Изготовление эллиптических днищ сосудов аппаратов. Тел. /Факс. +7(495)720-04-64

Сварка алюминия. Технология и материалы

Технология сварки алюминия
Просмотров: 180

Сварка алюминия – это очень трудоемкий процесс. Алюминий и его сплавы относятся к трудно свариваемым материалам ввиду своих специфических свойств.

Теплопроводность алюминия составляет 236 Вт/(м*град) при комнатной температуре, что значительно выше значений теплопроводности углеродистых сталей – 50-90 Вт/(м*град) и нержавеющих сталей 30-45 Вт/(м*град), соответственно, для сваривания алюминия требуется ток выше, чем для стали. Высокая текучесть сварочной ванны требует повышенного контроля и применения специальных приспособлений для отвода тепла из зоны сварки. Сварочный шов имеет большую усадку и деформируется при остывании. На прочность сварного шва оказывает негативное влияние водород, который выделяется из алюминия при нагреве и, проникая в металл образует поры.

Содержание:

  1. Подготовка алюминия к сварке.
  2. Сварка алюминия штучными электродами.
  3. Сварка алюминия плавящимся электродом в среде защитных газов.
  4. Сварка алюминия вольфрамовыми электродами в среде защитных газов.
  5. Другие промышленные методы сварки алюминия.
  6. Рекомендации по сварке алюминия и дюралюминия в домашних условиях.

Подготовка алюминия к сварке

Чистый алюминий в промышленности и в быту применяется редко. В основном, применяются сплавы алюминия, которые, для повышения качественных характеристик подвергают анодированию (анодному оксидированию). В результате на поверхности алюминиевого изделия образуется тонкая оксидная пленка, которая имеет температуру плавления примерно в три раза выше температуры плавления основного сплава. Удаление оксидной пленки перед сваркой обязательно.

Подготовка алюминиевых деталей к сварке в домашних условиях происходит следующим образом: кромка деталей очищается от загрязнений, и обрабатывается шкуркой или напильником. Если толщина свариваемых поверхностей более 4 мм требуется их доводка для формирования конусных (или иной формы) кромок. После механической обработки свариваемые поверхности обезжиривают ацетоном или уайт-спиритом.

Сварка алюминия штучными электродами

Данный метод сварки алюминиевых деталей применяется только в условиях гаражной мастерской и не применим для сварки ответственных конструкций. Электроды имеют маркировку - ММА. К особенностям данного способа сварки алюминия можно отнести:

  • Сварка только постоянным током обратной полярности.
  • Минимальная толщина кромок свариваемых деталей – 4 мм.
  • Процесс сварки должен проходить непрерывно, т. к. повторный розжиг электрода может быть затруднен из-за образования изолирующей шлаковой пленки.
  • Сила тока сварки не менее 100 ампер, исходя из соотношения – на 1 мм толщины кромки требуется ток силой 25 ампер.
  • Требуется предварительный нагрев свариваемых поверхностей до 3000С, толстые заготовки требуют прогрева до 4000С.
  • Обязательна очистка сварного шва от шлака, в противном случае возможно образование участков коррозии.

Сварка алюминия штучными покрытыми электродами низкокачественный и не технологичный процесс, добиться качественной сварки, даже при соблюдении вышеуказанных условий практически невозможно. Выделение водорода ведет к образованию пор и снижению прочности сварного шва. Сварную ванну сложно контролировать, процесс сварки сопровождается разбрызгиванием металла, шлак плохо отделяется и приводит к образованию участков коррозии.

Сварка алюминия плавящимся электродом в среде защитных газов

Сварка плавящимися электродами может проводится в среде защитных газов в автоматическом или полуавтоматическом режиме. Основным преимуществом данного способа является высокая производительность, а также, благодаря высокой концентрации источника тепла, глубокое проплавление алюминиевой конструкции, что позволяет сваривать толстостенные конструкции (например, нахлыстовые соединения тавровых конструкций). Для предотвращения образования пор в сварных швах, а также устранение возможного «непровара» конструкции в начале сварки используют способ импульсно-дуговой сварки плавящимся электродом в среде защитных газов. С использованием импульсного режима сваривают алюминиевые поверхности небольшой толщины, при этом варить можно в любом пространственном положении, практически без разбрызгивания. Качество сварного шва и его прочностные характеристики сопоставимы со сварными соединениями, полученными при использовании метода сварки неплавящимися электродами в среде защитных газов.

Сварка алюминия вольфрамовым электродом в среде защитных газов

Данный метод сварки алюминия является более технологичным и используется для сваривания ответственных конструкций. Принцип метода заключается в использовании неплавящегося вольфрамового электрода диаметром от 1,6 мм до 5 мм и специальной присадочной проволоки диаметром от 1,6 до 4 мм. В процессе сварки проволока подается к кромке металла, за ней движется электрод. Сварка проходит в среде защитного газа - аргона или гелия. К особенностям данного метода относят:

  • Использование источника переменного тока, длина дуги не более 2,5 мм, прямой угол между электродом и проволокой.
  • Необходим отвод тепла от зоны сварки – кромка свариваемой детали должна соприкасаться с металлическим листом, с площадью, достаточной для отвода тепла.
  • Сварка может проводится без использования присадочной проволоки, путем расплавления кромок основного металла.

Сварку неплавящимся электродом в среде защитных газов можно проводить вручную, при этом подачу присадочной проволоки в зону сварки выполняет сварщик, как и перемещение сварочной горелки. Ручной способ требует от сварщика высокого уровня мастерства – необходимо контролировать движение горелки, которое осуществляется только в продольном направлении и перемещение проволоки, которое, для равномерного заполнения ванны должно быть возвратно-поступательным. Кроме перемещения горелки и проволоки сварщик должен контролировать длину дуги (до 2,5 мм), угол между плоскостью сварного соединения и электродом (в пределах 800) и прямой угол между проволокой и электродом. При полуавтоматическом способе сварщик перемещает только горелку, а проволока подается автоматически. При автоматической сварке процесс полностью автоматизирован.

Сварка алюминия вольфрамовыми электродами в среде защитных газов является универсальным методом с высокими показателями качества сварного соединения, которое обусловлено низким насыщением металла газом (водородом). Сварка может проводится во всех пространственных положениях, возможно сваривание тонких листов алюминия и кромок средней толщины.

Другие промышленные методы сварки алюминия

Одним из промышленных, полностью автоматизированных способов сварки является сварка плазменной дугой алюминия на переменном токе. В сравнении с обычными методами сварки данный метод является более производительным и менее энергозатратным.

Существует метод микроплазменной сварки тонких алюминиевых листов, в качестве плазмообразующего газа, в данном случае используют аргон, защитным газом является гелий. Микроплазменная сварка позволяет сваривать тонкие листы (0,05-0,8 мм) алюминия без риска прожогов или провисания металла шва.  Микроплазменная (аргоновая сварка) может проводится вручную или автоматически, использование присадочной проволоки не обязательно, возможно соединение листов путем расплавления основного металла.

Рекомендации по сварке алюминия и дюралюминия в домашних условиях

Как указывалось выше, особенности сварки алюминия и его сплавов обусловлены специфическими свойствами самого металла – прежде всего это повышенная, по сравнению с углеродистыми и нержавеющими сталями, теплопроводность, а также наличие на поверхности алюминия окисной пленки с высокой теплостойкостью.

  1. Алюминий требует тщательной подготовки перед сваркой, необходимо провести максимально тщательную очистку сварных кромок от посторонних включений, механическим способом удалить окисную пленку и обезжирить поверхности.
  2. При использовании сварочной проволоки необходимо учитывать, что температура ее плавления значительно ниже стальной, она более мягкая и пластичная. Скорость подачи проволоки для сварки алюминия в зону сварки выше, чем для стальной, а расширение при плавлении больше.
  3. При сварке алюминия с использованием инвертора рекомендуем выбирать электроды марок ОЗАНА, ОЗА, ОЗР. Как и другие электроды, электроды для сварки алюминия перед использованием необходимо прокалить. Значение сварочного тока ниже, чем при сварке стали. Рекомендуется обеспечить отвод тепла от зоны сварки.
  4. По окончании сварки необходимо тщательно удалить шлак механическим способом, в противном случае антикоррозионные свойства алюминия будут снижены.

В остальном, процесс сваривания алюминия мало отличается от процессов сварочных работ с углеродистыми и нержавеющими сталями, и вполне реализуем в домашних или условиях, или в условиях гаражной мастерской.

Вернуться к списку статей

Добавить комментарий

Защитный код
Обновить

Возможно вас заинтересует: