Как выбрать хороший сварочный аппарат для алюминия. Какой сваркой варят алюминий?

Температура плавления алюминия составляет всего 660 °C, что почти в три раза ниже, чем у стали. Однако оксид алюминия плавится при температуре более 2000 °C, что добавляет сложности к процессу сварки алюминия в домашних условиях. Перед проведением сварочных работ с алюминием настоятельно рекомендуется ознакомиться с теоретическими материалами по данной теме.

Технология сварки алюминия: как правильно это делать и на что обратить внимание при подготовке

Алюминиевые фитинги характеризуются высокой теплопроводностью и малым весом. Эти уникальные свойства материала сделали его крайне востребованным в различных секторах производства, включая авиационную и автомобильную промышленности. Тем не менее, процесс сварки алюминия и его сплавов представляет собой определенные сложности, что требует внимательного подхода к выполнению сварочных работ. Чтобы достигнуть высококачественного сварного соединения, необходимо учитывать множество факторов, таких как тип алюминия, его легирующие добавки и условия сварки. В данной статье будет подробно рассмотрено, какие методы соединения алюминия существуют, а также их ключевые отличия.

Во время сварки алюминия или алюминиевых сплавов могут возникнуть различные трудности, оказывающие существенное влияние на качество сварных швов. Вот некоторые из наиболее распространенных проблем:

1. Управление сварочной ванной затруднено из-за высокой жидкотекучести алюминия, что делает необходимым использование теплоотводящих подкладок для контроля процесса.
2. Алюминий имеет высокую склонность к окислению, что приводит к образованию тугоплавкой оксидной пленки на каплях расплавленного металла. Эта пленка усложняет объединение капель в единый шов. Эффективные меры для предотвращения появления пленки включают грамотное создание защиты сварочной зоны от воздействия окружающего воздуха.
3. На поверхности алюминиевых изделий присутствует окисная пленка Al₂O₃, температура плавления которой составляет примерно +2040 °C, в то время как плавление самого алюминия происходит при температуре +660 °C. Это делает обязательной предварительную обработку кромок заготовок перед сваркой.
4. Значительная усадка материала после охлаждения может привести к деформации сварного шва, что нежелательно для прочности готового изделия.
5. Существует риск снижения механических характеристик сварного шва из-за возможного порообразования и появления трещин.
6. Вследствие высокой теплопроводности алюминия для успешного проведения сварочных работ требуется использование рабочего тока большого значения, что может увеличить потребление энергии и усложнить оборудование.

Несмотря на указанные проблемы, они вполне реальны для преодоления, что обеспечивает непрекращающийся интерес к различным методам сварки алюминия. Этот легкий и прочный металл может быть использован для создания очень надежных конструкций во множестве сфер.

Технология сварки алюминия: подготовка материалов и деталей

Для того чтобы обеспечить высокое качество сварного соединения, необходимо принять меры по защите зоны сварки от любых загрязнений, которые могут ухудшить качество соединения:

• Для газоэлектрической сварки алюминия следует выделить чистое, сухое и не пыльное помещение, что позволит минимизировать влияние внешних факторов.
• Скорость движения воздуха не должна превышать 0,2 м/сек, чтобы не допустить появления потоков воздуха, которые могут внести в зону сварки пыль и другие мелкие частицы.
• Обрабатываемые детали и присадочная проволока необходимы тщательной очистки с использованием предусмотренных технологией методов. Это способствует удалению всех загрязнений и окисных пленок.
• В качестве защитных газов рекомендуется использовать только чистый аргон марки А по ГОСТ 10157-62 или гелий высокой чистоты по МРТУ 51-04-23-64. Эти газы обеспечивают необходимую защиту от окисления.
• Перед началом сварочных работ необходимо тщательно промыть газоподводящие арматуры, шланги и сварочную горелку спиртом. В процессе работы следует регулярно проводить их очистку.

Качественная очистка сварочной проволоки включает в себя смывание консервационной смазки растворителем или горячей водой, а также удаление оксидного слоя с помощью подходящих химических веществ. Это позволяет улучшить адгезию и качество сварного шва.

Рекомендуемые статьи по металлургии

Для осуществления вышеуказанных работ необходимо оборудовать отдельную зону, изолированную от основной сварочной площади. Применяются различные методы очистки при химической сварке, одним из наиболее распространенных является следующий алгоритм действий:

1. Травление деталей в 5%-ном растворе каустической соды NOH при температуре +60…+65 °С в течение 2-3 минут. Это первый шаг в удалении окисной пленки.
2. Промывка в горячей (+45…+50 °С) воде с последующим промыванием в холодной проточной воде для окончательной очистки от остатков химикатов.
3. Осветление части в 15–30%-ном растворе азотной кислоты HN0₃ при температуре +60…+65 °С в течение 2-3 минут для устранения оставшихся загрязнений.
4. После этой процедуры снова следует промыть в горячей воде, а затем в холодной.
5. Финальная сушка при температуре не ниже +60 °C до полного удаления влаги и обеспечения готовности к сварочным работам.

Если у вас нет возможности использовать сварочный пруток сразу после сушки, то храните его в специально отведённом месте, таком как коробка или шкаф с надежно закрывающимися дверцами, чтобы избежать воздействия влаги и загрязнений.

Обработанная проволока может храниться до 12 часов, если это порошковая проволока малого диаметра (до 1,6 мм) для работы с неактивированным электродом при малых токах. Что касается более толстых проволок (диаметром 4-5 мм), которые будут использоваться при сварочном токе свыше 400 ампер, то срок хранения допускается до 1,5 суток, с сохранением качества сварного шва. Важно учитывать правила хранения обработанной проволоки и соблюдать технику сварки алюминия. Во время выполнения работ не рекомендуется прикосновение к подготовленной проволоке без средств защиты, таких как перчатки, так как это может привести к загрязнению поверхности жирами или другими веществами.

Перед сваркой следует тщательно очистить также саму заготовку и её кромки. Одним из преимуществ, которые предоставляет сварка, является возможность химической обработки деталей, о которой уже упоминалось. Мелкие детали обрабатывают полностью, в то время как крупные заготовки требуют полной дезинфекции только краев и участок поверхности шва не более 10 см.

При работе с небольшими швами кромки следует зачищать специальным скребком непосредственно перед сваркой, также стоит удалить оксидный слой на конце проводника, для чего можно использовать проволочную щетку.

Технология сварки алюминия электродами

Метод электродной сварки алюминия используется довольно редко в силу своей специфики и ограничений. Этот способ подходит для случаев, когда нет возможности задействовать специализированное оборудование, что делает него востребованным в полевых условиях или в небольших мастерских, которые не могут позволить себе дорогостоящие установки. Использование электродов позволяет существенно сэкономить как на затратах, так и на времени.

На рынке доступны электроды различных марок:

• ОК – это электроды для алюминия с примесью марганца или магния; крайне важно хранить их в защищенном от влаги месте, поэтому не стоит извлекать все стержни из упаковки одновременно.
• ОЗАНА – включает две категории, которые слегка различаются по своим свойствам и применению в зависимости от конкретного сплава металла; подходят как для горизонтальной, так и для вертикальной сварки.
• ОЗА – состоят полностью из алюминия, их производство похоже на создание самодельных стержней и используются для соединения алюминиевых сплавов с кремнием.
• УАНА – предназначены для сварки алюминиевых сплавов и обладают хорошей деформационной способностью.
• ЭВЧ – применяемые для сварки в среде, где защитным газом выступает аргон; эти электроды выполнены полностью из вольфрама.

Электроды для сварки алюминия могут значительно различаться по стоимости. Поэтому при выборе необходимо обращать внимание не только на цену, но и на характеристики, важные для конкретной задачи.

1. Технология ручного наклеивания покрытых электродов подходит для неактивных конструкций из чистого алюминия и его сплавов, таких как AlSi, AlMg и AlMn. Метод целесообразен только для изделий толщиной менее 4 мм.

Существующие недостатки этого метода соединения материалов включают:

• Пористость и низкая прочность сварного шва, что подразумевает невысокое качество соединения;
• Образование большого количества брызг из расплавленного металла, что усложняет процесс;
• Плохая отделяемость шлаковой корки, которая может привести к коррозионным процессам.

Для успешного выполнения работ необходим ток с обратной полярностью, как правило, без поперечных колебаний. Важно правильно рассчитать ток, используя следующую формулу: 25 — 30 А на 1 мм диаметра электрода.

Если вы стремитесь к высококачественному соединению, рекомендуется предварительно нагреть алюминиевые компоненты до определенной температуры перед началом сварки. Для тонких и средних деталей оптимальна температура в диапазоне +250 … +300 °C. Для крупных деталей температура может достигать +400 °C.

Обратите внимание, что идеальные условия могут быть предоставлены производителем электродов, и если вам удастся найти такую информацию, лучше всего использовать её в качестве руководства.

2. Техника ручной дуговой сварки с использованием угольных электродов часто применяется для работ с изделиями, не реагирующими на сварку. Для этого способа сварки требуется постоянный ток, что приводит к определённым нюансам в контроле процесса.

При работе с крупными деталями, толщина которых превышает 2,5 мм, необходима обрезка кромок. Диаметр флюса, используемого в процессе, должен находиться в пределах 2-8 мм. Пастообразный флюс может наноситься как на рабочую поверхность, так и на сам электроды, что улучшает качество соединения.