Газовая сварка алюминия кратко

Обновлено: 03.07.2024

Алюминий является легким металлом (у = 2,7 г/см 3 ) с низкой температурой плавления (658° С), высокой теплопроводностью (примерно в три раза больше, чем у железа) и высоким коэффициентом теплового расширения (в два раза больше, чем у железа). Скрытая теплота плавления алюминия больше, чем у стали, и составляет почти половину его теплосодержания в расплавленном состоянии, в связи с чем алюминий при нагреве долго не расплавляется, а затем сразу может образоваться расплавленная ванна больших размеров. На поверхности алюминия всегда находится тонкая пленка тугоплавких окислов А1₂О₃.

Алюминий является основой ряда сплавов, деформируемых и литейных.

Наиболее распространенным литейным сплавом является силумин (содержащий 10-14% Si). Временное сопротивление силумина σ_в =20 кгс/мм 2 при δ₅ = 5%.

Деформируемые cплавы могут быть термически упрочняемыми (сплавы с медью - дуралюмины и некоторые другие, например с Zn) или термически неупрочняемыми (сплавы с марганцем - АМц или магнием АМг).

Сплав АМц содержит около 1,6% Мn и имеет в отожженном состоянии σ_в = 13 кгс/мм 2 и δ₅ =20 %; в полунагартованном состоянии его прочность повышается до 16 кгс/мм 2 при δ₅=10%.

Алюминиево-магниевые сплавы содержат обычно от 2 до 7% Mg. Их прочность повышается по мере увеличения содержания Mg примерно до 30-35 кгс/мм 2 при δ₅ = 12 - 20%. Алюминиево-магниевые сплавы являются весьма перспективными для использования в сварных конструкциях.

Эта пониженная прочность шва и околошовных зон не позволяет полностью использовать свойства таких сплавов в сварных конструкциях значительных размеров, в связи с чем их применение ограничивается.

Техника сварки деформированных сплавов аналогична сварке прокатанного алюминия и в дальнейшем будет описываться в общей форме с выделением только специфических особенностей применительно к отдельным сплавам.

Основными причинами, вызывающими затруднения при сварке алюминия, являются: высокая теплопроводность, заставляющая подбирать соответствующую мощность источника сварочного тепла; высокая окисляемость алюминия; высокая температура плавления окиси алюминия А1₂О₃ (2050° С); низкие механические свойства нагретого алюминия (что в связи с широкой областью нагрева и значительным коэффициентом теплового расширения создает затруднения в борьбе с трещинами и короблениями); значительное изменение свойств основного металла в околошовной зоне (если он был предварительно нагартован) и сплавов (если они были термически обработаны).

Подбор мощности сварочного пламени в зависимости от толщины металла осуществляется так же, как для стали. Пламя применяется нормальной регулировки (В= 1-2). В связи с невозможностью борьбы с окислами посредством регулирования пламени проводится ряд мероприятий.

Значительное количество окислов (толстую поверхностную пленку), имеющихся на основном и присадочном металлах, обычно предварительно удаляют химической очисткой. Операция очистки включает обезжиривание (водным раствором NaOH 1%, Na₂PО₄ 5% и жидкого стекла 3%), промывку горячей водой, кратковременное травление (10-процентным раствором HNО₃) и опять промывку водой. Такую обработку следует проводить не более чем за 8 ч до сварки. Непосредственно перед сваркой кромки и прилегающие к ним части основного металла подвергаются очистке щеткой.

В процессе сварки окислы удаляются присадочным прутком или стальной проволокой, но наиболее эффективным при этом является применение флюсов на базе галлоидных солей щелочных (и в меньшей степени щелочно-земельных) металлов.

Характер химического взаимодействия флюсов с окислами алюминия определяется реакциями типа:

При этом хлористый алюминий А1С1₃ удаляется в атмосферу, так как его температура кипения 183° С.

В связи с тем, что простые соли (KF, КС1 и др.) по своим свойствам не являются удовлетворительными для флюсования, практически применяемые флюсы обычно составляют из смесей различных компонентов:

1) 14% LiCl, 50% КС1, 28% NaCl, 8% NaF (флюс АФ-4А);

2) 15% LiCl, 45% КС1, 33% NaCl, 7% KF;

3) 29% KC1, 19% NaCl, 48% BaCl₂, 4% CaF₃;

4) 51% KC1, 41% NaCl, 8% NaF.

Флюсы, не содержащие LiCl, хотя и являются более дешевыми и менее гигроскопичными, но по своим технологическим свойствам уступают флюсам, имеющим в своем составе LiCl (например, флюсу АФ-4А).

Флюсы вводятся в сварочную ванну в виде порошков на нагретом конце присадки, однако удобнее их предварительно наносить на кромки свариваемого изделия и на присадку в виде паст, приготовленных на воде или спирте.

При сварке литейных сплавов могут возникать трещины, во избежание которых проводится, как правило, предварительный подогрев свариваемых отливок до 250° С. Трещины часто получаются и при сварке дуралюминов в связи с образованием легкоплавких эвтектик А1-Сu, для борьбы с которыми надежных средств в настоящее время нет.

В качестве мер борьбы с короблениями, особенно при сварке тонколистового металла, применяются дополнительные жесткости (выштампованные зиговки, располагаемые вдоль свариваемых кромок) или различные виды подготовки кромок под сварку (рис. 63).

При сварке нагартованного металла и термообрабатываемых сплавов следует учитывать снижение свойств металла в околошовной зоне. В некоторых случаях для небольших сварных узлов из термообрабатываемых сплавов возможно некоторое повышение свойств посредством применения дополнительной термообработки всего узла после сварки.

Состав присадочного металла выбирается в зависимости от свариваемого основного металла. Так, для сварки алюминия в качестве присадки используется чистый алюминий или сплав (малокремнистый силумин с 4,5-6% Si, дающий меньшую литейную усадку и обладающий хорошей жидкотекучестью); для сварки сплава АМц - сплав АК; для сплавов АМг - аналогичный металл, но с содержанием Mg не более 6%; для дуралюмйнов - алюминий или сплав, подобный основному металлу (если будет производиться термообработка после сварки); для литых деталей- силуминовые стержни.

Диаметр присадки при сварке алюминиевых сплавов должен быть следующий:

Сварка алюминия и его сплавов осуществляется левым способом. В связи с тем, что пленка образующегося окисла А1₂О₃ при нагреве до температуры плавления алюминия цвета не меняет, а расплавление металла происходит очень быстро, у сварщиков должен быть выработан навык для исключения сквозных проплавлений. При выполнении сварки пламя направляется на металл вначале почти вертикально, а после начала расплавления наклонно, но с меньшим углом φ, чем при сварке стали.

Сварку длинных швов обычно осуществляют с применением прихваток. Шаг прихваток рекомендуется от 15 (при толщине свариваемого алюминия 0,5 мм) до 35 мм (при толщине 4,0 мм). Выполнение шва начинают не от края, оставляя непроверенным участок около 100 мм, который заваривают в последнюю очередь.

После сварки остатки флюса должны удаляться, так как они приводят к разъеданию как шва, так и основного металла. При этом имеют место реакции:

В сварных соединениях литья обычно обеспечивается равнопрочность с основным металлом, особенно после отжига при 300-350° С, с последующим медленным охлаждением.

Автор: Администрация

_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _

Алюминий и его сплавы широко применяют в промышленности в виде листов, труб и другого профильного материала. Сплавы алюминия имеют высокие механические свойства при малой плотности, что достигается легированием их марганцем (Mn), магнием (Mg), кремнием (Si), никелем (Ni), хромом (Сr) и другими элементами. Алюминиевые сплавы делят на две группы - деформируемые и литейные. Деформируемые, в свою очередь, подразделяют на неупрочняемые и упрочняемые термообработкой. К деформируемым неупрочняемым сплавам алюминия относят сплавы алюминия с Mg или Мn, а к термически упрочняемым - дюралюмины Д1, Д16 и сплавы АВ, АК и В-95. Из литейных сплавов наибольшее распространение получили силумины - сплавы алюминия с кремнием Si (4-12% Si). Литейные сплавы применяют для деталей, имеющих сложную конфигурацию.

Основной трудностью при сварке алюминия является образование на его поверхности оксидной пленки с температурой плавления 2050°С, которая затрудняет плавление металла и сплавление свариваемых кромок. Оксидная пленка имеет плотность 3,85 г/см 3 и остается на поверхности сварочной ванны. Другая трудность при газовой сварке алюминия заключается в том, что при нагреве алюминий не меняет цвет, и поэтому трудно уловить момент начала его плавления. Для этого требуются опыт и навык сварщика.

При газовой сварке алюминия необходимо учитывать низкую температуру плавления и высокую теплопроводность, что требует правильного выбора мощности сварочного пламени. При газовой сварке алюминия возникают также значительные остаточные напряжения и деформации, связанные с высокими значениями коэффициента теплового расширения этих сплавов. Диаметр присадочной проволоки выбирается в зависимости от толщины свариваемого металла:

Толщина свариваемого металла, мм	до 1,5	1,6-3,0	3,1-5,0	5,1-10,0	10-15
Диаметр присадочной проволоки, мм	1,5-2,5	2,5-3	3-4	4-6	6-8

Для газовой сварки алюминия и его сплавов согласно ГОСТ 7871-75 используют 11 марок присадочной проволоки: Св-А97, Св-А5с, Св-АМц, Св-Мг3, Св-АМг5, Св-АМг6, Св-АМг7, Св-АК3, Св-АК5, Св-АКЮ, Св-АК12. При сварке алюминия используется сварочная проволока Св-АК5. Сплавы алюминий-магний сваривают сварочной проволокой Св-АК5, Св-АКЮ, Св-АМг3, Св-АМг5, в качестве присадка используют проволоку Св-АМц и Св-АК5.

Согласно ГОСТ 7871-75, применяют следующие диаметры сварочной проволоки: 0,8; 1,0; 1,2; 1,4; 1,6; 1,8; 2,0; 2,2; 2,5; 2,8; 3,0; 3,2; 3,5; 4,0; 4,5; 5,0; 5,5; 6,0; 7,0; 8,0; 9,0; 10; 11; 12 мм.

Сварочная проволока должна иметь ровную, гладкую поверхность, без трещин, закатов и вмятин. Проволока поставляется в бухтах, масса бухты не должна превышать 40 кг. При сварке литейных алюминиевых сплавов применяют присадочной металл того же состава, что и основной. Основным видом соединений при газовой сварке деталей из алюминия и его сплавов являются стыковые соединения. Применение тавровых, угловых и особенно нахлесточных соединений не рекомендуется. Зазор между свариваемыми деталями следует устанавливать, руководствуясь данными, приведенными в таблице.

Стыковые соединения деталей толщиной до 4 мм выполняют без скоса кромок, с зазором между ними от 0,5 до 2 мм. При толщине металла свыше 5 мм обязательно делается V-образный скос кромок (угол 30-35° с каждой стороны). При толщинах свыше 12 мм рекомендуется двусторонняя Х-образная разделка кромок (угол 30-35° с каждой стороны). Разделку кромок осуществляют механическим способом. Кромки свариваемых деталей и присадочный материал перед сваркой необходимо тщательно очистить от грязи и масла напильником или металлической щеткой на ширину 30-40 мм с каждой стороны шва и обезжирить. Присадочную проволоку и свариваемые кромки промывают в течение 10 мин в щелочном растворе, составленном из 20-25 г едкого натра и 20-30 г углекислого натрия на 1 дм 3 воды при температуре 65°С с последующей промывкой в проточной воде. После этого кромки и присадочную проволоку травят в течение 2 мин в 25%-ном растворе ортофосфорной кислоты или в 15%-ном растворе азотной кислоты. После травления детали и проволоку промывают в горячей, а потом в холодной воде и протирают ветошью.

Для удаления оксидов алюминия из сварочной ванны, а также облегчения разрушения оксидной пленки при газовой сварке алюминия и его сплавов применяют флюсы. Флюсы содержат легкоплавкие смеси хлористых соединений, щелочных и щелочноземельных элементов, к которым добавляют небольшое количество фтористых соединений. Флюсы наносят на свариваемые кромки или нагретую сварочную проволоку в виде порошка или пасты, приготовленной на воде или спирте. Для разведения флюса применяется фарфоровая, стеклянная или эмалированная посуда, разводят флюс в необходимом количестве из расчета хранения его 4-5 ч. Более длительное хранение флюса в разведенном состоянии снижает его активность.

Флюс на проволоку и кромки наносят чистой кистью или конец присадочной проволоки погружают в разведенный флюс. Флюс наносят тонким слоем на подготовленные кромки детали и на прилегающие к шву поверхности на расстояние, равное трехкратной ширине шва.

Содержащиеся во флюсах фтористые соединения растворяют в расплавленном состояний оксид алюминия. Хлористые соли лития отнимают кислород от оксида алюминия. Все флюсы для сварки алюминия, особенно те, которые содержат хлористый литий, очень гигроскопичны, поэтому их хранят в герметически закрытых банках и открывают лишь перед употреблением. При выполнении прихватки флюс наносят только на присадочный металл. После сварки остатки флюса необходимо удалять с поверхности шва и прилегающей к нему зоне для предотвращения коррозии сварного соединения. Сварные швы очищают металлической щеткой с последующей промывкой 2%-ным раствором азотной кислоты, затем горячей водой и просушкой.

При газовой сварке алюминия и его сплавов пламя берется нормальное. Избыток кислорода и горючего газа не допускается, так как свободный кислород окисляет алюминий, а избыток горючего газа приводит к сильной пористости шва. Мощность сварочного пламени выбирается из расчета расхода ацетилена 75 дм 3 /ч на 1 мм толщины свариваемого изделия. Расход ацетилена в зависимости от толщины свариваемого металла приведен ниже:

Толщина металла, мм	Расход ацетилена, дм 3 /ч
1,5	50-100
1,6-3	100-200
3,1-5	200-400
5,1 -10	400-700
10,1-15	700-1200
15,1-25	900-1200
25,1-50	900-1200

Газовую сварку выполняют восстановительной зоной пламени, расстояние от конца ядра до свариваемой поверхности 3-5 мм. Сварку ведут левым способом. Угол наклона мундштука горелки к поверхности свариваемого металла в начале сварки должен составлять почти 90°, а затем по мере прогрева свариваемых деталей угол устанавливается в зависимости от их толщины. Мундштук горелки располагают под углом 20-45° к свариваемой поверхности. Угол наклона присадочной проволоки во всех случаях составляет 40- 60° к свариваемой поверхности.

Виды поперечных колебаний мундштука горелки и сварочного прутка зависят от толщины свариваемого металла. При газовой сварке деталей из алюминиевых сплавов толщиной до 3 мм поперечных колебаний не делают, а при. больших толщинах в процессе сварки горелки выполняют различные поперечные колебания. При сварке алюминиевых деталей свыше 5 мм применяют правый способ сварки.

При газовой сварке алюминия необходимо стремиться к тому, чтобы сварка выполнялась только в нижнем положении. Сварку листов необходимо начинать, отступив от края на 50-100 мм, с последующей заваркой оставленного участка в обратном направлении. Сварочный процесс должен выполняться непрерывно, отрыв сварочного пламени от ванны расплавленного металла не допускается. Свариваемые детали толщиной более 10 мм перед сваркой рекомендуется подогревать до температуры 300-350°С. Подогрев осуществляется в электрических, газовых печах или газовыми горелками. Литые детали из алюминиевых сплавов сваривают с общим подогревом до температуры 250°С, отливки из силумина - до температуры 350-400°С. При заварке трещин концы их засверливают, разделывают до определенного угла и заваривают от середины к краям. Длинные трещины заваривают обратноступенчатым способом.

7538

Алюминий является широко используемым в промышленности материалом, так как его свойства оказываются достаточно востребованными. В основном это случается благодаря легкости, но в то же время у этого металла плохие свойства свариваемости, что затрудняет работу с ним. Газовая сварка алюминия также вызывает сложности, как и электродуговая, при которой используется сварочный трансформатор.

Технологии газовой сварки

Основные проблемы возникают из-за того, что при сваривании образуется высокий риск появления брака. Коэффициент расширения способствует нестандартной усадке, так что приходится рассчитывать не только режимы сваривания, но и толщину создания шва. Помимо этого, нередко образуются трещины и поры, для борьбы с которыми требуется использовать особую защитную среду. Когда идет сварка алюминия при помощи газа, то здесь получается достичь двух целей сразу, так как газ оказывается и температурное воздействие для расплавления, и создает защитную среду от внешнего воздействия.

Брак при газовой сварки алюминия

Помимо этого приходится справляться со свойствами повышенной текучести материала в расплавленном состоянии. Газовая сварка алюминия помогает бороться с некоторыми проблемами подобного рода, но все же у нее есть свои особенности, которые следует учитывать. Ведь сварка аргоном оказывается более эффективным средством, но она не относится к газовой, так как тут основной движущей силой является электрическая дуга. На алюминии может создаваться окислительная пленка, температура плавления которой выше 2 тысяч градусов Цельсия, тогда как сам алюминий плавится менее чем при 700.

Преимущества

Газовая сварка алюминия помогает проводить процесс сваривания на меньших скоростях, что дает более высокий уровень, ведь скорость сваривания здесь, примерно, в три раза меньше, чем при электросварке;
Здесь используется газ в качестве защиты от воздействия внешних факторов;
Нет необходимости в использовании электродов с обмазкой, в которой зачастую содержится водород, который приводит к появлению напряжений в металле;
Уровень качества соединения значительно выше, даже если работа ведется не опытным мастером;
Возможно создавать более длительные непрерывные швы благодаря использованию сварочной проволоки;
Легче работать с тонкими заготовками;
Пламя горелки можно использовать для подогрева деталей и их последовательного остужения.

Недостатки

Использование газа всегда является более опасным для здоровья и жизни человека процессом, так как существует вероятность взрыва;
Процесс подготовки, а также последующей уборки, является более длительным и менее удобным;
Применение газа оказывается более дорогостоящей процедурой, чем использование электрической сварки;
Задействуется большое количество оборудования.

Материалы и инструмент

Условия сварки алюминия предполагают наличие всех необходимых средств, которые помогут сделать этот процесс максимально качественным. Для этого требуется:

Газовая горелка – основной рабочий инструмент мастера, который осуществляет подачу газа к месту сваривания металла. Существует несколько моделей горелок, но все они весьма сходи между собой, так как служат для вывода газа из двух источников и регулировки параметров подачи;
Шланги – служат для соединения горелки с баллонами. Их требуется грамотно хранить и тщательно ухаживать за ними, так как при поломке может возникнуть опасная ситуация.
Манометр – инструмент для измерения давления в баллоне, который обязательно должен присутствовать во время процесса. Это требуется, чтобы следить за количеством оставшегося газа, чтобы соблюдать соответствующие режимы.
Баллоны с газом – сварка алюминия может проходить при помощи кислорода, как основного вещества, задающего температуру горения, а также ацетилена, пропана и прочих сопутствующих газов.
Присадочная проволока – материал, который будет подаваться в качестве основного вещества, формирующего шов соединения. Подбор марки проволоки осуществляется согласно марке алюминия или его сплава. Когда идет сварка алюминия газосваркой, то требуется, чтобы материал проволоки был максимально идентичен основному материалу на заготовке. Если осуществляется газовая сварка алюминия толщиною до 2 мм, то проволока должна быть 1-1,5 мм. Если толщина до 5 мм, то диаметр проволоки должен быть 1,5-3 мм, а свыше 5 мм – проволока от 4 и выше.

Подготовка кромок

Подготовка кромок к газовой сварке алюминия

Угол скоса может составлять от 30 до 45 градусов, в зависимости от толщины, так как чем она выше, тем больше должен быть угол. Для этого потребуется большее количество присадочного материала, но благодаря этому соединение окажется более качественным. Обработка происходит при помощи болгарки, напильника или других металлорежущих инструментов.

Пошаговая инструкция

Прежде всего следует разобраться с параметрами. Параметры сварки алюминия, в зависимости от толщины, выглядят так:

Толщина заготовки, мм	0,5—0,8	1	1,2	1,5-2	3-4
Мощность ацетиленовой горелки, литр/час	50	75	75-100	150-300	300-500

Сварка алюминия газовой горелкой начинается с подготовки материала, так как алюминий требуется очистить от налетов и обезжирить, а также зачистить от пленки окиси и подготовить кромки;
Затем следует выложить флюс, который улучшит качества сваривания и поможет бороться с окислительной пленкой, которая очень быстро появляется на металле;
Затем можно подогреть металл, чтобы он не деформировался от резких перепадов температуры и на нем расплавился флюс;
Затем уже идет непосредственный процесс сварки алюминия, путем подачи присадочного материала в место образования валика шва;
Когда все будет окончено, то желательно постепенно снижать мощность горелки, подогревая металл, чтобы снять с него напряжения;
После остывания шов нужно обработать, оббив шлак и зачистив его до эстетически приемлемого вида.

Техника безопасности

Газовая сварка алюминия и его сплавов является небезопасным процессом, как и любая работа с газом. Перед каждым использованием оборудования нужно убеждаться в его целостности и внимательно следить за показанием манометра. Сами баллоны желательно отставлять как можно далее от источника пламени, так как сварка алюминия горелкой дает открытое пламя, которое может привести к детонации. Также нужно следить, чтобы не пережимались шланги во время работы, что также может стать причиной несчастного случая.

Алюминиевые детали обладают высокой теплопроводностью и низким весом. Эти свойства материала сделали его очень популярным в различных производственных областях. Тем не менее, технология сварки алюминия и его сплавов не так проста. Необходимо учесть много разных факторов и особенностей материала, чтобы выполнить сварочные работы на высоком уровне. В нашей статье мы подробнее расскажем о том, какие технологии соединения алюминия бывают и чем они отличаются между собой.

Особенности сварки алюминия и его сплавов

Иногда во время сварочных работ по алюминию или алюминиевым сплавам возникают трудности, существенно влияющие на качество сварных швов. Приведем примеры самых распространенных проблем:

Сварочной ванной достаточно сложно управлять из-за высокой жидкотекучести материала. Отсюда возникает необходимость использования теплоотводящих подкладок.
Алюминий легко окисляется, что вызывает появление тугоплавкой пленки на каплях расплавленного металла. В результате затрудняется соединение в единый шов. Предотвратить появление пленки помогает грамотно организованная надежная защита сварочной зоны от окружающего воздуха.
На поверхности алюминиевых изделий всегда присутствует окисная пленка Al₂O₃, которая имеет температуру плавления около +2040 °C, в то время как плавление самого металла осуществляется при температуре +660 °C.
Значительная усадка материала может стать причиной деформации сварного шва после его охлаждения и затвердевания.
Возможно снижение механических характеристик материала из-за склонности к порообразованию и трещинам в шве.
Из-за высокой теплопроводности алюминия для сварочных работ необходим рабочий ток большого значения.

VT-metall предлагает услуги:

Лазерная резка металла Гибка металла Порошковая покраска металла Сварочные работы

Перечисленные трудности вполне преодолимы, поэтому популярность различных технологий сварки алюминия не снижается. Этот металл позволяет создавать очень прочные и надежные конструкции.

Технология сварки алюминия: подготовка материалов и деталей

Чтобы создать сварное соединение высокого качества, необходимо в полной мере позаботиться о том, чтобы зона сварки была максимально защищена от всевозможных загрязнений:

Для газоэлектрической сварки алюминия следует выделить чистое, сухое, не пыльное помещение.
Скорость движения воздуха не должна превышать 0,2 м/сек.
Обрабатываемые детали и присадочную проволоку необходимо тщательно очистить предусмотренными технологией способами.
В качестве защитных газов можно применять лишь чистый аргон марки А по ГОСТу 10157–62 и гелий ВЧ (высокой чистоты) по МРТУ 51-04-23-64.
Газоподводящую арматуру, шланги и сварочную горелку до начала сварочных работ тщательно промывают спиртом и в дальнейшем по ходу работы периодически повторно очищают и промывают.

Технология качественной очистки сварочной проволоки включает в себя смывание растворителем или горячей водой консервационной смазки, снятие окисной пленки химической обработкой.

Рекомендуем статьи по металлообработке

Для выполнения вышеперечисленных работ необходимо организовать специальное место, отдельно от зоны сварочных работ. Технология химической обработки предполагает несколько способов очистки. Наиболее популярный метод химической очистки представляет собой следующую последовательность:

Травление в 5%-ном растворе каустической соды NOH при температуре +60…+65 °С в течение 2-3 мин;
Промывка в горячей (+45…+50 °С) воде, а затем в холодной проточной воде.
Осветление в 15–30%-ном растворе азотной кислоты HN0₃ при температуре +60…+65 °С в течение 2-3 мин;
Промывка в горячей (+45…+50 °С) воде, а затем в холодной проточной воде.
Сушка при температуре не ниже +60° С до полного удаления влаги.

Если у вас нет возможности сразу использовать сварочную проволоку после сушки, то храните ее в специально предназначенном месте. Для этого подходит ящик или шкаф с плотно закрывающимися дверцами.

Обработанная проволока может храниться не более 12 часов в том случае, если это присадочная проволока малого диаметра (до 1,6 мм) для работы на малых токах неплавящимся электродом.

Если речь идет о более толстой проволоке (4-5 мм) для работы плавящимся электродом на токах свыше 400 ампер, то допускается более длительный срок хранения (до полутора суток). При этом качество сварного шва не пострадает. Важно лишь соблюдать правила хранения обработанной проволоки и технологию сварки алюминия. Во время работы подготовленную проволоку нельзя брать руками без перчаток, так как это может привести к попаданию жировых частиц на ее поверхность.

Саму деталь и ее кромку желательно тщательно обрабатывать перед сварочными работами. Преимущество при сварке отдается химической обработке деталей, технология которой приведена выше. Небольшие по объему изделия обрабатываются полностью, а крупные заготовки целиком обезжиривают, химической обработке подвергают только кромки и до 10 см поверхности от стыка.

При небольших сварных соединениях зачистку кромок делают шабером, непосредственно, перед сварочными работами. Также необходимо снять окисную пленку в месте токопровода. Это можно сделать с помощью шабера или стальной проволочной щетки.

Если у вас нет возможности сделать химическую обработку большой по размеру детали, то допускается зачистка кромки стальными проволочными щетками. При этом желательно до и после обработки кромки протереть ее поверхность спиртом или ацетоном.

Щетину стальной проволочной щетки изготавливают из нержавеющей стали. Лучше всего использовать щетку с щетинками размером не более 2 мм в диаметре. Она позволит более качественно обрабатывать кромку, не оставляя слишком глубоких царапин и дефектов. Во время обработки детали щетку периодически промывают в растворителе.

Обработанные детали необходимо хранить в теплом сухом месте, закрыв кромку чистым чехлом. В таком виде допускается хранить детали столько же, сколько и обработанную присадочную проволоку.

Если по технологии сварки алюминия предполагаются длительные работы (монтажные, проверочные и пр.) между зачисткой деталей и их сваркой, то в этом случае используют сварку плавящимся электродом большого диаметра. Кроме этого, необходимо обеспечить защиту кромок от загрязнения на всех промежуточных этапах.

Если сварка выполняется в несколько проходов, то на каждом этапе необходимо зачищать поверхность шва и разделки при помощи щеток и ацетона.

Алюминий не только хорошо проводит тепло, но и обладает большой теплотой плавления (96 кал/г). Это свойство заложено в основе технологии сварки алюминия, поскольку для создания качественного шва понадобится непосредственное воздействие сварочной дуги на всю область контакта жидкой и твердой фаз сварочной ванны.

Если для соединения используется неплавящийся электрод, то ванна жидкого металла получится лишь в зоне горения дуги. При этом в основном она образуется из-за плавки основного металла (обычно в ней не более 30 % присадочного материала). Отличается плавным переходом к основному металлу.

Соединяя алюминий при помощи плавящегося электрода, вы получите большее углубление основного металла за счет более концентрированной дуги. Соответственно, размер сварочной ванны будет больше, в ней будет более 50 % наплавленного металла. Периферийная часть ванны в этом случае не попадает под влияние дуги, следовательно, могут возникнуть несплавления.

Важно, чтобы форма разделки кромок давала возможность те места, где возможно появление несплавления, заново переплавлять дугой при наложении последующих валиков. Соблюдение технологии разделки кромок позволяет достичь высокого качества сварного шва. В любом случае наилучшее соединение получается при осуществлении двухсторонней сварки.

Если нет возможности воспользоваться двусторонним методом, то необходимо принять меры к предотвращению и устранению дефектов в корне шва.

Технология сварки алюминия электродами

Технологию сварки алюминия электродами используют очень редко. Этот метод подойдет там, где нет возможности воспользоваться специальным оборудованием. То есть чаще его используют в полевых условиях или в маленьких мастерских, где финансово не могут себе позволить приобрести необходимое оборудование. В таком случае применение электродов может сократить и расходы, и время.

Существует несколько марок покупных электродов:

ОК – электроды по алюминию с примесью марганца или магния. Следует беречь от влаги, поэтому не стоит вынимать все стержни из упаковки.
ОЗАНА – здесь имеются две разновидности, которые немного отличаются в применении в зависимости от типа и сплава металла. Такие стержни применяются для горизонтальной и вертикальной сварки.
ОЗА – полностью состоят из алюминия и по производству похожи на самодельные стержни. Используются для соединения сплава алюминия с кремнием.
УАНА – по своему происхождению и свойствам предназначены для сварки алюминиевых сплавов, поддаются деформации.
ЭВЧ – применяются для сварки в среде, где в качестве защиты применяется аргон. Эти электроды полностью состоят из вольфрама.

Электроды для соединения алюминиевых деталей разнятся по своей стоимости, поэтому выбирая подходящий вариант, обратите внимание на характеристики, которые для вас имеют первостепенное значение.

1. Ручная дуговая сварка алюминия покрытыми электродами (технология ММА).

Технология ручного соединения при помощи покрытых электродов используется для неответственных конструкций из чистого алюминия и его сплавов: AlSi, AlMg и AlMn. Этот метод подходит только для изделий толщиной менее 4 мм.

Недостатками данного способа соединения материала являются:

пористость и низкая прочность шва, что подразумевает невысокое качество соединения;
большое количество брызг расплавленного металла;
плохая отделяемость шлаковой корки, которая может вызвать коррозию.

Для выполнения работ необходим ток обратной полярности без поперечных колебаний. Важно грамотно произвести расчет силы тока по следующей формуле: 25–30 А на 1 мм электрода.

Если вы хотите добиться высокого качества соединения, то желательно детали до начала сварочных работ разогреть до определенной температуры. Для тонких и средних по толщине деталей достаточно температуры +250…+300 °С. Крупным изделиям необходима температура до +400 °С.

Не забывайте, что оптимальная температура может быть указана производителем электродов. Если вы нашли такие данные, то лучше руководствоваться ими.

2. Ручная дуговая сварка угольными электродами.

Технология сварки алюминия при помощи угольных электродов используется чаще всего для неответственных конструкций. Для данного вида работ понадобится постоянный ток прямой полярности.

Для габаритных изделий, толщина которых составляет более 2,5 мм, необходимо выполнять разделку кромок. Диаметр присадки должен быть в диапазоне 2–8 мм. Пастообразный флюс допускается наносить как на стержень, так и на рабочую поверхность.

3. Ручная дуговая сварка вольфрамовым электродом в инертном газе (технология AC TIG).

Это очень популярный способ соединения материалов, используемый тогда, когда необходимо получить очень прочное соединение с прекрасным внешним видом. Технология дуговой сварки алюминия вольфрамовым электродом основана на применении стержня диаметром 1,6–5 мм и присадки 1,6–4 мм.

Для выполнения работ по данной технологии необходима защитная среда из гелия или аргона. Электрическая дуга поддерживается источником переменного тока, что дает хорошие результаты при разрушении оксидной пленки.

Угол между электродом и рабочей поверхностью должен составлять 70–80°; между присадочной проволокой и электродом – 90°. Длина дуги – от 1,5 до 2,5 мм.
Присадка подается короткими возвратно-поступательными движениями. Поперечные движения электрода и присадочного прутка недопустимы.
Горелка движется вслед за прутком.
Под алюминиевое изделие следует класть прокладку из меди и стали, которая будет выполнять теплоотводящую роль. Это исключит образование дыр, особенно при работе с тонким металлом.
Размеры сварочной ванны должны быть минимальными.
Подача аргона начинается за 5–7 секунд до возбуждения дуги, а выключается через 5–7 секунд после ее обрыва.

Технология ручной электродуговой сварки алюминия

Для выполнения сварочных работ по алюминию требуется постоянный ток с обратной полярностью (меняем разъемы на инверторе местами). Важно соблюдать соотношение мощности и диаметра электрода и регулировать силу тока по следующей формуле: 30 ампер на каждый миллиметр диаметра.
Свариваемые детали необходимо предварительно нагреть. При средней толщине заготовку нагревают до +200…+300 °С. Крупные части нуждаются в более высоком нагреве (до +400 °С).
Несмотря на обычное формирование дуги, особенностью работы с алюминием будет более высокая скорость горения электродов. Соответственно потребуется большая скорость при формировании шва.
Обязательно планируйте длину шва из расчета на плавление одного электрода. Сварочный процесс обрывать нельзя. Корка шлака, образующаяся в конце шва, не позволит зажечь дугу снова в этом месте.
По сравнению с варкой стальных заготовок запрещается делать поперечные движения во время соединения алюминиевых деталей.
При завершении работы сразу удалите шлак в месте соединения. Зачистите все металлической щеткой и промойте горячей водой.

Сварка алюминия аргоном: технология, инструкция, нюансы процесса

По технологии сварочных работ в аргоновой среде высокие требования предъявляются как к сварочному аппарату, так и к дополнительному оборудованию, которое обеспечивает правильное хранение и подачу расходных материалов. Все эти параметры имеют определяющее значение при формировании сварного шва.

Аргоновая сварка алюминия и его сплавов может выполняться при наличии следующего оборудования:

источник электрического тока, к которому будет подключаться сварочный аппарат и все остальное оборудование;
баллон, в котором хранится защитный газ аргон;
механизм, отвечающий за подачу присадочной проволоки в зону выполнения сварки.

Технология выполнения сварочных работ при помощи аргона на крупных промышленных предприятиях хорошо отработана. В таком случае защитный газ подается по централизованной сети. Из сварочной проволоки формируются целые бобины, устанавливаемые на полуавтоматический сварочный аппарат. Все работы выполняются на специальных верстаках, поверхность которых сделана из нержавеющей стали.

Сварной шов высокого качества получается только при тщательной очистке соединяемых деталей от различного вида загрязнений (жира, грязи, масла). Очистка выполняется с помощью растворителя. Для листовых заготовок, толщина которых более 4 мм, обязательно выполняется разделка кромок. В таком случае сварочные работы проводятся встык. Для удаления тугоплавкой окисной пленки с поверхности изделия необходимо обработать место соединения напильником или металлической щеткой. При сложной конфигурации соединения возможна обработка шлифовальной машинкой.

Технология сварки алюминия полуавтоматом в аргоновой среде имеет ряд характерных особенностей. При выполнении работ полуавтоматом или с ручной подачей присадки понадобятся электроды из вольфрама диаметром 1,5–5,5 мм. При формировании сварочной дуги электрод необходимо располагать под углом 80° к поверхности деталей.

Технология ручной подачи присадочной проволоки допускает угол 90° относительно электрода. При этом присадочная проволока двигается впереди электрода. Это очень хорошо видно на демонстрационных видео, где показывают сам процесс сварочных работ с применением аргона.

Читайте также: