Skip to content

Чем заварить алюминий: Сварка алюминия в домашних условиях

Содержание

Сварка алюминия в домашних условиях

Внушительный список достоинств сделал алюминий востребованным материалом во всех отраслях экономики, включая корабле- и самолетостроение. Но, как и любой другой металл, он имеет и недостатки. Один из них – технологические сложности при сваривании заготовок из алюминия и его сплавов. Качественно выполнить подобную работу могут только высококвалифицированные специалисты.

Почему свариваемость алюминия низкая

Мягки серебристый металл сложно поддается сварке в силу объективных причин, которые вытекают из его свойств. А именно:

  • На поверхности алюминия образуется окислительная пленка. И если температура плавления металла составляет всего лишь 660 градусов Цельсия, то защитной пленки – 2044 °C.
  • В процессе работы очень сложно контролировать сварочную ванну из-за высокой текучести металла. Необходимо использовать специальные теплоотводящие подкладки.
  • Расплавляясь, алюминий выделяет много водорода. В результате после остывания расплава внутри и на поверхности остается много микропустот.
  • Алюминий характеризуется высокой степенью усадки. Из-за этого во время охлаждения не исключена деформация шва.
  • Высокая теплопроводность вынуждает использовать ток, сила которая намного больше, чем при исполнении аналогичных работ с другими металлами. Сравнительно с обычной сталью разница составляет 100 процентов.

Необходимо подчеркнуть, что в домашних условиях любителям не приходится иметь дело с чистым алюминием. Сваривать приходится его сплавы. Это усложняет и без того непростой процесс, поскольку для каждого сплава (а чаще всего его марка неизвестна) нужно подобрать конкретный режим и дополнительные материалы. Унифицировать сварочный процесс в данной ситуации практически невозможно.

Способы сварки алюминия

На практике есть большое количество приемов и разных способов сварки алюминия и его сплавов. Они отличаются не только методами работы, но и оборудованием, дополнительными материалами. Наиболее часто применяется три способа сварки:

  • с использованием вольфрамовых электродов и инертного газа;
  • в инертной среде полуавтоматической сваркой;
  • без газов с применением плавящихся электродов.

Третий способ представляет собой распространенную технологий сварки алюминиевых заготовок без аргона.

Важно! Сварочные работы со сплавами алюминия подразумевают необходимость разрушения оксидного слоя, образованного на поверхности в результате окисления металла. Для достижения результата используется переменный ток или постоянный с обратной полярностью.

Что нужно для сварки алюминия

Традиционно процесс начинается с подготовки соединяемых заготовок. Основная задача здесь очень проста – очистить поверхность от посторонних включений и грязи. Кромка алюминия очищается с помощью химических составов. Далее после полного высыхания поверхность обезжиривается бытовым растворителем. Пригодны любые обезжиривающие составы: уайт-спирит, ацетон, бензин с высоким октановым числом и т.д.

При работе с заготовками толщиной от 4 мм и больше предварительно нужно «разделать кромки». Способов выполнения данной работы несколько, включая наиболее распространенный – создание конусовидной формы. Завершающим этапом является удаление оксидной пленки при помощи напильника либо любого иного абразива, в том числе наждачной бумаги с крупным зерном.

Чем варить алюминий в домашних условиях

Соединение алюминиевых заготовок с использованием покрытых электродов обозначается аббревиатурой ММА. Режим Manual Metal Arc применяется при работе с металлическими заготовками толщиной от 4 мм и в случаях соединения конструкций с невысокими требованиями к качеству. Этот метод не относится к числу высокотехнологичных: во время выполнения работ внутри швов остаются поры, которые заметно снижают их прочность. Еще одни большой минус – очень сложно застывший шлак, который в конечном итоге приводит к усилению коррозии.

Особенности сварочных работ по алюминию электродами со специальным покрытием:

  • используется только обратно полярный постоянный ток;
  • величина силы тока определяется, выходя из соотношения 25-30 А на каждый миллиметр толщины заготовки;
  • качественный шов может получиться только при условии, что кромка детали средней толщины нагрета до температуры 300 градусов Цельсия. Толстые детали разогреваются до 400 °C;
  • в обязательном порядке необходимо медленное остывание. В противном случае шов будет хрупким;
  • электрод нужно сжигать «за один присест». В случае разрыва электрической дуги на поверхности алюминия и электрода образуется слой из шлака, который препятствует протеканию тока. Повторно разжечь дугу будет затруднительно.

По завершению работы требуется хорошо очистить шов от шлака: в дальнейшем он становится причиной активной коррозии металла. Для этого достаточно иметь горячую воду и обыкновенную щетку по металлу.

Сварка вольфрамовыми электродами в инертной среде

Когда прочность и качество сварного шва поставлены во главу угла, то самое время прибегнуть к технологии сварки алюминия вольфрамовыми электродами с использованием инертного газа. Для защиты подойдет аргон или гелий. Электроды применяются диаметром от 1,6 до 5 мм. Дополнительно используется присадочная проволока толщиной 1,6-4 мм.

Сварка подключается к сети переменного тока, а технологические параметры подбираются в зависимости от оборудования. Другими словами, под определенные режимы сварки приобретаются электроды и проволока нужной толщины; определяется скорость подачи инертного газа, сила тока и прочие параметры.

Особенности сварки:

  • Важно, чтобы длина дуги не превышала 2,5 мм.
  • Электрод по отношению к поверхности ставится под углом порядка 80 градусов.
  • Между присадочной проволокой и электродом выдерживается прямой угол.
  • Изначально по шву перемещается проволока и только следом проходит горелка с электродом.
  • Ровность шва можно обеспечить при условии продольного перемещения электрода. Нежелательно двигать электродом в поперечном направлении.
  • Чтобы ванна заполнялась равномерно проволоку в рабочую зону следует подавать возвратно-поступательным перемещением.
  • Свариваемые элементы следует укладывать на железный стол. Черный метал будет отводить избыточное тепло.
  • Подача инертного газа начинается за 4-5 сек до образования и прекращается через 6-7 секунд после прерывания сварочной дуги.

Задействуем полуавтомат

Применение для сварки алюминиевых сплавов полуавтоматического аппарата является идеальным решением. Устройство генерирует импульсы тока высокого напряжения, благодаря чему отлично разрушается пленка оксида металла. Но полуавтоматы с режимом сварки алюминия стоят очень дорого. Поэтому в бытовых условиях умельцы приспособились обходиться обычными полуавтоматами без такого функционала. Метод идентичен технологии сваривания черных металлов, но вместо обычной присадочной проволоки используется алюминиевая.

Еще несколько особенностей:

  • В силу того, что алюминиевая проволока расплавляется с большей скоростью по сравнению со стальной, соответственно, подавать ее надо в несколько раз быстрей.
  • Коэффициент расширения алюминия больше, чем стали. Чтобы выровнять ситуацию, необходимо приобрести специальный наконечник с обозначением «Al».
  • Мягкая проволока может стать причиной образования скрутки или петли, что приведет к прерывания сварочных работ. Желательно предусмотреть специальный механизм подачи. Его несложно смастерить самостоятельно из трех-четырех направляющих роликов.

Выполняем работы инвертором

Для сваривания алюминиевых заготовок нередко используется инвертор. Очень важно правильно подобрать силу тока и электрод. Лучше всего подходят продукты марки ОЗАНА, ОЗА или ОЗР. Выбор силы тока выполняется с учетом высоких плавильных свойств материала. В остальном все идентично процессу сваривания черных металлов.

Важно! Вначале электроды желательно прокалить в печи, специально предназначенной для их термической обработки.

Читайте также: Как правильно варить электросваркой

Технология сварки алюминия при помощи флюсов

На рынке флюсы представлены в большом ассортименте, что позволяет выбрать наиболее подходящий вариант для сваривания конкретного вида алюминиевого сплава. Флюсы с этой целью применяются достаточно давно и призваны разрушить защитную оксидную оболочку. Под воздействием высокой температуры флюс растворяется и вступает в реакцию с оксидом алюминия, разрушая его. В этот же момент заготовки соединяются между собой.

Можно приобрести флюсы, которые предназначены отдельно для дуговой или газовой сварки. Помимо этого, для работы с дуговой сваркой можно использовать графитовые или угольные электроды.

Заключение

Из материала статьи несложно сделать основные выводы. Прежде всего то, что для сваривания алюминия есть множество вариантов, которые отличаются оборудованием и способом. Но в любом случае важна тщательная предварительная подготовка, правильный выбор материалов и настройка аппарата.

Читайте также: Виды электродов для сварки

Как и чем лучше варить алюминий

Большинству профессиональных сварщиков известно то, что для сваривания алюминия одним из лучших способов является аргоновое сваривание. Аргоновое сваривание на данный момент широко применяется в ремонте автомобилей и смежных областях деятельности, например для сваривания алюминия. Аргоновое сваривание позволяет проводить полный спектр сварочных работ с разными видами металлов, а также цветными и черными.

Аргоновое сваривание не имеет общее с пайкой или пламенным напылением. Сваривание алюминия является сложным процессом, который требует от специалиста высокой квалификации. В первую очередь такая особенность связана с химическими свойствами алюминия. При подогреве алюминия и соприкосновении с кислородом, на поверхности свариваемого металла образовывается пленка окиси, которая создает препятствия для работы с применением обычной электродуговой сварки. Для того чтобы предотвратить взаимодействие горячего алюминия и кислородов, используется инертный газ аргон.

Для сваривания применяются тугоплавкие электроды, которые производят из вольфрама. Электрод окружается керамическим соплом, из-под которого к месту сваривания нагнетается аргон. Благодаря данной особенности в области сваривания аргоном поддерживается среда с низким содержанием кислорода. Это позволяет держать электрическую дугу между свариваемой деталью и окончанием неплавящегося сварочного электрода. Главной целью такой электрической дуги является плавка самой детали и присадочной проволоки.

Аргонное сваривание подходит для сваривания самых различных сплавов. Для работы требуется подобрать присадочный материал, который будет близок по составу к свариваемому металлу, из которого изготовлена деталь. Шов, который получается после дугового сваривания, является единым целым со свариваемой деталью, что обеспечивает герметичность, долговечность и прочность созданного изделия.

Алюминий – один из самых распространенных металлов, которые используются для производства автокондиционеров, а также подогревателей. По этой причине использование аргонного сваривания является самым оптимальным решением задачи для устранения механических повреждений или создания новых систем и механизмов. Стоимость аргонового сваривания намного ниже, чем стоимость замены сломанных деталей, например в автомобиле.

Помимо сваривания аргоном, можно использовать технологию нанесения покрытия с помощью порошкового напыления. В качестве порошкового материала используются порошки металлов или их сплавов. Для нанесения порошка на поверхность металла используется эрозионная обработка поверхности изделия или нанесение металлического покрытия требуемого состава. Изменяя режимы нанесения можно регулировать пористость и толщину наносимого покрытия.

Используя аргоновый сварочный аппарат, Вы можете производить сваривание алюминия с большими успехами и не затрачивать большого количества денежных средств на покупку дорогого оборудования и расходных материалов.


сварка алюминия и его сплавов в домашних условиях инвертором

Алюминий обладает большим списком достоинств, не зря его массово используют в самолетостроении. Но есть у него один недостаток – он трудно сваривается. Поэтому сварка алюминия и его сплавов – это удел высококвалифицированных сварщиков.

Содержание страницы

Низкая свариваемость алюминия – в чем дело?

Низкий показатель свариваемости алюминиевых сплавов обуславливается целым рядом их качеств.

  • Окисная пленка, которая покрывает алюминий и его сплавы. Температура ее плавления – 2044С, а температура плавления самого металла – 660С.
  • Высокая текучесть расплавленного металла затрудняет контролировать сварочную ванну, для чего приходится устанавливать специальные подкладки теплоотводящего типа.
  • При нагревании из алюминия начинает выходить водород, который после застывания металла оставляет в его теле поры и трещины.
  • Большой показатель усадки. А это приводит к деформации сварочного шва в процессе его остывания.
  • Теплопроводность алюминиевых сплавов выше, чем у стали, поэтому для их сварки применяется ток, который по силе выше, чем ток для сварки стальных конструкций. Разница где-то в два раза.
  • Если говорить о сварке алюминия своими руками в домашней мастерской, то вероятнее всего чистый алюминий вам не попадется. Скорее всего, это будет сплав неизвестной марки (дюраль и другие), к которому при сваривании придется настроить сварочный режим и подобрать дополнительные материалы.

Способы сварки алюминия

Существует много способов сварки алюминиевых сплавов, где используются различные виды аппаратов и сварочных материалов. Основных же три:

  1. При помощи вольфрамового электрода с инертными газами.
  2. При помощи полуавтоматов в среде инертных газов.
  3. С помощью плавящихся электродов без газов.

Последний вариант можно назвать, как технология сварки алюминия без аргона.

Внимание! В процессе сварки алюминия или его сплавов важно разрушить оксидный слой, который расположен на поверхности металла. Поэтому в данном процессе используют или переменный, или постоянный ток обратной полярности.

Как правильно варить алюминий

Все начинается с подготовки деталей, а точнее, соединяемых кромок. Основная цель – очистить их от загрязнений. Поэтому кромки алюминиевых заготовок сначала очищаются химическими составами, после высыхания производится обезжиривание, для этого можно использовать любой растворитель: ацетон, уайт-спирит, авиационный бензин и прочие жидкости.

Если планируется сваривать толстые алюминиевые заготовки (больше 4 мм), то их кромки необходимо разделать. Вариантов разделки несколько, к примеру, создания конусных кромок. И последняя операция в процессе подготовки – это очищение кромок от оксидной пленки. Для этого можно использовать напильник или крупнозернистую наждачную бумагу. Как видите, подготовка алюминия к сварке – процесс совсем простой.

Технология сварки алюминия штучными покрытыми электродами

Сварка алюминия электродом (покрытым) имеет свой код обозначения по режиму сварки – MMA. Ее используют для соединения металлов толщиною не менее 4 мм, и когда производится сборка неответственных конструкций. Данная технология является низкокачественной, потому что в процессе сварки алюминия и его сплавов внутри шва остаются поры, что снижает его прочность. Во время самого процесса происходит разбрызгивание металла, плохо отделяются шарики застывшего шлака, которые увеличивают коррозию.

Особенности сварки алюминия покрытыми электродами:

  • Варить можно только постоянным током с обратной полярностью.
  • Сила тока рассчитывается из соотношения: на 1 мм толщины заготовок используется ток силой 25-30 ампер.
  • Для образования качественного шва необходимо кромки двух свариваемых деталей нагревать до 300С, если толщина заготовок имеет среднюю величину. И до 400С при толстых заготовках.
  • Подогрев и медленное остывание – обязательное правило, которое необходимо соблюдать, чтобы получить шов высокого качества.
  • Сварку алюминия нужно выполнять непрерывно в плане использования одного электрода. Все дело в том, что при обрыве электрической дуги на ванне и на электроде образуется шлаковая пленка, которая перекрывает прохождение электрического тока, то есть, это препятствие повторному розжигу дуги.
  • После окончания процесса шов нужно очистить от шлака, который станет причиной образования зон коррозии.
  • Чистить можно горячей водой с последующей обработкой металлической щеткой.

Как сварить алюминий вольфрамовыми электродами в инертном газе

Это самый распространенный вариант, и его используют тогда, когда к прочности алюминиевых конструкций предъявляется жесткое требование. Для этого используется присадочная проволока диаметром 1,6-4 мм и сам вольфрамовый электрод диаметром 1,6-5 мм. А также защитный газ: аргон или гелий.

https://www.youtube.com/watch?v=O4qrZ4OPWL8

Электропитание сварочного процесса производится от источника переменного тока. Все параметры технологической операции зависят именно от выбранного оборудования. То есть, сначала определяются режимы сварки, после чего подбираются диаметры электрода и проволоки, скорость подачи аргона, сила тока и так далее.

Есть и свои особенности сварки алюминия по этой технологии:

  • Длина дуги не должна быть больше 2,5 мм.
  • Угол между плоскостью сварки и вольфрамовым электродом должна быть в пределах 80°.
  • Между проволокой и электродом угол должен быть прямым.
  • Сначала по шву движется присадочная проволока, а вслед за ней горелка с электродом.
  • Никаких поперечных движений, только продольные, что обеспечит ровность сварного шва.
  • Проволока подается в зону сварки возвратно-поступательными движениями. Это позволит равномерно заполнить ванну.
  • Алюминиевые заготовки нужно обязательно укладывать поверх листа железа, который в этом случае будет отводить тепло от зоны сварки.
  • Аргоновый газовый поток начинает подаваться до начала сварочного процесса за 4-5 секунд, а при окончании сварки выключается после через 6-7 секунд.

Как варить алюминий полуавтоматами

Это идеальный вариант, где используется аппарат для сварки алюминия. Он импульсного действия. То есть, в зону сварки подается импульс высокого напряжения, который быстро разбивает оксидный слой. После чего напряжение падает до базового уровня. Но на сегодняшний день эти аппараты очень дороги. Поэтому сварщики стали приспосабливать под данную технологию полуавтоматы, в которых даже отсутствует режим сваривания алюминия и его сплавов.

По сути, технология сварки алюминия точно такая же, как и стали. Только вместо стальной проволоки используется алюминиевая. Есть и другие особенности.

  • Алюминиевая проволока плавится в несколько раз быстрее стальной, поэтому необходимо увеличить скорость ее подачи в зону сваривания.
  • При нагревании алюминиевая проволока расширяется больше, чем стальная, поэтому рекомендуется приобретать специальный наконечник, обозначаемый буквами «Al».
  • Так как алюминиевая проволока мягче стальной, то в процессе подачи ее в зону сваривания могут образовываться петли и скрутки, поэтому рекомендуется использовать для ее подачи механизм с четырьмя роликами.

Сварка алюминия в домашних условиях инвертором

Сварка дюралюминия (алюминиевый сплав) или самого алюминия может проводиться инвертором. Для процесса необходимо правильно подобрать электрод и ток. Что касается электродов, то лучше использовать марки ОЗАНА, ОЗА или ОЗР. Установка (настройка) тока должна учитывать высокие плавящиеся свойства металла. Для чего нет необходимости выставлять ток большой величины.

Внимание! Перед началом сварочного процесса рекомендуется электроды прокалить, для чего используется специальная печь. Она так и называется – печь для прокалки электродов.

Сам процесс сварки ничем не отличается от сваривания стальных конструкций. И если перед вами стоит вопрос, можно ли варить алюминий в домашних условиях, то смело отвечайте, что можно.

Сваривание алюминия при помощи флюсов

Флюсы для сварки алюминия используются давно. Они представлены широким модельным рядом, где есть материалы для разных алюминиевых сплавов. Основное их назначение – разрушение оксидной пленки. При нагреве нанесенный флюс растворяется и разрушает окисел, и тут же производится соединение двух элементов.

Производители предлагают флюсы, которые используются только в газовой сварке алюминия, или только в дуговой. В последнем случае используются графитовые электроды или угольные.

Заключение по теме

Как видите, заварить алюминиевые заготовки можно разными способами, в которых используется разное оборудование для сварки. Но во всех случаях нужно свариваемый металл тщательно подготовить, и обязательно проводится настройка аппарата для сварки. Посмотрите видеоурок – как сваривать алюминий. Кстати, видео уроки дают возможность воочию увидеть, что собой представляет сваренный металл в конечном виде.

Можно ли сваривать алюминий со сталью?

Можно ли сваривать алюминий со сталью?

В. Можно ли сваривать алюминий со сталью с использованием дуговой сварки стальным плавящимся или вольфрамовым электродом в среде инертного газа (GMAW и GTAW)?

О. В то время как алюминий сравнительно легко скрепляется с большинством металлов адгезивным соединением или механическими способами, для дуговой сварки алюминия с другими металлами, такими как сталь, необходимы особые технологии. При непосредственном приваривании к алюминию методом дуговой сварки таких металлов, как сталь, медь, магний и титан, образуются очень хрупкие интерметаллические соединения. Чтобы избежать формирования таких хрупких составов, были разработаны специальные средства, позволяющие изолировать второй металл от расплавленного алюминия во время дуговой сварки. Два самых распространенных метода дугового сваривания алюминия со сталью — использование биметаллических переходных вставок и покрытие разнородным материалом перед сваркой.

Биметаллические переходные вставки. В продаже доступны биметаллические переходные материалы для сваривания алюминия с такими металлами, как сталь, нержавеющая сталь и медь. Такие вставки представляют собой элементы из алюминия, к которому уже прикреплен другой материал. Для скрепления этих разнородных материалов в биметаллическую переходную вставку обычно используются такие методы, как прокатка, сварка взрывом, трением, оплавлением или давлением с подогревом, но не дуговая сварка. Для дуговой сварки переходных вставок из стали и алюминия можно использовать обычные технологии, такие как GMAW и GTAW. Стальная сторона вставки приваривается к стали, а алюминиевая — к алюминию. При сварке следует избегать перегрева вставок, так как это может привести к образованию хрупкого интерметаллического соединения на стыке стали и алюминия внутри вставки. Рекомендуется начинать со сварки алюминия с алюминием. Это позволяет увеличить отвод тепла при сварке стали со сталью и тем самым избежать перегрева на участке соприкосновения стали с алюминием. Сварка с использованием биметаллических переходных вставок — распространенный метод скрепления алюминия и стали, который часто применяется для обеспечения сварных соединений высокого качества в строительной отрасли. Эта технология используется для приваривания алюминиевых палубных рубок к стальным палубам на судах, в трубных решетках теплообменников, состоящих из алюминиевых труб и решеток из обычной и нержавеющей стали, а также для формирования сварных швов между алюминиевыми и стальными трубами с использованием дуговой сварки.

Покрытие разнородными материалами перед сваркой. Чтобы упростить дуговую сварку стали с алюминием, на сталь можно нанести покрытие. Одним из вариантов является нанесение покрытия из алюминия. Для этого иногда применяется метод покрытия погружением (в расплав алюминия) или пайка алюминия на стальную поверхность. После нанесения покрытия стальной элемент можно приваривать к алюминиевому методом дуговой сварки (при этом необходимо избегать соприкосновения дуги со сталью). При такой технологии сварки используются особые приемы, которые помогают направить дугу на алюминиевый элемент и позволяют расплавленному алюминию из зоны сварки стечь на стальной элемент с алюминиевым покрытием. Еще один метод соединения алюминия со сталью предполагает покрытие стальной поверхности серебряным припоем. После этого выполняется сварка соединения с использованием алюминиевого присадочного сплава (при этом необходимо избегать прожигания слоя из серебряного припоя). Методы сварки на основе покрытия обычно не применяются в случаях, если необходимо обеспечить высокую механическую прочность соединения. Они используются только для герметизации.

Сварка инвертором алюминия в домашних условиях

Можно ли инвертором варить алюминий?

Данный вопрос далеко не праздный, но мы отвечаем на него с уверенностью — можно! Однако необходимо соблюдать ряд определённых требований. Сварка алюминия инвертором постоянного тока отличается от работы с другими видами металлов. Алюминий — трудносвариваемый металл, который в процессе сварки выделяет токсичные газы, поэтому работать инвертором необходимо на свежем воздухе или при наличии хорошо функционирующей вентиляции. Проблемы сварки алюминиевых поверхностей связаны со свойствами данного металла:

  • высокий показатель текучести, под действием высокой температуры алюминий расплавляется и деталь деформируется;
  • появление оксидной плёнки, в процессе сварки происходит химическая реакция с кислородом и на поверхности образуется плёнка, отличающаяся тугоплавкостью и препятствующая свариванию поверхностей;
  • высокая пористость при нагревании, способная уменьшить прочность сварного шва. 

Учитывая, что алюминий обладает высокой теплопроводностью, для работы с ним необходимы сварочные инверторы, способные выдавать ток с силой не менее 80 А. Ещё важнее правильнее выбрать электроды. Для сварки алюминия выпускаются электроды с особой маркировкой ОЗА, например ОЗАНА, ОЗА-1, ОЗР-2 и пр. Перед применением электродов их необходимо прокалить в печи.

Инверторная сварка алюминия в домашних условиях требует соблюдения определённых требований

В промышленности сварку алюминия производят при помощи аргона, однако в домашних условиях можно обойтись и без него. Как варить алюминий инвертором без аргона? Для этого используется обычный бытовой или полупрофессиональный инвертор и специальные электроды. Для электрода диаметром 3 мм выставляется ток силой в 90-100 А. Держатель инвертора с электропроводом необходимо держать под углом 90 градусов. Сварка выполняется короткой дугой. 

Учтите, что специальные электроды для работы с алюминием сгорают в 2-3 раза быстрее обычных, поэтому их запас должен быть достаточным. Непосредственно перед сваркой металлической щёткой снимается оксидная плёнка. После каждого прохода дуги необходимо удалять шлак со сварного шва. Нельзя производить следующий слой сварки по шлаку! Количество проходок сварной дугой зависит от силы тока и толщины свариваемых поверхностей. 

Покупая сварочный инвертор для использования дома или в гараже, обратите внимание на его способность сваривать алюминиевые поверхности. Предпочтение лучше отдать тому аппарату, в паспорте которого это указано.

Сварка алюминия в домашних условиях инвертором, электродами, газовой горелкой

Сварочные работы необходимы не только на производстве, но и в небольших мастерских. Все чаще возникает потребность в соединении деталей из алюминия и его сплавов. Например, моторные лодки, головки блоков цилиндров для двигателей внутреннего сгорания.

Сварка алюминия в домашних условиях

Сам по себе алюминий – это металл, обладающий малым удельным весом, большой вязкостью, теплопроводностью и электропроводностью. Его сплавы выдерживают высокие механические нагрузки. Но при всех его достоинствах сварка алюминия в домашних условиях сопряжена с некоторыми трудностями.

Факторы, влияющие на свариваемость алюминия

Алюминий активно окисляется на воздухе, и его поверхность достаточно быстро покрывается пленкой оксидов. Оксиды – тугоплавкие соединения. Их температура плавления достигает 2440 °С. У алюминия же данное значение равно 660 °С. Во время сварки оксиды препятствуют образованию в сварочной ванне однородной массы расплавленного металла.

Капли жидкого металла в сварочной зоне мгновенно покрываются окислами, которые не дают получить сплошной сварочный шов. Для предотвращения окисления зона плавления нуждается в изоляции при помощи флюсов или инертных газов. Обычно применяется аргон.

В отличие от стали, алюминий обладает таким качеством, как высокая жидкотекучесть в виде расплава. Сварочная ванна, в связи с этим, плохо формируется, а потолочные швы выполнить становится проблематично. Для устранения эффекта жидкотекучести используются подкладки с большой теплопроводностью для охлаждения зоны сварки.

Алюминий характеризуется высоким содержанием кремния и растворенного в нем водорода. Кремний провоцирует образование трещин во время охлаждения металла после сварки. Водород же выходя из расплава, образует множество пор в сварочных швах и трещин при кристаллизации.

Алюминиевые сплавы обладают значительной литейной усадкой, что при остывании приводит к деформированию свариваемых деталей.

Сварочный шов на алюминиевой трубе

Из-за высокой теплопроводности, процесс сварки алюминия предусматривает высокие сварочные токи. К примеру, для проведения работ по стали значения токов на 50% ниже.

Подобрать требуемые режимы сварки алюминия в домашних условиях затруднительно по причине того, что не всегда можно точно определить марку сплава свариваемых деталей.

Методы проведения сварки алюминиевых деталей

Сварку алюминия в домашних условиях можно производить различными методами, среди которых можно выделить:

  • электродуговая сварка электродами с покрытием;
  • газовая сварка;
  • электродуговая сварка в среде нейтральных газов.

  1. Сварка алюминия без аргона с использованием плавких электродов со специальной обмазкой — самый простой, доступный и распространенный способ соединения деталей. Для работы с чистым алюминием используются электроды ОЗАНА1, а для сплавов с высоким содержанием кремния применяются электроды ОЗАНА2.

Сила тока, выставляемая на аппарате, равна 25А на каждый миллиметр электрода. Плавятся электроды достаточно быстро, поэтому наложение шва происходит на большой скорости. Качество и непрерывность сварки зависит от квалификации сварщика.

После замены электрода на новый удаляется шлак. После чего шов требуется промыть горячей водой и зачистить щеткой с металлическим волосом. Окислы препятствуют разжиганию дуги.

Сварка алюминиевых деталей

Недостатками электродуговой сварки электродами являются: большая пористость шва, невысокая прочность, обильное разбрызгивание, затрудненное отделение шлаков, которые вызывают в последствии интенсивную коррозию.

  1. Сварка газовой горелкой — более простой метод. Необходимость разогреть и расплавить металл в зоне сварки снижает скорость процесса в три раза. Для заполнения шва используется проволока. Ее не требуется просушивать перед применением. Горючий газ выполняет функцию защиты от окисления. Это более надежный способ в отличие от обмазки электродов.
  2. Высокое качество, надежность, прочность, эстетичность предоставляет сварка с использованием инертных газов аргона или гелия. Плавление металла происходит от дуги между электродом из вольфрама и деталью. Для присадки применяются алюминиевые прутки.

Для эффективного разрушения окислов сварка производится током с переменным напряжением. Выбор режимов зависит от диаметра присадки, электрода, толщины металла и расхода газа. Дорогое оборудование и необходимые расходные материалы не позволяют активно использовать аргонодуговой метод в домашних условиях.

Метод стыковки деталейРазмер деталей, ммНаибольшая окружность электрода, ммРазмер присадочного прутка, ммТоки для сварки, АРасходование газа, л/мин
Отбортованные1145-504-5
1,5270-755-6
2280-857-8
Без разделки со швом с одной стороны22до 255-755-6
34до 3100-1207-8
44до 3120-1508-10
Без разделки со швами с двух сторон44до 4120-1807-8
55до 4200-2508-10
65до 4240-2708-10

Материалы и инструмент

Если техническая подготовка работника стоит на первом месте при проведении сварочных работ алюминия, то технологическое оснащение для поведения работ занимает второе место. Вне зависимости от метода проведения сварки, для получения результата с наилучшими показателями необходимо приготовить следующее:

  • источник питания – сварочный аппарат, позволяющий выдавать постоянный и переменный ток, а также токи достигающие 300 А;
  • электроды марок ОЗАНА и УАНА, предназначенные для всех типов алюминиевых сплавов;
  • присадочная проволока или прутки;
  • газовое оборудование – баллоны, горелка, шланги;
  • надежное заземление;
  • рабочая одежда из негорючего материала;
  • сварочная маска или очки.

Техника безопасности

Технология сварочного процесса – это интенсивное разбрызгивание, что заставляет, в первую очередь, заботиться о безопасности сварщика.

  1. На нем должен быть надет костюм из негорючей или огнеупорной ткани, а так же рукавицы, краги из подобного материала.
  2. Для защиты органов дыхания используются индивидуальные средства защиты.
  3. Органы зрения защищает сварочная маска.
  4. Наличие надежного заземления предупредит поражение от электрического тока.

Работа с газовым оборудованием сопряжена с повышенной опасностью. Соблюсти все требования промышленной безопасности в домашних условиях проблематично, но следовать им необходимо.

Подготовка поверхностей металлических деталей к сварке

Свариваемые детали нуждаются в тщательной подготовке. Кромки деталей подвергаются следующей обработке:

  • С поверхности заготовки авиационным бензином, уайт-спиритом или ацетоном, растворителем удаляются остатки жиров, масел и других загрязнений, то есть обезжириваются.
  • Разделка кромок. При сварке листового материала толщиной не свыше полутора миллиметров их края отбортовываются. Фаска снимается на деталях толщиной более 4мм при сварке покрытыми электродами. Если толщина изделий 20 мм и более, то разделка необходима в любом случае.
  • Удаление окислов с поверхности производится напильником или металлической щеткой. Ширина очистки с каждой стороны должна составлять до 15 мм. В некоторых случаях оксиды растворяют раствором каустической соды. Но после такой процедуры требуется промывка проточной водой.

Описание процесса

После проведения подготовительных мероприятий производится процесс стыковки. Сварка алюминия в домашних условиях методом электродуговой сварки в среде нейтральных газов производится с соблюдением следующих рекомендаций:

  • угол наклона вольфрамового электрода к свариваемой поверхности должен быть не менее 70°, но не более 80°;
  • пруток присадочного металла подается в зону перпендикулярно вольфрамовому электроду;
  • размер дуги не должен превышать 2 1/2 мм;
  • чтобы обеспечить защиту от кислорода расплавленный металл первым перемещаться начинает пруток, а за ним электрод с горелкой;
  • присадочный пруток периодически вводится в сварочную ванну;
  • поперечные движения не рекомендованы, только продольные;
  • для отведения излишнего тепла сварку производят на медных пластинах или стальном верстаке;
  • инертный газ подается за 3 секунды до образования дуги и в течение 5 секунд после окончания подачи напряжения.
Процесс сварки своими руками
Сварка алюминия

В последнее время в домашних мастерских популярность набирает полуавтоматические аппараты, особенно импульсные. Проблема с оксидной пленкой решается за счет импульса высокого напряжения. Он буквально разбивает ее, а за счет обратного действия вдавливает капли расплавленного алюминия в ванну с расплавом.

Процесс сварки алюминия импульсными полуавтоматами производится с постоянным током, но с обратной полярностью. Равномерная подача алюминиевой проволоки осуществляется роликовым механизмом. Из-за высокого коэффициента температурного расширения проволока может застревать в наконечнике. В связи с этим, используются наконечники для сварки алюминия и имеющие маркировку «AL».

Сварка алюминия инвертором — пошаговая инструкция

При сварке инвертором изделий из алюминия и его сплавов приходиться сталкиваться с рядом сложностей, вызванных его физико-химическими свойствами.

Изделия из алюминия и его сплавов имеют ряд существенных достоинств, что позволило найти им широкое применение как в различных отраслях промышленности, так и во всех сферах нашего быта. Но, к сожалению, этот металл не обладает высокой прочностью и нередко ломается, поэтому алюминиевые детали приходиться иногда ремонтировать. Если раньше такого рода ремонт был возможен только на производстве, то сегодня сварка алюминия инвертором стала вполне доступной даже для неспециалиста.

Можно ли варить алюминий инвертором

При сварке инвертором изделий из алюминия и его сплавов приходиться сталкиваться с рядом определенных сложностей, вызванных его физико-химическими свойствами, а именно:

  • оксидная пленка на поверхности алюминиевых деталей, которая образована вполне естественным взаимодействием с атмосферным кислородом, имеет температуру плавления в 2000⁰ C, а сам алюминий плавится при температуре всего в 660⁰ C;
  • тугоплавкую оксидную пленку с поверхности места сварки необходимо снимать путем механического удаления или химического воздействия, причем производить сварку металла после этого необходимо сразу во избежание повторного окисления;
  • при больших перепадах температур во время электросварки прочностные качества алюминия значительно снижаются;
  • от высокой температуры электродуги алюминий интенсивно расплавляется и начинает вытекать из зоны сварки;
  • при нагревании во время проведения сварочных работ алюминий практически не изменяет свой цвет, отсюда производить контроль размеров сварного шва довольно затруднительно;
  • низкое значение модуля упругости изделий из алюминия может стать причиной деформаций свариваемых конструкции, а при остывании — образования микротрещин в районе сварочной ванны.

Поэтому, зная все нюансы и соблюдая определенные условия, можно сварить алюминий инвертором даже в домашних условиях. Причем, если к инверторному сварочному аппарату не предъявляют особых требований, то к расходным материалам и методике проведения самих сварочных работ уделяют первостепенное значение. Отсюда и постараемся сформулировать ответы на вопрос: как правильно варить алюминий инвертором.

Правила сварки алюминия

При сварке алюминия необходимо соблюдать следующие требования:

  • сварка изделий из алюминия и его сплавов возможна только под защитой инертных газов как аргон или смесь аргона с гелием, поэтому инверторный аппарат должен иметь специальное газобаллонное оборудование аргонодуговой сварки;
  • лучше всего производить сварку при помощи неплавящихся вольфрамовых электродов, которые необходимо периодически очищать от накапливающихся окислов, в противном случае будет ухудшаться качество сварного шва;
  • алюминиевые детали перед сваркой рекомендуется предварительно прогреть для уменьшения последствий температурных деформаций в районе сварного шва;
  • алюминий, в основном, сваривают с помощью переменного электрического тока, причем значение силы сварочного тока устанавливают для работы с алюминием несколько больше, чем для сварки аналогичных стальных изделий;
  • перед использованием присадочные алюминиевые электроды необходимо прогреть в муфельной печи.

Сварку алюминия можно производить практически всеми сварочными аппаратами инверторного типа с любой производительностью и степенью автоматизации рабочих процессов.

Расходные материалы для сварки алюминия

Для сварки различных изделий из алюминия и его сплавов с помощью неплавящихся вольфрамовых электродов на инверторных аппаратах типа TIG рекомендуется применять присадочную проволоку от 2 до 5 мм в диаметре с маркировкой АО, АК и АД с высоким содержанием присадок магниевых сплавов.

А также можно использовать специальные электроды по алюминию марок ОЗА, ОЗР и ОЗАНА российского производства или их более качественные импортные аналоги — ОК 96.20, ОК 96.40 и Kobatek-213, но только с несколько большей стоимостью. Фото

Для сварочных инверторных полуавтоматов выпускают специальную алюминиевую проволоку диаметром 0,8-1,0 мм, намотанную на стандартные катушки весом в 0,5 кг. Как правило, чаще всего используют сварочную проволоку, представляющую собой литой сплав алюминия с кремнием (Al-Si 5) марок ER 4043 и ER 5356, реже аналогичную проволоку, но сделанную из деформируемых с алюминиево-магниевых сплавов марок Св-АК 5 и Св-АМг 5. Фото

Главной составляющей цены метра шва при сварочных работах по алюминию является стоимость расходных материалов, а именно инертного газа аргона и специальных алюминиевых электродов.

Пошаговая инструкция по сварке

Если вы уяснили основные требования, как правильно варить алюминий инвертором, то можно приступать непосредственно к сварочным работам, при этом соблюдая следующую последовательность:

  1. Настраиваем сварочный инверторный аппарат и для этого:
  • переводим тумблер AC/DC в режим переменного электрического тока AC;
  • баланс полярности устанавливаем из положения 50/50, смещая его в отрицательную сторону при работе с чистым алюминием, а для различных сплавов используем положительную часть диапазона регулировки;
  • устанавливаем сварочный ток исходя из толщины самого материала и диаметра электрода, так для двухмиллиметрового листа алюминия и 3 мм присадочной проволоки достаточно выставить силу сварочного тока в 60 ампер;
  • настраиваем замедление процесса затухания электродуги для заварки кратера окончания сварочной ванны, которая также зависит от толщины заготовки и при 2 мм необходимо выставить время примерно в 3 секунды;
  • устанавливаем время и интенсивность продувки инертным газом, необходимое для охлаждения сварочного шва.
  1. Подготавливаем алюминиевые детали для сварки путем:
  • проведения механической очистки от оксидной пленки места будущей сварки с помощью металлической щетки или наждачной бумаги, доводя поверхность до идеального белого блеска;
  • обезжиривания поверхности, обрабатывая ее химическими реагентами — различные растворители или специальной паяльной кислотой;
  • обязательного прогревания заготовок непосредственно перед сваркой до температуры в 400⁰ C.
  1. После выполнения всех подготовительных работ приступаем к чистовой сварке, соблюдая при этом главное правило, которое требует производить сварку алюминия не торопясь, чтобы обеспечить возможность равномерного прогрева материала свариваемых деталей.
  2. Подачу присадочной проволоки или сварочного алюминиевого электрода необходимо осуществлять на начало сварочной ванны под углом в 15 градусов, используя легкие прикосновения так, чтобы сварочный шов получился равномерным и немного ребристым.

Не стоит приступать к выполнению чистовых сварочных работ без наличия должного опыта в сварке алюминиевых изделий. Сначала потренируйтесь и приобретите необходимые навыки и опыт. Для этого вы можете посмотреть видео, где наглядно показано как правильно сварить алюминий с помощью инвертора:

Если у вас есть свой особый опыт в этой теме, то поделитесь им в блоке комментариев.

Какой вид сварки используется для алюминия? | Металлические супермаркеты

Для сварки алюминия требуются другие методы сварки, другие защитные газы, другие спецификации и другая обработка перед сваркой и после сварки, чем для сварки стали. Процессы сварки, которые подходят для обоих видов сварки, могут потребовать изменений, чтобы их можно было использовать для сварки алюминия. Алюминий сравнительно легко сваривается, но прежде всего необходимо выбрать правильный процесс сварки.

Почему сложно сваривать алюминий?

Прежде чем описывать различные сварочные процессы, которые используются для соединения алюминия, важно понять некоторые трудности, присущие сварке алюминия.Одна из проблем — это присадочный металл. Во-первых, некоторые алюминиевые сплавы невозможно сваривать без присадочных материалов. Сплавы, такие как 6061, будут растрескиваться при затвердевании, если их сваривать без присадочного металла. Кроме того, необходимо выбрать правильный наполнитель. Например, сварка сплава 6061 с присадочным металлом 6061 приведет к разрушению сварного шва. Вместо этого при сварке основного материала 6061 следует использовать алюминиевый присадочный металл 5356 или 4043. Еще одна проблема с алюминиевым присадочным металлом — подача.Если используется механический процесс подачи проволоки, скорее всего, потребуются специальные приводные системы. Это связано с тем, что алюминий имеет меньшую прочность колонны, чем сталь, и, скорее всего, будет коробиться и запутываться, если не используются специальные системы подачи проволоки, такие как пушпульный пистолет. Это особенно верно для более тонких алюминиевых присадочных материалов (например, диаметром 0,8 мм или 1 мм).

Алюминий также имеет большую теплопроводность, чем сталь. Тепло, выделяемое при запуске процесса сварки алюминия, рассеивается быстрее, чем при сварке сплава на основе железа.Следовательно, полное проплавление может не произойти, пока сварка не продвинется достаточно далеко от начала. Это известно как холодный старт. Необходимо следить за тем, чтобы при сварке алюминия не происходил холодный пуск. Еще один результат повышенной теплопроводности — кратеры большего размера. К моменту, когда будет достигнут конец сварного шва, будет больше тепла, чем в начале. Это тепло хорошо рассеивается в алюминии и может образовывать большие кратеры. Алюминий очень подвержен образованию кратеров, поэтому кратеры следует заделывать, чтобы не произошло разрушения в конце сварного шва.

Алюминий также требует различной предварительной и послесварочной обработки. Алюминий образует оксидный слой, который имеет более высокую температуру плавления, чем сам алюминий. Чтобы избежать попадания нерасплавленных частиц оксида алюминия в сварной шов, перед сваркой следует использовать процесс удаления оксида, такой как очистка проволочной щеткой или химическая очистка. Некоторые алюминиевые сплавы, такие как 6061-T6, искусственно состарены для повышения их прочности. Тепло от сварки сводит на нет преимущества, полученные от искусственного старения, и значительное снижение прочности будет обнаружено в зоне термического влияния.Следовательно, для таких сплавов может потребоваться искусственное старение после сварки.

Какой вид сварки используется для алюминия?

Следующие способы сварки могут использоваться для алюминия:

    • GTAW / TIG
    • GMAW / MIG
    • Лазерная и электронно-лучевая сварка
    • Сварка сопротивлением

GTAW / TIG

Одним из наиболее популярных процессов сварки алюминия является дуговая сварка вольфрамовым электродом в газовой среде (GTAW), также известная как сварка вольфрамовым электродом в среде инертного газа (TIG).GTAW — отличный процесс для алюминия, потому что он не требует механической подачи проволоки, что может создать проблемы с подачей проволоки. Вместо этого сварщик рукой подает присадочный материал в лужу. Кроме того, процесс GTAW является чрезвычайно чистым, что предотвращает загрязнение алюминия атмосферой.

GMAW / MIG

Газовая дуговая сварка металлическим электродом (GMAW) или сварка в среде защитного газа (MIG) — еще один отличный выбор для сварки алюминия. Газовая дуговая сварка, как правило, имеет более высокие скорости наплавки и более высокие скорости перемещения, чем GTAW.Однако GMAW использует механическую систему подачи проволоки. Из-за этого может потребоваться двухтактный пистолет или пистолет для катушки, чтобы была возможна подача алюминиевой проволоки. Также важно не использовать защитный газ 100% CO2 или 75% аргон / 25% CO2. Такой газ является приемлемым выбором для стали, но алюминий не может справиться с химически активным газом CO 2. Следуйте рекомендациям производителя присадочного металла в отношении типа защитного газа.

Лазерная и электронно-лучевая сварка

Процессы лучевой сварки часто позволяют сваривать алюминий.Кроме того, поскольку удельная мощность процессов лучевой сварки настолько высока, холодный запуск вызывает меньшую озабоченность. При лазерной сварке светоотражающая способность материала может быть проблемой. Кроме того, оптимизация защитного газа является ключом к предотвращению пористости. Электронно-лучевая сварка обычно не имеет этих проблем, потому что она не использует свет в качестве энергетической среды и выполняется в вакууме.

Контактная сварка

Контактная сварка возможна при сварке алюминия. Однако трудности возникают из-за электрической и теплопроводности алюминия.Время разработки параметров может быть значительным, и для решения этих проблем могут потребоваться специальные наконечники и оборудование для контактной сварки.

Процессы, не рекомендуемые для сварки алюминия

Есть несколько процессов, которые не подходят для сварки алюминия. Любой сварочный процесс, в котором используется флюс, например, сварка штучной сваркой, дуговая сварка порошковой проволокой и дуговая сварка под флюсом, как правило, не являются эффективными методами сварки алюминия. Часто сварные швы, созданные этими процессами, приводят к большой пористости.

Metal Supermarkets — крупнейший в мире поставщик мелкосерийного металла с более чем 90 обычными магазинами в США, Канаде и Великобритании. Мы эксперты по металлу и обеспечиваем качественное обслуживание клиентов и продукцию с 1985 года.

В Metal Supermarkets мы поставляем широкий ассортимент металлов для различных областей применения. В нашем ассортименте: нержавеющая сталь, легированная сталь, оцинкованная сталь, инструментальная сталь, алюминий, латунь, бронза и медь.

Наша горячекатаная и холоднокатаная сталь доступна в широком диапазоне форм, включая пруток, трубы, листы и пластины.Мы можем разрезать металл в точном соответствии с вашими требованиями.

Посетите одно из наших 80+ офисов в Северной Америке сегодня.

Как сваривать алюминий: подробное руководство

Сварка алюминиевых сплавов сложнее, чем сварка стальных сплавов. Поскольку алюминий имеет более высокую теплопроводность и более низкую температуру плавления по сравнению со сталью, он может подвергаться большему прожогу.

Изучив свойства алюминия и передовые методы сварки алюминия, вы поймете, как сваривать алюминий.

Фидерные проволоки из алюминия более мягкие, чем стальные. Поэтому алюминиевые фидерные провода могут запутаться в этих фидерах. В частности, более тонкие алюминиевые профили более подвержены этому риску. В результате сварка алюминия может быть сложной задачей даже для опытных сварщиков.

Выбор правильной техники сварки алюминия зависит от требований к применению и уровня квалификации сварщика. Прежде всего необходимо рассмотреть химические и физические свойства алюминия, чтобы понять особенности сварки.

Свойства алюминия

Температура плавления алюминия почти вдвое ниже, чем у стали. Алюминий плавится при температуре всего 1221 градуса по Фаренгейту, а сталь — при 2500 градусах по Фаренгейту.

Оксидный слой алюминия имеет гораздо более высокую температуру плавления — 3700 градусов по Фаренгейту. Слой оксида алюминия твердый и устойчив к коррозии и истиранию. Теплопроводность и пористость — две основные проблемы при сварке алюминия.

Водород хорошо растворяется в жидком алюминии.Когда основной металл алюминия и присадочный материал плавятся в жидкую форму во время процесса сварки, полученная жидкая смесь может поглощать водород (газ образует раствор). Когда расплавленный металл начинает затвердевать, он становится неспособным удерживать водород в гомогенной форме. Затем в металле образуются пузырьки водорода, что приводит к пористости.

Смесь защитного газа из аргона и гелия используется для борьбы с пористостью. Однако необходимо повысить напряжение, чтобы преодолеть более высокий потенциал ионизации.Из-за более высокого напряжения будет большее проникновение и тепловложение. Следовательно, эту смесь следует использовать для более толстых алюминиевых предметов.

Основной металл 6061 имеет большую склонность к растрескиванию из-за своего химического состава. Следовательно, сварка его автогенным способом очень затруднительна. Использование наполнителя с аналогичным химическим составом также создаст проблемы. Необходимо использовать присадочный металл, содержащий кремний или магний, чтобы уменьшить склонность к растрескиванию этого материала.

Алюминий также обладает большей теплопроводностью, чем сталь.Это означает, что холодные области алюминия могут быстро поглощать тепло от сварочной ванны, что может привести к низкому проплавлению сварного шва. Поскольку алюминий имеет в 5 раз большую теплопроводность, чем сталь, он требует гораздо большего количества тепла, чтобы избежать малого проплавления.

Выбор присадочного металла

При выборе присадочного металла для алюминия рекомендуется руководствоваться таблицей выбора. В зависимости от требуемых характеристик сварного шва для различных алюминиевых сплавов рекомендуются разные присадочные материалы.

Таблица выбора содержит 8 характеристик, которые имеют решающее значение для сварочных работ.

  • Прочность
  • Чувствительность к трещинам
  • Коррозионная стойкость
  • Пластичность
  • Вязкость
  • Термическая обработка после сварки
  • Соответствие цвета после анодирования
  • Работа при повышенных температурах

Вы можете определить, какие свойства являются наиболее важными для конкретное приложение, учитывая требования всех компонентов.Затем вы можете выбрать присадочный металл, который лучше всего соответствует требуемым характеристикам.

Следует отметить, что повышенная рабочая температура алюминия составляет от 150 до 350 градусов по Фаренгейту. Это, наряду с другой информацией об остальных характеристиках, присутствует в таблице выбора алюминия.

Крайне важно правильно выбрать присадочный металл в зависимости от области применения. Возвращаясь к алюминию 6061, лучшие варианты присадочного металла — это 5356, 4943 и 4043.Проволока 4943/4043 GMAW может помочь увеличить текучесть сварочной ванны, улучшить свариваемость и уменьшить пористость, а материал 5356 может повысить ее прочность и ударную вязкость.

Помимо выбора правильного присадочного материала, важно использовать лучшие методы сварки алюминия.

Передовые методы сварки алюминия

Чтобы свести к минимуму дефекты и добиться наилучших результатов при сварке алюминия, вы должны следовать этим передовым методам.

Не плести

Техника плетения обычно используется для сварки стали.Однако он не подходит для сварки алюминиевых сплавов. Стрингер — лучший вариант, поскольку он обеспечивает лучшее сплавление и проникновение.

При сварке алюминия методом MIG необходимо обеспечить большее тепловложение и более высокую скорость перемещения. Из-за физических свойств алюминия требуется более высокая скорость движения. Метод сварки алюминия лучше всего можно охарактеризовать как «быстрый и горячий». Для алюминия необходимы более высокое напряжение и сила тока, чем для стали, поскольку алюминий имеет большую теплопроводность.Скорость движения сварного шва должна быть достаточно высокой, чтобы избежать проблем с прожогом, особенно на тонких алюминиевых профилях.

Очистите поверхность

Перед сваркой необходимо очистить алюминиевую поверхность от влаги, остатков, грязи и масла. Это поможет свести к минимуму вероятность появления пористости и обеспечить наилучшие результаты. Ацетон — эффективное решение для удаления углеводородов с поверхности алюминия. s

Соскребите оксидный слой

После очистки поверхности используйте чистую щетку из нержавеющей стали, чтобы удалить оксидный слой перед началом сварки.Однако убедитесь, что вы используете легкие штрихи. Сильная чистка щеткой может привести к более глубокому проникновению оксидного слоя в поверхность. Щетку следует использовать для алюминия. Не используйте его для углеродистой или нержавеющей стали. Вы также можете использовать травильные растворы и растворители для удаления оксидного слоя.

После использования травильных растворов убедитесь, что они полностью удалены перед началом сварки алюминия. Вы можете использовать обезжириватель для удаления углеводородов из растворителей и масел для резки. В самом обезжиривателе не должно быть углеводородов.

Как указывалось ранее, температура плавления оксидного слоя намного выше, чем у основного металлического алюминия. По своей природе он действует как изолятор. Для расплавления оксидного слоя необходимы значительно более высокие уровни нагрева, если его не удалить. Создание дуги также может быть проблематичным при наличии оксидного слоя.

Поскольку оксид алюминия плавится при температуре выше 3500 градусов по Фаренгейту, он останется в твердом состоянии, если не будет достаточно тепла. Тогда это станет барьером, препятствующим проникновению сварочного присадочного металла.

Более высокое тепловложение может увеличить риск прожога, что приведет к пористости. Это связано с тем, что оксидный слой имеет тенденцию удерживать влагу.

Храните правильно

Правильное хранение присадочного металла и основного алюминия может помочь уменьшить пористость.

По возможности храните алюминиевые листы в помещении. В случае, если вы должны хранить алюминиевые листы на улице, держите листы вертикально, чтобы вода не накапливалась на поверхности и не образовывала более крупный оксидный слой.То же самое следует сделать и с наполнителями.

Если присадочные материалы или основной алюминий хранятся вне помещения или в помещении с кондиционированием воздуха, принесите их в магазин и дайте им стабилизироваться перед сваркой. Протрите поверхность, чтобы уменьшить образование конденсата из-за разницы температур.

Проверка расходных материалов

Некоторые проблемы при сварке алюминия методом MIG могут возникать из-за состояния расходных материалов.

Используйте шланги и газовые линии в хорошем состоянии, чтобы свести к минимуму вероятность образования пористости.Убедитесь, что шланговые соединения плотно затянуты, чтобы не было утечки воздуха в линию.

Используйте правые ведущие ролики и вкладыши. Пластиковые вкладыши могут быть лучшим вариантом для сварки алюминия, поскольку латунные или металлические направляющие и стальные вкладыши могут привести к истиранию мягкой алюминиевой проволоки при ее движении вперед. Затем может начать накапливаться стружка, что может вызвать проблемы с кормлением.

Для алюминия предпочтительнее использовать приводные ролики с U-образной канавкой, поскольку другие типы приводных роликов могут вызвать деформацию проволоки.

Следите за температурами

Обратитесь к руководству по алюминиевому наполнителю, чтобы определить оптимальные значения температуры промежуточного прохода и предварительного нагрева. Неблагоприятные тепловые эффекты, связанные с размером секции, можно устранить путем предварительного нагрева толстых секций перед их сваркой. Для алюминия этот предварительный нагрев должен быть минимальным.

Растрескивания при сварке можно избежать, предварительно нагревая алюминиевую деталь до нужной температуры. Используйте датчик температуры, чтобы убедиться, что температура предварительного нагрева не становится слишком высокой.Температура предварительного нагрева должна быть ниже 230 градусов по Фаренгейту. Сделайте прихваточные швы на концах зоны сварки, чтобы облегчить предварительный нагрев.

Если имеется большая разница в толщине свариваемых алюминиевых профилей, то толстую секцию следует предварительно нагреть, чтобы избежать возможности холодной притирки. Если это все-таки произойдет, попробуйте вкладки для закрывания и закрывания.

Методика нажимной сварки

При сварке алюминия пистолет следует отодвигать от сварочной ванны, а не тянуть.Этот метод сварки приведет к увеличению покрытия защитным газом, меньшему загрязнению сварных швов и лучшему очищающему эффекту.

Защитный газ

Благодаря желаемому профилю проникновения и очищающему действию аргон является предпочтительным защитным газом при сварке алюминия. При сварке алюминиевых сплавов серии 5ххх следует использовать комбинацию гелия и аргона. Содержание гелия не должно превышать 75 процентов. Использование этой смеси гарантирует, что образование оксида магния сведено к минимуму.

Сварочная проволока

Выбирая проволоку для сварочного присадочного материала, убедитесь, что ее температура плавления сопоставима с температурой основного металла заготовки. Вы получите лучшие результаты сварки при меньшей разнице температур плавления. Кормление легче с более толстой проволокой. Диаметр проволоки должен составлять около 1/16 дюйма.

Сварка тонких алюминиевых листов — это немного жестко и требует дополнительных мер предосторожности. Вы должны использовать проволоку диаметром 0,035, а также импульсную сварку.Скорость подачи проволоки должна быть в пределах 100 — 300 дюймов в минуту.

Выпуклые — фасонные сварные швы

Кратерное растрескивание является основной причиной большинства отказов при сварке алюминия. Растрескивание является результатом быстрого теплового расширения, которое происходит во время самой сварки, и сжатия, которое происходит во время охлаждения.

Вогнутые кратеры имеют самую высокую вероятность растрескивания, поскольку поверхность кратера может сжиматься и раскалываться при остывании. Поэтому операторы сварки должны использовать бугорчатую или выпуклую форму, чтобы решить эту проблему.Когда сварной шов остывает, выпуклая форма минимизирует результирующие силы сжатия.

Источник питания

При сварке алюминия методом MIG сначала следует подумать о импульсной сварке или сварке со струйной дугой. Для дуговой сварки со струйным переносом можно использовать аппараты постоянного напряжения или источники постоянного тока. При сварке со струйной дугой небольшая струя расплавленного материала распыляется вдоль дуги к основному металлу из проволоки. Аппараты постоянного тока обеспечивают наилучшие результаты для толстых алюминиевых профилей, для которых требуется сварочный ток выше 350 А.

Импульсная передача может осуществляться от инверторного источника питания. Импульсные функции встроены в новые блоки питания. В этой процедуре (импульсная MIG) одна капля расплавленного присадочного материала проходит через заготовку от электрода во время каждого импульса тока. С помощью этой процедуры можно свести к минимуму разбрызгивание и использовать более высокие скорости движения по сравнению со сваркой с переносом распылением.

С помощью этого процесса сварки алюминия вы также можете лучше контролировать тепловложение и упростить работу в нерабочем состоянии.Операторы также могут использовать более низкие токи подачи и скорости подачи проволоки для сварки алюминиевых листов.

Устройство подачи проволоки

При переходе от сварки MIG стали к сварке MIG алюминия разница в скорости подачи — одно из самых больших изменений, с которыми вы столкнетесь. Из-за механических свойств алюминия могут возникнуть определенные проблемы с подачей, отсутствующие в стальной присадочной проволоке.

Сталь намного прочнее алюминия, поэтому она может выдерживать гораздо большее количество злоупотреблений.Его также легче кормить на большие расстояния. Алюминий, с другой стороны, мягче и более подвержен деформации в результате подачи. Выбор системы подачи для сварки алюминия требует гораздо большей осторожности, чем при сварке стали.

Есть две очень распространенные проблемы, связанные с подачей алюминиевой проволоки. Одна из проблем — неравномерная подача проволоки. Другая проблема — сплавление алюминиевой сварочной проволоки с контактным наконечником сварочного пистолета.

Для наиболее подходящей системы подачи, которая может свести к минимуму эти проблемы, сначала следует проанализировать настройки тормоза.Установочное усилие тормоза должно быть достаточным, чтобы предотвратить свободный ход катушки при остановке сварки. Больше этого быть не должно.

Для подачи алюминиевой проволоки на большие расстояния предпочтительным выбором является двухтактный метод. В этом методе шкаф подачи проволоки защищает алюминиевую проволоку от окружающей среды. Проволока проталкивается и направляется через сопло с постоянной скоростью и силой с помощью двигателя с регулируемой скоростью и постоянным моментом. Сварочная горелка оснащена двигателем с высоким крутящим моментом, который протягивает проволоку с постоянной скоростью.

Новые сварочные системы теперь оснащены электронными тормозными механизмами, которые могут минимизировать напряжения на алюминиевой проволоке, сохраняя при этом натяжение на пороговом уровне.

Один и тот же механизм подачи проволоки используется в некоторых цехах для подачи как алюминиевой, так и стальной проволоки. В этом случае следует использовать тефлоновые вкладыши, чтобы обеспечить равномерную и плавную подачу алюминиевой проволоки. Чтобы проволока не запуталась, используйте пластиковые входящие трубы и выходные трубы зубильного типа, чтобы проволока получала опору как можно ближе к приводным роликам.Кабель должен быть прямым, чтобы сопротивление подачи проволоки во время сварки было минимальным. Сглаживание алюминиевой стружки можно свести к минимуму, правильно выровняв направляющие трубки и приводные ролики.

Установите правильный уровень натяжения приводного ролика для равномерной подачи проволоки. Чрезмерное натяжение исказит форму проволоки и приведет к грубой подаче. Вы можете ожидать неравномерного кормления при низком натяжении. Чрезмерное или недостаточное натяжение может вызвать пористость сварного шва и неравномерную дугу.

Ведущие ролики теперь имеют U-образные контуры с гладкими краями, на которых скошены фаски.Это создает минимальные нагрузки на алюминиевую проволоку, чтобы предотвратить ее деформацию. Аналогичным образом, контактные наконечники теперь специально разрабатываются для сварки алюминия. Внутреннее отверстие должно быть как можно более гладким, а острые кромки и заусенцы, особенно на вершине, устранены.

Сварочный пистолет

Для сварки алюминия необходимо использовать отдельную подкладку горелки. Износ проволоки можно свести к минимуму, ограничив два конца гильзы, чтобы закончить зазоры между газовым диффузором и гильзой.Частая смена лайнеров может свести к минимуму вероятность проблем с подачей проволоки из-за абразивного слоя оксида алюминия. Контактный наконечник должен быть примерно на 0,015 больше диаметра присадочного металла. Это необходимо, потому что наконечник может расшириться до овальной формы при нагревании, и это может ограничить подачу проволоки. При сварочных токах более 200 А следует использовать горелку с водяным охлаждением, чтобы предотвратить проблемы с подачей проволоки и накопление тепла.

Функция горячего старта

Чтобы решить проблемы теплопроводности, сварочное оборудование теперь имеет функцию горячего старта.Пусковой ток обычно выше сварочного тока, используемого в течение большей части процесса сварки. Более тяжелый начальный ток поддерживается в течение заданного периода.

Затем ток падает до нормального значения до конца сварочного процесса. Сильный начальный ток обеспечивает высокое тепловложение, необходимое для преодоления исключительной теплопроводности алюминия. Это снижает вероятность неполного плавления, низкого проплавления и последующих дефектов сварки, связанных с алюминиевыми соединениями.

Подобные сообщения:

Как успешно выполнить сварку алюминия методом MIG [Руководство]

Сварка алюминия методом MIG может быть затруднена, так как он сильно отличается от сварки MIG низкоуглеродистой стали. Следуйте этому руководству, чтобы узнать о ключевых факторах, которые следует учитывать.

Ключ к сварке алюминия

Алюминий в чистом виде — это относительно мягкий металл, который имеет множество применений, но требует добавления сплава (ов) для повышения его прочности. Поскольку свойства алюминия сильно отличаются от свойств стали, работа с этим материалом может представлять некоторые уникальные проблемы, такие как искажение и чувствительность к тепловложению.Несмотря на эти проблемы, сварка алюминия методом MIG не так уж и сложна при использовании правильного оборудования и соблюдении надлежащих процедур.

Помните об этих важных факторах при сварке алюминия методом MIG.

Советы по началу работы

  1. Учитывайте толщину материала : Толщина материала алюминия, который можно сваривать методом MIG, составляет 14 калибра и больше; выходная мощность вашего сварочного аппарата определяет толщину, которую вы можете сваривать. Для сварки MIG алюминия толщиной менее 14 (.074 дюйма), может потребоваться специализированное оборудование для импульсной сварки MIG или AC TIG.
  2. Содержите его в чистоте : Алюминий необходимо тщательно очистить перед сваркой, включая удаление любых смазочных материалов с материала. Удаление оксидов следует производить после обезжиривания с помощью металлической щетки из нержавеющей стали — подойдет ручная или плоская проволочная щетка. Если используется электрическая проволочная щетка, поддерживайте низкие обороты и давление, чтобы уменьшить смазывание поверхности материала, которое может захватить оксиды и загрязнения под поверхностью.Чтобы избежать загрязнения основного материала, всегда очищайте металлической щеткой, которая используется только для алюминия.
  3. Выберите подходящий газ : Поскольку алюминий является цветным металлом, для него требуется 100-процентный аргон в качестве защитного газа. Рекомендуется скорость потока от 20 до 30 кубических футов в час.
  4. Какой процесс использовать? При сварке алюминия методом MIG желательным режимом является перенос распылением. Этот процесс представляет собой очень плавный перенос капель расплавленного металла от конца электрода к ванне расплава.Диаметр капель, пересекающих дугу, меньше диаметра электрода. При переносе распылением короткого замыкания нет, а скорость осаждения и эффективность относительно высоки. Однако имейте в виду, что перенос распылением требует большого количества тепла, создавая большую сварочную ванну с хорошим проплавлением, что может быть трудно контролировать. Его не следует использовать на материалах толщиной менее 14 калибра.
  5. Пистолет и варианты подачи проволоки: Выбор горелки и системы подачи проволоки является важным шагом перед сваркой алюминия методом MIG.Алюминиевая проволока обычно подается с помощью катушечного пистолета или двухтактной системы. Катушечные пистолеты улучшают подачу мягкой проволоки за счет размещения небольшого количества проволоки на пистолете с пистолетной рукояткой. Использование катушечного пистолета исключает возможность гнездования птиц, поскольку проволока подается только на несколько дюймов. В двухтактной системе двигатель пистолета протягивает проволоку через лайнер, в то время как двигатель на подающем устройстве действует как вспомогательный двигатель. Этот вариант идеален при сварке вдали от источника питания и может быть более эргономичным и удобным для пользователя.
  6. Правильный присадочный металл: Знайте сплав основного алюминия и условия, которым будет подвергаться готовая деталь. Двумя наиболее доступными алюминиевыми присадочными проволоками являются ER4043 и ER5356. За рекомендациями по сплавам проволоки, подходящим для вашего применения, обратитесь к местному дистрибьютору сварочного оборудования или к представителю присадочного металла для алюминия.

Техника сварки

Уровень квалификации оператора, типы соединений, установка и положение, а также источник питания для сварки — все это будет иметь большое влияние на свариваемость алюминия.Рассмотрите эти методы сварки, чтобы улучшить свои навыки.

  • Используйте угол хода от 10 до 15 градусов — наконечник и сопло должны быть направлены в направлении движения (см. Рисунок 1). Вытягивание или использование угла сопротивления приведет к образованию пористых грязных сварных швов из-за отсутствия газового покрытия.

Рис.1: Методы огнестрельного оружия

  • Соблюдайте правильное расстояние от наконечника до рабочей поверхности и по возможности утопите контактный наконечник примерно на 1/8 дюйма внутри сопла.(См. Рисунок 2)

Рисунок 2: Пистолет и зона сварки

  • Отражающий тепло и сварочная лужа очень горячие при сварке алюминия методом MIG. Удерживание наконечника ближе, чем рекомендуется, может привести к обратному прожигу проволоки до контактного наконечника и другим проблемам с подачей.

  • Избегайте больших переплетений на алюминии. Если необходимы более крупные угловые швы, многопроходные прямые валики обеспечат лучший внешний вид и уменьшат вероятность притирки, прожога и других дефектов сварного шва.

  • Необходимо увеличить скорость перемещения горелки, поскольку основной материал нагревается во время сварки.

Устранение общих проблем

Если вы столкнетесь с этими типичными проблемами при сварке алюминия методом MIG, рассмотрите следующие шаги для решения проблемы.

Прогорание (проплавление) из-за перегрева основного материала

  • Увеличьте скорость перемещения и сделайте швы короче.
  • Перемещайтесь по детали, рассеивая тепло.
  • Используйте более толстый материал, измените конструкцию соединения или переключите процесс сварки на AC TIG.
  • Устранение / уменьшение зазоров.

Грязные сварные швы

  • Используйте выталкивающий угол вместо перетаскивания.
  • Увеличьте напряжение для перехода в режим распыления.
  • Используйте соответствующие методы очистки основного металла, например щетку из нержавеющей стали.
  • Проверить наличие защитного газа и типа сплава проволоки.

Неправильные настройки машины

Проволока пригорает обратно к контактному наконечнику во время или в конце сварного шва

  • Соблюдайте правильное расстояние от наконечника до рабочей поверхности.
  • Убедитесь, что размер контактного наконечника, ведущие ролики и направляющая горелки соответствуют диаметру используемой проволоки.

Проволока скворечников (скопления) перед входной направляющей на пистолете

  • Проверьте и отрегулируйте натяжение приводных роликов.
  • Убедитесь, что ведущие ролики соответствуют диаметру проволоки.
  • При необходимости заменить контактный наконечник.
  • Проверить регулировку давления на алюминиевой ступице золотникового пистолета.

Как сваривать алюминий? Подробное руководство по процессу сварки

Алюминий — это химический элемент, который составляет около 8% земной коры, что делает его самым распространенным металлом и третьим по распространенности элементом после кислорода и кремния. Алюминий хорошо известен своей низкой плотностью (около 2.7 г / см 3 ) и благодаря феномену пассивации отличная коррозионная стойкость.

Поскольку чистый алюминий относительно мягкий, в него добавляются небольшие количества легирующих элементов для получения ряда механических свойств. Сплавы сгруппированы по основным легирующим элементам. Конкретные коммерческие сплавы имеют четырехзначное обозначение в соответствии с международными спецификациями для деформируемых сплавов или буквенно-цифровой системой ISO. В таблице 1 представлены дополнительные сведения о составе этих классификаций.

Первая цифра серии указывает на основной легирующий элемент, добавляемый в алюминиевый сплав, и используется для описания серии, то есть серии 1000 или серии 5000 и т. Д. Вторая цифра представляет модификацию конкретного сплава внутри серии; т.е. x1xx представляет первую модификацию указанного сплава, а x2xx представляет вторую модификацию. Третья и четвертая цифры обозначают сплав в определенной серии. Подводя итог, сплав 2024 входит в серию сплавов 2000, не имеет модификаций и указывается тип сплава 24.

Однако есть исключение из этой системы нумерации, которое касается алюминия серии 1000; последние две цифры обозначают минимальное процентное содержание алюминия выше 99%. Например, 1050 означает минимальное содержание алюминия 99,50%.

Алюминиевые сплавы также будут иметь обозначение состояния, которое определяет дополнительные этапы обработки (если они реализованы). Обозначения состояний подробно описаны в таблице 2. Помимо основных обозначений состояний, приведенных в таблице 2, есть два дополнительных обозначения: «H» — деформационное упрочнение и «T» — термическая обработка.В таблицах 3 и 4 описаны эти обозначения «H» и «T» соответственно.

Таблица 1 — Деформируемый алюминиевый сплав серии
Серия Главный легирующий элемент Прочность на разрыв (МПа) * 1 термообрабатываемый Приложения
1 ххх 99% минимум алюминия (чистый) 70-185 Х Коррозионная стойкость трубопроводов, электропроводность
2 ххх Медь 185–430 Универсальный, авиакосмический, поковки
3 ххх Марганец 110–280 Х Кастрюли, теплообменники, коррозионная стойкость
4 ххх Кремний 170–380 X / ✔ Присадочная проволока (сварочная)
5 ххх Магний 125–350 Х Морские, автомобильные, сосуды под давлением, мосты, здания
6 ххх Магний и кремний 125–400 Профили декоративные, автомобильные, универсальные
7 ххх цинк 220–750 Универсальный, аэрокосмический, броневой, спортивное снаряжение для соревнований

* 1 Зависит от состава и последующих этапов обработки

. .
Таблица 2 — Обозначения состояния
Обозначение закалки Значение
Ф. В состоянии изготовления — применяется к продуктам процесса формования, в которых не применяется специальный контроль условий термического или деформационного упрочнения
О Отожженный — Относится к продукту, который был нагрет до состояния самой низкой прочности и улучшения пластичности.
H Деформационная закалка — Применяется к изделиям, упрочненным в результате холодной обработки.За деформационным упрочнением может последовать дополнительная термическая обработка, которая приводит к некоторому снижению прочности. Две или более цифры всегда следуют за буквой H
Вт Термообработка на твердый раствор — нестабильное состояние, применимое только к сплавам, которые самопроизвольно стареют при комнатной температуре после термообработки на твердый раствор
т Термическая обработка — для обеспечения стабильного состояния, отличного от F, O или H. Применимо к продукту, прошедшему термообработку, иногда с дополнительным деформационным упрочнением для получения стабильного состояния.Одна или несколько цифр всегда следуют за буквой «T»
Таблица 3 — Подразделения обозначений закалки «H»
Обозначение состояния H * 2 Значение
h2x Деформационная закалка
h3x Деформационная закалка и частичный отжиг
h4x Деформационно-упрочненная и стабилизированная
h5x Закаленная и лакированная или окрашенная

* 2 Вторая цифра «x» указывает на степень деформационного упрочнения: x2 — четверть жесткости, x4 — половинной жесткости, x6 — жесткость на три четверти, x8 — полная жесткость, x9 — сверхвысокая

Таблица 4 — Подразделения обозначений закалки «T»
Обозначение состояния T * 3 Значение
T1 Естественное старение после охлаждения в процессе формовки при повышенной температуре
Т2 Холодная деформация после охлаждения в процессе формовки при повышенной температуре с последующим естественным старением
T3 Раствор термообработанный, холоднодеформированный и естественное старение
Т4 Раствор, подвергнутый термообработке и естественному старению
T5 Искусственное старение после охлаждения в процессе формования при повышенной температуре
T6 Раствор термообработанный и искусственно состаренный
T7 Раствор термообработанный и стабилизированный (с усреднением)
T8 Раствор термообработанный, холодный и искусственно состаренный
T9 Раствор термообработанный, искусственно состаренный и холоднодеформированный
T10 Холодная обработка после охлаждения в процессе формовки при повышенной температуре и затем искусственное старение

* 3 К обозначению «Tx» могут быть добавлены дополнительные цифры, указывающие на снятие напряжения.TX51 или TXX51 — снятие напряжения за счет растяжения, а TX52 или TXX52 — снятие напряжения за счет сжатия

Алюминиевые сплавы повсеместно используются на транспорте, поскольку они обеспечивают конструкционные материалы с хорошим соотношением прочности к весу по разумной цене. В других областях применения используются коррозионная стойкость и проводимость (как термическая, так и электрическая) некоторых сплавов. Хотя обычно они имеют низкую прочность, некоторые из более сложных сплавов могут иметь механические свойства, эквивалентные сталям.Из-за множества преимуществ алюминиевых сплавов, предлагаемых промышленности, существует потребность в выявлении передовых методов их соединения.

Алюминиевые сплавы представляют ряд трудностей при сварке, в том числе:

  • Высокая теплопроводность. Это приводит к чрезмерному рассеиванию тепла, что может затруднить сварку и / или привести к нежелательной деформации деталей из-за того, что требуется большее количество тепла.
  • Растворимость в водороде. Водород хорошо растворяется в расплавленном алюминии, в результате чего сварочная ванна поглощает водород во время обработки.Когда расплавленный материал затвердевает, пузырьки водорода захватываются, создавая пористость.
  • Оксидный слой. Алюминий имеет оксидный слой (оксид алюминия), который имеет гораздо более высокую температуру плавления (2060 ° C), чем исходный алюминиевый сплав (660 ° C). При сварке это может привести к включению оксидного слоя в область сварного шва, потенциально вызывая отсутствие дефектов плавления и снижая прочность сварного шва. Следовательно, детали должны быть очищены проволочной щеткой или химическим травлением перед сваркой, чтобы предотвратить включение оксидов.

Существует множество процессов, которые можно использовать для сварки алюминия и его сплавов, которые подробно описаны ниже:

Дуговая сварка

Дуговая сварка обычно используется для соединения алюминиевых сплавов. Большинство деформируемых марок серий 1ххх, 3ххх, 5ххх, 6ххх и средней прочности 7ххх (например, 7020) можно сваривать плавлением с использованием дуговой сварки. В частности, сплавы серии 5ххх обладают отличной свариваемостью. Высокопрочные сплавы (например, 7010 и 7050) и большинство сплавов серии 2xxx не рекомендуются для сварки плавлением, поскольку они склонны к ликвации и растрескиванию при затвердевании.

  • Можно ли сваривать алюминий с помощью MIG? Сварку MIG можно успешно использовать для соединения алюминиевых сплавов. Этот процесс лучше всего подходит для более тонких материалов, таких как алюминиевый лист, потому что количество необходимого тепла меньше по сравнению с более толстыми листами. Чистый аргон является предпочтительным защитным газом для этого процесса, и используемая сварочная проволока / пруток должны быть по составу максимально похожими на свариваемые детали
  • Можно ли сваривать алюминий TIG? Сварку TIG можно также использовать для соединения алюминиевых сплавов.Благодаря высокой теплопроводности массивного алюминия, процесс TIG позволяет выделять достаточно тепла, чтобы поддерживать область сварного шва достаточно горячей для создания сварочной ванны. Сварку TIG можно использовать для соединения толстых и тонких секций. Подобно сварке MIG, чистый аргон является предпочтительным защитным газом, а используемая сварочная проволока / пруток должны быть по составу аналогичными свариваемым деталям.

Лазерная сварка

Подобно другим процессам на основе плавления, включая дуговую сварку, лазерные лучи можно использовать для сварки многих серий алюминиевых сплавов.Лазерная сварка обычно является более быстрым процессом сварки по сравнению с другими сварочными процессами из-за высокой плотности мощности на поверхности материала. Лазерная сварка «каплевидный вырез» позволяет получать сварные швы с высоким соотношением сторон (узкая ширина шва: большая глубина шва), что приводит к узким зонам термического влияния. Сварка лазерным лучом может использоваться с материалами, чувствительными к трещинам, такими как алюминиевые сплавы серии 6000, в сочетании с подходящим присадочным материалом, таким как алюминиевые сплавы 4032 или 4047. Используемые защитные газы выбираются в зависимости от марки соединяемого алюминия.

Электронно-лучевая сварка

Подобно лазерной сварке, электронные лучи хороши для получения быстрых сварных швов и небольших сварочных ванн. Электронные лучи также лучше подходят для сварки очень толстых алюминиевых профилей. В отличие от других процессов, основанных на плавлении, электронно-лучевая сварка происходит в вакууме, а это означает, что защитный газ не требуется, что приводит к очень чистым сварным швам.

Правильный выбор присадочного металла (присадочная проволока или присадочный пруток), тщательно подобранные параметры сварки и конструкция соединения необходимы для сведения к минимуму риска образования горячих трещин в алюминиевых сплавах при использовании таких процессов сварки плавлением, как дуговая, электронно-лучевая и лазерная сварка.

Сварка трением

Сварка трением — это процесс соединения в твердом состоянии (т.е. без плавления металла), который особенно подходит для соединения алюминиевых сплавов. Сварка трением позволяет соединять все серии алюминиевых сплавов, в том числе 2ххх и 7ххх, которые трудно поддаются сварке. Кроме того, благодаря природе твердотельного процесса отпадает необходимость в защитном газе и достигаются превосходные механические характеристики области сварного шва по сравнению с процессами сварки плавлением.Есть несколько вариантов обработки трением:

  • Сварка трением с перемешиванием (FSW) . FSW был разработан TWI Ltd в 1991 году. FSW работает с использованием нерасходуемого инструмента, который вращается и погружается в стык двух деталей. Затем инструмент перемещается через границу раздела, и тепло от трения заставляет материал нагреваться и размягчаться. Затем вращающийся инструмент механически перемешивает размягченный материал для получения сварного шва. Этот процесс обычно используется для соединения алюминиевого листа / листового материала
  • .
  • Точечная сварка трением с перемешиванием (RFSSW). RFSSW является развитием процесса FSW и используется в качестве метода точечной сварки для замены заклепок в алюминиевых листах.
  • Линейная сварка трением (LFW). LFW работает путем колебания одной детали относительно другой под действием большой силы сжатия. Трение между колеблющимися поверхностями вызывает нагревание, что приводит к пластификации материала границы раздела. Затем пластифицированный материал выталкивается из границы раздела, в результате чего детали укорачиваются (выгорают) в направлении сжимающей силы.Во время выгорания поверхностные загрязнения, такие как оксиды и посторонние частицы, которые могут повлиять на свойства и, возможно, срок службы сварного шва, выбрасываются в зону вспышки. После очистки от загрязнений происходит контакт чистого металла с металлом, в результате чего образуется сварной шов. Этот процесс используется для соединения объемных алюминиевых компонентов с получением почти готовых профилей
  • .
  • Ротационная сварка трением (RFW). RFW аналогичен LFW за исключением того, что объемные алюминиевые детали имеют цилиндрическую форму и вращаются для генерирования тепла от трения вместо линейных колебаний.

Какой сварщик мне нужен для сварки алюминия?

Алюминиевые сплавы представляют собой большую проблему для сварщиков, чем стальные сплавы.Алюминий имеет более низкую температуру плавления и более высокую проводимость, чем сталь, что может привести к прожогу, особенно в более тонких алюминиевых листах. Алюминиевая проволока для подачи мягче, чем ее стальная проволока, и может запутаться в устройстве подачи. Выбор метода сварки алюминия зависит от потребностей конкретного применения и навыков сварщика, который будет выполнять изготовление.

Сварка TIG

Сварка вольфрамовым электродом в среде инертного газа (TIG) является основным методом сварки алюминия.Поскольку алюминиевая заготовка требует много тепла, чтобы нагреться до температуры, но может удерживать это тепло в течение длительного времени, сварочный аппарат с регулировкой тока полезен для предотвращения перегрева алюминиевой заготовки, вызывающего прогорания. Сварка TIG может применяться как к тонкому алюминиевому листу, так и к более толстому алюминиевому листу. Поскольку для сварки TIG требуется отдельный присадочный пруток, сварщик должен выбирать сварочный пруток со сплавом, максимально приближенным к сплаву деталей.

Сварка МИГ

Сварка металла в среде инертного газа (МИГ) может успешно использоваться для сварки алюминия.При выборе сварщика необходимо решить, какой метод сварки будет использоваться — дуговая сварка или импульсная сварка. Для импульсной сварки требуется инверторный источник питания, в то время как аппараты постоянного тока и постоянного напряжения могут использоваться для дуговой сварки со струйным переносом. Сварка MIG лучше всего подходит для алюминиевых листов меньшей толщины из-за необходимого количества тепла. При выборе защитного газа для сварки алюминия методом MIG лучше всего подходит 100-процентный аргон. Сварщик должен выбрать сварочную проволоку или пруток из сплава, максимально близкого к сплаву деталей, чтобы получить качественный сварной шов.

Сварка горелкой

Алюминий можно сваривать с помощью газовой горелки, но этот метод сложнее, чем сварка MIG и TIG. Сложнее контролировать тепло, прикладываемое к заготовке с помощью резака, и вероятность прожога более высока при использовании резака. Для сварки алюминия горелкой требуется ловкий сварщик, который может надлежащим образом управлять горелкой и присадочным стержнем.

Очистка алюминиевых деталей

Независимо от того, какой сварочный аппарат используется для изготовления алюминиевых сварных деталей, детали должны быть очень чистыми перед началом сварки.Оксид алюминия имеет гораздо более высокую температуру плавления, чем основной алюминий, поэтому любые оксиды, которые остаются на поверхности заготовки, могут привести к оксидным включениям в сварном шве, снижая общую прочность и внешний вид сварного шва. Заготовки можно очистить с помощью процесса химического травления или очистить механически с помощью металлической щетки.

Как сварить алюминий дуговой сваркой

Дуговая сварка исторически важна для строительства с момента ее широкого распространения в 19 веке.Сегодня это важнейший компонент как зданий, так и транспортных средств. Сталь чаще всего используется для сварочных работ, но в определенных ситуациях требуется алюминий, с которым значительно труднее работать, чем со сталью. Однако при правильном подходе и планировании вы можете легко выполнить дуговую сварку алюминия, будь то на рабочем месте или в мастерской любителя.

TL; DR (слишком длинный; не читал)

Свойства алюминия делают его труднее сваривать, чем сталь: он больше расширяется под действием тепла, а его более низкая температура плавления значительно упрощает плавление целого кусок металла в процессе сварки.Однако, если вы выполняете сварку с осторожностью, с правильной скоростью и температурой, алюминий можно сваривать дуговой сваркой гелиарным или электродом. Будьте невероятно осторожны при дуговой сварке, а никогда не смотрите на дугу без защиты глаз.

Основы дуговой сварки

Хотя развитие технологий за последнее столетие позволило создать автоматические сварочные аппараты и более эффективные сварочные аппараты, основной процесс дуговой сварки остался прежним.Дуговая сварка — это процесс сплавления двух металлических частей вместе с помощью электрической дуги, которая создает интенсивное тепло, способное расплавить металлические части. При расплавлении электродом со специальным покрытием расплавленный металл смешивается с наполнителем, который связывает две части в единое целое. Существуют различные методы дуговой сварки, основанные на технологиях и материалах, используемых в процессе.

Проблемы с алюминием

Сталь часто считается металлом «по умолчанию», используемым при сварке, и для сравнения, алюминий является общеизвестно сложным металлом для связывания с дуговой сваркой.Поскольку это активный металл со склонностью к образованию оксидов, сложнее создать связующий наполнитель, пригодный для сварки алюминия. В сочетании с высокой теплопроводностью металла и низкой температурой плавления начинающему сварщику очень легко полностью расплавить алюминиевые детали, участвующие в процессе. В результате первым шагом при дуговой сварке алюминия является очистка основного металла от любых окислов или растворителей. Второй шаг — помнить о своем подходе.

Ручная сварка

Дуговая сварка в экранированном металле (SMAW), неофициально известная как электродная сварка, является одной из старых форм дуговой сварки.Недорогой и простой в применении в самых разных условиях, этот метод сварки часто используется в небольших производственных цехах и сварщиках-любителях, но его можно использовать для плавной сварки алюминия. Ключевым моментом является использование более мощного сварочного аппарата постоянного тока и электрода с алюминиевым покрытием. Быстрая сварка без слишком сильного контакта металла с дугой позволяет быстро связать алюминий.

Heliarc Welding

Газовая дуговая сварка металлическим электродом (GMAW), неофициально называемая Heliarc-сваркой, представляет собой процесс сварки с добавлением инертного газа, такого как аргон или гелий, для предотвращения окисления в процессе плавления.Для сварки алюминия этим методом лучше всего предварительно нагреть металл до температуры не более 230 градусов по Фаренгейту перед началом сварки. Используя газообразный аргон и отталкивая сварочный пистолет от сварочной ванны, а не отводя его от сварочной ванны, алюминий можно связать без особых проблем.

Сварка алюминия — Советы по сварке

Сварка алюминия — непростая задача даже для опытных сварщиков. Существует несколько разрозненных источников информации о сварке алюминия , и многие доступные руководства также содержат скудную значимую информацию.Есть несколько базовых книг по сварке, но с очень короткими разделами по сварке алюминия. Даже сегодня большинство сварщиков изучают сварку алюминия методом проб и ошибок.

Необходимое оборудование

Сначала рассмотрим оборудование, необходимое для сварки алюминия .

A Аппарат для сварки вольфрамовым электродом в среде инертного газа (TIG) по всем показателям идеально подходит для сварки алюминия . Говорят, что алюминий также можно сваривать с помощью сварочного аппарата MIG или сварочного аппарата или даже с помощью газовой горелки.

Надежные сварочные перчатки хорошего качества необходимы, если сварщик хочет избежать болезненных волдырей. Столь же необходим прочный сварочный шлем , и отчеты о рынке предлагают золотые тонированные шлемы с автоматическим затемнением как наиболее подходящие.

Требуется аргон или смесь газов аргон / гелий, и почти наверняка смеси других газов не подходят для сварки алюминия. Еще один важный факт, который следует знать, — использовать бак от сварочного аппарата MIG на сварочном аппарате TIG не получится.

Сварочный стержень, рекомендуемый многими для сварки алюминия , — 4043. Необходима отдельная специальная щетка из нержавеющей стали, предназначенная исключительно для сварки алюминия . Также желательно иметь специальную металлическую скамейку, которая поможет тушить пожар во время сварки.

Желательно иметь шприц с водой — не столько для охлаждения работы, сколько для тушения небольших пожаров без использования огнетушителя. Имейте в виду, что любые попытки поспешно охладить алюминий могут привести к трещинам в сварном шве или рядом с ним.

И последнее, но не менее важное — рабочая рубашка из хлопка с длинными рукавами. Уместно отметить, что сварка TIG Сварка производит больше УФ-излучения, чем любой другой процесс сварки. Также потребуются зажимы или тиски и несколько блоков или стержней из алюминия или меди для использования в качестве радиаторов.

Полезные советы по сварке

Очистите алюминий, и это очень необходимый шаг, который нельзя упускать из виду.

Вот как подготовить алюминий к сварке:

  • Распылите на алюминий небольшое количество очистителя карбюратора или электрического очистителя.
  • промойте алюминий в воде на случай, если останутся неприятные остатки.
  • используйте щетку из нержавеющей стали, чтобы очистить до блеска алюминий вокруг свариваемой области.

Существует предложение, что алюминий следует чистить только в одном направлении, чтобы избежать попадания загрязняющих веществ в алюминий. Также сообщается, что прокладки из скотчбрита 3M — хороший способ подготовить алюминий к сварке.

Прикрепите свою работу к радиатору из меди или алюминия, так как радиатор под свариваемой областью поглотит часть тепла и предотвратит деформацию работы.Предварительно нагрейте область перед сваркой, так как это значительно упрощает сваривание алюминия .

Если вольфрам загрязнился, прекратите сварку и устраните его. Когда вольфрам касается сварочной ванны или присадки, дуга становится нестабильной, и качество сварки сильно ухудшается. Соедините детали как можно плотнее, не оставляя зазоров. Это довольно сложно сделать при сварке алюминия аппаратом TIG. Используйте один ампер на 0,001 дюйма толщины материала. Установите силу тока выше максимальной, которую вы ожидаете использовать, и используйте ножную педаль, чтобы уменьшить ее.Рекомендуется использовать присадочный стержень, размер которого равен размеру вольфрама, и отрегулировать вольфрам так, чтобы он выступал из колпака на расстояние, примерно равное диаметру вольфрама.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *