Благодаря таким уникальным свойствам алюминия, как доступность, легкость, прочность, коррозионная стойкость, высокая электро- и теплопроводность изделия из алюминиевых сплавов широко применяются в самых разных областях. Основным способом создания неразъемных соединений для таких конструкций служит сварка.
По причине ряда свойств, которыми обладает алюминий, сварка его – достаточно сложный процесс. Как и чем сварить алюминий и его сплавы? Для того применимы практически все основные виды создания сварных соединений.
Причины низкой свариваемости
Создание соединений осложняется такими особенностями, как:
- поверхность деталей постоянно покрыта пленкой окислов, ее температура плавления: свыше 2400оС, температура же плавления самого алюминия: 660оС,
- поверхность сварочной ванны и капли расплава при контакте с кислородом также покрываются этой пленкой, она мешает формированию однородного шовного материала,
- в жидкой фазе для металла характерна высокая текучесть, это затрудняет выполнение вертикальных, наклонных и потолочных швов,
- водород и кремний, находящиеся в составе заготовок, во время кристаллизации стремится выйти наружу, увеличивая пористость шва и создавая дефекты в виде трещин,
- легкому металлу присущ высокий коэффициент линейного теплового расширения, в ходе кристаллизации происходит заметная усадка, ведущая к деформации изделия,
- по причине значительно большей, чем у стали, теплопроводности, приходится использовать высокие значения рабочих токов,
Соединение дюралюминия в домашних условиях осложняется также тем, что не всегда точно известна марка и точный состав сплава. Из-за этого трудно правильно выставить рабочие режимы.
Виды сварки для сплавов
Для алюминиевых сплавов используют разнообразные виды сварки, включая:
- ручную электродуговую (MMA),
- аргоновую с неплавким электродом (TIG),
- плазменную,
- полуавтоматом в защитной среде.
Последний вид технологии подразделяется на несколько подвидов:
- обычная с подачей проволоки и защитного газа,
- импульсная,
- с управляемым массопереносом с использованием инвертора,
- на аппаратах ВД-306ДК.
Чем еще сваривают алюминий? Такие виды сварки, как газосварка, точечная, или под флюсовым слоем, применяются реже. Редко применяются и угольные электроды вместо вольфрамовых.
При подборе способа создания сварного соединения учитывают состав сплавов, толщину заготовки, пространственную форму изделий, их назначение и ряд других факторов.
Какие методы применяют?
Чтобы заварить шов на заготовке из алюминиевых сплавов применяют различные технологические методы, сочетающие в себе различные комбинации оборудования, газов и флюсовых порошков, подготовительных операций, предварительной термообработки.
Наиболее распространенными методами стали следующие:
- неплавящимся электродом из вольфрама в атмосфере инертных газов (AC TIG),
- полуавтоматом в атмосфере инертных газов с подачей присадочной проволоки (DC TIG),
- Ручная сварка MMA с электродами, покрытыми флюсосодержащей обмазкой,
Эти методы по-разному решают основную проблему: разрушение и недопущение восстановления окисной пленки.
Подготовка металла
Прочность и долговечность шва во многом определяется качеством и тщательностью подготовительных работ. Подготовка разделяется на механическую и химическую.
Механически
Этот этап, как и при сварке других металлов, начинается с тщательной очистки заготовки от всех видов механических загрязнений. Далее при необходимости проводят разделку кромок шва, формируя его профиль. При сварке электродами с обмазкой разделывают кромки начиная с толщины детали от 4 мм. При использовании других методов разделывают кромки, начиная с 20 мм. Тонкие листы (до 1,5 мм) вместо снятия фасок подвергают отбортовке.
Далее следует этап снятия окисной пленки с зоны шва и околошовной области. Это желают напильников или проволочной щеткой.
Химически
И заготовки в зоне шва и околошовной зоне, и присадочный пруток или проволоку необходимо тщательно обезжирить для этого используют органические растворители или щелочные растворы.
Химическим методом также снимают слой окислов с поверхности заготовок. Для этого на них наносят каустическую соду. После обработки детали и присадочных материалов их промывают водой и высушивают.
Необходимое оборудование
Для работы по алюминию необходим комплекс оборудования, материалов и приспособлений.
Источник сварочного тока
Применяются инверторные сварочные источники, работающие в импульсном режиме. Современные аппараты имеют преднастроенные режимы для работы с различными сплавов и заготовок разной толщины и формы.
Сила тока может достигать 350 ампер.
Вольфрамовые электроды
При сварке алюминия используются лантановые электроды с белой маркировкой.
применяют также и электроды из чистого вольфрама, помеченные зеленой маркой.
Неплавкие электроды не расходуются в ходе работы, они служат для создания сварочной электрической цепи.
Защитные газы
Применяются следующие защитные газы, предотвращающие контакт расплавленного металла с кислородом, азотом и водяными парами воздуха:
- гелий
- аргон
- аргонно-гелиевые смеси.
Гелий обладает наилучшими эксплуатационными характеристиками, но он дорог в производстве. Поэтому гелий применяют для работы над самыми ответственными конструкциями и изделиями.
Чаще используют аргон, он существенно дешевле, но позволяет добиться высокого качества шва. Для удешевления технологии используют также аргонно- гелиевая газовая смесь.
Электроды со специальным покрытием
Как варить алюминий, если от соединения не требуется особой прочности? Этот способ применяется для сваривания менее ответственных алюминиевых изделий. Ими охотно пользуются небольшие мастерские и домашние умельцы. Эксперты отмечают следующие недостатки метода:
- непрочность и пористость шовного материала,
- высокая разбрызгиваемость расплава,
- плохо отделяется шлак.
Сварка идет на постоянном токе обратной полярности. Заготовки большой толщины следует подогревать перед сваркой для достижения полного проплавления. Шов лучше проваривать одним электродом, при смене высок риск образования плотной шлаковой корки, мешающей повторному розжигу.
Шлак следует удалять сразу после сварки.
Вольфрамовые электроды в инертном газе
Как варить алюминий вольфрамовыми электродами? Этот популярный метод дает возможность соединять заготовки прочно и долговечно. Процесс регламентирован ГОСТ 27580-88.
Горелка выполняет следующие функции:
- в нее вставлен вольфрамовый электрод,
- через сопло подается аргон в рабочую зону,
- подводится охлаждающая жидкость,
- подводится напряжение.
Сварщик держит горелку правой рукой и ведет ее вдоль шва. Левой рукой он подает в рабочую зону присадочный пруток. Управление сварочным током осуществляется с выносного контроллера в виде педали.
Выбор рабочих режимов в зависимости от толщины заготовки и типа соединения.
Газ подается в рабочую зону за 10-15 секунд до розжига дуги, чтобы он успел вытеснить воздух и создать защитное облако. После того, как шов кончил вариться, также необходимо продолжать подавать газ 10-15 секунд, пока шов не кристаллизуется.
Полуавтоматы
При сварке полуавтоматическим сварочным аппаратом сварщику не требуется подавать присадочный материал вручную. Сварочная проволока подается в рабочую зону автоматически, через многофункциональную горелку.
Метод не требует высокой квалификации сварщика и обеспечивает высокую производительность, однако оборудование стоит существенно дороже.
Качество шва при алюминиевой полуавтоматической сварке получается несколько ниже, чем при ручной сварке вольфрамовым электродом, такой метод применяется для массового производства менее ответственных конструкций.
В домашних условиях инвертором
Как сварить алюминий в домашних условиях? Для работы дома подойдет даже допотопный сварочный трансформатор, в дополнение к нему придется подключить дроссель и осциллятор, выдающий высокочастотные импульсы, разжигающие и стабилизирующие горение дуги.
Какое еще оборудование подойдет для домашней сварки? Более стабильных результатов при сварке алюминия и его сплавов в домашних условиях удастся добиться, если применить современный сварочный инвертор с режимом переменного тока.
При работе нужно следить за тем, чтобы заготовка не прогревалась.
При помощи флюсов
Эту технологию используют для полуавтоматической или автоматической сварки заготовок толще 8 мм. Слой флюса порошка толщиной до 4 см насыпается из бункера через шланг, закрывая зону шва. Порошок плавится в пламени электродуги, выделяя защитные газы. работа ведется постоянным током обратной полярности, присадочный материал подается механизмом полуавтомата.
Техника безопасности
Соблюдение правил техники безопасности позволит сберечь здоровье и материальные ценности.
- пользоваться только исправным оборудованием, перед началом работ осматривать его, проверяя целостность изоляции, отсутствие механических повреждений и утечек газа,
- пользоваться средствами индивидуальной защиты: маской, респиратором. негорючей одеждой и обувью, спилковыми крагами,
- применять только инвентарные сварочные провода достаточного сечения,
- оборудовать эффективную вытяжную вентиляцию рабочей зоны,
Рабочая зона не должна быть загромождена, все горючие материалы должны находиться не ближе 5 метров.
(Пока оценок нет)
Загрузка...
