Termokings.ru

Домашний Мастер
12 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Как сварить алюминий полуавтоматом

Как сварить алюминий полуавтоматом?

1. Физико-химические свойства алюминия и его виды

Алюминий является одним из самых востребованных в промышленности металлом и при этом одним из самых трудно свариваемых. Причины сложности сварки алюминия кроются в его физико-химических свойствах. Рассмотрим каждый из факторов отдельно:

Большая теплопроводность. Высокая теплопроводность означает, что для того, чтобы нагреть металл, потребуется значительно больше энергии дуги, т.к. тепло очень быстро передается от более нагретых зон к менее нагретым зонам и чем больше габариты свариваемой детали, тем критичнее сказывается это свойство, что приводит к необходимости в ряде случаев использовать предварительный подогрев при сварке.

Низкая температура плавления. Данная особенность вкупе с высокой теплопроводностью приводит к тому, что алюминий очень легко перегреть и прожечь, а также привести к вытеканию сварочной ванны.

Наличие оксидной пленки. Оксидная пленка, образующаяся на поверхности алюминия, обладает значительно более высокой температурой плавления, чем сам алюминий, а так же маленькой пластичностью, что в сочетании с большим коэффициентом температурного расширения алюминия может приводить к трещинам.

Самыми распространенными сплавами алюминия, используемыми при сварке являются:

АК 5, АД, АД1, АМц, АМцс, АМг, АМг3, АМг5В, АМг6, АВ, АД31, АДЗЗ, АД35, М40, Д12, ВАД1, В92Ц.

2. Подготовка поверхности алюминия и оборудования перед сваркой

Перед тем, как приступать к сварке алюминия необходимо выполнить мероприятия по подготовке поверхности материала и подстройке сварочного оборудования.

Для подготовки алюминия под сварку производят механическую обработку кромок и околошовной зоны для удаления оксидной пленки. Использование промышленных растворителей необходимо для очистки поверхности алюминия и обезжиривания. Это очень важная часть подготовки, т.к. оксидная пленка алюминия с течением времени способна накапливать в себе большое количество влаги и если не удалить ее перед сваркой, то вероятность образования пор возрастает в несколько раз, а это самым негативным образом влияет на механические свойства сварного шва.

Механическую обработку кромок рекомендуется выполнять шабером или металлическими щетками достаточной жесткости, после чего зачищенные кромки следует снова обезжирить. Оксидная пленка образуется на поверхности алюминия практически мгновенно, но для образования наиболее тугоплавкой пленки требуется 1 — 2 ч.

В условиях полуавтоматической сварки алюминия в среде инертных защитных газов удаление окисной пленки также происходит в результате электрических процессов, происходящих у катода (катодное распыление).

3. Подготовка полуавтомата и его оснастки

После того, как Вы подготовили поверхность алюминия под сварку необходимо проверить, правильно ли настроен и укомплектован сварочный полуавтомат. Для сварки алюминия вместо углекислоты для газовой защиты необходимо использовать инертные газы, такие как аргон (Ar), гелий (He) или их смесь. Выбор газа и их пропорций в смеси влияет на вид валика и глубину проплавления (рис.1).

Рисунок 1

Для подготовки непосредственно полуавтомата следует произвести настройку аппарата и замену ряда комплектующих:

Подготовить механизм подачи. В идеале механизм подачи должен иметь 4 ролика с U-образной канавкой без засечек (рис. 2) чтобы избежать смятия проволоки при подаче.

Рисунок 2

Канал для подачи проволоки следует заменить на тефлоновый (рис. 3) для уменьшения коэффициента трения, а для более стабильной подачи проволоки тефлоновый канал должен быть вплотную подведен к роликам. Для более стабильного токоподвода и большего срока службы мы рекомендуем использовать тефлоновый канал с концом из витой проволоки, который вставляется в горелку (рис.4).

Рисунок 3Рисунок 4

— Для сварки алюминия полуавтоматом рекомендуется использовать горелку с длиной кабеля не более 3 м, но если планируется проводить сварку алюминия с кабелем большей длины или очень тонкой и мягкой проволокой, то необходимо использовать горелки типа Push-Pull (рис. 5) или SpoolGun (рис. 6).

Рисунок 5Рисунок 6

— Из-за более высокого коэффициента теплового расширения алюминия следует использовать наконечник для токоподвода с бОльшим диаметром отверстия, чем диаметр проволоки на 1 размер (рис. 7) .

Рисунок 7 (неправильный подбор наконечников)

Так же стоит отметить, что наличие импульсных режимов в полуавтомате (одинарного и двойного) может значительно повысить качество получаемого соединения за счет улучшенного формирования сварочной ванны, а так же расширяет число пространственных положений ,в которых может производиться сварка алюминия. Наличие в полуавтомате синергетики облегчает задачу по выбору режима сварки.

4. Техника сварки алюминия

Сварка алюминия полуавтоматом требует не только подготовки оборудования. но и подготовки самого сварщика, т.к. техника сварки алюминия обладает рядом особенностей:

Сварку алюминия полуавтоматом следует выполнять углом вперед 10 – 15 градусов от нормали. Это позволить обеспечить необходимую газовую защиту шва (Рис. 8) .

При сварке вертикальных швов предпочтительнее использовать сварку на подъем для лучшей газовой защиты.

Нужно очень внимательно следить за температурным балансом алюминия, при перегреве чистого алюминия ванна может вытечь, при перегреве АМг может произойти закалка сварного шва. Для предотвращения вытекания шва рекомендуется делать V-образную разделку на обратной стороне детали. При недостаточных же тепловложениях и недостаточной зачистке можно получить большую пористость.

5. Сварочные режимы

Необходимым условием для высокого качества шва так же является использование капельного переноса без коротких замыканий – струйного или импульсного. Токи для струйного переноса указаны в табл.2.

Читать еще:  Порядок сварки алюминия аргоном — пошаговая инструкция для начинающих

Подготовка свариваемых поверхностей

Чистка алюминия перед сваркой является залогом успешного соединения деталей. Для того, чтобы удалить окислы алюминия, можно пользоваться щетками из нержавеющей стали или растворителями и реактивами для травления.

Правила очистки металла:

  1. Не пользоваться щеткой, которая использовалась для очистки каких-либо сталей, например нержавеющей или углеродистой.
  2. Не следует сильно надавливать на щетку — при сильном надавливании окислы проникают в заготовку.
  3. Очистка металлической щеткой из нержавеющей стали осуществляется только в одном направлении;
  4. При использовании травящих жидкостей следует позаботиться об их удалении с поверхности заготовки перед сваркой с помощью ацетона или растворителя.

Основные правила качественной сварки алюминия

Сварка алюминия имеет особенности, которые должны учитываться при работе.

Основные задачи стоящие перед сварщиком:

  1. Удалить с свариваемой поверхности оксидную плёнку. Для этой цели можно воспользоваться механическим способом. Работа может быть выполнена обычной металлической щёткой. Ещё можно избавиться от тугоплавкой плёнки химическим путём или включить на сварочном аппарате импульсный режим работы. Полуавтомат с импульсным режимом работы позволяет обеспечить лучшее удаление оксидного слоя посредством мгновенного нагрева поверхности до температуры плавления.
  2. Обеспечить нагрев металла в необходимом диапазоне температур. Сложность сваривания алюминия заключается в том, что при более высокой теплопроводности металла, неподготовленный специалист может допустить серьёзную ошибку, которая заключается в чрезмерном нагреве небольшого участка свариваемой поверхности. В этом случае может образоваться моментальный прожёг алюминия с невозможностью восстановления прежней геометрии заготовки. Чтобы не допустить подобной ситуации, сварщику необходимо уметь правильно выбирать режим подачи проволоки и её размер.
  3. Предотвратить коробление металла при остывании. Алюминий обладает значительной линейной усадкой при остывании, поэтому чтобы не допустить деформации металла в месте образования сварного шва, необходимо заканчивать сварочный процесс меньшим током. Начинать сварку, наоборот, необходимо с подачей большей силы тока для быстрого проплавления оксидной плёнки.

Сварка алюминия с помощью аргона

Соединение алюминия в среде аргона имеет неоспоримые преимущества перед методом в котором используется специальная порошковая проволока для сварки без газа.

Видео: технология соединения без газа.

Работа с алюминием в среде защитного газа позволяет получить более качественный шов, который обеспечит абсолютную герметичность между свариваемыми деталями.

Хорошего результата при использовании аргоновой сварки можно достичь только в том случае, если будет правильно настроен полуавтомат и приобретены качественные расходные материалы. Квалификация мастера также имеет большое значение для выполнения аргоновой сварки.

Если работа производится впервые, то в качестве пробного варианта рекомендуется вначале поэкспериментировать на ненужных алюминиевых деталях.

Процесс выполнения сварочной операции должен производиться в такой последовательности:

  1. Удалить с помощью металлической щётки или растворителя оксидную плёнку.
  2. Прогреть свариваемые детали до +150-300 градусов в зависимости от толщины.
  3. Поднести горелку к свариваемой поверхности, зажечь дугу и произвести сваривание металла.
  4. По завершении сварки алюминия необходимо погасить дугу и дождаться полного прекращения подачи газа.

При осуществлении сварки в среде углекислого газа последовательность действий не будет меняться, но сложность выполнения работ существенно увеличится, по причине чрезмерного образования оксидной плёнки во время сваривания металла.

Вне зависимости от вида инертного газа применяемого для сварки алюминия, горелка над соединяемой поверхностью должна перемещаться очень плавно.

Процесс сваривания этого вида металла не является сложным, но только при условии, если сварочный полуавтомат для сварки алюминия был правильно настроен. Большое внимание следует уделить выбору присадочных материалов применяемых для соединения.

Настройка аппарата и применяемые материалы

Если будет правильно выполнена настройка полуавтомата можно добиться ровного шва и отсутствие участков со сквозным прожогом металла.

Прежде всего необходимо правильно выставить напряжение и силу тока. Примерные значения следующие:

  • при толщине свариваемого металла 2 мм — напряжение 15 В;
  • сила тока 140-150 А.

Проволока должна соответствовать типу алюминиевого сплава. Обычно, применяют проволоку диаметром 0,8-1,2 мм.

Приведённые выше значения настройки сварочного аппарата являются усреднёнными и могут быть скорректированы как в большую, так и в меньшую сторону в процессе выполнения сварочных работ.

Сварка алюминия постоянным током обратной полярности

Применение переменного тока для сварки алюминия применяется наиболее часто, но не менее качественно выполнить работу можно с использованием постоянного тока обратной полярности.

Данный вариант аргоновой сварки алюминия осуществляется в такой последовательности:

  1. К свариваемым деталям подключается отрицательный контакт, а к электроду положительный.
  2. Включают подачу защитного газа.
  3. Осуществляют сваривание металла при вертикальном наклоне горелки не более 20 градусов.

При выполнения сварочной операции постоянным током обратной полярности рекомендуется не отрывать горелку от свариваемой поверхности более чем на 15 мм иначе возможно затухание дуги. Технология выполнения операции не допускает попадания кислорода в сварочный шов, что позволяет выполнить качественное соединения без образования пустот и примесей внутри металла.

В качестве инертного газа данным методом используется аргон или любой другой инертный газ.

Плюсы и минусы аргонового соединения

Сварка алюминия полуавтоматом в аргоне своими руками имеет как плюсы, так и существенные недостатки.

  1. Преимуществом метода является возможность более качественно управлять процессом дугового разряда, не допуская чрезмерного нагрева металла, в тоже время максимально быстро расплавляя алюминиевую поверхность в месте соединения. Благодаря использованию инертного газа удаётся получить более качественный шов лишённый пористости и посторонних включений.
  2. Недостатком метода является высокая стоимость оборудования и расходных материалов.
  3. Если необходимо выполнить небольшой объём работ, то дешевле, быстрее и проще воспользоваться услугами профессиональных сварщиков.
Читать еще:  Термитная сварка электрохимической защиты трубопроводов

Метод соединения алюминиевых деталей требует правильной подготовки материалов и настройки оборудования, что непросто сделать самостоятельно начинающему мастеру. Если принято решение освоить аргоновую сварку алюминия самостоятельно, то советы и видео представленные в статье позволят правильно осуществить основные настройки оборудования и подобрать расходные материалы.

Преимущества

  • Сварка алюминия полуавтоматом получается относительно дешевой, так как ее себестоимость ниже сварки аргоном и других способов;
  • Полуавтомат применяется для многих процедур сваривания, так что это универсальная техника, с которой многие сварщики имеют опыт работы;
  • Процесс сваривания происходит достаточно просто, благодаря автоматической подаче присадочного материала;
  • Сварочная проволока, используемая для данного метода, всегда является доступной;
  • Не требуется много времени, чтобы подготовить технику, а также потом убрать все после работы.

Что еще нужно для сварки алюминия полуавтоматом

Для TIG сварки используют вольфрамовый неплавящийся электрод. В качестве защитного газа используют баллоны с углекислотой или инертный защитный газ (аргон или смесь аргона и гелия). При выборе присадочного материала учитывают марку свариваемого сплава. Проволока должна соответствовать размеру заготовки. Для толстостенных деталей используют присадку диаметром от 1,2 до 1,6 мм, для тонких – от 0,8 до 1,2 мм.

Технологический процесс сварки алюминия полуавтоматом

При приобретении полуавтомата пользователи рассчитывают получить оборудование, которым можно будет выполнять различные сварочные работы по цветным металлам и сплавам. Как показывает практика, наиболее востребованным и одновременно сложным является наложение сварочного шва на детали или заготовки из алюминия.

Технологический процесс позволяет для сварочных работ по алюминию использовать инверторы. Но наиболее качественный результат дает сварка алюминия полуавтоматом.

    Какие особенности имеет технологический процесс?

  • Что необходимо учитывать во время работ?
  • Технология сварки алюминия полуавтоматом

    Алюминий является одним из самых сложных металлов, что касается обработки. Он хорошо пропускает электричество и тепло, причем этот коэффициент приблизительно в четыре раза выше, чем у обычной стали. В результате при наложении сварного шва создаются определенные сложности.

    Даже используя полуавтомат для сварки алюминия можно не достичь желаемого результат, если не соблюдать определенных правил и не учитывать особенности технологического процесса. А именно:

    Сварка алюминия полуавтоматом выполняется в среде инертных газов. В большинстве случаев используется аргон, иногда допускается исключение в виде смеси аргона и гелия.

    Сопло для проволоки, которое имеет полуавтомат для сварки алюминия должно быть несколько больше ее диаметра. Это необходимо чтобы обеспечить достаточное пространство для движения проволоки в процессе выполнения работ. Как правило, используемая проволока расширяется при нагревании.

    Поверхность металла покрывает оксидная пленка. Перед тем как начать использовать сварочный полуавтомат для сварки алюминия необходимо зачистить обрабатываемую заготовку.

    Чтобы добиться качественного результата, необходимо постоянно поддерживать необходимые параметры сварки алюминия. Длина дуги должна быть в пределах 12-15 мм. Полуавтоматическая сварка по алюминию выполняется медленно, высокая скорость будет препятствовать полной проварки детали.

    Сварка полуавтоматом без газа возможна только при использовании специальной порошковой проволоки. Порошковая проволока при нагревании создает защитное облако, препятствующее попаданию кислорода на электрод в процессе горения.

  • Сварной шов может деформироваться после остывания. Чтобы не произошло деформации шва необходимо оставить включенной подачу аргона на несколько секунд после выключения дуги. Дефекты при сварке алюминия достаточно частое явление, некоторые вопросы можно решить благодаря использованию импульсного четырехтактного режима.
  • Помимо понимания основных принципов сварки алюминия на полуавтомате, для успешного выполнения работ мастеру будет необходимо правильно выставить рабочий режим оборудования: мощность, скорость подачи проволоки и т. д.

    Настройка полуавтомата для сварки алюминия

    Алюминий является самым сложным металлом для проведения сварочных работ не только по причине химических особенностей, но и потому, что для выполнения работ от мастера потребуется выставить точные настройки в используемом аппарате. При этом ему потребуется учесть:

      При сварке алюминия полуавтоматом образуется копоть, что затрудняет рабочий процесс.

  • Следует выставить оптимальные параметры: напряжения, силы тока, скорости подачи тока, полярности и т. д. Для полуавтоматической сварки алюминиевых сплавов потребуется также правильно подобрать расходные материалы.
  • Непосредственно перед началом работ выполняется следующее:

    Подготовительные работы – подбираются наконечники для полуавтомата в зависимости от диаметра используемой проволоки. Заготовки зачищаются абразивным материалом.

    Выбирается режим сварки необходимый для алюминия. Большинство моделей полуавтоматов позволяют выполнить работы по наложению сварного шва разными способами. Оптимальным считается импульсный режим работы.

  • Включается аппарат, вставляются необходимые параметры в зависимости от выбранного режима полуавтоматической сварки по алюминию. Требования относительно силы выходного тока и напряжения можно посмотреть в специальных ГОСТах.
  • Особенностью сварки алюминия является необходимость держать горелку под правильным углом и на необходимом расстоянии от обрабатываемой поверхности. Чрезмерный нагрев металла может привести к его деформации.

    Какой полуавтомат выбрать для сварки алюминия

    Выбор аппарата полуавтомата для сварки алюминия зависит от интенсивности использования оборудования и его основного предназначения. При выборе установки следует руководствоваться следующими принципами:

    Читать еще:  МОЖНО ЛИ ПРИВАРИТЬ НЕРЖАВЕЙКУ К ЧЕРНОМУ МЕТАЛЛУ

      Мощность – для постоянной эксплуатации подойдет модель с показателем более 200А, профессионального типа.

    Режим работы – оптимальным является импульсный полуавтомат, обозначается маркером PULSE на корпусе. Импульсный режим предназначен для того чтобы одновременно пробить окисную пленку и не прожечь металл. Как правило, при должном опыте импульсный режим обеспечивает хорошее качество шва и его прочность.

  • Тип напряжения – некоторые модели способны подключаться к обычной электросети, но в основном все сварочные полуавтоматы для сварки алюминия работают от трехфазного напряжения в 380В. Трехфазное подключение обеспечивает более равномерную нагрузку и соответственно меньшую волну дуги.
  • На выбор установки может оказать влияние производитель оборудования. Популярностью пользуются модели итальянских и немецких концернов, но также хорошо зарекомендовали себя и отечественные компании.

    Процесс сварки алюминия является одним из самых сложных и проблематичных и обычно выполняется квалифицированными мастерами с надлежащим образованием и опытом работ.

    Технология сварки алюминия полуавтоматом

    Полуавтоматическая сварка — процесс создания прочного неразъемного сопряжения нескольких алюминиевых заготовок в среде химически неактивного газа. Соединение деталей происходит при помощи проволоки, которая при расплавлении образует сварной шов (технология MIG/MAG).

    MIG – технология сварочных работ, где для защиты шва от кислорода используется инертный газ. Как правило, это аргон или его смесь с гелием или углекислотой. В силу своего большого веса, инертный газ вытесняет воздух из зоны проведения работ и предохраняет поверхность от окисления. В технологии MAG – заготовки варят в среде углекислого газа.

    Проволока служит одним из электродов, вторая клемма помещается на заготовку. Сварочная дуга в полуавтомате возникает между присадочной металлической нитью и свариваемой деталью.

    Горелка перемещается вручную — поэтому сварка и называется полуавтоматической. Через наконечник с заранее установленной скоростью в зону сварки поступает тонкий алюминиевый пруток и защитный газ. Под воздействием электрической дуги проволока расплавляется, образуя сварочный шов.

    Варить алюминий без газа не рекомендуется — механические показатели соединения ухудшаются, шов становиться пористым и непрочным. Если все же сварку необходимо произвести без газа, то рекомендуется применять порошковую проволоку, которая в процессе плавления образует защитную среду, или проводить работы под слоем флюса.

    Соединение металла толщиной более 5мм осуществляется в несколько проходов. Чтобы получить качественное соединение, каждый последующий шов накладывается строго на предыдущий.

    В отличие от TIG-сварки неплавящимся вольфрамовым электродом, технология полуавтоматической сварки MIG/MAG является более производительной, позволяет получать непрерывный длинный шов, не требует высокого мастерства от сварщика. Она широко применяется в промышленном и гражданском строительстве, при производстве судов и самолетов, в пищевой и химической промышленности, в небольших мастерских и цехах СТО.

    Условия сварки алюминия

    Алюминий, являясь металлом с высокими прочностными характеристиками, требует особых условий при выполнении сварки. При соблюдении этих условий можно варить детали из данного металла и своими руками.

    • Поверхности соединяемых заготовок должны пройти обязательную очистку от окисной пленки, для чего можно использовать механические или химические способы.
    • Необходимо применение наконечника с отверстием большего диаметра, чем диаметр сварочной проволоки.
    • Сварку следует выполнять в среде защитного газа, в качестве которого преимущественно используется аргон.
    • Требуется следить за стабильностью длины сварочной дуги. Интервал этого параметра должен составлять 12–15 мм. Следует также контролировать скорость выполнения сварки, которая не должна быть слишком высокой (в противном случае не получится достичь качественной проварки соединяемых деталей).
    • Если сварка выполняется без использования защитного газа, необходимо выполнять ее при помощи порошковой проволоки или под слоем специального флюса. Защита зоны сварки необходима для того, чтобы минимизировать влияние на нее негативных факторов внешней среды, а также не допустить образования на поверхности соединяемых деталей тугоплавкой оксидной пленки.
    • Чтобы формирование сварного шва не сопровождалось его деформацией, подачу защитного газа следует отключать не сразу после окончания процесса сварки, а спустя 5–7 секунд.
    • Достичь хороших результатов при выполнении сварки полуавтоматом алюминия позволяет использование четырехтактного импульсного режима.

    Соблюдение вышеперечисленных условий выполнения полуавтоматической сварки деталей, изготовленных из алюминия и сплавов на основе данного металла, не гарантирует высокого качества формируемого соединения, если неправильно выбраны рабочие режимы такого технологического процесса.

    Основы техники безопасности

    Обязательно следует использовать различные средства защиты дыхания, кожи и зрения. В частности, перед началом работ нужно надевать респиратор, защитную маску, специальную уплотненную одежду, которая будет предохранять поверхность кожи от попадания брызг расплавленного металла. В процессе проведения работ выделяется весьма едкий белый дым, который при попадании в органы дыхания становится причиной сильного кашля и головных болей.

    Данная технология представляет собой идеальное решение в случае, если имеется необходимость наплавить металл либо заполнить значительный зазор. В промышленном производстве такая методика проведения сварки с использованием алюминия встречается чаще всего во многом благодаря тому, что она позволяет получить в конечном итоге очень большой объем выполненной работы, так как выполняется очень быстро. Если сварщик квалифицированный, то он будет выдавать превосходную продукцию.

    Ссылка на основную публикацию
    ВсеИнструменты
    Adblock
    detector
    ×
    ×