Технология сварки алюминия аргоном

Особенности сварки алюминия аргоном

Алюминий является одним из самый распространенный металлов, но в то же время и одним из самых сложных, так как на нем образуется оксидная пленка, имеющая температуру плавления выше, чем у самого металла. Это вызывает трудности при газовой сварке алюминия. В современном сварочном деле существует несколько способов для его сварки:

• TIG – ручная методика неплавящимся электродом;
• MIG – полуавтоматический способ.

Эти методы могут проходить как в среде защитного газа, так и без него. Рассмотрим далее, как производится сварка алюминия аргоном.

Аргон представляет собой благородный инертный газ, не имеющий запаха и цвета, почти в полтора раза тяжелее воздуха. Он слишком востребован для использования при соединении деталей из-за своей доступности, в сравнении с другими инертными веществами. Без аргона можно варить, но при этом происходит окисление расплавленного металла (при взаимодействии с кислородом), что значительно влияет на качество и эстетичность соединения. Именно поэтому в приоритете газовая сварка алюминия с использованием данного газа.

Сложности сварки алюминия

Газовая сварка алюминия – процесс довольно сложный и связано это с качествами данного металла. Сварка алюминия аргоном для начинающих требует знаний о характеристике данного металла и навыков при работе с ним. Основные факторы, которые выступают в роли помехи для нормального соединительного процесса, и все эти нюансы должен знать каждый мастер:

• некачественная зачистка металла перед газовой сваркой алюминия – это одна из самых основных ошибок, которую совершают начинающие сварщики. Для того, чтобы разбить оксидный слой на поверхности металла, необходимо добросовестно его зачистить. Например, если на краю останутся пыль, грязь и верхний слой, то о нормальном скреплении и речи идти не может. Верхний оксидный слой плавится при температуре более 2000 градусов, а сам Al при температуре 660;
• аргоновая сварка алюминия требует высоких затрат энергии. Это связанно с высоким уровнем теплопроводности и с малой температурой плавления;
• неправильно выставленный режим на инверторе может привести к пропалу, так как алюминий плавится при низкой температуре;
• за счет того, что расплавленная Al масса быстро кристаллизуется, необходимо заваривать кратер, который образуется при сплавлении в конце дорожки. В агрегате для газовой сварки алюминия есть специальная функция, позволяющая подать проводник усиленный ток в начала процесса чтобы пробить Al пленку, и в конце, чтобы заварить кратер.

Подготовка алюминия к сварке

Из вышеописанного, можно сделать вывод, что главным этапом при аргонодуговой сварке алюминия является максимально качественная подготовка самого изделия. Чтобы шов отлично соединился, и при этом не возникло пропалов и деформаций, требуется провести очистку. Это делается несколькими способами:

• химический способ позволяет разрушить оксидную пленку на металле за счет воздействия такого раствора: в литре воды необходимо растворить 50 грамм технического натрия и 45 грамм фтористого натрия. Размешать до получения однородного раствора. После минутного травления, деталь необходимо промыть под проточной водой;
• механический способ подразумевает воздействие дополнительный инструментов на деталь. Чаще всего поменяют железную щетку для зачистки заготовок. Важно ,чтобы она была предназначена именно для алюминия. Кроме этого можно использовать наждачную бумагу. Вне зависимости от типа дополнительного инструментария, необходимо, чтобы оно было или новое или использованное только после алюминия. Если в царапины, которые появятся от абразивности, попадут частички другого металла, это значительно ухудшит качество и конечный результат газовой сварки алюминия.

Кроме заготовок, необходимо провести подготовку проволоки для сварки алюминия аргоном. Ее надо так же обезжирить и вымочить в техническом натрии по такой же схеме. Это позволит снять все лишние молекулы с материала и позволит создать идеальный шов сплавом Al.

Оборудование для газовой сварки алюминия

Когда изделие готово к сварке аргоном, необходимо позаботиться о наличие всех необходимых комплектующих и о настройке оборудования. Для совершения процесса требуется следующее:

• аппарат;
• вольфрамовые электроды;
• придаточная Al проволока;
• инертный газ (в нашем случае аргон).

В качестве аппарата используется обычная горелка, применяемая для всех видов газовой сварки, так как производится сварка алюминия постоянным током в среде аргона. Вольфрамовые неплавящиеся электроды бывают разных типов, зависимо от добавок в их составе. Для их различия на конец наносится разноцветная маркировка. Перед использованием электрод требуется заточить. Когда появляется дуга, на его конце образуется шарик. Толщина проводника выбирается в зависимости от толщины изделия, например для тонкого алюминия подходят проводники с диаметром не более 2-х миллиметров.

Важно все комплектующие, необходимые для газовой сварки алюминия проверить на срок годности. Нельзя варить просроченными материалами.

Технология сварки алюминия аргоном

Чтобы в результате аргонной сварки получилось качественное соединение, необходимо соблюдать все правила при работе. Во-первых, важно приготовить материал и проволоку, во-вторых, настроить аппарат, в-третьих правильно возбудить дуг и удерживать ее до конца процесса.

Как правильно настроить оборудование для газовой сварки алюминия

Рассмотрим на примере стандартного листа Al, толщиной в 2 мм. Всегда при соединении аргоном сначала подается и настраивается поток инертного газа, а затем включается источник тока. В идеале, во время аргонодугового соединения алюминия должно расходоваться около восьми литров защитного газа в помещении и в полтора раза больше, если на улице. Но при этом, важно помнить про турбулентность. Если включить сильно большую подачу газа, он может «закручиваться» и смешиваться с воздухом, чего тоже нельзя допускать. Для такого размера заготовок к сварке аргоном подойдет проводник, диаметром 1,6-2,4 мм.

Поджог дуги

После этого можно приступать к образованию дуги. Чем лучше заточен электрод, тем быстрее образуется дуга. Ее можно возбудить ударным способом, ударив проводником по металлу или же автоматическим, если на аппарате предусмотрена такая функция. В самом начале положение его должно быть строго перпендикулярно (90градусов) к положению деталей. Поворачивать или склонять можно электрод, когда уже будет дуга. Далее, очень важно до образования ванны не притрагиваться электродом ни к заготовкам, ни к придаточной проволоке.

Сварочная ванна

Затем происходит процесс формирования сварочной ванны или сварочного ядра (в случае точечного способа). Она появляется за несколько секунд, важно не передержать, чтобы не пропалить изделие. После этого начинается процесс наплавления валиков по стандартной технике и формирования шва. Как это делать, подробнее можно прочесть тут. При этом сопло к детали держится под наклоном, в зависимости от положения соединения. Например, при работе в нижнем положении, сопло от ванны должно находиться примерно под углом 45 градусов. Расстояние от металла до электрода примерно 0,3-0,4 сантиметра. Присадочная проволока держится примерно под углом в 15 градусов во время сварки для деталей из алюминия, как показано на картинке.

В процессе проволока для сварки алюминия аргоном постоянно отводится вдоль соединения. То есть, металл плавиться. Добавляем прут, потом убираем его и отодвигаем. При тонком металле не нужно делать никаких движений соплом. Если деталь шире 3 миллиметров, тогда рекомендуется формировать шов «зигзагом» или «петельками». Чтобы к сварке аргоном присоединить еще и наличие фигурного шва, нужно долго тренироваться. Не все мастера так умеют.

Под конец дорожки, нужно уменьшить подачу проволоки для сварки алюминия аргоном и увеличить ток, чтобы заварить кратер – это и будет финальный этап аргонодугового соединения изделий.

После сварки алюминия аргоном постоянным током нужно внимательно осмотреть все соединения, чтобы оценить качество работы своими руками. Если обнаруживаются дефекты – их всегда можно исправить или переделать.

В завершение хотеться отметить, что к аргонной сварке требуется относиться более чем ответственно и долго тренироваться, только тога получится полноценный шов на изделии.

Более подробно, как производится аргонно дуговая сварка алюминия, можно посмотреть в следующем видео:

Пособие по сварке алюминия аргоном для новичков

Желаете покорить алюминий — этот капризный, легкий материал с высокой электропроводностью? Друзья, это возможно!

Рассмотрим, как происходит сварка алюминия аргоном для начинающих, каждый новичок освоит пошаговую с фото и видео инструкцию.

Необходимое оборудование

Для сварки алюминия необходим источник (аппарат) выдающий переменный ток. На постоянном токе технология не получится.

На аппарате должны быть функции:

• бесконтактного поджига;
• заварки кратера;
• регулировки баланса тока.

Этих настроек (рассмотрены ниже) хватит для проведения качественной аргоновой сварки алюминия.

Газ аргон должен быть чистым, приобретайте баллоны без атмосферного воздуха. Если редуктор на баллоне с аргоном стоит российского производства, то рекомендуется поставить расход 12-15 л/мин. А если чешской марки, то достаточно 8 литров.

Присадочный пруток . Материал бывает нескольких видов, широко востребованны два:

1. для сварки чистого алюминия (№5356);
2. прутки с кремнием для соединений с примесями (№4043).

Таблица с номерами прутков и их областей применения:

Вольфрамовые электроды можно применять — универсальные (AC/DC), окрас разный или только для сварки переменным током (AC), окрашены в зеленый цвет.

Минимальный диаметр электрода для аргонно дуговой сварки алюминия — 2,4 мм. Перед работой его затачивают, делая не острым, а с небольшим притуплением. Особо не старайтесь, во время сварки он примет свою правильную форму, похожую на капельку. Капелька должна быть размером по диаметру электрода, цвет блестящий с ровной сферой.

Если цвет матовый, значит поступает мало газа или он некачественный. Если электрод оплавляется, значит он неправильно выбран. Необходимо поставить электрод большего диаметра.

При сварке алюминия рекомендуется использовать газовую линзу (цангодержатель). Внутрь конструкции вставлена сеточка, проходя через которую газ создает лучшую защиту для вольфрамового электрода и сварочной ванны.

Под линзу есть специальные сопла с разным диаметром. Чем больше диаметр сопла, тем лучше защита.

Выступать электрод из сопла должен на 3-5 мм. При большем выстреле, вольфрам сильнее греется и быстрее разрушается.

Видео: про оборудование.

Как настроить аппарат

Рассмотрим инструкцию для начинающих по шагам на примере сварочного инвертора Ironman 200 AC/DC.

1) Крайняя слева функция — это настройка баланса переменного тока (CLEAN WD.), имеющая 2 полярности — минус и плюс.

В технологии нашего соединения используется полярность 50/50, от вида задач полярность изменяется. Например, при сварке чистого алюминия, баланс настраивается в отрицательном диапазоне. Так металл, ванна, электрод будут меньше греться, а швы получаться тонкими и красивыми. Ввиду малого нагрева электрода, его можно затачивать более остро.

Для грязного алюминия лучше устанавливать положительный диапазон, так нагрев металла будет сильнее, а зачистка ванны лучше.

Соблюдайте меру: положительная полуволна губительно действует на вольфрамовый электрод.

Исходя от диаметра электрода, регулируется правильный баланс переменного тока.

2) Следующая функция (CURRENT) — это настройка сварочного тока. Для сварки алюминия, например, толщиной 2 мм, достаточно установить силу в 60-65 А.

3) Третий тумблер (DOWN SLOPE) — настройка заварки кратера (медленное затухание дуги). Установка продолжительности затухания дуги зависит от толщины металла. Для 2 мм достаточно поставить 3 секунды.

4) Заключительная функция (POST TIME), продувка газом, необходима для охлаждения ванны, электрода и горелки в конце сварки.

Видео: по настройке аппарата TIG.

Подготовка материала и технология процесса

Техника сваривания алюминия отличается от других видов соединений металла. Алюминий теплопроводный материал, имеющий малую температуру плавления.

Учтите: вначале проведения работы, заготовки необходимо хорошо прогреть (как бы не хватает тока), а в процессе сварки алюминий быстро перегревается (переизбыток тока) — учитывайте эти нюансы.

Чем зачищать заготовки? Можно использовать стальную щетку.

Итак, сварка дюралюминия аргоном для начинающих поэтапно. Берете кусок серебристо-белого материала потолще, тщательно его зачищаете и учитесь варить красивый шов.

В одну руку помещаете горелку, а в другую присадочный пруток. С помощью кнопки на горелке, зажигаете дугу, которая очистит металл и удалит оксид. Образуется ванна, не спешите добавлять присадочный материал слишком быстро. Внимательно смотрите на ванну и подавайте проволоку, когда это нужно (как правильно делать, смотрите на фото).

Горелку держите под углом 15 градусов. Учтите, при продолжительной работе, рука устает и угол наклона меняется.

Шов должен получится ребристый, от легких прикосновений присадочного материала.

Может случится, что вольфрам загрязнится и сварка пойдет с помехами (не будет получаться). В таком случае, необходимо очистить электрод.

Как набьете поэтапно руку на сплошном куске, можно перейти на соединение двух половинок алюминия. С помощью проб и ошибок, меняя регулировки своего аппарата, вы освоите эту непростую технологию.

Из начинающего робкого неумехи, вы превратитесь в опытного специалиста. Для которого аргоновая сварка алюминия, станет легко выполнимой.

Знайте, цена за 1 см такого соединения начинается от 45 рублей. Овладев техникой, вы сможете оказывать подобные услуги и зарабатывать дополнительные денежки.

Как варить алюминий в аргоне? Технология аргонодуговой сварки алюминия

Содержание

Об особенностях и некоторых способах сварки алюминия, мы говорили на странице: «Сварка алюминия и его сплавов. Как варить алюминий?». Алюминий можно сваривать разными способами, но аргонодуговая сварка алюминия получила большое распространение. Рассмотрим подробно технологию сварки алюминия в среде аргона.

Подготовка основного и присадочного металла под сварку

Подготовка сварных кромок

Перед сваркой алюминиевые кромки необходимо очистить от оксидной плёнки на поверхности металла Al₂O₃, имеющей большую твёрдость и высокую температуру плавления. Эта плёнка не расплавляется в жидком алюминии, поскольку температура её плавления превосходит не только температуру плавления алюминия, но и температуру его кипения. Плёнку можно удалять механическим или химическим способом, но делать это надо непосредственно перед сваркой, т.к. плёнка вновь очень быстро образуется на поверхности после зачистки.

Качество сварных соединений во многом зависит от выбора конструктивных элементов разделки кромок. Согласно ГОСТ 23949, в зависимости от свариваемой толщины, рекомендуются следующие формы разделок кромок и размеры швов:

При толщине металла менее 5мм, сварка в стык выполняется без разделки на подкладках (схема а) на рисунке).

При стыковой сварке листов толщиной 5-15мм рекомендуется чашеобразная разделка с углом раскрытия 30-40° с каждой стороны и радиусом 6мм (схема б) на рисунке). Рекомендуется выполнять подварочный шов с обратной стороны.

Если выполняется сварка листов толщиной 5-20мм, то рекомендуется двусторонняя разделка с углом раскрытия 20-30° с каждой стороны и радиусом притупления 6мм (схема в) на рисунке.

При сварке больших толщин металла, более 20мм, рекомендуется двухсторонняя чашеобразная разделка с углом раскрытия 25-30° с каждой стороны и притуплением кромок. Величина притупления 6мм (схема в) на рисунке.

Подготовка проволоки и прутков для сварки

Особое внимание нужно уделить очистке сварочной проволоки от оксидной плёнки. Наилучшим способом является электролитическое полирование. Но после обработки плёнка сразу же начинает вновь окисляться. Чтобы это предотвратить, её упаковывают в полиэтилен. И именно в таком виде, согласно государственным стандартам, происходит поставка проволоки для сварки алюминия. Прутки для ручной аргонодуговой сварки алюминия после обработки хранят в герметичных пеналах.

Выбор способа сварки в зависимости от толщины свариваемого алюминия

Сварка алюминия в аргоне может производиться плавящимся и неплавящимся электродом. Неплавящийся электрод может использоваться при ручной, полуавтоматической и автоматической сварке. Для повышения стабильности дуги рекомендуется использовать осцилляторы или импульсные возбудители. Таким способом целесообразно сваривать металл толщиной до 10-12мм. Для больших толщин он экономически неприемлем из-за низкой производительности, а также из-за сильного перегрева зоны термического влияния, поэтому, применяется сварка плавящимся электродом.

Для сварки металла толщиной 0,5-2,0мм применяют, как правило, однопроходную сварку без присадочного металла на съёмных или остающихся подкладках. При этом не рекомендуется выводить конец присадочного прутка за пределы газовой защиты, чтобы избежать его окисления. Длина дуги не должна превышать 2,5мм.

Сварка металла толщиной 6-8мм производится «левым способом» для уменьшения перегрева свариваемого металла.

Для сварки металла, толщиной 8-12 мм уже рекомендуется использовать плавящиеся электроды. Но если сварка плавящимися электродами невозможна, то применяют «правый» способ сварки для облегчения наблюдения за процессом.

Режимы ручной и автоматической сварки алюминия в аргоне неплавящимся вольфрамовым электродом

Скорость сварки необходимо согласовывать не только с силой тока, но и с расходом аргона. При большой скорости сварки, неправильном наклоне сопла горелки и малом расходе аргона зона сварки может оказаться недостаточно защищена, что приводит к окислению кристаллизующегося металла.

Диаметр сварочной горелки должен быть согласован с диаметром вольфрамового электрода, который обычно равен 2-5мм. В зависимости от этой величины выбирают силу тока, из расчёта 60-70А на миллиметр диаметра электрода. Ориентировочные режимы ручной и автоматической сварки вольфрамовым электродом в аргоне представлены в таблицах ниже. При механизированной сварке сила тока должна быть немного больше, чем ручной сварке.

Режимы ручной дуговой сварки

Режимы автоматической сварки

Для сварки алюминиевого сплава типа АМг6 толщиной 10мм рекомендуются следующие режимы: диамтер электродной проволоки 5мм, присадочной — 4мм. Сила тока 580-600А, расход аргона 25-28л/мин, рабочее напряжение 16-17В, скорость сварки 10м/ч.

Режимы автоматической и полуавтоматической сварки алюминия в аргоне плавящимся электродом

При сварке плавящимся электродом и особенно тонкой электродной проволокой на полуавтоматах, необходим правильный выбор параметров, с учётом особенностей алюминиевых сплавов. Большое значение имеет их теплопроводность, при повышении которой глубина проплавления уменьшается с увеличением свариваемой толщины.

Важную роль играет рабочее напряжение дуги. Его значение зависит от трёх составляющих: состава защитного газа (марки аргона), силы сварочного тока и скорости подачи электродной проволоки. Ориентировочные режимы сварки указаны в таблице:

Режимы автоматической и полуавтоматической сварки сварки алюминия плавящимся электродом в аргоне

При сварке горизонтальных швов силу тока следует уменьшить на 10%, а при сварке вертикальных швов — на 17%.

Видео: аргонодуговая сварка алюминия

Техника аргонодуговой сварки алюминия

При выполнении автоматической и полуавтоматической сварки алюминия большое значение имеет расстояние от мундштука до края газового сопла и от края газового сопла до изделия. На рисунке показаны оптимальные значения этих величин:

При увеличении этих расстояний ослабляется газовая защита (если не увеличивать расход газа) и перегревается электродная проволока. А при уменьшении этих значений, газовое сопло быстро загрязняется сварочными брызгами и возникает опасность расплавления конца токоведущего мундштука.

Сварку вертикальных швов необходимо производить снизу вверх. При сварке стыковых соединений горелку, как правило, располагают перпендикулярно к плоскости стыка, а при сварке тавровых соединений в нижнем положении — под углом 40-45°.

При сварке металла малой толщины и при выполнении корневых швов в соединении больших толщин, не допускаются поперечные колебания сварочной горелки. Такие движения возможны только при выполнении верхних слоёв многослойного шва при сварке металла большой толщины. В процессе сварки необходимо регулировать расход аргона. При недостаточном расходе защитного газа горение дуги становится неустойчивым. При чрезмерном расходе газа происходят завихрения в его потоках. Эти завихрения захватывают воздух, он попадает в зону сварки и окисляет металл сварного шва и зоны термического влияния.

При выполнении многопроходных швов после каждого прохода поверхность предыдущего шва должна быть зачищена до металлического блеска и протёрта ацетоном или спиртом.

Применение импульсно-дуговой сварки

Импульсно-дуговая сварки позволяет повысить производительность сварочных работ, благодаря такой технике, создаётся направленный струйный перенос металла, уменьшается его разбрызгивание, а также повышается стабильность электрической дуги.

Применение импульсно-дуговой сварки очень перспективно для сварки алюминиевых конструкций. Благодаря высокой концентрации энергии в импульсе, при оптимальном времени импульсов и пауз можно обеспечить стабильное проплавление и правильное формирование корня шва, а также значительно уменьшить сварочные деформации.

При сварке металла толщиной 6мм плавящимся электродом диаметром 1,6мм рекомендуются следующие режимы: частота следования импульсов 100 имп./с. Сила тока I=160-180А, рабочее напряжение U=18-21В, скорость сварки v=18-25м/ч. Сварка производится за один проход.

При сварке металла большой толщины рекомендуется применять электроды диаметром более 2мм. К примеру, используя проволоку диаметром 4мм, можно сваривать алюминиевые сплавы (типа АМг-61) толщиной 90мм при Х-образной разделке за 5 проходов при следующих режимах сварки: I=450-500А, U=22-25В, v=21-24м/ч.

Сварка больших толщин из-за высокой теплопроводности металла требует предварительного и сопутствующего подогрева до температуры 150°.

Качество и механические свойства алюминиевых соединений

Свойства сварных соединений при аргонодуговой сварке алюминия зависят от типа свариваемого сплава. У термически упрочняемых и термически не упрочняемых сплавов свойства отличаются. Механические свойства сплавов при сварке неплавящимся электродом и некоторые другие показатели представлены в таблице:

Сварка алюминия аргоном

За последние 193 года с момента своего открытия алюминий получил достаточно широкое распространение. Обладая такими достоинствами как: лёгкость, прочность, податливость штамповке, высокую коррозийную стойкость, высокая теплопроводность и электропроводность, хорошие парамагнитные свойства, его соединения абсолютно не токсичны. Благодаря своим свойствам он применяется во многих отраслях современной промышленности, от пищевой, до авиационной и космической. Широкое применение деталей из этого металла потребовало разработать технологический процесс сварки деталей. Особое место среди методов сварки алюминиевых деталей занимает технология сварки алюминия аргоном.

Особенности сварки алюминия и его сплавов

Одним из существенных недостатков материала являются трудности, с которыми сталкиваются при сварке деталей из него. Этот недостаток связан с тем, что алюминий образует быструю и прочную химическую связь с кислородом. Говоря проще, его верхний слой моментально образовывает плёнку, представляющую собой окись алюминия. Основные трудности, возникающие при сварке алюминия, вызваны его химическими и физическими особенностями:

• Существенная разница между температурой плавления самого металла (она составляет 660°C), и температурой плавления окисной поверхностной плёнки (достигает температуры 2060°C).
• Большое количество сплавов алюминия с другими металлами. Это необходимо для придания требуемых свойств. Различные легирующие добавки изменяют температуру плавления, следовательно, необходимо создавать соответствующие условия для сварки таких деталей.

Температура плавления алюминия и его окисной пленки

Трудности, связанные с первой особенностью, решаются достаточно легко с помощью современного оборудования. Однако следует помнить, что коэффициент теплового расширения внешней оксидной плёнки в три раза меньше, чем этот коэффициент самого алюминия. При некачественном прогреве внутри образуются трещины и пустоты. Кроме этого поверхностная плёнка является более рыхлой. Она обладает высокой гигроскопичностью и худшими защитными свойствами.

Для преодоления второй проблемы, необходимо знать какой состав сплава требуется сварить. Сегодня в промышленном производстве в алюминий добавляют различные химические элементы: медь, магний, марганец и даже кремний. Все эти сплавы делятся на следующие группы:

• Сплавы, в состав которых входят алюминий, медь и марганец. Они называются дюралюмины.
• Сплавы алюминия, кремния и марганца. Они получили название – авиали.
• На основе алюминия и меди с добавлением различных элементов. Например, железа и никеля.
• С добавлением цинка.

Процесс сварки аргоном

Все эти они имеют соответствующие обозначения в соответствии с ГОСТ. Но, следует помнить, что из всего перечня сплавов хорошо свариваются не все. К ним относятся: сплавы марки АД, АМ, АВ, М и Д20. Для сварки определённого вида сплава необходимо использовать подходящую для него сварную проволоку и соответствующие флюсы и присадки. Их перечень приведен в ГОСТ 7871-75.

Для проведения качественной сварки следует учитывать следующие особенности:

• трудности, связанные с расплавлением верхней оксидной плёнки;
• относительно невысокую температуру плавления самого алюминия;
• необходимость в мощном источнике энергии;
• обязательная заварка образующегося кратера;
• тщательная зачистка шва, перед тем как приступить к сварке.

В настоящее время применяются следующие виды сварочных процессов:

1. В окружении инертных газов. Применяются вольфрамовые электроды и добавочные бруски. Такой режим называется AC TIG.
2. В окружении инертных газов с автоматизированной подачей сварочной проволоки. Такой способ получил наименование DC MIG.
3. Без использования газовой защитной оболочки. В этом случае место сварки покрывается плавящими электродами. Этот режим именуется ММА.

Независимо от выбранного способа сварки сплавов алюминия, главной задачей является разрушение образованного слоя оксидной плёнки на поверхности свариваемых деталей. Для этого используется переменный или постоянный ток разной полярности. В этом случае можно добиться так называемого катодного распыления верхней оксидной плёнки.

Сварка алюминия аргоном

Из перечисленных способов сварки наибольшей популярностью пользуются: аргонодуговая сварка АС TIG и полуавтоматическая импульсная сварка MIG. Очень часто первый вид сварочного процесса называют или аргонной, или аргоновой, или сваркой аргоном. Каждый из этих терминов подразумевает один и тот же технический процесс: сварка вольфрамовым электродом в среде аргона.

Для реализации такого сварочного процесса необходимы следующие элементы:

• мощный источник переменного тока (желательно с изменяющейся частотой);
• высокочастотный HF преобразователь для зажигания сварочной дуги.

Изменение частоты переменного тока в сторону увеличения и уменьшения в определённых пределах позволяет обеспечивать более точный контроль над состоянием дуги. Можно регулировать фокусировку ширины.

Это необходимо при сварке тонких деталей и сварки в труднодоступных местах.

Кроме изменения частоты применяется изменение баланса переменного тока. Изменение баланса позволяет управлять процессом так называемого «раскисления» поверхностного слоя алюминия. Иногда его называют предварительной чисткой. Количество и качество подобной чистки зависит от состава металла, его чистоты и скорости сварки. Однако настройка слишком высокого баланса значительно снижает стабильность создаваемой дуги. Низкий баланс приводит к тому, что не удаётся расплавить поверхностную оксидную плёнку.

Высокочастотный HF преобразователь обеспечивает надёжное образование сварочной дуги.

Для проведения такой сварки используются вольфрамовые электроды и присадочные прутки или проволока. В соответствии с ГОСТ электроды должны иметь диаметр от 1,6 до 2,4 мм, а прутки диаметром от 1,6 до 4 мм. В качестве защитного газа применяют инертный газ (обычно это аргон) отсюда и пошло название процесса сварки. Правда существуют аппараты, в которых применяется гелий с высокой степенью очистки.

Cварочный аппарат MIG

Все параметры: интервал изменения частоты и баланса переменного тока, размеры электродов и присадочного прутка, размер дуги, скорость подачи газа зависит от технических возможностей оборудования и состава и формы свариваемых деталей. Чтобы не допускать ошибок при сварке, разработаны специальные таблицы, которые позволяют выставлять требуемые параметры.

Кроме таблиц, опытными сварщиками разработаны инструкции по сварке алюминия. Согласно инструкции целесообразно обеспечивать угол между свариваемой поверхностью и электродом выдерживать в пределах 70-80°, между электродом и присадочным бруском или проволокой близким к 90°. Длину сварочной дуги необходимо выдерживать в пределах от 1,5 мм до 2,4 мм. Горелка должна двигаться медленно и не обгонять присадочный пруток. Таким образом, будет обеспечена наилучшая защита образованного шва.

Технология аргонодуговой сварка алюминия

Для получения лучшего качества сварки следует алюминиевую деталь располагать на горизонтальной поверхности. В качестве подложки лучше использовать прокладку из меди или стали. Будет обеспечен надёжный отвод тепла во время сварочного процесса. Это необходимо при сварке тонких деталей, так как перегрев может вызвать прожигание самой детали.

Размеры сварочной ванны выбираются исходя из размеров свариваемых деталей. Скорость движения горелки должна выбираться в соответствии с силой сварочного тока и скоростью подачи аргона.

Повышенный расход газа приводит к эффекту засасывания воздуха в зону дуги, что снижает эффект воздействия инертного газа. Если газ вытекает медленно, или применяется слишком большая скорость сварки, это тоже приводит к ухудшению качества защиты места шва. Обычно специалисты включают подачу аргона за 3-5 секунд до зажигания дуги и выключают через 5 секунд после сварки.

Последовательность проведения сварочных работ

Сварка аргоном алюминия осуществляется в следующей последовательности:

1. Подготовка сварочного аппарата, ванны для сварки, подбор электродов и дополнительных брусков, подбор необходимого флюса.
2. Подготовка свариваемых деталей. Этот процесс производится в три этапа:

• непосредственная очистка и обезжиривание частей алюминиевых деталей, которые будут свариваться. Обезжиривание поверхности производится растворителями, например ацетоном или уайт-спиритом;
• при необходимости производят разделку кромок. Это делается для деталей, толщина которых превышает 4 мм. Если толщина деталей не превышает 2 мм, то специалисты советуют произвести, так называемую отбортовку;
• предварительное удаление оксидной плёнки. Эту операцию производят механическим воздействием на поверхность свариваемых деталей. Её производят либо с помощью наждачной бумаги или металлической щётки из нержавеющей стали (желательно, чтобы толщина проволоки у щётки не превышала 0,15 мм).

1. Непосредственная сварка. Она осуществляется в соответствии с существующими инструкциям и рекомендациями и подробно описана в предыдущем пункте.

Кроме всех приведенных преимуществ, профессионалы отмечают, что с помощью технологии сварки алюминия аргоном можно производить разнородную сварку. Именно применение аргона и соответствующей горелки позволяет сваривать металлы с разными температурами плавления и коэффициентами расширения.

Сварка алюминия в среде аргона

Соединение металлов дуговой электросваркой столь широко распространено, что многим кажется, что этот метод подходит для всех без исключения материалов. Но это далеко не так. Существуют металлы, которые требуют особого обращения и для их сваривания требуются специальные технологии. Например, алюминий или тонкую нержавеющую сталь можно варить только в аргоновой атмосфере.

Еще со школьного курса химии известно, что аргон — инертный газ и в реакции ни с металлами, ни с иными веществами не вступает. Как же работает аргонная сварка алюминия? В аппарате для сваривания алюминия используются именно инертные свойства этого газа. Дуговое сваривание производится в среде аргона, который поступает из керамического сопла и вытесняет воздух из зоны горения дуги. Расплавленный металл не окисляется и не вступает в реакцию с другими компонентами воздуха, поэтому соединение получатся исключительно прочным.

Аргоновая сварка применяется как для небольших деталей, так и для соединения массивных конструкций. Особенностью этого вида электросварки является возможность создания шва в несколько слоев, которые образуют монолитное соединение, без малейшего следа шлаков и окалины. Но для каждого вида соединения нужно подобрать специальную горелку.

Как устроена горелка аргонового аппарата для сваривания

Горелка — один из основных узлов аргонного сварочного аппарата. Она состоит из:

• газового сопла;
• вольфрамового электрода (неплавящегося);
• система охлаждения;
• корпуса с цангой.

Газовое сопло из керамики соединено с газовым баллоном через редуктор. Вольфрамовый электрод используется для создания электрической дуги, но сам не плавиться, для сварки используется присадочный пруток — специальная проволока, которая подается в зону дуги отдельно. Материал прутка подбирается для каждого металла отдельно.

Для продления срока жизни электрода он должен охлаждаться до определенной температуры, ниже критической. В большинстве аппаратов для ручной сварки, как любительских, так и профессиональных, он охлаждается воздухом. Но на мощных промышленных установках предусмотрено жидкостное охлаждение электрода с помощью непрерывно циркулирующей в зоне электрода воды.

Технология сварки алюминия аргоном

Алюминий, при всех своих уникальных свойствах и высокой технологичности, очень трудно сваривается. Это обусловлено его химической природой — на поверхности металла образуется оксидная пленка Al₂ O₃ незначительной толщины, но очень тугоплавкая. Она плавиться при температуре 2044°C, а сам алюминий — при 660°C. Причем оксид появляется мгновенно на каплях расплавленного металла и препятствует образованию монолитного шва.

Кроме того, алюминий отличается очень высокой теплопроводностью — в несколько раз выше стали. Это требует постоянного притока высокой температуры, а в итоге, увеличения сварочного тока до 1,5 раз по сравнению со сталями.

Технология AC TIG, применяемая для сварки алюминия, предусматривает первоначальное разрушение оксидной пленки и создание препятствий для ее дальнейшего образования. Это делается как с помощью электрического тока — сварка алюминия на постоянном токе обратной полярности или переменным током. При обратной полярности происходит катодное распыление пленки оксида, разрушающее ее полностью.

Обдувание зоны плавления металла аргоном препятствует проникновению кислорода и водорода, деструктивно влияющих на сварочный шов. Обдув инертным газом должен производиться на протяжении всего времени действия электрической дуги и не прекращаться после ее угасания еще несколько секунд.

Техника работы с алюминием

Инверторный или специальный аргонодуговой сварочный аппарат в инструкции по эксплуатации имеет ряд указаний по производству настроек для работы с алюминием. У различных моделей они могут отличаться, поэтому перед началом работы следует с ними познакомиться, не полагаясь на опыт. Особенно, если используется новый аппарат незнакомой модели, или собственные навыки электросварочных работ не слишком велики.

Начальный этап — зачистка соединяемых деталей и их обезжиривание. Очистить поверхность следует от грязи, масел, накипи, а затем обезжирить ацетоном, уайт-спиритом или растворителем. Для удаления оксидной пленки поверхности в зоне сваривания очищаются стальной щеткой или наждачной бумагой.

Для начинающих сварщиков необходимо напомнить, что для алюминия применяются электроды из вольфрама диаметром от 1,6 до 5 мм и специальные присадочные прутки, толщиной от 1,6 до 4 мм.

Универсальная пошаговая инструкция для работы с алюминием не может предусмотреть всех случаев, поэтому, в первую очередь, нужно следовать таким рекомендациям:

• угол наклона электрода к плоскости металла держать в диапазоне 70 – 800;
• длину дуги поддерживать на уровне 1,5 – 2,5 мм;
• движение горелки производится вслед за присадочным прутком;
• возвратно поступательные короткие движения горелки и прутка производятся только вдоль шва, ни в коем случае не под углом или перпендикулярно соединению;
• алюминиевый лист устанавливается на медную или стальную поверхность, для лучшего отвода тепла;
• подача аргона начинается за 4 – 6 секунд до включения дуги и длиться до 7 секунд после ее угасания;
• скорость сварки определяется величиной сварочного тока.

Для качественной сварки алюминия в среде аргона лучше всего использовать специальный сварочный аппарат, например, Jasic TIG-180 P (W211) PRO, HYL TIG-200P, Welding Dragon PRO TIG250 ACDC. Цена их несколько выше, чем аппаратов без системы обдува инертными газами, но она вполне оправдана. Ведь их можно использовать и для обычной дуговой сварки. А в аргоновой атмосфере отлично сваривается не только алюминий, а практически все металлы. Освоить аргоновую сварку под силу любому новичку.

Сварка алюминия в аргоне.

Пошаговая инструкция по настройке аппарата на примере INTER TIG 200 AC/DC PULSE