Как заварить алюминий в домашних условиях

Сварка алюминия в домашних условиях: особенности, техника, этапы, оборудование и материалы

Полуавтоматическая и автоматическая сварки, являются самыми распространенными техниками спаивания серебристого металла. При металлообработке нужно учитывать много тонкостей.

Мастера ищут лучший метод соединения алюминия и его сплавов, ведь определенные свойства последнего усложняют работу. Тем не менее преимуществ у этого материала достаточно: легкость, устойчивость к нагрузкам, хорошая теплопроводность, а значит и тока.

Применяя автосварку возможно создавать разные металлические структуры. С электросваркой алюминиевой рамы (напр., рама для велосипеда) вы тоже справитесь.

В этой статье мы опишем тонкости сваривания: что нужно знать, чтобы качественно сварить крылатый металл, и его сплавы, а шов был прочным и прослужил долго.

Характерности сварки

У данного материала, и у его сплавов тоже, есть отличительные свойства. Зачастую новички не предполагают, что за препятствия возникнут во время металлообработки.

Первоочередная сложность, что появится при сваривании алюминиевых сплавов под повышенными температурами — окисная пленка. Она покрывает поверхность элемента, плавится при температуре двукратно выше температуры плавления самого алюминия.

Из-за чего, не получается должным образом произвести сварку и создать шов.

Даже просто расплавив металл, наслаивается окисная пленка, что покрывает весь сварочный участок. Эту ситуацию можно избежать, предварительно используя защитные газы.

Следующей сложностью является чрезмерная текучесть расплавленного металла. Нагрев элемент, он начинает растекаться, что не позволяет создать сварочную ванну. Поэтому, чтобы избежать этой проблемы, рекомендуем использовать теплопроводящие подкладки.

Важно учитывать, что рассматриваемый материал содержит много водорода. По охлаждению элемента он рвется наружу, отчего образует расщелины и отверстия в соединении.

Ввиду повышенного коэффициента линейного расширения, даже высококачественный шов по остыванию может испортиться. По сути, металл усаживается (как дерево). Шов меняется, появляются трещины. К примеру фото ниже.

Выполнять сваривание алюминия с нержавеющей сталью положено при высоком сварочном токе. Ранее мы уже упомянули о хорошей теплопроводности материала, а значит маленькие токи он лишь пропустит через себя, в результате электросварка будет неудачной.

Во время работы с нержавейкой, подающийся ток не должен превышать значение тока при электросваривании легкого металла в 1.5 раза.

Советуем использовать постоянный ток и установить обратную полярность. Это уравняет отрицательные свойства окисной пленки из-за катодного распыления. А постоянный ток с прямой полярностью, не дадут сварить алюминий.

Поначалу все кажется очень сложным, что зачастую отталкивает новичков. На самом деле, в любой ситуации есть решение. Понимая все нюансы работы с этим материалом, можно установить метод металлообработки.

Техники сваривания серебристого металла

Бывает несколько техник электросваривания алюминия, его сплавов или нержавеющей стали. Каждый из них подразумевает использование вспомогательных комплектующих, как газ, спец. электродов или клея.

Мы же, рассмотрим наиболее известные решения как в индустриальной, так и домашней сварке.

TIG сварка

Особенно известный метод, это TIG сваривание алюминия. Здесь применяют вольфрамовые электроды, а сам процесс проходит под защищающим газом.

Так осуществляется точечная газоэлектросварка, и металлообработка плазмой.

MAG/MIG сварка

Во время MAG/MIG сваривания алюминия применяют полуавтоматическое сварочное устройство, а газ заменяют на проволоку.

В результате шов выходит довольно качественным, потому что присадочный металл подается автоматически.

MMA Сварка (дуговая сварка)

Дуговая сварка алюминия самый распространенный метод электросварки алюминия в домашних условиях.

Этот способ в основном используют для небольшого ремонта, так как качество шва явно подводит, нежели при TIG/MAG сварке. Зато при работе понадобятся только электроды с особым покрытием.

Сухая сварка

При сухом (или т.н. «холодном») сваривании алюминия детали соединяют с помощью вспомогательных материалов или механических манипуляций, а не нагрева.

Такие материалы: спец. клей или деформирующий станок (он так же ликвидирует окисную пленку). Отчего образуется соединение. Для наглядности этого принципа работы, ознакомьтесь с видеоматериалом.

Независимо от того каким способом вы решите сваривать металл, результат будет успешным лишь при условии снижения противодействия окисной пленки на сварочную зону.

Подготовка алюминия

Сырьё необходимо заранее подготовить, независимо от того, что это домашняя или профессиональная металлообработка. Ниже приведены все основные этапы:

Первый шаг, это очистка поверхности алюминия и присадочной проволоки от любого рода загрязнений. Обязательно нужно пройтись тряпкой по ним, даже если материалы кажутся чистыми.

Следующий шаг — обезжиривание любым растворителем, например ацетоном.

Разделка кромок является предварительной процедурой, но выполняется только при необходимости.

Например, в случае работы с деталями толще 5 мм, и при сваривании не используются покрытые стержни; если толщина металла более 20 мм, а стержни используются, то не стоит обходить стороной этот этап подготовки.

Нужно помнить об окисной пленке. Часть ее можно предварительно устранить до сварки— частично, конечно, но кол-во остатков уменьшится. Для этого понадобится напильник или щетка со стальной щетиной.

После удаления пленки с кромок, можно приступать к работе. Многие мастера при сваривании алюминия дома применяют бензин или соду, для удаления пленки. После обработки стоит промыть кромки водой.

В конце выполняют зачистку. Чтобы избавиться от остатков застывших алюминиевых капель и шлака, нужно зачистить полученный сварочный шов жесткой металлической щеткой.

Напутствия

После прочтения данной статьи вам покажется, что сваривание алюминия дома — не легкое дело.

Это зачастую означает, что у сварщика нет под рукой профессионального оборудования, дорогих составляющих, а иногда должного опыта.

Значит ли это, что вы не сумеете проделать работу относительно качественно? Нет. Руководствуйтесь нашими инструкциями, попрактикуйтесь на пробном фрагменте легкого металла. Желаем удачи!

Как заварить алюминий в домашних условиях — Справочник металлиста

Алюминий — это один из самых распространенных металлов. Он имеет небольшой удельный вес, хорошую теплопроводность, высокую стойкость к действиям внешних факторов. Но недостаточная прочность и быстрая окисляемость ограничивают его применение в чистом виде.

Большую популярность снискали сплавы металла с добавлением марганца или кремния. Из них получают неразъемные конструкции с помощью сварки. Статья расскажет о том, как правильно варить алюминий.

Трудности при сварке алюминия

Большинство сплавов на основе алюминия считаются трудносвариваемыми. На это есть несколько причин:

Наличие на поверхности металла тугоплавкой оксидной пленки, разрушение которой наступает при температуре свыше 20000. Сам же металл плавится при гораздо более низкой температуре — 6600. Такой температурный градиент ухудшает условия для качественного сплавления кромок деталей: сварочная ванна мгновенно покрывается окислами.

В составе металла присутствует водород в растворенном виде. При кристаллизации шва он стремится выйти на поверхность валика. Так образуются характерные для алюминия дефекты — поры. А повышенное содержание кремния увеличивает риск появления горячих трещин.

Значительный коэффициент линейного расширения приводит к деформациям конструкций в процессе охлаждения. Явление получило название «усадка».

Алюминий известен своей жидкотекучестью в расплавленном состоянии, что негативно влияет на свариваемость. Проблему можно решить, используя специальные теплоотводящие пластины и подкладки.

Подготовка изделий к сварке

Предваряющим этапом сварки алюминия является тщательная подготовка кромок к сплавлению. Это важный момент для получения качественного соединения. Следует уделять внимание разделке кромок и их зачистке.

Стыковые швы на металле до 4 мм не нуждаются в разделке. С возрастанием толщины металла до 5 мм и выше применяют V-образный скос с одной стороны детали. Для толстолистового алюминия характерен двусторонний скос в форме «Х». Требуемую конфигурацию кромок получают механически: шлифованием, фрезерованием, строганием.

Цель зачистки — разрушить оксидный слой, очистить поверхность от масел и прочих загрязнений.

Процесс осуществляют двумя способами:

Химическая обработка. Заготовки подвергают травлению в ваннах с 5-10% раствором NaOH. Травильный шлам (темный осадок) с поверхностей деталей удаляют последующим осветлением в азотной кислоте в течение 5 мин.

Обезжириванию подвергается и присадочный материал.

Способы сварки алюминия

В заводских и домашних условиях распространение получили 3 способа сварки алюминия: сварка плавящимся электродом с защитным газом (MIG), не плавящимся электродом (TIG) в аргоне и плавящимся электродом без газовой защиты.

Каждый вид характеризуется своими особенностями — применяемым оборудованием, расходными материалами, режимами сварки.

Фото сварки алюминия показаны в нашей галерее.

MIG сварка алюминия

Для полуавтоматической сварки алюминия использую как универсальные, так и импульсные инвенторы. Последние позволяют получить очень качественное соединение.

Электродом выступает специальная алюминиевая проволока со сплошным сечением (Св-АМг5, Св-АМЦ и т.д. в зависимости от материала заготовок), подающаяся в сварочный аппарат с помощью роликов.

Параметры сварки — постоянный ток, обратная полярность. Для защиты ванны в зону сварки подают аргон или его смеси с гелием или углекислотой в соотношении 80/20% соответственно.

Режимы сварки (величину тока, расход газа, напряжение дуги, вылет электрода) подбирают по справочникам, исходя из толщины свариваемых деталей.

Как варить алюминий полуавтоматом? Ответ зависит от пространственного положения и вида соединения. Так, для стыковых швов без скоса кромок в нижнем положении сварку ведут без поперечных колебаний электрода. При многослойной сварке деталей с разделкой последние швы накладывают с небольшими поперечными перемещениями электрода.

Для предотвращения образования на концах шва кратеров используют выводные планки.

TIG сварка алюминия

Данная технология предусматривает применение вольфрамового неплавящегося электрода диаметром 1,6-5 мм в зависимости от толщины заготовки и присадочного материала, в качестве которого выступает аналогичная по диаметру алюминиевая проволока или прутки.

Защитный газ — аргон повышенной чистоты. Оборудование — аргонодуговой инвентор, например TRITON ALUTIG 200Р AC/DC.

Несколько советов, как варить алюминий аргоном:

Наклон электрода к детали должен быть в диапазоне 70–800, а угол между присадкой и вольфрамовым стержнем около 900. Рекомендуемая длина дуги от 1,5 до 2,5 м. При наложении швов первой перемещается присадка, а за ней горелка.

В сравнении с полуавтоматической сваркой, сварка не плавящимся электродом на правильно подобранных режимах уменьшает коробление изделий и снижает трудоемкость зачистки. Но чуть более длительная по времени.

Сварка плавящимся электродом без газовой защиты

Варить алюминий в домашних условиях можно электродами марок УАНА и ОЗАНА с щелочно-солевым покрытием.

Работы проводят на постоянном токе обратной полярности. Значение подбирают в соответствии с соотношением: с увеличением диаметра электрода на 1мм увеличивается ток на 25-30 А. Так, для стержня диаметром 3,2 мм диапазон тока 80-100 А. Многие производители указывают оптимальные режимы сварки на упаковках электродов.

Для сварки небольших, но толстолистовых деталей необходим предварительный подогрев. Для сварки крупногабаритных изделий используют локальный прогрев с помощью газовых горелок. Мероприятия направлены на снижение вероятности образования кристаллизационных трещин и коробления.

После завершения одного прохода шлак с поверхности шва отбивают при помощи зубила или молотка. Сварку по шлаку не производят.

Технология сварки алюминия имеет свои нюансы, ее освоение займет некоторое время. Конечный вид изделия, презентабельность, геометрия сварного шва, наличие наружных и внутренних дефектов полностью зависит от соблюдения всех правил и рекомендаций подготовительных и сварочных работ.

Фото рекомендации как варить алюминий

Также рекомендуем посетить:

Сварка алюминия электродом в домашних условиях

Особенности сварки алюминия вызывают определенные трудности при соединении этого металла. Разработанные технологии в той или иной степени позволяют с этим бороться и добиваться положительных результатов. Качество сварки алюминия инвертором нельзя сопоставить с аргоннодуговой сваркой или другими технологиями соединениями Al.

Однако в бытовых условиях вряд ли найдется подходящее оборудование. В распоряжении мастера может оказаться максимум домашний сварочный аппарат, будь то инвертор или трансформатор постоянного тока.
Возникают разумные  вопросы:  возможно ли сварить алюминий инвертором в домашних условиях, как это сделать правильно и какие для этого потребуются материалы?

Что нужно знать сварщику

По заявлениям опытных сварщиков, электросварка этого «крылатого» металла без аргона  может быть не хуже аргонной. Те мастера, которые говорят о посредственном качестве сварного шва и плохой свариваемости данным способом либо не варили алюминий электродом вообще, либо неправильно подходили к этому методу.
Обратите внимание на следующие рекомендации:

1. Стыковое соединение является наиболее приемлемым. Тавровые и нахлесточные типы сварных соединений стараются избегать из- за большой вероятности затекания шлака в зазоры, который вызывает коррозию.
2. После сварки шов промывается водой для удаления шлака;
3. Подготовка алюминия перед сваркой обязательна. Удаление оксидной пленки, защита от ее повторного образования;
4. Сварка массивных деталей толщиной более 3 мм сопровождается разделкой кромок под углом 60° с V-образной формой.
5. Предварительный прогрев Al перед сваркой до 150-250 °C.

Не стоит забывать, что технически чистый алюминий сваривается лучше, чем его сплавы, содержащие магний и марганец (дюралюмилий, силумин).

Именно поэтому следут правильно подойти к выбору сварочных электродов в зависимости от химического состава сплава.

Рекомендуем!   Сварка стыков арматуры ванным способом

Электроды по алюминию

Наиболее распространенные марки электродов для сварки алюминиевых сплавов: ОЗА-1, ОЗА-2, ОЗАНА-1, ОЗАНА-2, ОК96.20. Стержни электродов изготавливают из сварочной проволоки с нанесением на них покрытий из смеси хлористых и фтористых солей. Толщина покрытия не более 0,3…0,5 мм на сторону.

Как выполняется сварка алюминия, какие существуют методы

Если начинающий сварщик может отрабатывать свои навыки и умения на сварке черных металлов, то работа с алюминием не терпит дилетантства. Надо отметить, что технологии не стоят на месте, и специалисты разрабатывают новые и перспективные способы работы с цветными металлами, однако характерные свойства алюминия все же накладывают определенные требования на сварочный процесс.

Каждый знает, что алюминий, как и его сплавы, имеют относительно малый удельный вес, обладают высокой теплопроводностью, низким удельным сопротивлением. Тем не менее, металл достаточно устойчив к механическим нагрузкам. Именно эти свойства делают алюминийсодержащие материалы востребованными на производстве.

Сложности процесса

Прежде чем переходить к непосредственному описанию процесса, необходимо рассмотреть, какие именно особенности металла считаются уникальными, так как основная задача сварщика – повысить и без того низкую свариваемость алюминия.

Алюминий достаточно активен, особенно это касается химических реакций с кислородом. В результате окисления на поверхности, даже после обработки, достаточно быстро появляется окисная пленка. Она по физическим свойствам отличается от основного металла.

Температура плавления пленки из оксида алюминия составляет 2044°C градуса, в то время как сам металл плавится уже при 660°C градусах.

Расплавленный алюминий после сварки начинает кристаллизоваться, при этом капли, покрытые снаружи оксидной пленкой, образуют ячеистую структуру. Сварной шов не получается сплошным, а это ведет к образованию свищей и пор.

Дефекты шва негативно сказываются на его прочности и герметичности. Чтобы пресечь взаимодействие алюминия с кислородом, околошовную зону защищают от атмосферного воздуха. Обычно для подобных целей используется аргон.

В силу сваей инертности, он не взаимодействует с металлом, а также вытесняет кислород, так как инертный газ тяжелее воздуха.

Несмотря на высокую теплопроводность, расплавленный алюминий не успевает отводить тепло в окружающую среду. Повышенная текучесть существенно осложняет процесс формирования шва.

Необходимо дополнительно использовать различные теплоотводящие подкладки.

Если применять различные средства, обеспечивающие интенсивное охлаждение, то резкий перепад температур может стать причиной возникновения мелких трещин.

Еще одной проблемой является растворенный в жидком металле водород. Он в виде пузырьков поднимается на поверхность ванны, но наружу выходит не весь. В застывшем металле могут образовываться поры или скопления пор. Наличие кремния в сплаве способствует образованию трещин при кристаллизации.

Высокая теплопроводность алюминия сказывается и на параметрах сварки. Чтобы достичь нужной температуры дуги приходится увеличивать силу тока. Отметим, что сварка черных металлов производится при более низких значениях сварного тока, несмотря на то, что их температура плавления выше, чем у алюминия.

Наконец, последняя сложность, препятствующая проведению работ в домашних условиях, состоит в том, что без специальных средств и материалов практически невозможно определить состав сплава, из которого изготовлены детали.

Методы

Напомним, что сварка металлов может осуществляться различными методами. Их отличия основываются на разнице в технологии, расходных материалах и вспомогательных средств. Имеющие опыт мастера могут воспользоваться одним из методов для сварки алюминия. Забегая вперед, отметим, что каждый из методов требует общих знаний технологии и определенного опыта.

• Сварка алюминия аргоном TIG. Имеется в виду аргонодуговая сварка неплавящимся вольфрамовым электродом в среде инертного газа – аргона. В международной классификации данный режим сварки обозначается, как TIG.
• Полуавтоматическая сварка MIG. Используются защитные газы, присадочный материал в виде проволоки подается специальным механизмом. Инверторы, ведущие сварку в режиме MIG, называют полуавтоматами за наличие такого механизма.
• Ручная дуговая сварка MMA. Такая сварка ведется покрытыми плавящимися электродами.

При выборе любого из перечисленных методов задача сварщика сведется к разрушению и дальнейшему препятствованию образования оксидной пленки. Именно с этой целью оборудование настраивается для ведения сварки постоянным током с обратной полярностью.

Обратная полярность предусмотрена для сварки любых цветных металлов, чувствительных к перегреву. Эффект катодного распыления, возникающий при бомбардировке электрода ионами, эффективно удаляет образовавшуюся оксидную пленку. Вот почему сваривать алюминиевые детали током прямой полярности не просто нежелательно, а невозможно.

Подготовка поверхностей

Технология подготовки поверхностей алюминиевых изделий может несколько отличаться, в зависимости от условий проведения работ. Тем не менее, несмотря на отличия, требования к состоянию кромок, зазоров и поверхностей вполне определены ГОСТ. Подготовительные работы можно разделить на несколько этапов.

На первом этапе происходит очистка поверхностей от грязи, пыли, масляных и жировых отложений. Полезно обезжирить поверхности бензином, растворителем, ацетоном или уайт-спиритом. Неотъемлемым этапом является разделка кромок.

Особенно актуален процесс разделки, когда толщина деталей превышает 4 мм (20 мм для ручной дуговой сварки). В противном случае нельзя гарантировать проплавление металла по всей толщине, поэтому шов будет некачественным.

Но даже при работе с тонким листовым металлом кромки приходится подготавливать, производят их отбортовку.

Перед непосредственной сваркой оксидную пленку нужно удалить, что производится механическим способом. В качестве инструмента подойдет напильник, наждачная бумага или металлическая щетка.

Окисляется алюминий быстро, поэтому данную процедуру бессмысленно проводить задолго до начала работ. Предусмотрен и химический способ борьбы с окислом. Поверхность протирается каустической содой.

Но после обработки придется деталь промыть водой и высушить.

Ручная дуговая сварка

В некоторых случаях к соединению алюминиевых деталей не предъявляются жесткие требования прочности и надежности. Примером может служить применение алюминия в качестве декора. В подобной ситуации можно использовать сварку MMA.

В домашних мастерских данный способ весьма применим, однако он имеет ряд недостатков. При попытке сваривания деталей, толщина которых не превышает 4 мм, могут образовываться сквозные прожоги.

Шов получится не очень прочным, а внутренняя структура будет содержать множество пор. В процессе сварки будет происходить интенсивное разбрызгивание металла, что существенно скажется на эстетичности шва. Образовавшийся шлак сложно снять с поверхности.

Через некоторое время он станет центром образования коррозии.

Электроды ОЗАНА-1 используются при сварке чистого металла, а ОЗАНА-2 больше подходит для сплава алюминия и кремния. Инвертор для сварки алюминия должен быть функциональным и позволять работать на постоянном токе с обратной полярностью.

Разработаны специальные таблицы значений сварного тока для каждого металла. В данном случае можно примерно оценить его значение по следующему правилу: толщину листа, выраженную в миллиметрах, необходимо умножить на 25.

Полученное значение указывает номинальный ток в амперах.

Для эффективной сварки толстых заготовок часто применяют предварительный разогрев, который выполняется газовой горелкой. Локальный прогрев может осуществляться до разной температуры, которая зависит от толщины заготовки. При локальном разогреве допускается последующее медленное охлаждение. Разделение шва на зоны позволяет исключить возникновение деформаций и трещин в металле.

В целях экономии расходных материалов рекомендуется производить сварку электродов с повышенной скоростью. Кроме того, замедление в формировании шва чревато прожогом металла насквозь.

Важно при ведении сварки одним электродом обеспечить непрерывность процесса. Если электрод отвести в сторону, то кратер шва в этом месте покроется шлаком, и снова разжечь дугу будет проблематично.

Направление ведения электрода совпадает с направлением шва. Поперечных колебаний быть не должно.

После окончания сварки следует удалить шлак. Шов промывается горячей водой и зачищается металлической щеткой. Даже малейшие частицы шлака могут стать очагами коррозии. Еще раз напомним, что подобная технология сварки алюминия применима только в домашних условиях, если к прочности соединения не предъявляется особых требований.

Аргонодуговая

Сварка алюминия в среде аргона, хоть и не считается самой простой, зато является наиболее распространенной. В результате качественно выполненных работ можно получить соединения с высокой степенью прочности.

Неплавящийся вольфрамовый электрод относится к расходным материалам, как и присадочные прутки. Диаметр электрода варьируется от 1,6 до 5 мм. Диаметр прутков составляет 1,6-4 мм.

Аргон выступает в качестве защитного газа и подается в зону сварки через специальные сопла горелки.

Для эффективного разрушения окисла на поверхности металла сварку производят переменным током. Остальные параметры сварочного процесса необходимо выбирать из специально разработанных таблиц.

В них указаны значения скорости подачи газа, диаметра прутка, диаметра электрода, силы тока.

В принципе, сварка аргоном доступна и в домашних условиях, но для этого необходимо иметь соответствующее оборудование, а также нужные расходные материалы. Но опыт придется нарабатывать методом проб и ошибок. Полезно запомнить ряд общих правил и придерживаться их.

• Вольфрамовый электрод удерживается так, чтобы между ним и поверхностью металла образовывался угол 70-80° градусов.
• Присадочный пруток подносится к электроду под углом 90° градусов.
• Зазор между электродом и поверхностью, то есть, длина дуги составляет 1,5-2,5 мм.
• Вдоль шва при его формировании пруток продвигается с незначительным опережением, а затем движется горелка. Выполнение данного правила обеспечивает более эффективную защиту аргоном.
• Движения прутка играют важную роль. Их желательно изучить на видео, прежде чем впервые начинать процесс. Манипуляции сварщика напоминают движение кисти художника.
• В качестве теплоотводящей подкладки лучше всего использовать стальную или медную пластину.
• Газ начинают подавать до розжига дуги, а заканчивают через несколько секунд после ее обрыва.

Скорость истечения газа и скорость подачи проволоки являются определяющими параметрами. От них зависит не только себестоимость процесса, но и качество шва. Высокая скорость газа только ухудшает защиту. В зону ванны будет поступать воздух и содержащийся в нем кислород. В то же время малое количество газа не может обеспечить требуемую защиту.

Полуавтоматическая

Принцип работы полуавтоматической сварки схож с принципом аргонодуговой сварки. Роль защитного газа может выполнять любой другой инертный газ. В зависимости от применяемого газа различают MIG и MAG сварку. Расходным материалом служит проволока, которая подается с помощью специального механизма. Но при работе с алюминием не эти детали являются отличительными.

Некоторые полуавтоматические инверторы способны работать в импульсном режиме. Благодаря всплеску напряжения материал присадки с усилием «вбивается» в сварочную ванну. В результате такой точечной сварки получаются аккуратные и надежные соединения.

К сожалению, оборудование с возможностью импульсной сварки стоит очень дорого, поэтому в домашнем хозяйстве крайне редко встречается.

Обычные полуавтоматические инверторы тоже могут вести сварку алюминия, только присадка добавляется сплошным слоем. По надежности такие швы существенно уступают точечным швам и швам, полученным при помощи неплавящегося вольфрамового электрода. К особенностям МИГ-сварки можно отнести такие закономерности:

• Сварка осуществляется постоянным током при обратной полярности.
• Рукав, по которому подается мягкая проволока, не должен иметь петель.
• Необходимо использовать специальные наконечники подающего устройства, маркированные индексом «AL» и предназначенные для алюминия, во избежание застревания проволоки вследствие ее теплового расширения.
• Скорость подачи алюминиевой проволоки должна быть больше, чем стальной.

Такие методы сварки алюминия, как холодная сварка под давлением и контактная сварка, не были рассмотрены по той причине, что встречаются они очень редко, так как технология работ сложна и подразумевает наличие дорогостоящего оборудования.

Технологии и способы сварки алюминия в домашних условиях

Благодаря таким уникальным свойствам алюминия, как доступность, легкость, прочность, коррозионная стойкость, высокая электро- и теплопроводность изделия из алюминиевых сплавов широко применяются в самых разных областях. Основным способом создания неразъемных соединений для таких конструкций служит сварка.

По причине ряда свойств, которыми обладает алюминий, сварка его – достаточно сложный процесс. Как и чем сварить алюминий и его сплавы? Для того применимы практически все основные виды создания сварных соединений.

Причины низкой свариваемости

Создание соединений осложняется такими особенностями, как:

• поверхность деталей постоянно покрыта пленкой окислов, ее температура плавления: свыше 2400оС, температура же плавления самого алюминия: 660оС;
• поверхность сварочной ванны и капли расплава при контакте с кислородом также покрываются этой пленкой, она мешает формированию однородного шовного материала;
• в жидкой фазе для металла характерна высокая текучесть, это затрудняет выполнение вертикальных, наклонных и потолочных швов;
• водород и кремний; находящиеся в составе заготовок, во время кристаллизации стремится выйти наружу, увеличивая пористость шва и создавая дефекты в виде трещин;
• легкому металлу присущ высокий коэффициент линейного теплового расширения, в ходе кристаллизации происходит заметная усадка, ведущая к деформации изделия;
• по причине значительно большей, чем у стали, теплопроводности, приходится использовать высокие значения рабочих токов;

Соединение дюралюминия в домашних условиях осложняется также тем, что не всегда точно известна марка и точный состав сплава. Из-за этого трудно правильно выставить рабочие режимы.

Виды сварки для сплавов

Для алюминиевых сплавов используют разнообразные виды сварки, включая:

Последний вид технологии подразделяется на несколько подвидов:

• обычная с подачей проволоки и защитного газа;
• импульсная;
• с управляемым массопереносом с использованием инвертора;
• на аппаратах ВД-306ДК.

Чем еще сваривают алюминий? Такие виды сварки, как газосварка, точечная, или под флюсовым слоем, применяются реже. Редко применяются и угольные электроды вместо вольфрамовых.

При подборе способа создания сварного соединения учитывают состав сплавов, толщину заготовки, пространственную форму изделий, их назначение и ряд других факторов.

Какие методы применяют?

Чтобы заварить шов на заготовке из алюминиевых сплавов применяют различные технологические методы, сочетающие в себе различные комбинации оборудования, газов и флюсовых порошков, подготовительных операций, предварительной термообработки.

Наиболее распространенными методами стали следующие:

• неплавящимся электродом из вольфрама в атмосфере инертных газов (AC TIG);
• полуавтоматом в атмосфере инертных газов с подачей присадочной проволоки (DC TIG);
• Ручная сварка MMA с электродами, покрытыми флюсосодержащей обмазкой;

Эти методы по-разному решают основную проблему: разрушение и недопущение восстановления окисной пленки.

Подготовка металла

Прочность и долговечность шва во многом определяется качеством и тщательностью подготовительных работ. Подготовка разделяется на механическую и химическую.

Механически

Этот этап, как и при сварке других металлов, начинается с тщательной очистки заготовки от всех видов механических загрязнений. Далее при необходимости проводят разделку кромок шва, формируя его профиль.

При сварке электродами с обмазкой разделывают кромки начиная с толщины детали от 4 мм. При использовании других методов разделывают кромки, начиная с 20 мм. Тонкие листы (до 1,5 мм) вместо снятия фасок подвергают отбортовке.

Далее следует этап снятия окисной пленки с зоны шва и околошовной области. Это желают напильников или проволочной щеткой.

Химически

И заготовки в зоне шва и околошовной зоне, и присадочный пруток или проволоку необходимо тщательно обезжирить для этого используют органические растворители или щелочные растворы.

Необходимое оборудование

Для работы по алюминию необходим комплекс оборудования, материалов и приспособлений.

Источник сварочного тока

Применяются инверторные сварочные источники, работающие в импульсном режиме. Современные аппараты имеют преднастроенные режимы для работы с различными сплавов и заготовок разной толщины и формы.

Сила тока может достигать 350 ампер.

Вольфрамовые электроды

При сварке алюминия используются лантановые электроды с белой маркировкой.

применяют также и электроды из чистого вольфрама, помеченные зеленой маркой.

Неплавкие электроды не расходуются в ходе работы, они служат для создания сварочной электрической цепи.

Защитные газы

Применяются следующие защитные газы, предотвращающие контакт расплавленного металла с кислородом, азотом и водяными парами воздуха:

• гелий
• аргон
• аргонно-гелиевые смеси.

Гелий обладает наилучшими эксплуатационными характеристиками, но он дорог в производстве. Поэтому гелий применяют для работы над самыми ответственными конструкциями и изделиями.

Чаще используют аргон, он существенно дешевле, но позволяет добиться высокого качества шва. Для удешевления технологии используют также аргонно- гелиевая газовая смесь.

Электроды со специальным покрытием

Как варить алюминий, если от соединения не требуется особой прочности? Этот способ применяется для сваривания менее ответственных алюминиевых изделий. Ими охотно пользуются небольшие мастерские и домашние умельцы. Эксперты отмечают следующие недостатки метода:

• непрочность и пористость шовного материала;
• высокая разбрызгиваемость расплава;
• плохо отделяется шлак.

Сварка идет на постоянном токе обратной полярности. Заготовки большой толщины следует подогревать перед сваркой для достижения полного проплавления. Шов лучше проваривать одним электродом, при смене высок риск образования плотной шлаковой корки, мешающей  повторному розжигу.

Вольфрамовые электроды в инертном газе

Как варить алюминий вольфрамовыми электродами? Этот популярный метод дает возможность соединять заготовки прочно и долговечно. Процесс регламентирован ГОСТ 27580-88.

Горелка выполняет следующие функции:

• в нее вставлен вольфрамовый электрод;
• через сопло подается аргон в рабочую зону;
• подводится охлаждающая жидкость;
• подводится напряжение.

Сварщик держит горелку правой рукой и ведет ее вдоль шва. Левой рукой он подает в рабочую зону присадочный пруток. Управление сварочным током осуществляется с выносного контроллера в виде педали.

Выбор рабочих режимов в зависимости от толщины заготовки и типа соединения.

Газ подается в рабочую зону за 10-15 секунд до розжига дуги, чтобы он успел вытеснить воздух и создать защитное облако. После того, как шов кончил вариться, также необходимо продолжать подавать газ 10-15 секунд, пока шов не кристаллизуется.

Полуавтоматы

При сварке полуавтоматическим сварочным аппаратом сварщику не требуется подавать присадочный материал вручную. Сварочная проволока подается в рабочую зону автоматически, через многофункциональную горелку.

Метод не требует высокой квалификации сварщика и обеспечивает высокую производительность, однако оборудование стоит существенно дороже.

Качество шва при алюминиевой полуавтоматической сварке получается несколько ниже, чем при ручной сварке вольфрамовым электродом, такой метод применяется для массового производства менее ответственных конструкций.

В домашних условиях инвертором

Как сварить алюминий в домашних условиях? Для работы дома подойдет даже допотопный сварочный трансформатор, в дополнение к нему придется подключить дроссель и осциллятор, выдающий высокочастотные импульсы, разжигающие и стабилизирующие горение дуги.

Какое еще оборудование подойдет для домашней сварки? Более стабильных результатов при сварке алюминия и его сплавов в домашних условиях удастся добиться, если применить современный сварочный инвертор с режимом переменного тока.

При работе нужно следить за тем, чтобы заготовка не прогревалась.

При помощи флюсов

Эту технологию используют для полуавтоматической или автоматической сварки заготовок толще 8 мм. Слой флюса порошка толщиной до 4 см насыпается из бункера через шланг, закрывая зону шва. Порошок плавится в пламени электродуги, выделяя защитные газы. работа ведется постоянным током обратной полярности, присадочный материал подается механизмом полуавтомата.

Техника безопасности

Соблюдение правил техники безопасности позволит сберечь здоровье и материальные ценности.

• пользоваться только исправным оборудованием, перед началом работ осматривать его, проверяя целостность изоляции, отсутствие механических повреждений и утечек газа;
• пользоваться средствами индивидуальной защиты: маской, респиратором. негорючей одеждой и обувью, спилковыми крагами;
• применять только инвентарные сварочные провода достаточного сечения;
• оборудовать эффективную вытяжную вентиляцию рабочей зоны;

Рабочая зона не должна быть загромождена, все горючие материалы должны находиться не ближе 5 метров.

Как заварить алюминий в домашних условиях — Металлы, оборудование, инструкции

• Дата: 21-06-2015
• 373
• : 47

Алюминий и его сплавы очень широко используются во многих сферах.

Это объясняется тем, что они имеют небольшой вес, высокие механические свойства, также у них высокая теплопроводность и электропроводность.

Но одним из недостатков указанного материала является то, что он плохо сваривается, и поэтому вопрос, как варить алюминий, очень актуален, особенно для домашних мастеров.

Главный недостаток алюминия в том, что он плохо сваривается, поэтому необходимо знать методы и режимы сварки алюминия.

Свариваемость алюминия

То, что алюминий и его сплавы плохо свариваются, обусловлено такими их свойствами:

Режимы сварки алюминия.

1. На алюминиевых заготовках и деталях всегда есть оксидная пленка, ее особенностью является очень высокая температура плавления, более 2000 градусов, что значительно усложняет проведение работ, так как температура плавления алюминия всего 660 градусов.
2. Во время работы на расплавленных каплях также образуется тугоплавкая пленка, и поэтому сложно выполнить сплошной шов. Одним из решений этой проблемы является проведение сварки под защитой инертного газа, это позволяет изолировать металл от воздуха.
3. Алюминий очень текучий, а это усложняет управление сварочной ванной. Чтобы упростить процесс, приходится использовать теплоотводящие прокладки.
4. Так как в шве могут образовываться поры и трещины, он получается не очень прочным. Из-за того что из шва выходит водород, получаются поры, трещины чаще получаются при сваривании сплавов алюминия, в которых много кремния.
5. Указанный материал имеет большой коэффициент расширения, поэтому во время охлаждения шва он может деформироваться.
6. Алюминий имеет высокую теплопроводность. Это приводит к тому, что сварочный ток должен быть в 1,5 раза больше, чем при работе со стальными деталями, хотя температура их плавления в несколько раз выше, чем у алюминия.
7. При проведении работ в домашних условиях часто возникает проблема из-за того, что человек не знает точного названия и состава сплава. Это не всегда позволяет выбрать правильный режим сварки и материалы, которые нужны для работы.

Способы сварки и проведение подготовки к работе

Для сваривания алюминия существует много способов, при этом используются разные материалы и оборудование.

Зона выполнения работ может быть защищена флюсом или аргоном.

Основные способы сварки:

Схема сварки алюминия электродом.

• выполнение работ в среде инертных газов с использованием вольфрамового электрода, данный режим называется AC TIG;
• работа полуавтоматом в среде инертных газов, когда выполняется автоматическая подача проволоки, данный режим называется DC MIG;
• работа плавящимися электродами, режим называется MMA, при этом инертные газы не используются.

Чтобы разрушить оксидную пленку, которая образуется на поверхности деталей, используется постоянный или переменный ток, он обязательно должен быть обратной полярности. Таким образом происходит катодное распыление, что и вызывает разрушение пленки. Если вы решите проводить работы постоянным током прямой полярности, то это не позволит разрушить оксидную пленку.

Независимо от того, какой тип сварки деталей будет выбран, необходимо проводить предварительную обработку их кромок.

Последовательность проведения указанных работ:

Для сварки алюминия применяются плавящиеся электроды.

• очистка от пыли и обезжиривание, для этого используют ацетон, уайт-спирит или любой другой растворитель;
• если толщина деталей до 4 мм, то разделка кромок не проводится, если больше, то ее необходимо провести;
• если работа выполняется покрытыми электродами, то разделку кромок надо проводить при толщине деталей более 20 мм;
• если сваривают детали, толщина которых меньше 1,5 мм, то рекомендуется проводить их отбортовку;
• для частичного удаления оксидной пленки края деталей зачищают при помощи наждачной бумаги, для этого может быть использована и металлическая щетка, но проволока на ней должна быть тонкой.

Данный тип сварки обычно используется при сваривании деталей, толщина которых не более 4 мм, а сама конструкция не очень ответственная. Объясняется это тем, что указанный способ сварки имеет ряд недостатков: шов получается пористым и поэтому не очень прочным, очень разбрызгивается металл, шлак плохо отделяется, что в дальнейшем приводит к коррозии металла.

Сварка полуавтоматом с подачей проволоки.

Таким способом можно варить как алюминий, так и его сплавы. Раньше для выполнения сварки использовались электроды ОЗХА-1 и ОЗА-2, сейчас есть более современные электроды УАНА и ОЗАНА.

Работа проводится на постоянном токе обратной полярности. На каждый миллиметр диаметра электрода необходимы 25-30 А сварочного тока.

Указанная процедура позволяет получать более прочный шов при умеренных токах, уменьшается вероятность появления трещин и коробление шва.

Особенностью электродов, которые применяются для работы с алюминием, является то, что они плавятся в 2 раза быстрее, чем электроды, что применяются для сваривания стали.

Это приводит к тому, что выполнять работу необходимо в 2 раза быстрее. Если происходит обрыв дуги, кратер покрывается коркой и она препятствует повторному загоранию дуги.

Делать поперечные движения электродом не надо, и одним электродом необходимо проводить непрерывную сварку без остановок.

Удаление шлака проводится сразу, для чего шов промывают водой и обрабатывают щеткой по металлу. Делать это необходимо тщательно, так как остатки шлака могут привести к коррозии металла.

Сварка при помощи вольфрамового электрода с использованием инертных газов

Таблица режимов сварки вольфрамовым электродом.

Данный способ подходит для соединения алюминиевых деталей, к прочности которых выдвигаются высокие требования, и поэтому является более популярным и востребованным. Рассмотрим, как сваривать алюминий указанным способом.

Для выполнения работы применяются вольфрамовые электроды диаметром 1,6-5 мм, а также используют присадочные прутки, диаметр которых 1,6-4 мм. В качестве инертного газа используется аргон и гелий. В каждом конкретном случае диаметр электрода, присадочного прута, величину сварочного тока, скорость подачи газа выбирают индивидуально. Для облегчения выбора существуют готовые таблицы.

Длина дуги должна быть в пределах 1,5-2,5 мм, электрод наклоняют к поверхности под углом 70-80 градусов, угол между проволокой и электродом должен быть практически прямым.

Для того чтобы лучше защитить шов, горелка должна быть сзади присадочного прута. Подача присадочного прута должна выполняться небольшими возвратно-поступательными движениями, движения электродом поперек шва во время работы проводить нельзя.

Чтобы проводить отвод тепла, алюминиевую деталь необходимо положить на медную или стальную прокладку, особенно это актуально при соединении тонких деталей. Газ должен начать подаваться за 3-5 секунд до того, как зажжется дуга и прекратится его подача через 5-7 с после того, как выполнен обрыв дуги.

Использование в работе полуавтомата

Схема сварки трехфазной дугой вольфрамовым электродом.

Наиболее оптимальным способом сваривания алюминиевых деталей является использование импульсных аппаратов, при помощи импульса высокого напряжения происходит разрушение оксидной пленки. Такие аппараты обеспечивают максимальную прочность шва, но стоят они достаточно дорого. Такая сварка выполняется в 3 раза быстрее, чем предыдущий тип сваривания, но качество шва получается немного хуже.

Сваривание алюминиевых деталей полуавтоматом практически такое же, как и сваривание стальных деталей, но есть некоторые особенности:

• необходимо использовать только ток обратной полярности;
• так как алюминиевая проволока мягкая, может происходить образование петель; чтобы этого не было, надо использовать короткий рукав, механизм подачи с 4 роликами, а для снижения сопротивления применяют тефлоновый вкладыш;
• чтобы проволока не застревала в токосъемнике из-за своего расширения, надо, чтобы токосъемник был немного большего диаметра;
• плавление алюминиевой проволоки происходит быстрее, поэтому надо выставить более быструю подачу.

Перед тем как покупать проволоку, надо определиться с характеристиками материалов, которые будут свариваться, так как проволока должна соответствовать материалу.

Как форма шва зависит от режима сварки?

Параметры сварного шва и глубина провара будут зависеть от таких факторов:

Схема влияния режима сварки на форму шва.

• чем выше сварочный ток, тем больше глубина провара, ширина шва от указанного показателя практически не зависит;
• чем больше ток, тем меньшее влияние оказывает диаметр электрода;
• ширина шва зависит от диаметра электрода;
• глубина провара будет только при оптимальной скорости движения электрода; если она низкая, то глубина провара будет незначительной, при достижении определенного параметра скорости глубина провара начнет уменьшаться;
• ширина шва зависит от скорости сварки, они являются обратными величинами.

При сварке алюминия существует много нюансов и особенностей, но если соблюдать рекомендации и технологию проведения работ, то справиться с указанной задачей сможет и любитель.

Советы по сварке алюминия электродами

Сварка алюминия электродами требует соблюдений особых условий.

При этом важно не только правильно провести сам процесс сварки электродами, но и выбрать подходящие электроды.

Цена на эту услугу не является слишком высокой, однако многие делают выбор в пользу самостоятельной сварки электродами, в домашних условиях.

Если вы никогда ранее не занимались сваркой алюминия своими руками, то перед началом работ следует узнать, как происходит этот процесс, а также правила, которым нужно следовать, чтобы сварка алюминия была проведена правильно.

Особенности процесса

Сварка, даже в домашних условиях, должна происходить при соблюдении техники безопасности.

Очень важно, например, провести изоляцию проводов перед началом работ, чтобы избежать риска удара током.

Защититься от тока вам также помогут сапоги из резины – можно надеть их перед началом процесса.

Процесс своими руками может проводиться только в том помещении, где отсутствуют легко воспламеняемые предметы. Это относится не только к мебели, но и, например, к деревянным полам.

Во время работы рядом нужно держать огнетушитель или хотя бы емкость с водой, чтобы быстро нейтрализовать непредвиденную ситуацию.

Лучше всего заниматься работой с алюминием на открытом воздухе, но, если это невозможно, то перед ее началом, помещение, где будет происходить работа с инвертором, обязательно нужно проветрить.

Уникальные свойства сплавов алюминия обуславливают особенности процесса работы с ним.

Например, алюминий можно расплавить при низкой температуре, плюс он имеет высокую теплопроводность (в среднем в три раза выше, чем другие металлы).

:

Алюминий используется практически во всех сферах жизни, поскольку является очень удобным для обработки металлом, однако в процессе его сварки своими руками у вас могут возникнуть некоторые сложности, связанные с повышенной окисляемостью материала.

На поверхности алюминия в процессе работы образуется пленка, расплавить которую можно только при очень высокой температуре, намного превышающей допустимую при работе с этим видом материала.

При этом обработка сплавов алюминия флюсующими материалами невозможна, поскольку этот материал не имеет нужных химических свойств.