как и чем варить алюминий

Как и чем варить алюминий

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:

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:

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:

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.

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:

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.

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.

Источник

Чем сваривают алюминий в промышленности и в домашних условиях

Вопрос о том, чем сваривают алюминий зачастую возникает даже у специалистов. В данной статье подробно рассмотрим способы сварки алюминия и используемые материалы.

Алюминий в природе встречается только в виде оксидов и гидроксидов. Чистый алюминий сразу же вступает в реакцию с кислородом, образуя оксидный налёт, предотвращающий дальнейшее окисление. С повышением температуры молекулы кислорода проникают глубже в металл, тем самым оксидная плёнка становится большей толщины и отчётливее заметна светло-коричневым мутным оттенком.

Существует множество технологий сварочных соединений этого металла и его сплавов. Они отличаются сложностью работ, их качеством, также стоимостью приборов и материалов для их совершения. Интересную информацию можно найти на сайте mrmetall.ru.

Сложности при сварке алюминия

Большая разница между температурами плавления самого алюминия и его оксида накладывает свои особенности при сварочных работах с этим материалом. Термические свойства:

То есть грань между температурой кипения металла и плавлением защитной его корки небольшая.

Окисная плёнка

При работе электросваркой постоянным током используют обратную полярность. Благодаря эффекту катодного распыления оксидная корка будет сбиваться потоком движущихся электродов. Оксидную пленку перед сваркой необходимо удалять механически. Можно для этого использовать шлифмашинку, металлическую щетку или наждачную бумагу.

Высокая текучесть алюминия

Этот «паразитный» эффект устраняется применением дополнительных приспособлений для улучшения теплоотвода. Используют специальные подкладки, позволяющие отводить тепло таким образом, чтобы металл плавился только в местах сварочной дуги и застывал там, где шов уже сформировался.

Поры и трещины — наводороживание

В зависимости от степени чистоты алюминия и его сплавов обусловлено содержание атомов водорода, которые выделяются при сварке. Его возникновение способствует образованию трещин и микроскопических пор при остывании шва. Выбор оптимальной технологии сварочных работ позволяет максимально снизить это явление.

Большой показатель усадки

Коэффициент линейного расширения алюминия вдвое больше чем у железа. Это приводит к значительной усадке материала при остывании. Такое свойство необходимо, также, учитывать при сварке деталей, которые могут деформироваться.

Не меняйте цвет при расплаве— легко перегреть металл

Алюминий плавится при невысокой температуре и при начальной стадии этого процесса, изменения цвета металла через светофильтры сварочной маски не видно. При дальнейшем нагреве соединения металл начинает светиться — это говорит о том, что температура его превысила норму.

Для качественного наложения шва необходимо научиться балансировать прогревом от начала плавления алюминия, до начала изменения его цвета, не допуская последнего. При этом, переход в жидкое состояние детали определяют по наличию текучести, физическому его проявлению. Для этого необходимы тренировки, посетите сайт mrmetall.ru.

Способы сварки алюминия

Для сварки изделий из алюминия и его сплавов можно использовать несколько методов. Это популярные и давно применяемые технологии. Но есть также инновационные методы, которыми пользуются любители благодаря появлению новых приборов и материалов.

Популярные способы сварки

Сварку конструкций из алюминия можно производить с помощью различных методов сварки и марок оборудования. Каждый из методов имеет свои особенности и может потребовать использование специальных материалов.

В аргоне сваркой ТИГ

Для такого вида сварки необходим аппарат, где сварочный электрод расположен в центре сварочного сопла, из которого подаётся защитный инертный газ. Дуга образуется в среде аргона или гелия, не поддерживающего горения. Наложение узкого и качественного сварного шва осуществляется переменным током с использованием присадочной проволоки.

При этом электрод находится перпендикулярно сварочной поверхности, передвигают его равномерно и параллельно соединению без колебаний. А вот присадочная проволока, наоборот, подаётся, под острым к поверхности углом, лёгкими поступательно-возвратными движениями. С техникой выполнения сварки данным способом можете почитать тут.

Полуавтоматом в среде защитного газа

Существует 2 варианта сварки полуавтоматом:

Полярность, при этом, подключают обратную, используют только режим постоянного тока. Шов, получившийся от сварки, довольно качественный и равномерный, но при повышенной скорости подачи проволоки. Подробно про данный способ смотрите в нашей статье.

ВАЖНО: Так, как алюминиевая проволока очень мягкая, то во избежание её запутывания в петли, необходимо использовать прибор с подающим механизмом, снабжённым 4-мя роликами. Также, применяют специальные наконечники для алюминиевой проволоки, с маркировкой «AL».

Инвертором, штучными электродами

Качественного шва таким методом можно добиться, если толщина соединяемых деталей превышает 4 мм и имеется хороший теплоотвод изделия. Ток используют постоянный, корпус должен быть анодом, катодом — электрод. Но не любой, а специализированный. Подробно ознакомится с данным способом можно в статье.

Под слоем флюса

Для защиты от окисления сварочного шва, вместо газа применяют специальные флюсы. Они вступают в химическую реакцию с оксидом алюминия и с дополнительным воздействием высокой температуры разрушают его. Естественно, для каждого вида сваривания предназначены различные типы флюсов, отличающиеся ещё и характеристикой марки алюминия, для которого они рассчитаны.

Газовая

Легкоплавкий алюминий имеет свои особенности при газовой сварке. И так, как он при переходе в жидкое состояние не меняет цвет, то для проведения качественных работ необходимо потренироваться. А для защиты соединения от образования нагара используют присадочную проволоку или специальный флюс.

Современные способы

С развитием новых технологий, а вернее, с появлением на рынке специализированных аппаратов, возникли и стали возможными для использования новые методы сварки, не только стальных деталей, но и алюминиевых, также изделий его содержащих.

Лазерная

Для сварки алюминиевых деталей достаточно провести соплом лазерного прибора, включенного в рабочее состояние, вдоль соединяемых частей. Действие лазерного излучения плавит металл, образуя надёжный и качественный шов. Имеющимися настройками на приборе устанавливают степень, глубину проплавления в соединении, которая обусловлена толщиной скрепляемых деталей.

Контактная сварка

В зависимости от типа прибора этот метод соединения может быть точечным или с образованием сварной полосы. В любом случае, такая сварка подходит только для закрепления листовых материалов. Потому что мощность сварочных приборов, выпускаемых для непроизводственных работ, позволяет приварить деталь, толщиной максимум 4 мм.

Точечная сварка работает благодаря прохождению через специальный медный электрод и прижатые им детали импульса тока высокой плотности. Большая мощность тока, проходящего через контакт, буквально приваривает соединяемые части, образуя соединение типа заклёпки. Аппараты с медным роликовым контактом, служащим в качестве электрода, способны выполнять соединение в виде полосы.

Сварка трением

Такой тип сварки можно осуществить в специализированных установках, в которых вращением специальной насадки нагревают и плавят алюминий, производя соединение.

ИНТЕРЕСНО: Если потребуется грубо присоединить алюминиевые детали между собою, то в качестве «электрода» используют сверло по бетону и дрель в режиме сверления.

В домашних условиях используют такой вид сварки, оперируя угловой шлифовальной машиной (болгаркой) и диском из нержавейки с ребристой торцевой поверхностью. Этим инструментом можно производить соединение листового алюминия полосным швом. Таким инструментом удаётся приварить детали, присоединённые встык или под прямым углом. Диск, вращающийся на больших оборотах и трущийся об алюминиевую поверхность, в месте контакта расплавляет металл, образуя соединение.

Сварка давлением и взрывом

Удивительно то, что сварка взрывом способна сварить алюминиевую деталь с практически любым металлом, когда другим методом сделать это соединение было бы крайне сложно. Причём сварное скрепление по надёжности равно прочности самого слабого из соединяемых металлов.

Для сварки взрывом хорошо зачищают и обезжиривают соединяемые поверхности и прижимают их к основанию. Поверх предполагаемого соединения располагается метаемая пластина, которая содержит взрывной заряд. После его детонации образуется надёжное скрепление. Также при сильном сдавливании двух поверхностей рычагом или прессом происходит деформация, благодаря которой осуществляется диффузия и происходит соединение.

Самый распространённый пример сварки давлением — прессовка клемм и наконечников. Мелкие, до 8 мм в диаметре, клеммы и наконечники прессуют с помощью ручных специализированных пресс-клещей. Более мощный инструмент снабжён гидравлическим приводом.

Микроплазменная

Такой тип сварного соединения алюминия очень сильно напоминает аргоновую сварку, плавление происходит под воздействием плазмы, созданной электрическим разрядом. Хорошие результаты получаются в режиме переменного тока, но лучше варить постоянным с обратной полярностью. Для предотвращения образования окисления используют инертный газ.

Инновация этого метода заключается в его экономичности и уровне качества сварного шва, чем при других способах дуговой сварки. Если сравнить, то:

К тому же, плазменной сваркой производить работы проще, меньше требуется времени на обучение.

Электронно-лучевая

Электронный пучок, сгенерированный специальным оборудованием, производит сварочное соединение. Особенность этого вида работ втом, что операция скрепления происходит в вакуумной среде. Это накладывает свои сложности для произведения сварного монтажа. Зато качество и точность соединений, сделанных этим методом, находится на высоком уровне.

Оборудование

Для любого из существующих видов сварочных работ необходимо оборудование, способное обеспечить нужные условия, трансформировать химическую или электрическую энергию в нужный тип с возможностью контроля и управления мощностью преобразования.

Для сварных работ полуавтоматом в среде защитного газа потребуется наличие в сварочном аппарате:

Для сварки полуавтоматом могут быть применены такие приборы, стоимостью:

Хорошие результаты показывают агрегаты Патон, Solaris, Shtenli, Skiper, Esab, Eland, Most и др. Есть интересная информация на сайте mrmetall.ru.

Инвертором штучными электродами

Инвертор

Богатый выбор техники представляет рынок, как отечественных приборов, так и аппаратов от иностранных производителей. Wert MMA 180N можно купить за 2 790 р., а Cebora SYNSTAR 200 мощностью 6,3 кВт за 174 955 р.

В аргоне сваркой ТИГ

В настоящее время такого типа аппараты являются самыми распространёнными, особенно среди профессионалов.

Инвертор ТИГ

Сварочные аппараты такого типа в основном комбинированные. Это инверторы для электродов с покрытием, имеющие дополнительную функцию ТИГ. Сюда входят и недорогие устройства компании Ресанта, от 18 855 р. — САИ-180 АД TIG, MMA до 64 790 р. — САИПА-250 MIG/MAG, MMA.

Осцилятор

Устройства для импульсной дуговой сварки, работающие от переменного и постоянного тока, также, чаще всего, являются дополнительной функцией комбинированных инверторов. Например, аргонодуговой инвертор GYS TIG 200 AC/DC за 44 397 р., хотя можно купить простой осцилятор ОП-240 за 14 500 руб.

Газовое оборудование

Горелка TIG SR 26 (4 м) газ American type стоит 5 035 руб. Регулятор газа АР-150-2(9) используется для поддержания постоянно заданного расхода газа, понижения давления из основного баллона, стоит 3 050 руб. Баллон АРГОН 5л ПНТЗ — 2 473 р.

СГ смеситель

Смеситель УГС-1-А3, для подмешивания аргона к СО₂, БАМЗ стоит порядка 6 000 руб.

Лазерная

Лазерный аппарат для сварки FL-CW500, 0,5 кВт стоит 1 085 000 р., а FL-W1000P, 1 кВт — 1 285 000 рублей. Есть установки 1,5 кВт — 5 кВт.

Промышленный лазер — твердотельный или газовый

На производстве используют станки для волоконной лазерной резки и сварки с полной защитой кабинетного варианта исполнения, мощностью от 1 кВт до 6 кВт. Есть сверхмощное оборудование такого типа с силою лазера от 10 кВт до 36 кВт.

Электронно-лучевая

Оборудование такого типа очень дорого, его нет в серийном производстве. Однако, под определённый вид работ, компания Foton Lazer может предложить установку лазерный маркер за 272 000 р.

Установки для ЭЛС

Комплект оборудования электронно-лучевой сварки Focus MEBW-60/CNC стоит порядка 181 318 500 руб. Такие установки используются, разве что, для исследовательских и ювелирных сварочных работ.

Микроплазменная

Приборами микроплазменной сварки считаются устройства, мощность плазменного генератора которых находится в диапазоне от 0,1 А до 25 А с диаметром сопла от 1,3 до 3 мм. Они способны осуществлять сварку и резку металлов от нескольких мм до 1 см. В некоторые аппараты могут быть встроены компрессоры, подающие сжатый воздух в горелку. Отечественные производители:

Инверторы

Инвертор Aurora Джет 40 — плазменный резак стоит 16 500 р., а аппарат Aurora Pro Airforce 60 можно купить за 54 786 р.

Осцилятор

Осциллятор для сварки, марки ВСД-02, можно приобрести за 49 300 р.

Грелка

Прибор плазменной резки SOLARIS CUT WGC-31 (3 м. шланги) можно купить за 1 893 р., такой же с 5-метровыми шлангами м за 2 684 р.

Газовая

Газовое оборудование — баллоны и редукторы

Горелка

Резак пропановый, инжекторный Р3П-02М «LATION» от компании ООО «РЕДИУС», 168 длиной до 300мм, диаметром Ф 9 мм стоит 2 133 руб.

Под слоем флюса

Стоимость оборудования такого типа обусловлена, в основном, наличием широкого диапазона настройки для образования сварочной дуги определённого характера. Для выбора оптимального варианта оборудования учитывают необходимость наличия нужных параметров, смотрите на сайте mrmetall.ru.

Инвертор или выпрямитель

Сварочные материалы

В аргоне сваркой ТИГ

Аргон высший сорт

В составе такого газа должно быть 99,993% содержание аргона, 0,0007 кислорода и 0,005 азота. Баллон, ёмкостью 10 л. этого газа стоит 14 417 р., 40 л. — 23 068 р.

Проволока (присадка)

Присадочный пруток для алюминия, 1кг TIG ER5356 (Св-АМг5), Ф 2,4мм стоит 1 258 р., ER4043 2.0х1000мм для алюминия Kirk K-088384 в упаковке весом 5кг продают за 6 949 р.

Вольфрамовые электроды

Цанги

Цанги ТИГ горелки, диаметром от 1 мм до 4 мм стоят порядка 55 р.

Электроды

Для сварки алюминия, также как и цветных металлов, используют электроды брендов:

Полуавтоматом в среде защитного газа

Проволока (присадка)

Эта присадка применяется в случае сварки алюминия и его сплавов в среде защитного газа. При этом, сама проволока, кроме алюминия, содержит кремний и некоторые металлы, из этих:

В полуавтоматах используется сварочная проволока

Защитный газ — аргон или смесь

Аргон высшего сорта на заправочных пунктах стоит:

Заправка сварочной смеси аргона и углекислого газа стоит:

Аэрозоль для чистки горелки

Антипригарный спрей Stanvac, 400мл — 234 р., спрей антипригарный ПТК, 400 мл, от налипания брызг, не содержащий силикона стоит 259 руб. Сварочный спрей BINZEL, производитель Германия — 313 руб.

Мундштук и сопло

Мундштуки МАФ для газов ацетилен/пропан стоят порядка 115 руб., сварочные сопла Solaris WA-3942, набор 5 шт. — 352 руб.

Микроплазменная

Аргон

Газ применяют такой же, как и при работе полуавтоматом, стоимость указана выше.

Проволока

Пруток присадочный ER5356, длиной 1 м, для присадки при сварке алюминия стоит:

Алюминиевый присадочный пруток FIDAT Al Mg5, Ф 2,0 (5 кг) — 7 150 руб.

Газовая

Присадочная проволока

Алюминиевая присадочная проволока FoxWeld, АL Si 5 (ER-4043), Ф 2.4 мм (5 кг) — 3 546 рублей.

Кислород + ацетилен

Заправка ацетиленом баллона:

Под слоем флюса

В качестве флюсов при сварке алюминия применяют АН-А1, АН-А4, либо керамические флюсы ЖА-64, ЖА-64А. В качестве растворителей применяют уайт-спирит или ацетон.

Присадочная проволока

Пруток присадочный сварочной проволоки СЗСЭ СВ-08Г2С, Ф 3 мм, весом 5 кг стоит 958 рублей.

Лазерная

Для газовых — газы (аргон или гелий)

Аргон, применяемый для лазерной сварки, применяется такой же, как и при работе с полуавтоматом. Газообразный гелий высокой степени очистки, марка 4.6 для лазеров в баллоне 40л стоит 11 948 рублей.

Заключение

Исходя из предстоящего объёма сварочных работ, качества, сложности и скорости их проведения выбирают оптимальный вариант. Некоторые агрегаты для сварки и материалы к ним сильно отличаются по стоимости, зато имеют необходимые технические характеристики. Оптимальным вариантом является приобретение комплексной аппаратуры, способной работать в нескольких режимах.

Источник