Особенности сварки алюминия вызывают определенные трудности при соединении этого металла. Разработанные технологии в той или иной степени позволяют с этим бороться и добиваться положительных результатов. Качество сварки алюминия инвертором нельзя сопоставить с аргоннодуговой сваркой или другими технологиями соединениями Al.
Однако в бытовых условиях вряд ли найдется подходящее оборудование. В распоряжении мастера может оказаться максимум домашний сварочный аппарат, будь то инвертор или трансформатор постоянного тока. Возникают разумные вопросы: возможно ли сварить алюминий инвертором в домашних условиях, как это сделать правильно и какие для этого потребуются материалы?
Можно ли варить алюминий инвертором
При сварке инвертором изделий из алюминия и его сплавов приходиться сталкиваться с рядом определенных сложностей, вызванных его физико-химическими свойствами, а именно:
- оксидная пленка на поверхности алюминиевых деталей, которая образована вполне естественным взаимодействием с атмосферным кислородом, имеет температуру плавления в 2000⁰ C, а сам алюминий плавится при температуре всего в 660⁰ C;
- тугоплавкую оксидную пленку с поверхности места сварки необходимо снимать путем механического удаления или химического воздействия, причем производить сварку металла после этого необходимо сразу во избежание повторного окисления;
- при больших перепадах температур во время электросварки прочностные качества алюминия значительно снижаются;
- от высокой температуры электродуги алюминий интенсивно расплавляется и начинает вытекать из зоны сварки;
- при нагревании во время проведения сварочных работ алюминий практически не изменяет свой цвет, отсюда производить контроль размеров сварного шва довольно затруднительно;
- низкое значение модуля упругости изделий из алюминия может стать причиной деформаций свариваемых конструкции, а при остывании — образования микротрещин в районе сварочной ванны.
Поэтому, зная все нюансы и соблюдая определенные условия, можно сварить алюминий инвертором даже в домашних условиях. Причем, если к инверторному сварочному аппарату не предъявляют особых требований, то к расходным материалам и методике проведения самих сварочных работ уделяют первостепенное значение. Отсюда и постараемся сформулировать ответы на вопрос: как правильно варить алюминий инвертором.
Что такое дюралюминий
Дюралюминий состоит из следующих элементов: алюминия – 93,5%, меди – 4,5 %, магния – 1,5%, марганца – 0,5 %. Такой состав обуславливает эксплуатационные характеристики сплава. Основной компонент влияет на химическую активность дюралюминия, поэтому он быстро окисляется на открытом воздухе, в результате чего на поверхности образуется прочная оксидная пленка.
Приведенный состав сплава не является постоянным, он может меняться. Значение имеет не только соотношение металлов, но и технология термообработки дюралюминия.
Правила сварки алюминия
При сварке алюминия необходимо соблюдать следующие требования:
- сварка изделий из алюминия и его сплавов возможна только под защитой инертных газов как аргон или смесь аргона с гелием, поэтому инверторный аппарат должен иметь специальное газобаллонное оборудование аргонодуговой сварки;
- лучше всего производить сварку при помощи неплавящихся вольфрамовых электродов, которые необходимо периодически очищать от накапливающихся окислов, в противном случае будет ухудшаться качество сварного шва;
- алюминиевые детали перед сваркой рекомендуется предварительно прогреть для уменьшения последствий температурных деформаций в районе сварного шва;
- алюминий, в основном, сваривают с помощью переменного электрического тока, причем значение силы сварочного тока устанавливают для работы с алюминием несколько больше, чем для сварки аналогичных стальных изделий;
- перед использованием присадочные алюминиевые электроды необходимо прогреть в муфельной печи.
Сварку алюминия можно производить практически всеми сварочными аппаратами инверторного типа с любой производительностью и степенью автоматизации рабочих процессов.
Алюминий и его сплавы при домашней сварке
Особенности сварки алюминия в домашних условиях
В сварочном деле принято разделять металлы и сплавы в зависимости от их рабочих характеристик. Например, алюминий относится к трудносвариваемой разновидности металлов.
Сварочный шов на алюминии
По этой причине про сварку алюминия инвертором в домашних условиях можно сказать, что она обладает специфическим сочетанием особенностей. Стоит повнимательнее рассмотреть их заранее, чтобы в процессе работы не возникли непредвиденные сложности.
Принципиальных отличий при сварке в домашних условиях по большому счету нет — требования к технике безопасности, оборудованию и техпроцессу выдвигаются такие же, как и в промышленных условиях.
Главное, на что стоит обратить внимание в целях обеспечения безопасности — токсичные газы, которые образуются при работе со стандартными электродами. Следует позаботиться о том, чтобы эффективно нейтрализовать их.
Капризы алюминия при сварке в домашних условиях
Инвертор для сварки алюминия
Для работ с алюминием требуется достаточно высокая квалификация, которая хоть и приходит с опытом, но должна сопровождаться определенными навыками.
Это касается даже наиболее простых манипуляций со сваркой — во всем нужна хорошая теоретическая база и наличие практического опыта. Оплавление, образование сквозных отверстий, и другие неприятные эффекты — вот основные «подводные камни», которые нужно предотвращать. Для этого требуется не только повышенное внимание, но и понимание процессов температурного расширения, знание свойств и особенностей металла, а также способность грамотно подобрать электроды.
Список важнейших параметров
Алюминий — металл очень распространенный в самых различных сферах человеческой деятельности. Также активно используются его сплавы. Это обусловлено набором его физических свойств и химических характеристик.
Алюминий — один из самых распространенных металлов
Какие основные трудности возникают во время сварочных работ, связанных с этим металлом? Причины легко понять, если разобраться с главными свойствами.
Значительный уровень текучести
При воздействии высоких температур алюминий резко теряет прочность, что приводит к разрушению уже расплавленным металлом нерасплавленного. Нередко происходит так, что расплавленный металл вытекает через шов. Сложность контроля за процессом сварки в домашних условиях усугубляется тем, что алюминий не изменяет свой цвет при нагревании. Для сохранения формы сварочной ванны опытные сварщики применяют специальные керамические (или сделанные из иного металла) подкладки.
Появление оксидной пленки
Кислород имеет очень характерное воздействие на алюминий — он очень быстро покрывает его специфической оксидной пленкой, в результате чего поверхность металла приобретает гораздо более высокий уровень тугоплавкости и плотности. Кроме того, оксид мешает превращению металла в монолитный шов.
Сварка аргоном предотвращает попадание воздуха
Как не допустить появление оксидной пленки? Сварочную зону нужно защитить от контакта с воздухом. Это достигается при использовании аргоновой сварки. Кроме того, оксид можно удалить путем катодного распыления.
Еще одна отличительная особенность алюминия — обладая весьма высоким коэффициентом линейного расширения, он обладает достаточно низким модулем упругости. Из-за этого нередко происходит деформация конструкции, которую требуется сварить. Как понизить вероятность деформации? Для этого применяются разнообразные технологические приемы, т.е. электросварка в режиме оптимальном режиме, или подогрев.
Во время сварки алюминия в домашних условиях (и не только в домашних) появляется пористость в сплавах, содержащих этот металл. Почему так получается? Ответ прост: различные соединения металла имеют в своем составе водород, который выделяется через образующиеся в процессе нагрева поры. Кроме того, если в составе имеется значительное содержание кремния, то существует высокая вероятность появления кристаллизационных трещин, которые хоть и имеют малые размеры, но способны в значительной степени ослабить сварочный шов.
Еще одна особенность алюминия — большая теплопроводность. Вот почему для сварочного процесса не обойтись без мощных источников тока.
Дополнительная опасность, поджидающая тех, кто занимается сваркой алюминия домашних условиях — образование горячих трещин. Появляются они в результате специфических процессов, которые протекают внутри раскаленного металла, когда он начинает застывать. Как снизить до минимума риск появления трещин? Нужно применять особые модификаторы, добавляемые непосредственно в сварной шов. Еще один метод подстраховки — не располагать швы слишком близко друг к другу.
Как производить сварку алюминия инвертором в домашних условиях?
На практике часто возникает ситуация, когда нужно выполнить сварочные работы по алюминиевым сплавам, марка которых неизвестна. Возможно ли такое без специальных вспомогательных материалов и особых режимов сварки? Если как следует подготовиться, то это осуществимо.
Сварочный инвентарь
Во-первых, нужно грамотно выбрать сварочное оборудование. Лучше всего для алюминия и его сплавов подходит инверторный аппарат: он обеспечивает стабильную дугу, быстрый розжиг, высокий уровень аккуратности шва, а также стабильные токи.
Какой именно инвертор больше всего подходит для такого вида работ? Принципиальной разницы нет — подойдет любой. Стоит учесть другой фактор: в гораздо большей степени на результат влияет грамотный выбор электродов.
Для сварки алюминия инвертором в домашних условиях необходимо иметь следующее:
- специальные электроды, которые хорошо подходят для алюминия (они имеют маркировку ОЗР, ОЗР-2, или ОЗАНА, ОЗАНА-1, ОЗА, ОЗА-1);
- печь, в которой можно прокалить электроды — это делается перед тем, как использовать их.
Ключевые правила сварки при работе с алюминием и его сплавами
Зачистка поверхности алюминия перед свариванием
Обработать поверхность металла
Рекомендуется удалить с поверхности металла грязь, а затем обезжирить ее ацетоном, авиационным бензином или уайт-спиритом. Для уничтожения оксидной пленки можно использовать напильник, наждачную бумагу или абразив.
Разделка кромок
При толщине металла от 4 мм или более производится разделка кромок. При использовании покрытых электродов разрешается обработка металла, имеющего толщину до 20 мм, без разделки кромок.
Защита от перегрева
Чтобы предотвратить деформацию металла, можно использовать приставку для сварочного аппарата инверторного типа.
Использование инвертора при сварке алюминия в домашних условиях
Аргоновая среда помогает защититься от кислородного воздействия. Также может использоваться смесь аргона с гелием. Эта смесь помогает толстым слоям металла.
Сварка с использованием аргоновой дуги может производиться только при переменном токе. В этом случае инертный газ подается через горелку, а расходным материалом является присадочная проволока.
Электроды для алюминия имеют специальное покрытие
Когда газ выходит из сопла и обволакивает электрод, расплавленный металл образует сварочную ванну с жидким алюминием. Затем туда попадает присадочная проволока. Рекомендуется подбирать проволоку такой же марки, как и основная деталь, которую нужно сварить (например, при диаметре алюминия от 2 до 5 мм лучше брать проволоку марки АО, АК или АД).
Шов накладывается постепенно и неторопливо, деталь проваривается достаточно глубоко. Нельзя прекращать подачу инертного газа сразу же по завершению шва — рекомендуется подождать несколько секунд, чтобы шов не деформировался или не растрескался.
Присадочный пруток и электрод не должны двигаться поперек — присадочный пруток должен идти впереди горелки. Можно прогреть деталь как до, так и после сварочных работ.
Видео: Аргонодуговая сварка алюминия
Похожие статьи
promtu.ru
Расходные материалы для сварки алюминия
Для сварки различных изделий из алюминия и его сплавов с помощью неплавящихся вольфрамовых электродов на инверторных аппаратах типа TIG рекомендуется применять присадочную проволоку от 2 до 5 мм в диаметре с маркировкой АО, АК и АД с высоким содержанием присадок магниевых сплавов.
А также можно использовать специальные электроды по алюминию марок ОЗА, ОЗР и ОЗАНА российского производства или их более качественные импортные аналоги — ОК 96.20, ОК 96.40 и Kobatek-213, но только с несколько большей стоимостью. Фото
Для сварочных инверторных полуавтоматов выпускают специальную алюминиевую проволоку диаметром 0,8-1,0 мм, намотанную на стандартные катушки весом в 0,5 кг. Как правило, чаще всего используют сварочную проволоку, представляющую собой литой сплав алюминия с кремнием (Al-Si 5) марок ER 4043 и ER 5356, реже аналогичную проволоку, но сделанную из деформируемых с алюминиево-магниевых сплавов марок Св-АК 5 и Св-АМг 5. Фото
Главной составляющей цены метра шва при сварочных работах по алюминию является стоимость расходных материалов, а именно инертного газа аргона и специальных алюминиевых электродов.
Свойства и свариваемость дюралюминия
Сложности процесса сварки дюралюминия во многом объясняются его тугоплавкостью. По сравнению с основным компонентом, такой состав получился более плотным, поэтому он менее мягкий и гибкий. Во время сварочных работ быстро расходуются электроды, а текучесть сплава повышается. К этому надо подготовиться до начала сварки. Устранить указанную проблему помогает предварительная закалка дюралюминиевых деталей, ее выполняют при температуре +500°C.
Основные свойства:
- плотность – 2,5-2,8 тонн/м³;
- температура плавления – +650°C;
- мах текучесть – 250 МПа.
Такой материал обладает высокой прочностью и сравнительно небольшим весом, что позволяет изготавливать из него детали, механизмы и конструкции, применяемые в разных отраслях промышленности, народного хозяйства и в быту.
В связи с высокой склонностью к окислению, варят дюралюминий при температуре в пределах +300°С, при этом используют защитную атмосферу инертных газов или флюс.
Данный материал весьма тугоплавкий.
Пошаговая инструкция по сварке
Если вы уяснили основные требования, как правильно варить алюминий инвертором, то можно приступать непосредственно к сварочным работам, при этом соблюдая следующую последовательность:
- Настраиваем сварочный инверторный аппарат и для этого:
- переводим тумблер AC/DC в режим переменного электрического тока AC;
- баланс полярности устанавливаем из положения 50/50, смещая его в отрицательную сторону при работе с чистым алюминием, а для различных сплавов используем положительную часть диапазона регулировки;
- устанавливаем сварочный ток исходя из толщины самого материала и диаметра электрода, так для двухмиллиметрового листа алюминия и 3 мм присадочной проволоки достаточно выставить силу сварочного тока в 60 ампер;
- настраиваем замедление процесса затухания электродуги для заварки кратера окончания сварочной ванны, которая также зависит от толщины заготовки и при 2 мм необходимо выставить время примерно в 3 секунды;
- устанавливаем время и интенсивность продувки инертным газом, необходимое для охлаждения сварочного шва.
- Подготавливаем алюминиевые детали для сварки путем:
- проведения механической очистки от оксидной пленки места будущей сварки с помощью металлической щетки или наждачной бумаги, доводя поверхность до идеального белого блеска;
- обезжиривания поверхности, обрабатывая ее химическими реагентами — различные растворители или специальной паяльной кислотой;
- обязательного прогревания заготовок непосредственно перед сваркой до температуры в 400⁰ C.
- После выполнения всех подготовительных работ приступаем к чистовой сварке, соблюдая при этом главное правило, которое требует производить сварку алюминия не торопясь, чтобы обеспечить возможность равномерного прогрева материала свариваемых деталей.
- Подачу присадочной проволоки или сварочного алюминиевого электрода необходимо осуществлять на начало сварочной ванны под углом в 15 градусов, используя легкие прикосновения так, чтобы сварочный шов получился равномерным и немного ребристым.
Не стоит приступать к выполнению чистовых сварочных работ без наличия должного опыта в сварке алюминиевых изделий. Сначала потренируйтесь и приобретите необходимые навыки и опыт. Для этого вы можете посмотреть видео, где наглядно показано как правильно сварить алюминий с помощью инвертора:
Если у вас есть свой особый опыт в этой теме, то поделитесь им в блоке комментариев.
Какие параметры устанавливаются в зависимости от толщины свариваемого металла
Настраивая аппарат для сварки, необходимо произвести следующие манипуляции:
- отрегулировать баланс переменного тока (плюс или минус). Обычно при сварке алюминия используют обратную полярность, то есть «-«;
- настроить сварочный ток в зависимости от толщины соединяемых элементов. Ток импульса увеличивается при увеличении толщины свариваемых деталей. Так, для алюминия толщиной 1 мм используется ток от 23 до 27 Ампер, а для сварки алюминия толщиной 5 мм – 150-180 Ампер;
- отрегулировать затухание дуги, также зависящее от толщины деталей: чем толще, тем дольше. Например, для соединения алюминия толщиной 2 мм достаточно выставить этот параметр на 3 секунды;
- настроить продувку газом для охлаждения (при наличии такой функции).
Преимущества и недостатки
Среди преимуществ указанного сплава отмечают следующие:
- небольшой вес, но при этом дюралевые детали способны выдерживать высокие нагрузки;
- сварочные работы выполняют, используя разные технологии, их выбор зависит от условий проведения работ и других факторов;
- подготовка изделий не требует больших трудозатрат и времени;
- необходимые электроды всегда можно приобрести в специализированных магазинах.
Рекомендуем к прочтению Как варить алюминий самостоятельно
Есть у данного процесса и ряд недостатков:
- сварочный шов имеет низкую устойчивость против коррозии;
- после создания такого соединения характеристики сплава ухудшаются;
- для проведения работ надо иметь высокую квалификацию, быть внимательным и все выполнять с высокой точностью;
- чтобы подобрать электроды, надо точно знать марку сплава;
- высокая текучесть дюралюминия создает сложности при формировании сварочного валика;
- для качественного выполнения работ приходится использовать флюс или защитный газ;
- стоимость расходных материалов высокая;
- при выполнении скоростной сварки сложно организовать контроль качества шва.
Шов может подвергаться коррозии.
Требования, выдвигаемые к сварке
Сваривая детали из дюралюминия, надо придерживаться таких требований:
- на место соединения предварительно наносят и равномерно распределяют флюс, это позволяет улучшить процесс сваривания;
- нагрев соединяемых деталей проводят равномерно, иначе под действием температуры они могут деформироваться;
- после завершения работ некоторое время выполняют подогрев созданного шва, делают это, пока металл не остынет;
- после сварки и остывания шва его очищают от шлака и проверяют на наличие трещин, раковин, повреждений.
