Три основных способа сварки алюминия

Три основных способа сварки алюминия

Известный всем алюминий отличается такими уникальными свойствами, как лёгкость, хорошая теплопроводность и устойчивость к химическим и механическим воздействиям. Специфика структуры этого материала является причиной того, что сварка алюминия и его сплавов имеет ряд сложностей, которые должны приниматься во внимание при организации сварных работ.

Сложности процесса

Свойства алюминия должны учитываться и при проведении сварки в домашних условиях, независимо от того, будет ли металл свариваться газовой горелкой, инвертором или полуавтоматом.

Проблемы в сплавлении этого материала с другими металлами (сварка алюминия и сталью, в частности) объясняются следующими причинами:

• сложность тепловой обработки поверхности заготовок, так как она постоянно покрыта тугоплавкой окисной плёнкой, мешающей формированию качественного шва;
• высокая текучесть металла в расплавленном состоянии, затрудняющая процесс образования сварочной ванны из алюминиевых сплавов;
• наличие в структуре материала водорода и кремния, которые при остывании шва пытаются вырваться наружу и образуют поры и трещины;
• высокий коэффициент линейного расширения алюминия, также способствующий образованию трещин.

Для исключения нежелательных последствий принимаются определённые меры защиты зоны сплавления, такие например, как сварка в аргоне, ограничивающем доступ кислорода к месту контакта.

Помимо аргона для этих целей могут применяться и другие газы, замедляющие процесс окисления алюминия и относящиеся к категории инертных (углекислота, например).

Кроме того, для компенсации эффекта текучести расплавленного металла в жидкой ванне специалистами разработаны особые технологии сварки. Они предполагают применение при работе с алюминием специальных подкладок для отвода тепла.

В связи с высокой теплопроводностью материала, согласно требованиям нормативов, сварка алюминия должна осуществляться при больших величинах тока дугового разряда.

В домашних условиях ко всем описанным трудностям добавляется сложность точного определения марки свариваемых материалов и учёта соответствующих требований ГОСТ 14806-80. Последнее обстоятельство заметно затрудняет выбор подходящего режима их обработки, а также используемых при этом методов теплового воздействия.

Известные способы

Сварка сплавов алюминия может быть организовано самыми различными способами, выбор которых определяется условиями работы и особенностями сочленяемых заготовок или изделий. Чаще всего сварка проводится по следующим методикам:

• сваривание алюминия в инертной среде посредством электродов с покрытием из вольфрама;
• сварка полуавтоматом в среде углекислого газа с автоматической подачей сварочной проволоки;
• простое сплавление электродами, обработанными специальным составом (MMA).

Всем желающим сравнить эти методы в части рабочих параметров сварки рекомендуем ознакомиться с таблицей:

Из таблицы следует, что метод сваривания с применением вольфрамовых электродов носит название AC TIG (в переводе на русский язык – просто тиг).

Уже отмечалось, что для получения надежного сочленения алюминия с другими металлами, важно помнить о необходимости разрушения оксидной плёнки, всегда имеющейся на поверхности.

Для решения этой важной задачи в процессе сварки используют постоянный ток, полярность которого меняют на обратный знак. Тем самым добиваются так называемого «катодного» распыления, под воздействием которого тугоплавкое плёночное покрытие постепенно разрушается. При работе на постоянном токе, полярность которого не меняется, указанного эффекта добиться не удаётся.

Подготовка металла

Независимо от способа, которым заготовки из алюминия будут свариваться (посредством инвертора или обычного выпрямителя) – их срезы и кромки перед этим тщательно подготавливают.

При этом, во-первых, с поверхностей всех свариваемых деталей (включая и присадочный материал) удаляют следы масла, жира и грязи. Для этих целей могут применять уайт-спирит, бензин, ацетон или любую другую обезжиривающую жидкость из класса растворителей.

Во-вторых, на этом этапе работ при необходимости осуществляется разделка контактной части свариваемых заготовок. Потребность в дополнительной обработке возникает лишь в тех случаях, когда сваривание алюминиевых деталей толщиной не более 4-х миллиметров организуется с помощью обычных (непокрытых) электродов.

При необходимости сварки листов из алюминия и сплавов толщиной не более чем 1,5 миллиметра – их торцы перед соединением обязательно разделывают.

В-третьих, непосредственно перед сваркой с обрабатываемых поверхностей удаляется имеющаяся на них оксидная плёнка. Для этих целей используют простой напильник или специальную металлическую щётку.

Покрытыми электродами

При проведении особо ответственных сварочных операций (с заготовками толщиной более 4-х миллиметров) применяются специальные электроды по алюминию, обеспечивающие надежность и прочность образующегося соединения.

К недостаткам этого метода сочленения деталей следует отнести сравнительно высокую пористость сварного шва, а также сложность отделения шлака во время работы, нередко приводящую к его коррозии.

Ещё одним минусом такого процесса является сильное разбрызгивание частиц расплавленного металла во время дуговой сварки.

Для организации сварочных работ по алюминию желательно пользоваться хорошо проверенными на практике марками электродов, такими, например, как «УАНА» и «ОЗАНА».

Указанные типы стержней могут применяться как для работы по чистому алюминию, так и при сваривании заготовок из его соединений с кремнием (АЛ-4, 9,11).

При применении «УАНА» и «ОЗАНА» сварные операции по алюминию проводятся на постоянном токе, включаемом в цепь в обратной полярности. Этот факт должен учитываться при выборе оборудования для сварки в любых условиях (производственных или бытовых). При этом специалисты пользуются несложным подсчётом, согласно которому на миллиметр диаметра стержня должно приходиться 25–30 ампер постоянного тока.

При инверторной сварке деталей значительной толщины может потребоваться предварительный локальный прогрев заготовок, осуществляемый посредством обычной газовой горелки. Такая предусмотрительность позволяет минимизировать риски деформаций и образования кристаллизационных трещин в уже готовой конструкции из алюминия.

Ко всему перечисленному следует добавить, что из-за высокой скорости плавления алюминиевых электродов работать с ними следует по возможности быстро, обеспечивая тем самым непрерывность сварочного процесса. Также обращаем внимание на то, что при сварке алюминия не допускается производить электродом какие-либо поперечные колебательные движения.

С применением инертного газа

Согласно ГОСТ 7871 при сварке алюминия в среде защитного газа должна применяться проволока соответствующего состава, предназначенная специально для этих целей. В нём подробно оговариваются марки используемого материала, а также особые условия его применения в процессе работы.

Такая сварка реализуется за счёт использования вольфрамовых электродов соответствующего диаметра, а также специальной присадочной проволоки в виде прутков (так называемого «присадка»). В качестве защитной среды, ограничивающей доступ кислорода, применяются химически чистый гелий или аргон.

При этом для облегчения удаления с алюминия оксидной плёнки используется сварочная дуга, формируемая источником переменного напряжения. Расход аргона, токовые режимы, а также параметры электродов и сварочной проволоки выбираются согласно специальным таблицам.

При наличии собственного расходного материала этот вид монтажных операций вполне реализуем и в домашних условиях с возможностью получения качественного и достаточно надежного соединения.

При этом всегда следует помнить о том, что в процессе сварки алюминия в инертной газовой среде между электродом и поверхностью деталей должен выдерживаться угол, равный примерно 70-80-ти градусам. Сварочная проволока и вольфрамовый электрод располагаются относительно друг друга под углом 90 °, а длина дуги выдерживается в пределах 1,5-2,5 миллиметра.

Полуавтоматом

Хороших результатов при самостоятельной сварке деталей из алюминия и стали можно добиться и при помощи импульсных полуавтоматов. При работе с таким оборудованием оксидная плёнка разбивается за счет воздействия высоковольтного импульса, который к тому же удерживает в границах сварочной ванны частицы расплавленного металла.

Стоимость импульсного аппарата достаточно велика, так что частники нередко используют обычное оборудование, переделывая его в полуавтомат.

Надо отметить, что при работе с алюминием в любых режимах сварки необходимо учитывать два важных момента, связанных с подачей проволоки в зону сочленения.

Во-первых, относительно мягкий проволочный материал при поступлении в зону сварки по направляющему рукаву может образовывать петли. Для предотвращения этого припой поступает к рабочему месту через укороченный подающий канал с вкладышем из тефлона, заметно снижающим эффект трения.

Во-вторых, скорость перемещения алюминиевой проволоки, порог плавления которой ниже нормы, в режиме сварки без аргона должна быть больше, чем у обычной стальной. При нарушении этого условия она будет расплавляться прежде, чем достигнет рабочей зоны.

Сварка алюминия полуавтоматом — особенности, требования к оборудованию, технология

Сварка алюминия полуавтоматом – это процесс, требующий не только наличия определенных навыков, но и знания особенностей данного материала, варить который достаточно непросто. В статье мастер сантехник расскажет, о правилах сварки алюминия полуавтоматом.

Алюминий — пожалуй самый капризный металл

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

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

Чем отличается сварка алюминия полуавтоматом от аргонодугового (TIG) метода

Основных отличий всего несколько:

• Главное отличие этих двух методов заключается в типе используемого электрода. Для аргонодуговой сварки используются электроды из тугоплавкого вольфрама, а при MIG-сварке применяется алюминиевая проволока.
• Кроме того, аргонодуговой метод предназначен лишь для ручной сварки.
• Аргонодуговой сваркой завариваются более ответственные участки из-за более высокой прочности соединения.
• Сварка вольфрамовым электродом (TIG) требует больше денежных затрат на расходные материалы (комплектующие).

Преимущества сварки алюминия полуавтоматом
У сварки алюминия полуавтоматом есть несомненные преимущества, а также некоторые особенности. К ним относятся:

• Высокая производительность. По сравнению с аргонодуговой сваркой скорость возрастает в три раза.
• Простота. Этот метод значительно проще, чем аргонодуговой, им легко может овладеть даже любитель.

Требования к оборудованию и расходным материалам

Чтобы окончательно разобраться с вопросом, можно ли полуавтоматом варить алюминий, необходимо четко уяснить дополнительные требования к используемому оборудованию и расходным материалам:

• Ток должен иметь обязательно обратную полярность, потому что в таком случае оксидная пленка не разрушается.

• Механизм подачи проволоки должен иметь четыре ролика, так как мягкий алюминий легко сминается при возникновении сопротивления в момент подачи. Важно, чтобы ролик был U-образный, гладкий и без насечек.

• Диаметр проволоки должен быть меньше, чем у наконечника, так как при нагреве алюминий расширяется сильнее, чем сталь.
• Желательно использовать чистый аргон в качестве инертного газа, так как в этом случае обеспечивается максимальное качество сварного шва.
• Сварочная горелка должна иметь специальный тефлоновый рукав для того, чтобы уменьшить трение алюминиевой проволоки.
• Сварка MIG/MAG алюминиевых сплавов рекомендуется на толщинах более 3мм и важно использовать формирующую подкладку с канавкой.

Как правильно выбрать полуавтомат для сварки алюминия

На выбор полуавтомата для сварки может повлиять ряд факторов:

• В каких условиях будет происходить работы, возможности и тип электросети (220-380 В). Например, устройство будет использоваться для частных нужд или бизнеса (кузовные работы и т. д.). Для каждого конкретного случая требуется свое постоянное напряжение сети;
• Жесткие требования к качеству шва. Для мелкого ремонта: конструкции общего назначения (ворота, декоративные элементы интерьера квартиры, калитки) подойдет бытовой вариант полуавтомата, но если предполагается использовать агрегат для сварки ответственных конструкций (водопровод, газовые трубы, отдельные элементы торговых павильонов) потребуется профессиональный аппарат;
• Требуемая толщина, длина шва;
• Вид материалов, с которыми предстоит работать. Для работы по алюминию потребуется агрегат с возможностью подсоединения баллона с инертным газом (аргоном).

Все варианты можно условно разбить на такие основные группы:

• Бюджетные;
• Среднего класса;
• Среднего класса с импульсным режимом;
• Промышленные модели с импульсным режимом.

Эти модели прекрасно подходят для использования в быту. Они отличаются компактными размерами, небольшим весом и способны работать от обычной сети напряжением в 220 Вольт. Если вы намерены заниматься сварочными работами периодически, для собственных нужд, их возможностей будет вполне достаточно.

Примерами моделей этой группы могут служить Сварог EASY MIG 160 или Сварог PRO MIG 160. Вторая модель может работать в двух- и четырех тактовом режиме и обеспечивает форсаж дуги.

Полуавтоматы среднего класса

Обладают более выдающимися техническими характеристиками (большим током, плавностью регулирования тока и скорости подачи проволоки). Но они, как и бюджетные модели, нуждаются в некоторых корректировках – настройке горелки и замене роликов.

Среди прочих моделей можно отметить финский KEMMPI MinarcMIG EVO 200 и американский Lincoln Electric Speedtec 200C.

Полуавтоматы среднего класса с импульсным режимом

Представляют собой многофункциональные устройства со множеством встроенных программ сварки. Наличие импульсного режима обеспечивает высочайшее качество сварного шва, а надежные комплектующие гарантируют длительность использования.

Прекрасными образцами моделей этой группы являются Helvi TP 220 и EWM Picomig 180 Puls.

Промышленные модели с импульсным режимом

Работают от напряжения 380 В, оснащены системой жидкостного охлаждения. Обеспечивают максимальную производительность труда во время сварки при высоком качестве шва. Просты в управлении и разработаны на основе новейших технологий.

Достойными представителями этой группы являются EWM Phoenix 501 Puls и EWM Phoenix 401.

Подготовка к сварке

Любая работа начинается с подготовки, пренебрегать этим моментом не стоит. Если предполагается вести работу с толстыми деталями, то сначала требуется зашкурить свариваемые поверхности. При сварке небольших элементов, их можно зачистить металлической щеткой (иногда поставляется в комплекте) или наждачной бумагой с фракцией Р25-40 (для тканевых основ), Р120-240 (для бумажной основы). Обозначение зависит от завода изготовителя, в примере приведены обозначения отечественного производителя.

После шлифовки необходимо ликвидировать налет, убрать оксидную пленку и обезжирить материал с помощью ацетона или другого похожего по составу вещества. Кроме этого, может потребоваться расшивка кромок, если толщина заготовки более 5 мм. Это необходимо для того, чтобы обеспечить максимальную глубину проварки, так как некоторые свойства материала ухудшают этот показатель.

Чтобы улучшить и усилить соединение конструкции, края деталей желательно зашлифовать или обрезать под углом в 30-45 градусов (зависит от толщины). Далее полученные после обработки края можно обработать флюсом, чтобы обеспечить дополнительную защиту, а также избежать образования оксидной плёнки.

После того, как проведены подготовительные работы, можно приступать к сварке.

Технология сварки алюминия

В процессе работы следует наблюдать за расположением горелки относительно свариваемой поверхности. Рекомендуемый угол наклона составляет 10-15 градусов. Газ начинает подаваться за 5-7 секунд до начала сварочных работ, отключение происходит через аналогичный промежуток времени. Это необходимо для того, чтобы газ успел подготовить оптимальный для сварки микроклимат.

Движение горелки должно осуществляться только вдоль шва. Поперечное движение может привести к хрупкости свариваемой поверхности.
При сварке вертикальных швов предпочтительнее использовать сварку на подъем для лучшей газовой защиты.

При завершении сварочного шва на конце может появиться небольшой кратер, чтобы его заплавить требуется понизить сварочный ток за 1-1,5 см до конца шва.

Вольфрамовые электроды для аргонодуговой сварки

Аргонная сварка – это современная сварка с применением неплавящегося электрода из вольфрама, в среде инертного газа. Такая сварка ограждает металл от взаимодействия с кислородной средой, вызывающей его окисление и азотирование. В виде защиты чаще всего при работе применяется инертный газ аргон, но возможно использование азота, гелия и различных газовых смесей. В TIG сварке, Ar (аргон) имеет повсеместное применение, а вот He (гелий) используют в редких случаях, для решения определённых производственных задач.

Постоянное применение в данной сварке имеют газовые составляющие. И действительно, аргон не образует с атмосферой взрывоопасной смеси. Он немного тяжелее чем воздух и более практичен при сварке, чем гелий. Но сама дуга при применении гелия имеет в 1,5–2 раза больше энергии, чем при использовании того же аргона. Повсеместное применение при проведении сварочных работ имеет смесь с такими составляющими: 35–40% чистого аргона плюс 60–65% чистого гелия. Аргон полностью стабилизирует дугу, а гелий качественно сплавляет металл.

У аргонодуговой сварки всего два международных названия. TIG – сварка неплавящимися специальными электродами из вольфрама в среде инертного газа. MIG/MAG – сварка самой электродной проволокой непосредственно в среде инертного аргона или даже
углекислого газа.

Маркировка вольфрамовых электродов

В аргонодуговой сварке используют вольфрамовые электроды. Использование вольфрама в этом случае оправдано, так как он тугоплавкий – способен выдерживать высокие температуры не плавясь.

В настоящий период времени наша промышленность выпускает электроды длиной 175 мм и такими диаметрами: 1 мм; 1,6 мм; 2 мм; 2,4 мм; 3,2 мм; 4 мм. Разница между размерами обусловлена необходимостью работы при определённых диапазонах сварочных токов:

• 1 мм – до 50 А;
• 1,6 мм – до 100 А;
• 2 / 2,4 мм – до 200 А;
• 3,2 мм – до 300 А;
• 4 мм – свыше 300 А.

Вольфрамовые электроды для аргонодуговой сварки производятся из чистого вольфрама, а также тарированного и лантанированного, что способствуют повышению качества и стабильности сварочной дуги. Марка электродов квалифицируется от процентного содержания примесей и добавок. В настоящее время существует всего три категории вольфрамовых сварочных электродов:

• постоянного тока (WY, WT);
• переменного тока (WZ, WP);
• универсальные (WL, WC).

Расход количества электродов при использовании аргонной сварки зависит от типа самой сварки, диаметра применяемого прутка, вида тока и ещё ряда дополнительных показателей.

Вольфрамовые электроды для аргонодуговой сварки имеют следующую маркировку, обозначенную цветовыми кодами:
WP (зелёный): электроды состоят из чистого вольфрама, используются для сварки таких металлов, как магний, алюминий и их разнообразных сплавов. Ток переменный, на постоянном не применяются, так как заточить их гораздо сложнее, чем другие.
WZ (белый): состав этих электродов включает оксид циркония. Дуга при сварке имеет высокую стабильность. Применяются при сварке бронзы, алюминия, никеля, а так же их сплавов.
WT (красный): в качестве добавки к основным химическим элементам используется оксид тория. Эта марка электродов имеет широкое применение, но необходимо помнить, что торий является низкорадиоактивным металлом. При использовании аргонной сварки необходимо соблюдать дополнительные требования безопасности. Помещение должно быть оснащено системой вентиляции. Данные электроды необходимы при сварке деталей из нержавеющей стали, тантала, молибдена.
WY (тёмно-синий): применяются в особых случаях для сварки ответственных, сложных соединений в конструкциях как из углеродистых сталей, так и из низколегированных. Необходим также при сварке нержавеющих сталей и титана.
WL (золотистый): эти электроды универсального действия. Ими осуществляется сварка самых разных составов сталей и сплавов. Неоходимы для переменного и постоянного тока.
WC (серый): также универсальный электрод для аргонной сварки как на переменном, так и на постоянном видах электрического тока. В качестве добавки служит оксид церия.

Заточка вольфрамовых электродов

Перед сваркой на постоянном токе вольфрамовые электроды необходимо заточить. Угол и направление заточки важно скорректировать так, чтобы кончик электрода стал очень острым. Это необходимо для того, чтобы сварочная дуга была полностью сфокусирована на малом диаметре сварочной ванны.
Сварочная ванна – это объём полностью расплавленного металла, образовавшегося при сварке плавлением при высоких температурах. Образование такой сварочной ванны – главный этап получения неразъёмных соединений при сварке плавлением, так как от формы и размеров ванны зависят геометрические размеры швов. Если электрод не будет заточен, то размер дуги будет слишком большим в диаметре и тепловложение окажется недостаточным.
Для сварки металлов на переменном токе электрод тоже нужно заточить. Но в этом случае кончик электрода должен быть немного притуплен. При сварке на переменном токе вольфрамовый электрод сильнее греется и немного подплавляется, что и требуется для получения более рассеянной дуги. Чтобы электрод держал форму, нужно правильно подбирать диаметр электрода в зависимости от диаметра сварочных швов.

Аргонодуговая сварка неплавящимся электродом (tig)

При сварке неплавящимся электродом обязательно используют сварочный осциллятор. Так как из-за тугоплавкости вольфрама, плавление которого происходит при температуре около 5000 °C, сам электрод практически не сгорает. В связи с этим образование газов, ведущих к ионизации и зажиганию дуги не происходит. Кроме осциллятора, для образования сварочного шва применяют присадочный материал.

Аргонодуговая сварка плавящимся электродом

Электродом в данном случае является стержень из металла. Он покрыт слоем рутила. Сварочная дуга зажигается из-за паров расплавленного металла, которые в аргоне дают ионизацию. Осциллятор в данном случае не применяется.

Цены на электроды этих категорий зависят не только от страны-производителя, но и от ценовой политики предприятий их выпускающих. В настоящее время вольфрамовые электроды имеют такую стоимость:

• электроды марки WP – от 3657 руб/кг;
• электроды марки WZ – от 5000 руб/кг;
• электроды марки WT – от 5000 руб/кг;
• электроды марки WY – от 5000 руб/кг;
• электроды марки WL – от 5000 руб/кг;
• электроды марки WC – от 4730 руб/кг.

Применение вольфрамовых электродов

Аргонную сварку применяют в самых разных отраслях промышленности и сельского хозяйства. Возможность аппаратом TIG ac/dc соединить различные углеродистые, нержавеющие, конструкционные стали, а также современные сплавы металлов, характеризует эту технологию как самую востребованную в производстве на данный момент. Аэрокосмическая отрасль, как правило, является основным пользователем данного типа сварки.

В промышленности tig-сварку используют для соединения деталей различных конфигураций. Аргонную сварку применяют для создания переходов между трубами различного диаметра. Сварочные швы алюминия после tig-сварки не образовывают трещин, имеют химическую целостность металла, что позволяет использовать этот режим сварки для герметизации ёмкостей с ядерными отходами в связи с их утилизацией.

В связи с простой технологией аргонной сварки алюминия, её можно применить в быту, используя домашние инверторы TIG ac/dc. В бытовых условиях возможно организовать даже сварочный процесс нержавейки. Надёжность получаемого шва не вызывает сомнений, так как сварочный шов являет собой единое целое со свариваемым металлом. Современные технологии сварочных работ ставят аргонодуговую сварку с применением вольфрамовых электродов на одно из первых мест в мире по качеству производимых работ.

Техника сварки инвертором алюминия электродами в домашних условиях

Сварка алюминия инвертором, осуществляемая в производственных и в домашних условиях, – это очень распространенный технологический процесс, так как изделия из данного металла используются практически повсеместно. Широкая популярность, которой отличается данный металл, объясняется его уникальными свойствами: небольшим удельным весом, высокой тепло-, а также электропроводностью, способностью противостоять механическим нагрузкам. Выполнять соединение деталей из алюминия с применением инвертора в домашних условиях позволяет развитие сварочной техники.

Сварка алюминиевых деталей в домашних условиях

Особенности работы

Температура плавления металла 660оС. При нагреве атомы вступают в реакцию с кислородом, образуя слой тугоплавкого оксида алюминия с температурой плавления свыше 2200оС. Этот слой препятствует полноценному формированию шва.

Алюминий обладает высокой теплопроводностью и электропроводностью. На практике это означает, что для прогрева металла заготовки, особенно при большой толщине, придется использовать большие значения рабочего тока.

Металл и его сплавы характеризуются также высокой текучестью, затрудняющей работу в ряде сварочных положений.

Чтобы предотвратить контакт расплава и кислорода воздуха, используют сварку в газовой среде. В рабочую зону подают гелий, аргон или его смеси, вытесняющие воздух и создающие защитное облако. Этот способ требует дорогостоящего оборудования и постоянной подачи газа. Он экономически эффективен при больших объемах работ.

Для ограниченных объемов работы на дому подойдет ручная электродная сварка постоянным током. Для этого производятся электроды с покрытием, оптимизированные для применения с теплопроводящими материалами.

Сварочное оборудование

Используются для сварки алюминия инверторы различной производительности и уровня автоматизации. Если вы не можете использовать аппарат полуавтоматического типа, вам может пригодиться приставка к инверторному аппарату, позволяющая формировать переменный ток.

Если мы свариваем при помощи инверторного аппарата класса «TIG» — рекомендуется использовать электроды из вольфрама, не плавящиеся при использовании. Также при такой сварке допускается использование сварочной проволоки, содержащую высокий процент магния.

Рекомендованный диаметр – 2 -5 мм. Марки проволоки: АК, АД, АО. Электроды маркируются так: российского производства – ОЗА, ОЗАНА, ОЗР, импортного – ОК 96.20, ОК 96.40, Kobatech — 213.

Диаметр проволоки для инверторов полуавтоматического типа должен быть 0,8 – 1 мм. Она продается в катушках, расфасованная по 0,5 килограмм. Специалисты рекомендуют проволоку из сплава лития и кремния марок ER 4043 и ER 5356. Также хорошо подходит для такого типа сварки проволока из того же материала марок СВ – АК5 или СВ – АМГ5.

Если нам необходима более точная сварка инвертором с образованием тонкого шва – тогда лучше всего использовать сварку дугой. Для защиты сварочной области в этом случае используется аргон. Он поможет нам избежать образования грубых швов и пор.

Нам необходимо добиться высокой температуры для плавления окисной пленки, поэтому используем мы переменный ток, а газ защищает сварочную зону от повторного образования пленки.

С помощью этого метода можно производить ремонт тонкостенных алюминиевых изделий. Однако не надо забывать об очистке используемых электродов, при его применении они часто загрязняются.

Что нужно знать, чтобы сделать качественный шов?

Чтобы получать прочные и долговечные соединения, необходимо знать и учитывать следующие моменты:

• изделия из алюминиевых сплавов всегда покрыты слоем тугоплавких оксидов;
• перед началом сварки этот слой следует снять с помощью механической зачистки или протравливания;
• оксидный слой быстро восстанавливается на воздухе, поэтому обработку нужно проводить непосредственно перед сваркой;
• цвет алюминиевой заготовки при нагреве практически не меняется, следить за температурой визуально не удастся;
• при нагреве снижается прочность изделия, это может привести к появлению микродефектов в ходе кристаллизации.

Учет этих особенностей позволяет избегнуть типовых ошибок, когда нужно заварить алюминиевые заготовки на дому.

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.

Специфика

Сам инвертор, применяемый для сварки алюминиевых заготовок, может быть начального уровня, бытового класса. Решающее значение играет подготовка поверхности, подбор сварочных материалов и тщательное соблюдение технологии.

Электроды серий ОЗ обладают отличными эксплуатационными качествами. Но проявляются эти качества только при низкой влажности материала обмазки. Поэтому до применения их обязательно нужно прокалить при температуре 120-140оС в течение 40 минут. После прокаливания электроды нужно хранить в печи или в специальном герметичном футляре.

В ходе работы нужно соблюдать внимательность и осторожность. Высокая текучесть расплава и его тенденция к образованию брызг не позволяет работать в вертикальном и потолочном положениях. И в нижнем сварочном положении рекомендуется использовать подкладные пластины, чтобы предотвратить протечку расплава.

Во избежание температурных деформаций в ходе затвердевания швы нужно стараться по возможности размещать дальше друг от друга.

Каким должен быть аппарат?

Особо специфических условий к аппарату не предъявляется. Он должен поддерживать рабочий ток, достаточный для выбранной толщины заготовки и диаметра электрода. Рабочее напряжение выставляется в районе 22-24 вольт.
Аппарат должен поддерживать режим обратной полярности.

Большой запас по току приводит к росту габаритов, веса и повышенному расходу электроэнергии.

Если планы на сварку алюминия большие и такие работы планируется выполнять постоянно, то лучше сразу приобрести устройство, поддерживающий режим TIG, или сварку неплавким электродом в аргоновой или гелиевой защитной атмосфере. Электрод может быть из вольфрама или графита. Такой полуавтомат позволяет варить и обычными стержневыми плавкими электродами без подачи газа.

Необходимые инструменты и комплектующие детали

При выборе комплекта для аргонно-дуговой сварки необходимо исходить из величины затрат, которые вы можете себе позволить. Существует несколько вариантов сборки установки с разным количеством затрачиваемых средств. В одном случае можно собрать установку из уже готовых частей с невысокой стоимостью и в этом варианте вам понадобится простой инверторный источник питающего напряжения с возможностью работы в режимах постоянного и переменного тока сварки. Также нужен комплект шлангов с заводской горелкой и осциллятор для упрощённого розжига дуги. Кроме того, следует озаботиться приобретением схемы задержки подачи тока.

В иных вариантах необходимо будет изготавливать все элементы комплекта своими руками, что, безусловно, обойдётся дешевле, но будет менее надёжным и потребует значительных временных затрат на сборку и настройку оборудования. В обоих вариантах приобретать газовые баллоны, редукторы и манометры совершенно необходимо.

Для сборки нового оборудования понадобится корпус, в котором можно будет закрепить элементы конструкции, эффективную систему охлаждения и контактную группу, поэтому для работы понадобятся следующие инструменты и оборудование:

• мощный вентилятор для охлаждения радиаторов силовых полупроводниковых элементов;
• электродрель или шуруповёрт со свёрлами;
• углошлифовальная машина и ножовка по металлу;
• наждачная бумага, напильники;
• пассатижи, отвертки, гаечные ключи;
• линейка, штангенциркуль и микрометр;
• крепёжный материал или устройство для нарезки резьбы;
• текстолит разной толщины, в том числе и фольгированный;
• мощный паяльник, трансформаторные и соединительные провода соответствующей длины и диаметра;
• мультиметр, осциллограф;
• радиодетали и полупроводниковые элементы.

Перед тем как подбирать комплектующие, необходимо иметь на руках электрическую схему и чёткий план действий по согласованию отдельных узлов будущей конструкции.

Основой комплекта является блок питания, который можно собрать из подходящего по параметрам трансформатора и диодного выпрямителя с ёмкостным фильтром, обеспечивающим напряжение холостого хода от 45 до 60 В и выходным током не менее 120 А. Также необходимо запитать вентилятор охлаждения, схему задержки и высоковольтный осциллятор. Собирать инверторную схему сварочного аппарата нецелесообразно, поскольку эта работа требует опыта при настройке конечного изделия и подборе номиналов радиодеталей.

Электроды

Наиболее популярными электродами, применяемыми по алюминию для инверторной сварки, являются изделия следующих серий:

1. ОЗА-1. Служит для сварки чисто алюминиевых заготовок. Перед сваркой требуется снять оксидный слой и подогреть поверхность для ее осушения.
2. ОЗА-2. Применяется для наплавных работ кремниево-алюминиевыми сплавами. а также для ремонта брака отливок.
3. ОЗАНА-1. Для чисто алюминиевых деталей толще 10 мм. Прогревать их необходимо до 400оС.
4. ОЗАНА-2. Модификация для сварки алюминиевых сплавов.
5. ОКБ96.20. Для работы по алюминиевым сплавам, легированным Mn, Mg и Si. Применим и по дюралюминию.

Для получения прочного и долговечного соединения необходимо использовать электроды строго по назначению. Для этого следует определить тип алюминиевого сплава, который собираются сваривать.

Техника сварки покрытыми

Сварка деталей из алюминия инвертором проводятся с использованием тока обратной полярности, в нижнем сварочном положении. Это обуславливается высокой текучестью расплава и необходимостью поддерживать высокую скорость движения электрода

Электрод следует подносить перпендикулярно линии шва либо с небольшим наклоном назад. Траектория движения- прямая, без поперечных качаний.

Рабочие режимы для сварки алюминиевых деталей разной толщины.

Содержащиеся в составе обмазки вещества повышают сопротивление материала сварочной ванны прохождению тока, это осложняет повторный розжиг электродуги.

Если дуга погасла, следует снять слой шлака с кратера и с кончика стержня, отступить на 1 см назад. Остаток шва и кратер должны вариться повторно, чтобы не возникла пористость.

По окончании шва его поверхность зачищается от шлаков и промывается водой.