Чим варити алюміній кілька поширених способів зварювання

Можливі проблеми при зварюванні алюмінію

Завдяки своїм характеристикам цей матеріал широко застосовується в різних областях людської діяльності. Зокрема, серед інших металів його вигідно виділяє невелика питома маса - всього 2,7 г / см³. Алюміній є відмінним провідником завдяки високій тепло- і електропровідності, однак саме ці властивості часто перешкоджають його зварюванні в звичайних режимах. Через велику теплової провідності постійно присутня загроза прожога. Однак потужність струму потрібно, щонайменше, в 3 рази більша, ніж для зварювання сталевих елементів, потрібно лише не допускати надмірного перегріву в точці розплаву.

Професійна зварювання алюмінію аргонодугового зварюванням

Другий перешкодою для зварювання є різна температура плавлення самого алюмінію і його оксиду на поверхні. Для того щоб розплавити метал, потрібно всього 660 градусів, а для зовнішньої плівки потрібно вже 2044 градусів. Через таку високу тугоплавкої навіть при утворенні ванни рідкого алюмінію під впливом дуги електрода плівка буде перешкоджати зварювання, розплав стане розпадатися на окремі краплі. Щоб уникнути цього, використовуються спеціальні підготовчі процедури, що дозволяють полегшити плавлення алюмінію. А безпосередньо в процесі робіт, щоб захистити ванну від повітряного середовища можна використовувати аргон.

Також деяку складність створює підвищена плинність металу при розплавленні, причому плівка оксиду нікуди не зникає, що, як уже говорилося раніше, заважає при роботі. Виходить, що при утворенні ванни розплавленого алюмінію вона тут же заповнюється рідкою масою, але патьоки від різних фрагментів металу через оксиду не змішуються. Нижче в статті ми розглянемо способи, як боротися з подібним явищем. І, нарешті, з чим доведеться зіткнутися при зварюванні алюмінію - це поява тріщин при кристалізації в момент застигання, а також високий ступінь усадки. І це вже неминучі фактори, які можна лише зменшити правильним підбором режиму і виконанням певних правил.

Основні способи зварювання алюмінію - короткий огляд

Найбільш поширеним вважається варіант з використанням вольфрамових електродів, з захистом ванни розплаву за допомогою інертного газу. Таким чином, припиняється подальший процес окислення. Як правило, в таких випадках використовується аргон. Допускається і зварювання алюмінієвими електродами марок Уана або ОЗАНА з покриттям, яке виділяє газова хмара навколо ванни розплаву при згорянні. Однак другий варіант зазвичай пов`язаний з утворенням великої кількості бризок і шлаку, що компенсується можливістю здійснення в домашніх умовах.

Якщо ви не можете дістати спеціальні електроди, візьміть алюмінієвий дріт від електрокабеля і змастити сумішшю перетертого крейди і рідкого скла, так, щоб шар становив близько 1,5-2 міліметрів, після чого ретельно просушіть.

Ще один спосіб - напівавтоматичний, з подачею зварювального дроту через спеціальний пістолет-держак. В цьому випадку струмінь газу виривається зі спеціального кільцевого сопла навколо каналу, по якому надходить присадка, що забезпечує якісний захист розплаву алюмінію від контакту з повітрям. Однак дріт підійде не будь-яка, а тільки відповідна зварювального металу, тобто в нашому випадку - алюмінієва. Найбільш популярні марки ER4043 і ER5356, бажано вибирати з діаметром 1,2 або 1,6 міліметра. Працювати на напівавтоматі краще в імпульсному режимі, оскільки саме так можна миттєво розплавити оксидну плівку.

Готуємо поверхню до роботи - чистка і нагрів

Вище ми відзначили такі проблеми, як опір окисної плівки плавлення і розтріскування швів в процесі кристалізації металу через швидке охолодження. З першою проблемою можна впоратися самим елементарним чином. Перш ніж заварити алюміній, потрібно повністю знежирити заготовку, зануривши її на деякий час в лужну ванну. Для цього змішуємо в 1 літрі води 50 грамів карбонату натрію, стільки ж тринатрійфосфату (по можливості - технічного) і 30 грамів рідкого скла. Далі в металевій ємності нагріваємо суміш до 65 градусів і тільки потім опускаємо в неї підготовлюваний для зварювання алюміній. Втім, можна обійтися і ацетоном або уайт-спиритом.

Максимум через 5 хвилин, а в ідеалі - через 3, витягаємо заготовки і приступаємо до обробки тих країв, де буде проходити зварювальний шов. Даний етап необхідний для позбавлення від окисної плівки. Використовуємо металеву щітку, яка може застосовуватися як для роботи вручну, так і у вигляді насадки на шліфувальну машинку і на дриль. Ретельно знімаємо тонкий шар металу, при цьому не натискаємо в процесі обробки, щоб частинки плівки не залишилися в подряпинах, які обов`язково утворюються при чищенні. Після закінчення підготовки знову обробляємо поверхню органічним розчинником або занурюємо на 2 хвилини в лужну ванну.

Зняття оксиду алюмінію в лужному розчині

Тепер залишилося захистити зварене з`єднання від тріщин поряд з усадкою. Для цього перед тим, як заварити алюміній, ретельно нагріваємо його. Можна використовувати газовий пальник або відкрите полум`я в горні, але не муфельну піч, де виріб просто розплавиться. Температура нагріву - від 110 до 150 градусів. Якщо сполучаєте різні по товщині заготовки, починати треба з більш товстої, щоб прогрів був рівномірним. Якщо починати в зворотному порядку, тонка деталь охолоне раніше, ніж нагріється більше масивна. Нагрівання потрібен ще й тому, що між кристалами алюмінію міститься певна кількість вологи, яку обов`язково потрібно випарувати, щоб зменшити кількість бризок при зварюванні. При необхідності після нагрівання можна ще раз злегка обробити поверхню металевою щіткою.

Як варити алюміній електродом - основні тонкощі роботи

Даний спосіб підходить тільки в тому випадку, якщо вам необхідно з`єднати зварюванням заготовки, товщина яких понад 4 міліметрів. Справа в тому, що більш тонкі деталі можна дуже легко пропалити. Однак і в тому випадку, коли шов виконаний за всіма правилами, електродугове зварювання інвертором за допомогою електрода дає досить ніздрювате з`єднання алюмінієвих заготовок. Тобто герметичність швів буде невисокою. Про бризках і значною мірою зашлакованості ми вже згадували вище.

Сварка алюмінієвих деталей за допомогою електрода

Перше і основне правило, що дозволяє домогтися позитивного результату - встановити зворотну полярність при зварюванні. Тобто якщо зазвичай на заземлення дається мінус, а на держак - плюс, то у випадку з алюмінієм робимо навпаки. Далі на кожен міліметр діаметра електрода виставляємо близько 30 Ампер струму, інакше кажучи, для присадочного матеріалу 0,4 сантиметра має бути подано 120 Ампер з зварювального трансформатора. Швидкість рухів - обов`язково висока, щоб уникнути прожогов, тим більше що електроди для зварювання алюмінію надзвичайно швидко плавляться. Поперечні коливання кінчиком присадки робити не треба, це призведе до надмірного нагрівання металу і підвищить ймовірність виникнення прожога.

Обов`язково оббейте шлак відразу після закінчення зварювання, потім вимийте шов підігрітою водою і жорсткою щіткою. Після чого обробіть металевою щеточной насадкою для болгарки, щоб повністю виключити наявність залишків зашлакованості.

Кілька секретів для якісного з`єднання

Для досить товстих заготовок обов`язково виконують оброблення крайок, для чого потрібно сточити або зрізати за допомогою пилки або плазмореза край до кута в 45 градусів. Дана величина не критична і допускаються відхилення в більшу або меншу сторону. Але треба пам`ятати, що чим менше кут нахилу кромки, тим ширше буде лінія розплаву. Крім того, треба обов`язково залишати невеликий проміжок, близько 2 міліметрів, між заготовками, товщина яких перевищує 7 міліметрів. А при заварюванні лопнув металу або тріщини або випадкової прорізи, її треба дещо розширити і поглибити, щоб не отримати поверхневий шов. Коли все готово до роботи, прихоплює заготовки на початку і в кінці шва. Це дозволить зберігати незмінним зазор між деталями, так само як і ширину шва в цілому.

Починаючи розплав, тримаємо електрод під кутом 90 градусів, що необхідно для заповнення ванни швидко стікає з країв металом. Дуга максимально коротка, при цьому слід не утиканий присадний матеріал в шов, щоб не відбулося заливання, і не згас факел. В обох випадках поверхня розплаву, так само як і кінчик електрода, швидко покриються шлаком, що не дозволить знову запалити дугу. Якщо товщина металу велика і потрібна була глибока обробка, спочатку проводиться первинний шов, а потім в декілька прийомів наплавляється достатню кількість алюмінію, щоб заповнити весь проміжок між крайками. Після кожного накладеного шва обов`язково тут же збивається шлак - спеціальним молоточком з дуже гострою кромкою, як у столярного тесла.