Сварка алюминия обычным электродом

Сварка алюминия в домашних условиях инвертором

Сварка алюминия – процесс непростой. Этот металл относится к разряду трудно свариваемых. Специалистам с опытом работ по стальным заготовкам, перед соединением деталей из крылатого металла следует приобрести определенные навыки.

Профессиональная сварка алюминия.

Сложности, с которыми сталкиваются при работе на алюминиевых сплавах

1. Алюминий текучий металл. В расплавленном состоянии его тяжело контролировать. Особенно непредсказуемым его поведение становится при перегреве. Расплав может запросто разрушить нижний слой твердого металла, и вытечь через трещину. По аналогии с чугуном, начинающим сварщикам рекомендуется использовать прокладки из тугоплавкой стали или керамики.

   При нагревании крылатый металл не меняет цвет, поэтому его трудно контролировать визуально;

2. Самая большая проблема – высокая окисляемость алюминия. На открытом воздухе, молекулы металла образуют вместе с кислородом плотную оксидную пленку на поверхности. Окисел алюминия имеет уникальные свойства – он более прочный, чем сам металл, и отличается тугоплавкостью.

   Температура плавления намного превышает допустимую при работе с алюминием. К тому же оксидная пленка является хорошим диэлектриком, что препятствует зажиганию дуги. Детали перед сваркой приходится тщательно зачищать, а во время работ использовать инертный газ, препятствующий доступу кислорода;

3. У алюминия очень высокий коэффициент линейного расширения.

   При сильном нагреве, зона сварки давит на окружающую массу. Поскольку металл хрупкий, и обладает малой упругостью, возможно появление трещин в пограничных зонах и деформация плоских поверхностей. Сварка алюминия – разница между любительским и профессиональным швами. Слева – качественный шов. Справа – бракованный.Для защиты от этого явления необходимо тщательно контролировать температуру сварки.

   Если это сделать невозможно – заготовка предварительно прогревается до 200° – 250°С;

4. В алюминиевых сплавах содержится водород. При нагреве он активно выделяется и образует в расплаве поры. Это ухудшает прочность шва. Также в соединениях может содержаться кремний. Он формирует мелкие трещины;
5. Теплопроводность алюминия почти такая же, как у меди.

   Термическая энергия от дуги поглощается материалом, и рассеивается в массе. Поэтому сварочный аппарат должен иметь запас по току;

6. При застывании расплавленного шва, в его теле образуются так называемые горячие трещины. Это особенность структуры металла – он как бы кристаллизуется, переходя в твердую фазу.

   Поэтому необходимо добавлять специальные присадки при сварке, особенно – если швы расположены слишком близко друг к другу;

7. Алюминиевые сплавы отличаются друг от друга свойствами материала. Это необходимо учитывать при подборе сварочного оборудования.

Подготовка поверхности к работе

Удаление окислов привычной зачисткой не поможет. Пленка моментально вновь образуется на воздухе. Последовательность действий следующая:

• Производится предварительная очистка любым моющим средством и жесткой щеткой. Предпочтительно – бензин;
• Промыть чистой холодной водой;
• Поверхность обезжиривается органическими растворителями: ацетоном, уайт-спиритом, или строительными составами «РС-1», «РС-2»;
• При небольшом размере детали можно погрузить ее на несколько минут в щелочную ванну, при температуре раствора свыше 60°С;
• Затем поверхность зачищается (фактически шлифуется) металлической щеткой. Использование наждака или абразивного круга не допускается, поскольку частицы рабочего слоя останутся на металле;
• Шлифованная поверхность немедленно промывается растворителем, который должен высохнуть самостоятельно. ВАЖНО! Недопустимо протирать поверхность ветошью или прикасаться к ней пальцами;
• После подготовки незамедлительно приступают к сварочным работам.

Рецепт приготовления щелочного раствора для погружения алюминиевой заготовки:На литр воды (лучше дистиллированной) берем две столовые ложки кальцинированной соды, две ложки технического три-натрий фосфата и одну ложку жидкого стекла. Компоненты тщательно размешиваем и погружаем в раствор заготовку.

Сварка алюминия электродом

Стержни для сварки крылатого металла могут быть как плавящимися, так и неплавящимися. Первый вариант изготавливается из алюминиевой проволоки. Штучные электроды с покрытием отличаются составом присадок.Электроды для сварки алюминия

1. Марка «ОК». Предназначена для соединения сплавов алюминия с магнием или марганцем. Щелочно-солевая обмазка очень гигроскопична, поэтому хранить электроды необходимо в герметичной упаковке. Вскрывать непосредственно перед употреблением;
2. Популярная серия «ОЗАНА-1» и «ОЗАНА-2». В первом случае варится алюминий марки А0, А1, А2 и А3. Хорошо работают в режиме наплавки, слой которой формируется из стержня. Второй вариант предназначен для заготовок АЛ-4, АЛ-9, АЛ-11. Электродами этой серии можно выполнять сварку даже вертикальных швов, несмотря на текучесть металла;
3. Марка «ОЗА» выполнена из проволоки СвА диаметром от 1 до 10 мм. Дает отличный результат при сваривании чистого алюминия любой толщины, подбирается лишь диаметр электрода. Единственные стержни, которые могут качественно соединить кремний содержащие сплавы;
4. «УАНА». Этими электродами варят массивные изделия, как правило – литье. Если заготовка склонна к температурной деформации – это ваш выбор;
5. Серия «ЭВЧ», «ВЛ», а также импортные аналоги WL-20, WC-20. Вольфрамовые неплавящиеся стержни;

Вольфрамовые электроды для TIG сварки алюминия.Работают в среде нейтральных газов, например гелий-аргоновой смеси. Дуга при такой сварке зажигается непросто, поэтому для старта применяют отключаемый осциллятор.

1. Присадочный пруток. Применяется при сварке вольфрамовым неплавящимся электродом. Из него формируется сварной шов.

Сварка алюминия с помощью присадочного прутка

Рецепт изготовления электродов для алюминия

Самая популярная сварка в домашних условиях – ремонт треснувших алюминиевых деталей от двигателя. Для этой работы применяются дорогостоящие электроды серии «УАНА». Аналогичные расходники можно изготовить самостоятельно.

Нарезаем алюминиевую проволоку (диаметр 3-4 мм) на куски по 25 см. Готовим обмазку: толченый мел размешиваем в силикатном клее до образования пасты. Стержни покрываем слоем 2 мм, и даем высохнуть. Рекомендуется заготовить расходников побольше – сгорают они очень быстро.

Работа инвертором

Все эти электроды используются с помощью обычного сварочного инвертора. При хорошей подготовке поверхности (см. инструкцию выше) работы можно производить на обычном воздухе. В качестве генератора инертного газа выступает покрытие электрода.

Сварка алюминия на производстве.

Шов получается не идеальным, но достаточно надежным.

Если нет возможности подать аргоновую смесь в зону сварки – используются специальные флюсовые порошки, которые можно приготовить самостоятельно или купить в магазине стройматериалов, цена на них невысока.

Инвертор для сварки алюминия используется самый обычный. Дуга зажигается при обратной полярности, при отсутствии осциллятора подается стартовый ток 200-250 ампер, который надо регулировать в процессе.

Инвертор для сварки алюминия используется самый обычный. Дуга зажигается при обратной полярности, при отсутствии осциллятора подается стартовый ток 200-250 ампер, который надо регулировать в процессе.

И все-таки лучше найти способ подачи в зону сварки аргоновой смеси. Приобрести баллон и заправлять его аргоном – не так дорого. Зато качество шва будет идеальным.

Популярное:  Сварочный трансформатор своими руками – ничего сложного!

На этом видео подробно рассказывается про сварку алюминия в аргоновой среде инвертором ТР 220. А также как правильно настроить аппарат и на что обратить внимание при сварочных работах.

Сварка алюминия – уроки начинающему сварщику

Источник: http://obinstrumente.ru/elektroinstrument/svarochnye-apparaty/svarka-alyuminiya-invertorom.html

Техника сварки инвертором алюминия электродами в домашних условиях

Высокая прочность, малый удельный вес и доступная цена сделали алюминий одним из самых популярных металлов. Его используют везде: от авиакосмической отрасли до производства домашней утвари.

Ремонт алюминиевых изделий и создание собственных конструкций в мастерской на дому затруднены рядом особенностей металла.

Сварка алюминия электродом в домашних условиях инвертором – один из способов преодоления этих сложностей, не требующий дорогостоящего оборудования и высокой квалификации работника.

Особенности работы

Температура плавления металла 660оС. При нагреве атомы вступают в реакцию с кислородом, образуя слой тугоплавкого оксида алюминия с температурой плавления свыше 2200оС. Этот слой препятствует полноценному формированию шва.

Алюминий обладает высокой теплопроводностью и электропроводностью. На практике это означает, что для прогрева металла заготовки, особенно при большой толщине, придется использовать большие значения рабочего тока.

Металл и его сплавы характеризуются также высокой текучестью, затрудняющей работу в ряде сварочных положений.

Чтобы предотвратить контакт расплава и кислорода воздуха, используют сварку в газовой среде. В рабочую зону подают гелий, аргон или его смеси, вытесняющие воздух и создающие защитное облако. Этот способ требует дорогостоящего оборудования и постоянной подачи газа. Он экономически эффективен при больших объемах работ.

Для ограниченных объемов работы на дому подойдет ручная электродная сварка постоянным током. Для этого производятся электроды с покрытием, оптимизированные для применения с теплопроводящими материалами.

Что нужно знать, чтобы сделать качественный шов?

Чтобы получать прочные и долговечные соединения, необходимо знать и учитывать следующие моменты:

• изделия из алюминиевых сплавов всегда покрыты слоем тугоплавких оксидов;
• перед началом сварки этот слой следует снять с помощью механической зачистки или протравливания;
• оксидный слой быстро восстанавливается на воздухе, поэтому обработку нужно проводить непосредственно перед сваркой;
• цвет алюминиевой заготовки при нагреве практически не меняется, следить за температурой визуально не удастся;
• при нагреве снижается прочность изделия, это может привести к появлению микродефектов в ходе кристаллизации.

Учет этих особенностей позволяет избегнуть типовых ошибок, когда нужно заварить алюминиевые заготовки на дому.

Можно ли инвертором?

Как варить алюминий инвертором и можно ли вообще это сделать? Такая возможность существует. Использование электродов с обмазкой дает возможность работать с использованием обычных инверторов средней мощности бытового класса. Разумеется, такими устройствами можно сваривать только заготовки толщиной 3-4 мм. Для более толстых потребуется мощные полупрофессиональные инверторы.

Специфика

Сам инвертор, применяемый для сварки алюминиевых заготовок, может быть начального уровня, бытового класса. Решающее значение играет подготовка поверхности, подбор сварочных материалов и тщательное соблюдение технологии.

Электроды серий ОЗ обладают отличными эксплуатационными качествами. Но проявляются эти качества только при низкой влажности материала обмазки. Поэтому до применения их обязательно нужно прокалить при температуре 120-140оС в течение 40 минут. После прокаливания электроды нужно хранить в печи или в специальном герметичном футляре.

В ходе работы нужно соблюдать внимательность и осторожность. Высокая текучесть расплава и его тенденция к образованию брызг не позволяет работать в вертикальном и потолочном положениях. И в нижнем сварочном положении рекомендуется использовать подкладные пластины, чтобы предотвратить протечку расплава.

Во избежание температурных деформаций в ходе затвердевания швы нужно стараться по возможности размещать дальше друг от друга.

Каким должен быть аппарат?

Особо специфических условий к аппарату не предъявляется. Он должен поддерживать рабочий ток, достаточный для выбранной толщины заготовки и диаметра электрода. Рабочее напряжение выставляется в районе 22-24 вольт.

Аппарат должен поддерживать режим обратной полярности.

Большой запас по току приводит к росту габаритов, веса и повышенному расходу электроэнергии.

Если планы на сварку алюминия большие и такие работы планируется выполнять постоянно, то лучше сразу приобрести устройство, поддерживающий режим TIG, или сварку неплавким электродом в аргоновой или гелиевой защитной атмосфере. Электрод может быть из вольфрама или графита. Такой полуавтомат позволяет варить и обычными стержневыми плавкими электродами без подачи газа.

Электроды

Наиболее популярными электродами, применяемыми по алюминию для инверторной сварки, являются изделия следующих серий:

1. ОЗА-1. Служит для сварки чисто алюминиевых заготовок. Перед сваркой требуется снять оксидный слой и подогреть поверхность для ее осушения.
2. ОЗА-2. Применяется для наплавных работ кремниево-алюминиевыми сплавами. а также для ремонта брака отливок.
3. ОЗАНА-1. Для чисто алюминиевых деталей толще 10 мм. Прогревать их необходимо до 400оС.
4. ОЗАНА-2. Модификация для сварки алюминиевых сплавов.
5. ОКБ96.20. Для работы по алюминиевым сплавам, легированным Mn, Mg и Si. Применим и по дюралюминию.

Техника сварки покрытыми

Сварка деталей из алюминия инвертором проводятся с использованием тока обратной полярности, в нижнем сварочном положении. Это обуславливается высокой текучестью расплава и необходимостью поддерживать высокую скорость движения электрода

Электрод следует подносить перпендикулярно линии шва либо с небольшим наклоном назад. Траектория движения- прямая, без поперечных качаний.

Рабочие режимы для сварки алюминиевых деталей разной толщины.

Содержащиеся в составе обмазки вещества повышают сопротивление материала сварочной ванны прохождению тока, это осложняет повторный розжиг электродуги.

Если дуга погасла, следует снять слой шлака с кратера и с кончика стержня, отступить на 1 см назад. Остаток шва и кратер должны вариться повторно, чтобы не возникла пористость.

По окончании шва его поверхность зачищается от шлаков и промывается водой.

Правила подготовки и проведение

Сваривать ответственные соединения алюминиевых заготовок лучше всего методом аргонодуговой сварки. Метод с использованием инвертора и стержневых плавких электродов позволяет получить качество, достаточное для домашнего ремонта или конструирования. Как сварить заготовки из алюминия в домашних условиях инвертором?

Прочность и долговечность шва во многом определяется качеством и тщательностью подготовительных работ. Они призваны удалить слой оксидов с высокой температурой плавления, покрывающий любую деталь из алюминия или его сплавов при контакте с воздухом.

Работы выполняются в такой последовательности:

• зачистить область шва и околошовную область с помощью проволочной щетки или угловой шлифмашины;
• для зачистки можно применить и химический способ, обработав поверхность реагентом;
• прокалить электроды, чтобы избавиться от влажности обмазки;
• при необходимости прогреть заготовки;
• рука с горелкой должна двигаться с постоянной скоростью по прямой траектории, без поперечных качаний.

По окончании шва его следует зачистить от слоя шлака, тщательно промыть водой и просушить. Это снижает риск возникновения и распространения коррозии.

Заключение

Сварка алюминия электродом с обмазкой — доступный и несложный метод, применимый в домашних условиях. Для этого необходимо использовать инвертор, качественные электроды и соблюдать технологию.

Источник: https://svarka.guru/tehnika/opredelennih-metallov/invertorom-alyuminiya-elektrodami.html

Сварка алюминия электродом

Особые свойства алюминия становятся причиной возникновения трудностей во время соединения деталей из этого металла. На сегодняшний день разработано несколько способов, с помощью которых можно без особых трудностей справиться с такой задачей, как сварка алюминия.

Сварка алюминия электродом

В промышленных условиях для подобных целей применяется аргонодуговая сварка, но в домашних условиях, при отсутствии необходимого оборудования, может подойти сварка алюминия электродом с помощью инвертора или трансформатора постоянного тока. Выполнения сварочных работ для соединения алюминия требует особой подготовки и соблюдения определенных правил работ.

Особенности работы с алюминием

Электрическая дуга позволяет соединять различные виды металлов, в том числе и алюминий, с помощью значительного нагрева деталей. Она позволяет проплавить металлические пластины различной толщины, что способствует созданию прочного соединения. Но соединение алюминиевых деталей сопряжено с определенными трудностями работы.

Сварочный шов на алюминиевой детали

Алюминий обладает некоторыми характеристиками, несвойственными большинству металлов, одной из которых является гигроскопическое свойство. Это свойство металла заключается в его способности впитывать влагу из окружающей среды. Многие не подозревают об этом, так как холодный алюминий не имеет видимых свидетельств накопления влаги.

Но при значительном нагреве, в месте сварочных работ начинается испарение влаги. Это приводит к излишним брызгам, трудностям в работе и получении некачественного соединения.

Чтобы препятствовать возникновению дефектов, следует предварительно нагреть алюминиевые изделия до температуры 150 градусов. Это можно сделать с помощью газовой горелки. При этом влага испарится из поверхности алюминия и не будет препятствовать выполнению качественных сварочных работ.

Сварка алюминия своими руками также сопряжена с проблемой покрытия металла оксидным слоем. Оксидная пленка возникает в процессе химической реакции между молекулами алюминия и кислорода. Она защищает изделия от воздействия кислотной среды, в то же время препятствуя выполнению сварочных работ.

Это связано с большой разницей температуры плавления чистого металла и его оксида. Температура плавления алюминия составляет 500 градусов, а его оксида – 2000 градусов. Поэтому перед тем как варить алюминиевые изделия рекомендуется очистить поверхность металла с помощью металлической щетки.

Это позволяет получить доступ к чистому металлу.

Однако очищенная поверхность очень быстро воздействует с кислородом, в результате чего на поверхности образуется новый оксидный слой. Поэтому в промышленных условиях сваривание деталей проводят одновременно с подачей инертного газа – аргона. Он препятствует доступу кислорода к металлу и возникновению новой оксидной пленки.

Следует также учитывать тот факт, что алюминий в чистом виде практически не используется. Чаще всего применяются сплавы на его основе, которые обладают улучшенными свойствами. Некоторые дополнительные компоненты могут препятствовать созданию качественного шва.

Технология сварки электродом

Сварка алюминия электродом в домашних условиях должна выполнятся строго в соответствии с характеристиками алюминиевого сплава и требованиям к типу электрода.

Электроды для сварки алюминиевых изделий значительно отличаются от остальных типов, так как на них нанесено специальное покрытие из химической смеси солей, обычно фтористых и хлористых. Это покрытие позволяет создать газовое облако без применения чистого аргона.

Электроды по алюминию

Существует определенная классификация электродов в зависимости от предназначения и типа алюминиевого сплава, детали из которого необходимо соединить.

Наиболее широко применяемые электроды по алюминию и их предназначения:

1. ОЗА-1 – электрод, предназначен для соединения элементов из чистого алюминия, без дополнительных компонентов. Перед выполнением сварочных работ требуется очистка поверхности для избавления от оксидной пленки и предварительного нагрева для избавления от влаги.
2. ОЗА-2 – используется для исправления литьевого брака и наплавки алюминиево-кремнистых сплавов.
3. ОЗАНА-1 – необходим при использовании технологии сварки чистого алюминия, толщина листов которого превышает 1 см. При этом требуется предварительный нагрев до температуры не более 400 градусов.
4. ОЗАНА-2 – применяется в таких же случаях, как и электрод ОЗА-2, но также может использоваться для соединения деталей и сплавов алюминия, таких как силумин и дюралюминий.
5. ОК96.20 – этот тип электродов предназначен для сварки сплавов алюминия с применением марганца, магния и кремния. Может применятся для работ с дюралюминием.

От правильного выбора электрода напрямую зависит качество шва, поэтому очень важно определить тип сплава. Обычно производители маркируют изделия, где указывают информацию о свойствах и особенностях металла.

Сварка алюминия инвертором

Сварка алюминия в домашних условиях инвертором выполняется в строгом соблюдении пошаговой инструкции.

Сварка алюминия инвертором

Весь процесс можно разделить на несколько этапов:

1. Предварительная настройка инвертора:

• следует установить режим переменного тока с помощью тумблера AC/DC, переведя его в режим AC;
• регулировка баланса полярности проводится в зависимости от типа металла, из которого произведено изделие, для чистого алюминия нужно использовать отрицательную часть диапазона, а для сплавов – положительную;
• регулировка сварочного тока происходит в соответствии с толщиной металлического изделия и диаметра сварочного электрода (для трехмиллиметрового электрода и двухмиллиметрового листа рекомендуется сила тока в 60 А);
• замедление процесса затухания электродуги устанавливается на уровне 3-х секунд, и регулируется в зависимости от характеристик металла;
• следует установить время продувки инертным газом, что требуется для охлаждения шва.

1. Этапы подготовки металлических деталей для сварки алюминия инвертором:

• очистка поверхности металлической щеткой или наждачной бумагой, которая необходимая для избавления от оксидной пленки, нужно добиться эффекта белого блеска;
• обработка поверхности химическими веществами, что требуется для обезжиривания деталей и получения качественного шва;
• прогрев деталей до температуры 400 градусов, которую следует осуществлять непосредственно перед выполнением сварочных работ.

1. После тщательного выполнения всех необходимых предварительных работ можно приступать к непосредственной сварке. Соединительные операции следует проводить в умеренном темпе. Это очень важно для равномерного прогрева заготовок и создания качественного шва.
2. Подача электрода должна проводится непосредственно на начало сварочной ванны, желательно придерживаясь угла в 15 градусов. Чтобы готовый шов получился равномерным и качественным, прикосновения электрода должны быть мягкие и легкие. При этом шов должен получиться немного ребристым.

Перед выполнением сложных работ по сварки алюминиевых изделий следует получить необходимые навыки.

Для этого можно потренироваться на старых ненужных деталях, посмотреть обучающие видео и проконсультироваться у опытных специалистов.

Специалисты, опираясь на собственный опыт, могут указать на некоторые особенности работ, которые невозможно узнать в специальной литературе, а также могут указать на сделанные ошибки во время тренировки.

, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.

Источник: http://StankiExpert.ru/spravochnik/svarka/svarka-aljuminija-elektrodom.html

Нюансы и технология сварки алюминия электродом

В последние годы использование алюминия все больше получает распространение в производстве благодаря характеристикам, которые делают его привлекательной альтернативой стали.

Алюминий в три раза легче, чем сталь, тем не менее он имеет более высокую прочность при легировании. В 6 раз лучше стали проводит электрический ток (в 30 раз лучше нержавеющей стали).

Кроме того, алюминий — немагнитный материал, обеспечивающий превосходную коррозионную стойкость.

Схема полуавтомата для сварки алюминия.

Действительно, технология сварки алюминия менее энергоемка и, следовательно, легче сварки стали. В мировом производстве прирост объемов сварки этого металла ежегодно составляет 5,5 % в связи с тем, что алюминий все больше используется в автомобильной и других отраслях промышленности.

Однако могут возникнуть некоторые трудности при применении привычного оборудования, калиброванного под сварку стали. Да и привычные сварочные режимы стали не всегда применимы к алюминию. Например, высокая теплопроводность и низкая температура плавления алюминия могут легко привести к прожиганию и поводковым проблемам, если не соблюдаются надлежащие режимы.

Легирующие элементы

Таблица характеристик электродов для сварки.

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

Главными легирующими алюминий составляющими служат Cu, Si, Mg, Mn и Zn.
Медь (Cu) обеспечивает высокую прочность алюминия. Эта серия сплавов является термостойкой и используется для изготовления частей самолетных двигателей, заклепок и винтов.

Большинство этих сплавов считаются малопригодными для дуговой сварки из-за их чувствительности к горячим трещинам.

Эти сплавы свариваются 4043 электродами с наполнителями, обладающими низкой температурой плавления с целью уменьшения вероятности горячих трещин.

Схема дуговой сварки алюминия.

Марганец (Mn) — с ним алюминий дает сплавы холодной закалки общего назначения, обычно отлично подходящие для аргонно-дуговой сварки с 4043 или 5356 электродами, не склонные к горячим трещинам. Кремний (Si) уменьшает плавление алюминия и улучшает его текучесть.

Сплавы обладают хорошей свариваемостью.Магний (Mg) придает сплавам отличную свариваемость с минимальной потерей прочности. Кремний и магний в совокупности создают термостойкие сплавы средней прочности, несколько склонные к горячим трещинам.

Наиболее распространенными электродами для этой серии являются все те же универсальные 4043.

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

Химические свойства алюминия

Схема процесса сварки алюминия полуавтоматом.

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

Кроме того, алюминий, соединяясь с кислородом в форме оксида алюминия, создает пористый слой, который может стать ловушкой для влаги, масла, смазки и других материалов. Другими словами, алюминий защищен оксидной пленкой, которая обеспечивает металлу превосходные антикоррозионные свойства.

Но, поскольку оксидная пленка имеет высокую температуру плавления (2037°С), в три раза превышающую температуру плавления самого алюминия, она препятствует соединению частей металла.

Поэтому сварка алюминия требует предварительного удаления оксидной пленки, для чего можно использовать любой способ:

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

Важно! Вот некоторые из признаков наличия оксидной пленки:

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

Механические свойства

Механические свойства сварного шва, такие как прочность на растяжение, упругость и удлинение, зависят от выбора вида сплава алюминия и наполнителя.

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

Схема устройства сварочного полуавтомата.

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

При таком режиме прочность сварного шва пострадает меньше.

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

Совет: по возможности лучше подкладывать под область сварки радиатор из меди или алюминия.

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

Основные методы сварки

Существует несколько основных методов сварки алюминия:

Десять правил сварочных работ.

1. Электродуговая газовая сварка — выступает как процесс, включающий в себя беспрерывную подачу сплошного расплавляющегося электрода в защитном газе. Применяется для сварки большей части используемых в производстве металлов, включая алюминий и другие цветные металлы, для сваривания с электродом постоянного тока положительного потенциала. При работе с алюминием полуавтоматическая сварка отличается тем, что электродом служит алюминий, подаваемый с большей скоростью и при большем токе.
2. Электродуговая сварка с вольфрамом в защитном газе. При этом в процессе сварки происходит коалесценция металла при нагревании его теплом электрической дуги, возникающей между вольфрамовой проволокой и заготовкой. Неплавящимися электродами из вольфрама в среде инертного газа обеспечивается сварочный шов высокого качества. Швы четкие и блестящие, фактически не требующие зачистки после сварки. Такой способ применим для сваривания подавляющего числа металлов, но при этом требует виртуозных навыков от сварщика, особенно на тонких и замысловатых деталях. Благодаря отличному результату сварки этот метод широко применяется в аэрокосмической отрасли, самолетостроении, энергетике и нефтехимической отрасли.
3. Плазменная электродуговая сварка — вариация на тему электродуговой сварки с вольфрамом в экранирующем газе. Процесс использует ограниченную дугу, выдавливаемую посредством медной насадки, она короче и действует целенаправленно. Ход сужения дуги значительно увеличивает накал дуги и количество происходящей ионизации. По мере повышения температуры энергия области плазмы распространяется вниз к рабочей поверхности алюминия. Общий результат выражается в концентрации источника тепла при более высокой температуре, что существенно повышает эффективность передачи тепла, позволяя ускорять процесс сварки. Однако использование этого метода для сварки алюминия вручную требует высокого уровня квалификации сварщика.
4. Сварка лазером — обычно это автоматизированный процесс, использующий тепло от насыщенного луча брэгговского (соотнесенного) света для сваривания материалов. Употребляется для сварки практически любых металлов, алюминия в том числе. Гарантирует высокие скорости сварки, прекрасные свойства шва (хорошую механику, низкие искажения, без шлака и брызг). Сварные швы при этом выполняют как с присадочным металлом, так и без него, применяя защиту области сваривания газом. Используемое при этом оборудование требует немалых затрат и настоящего мастерства оператора из-за очень высокой скорости сварки и малого размера участков, повреждаемых лазером.
5. Экранированная сварка (также известная как ручная дуговая) — процесс, который производится за счет тепла от электродуги, возникающей между электродами (кончиком) с флюсовым покрытием и поверхностью основного материала. Электродом служит металлическая проволока, покрытая составом из смеси минералов с металлами. Формула этой смеси обусловливается разновидностью электрода и полярностью сварки. Одна из функций покрытия — защитная, то есть обеспечение флюсования с целью вывода примесей из сварного депозита и контролирования химии сварного шва, обеспечения желаемых механических свойств. По мере накладывания шва покрытие электрода распадается, давая пары, которые служат в качестве защитного газа, и предоставляя слой шлака. И пары, и шлаковый слой защищают область сваривания от атмосферного воздействия. Такая сварка может применяться в условиях ограниченного доступа. Из-за простоты используемого оборудования и его эксплуатации, а также универсальности процесса экранированная дуговая сварка доминирует над другими сварочными процессами в сфере обслуживания и ремонта, в том числе и в таком деле, как сварка алюминия.

Размеры вольфрамовой проволоки, служащей электродом, в зависимости от величины тока:

• 1/6 чистого вольфрама для тока от 30 до 80 А;
• 3/32 чистого вольфрама для 60-130 А;
• 1/8 чистого вольфрама для тока от 100 до 180 А.

При этом размер наполнителя стержня равен размеру вольфрама, длина дуги должна равняться диаметру вольфрама.

Важно! Когда не имеете представления о том, с каким именно сплавом алюминия имеете дело, воспользуйтесь универсальным электродом 4043.

Защитный газ при сварке алюминия

Дефекты шва при сварке.

Дуговая сварка быстро окисляемых металлов нуждается в газах, защищающих область сварки от воздействия атмосферных газов азота и кислорода, которые могут вызывать дефекты синтеза, пористость и хрупкость металла, в том числе алюминия. Если они вступают в контакт с электродами, дугой или свариваемыми металлами.

Эта проблема является общей для всех сварочных процессов, но вместо защитного газа многие методы дуговой сварки используют флюсующий материал, который при температуре сварки разлагается, выделяя защитный газ. Другие способы используют баллонный инертный газ, это избавляет от шлаков, жестких остатков, от которых необходимо освобождать место сварки.

Выбор защитного газа зависит от многих факторов, главными из них выступают тип свариваемого материала и процесс изменения.

Чистые инертные газы (аргон и гелий) используются только для сварки цветных металлов (алюминий, медь и др.). Смесь аргон-гелий полностью инертна и используется только на цветных металлах, в том числе и для алюминия.

Концентрация гелия до 50-75% поднимает напряжение и увеличивает тепловую энергию дуги, что делает его полезным для сварки в толще заготовок. Более высокий процент содержания гелия также улучшает качество сварного соединения и скорость использования переменного тока для сварки алюминия.

Добавление даже небольшой доли водорода (до 5%) нежелательно, поскольку вызывает риск водородной пористости.

Предпочтительная скорость потока газа зависит в первую очередь от геометрии сварного шва, скорости сварки, тока, типа газа и режима используемой металлопередачи. Сварка плоских поверхностей требует большего потока, чем сваривание рифленого алюминия. Чем выше скорость сварки, тем больше газа должно быть введено для обеспечения адекватного охвата области сваривания.

Совет: оптимальный поток инертного газа (аргона) — 15-20 л/мин.

Особенности новых технологий

Выбор сварочных электродов.

Эволюция управления таким процессом, как дуговая сварка, привела не так давно к разработке программного обеспечения контролируемых инверторных источников питания.

Использование программного обеспечения для оптимизации характеристики дуги для алюминия была поднята на новый уровень и стала известна как технология управления сигналом.

Изменение выхода постоянного тока используется в очень высокой скорости синергетического импульсного выхода, что дает ряд преимуществ в технологии сварки:

• ввод высокой энергии во время пика импульсов;
• последовательное проникновение профиля по всей длине шва;
• снижение уровня брызг;
• улучшение текучести;
• увеличение скорости эффективного прохода;
• снижение теплового ввода;
• более низкий уровень искажений.

Новый способ варить алюминий представила команда компании Honda, разработав новый метод — ротационную сварку трением. Суть этого метода заключается в соединении заготовок из разных металлов (например, алюминия и черной стали) через механическое давление. Как объясняют специалисты Honda, такая технология сварки оставляет точечные сварные швы в прошлом и создает новые и стабильные металлические связи между металлами (например, сталь-алюминий). Швы при таком способе сварки прочнее, чем те, что получены в инертном газе. Кроме того, новая сварка вполовину экономичнее и легко поддается автоматизации и роботизации.

Источник: https://moyakovka.ru/process/svarka-alyuminiya-elektrodom.html

Особенности сварки алюминия инвертором в домашних условиях

Сварка алюминия инвертором, осуществляемая в производственных и в домашних условиях, – это очень распространенный технологический процесс, так как изделия из данного металла используются практически повсеместно.

Широкая популярность, которой отличается данный металл, объясняется его уникальными свойствами: небольшим удельным весом, высокой тепло-, а также электропроводностью, способностью противостоять механическим нагрузкам.

Выполнять соединение деталей из алюминия с применением инвертора в домашних условиях позволяет развитие сварочной техники.

Сварка алюминиевых деталей в домашних условиях

Особенности сварки алюминия с использованием инвертора

Применять сварочный инвертор в домашних условиях для выполнения сварки деталей, изготовленных из алюминия, допустимо, для этого достаточно придерживаться ряда несложных условий. Сам аппарат, используемый для выполнения работ с деталями из алюминия, может быть самым простым, основное внимание уделяется расходным материалам. Чтобы качественно варить в домашних условиях детали из алюминия, потребуется несколько составляющих.

Схема аргонодуговой сварки алюминия

• Приобретите электроды, которые специально предназначены для сварки данного металла. Узнать такие электроды можно по их маркировке: ОЗА, ОЗА-1, ОЗР, ОЗР-2, ОЗАНА, ОЗАНА-1. Используя эти электроды, можно варить не только алюминий, но и другие металлы, отличающиеся высокой теплопроводностью.
• Кроме того, вам понадобится сварочный инвертор, в качестве которого подойдет оборудование даже с самыми скромными характеристиками.
• Для подготовки электродов к сварке алюминия потребуется печь: в ней они будут подвергаться предварительному прогреванию. Такая процедура, как предварительная прожарка электродов, является обязательной при сварке алюминия. От этого напрямую зависит качество и надежность формируемого сварного шва.

Самодельная печь для сушки и прогрева электродов

Выполняя сварку данного металла инвертором в производственных или домашних условиях, важно учитывать ряд нюансов, от которых зависит качество создаваемого соединения.

• Поверхность деталей из алюминия необходимо тщательно зачистить от тугоплавкой оксидной пленки, которая всегда на ней присутствует. Для этого используются абразивные материалы, металлические щетки или химические средства.
• В отличие от стали, алюминий не меняет цвета своей поверхности в процессе нагревания, что значительно усложняет контроль за выполнением сварочных работ.
• Чтобы обеспечить качественный прогрев соединяемых деталей в процессе выполнения сварочных работ, необходимо действовать не спеша, тщательно контролируя каждый этап технологии.
• Поскольку алюминий отличается высокой текучестью, сварные швы выполняются в один слой. Чтобы избежать протекания расплавленного металла, необходимо использовать металлические подкладки.
• Остывание алюминия после нагрева, вызванного выполнением сварочных работ, может вызвать деформирование свариваемых деталей и появление трещин в полученном соединении. Чтобы избежать этого, желательно не располагать сварные швы слишком близко по отношению друг к другу.

По технологии выполнения сварка алюминия с помощью инвертора незначительно отличается от технологии подобных работ, выполняемых с черными металлами. Именно поэтому, обладая опытом выполнения сварочных работ, можно с успехом применить свои навыки и при сварке данного металла.

Каким должен быть инвертор, используемый для сварки алюминия

Для сварки алюминия могут быть использованы инверторы различных модификаций, но, если вы только определяетесь с выбором такого оборудования, то оптимальным будет отдать предпочтение моделям, конструкция которых допускает возможность подключения специальной приставки для подачи защитного газа (аргона).

Аппарат для аргонодуговой сварки Кедр TIG-259P

Варить данный металл в домашних условиях можно и электродом, но, если к качеству формируемого соединения предъявляются высокие требования, лучше использовать полуавтоматическую сварку или выполнять сварочные работы при помощи неплавящегося электрода, который изготавливается из вольфрама, и присадочного прутка.

Выбрать подходящий полуавтомат поможет видеоролик, рассматривающий несколько бюджетных моделей.

Использование для соединения алюминиевых деталей инвертора, в отличие от применения сварочных аппаратов другого типа, предоставляет массу преимуществ, к основным из которых следует отнести:

• быстрое зажигание сварочной дуги, а также ее стабильное горение;
• получение качественного, красивого и надежного сварного шва;
• возможность выполнять сварку листового материала небольшой толщины;
• универсальность, дающую возможность применять инвертор для сварки с использованием как обычных, так и неплавящихся электродов.

В маркировке инверторов, которые могут совмещаться с приставкой для подачи защитного газа, присутствует обозначение TIG. От обычных моделей такие инверторы отличает наличие в их конструкции осциллятора, формирующего импульсы напряжения высокой частоты, что облегчает зажигание дуги. Кроме того, в конструкции таких устройств предусмотрено наличие вентиля, регулирующего поток защитного газа, подаваемого в зону сварки.

Правила подготовки к сварочным работам и их проведение

Если говорить о качестве сварки инвертором деталей, изготовленных из алюминия, а также сплавов данного металла, то лучшим оно получается, если она выполняется в среде защитного газа аргона и с применением неплавящегося электрода. Такую сварку вполне можно осуществлять в домашних условиях, используя для этого инвертор и соответствующие расходные материалы.

Вольфрамовые электроды для сварки в защитном газе

Естественно, что для такой сварки необходимо использовать дополнительное оборудование, которое обеспечивает подачу, а также регулировку потока защитного газа. Вам также понадобится баллон, в котором данный газ содержится.

Качество сварки напрямую зависит от того, насколько тщательно проведены подготовительные работы. Основная цель таких работ – разрушить тугоплавкую оксидную пленку, присутствующую на поверхности изделий из алюминия. Кроме того, если необходимо выполнить сварку деталей значительной толщины, область соединения желательно прогреть, используя для этого обычную газовую горелку.

Технология выполнения сварочных работ, осуществляемых с алюминием с помощью инвертора, выглядит следующим образом.

Подготовка свариваемых поверхностей механическим способом

• Торцы соединяемых деталей и область, прилежащая к будущему сварному шву, тщательно зачищаются, для чего используется металлическая щетка или (в некоторых случаях) химическое средство.
• Если сварку планируется выполнять электродами, на которые нанесено специальное покрытие, что часто практикуется именно в условиях гаража или домашней мастерской, то электроды необходимо предварительно прогреть в специальной печи.
• Сварочные работы выполняются не спеша. Это требуется для того, чтобы обеспечить качественный прогрев соединяемых деталей. При сварке алюминия и сплавов данного металла электродами и присадочным прутком не производятся поперченные колебания, а сама сварка выполняется в один слой. Чтобы более подробно познакомиться с нюансами данного процесса, можно посмотреть обучающее видео.
• Защитный газ, используемый для выполнения сварки, начинает подаваться за несколько секунд до ее начала. После окончания процесса также необходимо выждать 5–7 секунд, а затем выключить подачу газа.

Итак, выполнять сварочные работы с таким металлом, как алюминий, можно и в домашних условиях, важно только использовать для этого соответствующее оборудование и расходные материалы. Естественно, необходимо обладать и навыками выполнения сварочных работ – одного просмотра тематического видео будет мало, если вы плохо знакомы с инвертором.

Источник: http://met-all.org/obrabotka/svarka/svarka-alyuminiya-invertorom.html

Выбираем сварочный инвертор для сварки алюминия

Без лёгких и прочных алюминиевых сплавов уже невозможно представить хозяйственную деятельность человека. Эти материалы используются и в быту, ломаются и зачастую нуждаются в ремонте.

Поэтому очень актуальна тема сварки алюминия в домашних условиях инвертором, который довольно широко распространён у мастеровитых людей.

Процесс сварки по алюминию имеет свои особенности, которые важно учитывать в работе, и наша задача рассмотреть подробно специфику этого процесса и необходимую аппаратуру и приспособления. Эту тему мы и постараемся всесторонне и внимательно изучить.

Процесс сварки алюминия и его особенности

Соединение деталей из алюминия требует учёта физико-химических свойств этого лёгкого и прочного металла. Дело в том, что на его поверхности образуется тонкий и прочный оксидный слой с температурой плавления около 2 000 о, а температура плавления самого сплава — около 650 оС.

Механически удалить окисленный слой практически невозможно, поэтому процесс сварки происходит в среде аргона, нейтрального газа, исключающего доступ агрессивного кислорода к соединительному шву.

Выполняется сварка алюминия в домашних условиях инвертором, который имеет режим работы переменным импульсным током, также помогающим разрушить тугоплавкую оксидную плёнку.

Сварочный инвертор для алюминия и нержавейки

Промышленностью выпускаются различные сплавы алюминия, которые отличаются по прочностным свойствам, весу и условиям обработки. По свариваемости наиболее распространённые сплавы алюминия делятся на следующие основные группы:

1. силумин, алюмокремниевый сплав (Ал2,Ал4 и Ал9), обладающий ограниченной свариваемостью;
2. алюмомарганцевый сплав АМц, сваривается без ограничений;
3. алюмомагниевый сплав, АМг3, сваривается без ограничений, АМг1, АМг5 и АМг6 являются ограниченно свариваемыми;
4. дюралюминий, алюмомедное соединение марки Д1, Д16 относятся к трудно свариваемой группе;
5. термоуплотняемые сплавы марок АВ, АК, В95 также отличаются трудной свариваемостью.

В большинстве случаев высокопрочная сварка осуществляется переменным током с применением аргона и неплавящегося электрода, она обеспечивает качественное соединение металла разной толщины. Но также допускается сварка алюминия инвертором с использованием постоянного тока обратной полярности на электроде.

В этом случае необходимо прогреть свариваемые элементы, тщательно очистить от оксидного слоя и использовать прокалённые, специальные электроды для алюминия с покрытием. По шву нужно делать несколько проходов, а сами детали при толщине более 5 мм предварительно подготовить к процессу.

Иногда сварочный аппарат для прочной сварки алюминия комплектуется осциллятором, который позволяет соединять заготовки из нержавеющей стали, титана и производить деликатную сварку металлов разной толщины.

Необходимо знать, что разные методы и оборудование для сварки имеют свои достоинства и недостатки, которые надо учитывать при покупке конкретного аппарата.

Виды сварки алюминия

Присутствие в алюминиевых сплавах легирующих добавок, а также оксидный слой не позволяют сваривать металл обычными способами, поэтому для этих работ используют особые методы соединения деталей. Наиболее популярными из них являются следующие методы:

• соединение деталей вольфрамовым неплавящимся электродом в инертной среде с использованием переменного тока (AC TIG);
• сварка в аргоновой среде постоянным током с полуавтоматической подачей проволоки (DC MIG);
• сплавление сварочным инвертором без использования инертного газа покрытыми плавящимися электродами (ММА).

Аргонодуговой метод (AC TIG) используется при тщательной сварке без пор и грубых швов с ручной подачей проволоки и с подачей аргона 6—8 л в минуту.

Переменный ток обеспечивает расплавление тугоплавкого оксидного слоя на поверхности алюминиевых пластин и создаёт сварочную ванну, необходимую для процесса соединения деталей.

Такой аппарат для сварки алюминия позволяет ремонтировать тонкостенные детали из различных сплавов, но очень чувствителен к загрязнению вольфрамового неплавящегося электрода.

При сварке DC MIG используются регулируемая подача проволоки к месту соединения деталей и подача аргона от газового баллона с расходом 7—9 л в минуту. Работа производится постоянным током с использованием специальной горелки с соплом.

Для подачи газа используется регулируемый редуктор, а сварочная проволока толкается специальным механизмом в корпусе сварочного аппарата. Выполнение сварки требует достаточной квалификации и при наличии опыта даёт хороший результат.

Сварка методом ММА требует повышенного внимания к чистоте свариваемых поверхностей, поскольку процесс происходит без инертного газа. Нужно приложить определённые усилия, чтобы свести к минимуму влияние оксидного слоя.

Для очистки поверхности используют механический способ, а также ацетоносодержащие растворители. Перед началом работы свариваемые детали прогреваются до температуры 250 оС, а электроды для алюминия прокаливаются, потому что имеют гигроскопичное покрытие.

При этом методе на электрод подаётся обратное напряжение.

Последовательность сварки в домашних условиях

Промышленность предлагает разнообразные сварочные аппараты для сварки черных, нержавеющих сталей, титана и алюминия.

При выборе агрегата необходимо руководствоваться видом сварочных работ, которые вам необходимо выполнить, а также стоимостью изделия.

Если существуют затруднения, необходимо проконсультироваться со специалистами, которые помогут сделать правильный выбор и подсказать, как быстрее и проще повысить квалификацию сварщика.

Универсальный инвертор для сварки алюминия должен обеспечивать применение переменного, постоянного и пульсирующего тока, обладать как можно большей степенью регулировки выходных параметров. Для разных видов сварки необходимы свои комплектующие и дополнительное оборудование. Также для сварки нужны обучение и навыки, а мы расскажем об основных требованиях при работе в домашних условиях, а именно:

• требуется тщательная механическая очистка свариваемых поверхностей от окисного слоя;
• необходимо обезжиривание поверхности ацетоном;
• для успешной работы детали с толщиной более 5 мм необходимо подготовить, сняв фаску под углом в 45 градусов;
• при дуговой сварке без аргона необходимо прокалить электроды и прогреть заготовки до температуры 200 градусов;
• использование качественных электродов, проволоки и аргона обеспечит прочный сварной шов;
• более мелкие детали и тонкий прочный шов можно получить, используя аргонодуговую сварку переменным током, или при помощи полуавтомата с постоянным током;
• перед работой необходимо проверить прочность соединений в системе подачи инертного газа и охлаждающей жидкости;
• проверить надёжное подключение заземления.

Подводим итог

Нами были описаны общие принципы работы в домашних условиях при сварке алюминия с использованием инвертора. Нужно учесть, что работа такой сложности требует качественной техники, комплектующих изделий и квалификации. Сделать правильный выбор и пройти начальное обучение вам помогут профессионалы, а мастерство появится со временем.

Сергей Одинцов

Источник: https://electrod.biz/apparat/vid-svarki/svarochnyiy-invertor.html