Сварка алюминия полуавтоматом: особенности и технология новичкам

Алюминий широко применяется человеком во многих сферах. Однако, по мнению профессиональных сварщиков, он относится к разряду металлов, характеризующихся достаточно сложным сварочным процессом. Это обосновано наличием у алюминиевых сплавов специфических физических и химических особенностей. Поэтому по сравнению со стандартный материалом – сталью — осуществление сварочного процесса с алюминием связано с большим количеством нюансов.

1 / 1

Сварка алюминия полуавтоматом (MIG) поможет эффективно решить большинство этих сложностей. Такой метод сварки позволит гарантированно устранить сложности с преодолением на алюминиевых деталях защитной микронной оксидной пленки, обеспечив выполнение сварных соединений с отличными характеристиками и высоким качеством.

К тому же как опытный, так и начинающий сварщик, должны понимать, что:

• Требуется осуществить тщательную подготовку поверхностей свариваемых алюминиевых деталей. Удалить оксидную пленку можно не только с использованием металлической щетки либо наждачной бумаги, но и растворителей, к примеру, бензина, уайт-спирита, ацетона. Хорошо произведенная зачистка позволит увеличить проплавление металла, повысить скорость сварки, улучшить смачиваемость свариваемых кромок, снизить вероятность коробления.
• За счет более высокой теплопроводности алюминия по сравнению с обычными стальными сплавами требуется настроить сварочную дугу на большую мощность.
• При этом требуется помнить, что у этого материала достаточно низкая температура плавления, а это может стать причиной вероятности его прожога.

Сварочный процесс алюминия и его сплавов с использованием полуавтоматов осуществляется с использованием специальной проволоки (сварщики в большинстве случаев называют ее – плавящийся электрод) с применением защитной газовой среды. Наиболее распространенным защитным газом для полуавтоматической сварки алюминия и его сплавов является чистый аргон.

Применение инертного газа дает возможность исключить:

• увеличение в шве пористости, повышая его прочностные характеристики;
• сильное разбрызгивание расплавленных металлических капель;
• нестабильность электрической дуги.

Сварочные работы, связанные с изготовлением изледлий из любого алюминиевого сплава с использование инверторных источников питания применяют как на промышленных предприятиях, так и в автосервисах. Для процесса полуавтоматической сварки алюминия потребуется:

• присадочная проволока и инертный газ высокого качества;
• профессиональные сварщики;
• технологичное сварочное оборудование.

Грамотно организованная комбинация этих трех важнейших факторов позволяет обеспечивать первоклассный результат.

Особенности сварки алюминия полуавтоматом

Есть несколько причин, которые заставили инженеров разрабатывать сварочное оборудование с учетом особенностей свойств алюминия, среди них:

• повышенная теплопроводность, в 5-6 раз выше, чем у стали;
• быстрообразующаяся малозаметная оксидная пленка с высокой плотностью и высокой температурой плавления;
• низкая температура плавления;
• образование кратера в конце шва.

Современный полуавтомат для сварки алюминия позволяет преодолеть трудности работы. Это достигается особыми параметрами сварочного оборудования.

• Высокая теплопроводность алюминия требует максимального сварочного тока аппарата не менее 200-500 А.
• Качественная сварка производится импульсным током. Высоковольтный импульс разрушает оксидную пленку, а в режиме номинального напряжения образовывается сварочная ванна. Также при этом режиме снижается брызгообразование. Дешевые сварочные аппараты, работающие на постоянном токе, образовывают шов невысокого качества.
• Широкий диапазон регулировок силы сварочного тока не позволяет поднять температуру сварки настолько, что будут образовываться прожоги металла.
• Специальная программная функция, корректно завершающая сварочная шов без образования кратера.
• Повышенная скорость подачи проволоки четырьмя роликами с тефлоновым вкладышем. Это не позволит проволоке скручиваться кольцами.

Аппараты, поддерживающие такие функции и параметры, обеспечивают профессиональное качество сварки.

Виды аппаратов для сварки алюминия

Для сварки алюминия можно воспользоваться специализированными ТИГ-сварочниками, а также полуавтоматами. Сварку алюминия на бытовом уровне можно осуществлять с помощью MMA-аппаратов. Каждый вид оборудования для сварки отличается результатом работы и имеет множество других особенностей, определяющих целесообразность использования. Рассмотрим каждый аппарат по порядку.

Устройства TIG

Аббревиатура TIG расшифровывается как Tungsten Inert Gas. При этом методе в среде инертного газа в основном применяются неплавящиеся вольфрамовые электроды. Соединение деталей с помощью TIG-сварочника осуществляется на переменном токе (AC). Поэтому в рамках технологии при TIG-сварке применяют как универсальные электроды для переменного и постоянного сварочного тока (AC/DC), так и те, которые предназначены исключительно для AC.

В качестве защиты в сварочных аппаратах ТИГ для сварки алюминия в основном используют аргон, поэтому сам процесс известен под названием «аргонодуговая сварка». Инертный газ тяжелее воздуха и никак не взаимодействует со свариваемым материалом химически, поэтому он способствует отличной изоляции сварочной ванны. Также в процессе таких работ нередко используется гелий или смесь гелия и аргона.

Ручные сварочные аппараты для сварки алюминия аргоном отличаются тем, что предоставляют возможность подключения газового баллона, оснащаются горелкой для одновременной подачи защитного газа. Также в них предусмотрен дополнительный режим ММА-сварки.

Рабочий процесс с помощью TIG-установки проходит следующим образом:
1)
очищаются от оксидной пленки до матового блеска и обезжириваются заготовки и присадочный пруток;

2)

настраивается подача защитного газа;

3)

задаются настройки на панели управления сварочником (основные параметры настраиваются при помощи параметрической кривой);

4)
зажигается дуга после поднесения горелки и формируется шов с помощью присадочного прутка;
5)
горелка удерживается над местом металлообработки еще некоторое время (в конце шва).

В результате использования аргонодуговой технологии получается прочный и герметичный шов, не требующий механической обработки. Благодаря использованию неплавящегося электрода, в процессе работы выделяется минимум шлака и дыма. Есть возможность работать с очень тонкими деталями и делать швы шириной 2-3 мм. Заготовки практически не деформируются, поскольку сильно нагревается только зона обработки.

К недостаткам TIG-устройств относятся высокая цена (в том числе на расходники), низкая скорость процесса, возможность формирования только незначительных по длине швов. Если сваривается листовой прокат, то необходима подложка, так как разогретый материал может провалиться под собственным весом. Кроме того, защитный газ исправно выполняет свою функцию только в спокойной обстановке, когда нет ветра или сквозняка.

Аппараты MIG/MAG (полуавтоматы)

Аббревиатура расшифровывается как Metal Inert Gas / Metal Active Gas. Это сварочники, которые подают присадочную проволоку прямо в горелку. Они используются для сварки алюминия в больших объемах. Позволяют получить умеренное качество и работать на потоке. Рабочий процесс производится с постоянным током в режиме обратной полярности.

Еще один плюс полуавтоматов – импульсный принцип работы (чаще встречается в некоторых дорогих профессиональных моделях). После подачи энергии кончик проволоки плавится, превращаясь в каплю расплавленного металла. Под воздействием импульса присадочный материал вдавливается в поверхность заготовки. Благодаря импульсной технологии, получается очень качественный результат.

Среди других преимуществ полуавтоматических сварочных аппаратов для сварки алюминия:

• высокая скорость процесса;
• возможность создания непрерывных длинных швов;
• управление одной рукой;
• лучший визуальный контроль сварочной ванны;
• усиленные прочностные характеристики соединения благодаря добавкам и присадкам;
• меньше дыма в процессе металлообработки, отсутствие шлака;
• поддержка работы с крайне тонкими заготовками (от 0,5 мм).

Как вы можете видеть, полуавтоматические аппараты для алюминия при некоторых сценариях использования даже более эффективны, чем аргонодуговые. Но они также имеют значительные минусы. Полуавтоматы стоят недешево. Дополнительно придется тратиться на защитный газ, проволоку. Если вам нужно часто чередовать сварку стали и алюминия, то будет проблематично менять каждый раз канал для подачи проволоки, контактный наконечник, ролики подающего механизма (понадобятся ролики для алюминия с U-образной канавкой). Сам плавящийся электрод из-за своей небольшой толщины и значительной гибкости труднее управляется, чем неплавящиеся аналоги.

Аппараты ручной дуговой сварки

Обычные устройства MMA (Manual Metal Arc) тоже можно использовать для сваривания алюминиевого проката. Однако этот способ имеет наибольшее количество недостатков, поэтому не используется для соединения конструкций, которые должны выдерживать большие нагрузки. Он широко применяется в качестве недорогой альтернативы для домашнего использования.

Технологическая операция осуществляется в основном с постоянным током в режиме обратной полярности. Подобные сварочные инверторы для алюминия отличаются высоким КПД, эффективным расходом энергии, защитой от нестабильности в электросети, точной регулировкой ампеража, быстрым поджогом дуги. К ним подбираются специальные электроды – для работы со сплавами или с чистым металлом.

Среди минусов:

• необходимость более тщательной подготовки деталей;
• высокая сложность формирования ровного шва;
• значительное разбрызгивание при плавлении электрода;
• невысокое качество соединения по причине пористости;
• очень крепкая шлаковая корка.

Плюсы метода: дешевизна оборудования в сравнении с другими возможными вариантами, быстрое переключение на операции с другими необходимыми материалами.

Плюсы и минусы сварки алюминия полуавтоматом

Прежде, чем выбирать сварочный аппарат для сварки по алюминию, необходимо взвесить положительные и отрицательные стороны технологии. После этого можно принимать решения.

Преимущества механизированной сварки плавящимся электродом в среде защитного газа

Грамотно организованная сварка алюминия полуавтоматом предоставляет ряд достоинств:

• Высокую производительность. В сравнении с дуговой сваркой неплавящимся электродом в среде аргона процесс МИГ происходит в 3 раза быстрее.
• Простота применения. В отличие от аргонодугового способа сварки, полуавтомат может быстро освоить даже начинающий сварщик. В связи с этим выполнение сварных соединений деталей из алюминия своими руками пользуется популярностью у любителей.
• Оснащение полуавтомата импульсным режимом позволяет достичь высоких качества сварного шва и точности геометрических размеров. При этом минимизируются потери проволоки на разбрызгивание.

Функциональность сварочных аппаратов

Производители постоянно совершенствуют сварочные аппараты полуавтоматы для сварки сплавов алюминия. В результате появилось множество режимов и дополнительных функций, повышающих качество. Конечно, повышается и цена.

Чтобы не переплачивать за ненужные функции, необходимо понимать, для чего они нужны. Возможно, это просто маркетинговый ход производителя.

MIGPulse — один из самых распространенных и универсальных методов сварки с бесконтактным переносом капли от электрода в сварочную ванну. В этом режиме электрод никогда не касается ванны. Одна капля формируется за один импульс и передается дугой в зону сварки. Процесс сплавления металла происходит во время его остывания в фоновой фазе подачи напряжения между импульсами. Такой режим позволяет снизить скорость подачи проволоки. Скорость сварки и мощность дуги регулируется высотой и шириной пиков и расстоянием между ними. Режим не создает брызг и снижает риски образования холодного притирания.

DoublePulse MIG — в этом режиме импульсный ток имеет два уровня. Высокая фаза вбивает каплю в зону расплава. В низкой фазе импульса металл сваривается и остывает. Оператор может регулировать уровень площадок импульса и настраивать длину каждого импульса. Он полностью контролирует форму и амплитуду напряжения и может идеально подобрать сварочный режим.

Режим S4T позволяет управлять горелкой. Если в аппарате предусмотрена функция «Быстрый старт», которая активируется нажатием триггера горелки, оператор может начинать сварку алюминия без предварительного нагрева — на холодную. После отпускания триггера сила сварочного тока снижается до рабочего.

DownSlope — обеспечивает заварку кратера в конце шва, плавно снижая силу сварочного тока.

Регулировка индуктивности дуги позволяет снизить разбрызгивание и повысить качество соединения. Изменяется в зависимости от толщины проволоки.

Цифровое управление значительно сокращает время настройки параметров сварки. Благодаря синергетическому управлению, практически все параметры сварки устанавливаются автоматически. От оператора требуется лишь указать толщину проволоки и тип металла. Компьютер имеет несколько программ сварки в памяти, что позволяет мгновенно установить идеальный режим работы.

4-х роликовый механизм обеспечивает плавную протяжку проволоки. В отличие от сварочных аппаратов для черных металлов, где достаточно иметь 2-х роликовую систему подачи присадочного материала, в полуавтомате для сварки сплавов алюминия необходимо использовать только 4-х роликовый механизм. Это обусловлено тем, что проволока для сварки алюминия не жесткая и мягкая и может путаться, образовывая кольца. Поэтому для нее необходима более сложная система подачи с регулировками натяжения и тефлоновыми каналами.

Отличия сварки полуавтоматом от аргонодуговой

Полуавтоматическая сварка алюминия по сравнению с аргонодуговой имеет несколько отличий. Главное различие этих двух технологий состоит в типе используемых электродов:

• При полуавтоматическом способе сварки применяют алюминиевую проволоку, а при аргонодуговом – основу электрода составляет тугоплавкий вольфрам, а присадочный металл подается в зону сварки в виде прутка.
• Аргонодуговой способ применяют чаще всего при ручной сварке.
• Сварочный процесс TIG используют для получения неразъемного соединения на более ответственных участках, так как обеспечивается более высокая точность геометрии сварочного шва.
• Проведение сварочным работ методом TIG связано с большими денежными затратами на комплектующие и расходные материалы, а также требует значительно большего времени на выполнения сварного соединения.

Сварочные полуавтоматы для сварки деталей из алюминиевого сплава традиционно оснащают не только стандартными функциями, но и возможностью работы в импульсном режиме. Применение последнего позволяет достичь более эстетического внешнего вида шва, а также повысить качество соединения. Воздействие мощным импульсом электрического тока дает возможность моментально пробить оксидную пленку соединяемых деталей.

Каждый импульс тока как бы вдавливает в поверхность сварочной ванны каждую каплю расплавленного металла, образующуюся при плавлении алюминиевой проволоки на базовом (нижнем) токе. При применении импульсного режима сварки перенос электродного металла становится контролируемым. Такая технология позволяет значительно повысить качественные параметры сварного шва, максимально исключив разбрызгивание алюминия.

Обзор популярных моделей

Промышленностью предлагает массу сварочных полуавтоматов. В обзоре описываются три популярные модели, отсортированные от простых и дешевых к сложным и дорогим.

VEGAMIG 180/2 TURBO

Бытовой сварочный аппарат, работающий от однофазной сети в режиме MIG/MAG, предназначен для сварки алюминия, черных металлов и нержавеющей стали в аргоновой среде. Агрегат создает сварочный ток в диапазоне от 30А до 170А при потребляемой мощности 5,2кВт.

Хотя аппарат и считается бытовым, не в каждой квартире проводка выдержит нагрузку с током 23А. Поэтому, прежде чем включить прибор, обратите внимание — на какую силу тока рассчитана сеть в вашем доме, гараже или мастерской.

Сварочный полуавтомат VEGAMIG 180/2 TURBO по алюминию поддерживает использование проволоки диаметром 0,8-1 мм и может сваривать листы толщиной до 2 мм. Дуга образовывается постоянным током.

Оснащен двумя ступенчатыми регуляторами:

• силы тока;
• скорости подачи проволоки.

Автоматические регулировки отсутствуют, поэтому, работая с аппаратом, сварщику следует надеяться только на свои знания и опыт.

Выбирая сварочник, обратите внимание на класс защиты. Для VEGAMIG 180/2 TURBO присвоен класс IP21, а это значит, что его нельзя использовать вне помещений.

PICOMIG 180 PULS

Мобильный инверторный полуавтомат сварки MIG/MAG, поддерживающий импульсный режим сварки. Всего аппарат поддерживает четыре типа сварки на профессиональном уровне:

• MiG/MAG;
• MiG/MAG PULS;
• ММА;
• TiG DC.

Устройство питается от однофазной сети, потребляет 6,4кВа и поддерживает максимальный сварочный ток 170А.

Агрегат оснащен системой автоматических регулировок, электронным блоком управления и цифровым дисплеем.

Прибор поставляется с минимальным набором аксессуаров “readytoweld”.

СПИКА ALUMIG 300 P DpulseSynegric

Универсальный сварочный аппарат работает в режимах полуавтомата MIG/MAG и ручной сварки дугой MMA. Благодаря широкому ряду настроек рабочего процесса, агрегат сваривает не только алюминий, но и цветные, черные металлы, нержавеющую и оцинкованную сталь.

Аппарат питается от трехфазной сети и может создавать максимальный сварочный ток в режимах: MIG — 300А и MMA — 250A. Этого достаточно, чтобы обеспечить качественную работу в промышленных условиях. Устройство можно использовать, всюду, где электрическая сеть сможет обеспечить мощность 10.60 kVa.

Устройство обладает рядом полезных функций, среди которых:

• MIGPulse;
• DoublePulse MIG
• режим S4T;
• быстрый старт;
• DownSlope
• и др.

Сварочный аппарат оснащен компьютером с цифровым дисплеем для синергетического управления. В памяти хранится 10 программ наиболее часто используемых процессов. Переход от одного вида сварочных работ к другому занимает несколько секунд. Синергетическое управление автоматически устанавливает силу тока, частоту и форму импульсов в зависимости от толщины проволоки и типа металла.

Вывод

Выбирая сварочный полуавтомат для алюминия, следует точно понимать, для чего он вам нужен. Одно дело, когда вам необходимо подварить что-то на даче и другое дело, когда вы оказываете сварочные услуги или затеваете производство. Сварочные аппараты недешевы, поэтому выбирайте оптимальный вариант, учитывая:

• силу сварочного тока;
• наличие синергетического управления;
• универсальность и наличие возможности ручной сварки;
• класс защиты;
• комплектность;
• присутствие программных функций и памяти настроек для разных процессов;
• цену.

Также обязательно следует удостовериться, что ваша электрическая сеть поддерживает потребляемую мощность приобретаемого аппарата.

Если вас интересует тема сварки алюминия полуавтоматом, выскажите свое мнение, предложите идеи или поспорьте с автором в блоке комментариев. Это интересно.

В чем заключаются особенности и сложности сварки деталей из алюминия

Основная сложность соединения алюминиевых деталей при помощи сварки заключается в том, что на поверхности данного металла всегда присутствует тугоплавкая оксидная пленка, которую необходимо удалить. Если пренебречь этим требованием, то варить алюминий будет очень сложно, а полученное соединение будет обладать очень низким качеством.

Сварка алюминия полуавтоматом или с использованием любого другого оборудования осложнена еще и тем, что данный металл отличается очень высокой теплопроводностью и невысокой температурой плавления. Именно из-за этого заготовки из алюминия при сварке часто прожигаются и деформируются.

Зачистка алюминиевой заготовки углошлифовальной машиной

Подготовка деталей из алюминия и сплавов на основе данного металла к сварке должна решить сразу две задачи: удаление с поверхности металла тугоплавкой окисной пленки и исключение возможности деформации соединяемых заготовок в процессе выполнения сварочных работ.

Пленку удаляют при помощи механической зачистки области соединения металлическими щетками, напильниками и шлифовальными машинками либо специальными флюсами. Чтобы избежать деформации соединяемых деталей в процессе сварки, их предварительно нагревают в печах или при помощи газовой горелки.

Качественно выполненное сварное соединение алюминиевых деталей