Как сварить алюминий в домашних условиях

Как сварить детали из алюминия дома

Алюминий имеет множество положительных свойств, благодаря которым без него не обходится ни авиастроение, ни изготовление электротехники, ни строительство. Дома тоже часто необходимо осуществлять операции с алюминием: например, изготовить алюминиевый бак для воды, соединить алюминиевые детали между собой, отремонтировать металлический корпус какой-либо техники, заварить трубу и т.д. Этот металл довольно легкий, хорошо воспламеняется, имеет высокую степень электро- и теплопроводности. Вместе с тем варить алюминий в домашних условиях – сложное занятие, требующее подготовки. Из этой статьи вы узнаете, как приварить алюминий к алюминию дома и получить в итоге прочное, качественное соединение.

Сварка алюминия на производстве и дома

В промышленности алюминий сваривают при помощи аргона. Мощная струя защитного газа не позволяет металлу окисляться во время сварки и защищает шов от образования пор. Варить алюминий в домашних условиях проблематично: не каждый начинающий сварщик обладает опытом аргоновой сварки. Вы можете столкнуться со следующими проблемами:

1. Прожог материала. Собираясь сварить алюминий инвертором, помните, что металл покрыт тугоплавкой оксидной пленкой. Чтобы ее разрушить, понадобится повысить температуру до 1400 -1450 градусов по Цельсию. Довольно сложно при этом будет не прожечь саму алюминиевую деталь, ведь температура ее плавления гораздо ниже – 660 градусов по Цельсию.
2. Дефекты сварного шва: поры, кристаллизационные трещины. Их возникновение обусловлено наличием в составе алюминия таких элементов, как кремний и водород. При неправильно подобранной технологии бракованный шов можно будет визуально отличить от качественного, как только металл застынет.
3. Растекание металла из сварочной ванны. Так как материал очень текуч, то варить алюминий инвертором нужно при помощи теплоотводящих подкладок.
4. Возникновение характерного кратера на шве, который образуется в алюминии по завершению работы. Его ликвидация требует особых навыков.
5. Деформация сваренных поверхностей при застывании. Это происходит из-за усадки материала. Наименьшая вероятность видоизменения деталей гарантирована, если сваривать по алюминию лазером.

Подготовка алюминия к сварке

Перед тем как сваривать алюминий, деталь тщательно очищают металлической щеткой от загрязнений, следов лака и старой краски. Затем поверхности обезжиривают растворителем. Чтобы удостовериться в целостности металла, его обрабатывают проникающим раствором.

Оксидную пленку с поверхности стравливают нагретым до 60-70 градусов по Цельсию 5-% раствором щелочи. Как правило, достаточно пары минут, после чего детали омываются горячей и холодной водой. Затем их стоит на 6-7 минут поместить в 20-% раствор азотной кислоты, также нагретый до 60-70 градусов. Смывание происходит сначала холодной, затем горячей водой, после чего деталь сушится. Поверхности следует сварить не позже, чем через 2-3 часа после очистки. Если планируется сварка обычным, плавящимся, электродом по алюминию, то электрод должен быть обработан по выше описанной схеме.

Разделка кромок зависит от того, какими материалами будет проводиться сварка. При использовании покрытых электродов торцы отбортовывают, если они не толще 1,5 мм, и разделывают, если они толще 20 мм. Если будут применяться иные электроды, то разделка кромок необходима при толщине деталей больше 4 мм.

При шовном методе металлические поверхность должны быть плотно пригнаны одна к другой. Кроме того, их толщина не должна превышать 4 мм. Точечный способ предполагает, что толщина деталей будет находиться в диапазоне 0, 04 – 6 мм при максимальном зазоре в 0,3 мм.

При правильно проведенной подготовке и грамотно выбранном режиме алюминий можно варить любым оборудованием: и сварочным инвертором, и трансформатором, и полуавтоматом. Определившись, чем сварить алюминий, примите решение, как именно будет протекать процесс: с использованием защитного газа либо же без него.

Аргоновая сварка алюминия

Сварка алюминия в домашних условиях при помощи аргона может проводиться:

Проведение работ неплавящимся электродом по алюминию наиболее целесообразно, если нужно получить потолочные и вертикальные швы или же заварить трещину. Однако сварку можно производить во всех пространственных положениях. Поскольку аргон имеет большую массу, чем воздух, то при формировании всех швов, кроме горизонтальных, этот газ можно смешать с гелием.

Чтобы рассчитать оптимальную силу тока, нужно количество миллиметров диаметра электрода умножить на 30-45. Примерно такое количество ампер понадобится для формирования прочного соединения. Если детали имеют толщину до 6 мм, то подойдут электроды с толщиной до 4 мм. Если же толщина заготовки превышает 6 мм, то вам необходимы электроды с диаметром 6 мм. При расчете количества аргона учтите, что за 1 минуту непрерывной работы будет истрачено от 6 до 16 литров газа.

При работе вольфрамовым электродом его следует вести за присадочной проволокой. Выбрав максимальную скорость, вы сможете избежать дефектов шва.

• Присадочной проволокой. Полуавтоматическая электросварка необходима, если толщина детали – 3 мм и больше. Чтобы сварить инвертором в среде защитного газа, выберите проволоку толщиной 1,2 – 1,6 мм. Чем больше температура ее плавления будет приближена к температуре плавления детали, тем легче пройдет сварка.

Проволока при работе таким аппаратом подается в автоматическом режиме, движения же горелки нужно осуществлять вручную в направлении справа налево. Горелка должна быть оснащена тефлоновой направляющей и иметь длину не более 3 м. Расстояние от сопла до алюминиевой поверхности — примерно 10-15 мм, отклонение горелки от вертикали – 10-20 градусов. Этого достаточно для хорошего провара, и расход газа происходит вполне экономно.

Как сварить алюминий полуавтоматом, можно ознакомиться здесь.

Сварка без аргона

Многих хозяев интересует, как сварить алюминий без аргона. Для этого необходимы специальные расходники – например, электроды Nobitec 412 или пруток TBW Harasil NC12. Заранее подготовьте большое количество электродов, так как они расходуются в 3 раза быстрее, чем это происходит при сварке стальных изделий.

Желательно предварительно прогреть алюминий до температуры 150-200 градусов по Цельсию. Сварку стоит производить короткой дугой при токе в 70-100 А. Электрод должен располагаться под углом в 90 градусов. После окончания работ окалина отбивается при помощи молотка, сварной шов зачищается щеткой.

Данный способ подойдет для тех, кто не умеет сваривать аргоном либо не имеет оборудования для газовой сварки. При этом прочность соединения будет не хуже, чем при аргоновой сварке. Несмотря на то, что специализированные электроды довольно дорогие, итоговая стоимость соединения выходит меньшей, чем при сварке аргоном.

Сварка алюминия в домашних условиях

Сварочные работы необходимы не только на производстве, но и в небольших мастерских. Все чаще возникает потребность в соединении деталей из алюминия и его сплавов. Например, моторные лодки, головки блоков цилиндров для двигателей внутреннего сгорания.

Сам по себе алюминий – это металл, обладающий малым удельным весом, большой вязкостью, теплопроводностью и электропроводностью. Его сплавы выдерживают высокие механические нагрузки. Но при всех его достоинствах сварка алюминия в домашних условиях сопряжена с некоторыми трудностями.

Факторы, влияющие на свариваемость алюминия

Алюминий активно окисляется на воздухе, и его поверхность достаточно быстро покрывается пленкой оксидов. Оксиды – тугоплавкие соединения. Их температура плавления достигает 2440 °С. У алюминия же данное значение равно 660 °С. Во время сварки оксиды препятствуют образованию в сварочной ванне однородной массы расплавленного металла.

Капли жидкого металла в сварочной зоне мгновенно покрываются окислами, которые не дают получить сплошной сварочный шов. Для предотвращения окисления зона плавления нуждается в изоляции при помощи флюсов или инертных газов. Обычно применяется аргон.

В отличие от стали, алюминий обладает таким качеством, как высокая жидкотекучесть в виде расплава. Сварочная ванна, в связи с этим, плохо формируется, а потолочные швы выполнить становится проблематично. Для устранения эффекта жидкотекучести используются подкладки с большой теплопроводностью для охлаждения зоны сварки.

Алюминий характеризуется высоким содержанием кремния и растворенного в нем водорода. Кремний провоцирует образование трещин во время охлаждения металла после сварки. Водород же выходя из расплава, образует множество пор в сварочных швах и трещин при кристаллизации.

Алюминиевые сплавы обладают значительной литейной усадкой, что при остывании приводит к деформированию свариваемых деталей.

Сварочный шов на алюминиевой трубе

Из-за высокой теплопроводности, процесс сварки алюминия предусматривает высокие сварочные токи. К примеру, для проведения работ по стали значения токов на 50% ниже.

Подобрать требуемые режимы сварки алюминия в домашних условиях затруднительно по причине того, что не всегда можно точно определить марку сплава свариваемых деталей.

Методы проведения сварки алюминиевых деталей

Сварку алюминия в домашних условиях можно производить различными методами, среди которых можно выделить:

• электродуговая сварка электродами с покрытием;
• газовая сварка;
• электродуговая сварка в среде нейтральных газов.

1. Сварка алюминия без аргона с использованием плавких электродов со специальной обмазкой — самый простой, доступный и распространенный способ соединения деталей. Для работы с чистым алюминием используются электроды ОЗАНА1, а для сплавов с высоким содержанием кремния применяются электроды ОЗАНА2.

Сила тока, выставляемая на аппарате, равна 25А на каждый миллиметр электрода. Плавятся электроды достаточно быстро, поэтому наложение шва происходит на большой скорости. Качество и непрерывность сварки зависит от квалификации сварщика.

После замены электрода на новый удаляется шлак. После чего шов требуется промыть горячей водой и зачистить щеткой с металлическим волосом. Окислы препятствуют разжиганию дуги.

Сварка алюминиевых деталей

Недостатками электродуговой сварки электродами являются: большая пористость шва, невысокая прочность, обильное разбрызгивание, затрудненное отделение шлаков, которые вызывают в последствии интенсивную коррозию.

1. Сварка газовой горелкой — более простой метод. Необходимость разогреть и расплавить металл в зоне сварки снижает скорость процесса в три раза. Для заполнения шва используется проволока. Ее не требуется просушивать перед применением. Горючий газ выполняет функцию защиты от окисления. Это более надежный способ в отличие от обмазки электродов.
2. Высокое качество, надежность, прочность, эстетичность предоставляет сварка с использованием инертных газов аргона или гелия. Плавление металла происходит от дуги между электродом из вольфрама и деталью. Для присадки применяются алюминиевые прутки.

Для эффективного разрушения окислов сварка производится током с переменным напряжением. Выбор режимов зависит от диаметра присадки, электрода, толщины металла и расхода газа. Дорогое оборудование и необходимые расходные материалы не позволяют активно использовать аргонодуговой метод в домашних условиях.

Материалы и инструмент

Если техническая подготовка работника стоит на первом месте при проведении сварочных работ алюминия, то технологическое оснащение для поведения работ занимает второе место. Вне зависимости от метода проведения сварки, для получения результата с наилучшими показателями необходимо приготовить следующее:

• источник питания – сварочный аппарат, позволяющий выдавать постоянный и переменный ток, а также токи достигающие 300 А;
• электроды марок ОЗАНА и УАНА, предназначенные для всех типов алюминиевых сплавов;
• присадочная проволока или прутки;
• газовое оборудование – баллоны, горелка, шланги;
• надежное заземление;
• рабочая одежда из негорючего материала;
• сварочная маска или очки.

Техника безопасности

Технология сварочного процесса – это интенсивное разбрызгивание, что заставляет, в первую очередь, заботиться о безопасности сварщика.

1. На нем должен быть надет костюм из негорючей или огнеупорной ткани, а так же рукавицы, краги из подобного материала.
2. Для защиты органов дыхания используются индивидуальные средства защиты.
3. Органы зрения защищает сварочная маска.
4. Наличие надежного заземления предупредит поражение от электрического тока.

Работа с газовым оборудованием сопряжена с повышенной опасностью. Соблюсти все требования промышленной безопасности в домашних условиях проблематично, но следовать им необходимо.

Подготовка поверхностей металлических деталей к сварке

Свариваемые детали нуждаются в тщательной подготовке. Кромки деталей подвергаются следующей обработке:

• С поверхности заготовки авиационным бензином, уайт-спиритом или ацетоном, растворителем удаляются остатки жиров, масел и других загрязнений, то есть обезжириваются.
• Разделка кромок. При сварке листового материала толщиной не свыше полутора миллиметров их края отбортовываются. Фаска снимается на деталях толщиной более 4мм при сварке покрытыми электродами. Если толщина изделий 20 мм и более, то разделка необходима в любом случае.
• Удаление окислов с поверхности производится напильником или металлической щеткой. Ширина очистки с каждой стороны должна составлять до 15 мм. В некоторых случаях оксиды растворяют раствором каустической соды. Но после такой процедуры требуется промывка проточной водой.

Описание процесса

После проведения подготовительных мероприятий производится процесс стыковки. Сварка алюминия в домашних условиях методом электродуговой сварки в среде нейтральных газов производится с соблюдением следующих рекомендаций:

• угол наклона вольфрамового электрода к свариваемой поверхности должен быть не менее 70°, но не более 80°;
• пруток присадочного металла подается в зону перпендикулярно вольфрамовому электроду;
• размер дуги не должен превышать 2 1/2 мм;
• чтобы обеспечить защиту от кислорода расплавленный металл первым перемещаться начинает пруток, а за ним электрод с горелкой;
• присадочный пруток периодически вводится в сварочную ванну;
• поперечные движения не рекомендованы, только продольные;
• для отведения излишнего тепла сварку производят на медных пластинах или стальном верстаке;
• инертный газ подается за 3 секунды до образования дуги и в течение 5 секунд после окончания подачи напряжения.

В последнее время в домашних мастерских популярность набирает полуавтоматические аппараты, особенно импульсные. Проблема с оксидной пленкой решается за счет импульса высокого напряжения. Он буквально разбивает ее, а за счет обратного действия вдавливает капли расплавленного алюминия в ванну с расплавом.

Процесс сварки алюминия импульсными полуавтоматами производится с постоянным током, но с обратной полярностью. Равномерная подача алюминиевой проволоки осуществляется роликовым механизмом. Из-за высокого коэффициента температурного расширения проволока может застревать в наконечнике. В связи с этим, используются наконечники для сварки алюминия и имеющие маркировку «AL».

Технология сварки алюминия

Сварка алюминия затрудняется его химическими свойствами. Все дело в способности металла образовывать оксидную пленку от контакта с атмосферным кислородом.

Легкий, серебристый металл сегодня прочно закрепился в домашнем хозяйстве. Что только не производят из алюминия — от посуды до деталей автомобилей. Но часто нужно починить вещь, а ремонт возможен только одним методом — сварочным.

Сварка алюминия — это специфический процесс и требует применения отдельной технологии. В этой статье мы рассмотрим, какими способами можно варить «крылатый» металл в домашних условиях с использованием различных приемов и оборудования.

Специфика материала

Сварка алюминия затрудняется его химическими и физическими свойствами.

Все дело в способности этого металла образовывать оксидную пленку от контакта с атмосферным кислородом. Эта способность является как главным достоинством, так и недостатком.

Преимущество в том, что оксид на поверхности надежно защищает изделие от коррозии, алюминий практически не поддается этому разрушающему процессу.

Но, в то же время, пленка окиси затрудняет соединение изделий путем сварочных работ. Окислы, образующиеся в сварочной ванне, имеют более высокую температуру плавления, чем сам металл, на выходе сварной шов неоднородный, а значит не прочный.

Также сильный нагрев, значительно превышающий температуру плавления (660°), приводит к следующим негативным последствиям.

• Текучесть расплавленного металла способствует вытеканию его из зоны сварки и быстрому прожиганию детали насквозь. Заварить такие недостатки можно, но с еще большими дефектами.
• Высокая температура может способствовать растрескиванию материала вокруг места сваривания.
• В сплавах алюминия образовываются поры ухудшающие прочность соединения.
• Значительная теплоемкость приводит к рассеиванию тепла по всей детали, а значит нужно более высокая мощность аппарата для качественной сварки.
• Металл образовывает кристаллизационные трещины в теле сварного шва.

Так как варить алюминий правильно и возможно ли делать такие соединения в домашней мастерской?

Способы сваривания

• Тиг сварка алюминия — этот процесс варки обеспечивается за счет применения специального неплавящегося электрода из вольфрама и аргоновой среды.
• Полуавтоматическое сваривание — соединение алюминиевых деталей за счет проволоки (имеющей необходимый присадочный материал), подающейся механизмом в зону электрической дуги.
• Электродуговая сварка алюминия с использованием покрытых электродов.

При использовании любого из этих методов, главным условием получения качественного шва будет разрушение пленки оксидов. Для этого оборудование настраивают на постоянный или переменный ток с обратной полярностью. Это обеспечивает необходимый процесс (катодное распыление), не допускающий образование окиси.

Алюминиевые изделия нельзя варить постоянным электрическим током при прямой полярности, так как не происходит разрушение оксидов в зоне сварки!

Сварка алюминия электродами

Недостатками варки алюминия электродами является недостаточное качество шва (пористость и плохая прочность). Также в процессе сваривания расплавленный металл разбрызгивается вокруг соединения, а шлаки, образующиеся сверху шва, очень плохо отделяются. А это может привести к коррозионным процессам.

Но все-таки покрытыми электродами и обычным инвертором ММА можно соединять алюминий. Для этого раньше использовались расходники с маркировками ОЗА-1 или ОЗА-2. Есть и более качественные модели — УАНА, а также ОЗАНА. Это отечественные электроды, позволяющие варить чистый металл и сплавы.

Также можно использовать расходные материалы от шведских производственников ESAB. Для чистого алюминия подойдут электроды ОК 96.10., а сплавы можно варить маркой ОК 96.50.

• Сваривать алюминий нужно на постоянном токе, но обязательно с обратной полярностью (меняем разъемы на инверторе местами). При этом соблюдается соотношение мощности и диаметра электрода. Сила тока регулируется в соотношении приблизительно 30 ампер на каждый миллиметр диаметра.
• Желательно осуществить предварительный нагрев свариваемых деталей. Алюминий средней толщины нагревают до показателя в 200-300 градусов, а большие массивные части нужно нагреть до 400°.
• Дуга зажигается как обычно, но стоит учесть, что скорость горения электродов для алюминия значительно выше, чем обычных. Поэтому и шов нужно вести несколько быстрее.
• Нельзя обрывать сварочный процесс не закончив соединение. При этом в конце шва образуется корка шлака, которая не даст зажечь дугу снова в этом месте. Все свариваемые швы нужно планировать на плавление одного электрода.
• При ведении сварного соединения не нужно делать поперечных движений как при варке стали.
• По окончанию сваривания нужно тут же удалить весь шлак в месте соединения, также нужно зачистить место сварки щеткой с металлическим ворсом и промыть горячей водой.

Это основные нюансы, которые нужно соблюдать при сваривании деталей из алюминия с использованием плавящихся электродов.

Сварка с аргоном

Сварка в среде аргона может осуществляться в двух видах: ручная с неплавящимся электродом и полуавтоматическая со специальной плавящейся проволокой.

Ручная TIG сварка

Это наиболее распространенный вид соединения алюминиевых деталей. Он обеспечивает надежность соединения.

Аргон, который подается в сварочную ванну, закрывает доступ атмосферному кислороду, что не позволяет образовываться оксидной пленке.

Что нужно для такого типа сварки?

• Во-первых, электроды используются неплавящиеся из вольфрама. Их диаметр зависит от толщины деталей, а также от вида стыка у заготовок.
• Во-вторых, присадочный материал — обязательное условие для получения качественного сварного шва.
• В третьих, это защитный газ, чаще всего аргон или гелий.

Какие параметры нужно учитывать перед началом сварочного процесса?

Если вы новичок в сварочном деле,то найдите таблицу, где указываются все необходимые данные по расходу газа, диаметрам электродов и присадочных прутков. Но обычно сварщик руководствуется уже полученным опытом.

Стоит знать, что зажечь электрическую дугу в аргоне довольно затруднительно. Поэтому современные аппараты имеют осциллятор, который повышает частотность тока для быстрого поджога.

• Заготовки выставляют в нужное положение, подключается масса. При этом аппарат настраивают на переменный ток!
• Дугу лучше всего зажигать в стороне на отдельной графитовой пластинке (нежелательно стучать вольфрамом по заготовке, это испортит электрод).
• Конец электрода ведут под углом наиболее приближенном к прямому (60-80 градусов). Расстояние электрода от ванны до 2 мм.
• Присадочный пруток подают постепенно к краю сварочной ванны под углом в 90 градусов к электроду. Не нужно подавать присадку непосредственно под электрод, это испортит шов.
• Горелку с электродом ведут за присадочным прутком, а не наоборот.
• Также не стоит слишком притапливать дугу или наоборот очень далеко отодвигать. Сварочная ванна (зона расплавленного металла) должна иметь овальную немного вытянутую форму.
• После завершения шва дугу гасят и возвращают горелку к сварочной ванне. Это делается для того, чтобы застывание проходило под аргоном. Подачу аргона перекрывают через 7-10 секунд после окончания сварки.

На выходе должен получиться волнообразный, немного вытянутый в направлении движения, сварочный шов. Если все сделать правильно, то соединение будет качественным.

Полуавтоматическая сварка в аргоне

Особенности полуавтоматической сварки алюминия следующие.

• Варить нужно только на переменном токе и с обратной полярностью.
• Проволока должна соответствовать материалу заготовок.
• Наконечник держателя нужен немного большего диаметра, чем сама проволока.

Алюминиевые расходники имеют большую скорость горения. Поэтому нужно быстрее вести шов (как и в случае с покрытыми электродами). Также нужно обеспечить соответствующую скорость подачи проволоки.

Технология сварки алюминия полуавтоматом совершенствуется постепенно с опытом. Но, научившись использовать такое оборудование, можно получать соединения намного качественные, чем с обычной электродуговой сваркой или ручной тиг.

А что вы можете добавить к материалу этой статьи? Если у Вас имеется опыт по сварке алюминия в домашней мастерской, то поделитесь им в блоке комментариев к этой статье.

Сварка алюминия — способы и технологии

Алюминий обладает большим списком достоинств, не зря его массово используют в самолетостроении. Но есть у него один недостаток – он трудно сваривается. Поэтому сварка алюминия и его сплавов – это удел высококвалифицированных сварщиков.

Низкая свариваемость алюминия – в чем дело?

Низкий показатель свариваемости алюминиевых сплавов обуславливается целым рядом их качеств.

• Окисная пленка, которая покрывает алюминий и его сплавы. Температура ее плавления – 2044С, а температура плавления самого металла – 660С.
• Высокая текучесть расплавленного металла затрудняет контролировать сварочную ванну, для чего приходится устанавливать специальные подкладки теплоотводящего типа.
• При нагревании из алюминия начинает выходить водород, который после застывания металла оставляет в его теле поры и трещины.
• Большой показатель усадки. А это приводит к деформации сварочного шва в процессе его остывания.
• Теплопроводность алюминиевых сплавов выше, чем у стали, поэтому для их сварки применяется ток, который по силе выше, чем ток для сварки стальных конструкций. Разница где-то в два раза.
• Если говорить о сварке алюминия своими руками в домашней мастерской, то вероятнее всего чистый алюминий вам не попадется. Скорее всего, это будет сплав неизвестной марки (дюраль и другие), к которому при сваривании придется настроить сварочный режим и подобрать дополнительные материалы.

Способы сварки алюминия

Существует много способов сварки алюминиевых сплавов, где используются различные виды аппаратов и сварочных материалов. Основных же три:

1. При помощи вольфрамового электрода с инертными газами.
2. При помощи полуавтоматов в среде инертных газов.
3. С помощью плавящихся электродов без газов.

Последний вариант можно назвать, как технология сварки алюминия без аргона.

Внимание! В процессе сварки алюминия или его сплавов важно разрушить оксидный слой, который расположен на поверхности металла. Поэтому в данном процессе используют или переменный, или постоянный ток обратной полярности.

Как правильно варить алюминий

Все начинается с подготовки деталей, а точнее, соединяемых кромок. Основная цель – очистить их от загрязнений. Поэтому кромки алюминиевых заготовок сначала очищаются химическими составами, после высыхания производится обезжиривание, для этого можно использовать любой растворитель: ацетон, уайт-спирит, авиационный бензин и прочие жидкости.

Если планируется сваривать толстые алюминиевые заготовки (больше 4 мм), то их кромки необходимо разделать. Вариантов разделки несколько, к примеру, создания конусных кромок. И последняя операция в процессе подготовки – это очищение кромок от оксидной пленки. Для этого можно использовать напильник или крупнозернистую наждачную бумагу. Как видите, подготовка алюминия к сварке – процесс совсем простой.

Технология сварки алюминия штучными покрытыми электродами

Сварка алюминия электродом (покрытым) имеет свой код обозначения по режиму сварки – MMA. Ее используют для соединения металлов толщиною не менее 4 мм, и когда производится сборка неответственных конструкций. Данная технология является низкокачественной, потому что в процессе сварки алюминия и его сплавов внутри шва остаются поры, что снижает его прочность. Во время самого процесса происходит разбрызгивание металла, плохо отделяются шарики застывшего шлака, которые увеличивают коррозию.

Особенности сварки алюминия покрытыми электродами:

• Варить можно только постоянным током с обратной полярностью.
• Сила тока рассчитывается из соотношения: на 1 мм толщины заготовок используется ток силой 25-30 ампер.
• Для образования качественного шва необходимо кромки двух свариваемых деталей нагревать до 300С, если толщина заготовок имеет среднюю величину. И до 400С при толстых заготовках.
• Подогрев и медленное остывание – обязательное правило, которое необходимо соблюдать, чтобы получить шов высокого качества.
• Сварку алюминия нужно выполнять непрерывно в плане использования одного электрода. Все дело в том, что при обрыве электрической дуги на ванне и на электроде образуется шлаковая пленка, которая перекрывает прохождение электрического тока, то есть, это препятствие повторному розжигу дуги.
• После окончания процесса шов нужно очистить от шлака, который станет причиной образования зон коррозии.
• Чистить можно горячей водой с последующей обработкой металлической щеткой.

Как сварить алюминий вольфрамовыми электродами в инертном газе

Это самый распространенный вариант, и его используют тогда, когда к прочности алюминиевых конструкций предъявляется жесткое требование. Для этого используется присадочная проволока диаметром 1,6-4 мм и сам вольфрамовый электрод диаметром 1,6-5 мм. А также защитный газ: аргон или гелий.

Электропитание сварочного процесса производится от источника переменного тока. Все параметры технологической операции зависят именно от выбранного оборудования. То есть, сначала определяются режимы сварки, после чего подбираются диаметры электрода и проволоки, скорость подачи аргона, сила тока и так далее.

Есть и свои особенности сварки алюминия по этой технологии:

• Длина дуги не должна быть больше 2,5 мм.
• Угол между плоскостью сварки и вольфрамовым электродом должна быть в пределах 80°.
• Между проволокой и электродом угол должен быть прямым.
• Сначала по шву движется присадочная проволока, а вслед за ней горелка с электродом.
• Никаких поперечных движений, только продольные, что обеспечит ровность сварного шва.
• Проволока подается в зону сварки возвратно-поступательными движениями. Это позволит равномерно заполнить ванну.
• Алюминиевые заготовки нужно обязательно укладывать поверх листа железа, который в этом случае будет отводить тепло от зоны сварки.
• Аргоновый газовый поток начинает подаваться до начала сварочного процесса за 4-5 секунд, а при окончании сварки выключается после через 6-7 секунд.

Как варить алюминий полуавтоматами

Это идеальный вариант, где используется аппарат для сварки алюминия. Он импульсного действия. То есть, в зону сварки подается импульс высокого напряжения, который быстро разбивает оксидный слой. После чего напряжение падает до базового уровня. Но на сегодняшний день эти аппараты очень дороги. Поэтому сварщики стали приспосабливать под данную технологию полуавтоматы, в которых даже отсутствует режим сваривания алюминия и его сплавов.

По сути, технология сварки алюминия точно такая же, как и стали. Только вместо стальной проволоки используется алюминиевая. Есть и другие особенности.

• Алюминиевая проволока плавится в несколько раз быстрее стальной, поэтому необходимо увеличить скорость ее подачи в зону сваривания.
• При нагревании алюминиевая проволока расширяется больше, чем стальная, поэтому рекомендуется приобретать специальный наконечник, обозначаемый буквами «Al».
• Так как алюминиевая проволока мягче стальной, то в процессе подачи ее в зону сваривания могут образовываться петли и скрутки, поэтому рекомендуется использовать для ее подачи механизм с четырьмя роликами.

Сварка алюминия в домашних условиях инвертором

Сварка дюралюминия (алюминиевый сплав) или самого алюминия может проводиться инвертором. Для процесса необходимо правильно подобрать электрод и ток. Что касается электродов, то лучше использовать марки ОЗАНА, ОЗА или ОЗР. Установка (настройка) тока должна учитывать высокие плавящиеся свойства металла. Для чего нет необходимости выставлять ток большой величины.

Внимание! Перед началом сварочного процесса рекомендуется электроды прокалить, для чего используется специальная печь. Она так и называется – печь для прокалки электродов.

Сам процесс сварки ничем не отличается от сваривания стальных конструкций. И если перед вами стоит вопрос, можно ли варить алюминий в домашних условиях, то смело отвечайте, что можно.

Сваривание алюминия при помощи флюсов

Флюсы для сварки алюминия используются давно. Они представлены широким модельным рядом, где есть материалы для разных алюминиевых сплавов. Основное их назначение – разрушение оксидной пленки. При нагреве нанесенный флюс растворяется и разрушает окисел, и тут же производится соединение двух элементов.

Производители предлагают флюсы, которые используются только в газовой сварке алюминия, или только в дуговой. В последнем случае используются графитовые электроды или угольные.

Заключение по теме

Как видите, заварить алюминиевые заготовки можно разными способами, в которых используется разное оборудование для сварки. Но во всех случаях нужно свариваемый металл тщательно подготовить, и обязательно проводится настройка аппарата для сварки. Посмотрите видеоурок – как сваривать алюминий. Кстати, видео уроки дают возможность воочию увидеть, что собой представляет сваренный металл в конечном виде.

Как сварить алюминий: описание технологии сварки электродом

Главная страница » О сварке » Как правильно варить » Сварка алюминия » Сварка алюминия электродами

Как правило, для сварки конструкций и деталей из алюминия чаще всего используется специальное оборудование и особые технологии. Сваривать же при помощи ручной дуговой сварки довольно-таки непросто. Но иногда это бывает необходимо, и мы поможем вам разобраться, как сваривать алюминиевые конструкции электродами.

При выполнении работ с алюминием применимы в основном такие типы сварки:

• ММА (ручная дуговая сварка алюминия (см. электроды по алюминию));
• MIG (полуавтоматическая сварка алюминия);
• TIG (сварка алюминия в аргоновой среде с употреблением проволоки присадочной).

Мы не будем затрагивать тему агронодуговой сварки или применении вольфрамовых электродов. Ниже пойдёт речь об проведении сварочных работ простыми ручными покрытыми электродами дуговой сварки.

Сварка алюминия электродами (MMA)

MMA (Manual Metal Arc) — ручная дуговая сварка покрытыми электродами. Этот способ далеко не самый эффективный при работе с алюминиевыми изделиями. Недостатки ручной дуговой сварки:

• сложно сделать ровный шов;
• шов может быть пористым и не очень прочным;
• при плавлении электрода наблюдается сильное разбрызгивание;
• тяжело очищать шов от шлаков.

И всё же, несмотря на перечисленные недостатки, бывают ситуации, когда без ручной дуговой сварки не обойтись. Сварка способом MMA может осуществляться для соединения алюминиевых конструкций, которые не несут ответственной нагрузки. Минимальная толщина металла должна быть не меньше толщины электрода (4 мм).

Ручная дуговая сварка покрытыми электродами пригодится в домашних условиях, когда нет возможности использовать громоздкое и дорогостоящее оборудование.

Сварка инвертором

Конечно, существует другая техника, которая может применяться при ручной дуговой сварке: выпрямители, трансформаторы или генераторы. Однако инвертор является наиболее выгодным вариантом, благодаря следующим преимуществам:

• Высокий КПД — до 95% и выше. Высокочастотный импульсный полупроводниковый преобразователь позволяет полностью исключить индуктивные потери.
• Эффективный расход электроэнергии. Преобразователь автоматически отключается, когда прекращается работа.
• Защита от нестабильной электрической сети. Инвертор выдаёт нужное напряжение независимо от просадок в сети. Импульсный преобразователь автоматически подстраивается под входное напряжение и обеспечивает требуемые выходные параметры.
• Точная регулировка сварочного тока. Сила тока, необходимая для конкретных сварочных работ, напрямую зависит от толщины используемых электродов. Ручка регулятора инвертора позволяет установить нужное значение перед началом работ.
• Быстрый поджиг дуги. Достаточно легко ударить электродом по детали. Инвертор обеспечивает стабильное горение сварочной дуги.
• Удобно использовать в домашних условиях. Инверторы, как правило, имеют компактные габариты. Для сравнения — сварочный трансформатор мощность 8 кВт весит более 40 кг, в то время как инвертор такой же мощности — менее 5 кг.

Особенности технологии

Рассмотрим особенности технологии сварки электродами по алюминию. Ручная дуговая сварка алюминия — не самый удобный процесс, поэтому важно знать и учитывать некоторые особенности проведения сварки.

• Выбор электродов. Прежде всего нужно подобрать подходящий тип электродов. Дело в том, что некоторые марки имеют покрытие, предназначенное только для работы со сплавами алюминия. Другие же используются исключительно для сварки чистого алюминия. Поэтому этот параметр следует учитывать. Производители электродов указывают назначение конкретной марки, так что вы сможете без проблем выбрать подходящую.
• Чистота поверхности. При сварке электродами большое значение имеет подготовка поверхности конструкции. Её следует хорошо обработать, чтобы шов получился ровным и прочным.
• Ток. Сварка алюминия ведётся с использованием постоянного тока обратной полярности. Это обусловлено тем, что на поверхности данного металла образуется оксидная плёнка. А при обратной полярности плёнка разрушается с помощью катодного распыления.

Химические свойства алюминия

Для алюминия характерна высокая растворимость водорода в жидкой форме при низкой растворимости в точке кристаллизации. Это напрямую влияет на качество сварочных работ. Если даже в металле шва растворится небольшое количество водорода, шов может стать пористым, так как водород будет стремиться выйти наружу.

Ещё одно важное химическое свойство алюминия — окисление. Соединение с кислородом создаёт оксид алюминия, который образует своеобразную плёнку на поверхности металла.

С одной стороны, оксидная плёнка надёжно защищает металл от коррозии. С другой же, становится препятствием для проведения сварочных работ. При том, что алюминий плавится уже при 660.

3оС, температура плавления оксидной плёнки — 2037оС.

Механические свойства алюминия

Прочность, упругость и удлинение сварного шва зависят от вида сплава, из которого изготовлены детали, а также от состава электрода. Прочность сварного соединения будет достаточно слабой в сплавах холодной закалки. Чтобы добиться хорошей прочности шва в термостойких сплавах, необходимо большее время термической обработки и медленное охлаждение.

ВАЖНО! Алюминий имеет хорошую теплопроводность, поэтому при проведении сварочных работ рекомендуется использовать теплоотводящие подкладки. Это поможет сохранить остальные части заготовок от усадок и деформаций.

Для улучшения качеств сварного шва в составе электродов по алюминию могут использоваться следующие легирующие добавки:

• Марганец (Mn) — повышает коррозийную стойкость.
• Кремний (Si) — уменьшает плавление алюминия, улучшает текучесть и свариваемость.
• Магний (Mg) — придаёт металлу отличную свариваемость и хорошую прочность. В сочетании с кремнием формирует термостойкий сплав.

Электроды ОК AlMn1 (96.20) с марганцем в составе

Какие электроды лучше

Несколько слов о том, какие электроды лучше для сварки алюминиевыми электродами. Для ручной дуговой сварки алюминиевых конструкций часто используются расходники от производителя «СпецЭлектрод» марки «Озана-2». Среди достоинств электродов этой марки:

• обеспечивают стабильное горение дуги;
• хорошо формируется шов в любом положении (в том числе и в вертикальном);
• шлаковые образования на рабочей поверхности легко отделяются;
• сварочный шов имеет хорошие механические свойства.

Также широкое распространение получили электроды шведского производителя ESAB серии «ОК». Расходники с щелочно-солевым покрытием оптимально подходят для сваривания конструкций из технического алюминия, а также алюминиевых сплавов с марганцем или магнием.

Подробнее о выборе электродов для сварки алюминия вы можете почитать здесь.
[ads-pc-3][ads-mob-3]

Трудности процесса

Рассмотрим сложности процесса сварки электродом по алюминию. Сложность ручной сварки алюминиевых конструкций во многом обусловлена свойствами данного металла. Ниже приведём примеры основных проблем, которые могут возникнуть в процессе сварки.

1. Высокая текучесть металла. Расплавленный алюминий тяжело контролировать. При значительном перегреве поведение металла становится в какой-то степени непредсказуемым. Расплав может разрушить слой твёрдого металла, находящийся под ним, и вытечь через трещину. Для решения этой проблемы рекомендуется использовать прокладки из керамики или тугоплавкой стали.
2. Окисляемость алюминия. Основная проблема алюминиевых изделий. Соединяясь с кислородом, молекулы металла формируют плотную оксидную плёнку. Она прочнее самого металла и плавится только при очень высокой температуре. Ещё один минус — плёнка является диэлектриком, поэтому тяжело поджечь дугу. Для решения этой проблемы нужно тщательно очищать рабочую поверхность металла перед сваркой.
3. Высокий коэффициент линейного расширения. Алюминий достаточно хрупкий и обладает малой упругостью. При сильном нагреве металла зона сварки давит на остальную часть конструкции, что может стать причиной появления трещин или деформации плоских поверхностей. Чтобы этого избежать, нужно контролировать температуру сварки. А лучше — предварительно прогревать деталь до 200-250оС.
4. При застывании металл шва может кристаллизоваться и появляются горячие трещины. Поэтому желательно добавлять специальный присадочный материал. Особенно это необходимо в случаях, когда несколько швов находятся на небольшом расстоянии друг от друга.

Как заварить алюминий электросваркой

Алюминиевые конструкции, детали иногда нужно срочно отремонтировать. Имея навыки сварщика, многие самостоятельно заваривают алюминий электросваркой. В домашних условиях качественно выполнить шов не получится.

Но как экстренную меру сварку алюминия электродом часто используют. Во время работы с легким металлом нужно учитывать особенности сплавов.

Марганец увеличивает окислительную способность, магний улучшает свариваемость, кремний снижает температуру плавления.

Особенности сварки алюминия электродом

Сварить алюминий электродом без защитной атмосферы не получится. Горячий металл быстро насыщается водородом, шов получается пористым, расплав сильно разбрызгивается, шов получается неровным.

Чтобы уменьшить разбрызгивание, металл варят на токе обратной полярности, на деталь подключают минусовую клемму, к держателю подводят плюс.

Заготовки предварительно прогревают до +150 – +190°С, чтобы устранить воду, накапливающуюся в порах оксидного слоя.

Возникают трудности из-за оксидной пленки, она расплавляется при +2037°С, алюминий – при +660°С. Перед сваркой оксидный слой зачищают до блеска. Чистота поверхности влияет на качество соединения.

У сплавов хорошая теплопроводность, он быстро нагревается, остывает, дает большую усадку, возникают внутренние напряжения, трещины. При сварке металла используют теплоотводящие подкладки. Они поддерживают необходимую температуру.

Легкий металл в домашних условиях варят на высоких токах. Электроды выбирают специальные, предназначенные для сварки.

Выбор сварочного аппарата и электродов

Алюминий относится к плохо поддающимся сварке металлам. Сила рабочего тока должна быть в 1,5 раза выше, чем для стали. Сварочный аппарат должен генерировать постоянный ток до 250–300 ампер. Для работы подойдет бытовой аппарат для сварки, работающий от сети 220 В. Можно подобрать выпрямители, трансформаторы или генераторы, но лучше остановить выбор на инверторе, его преимущества:

• высокий КПД, до 95%;
• низкие индуктивные потери;
• снижение расхода тока за счет автоматического отключения;
• аппарат спокойно переносит просадку напряжения в сети;
• поддерживается стабильная дуга, достаточно задеть заготовку;
• есть дополнительные функции;
• небольшие габариты, можно переносить его в любое место.

Капиллярная дефектоскопия сварных швов и соединений

Легкие сплавы несколькими электродами с солевой обмазкой, образующей шлаковый защитный слой:

• Озана, Озана-2 производства Спецэлектрод;
• ОК 96.20, 96.10, 96.50, шведская компания ESAB;
• УАНА отечественных производителей.

Можно использовать другие расходники, предназначенные для сварки алюминиевого литья и сплавов. Заготовки 2мм варят диаметром 2,5, для 3–4 мм деталей выбирают толщину 3,2; максимальный диаметр стержней – 4

Технология сварки алюминия электродом

В домашних условиях заготовки предварительно зачищают. У деталей, свыше 3 мм, разделывают кромки под углом 45–60°. Чем больше угол, тем качественнее получится шов. Если пластины толще 7 мм, их укладывают с зазором 2 мм. Трещины предварительно выравнивают, углубляют болгаркой, края высверливают, чтобы снять внутренние напряжения.

Как варят алюминий электродами:

• сначала заготовки прихватывают в нескольких местах;
• корневой шов ведут, держа электрод перпендикулярно;
• толстые детали варят в несколько проходов, каждый слой простукивают для снятия окалины;
• наплавочный валик должен выступать на 2-5 мм в зависимости от толщины деталей.

Сваривать алюминий нужно с соблюдением рабочего режима (толщина заготовки, мм/ток, А):