зоне защитного газа. Чаще всего используется аргон. Наиболее предпочтительной считается смесь газов. Обычно в этой роли выступает аргон совместно с гелием. Благодаря гелию, обладающему высокой теплопроводностью, особо высокую температуру приобретает сварочная ванна. Это позволяет сварить алюминий, имеющий большую толщину. Смешение газов способствует лучшему газовыделению, оно защищает шов от появления пор.

Классическими сварочными устройствами «MIG» можно варить алюминий, но это достаточно условно. Наилучшие результаты показывают синергетические импульсные устройства, имеющие специальную программу. С ее помощью проводится автоматическая сварка самого алюминия, многочисленных цветных металлов. Чтобы варить алюминий, листы которого имеют толщину равную 6 мм, требуется сварочное оборудование, имеющее возможность регулировать подачу сварочного тока, достигающего 300 А.

Вернуться к оглавлению

Импульсная сварка: характеристики

Такие синергетические импульсные механизмы имеют специально разработанные программы, которые помогают варить различные виды материалов. Для каждого вида сплава программа обладает индивидуальной настройкой. Ручной регулятор, выведенный на рабочую панель, позволяет настроить требуемую программу. Кнопочной регулировкой быстро подбирается требуемая сила тока. Другие параметры настраиваются автоматически встроенным микропроцессором.

Новейшие импульсные сварочные агрегаты поддерживают многие сварочные режимы. Четырехтактный режим дает возможность произвести настройку индивидуальных сварочных параметров, требующихся на каждом технологическом переходе. Когда начинается сварка, первоначальный такт посылает самый высокий ток, в результате происходит ускоренный прогрев свариваемых заготовок. Такой режим позволяет избавиться от всевозможных дефектов, которые возникают в самом начале сварочного процесса.

Когда завершаются сварочные работы, иногда появляются некоторые дефекты, например, незаваренный кратер. Когда металл находится в расплавленном состоянии, когда начинается его охлаждение, возможно появление горячих трещин. Третий такт дает пониженный ток, что позволяет полностью избавиться от указанных дефектов.

Вернуться к оглавлению

Сложности, с которыми сталкиваются сварщики

Когда проводится сварка алюминия, его поверхность закрывает окисная пленка. Она не дает возможности надежно сваривать детали, загрязняет шов, который становится непрочным. Такую пленку необходимо быстро удалять.
На свариваемость алюминия оказывает большое влияние перепад температуры плавления.
Коэффициент расширения, имеющий высокие значения, когда проводятся сварочные работы, способствует появлению серьезных деформаций. Поэтому сварка алюминия должна происходить с максимальной аккуратностью.
В жидком состоянии алюминий имеет большую текучесть. Поэтому когда он варится, возможно образование подтеков. Чтобы избавиться от такого явления, требуется обязательное использование прокладок, а также других специальных приспособлений.
Когда повышается температура при сварке алюминия, прочность металла резко падает, он быстро разрушается.
Алюминий подвержен короблению. Поэтому сварка алюминия требует надежного крепления деталей.
Чтобы швы получались качественными, прочными и надежными, необходимо тщательно очистить сварочную проволоку.

Что касается техники безопасности, то для проведения сварочных работ сплавов алюминия рабочий должен иметь:

защитную маску;
перчатки;
резиновые сапоги.

Обязательно должна быть хорошая изоляция всех соединительных проводов. Помещение, в котором проводится сварка алюминия, не должно хранить взрывоопасные и горючие материалы. Оно должно хорошо проветриваться, чтобы вредные газы быстро улетучивались.

moiinstrumenty.ru