Сварка алюминия постоянным током в среде аргона

Сварка алюминия постоянным током

Существует несколько способов сварки, которые зависят не только от применяемой техники, но и от режимов, которые выставляет пользователь. Если рассматривать использование электросварки, то здесь может возникнуть несколько вариантов, которые зависят от рода тока. Сварка алюминия постоянным током является как раз одной из таких разновидностей. Она используется не так часто, как переменным током, но все же имеет ряд особенностей, которые определяются полярностью. Мастера отдают предпочтение переменному электричеству, так как оно сочетает в себе преимущества обоих полярностей.
Сварка алюминия на постоянном токе обратной полярности

Когда идет сварка алюминия постоянным током, то приходится выбирать, что более важно для сварочного процесса. Ведь свойства сваривания алюминия являются далеко не самыми лучшими, поэтому, следует подбирать подходящие условия, которые бы смогли удовлетворить технологические требования и обеспечили ровный и плотный сварочный шов алюминия. Основной проблемой этого формирования становится оксидная пленка, с которой не может справиться высокая температура сварки, так как она плавится при 2200 градусах Цельсия, а алюминий при 680. Обратная полярность постоянного тока помогает разрушить ее благодаря катодному распылению, которое отлично воздействует в сочетании с флюсами и предварительной обработкой.

Сварка алюминия аргоном постоянным током

Особенности и значение подготовки соединяемых деталей к сварке

Качество соединения зависит от тщательности подготовки основания перед выполнением работ. Следует помнить, что температура плавления оксидной пленки, которая покрывает поверхность, выше аналогичного показателя чистого металла. Присутствие оксида алюминия в зоне расплава приводит к снижению качества шва.

Процесс подготовки поверхности включает в себя следующие работы:

• Обезжиривание зоны соединения с помощью растворителя;
• Удаление оксидной пленки механическим или химическим способом;

Механическая обработка поверхности подручными средствами используется при выполнении работ в домашних условиях. В условиях промышленных производственных площадок обычно прибегают к химическому способу – травлению поверхности специальными составами, что исключает вероятность попадания инородных частиц в зону расплава.

Недостатки

• Приходится выбирать между стабильной дугой или разрушением оксидов;
• Без разрушения оксидной пленки невозможно достичь высокого качества сварки, так как она обволакивает расплавленный металл, не давая ему нормально соединиться;
• Сложно подобрать параметры оборудования для сваривания конкретной толщины металла при таком режиме работы.

Нюансы при сварке постоянным током

Перед тем как варить алюминий электросваркой требуется в первую очередь разобраться с параметрами оборудования. Специалисты не рекомендуют использовать постоянный ток прямой полярности, так как его недостатки перевешивают преимущества и сварка алюминия электродом с ним получается очень проблематичной. При обратной полярности удается побороть одну из главных проблем свариваемости алюминия, но это не единственная проблема, с которой приходится сталкиваться.

К прочим нюансам данного процесса можно отнести высокую текучесть металла в расплавленном состоянии, с которой не поможет справиться ни какой род тока, а лишь мастерство сварщика. Также стоит учитывать повышенную предрасположенность к напряжению, что предполагает подогрев металла и тщательную просушку электродов перед использованием. Здесь нужно учитывать низкую глубину проварки металла, так что при работе с толстыми заготовками может потребоваться дополнительная обработка кромок. В плане предварительной подготовки здесь также есть несколько нюансов, которые касаются очистки поверхности растворителями и простыми механическими способами, что должно увеличить качество соединения.

Какую присадочную проволоку выбрать

Для сварки в режиме AC TIG промышленностью производятся стандартные прутки, предназначенные только для алюминия. Их вид показан на фото ниже:

Выпускаются они в различных диаметрах и выбираются в зависимости от толщины металла и режима сварки по току. Ориентировочная таблица поможет в правильном выборе припоя.

Таблица 1

Универсальная ER 4043 — для сварки алюминия, и его сплавов АД31, АД33, АД35 с магнием, кремнием и другими элементами.Виды промышленных припоев для сварки алюминия TIG определяются ГОСТ 7871-75. Наиболее распространены:

• AL ER5356 — для сплавов AlMg4, AlMg3, AlMg5, AlMg6.

От выбора припоя зависит как качество, так и скорость сварки, что немаловажно — процесс сварки TIG происходит в несколько раз медленнее, чем ММА или MIG, поэтому возможность его ускорения весьма актуальна.

TIG сварка алюминия

Многие специалисты отмечают плохую свариваемость алюминия, так что для получения прочного соединения используются специальные методы, которые помогают достичь результата высокого качества. TIG сварка алюминия является одним из таких способов, так как именно она помогает бороться с основными негативными факторами, которые и создают проблемы во время сваривания. Здесь все проводится под защитой инертного газ, в качестве которого чаще всего выступает аргон. Но основной силой, что расплавляет металл, тут выступает электрическая дуга, которая образуется между металлом заготовки и неплавким электродом.

Применение

Достоинства сварки ТИГ металлов находят ей применение в отраслях:

• машино- и приборостроение;
• пищевое производство;
• нефтяная промышленность;
• химическая промышленность;
• буровые вышки;
• строительство металлоконструкций для высотных зданий;
• каркасные конструкции из стали;
• трубопроводы;
• авиация;
• космонавтика;
• самолетостроение;
• кораблестроение.

Сварка аргоном ТИГ применяется и для менее глобальных решений. Ее нередко используют в бытовых условиях. Примером являются монтаж в автомобиль кондиционера, заделывание трещин в радиаторе машины. Во всех домах найдется кухонная посуда и металлические сушители для полотенец, изготовленные этим способом.

Такое широкое распространение сварка аргоном TIG получила благодаря тому, что при ее помощи можно сваривать, как углеродистую сталь, так и цветные металлы, сохраняя отличное качество шва.

Преимущества

• Инертный газ является лучшей на данный момент защитной средой, которая создает непроницаемые для кислорода и водорода условия;
• Нет риска попадания влаги в сварочную ванну из обмазки электрода;
• Дуга обладает высокой стабильностью горения;
• Швы получаются более аккуратными и тонкими, а сварочные соединения более крепкими;
• Многие недостатки свариваемости алюминия становятся не такими существенными;
• Возможность работы с широким спектром режимов настроек.

Достоинства и недостатки сварки в среде аргона

К плюсам аргонодуговой сварки относят:

• Надежная защита сварочной ванны;
• Возможность соединения разнородных металлов;
• Визуальный контроль качества шва;
• Точность выполнения работ;
• Сварка осуществляется во всех пространственных положениях.

Наряду с достоинствами имеется ряд недостатков:

• Квалификационные требования к сварщику;
• Необходимость приобретения дорогостоящего оборудования;
• Низкая производительность работ.

Недостатки

• Высокая себестоимость сварочного процесса;
• При работе с газом работа становится менее безопасным;
• Горение газа оказывает вред здоровью сварщика;
• TIG сварка алюминия обладает более длительным процессом подготовки, а соответственно, становится более трудоемкой.

Почему важен переменный ток

В последнее время ТИГ сварка алюминия постоянным током практически не производится, так как большинство специалистов используют переменный ток. Существует несколько определенных положений, которые предрасполагают к выбору именно этому роду электричества. Когда подключается постоянный ток на обратной полярности, то создается катодная очистка оксидной пленки. При этом же, температура сварки значительно увеличивается. По этой причине может возникнуть разрушение вольфрамового электрода, который активно применяется в данной сфере. Подключив постоянный ток с прямой полярностью, он не сможет ликвидировать оксидную пленку, так что даже при более стабильной дуге будет плохое качество сварки. Таким образом, переключение полярности может обеспечить итог работы высокого качества и именно поэтому стоит выбирать переменный ток. Сварка алюминия TIG инвертором постоянным током проводится очень редко, так как работать им оказывается слишком сложно.

Что необходимо для ТИГ сварки

Для того чтобы осуществить процесс сваривания, требуется обеспечить следующий набор оборудования:

• Вольфрамовые электроды различного диаметра;
• Заземление для аппарата;
• Сварочный инвертор ТИГ (постоянного/переменного тока);
• Расходный присадочный материал, в виде сварочной проволоки;
• Горелка для данного вида сварки;
• Газовые шланги;
• Баллон с инертным газом;
• Сопла на горелку и цанг с держателем;
• Блок для охлаждения горелки;
• Редуктор для регулировки давления газа.

Основной способ сварки

Дуговая сварка в аргоне алюминия и его сплавов (AC TIG) производится на переменном токе, источником которого, как правило, является инверторный генератор. Инвертор не только выдает ток очень точной синусоиды, что немаловажно при сварке, но и очень компактный. Кроме самого инвертора, в состав аппарата входят:

• баллон с газом (аргон или аргон+гелий);
• горелка TIG;
• газовые шланги;
• кабели.

Работает аппарат AC TIG с применением вольфрамовых неплавящихся электродов и присадочной проволоки. В стандартный набор сварщика входят также щиток (желательно «Хамелеон» и защитные краги). На аппарате предусмотрена регулировка сварочного тока и расхода газа. Но о режимах сварки будет рассказано ниже.

Правила безопасности

При сварке нельзя забывать о правилах безопасности. Необходимо использовать средства защиты для сварщика: маску или щиток, перчатки или краги, специальную одежду и обувь.

Все маски можно разделить на активные и пассивные. Смотровое стекло пассивных масок имеет постоянное затемнение. У активных затемнение происходит только как реакция на световую вспышку от дуги. Преимуществом этого варианта является то, что на время прекращения сварочного процесса стекло становится прозрачным и сварщик хорошо видит объект. Нет необходимости приподнимать стекло, что достаточно удобно.

Основные виды сварочных краг:

1. Брезентовые. Не востребованы, поскольку плохо выполняют основную функцию защиты рук от высокой температуры и искр. При попадании искр легко прожигаются.
2. Спилковые. Изготавливаются из специально обработанной кожи свиней или коров. Устойчивы к летящим искрам. Прочны, эластичны, гигиеничны. Не сковывают движения рук. При наличии внутри хлопчатобумажного слоя сохраняют тепло рук.
3. Войлочные. Удобны для работ при сварке.

Существуют комбинированные модели, в которых использованы разные виды материалов. Сварочные краги бывают длиной до локтя и закрывающие только кисть руки. Наличие возможности стягивания края перчатки обеспечивает дополнительную безопасность.

Костюм для сварщика должен быть изготовлен из материалов высокого качества. Он должен обладать устойчивостью к попаданию брызг расплавленного металла. Требования к костюму сварщика указаны в ГОСТе 12.4.250. Главные части костюма — куртка и брюки. Материал, из которого они сшиты, должен обладать большой теплоустойчивостью. Согласно нормативному материалу куртка должна прикрывать брюки более, чем на 20 см. Застежки закрываются клапанами. Максимальное расстояние между ними на куртке — 15 см.

В правила соблюдения техники безопасности входит электробезопасность. Баллон с аргоном должен быть расположен на расстоянии не менее 5 метров от возможных источников огня. Баллон должен быть поставлен вертикально и быть закреплен во избежания падения. Перед работой необходимо проверять состояние шлангов.