Сварка алюминия электродом в домашних условиях инверторной сваркой

Методы проведения сварки алюминиевых деталей

Сварку алюминия в домашних условиях можно производить различными методами, среди которых можно выделить:

• электродуговая сварка электродами с покрытием;
• газовая сварка;
• электродуговая сварка в среде нейтральных газов.

1. Сварка алюминия без аргона с использованием плавких электродов со специальной обмазкой — самый простой, доступный и распространенный способ соединения деталей. Для работы с чистым алюминием используются электроды ОЗАНА1, а для сплавов с высоким содержанием кремния применяются электроды ОЗАНА2.

Сила тока, выставляемая на аппарате, равна 25А на каждый миллиметр электрода. Плавятся электроды достаточно быстро, поэтому наложение шва происходит на большой скорости. Качество и непрерывность сварки зависит от квалификации сварщика.

После замены электрода на новый удаляется шлак. После чего шов требуется промыть горячей водой и зачистить щеткой с металлическим волосом. Окислы препятствуют разжиганию дуги.

Сварка алюминиевых деталей

Недостатками электродуговой сварки электродами являются: большая пористость шва, невысокая прочность, обильное разбрызгивание, затрудненное отделение шлаков, которые вызывают в последствии интенсивную коррозию.

1. Сварка газовой горелкой — более простой метод. Необходимость разогреть и расплавить металл в зоне сварки снижает скорость процесса в три раза. Для заполнения шва используется проволока. Ее не требуется просушивать перед применением. Горючий газ выполняет функцию защиты от окисления. Это более надежный способ в отличие от обмазки электродов.
2. Высокое качество, надежность, прочность, эстетичность предоставляет сварка с использованием инертных газов аргона или гелия. Плавление металла происходит от дуги между электродом из вольфрама и деталью. Для присадки применяются алюминиевые прутки.

Для эффективного разрушения окислов сварка производится током с переменным напряжением. Выбор режимов зависит от диаметра присадки, электрода, толщины металла и расхода газа. Дорогое оборудование и необходимые расходные материалы не позволяют активно использовать аргонодуговой метод в домашних условиях.

Технология сварки

Любые сварочные работы, помимо непосредственно самого процесса, имеют определенные этапы подготовки:

• очистка свариваемых поверхностей и их обезжиривание. Для обеспечения качественного соединения элементы очищают от жиров, масел, пыли и грязи. После этого элементы обезжиривают ацетоном или иным подходящим растворителем;
• при необходимости производится разделка кромок свариваемых деталей. Если же элементы соединения имеют толщину до 4 мм, то разделка не производится. При соединении деталей покрытыми электродами разделку допускается выполнять только при толщине деталей свыше 20 мм. Для тонких деталей наиболее распространена отбортовка;
• обязательно следует удалить пленку из оксида алюминия каким-либо абразивом либо металлической щеткой;
• настроить оборудование под конкретное изделие исходя из его состава, размеров и толщины (установить стартовый и сварочный токи, время затухания дуги, отрегулировать баланс переменного тока, настроить продувку газом).

Произвести необходимые манипуляции в соответствии с заданными параметрами и соблюдением всех нормативов:

• зажигание дуги – контактным (дуга возникает в результате замыкания электрода на изделие) или бесконтактным (дуга вызывается разрядом осциллографа) способом;

• процесс сварки должен проходить так, чтобы угол между присадочной проволокой и горелкой был равен 90

  . Подача проволоки должна осуществляться короткими возвратно-поступательными движениями. Нельзя допускать поперечных колебаний электрода;

• тонкий алюминий толщиной до 4 мм сваривают в один проход, для соединения листов толщиной 4-5 мм используют двухстороннюю сварку, а при толщине от 6 до 12 мм кромки листов подготавливают разделкой типа «V» или «X»;
• подача газа начинается за пять секунд до зажигания дуги и заканчивается через семь секунд после окончания сварки;
• чем меньше будет сварочная ванна, тем вероятность окисления кромок алюминиевых деталей будет ниже;
• электрод должен находиться максимально близко к поверхности и быть во взаимодействии с газом.

В завершении процесса охладить изделие и инструмент, оценить качество выполненных работ.

В аргоне сваркой ТИГ

Аргон высший сорт

В составе такого газа должно быть 99,993% содержание аргона, 0,0007 кислорода и 0,005 азота. Баллон, ёмкостью 10 л. этого газа стоит 14 417 р., 40 л. — 23 068 р.

Проволока (присадка)

Присадочный пруток для алюминия, 1кг TIG ER5356 (Св-АМг5), Ф 2,4мм стоит 1 258 р., ER4043 2.0х1000мм для алюминия Kirk K-088384 в упаковке весом 5кг продают за 6 949 р.

Вольфрамовые электроды

Электроды вольфрамовые:

• WL15 1.0х175мм, золотистые, универсальный Kirk K-163098 диаметром 1 мм, упаковка 10 шт. стоит 115 руб.;
• WP 1.0х175мм, 10 шт. зелёные для алюминия Kirk K-163029 — 1 029 руб.;
• Электрод вольфрамовый, красный WT20, Ф 4.0 мм, Eland стоит 343 руб.;
• ЕЗ Ф 4.0 х 175мм, упаковка 10 шт. лиловый — 778 руб.;
• WP Ф 4.0 х 175мм, 10 шт. зелёные для алюминия Kirk K-163081 — 6 975 руб.

Электроды

Для сварки алюминия, также как и цветных металлов, используют электроды брендов:

• ESAB;
• ОЗАНА;
• ОЗА;
• УАНА и др.

Сварочные электроды:

• ESAB OK, 2,5 мм в диаметре продаются за 4 584 р. за 1 кг. материала;
• Электроды ER 4047, Ф 2,4мм, 2 кг в упаковке — 5 940 руб., ER 4047 Ф 3,2мм (2 кг) — 5 132 руб.;
• Capilla 60 Mn, диаметром 4.0 мм — 2 000 руб./кг, Ф 2,5 мм — 2 200 руб./кг;
• KOBATEK 213, Ф 4мм (2 кг) — 6 579 руб., Ф 2,5 мм — 6 789 руб.;
• Электроды для сварки MONOLITH E 4043, Ф 3.2 мм, для разовых работ, 3 шт. в упаковке стоят 127 руб.

Автоматическая и полуавтоматическая сварка алюминия под флюсом

Автоматическую и полуавтоматическую сварку под флюсом применяют в случае, когда
толщина свариваемых алюминиевых листов или кромок деталей превышает 8мм. В этом
случае применяют сварочную проволоку Св-А1 или Св-АМц. Диаметр проволоки 2-3мм.

Применяемый при автоматической или полуавтоматической сварки алюминия флюс
имеет следующий состав: 20% хлористого натрия (NaCl), 50% хлористого калия (KCl),
30% криолита. Толщина наносимого флюса составляет 10-35мм, в зависимости от
толщины свариваемых деталей.

Выполняют сварку постоянным током обратной полярности. Напряжение дуги составляет
38-44В, величина вылета электрода 25-40мм. Силу тока устанавливают 300-450А.
Рекомендуемая скорость сварки составляет 12-20м/ч.

Режимы ручной и автоматической сварки алюминия в аргоне неплавящимся вольфрамовым электродом

Скорость сварки необходимо согласовывать не только с силой тока, но и с расходом аргона. При большой скорости сварки, неправильном наклоне сопла горелки и малом расходе аргона зона сварки может оказаться недостаточно защищена, что приводит к окислению кристаллизующегося металла.

Диаметр сварочной горелки должен быть согласован с диаметром вольфрамового электрода, который обычно равен 2-5мм. В зависимости от этой величины выбирают силу тока, из расчёта 60-70А на миллиметр диаметра электрода. Ориентировочные режимы ручной и автоматической сварки вольфрамовым электродом в аргоне представлены в таблицах ниже. При механизированной сварке сила тока должна быть немного больше, чем ручной сварке.

Режимы ручной дуговой сварки

Режимы автоматической сварки

Для сварки алюминиевого сплава типа АМг6 толщиной 10мм рекомендуются следующие режимы: диамтер электродной проволоки 5мм, присадочной — 4мм. Сила тока 580-600А, расход аргона 25-28л/мин, рабочее напряжение 16-17В, скорость сварки 10м/ч.

Полезные советы

• Сварка должна производиться постоянным током на обратной полярности. Можно ли варить алюминий переменным током? Можно, при условии, что будут задействованы осциллятор и балластный реостат.
• Лучше всего алюминий варится при температуре 18 – 22 градуса по Цельсию и влажности в пределах 70%
• Поверхности нельзя зачищать при помощи наждачной бумаги и абразивов.
• Алюминиевые сплавы перед электросваркой стоит укрепить способом нагартовки. В промышленных условиях покрытие алюминия может составлять до 40% от его объема, в бытовых следует формировать гораздо более тонкий слой.
• Чтобы избежать горячих трещин, поверхности перед тем, как заварить, необходимо подогреть.
• Чтобы научиться варить без кратеров, сперва потренируйтесь на ненужных фрагментах металла. Не выключая дугу, необходимо произвести сварку в обратном направлении. Заваривая кратер, сформируйте над ним своеобразный купол, и во время остывания на этом месте не образуется трещина.
• Скорость вылета алюминиевой проволоки при использовании полуавтомата должна быть на 15-20% больше, чем у аналогов, изготовленных из черных металлов.
• Перед тем, как варить алюминий электродом, не забудьте прокалить расходный материал, поскольку он очень гигроскопичен.
• Если при сварке плавящимся электродом произошел обрыв дуги, то следующий шов должен накладываться на предыдущий примерно на 1 см. Перед тем, как продолжить работу, удалите с электрода и кратера шлаковую корку.

[Всего: 0 Средний: 0/5]

Какие методы применяют для сварки алюминия

Для сварки алюминия могут использоваться разные методы, предполагающие применение различных материалов и оборудования, специальных средств для защиты сварочной зоны (инертные газы и флюсы).

Сравнительная оценка типов сварки (нажмите, чтобы увеличить)

Среди методов выполнения сварки алюминия и в домашних, и в производственных условиях наибольшее распространение получили следующие:

• сварка, осуществляемая в среде инертных газов, для выполнения которой используется (AC TIG);
• полуавтоматическая сварка, также проходящая в среде защитных газов, для выполнения которой используется специальная проволока, подаваемая в автоматизированном режиме (DC MIG);
• сварка, при которой применяются электроды, покрытые специальным составом (MMA).

Задавая себе вопрос о том, как варить алюминий, чтобы получить надежное соединение, важно понимать, что для этого необходимо разрушить оксидную пленку, формирующуюся на поверхности металла. Чтобы решить эту задачу, для сварки применяют постоянный ток, а полярность устанавливают обратную

В данном случае добиваются эффекта катодного распыления, с помощью которого и удается разрушить такую тугоплавкую пленку.

https://youtube.com/watch?v=GrVBaIZ3ddE

Сложности при сварке изделий из алюминия

Выполненные из алюминия детали покрыты оксидной пленкой, которая обладает высокой температурой плавления – 2000 градусов Цельсия. В то время как сам металл плавится уже при 600 градусах. Поэтому перед началом работ пленку нужно удалить: химическим или механическим путем. Стоит помнить, что сваривать алюминий следует начинать сразу после удаления тугоплавкой пленки, чтобы избежать повторного окисления поверхности – это происходит при контакте металла с содержащимся в воздухе кислородом.

Дополнительные сложности создает тот факт, что при нагревании цвет металла не меняется. Поэтому сложно контролировать, чтобы сварной шов был одного размера на всем участке. Свариваемая конструкция может изменить форму из-за низкого значения модуля упругости. По этой же причине при остывании изделия в районе сварочной ванны могут образовываться микротрещины.

Зная об этих сложностях, можно самостоятельно сварить алюминий инвертором, не прибегая к помощи специалистов.

Требования к сварке

Сваривать алюминий необходимо строго следуя следующим правилам:

• Сварка производится только под защитой, которую обеспечивают инертные газы. Как правило, используется аргона и его смесь с гелием. Соответственно, инверторный аппарат необходимо оснастить оборудованием аргонодуговой сварки.
• Использовать лучше вольфрамовые электроды для алюминия – они не плавятся. В процессе работы нужно периодически счищать с них окислы, иначе качество шва ухудшится.
• Работы производятся при помощи переменного электрического тока, силу которого устанавливают больше, чем при работе со стальными изделиями.
• Чтобы сварной шов не деформировался из-за перепада температур, необходимо прогреть рабочую поверхность перед сваркой.
• Присадочные электроды для алюминия предварительно прогревают, помещая их в муфельную печь.

Оборудование для работы

Для сварки алюминиевых или изготовленных из сплавов алюминия заготовок могут использоваться аппараты инверторного типа, отличающиеся по производительности и степени автоматизации процессов работы. Если нет возможности приобрести полуавтомат, можно установить приставку к инвертору, которая будет генерировать переменный ток. Это позволит эффективно работать.

В случае, когда производится сварка алюминия инвертором типа «TIG», используются неплавящиеся вольфрамовые электроды и присадочная проволока диаметром 2-5 мм нескольких маркировок: АО, АД и АК. В ней содержится большое количество присадок сплавов магния.

Также в работе можно использовать следующие электроды для сварки алюминия инвертором: российские марок ОЗА, ОЗР ОЗАНА; либо импортные образцы марок ОК 96.20, ОК 96.40, Kobatek-213.

Проволока для полуавтоматических сварочных инверторов для алюминия обладает диаметром 0,8-1 мм. Она выпускается в катушках, вес которых составляет полкилограмма. Оптимально использовать проволоку, изготовленную из литий-кремниевого сплава двух марок – ER 4043 и ER 5356. Либо марки проволоки из сплава магния с алюминием – Св-АК 5 или Св-АМг 5.

Аргонодуговой метод (AC TIG) сваривания алюминиевых деталей в основном используется при тщательной сварке. В результате не образуется пор и грубых швов. Переменный ток позволяет расплавить тугоплавкий оксидный слой на поверхности материала и создать сварочную ванну, которая необходима для соединения элементов конструкции. При использовании аппарата такого типа можно ремонтировать тонкостенные изделия из чистого металла и его сплавов. Однако, он довольно чувствителен к загрязнению используемых электродов – по этой причине их очистку нужно производить своевременно.

Недостатки

• Подготовка к работе занимает более длительный отрезок времени;
• Себестоимость процесса спаивания становится более высокой;
• Работа становится менее безопасной, так как емкость, в которой находится газ, может взорваться, если на нее будет воздействовать открытый источник огня, или же шланги могут пропускать газ, что также нанесет вред организму;
• Оборудование для работы является более дорогостоящим.

Материалы и инструмент

• Основным инструментом является газовая горелка, которая пропускает через себя газ под давлением. Во время горения он расплавляет металл припоя и действует, как главная сила температурной обработки. За счет регулировки подачи давления определяется общая температура пламени.
• Емкость с газом, которая может быть представлена небольшим баллоном. Здесь находится расходный горючий материал, который должен быть надежно изолирован от внешнего воздействия.
• Шланг для соединения горелки и баллона. Его самого, а также соединения, следует всегда проверять на целостность перед использованием.
• Припой для пайки алюминия, который выбирается согласно той разновидности процедур, с которыми будет взаимодействие. Когда идет пайка алюминия газовой горелкой присадочная проволока выбирается по составу основного металла.
• Флюс для улучшения свойств спаивания. Он преимущественно используется для толстых заготовок, но также используется и для пайки различных сортов металла, таких как пайка алюминия со сталью газовой горелкой, или особо сложных случаев.

Температура плавления проволоки всегда должна быть ниже температуры плавления основного металла.»

Пошаговая инструкция

1. Для начала проводится подготовка поверхности металла, для чего осуществляется предварительная зачистка поверхности детали мелкой металлической щеткой или наждачной бумагой. Также нужна обработка растворителем, который поможет ликвидировать налеты жира и масла, убрать оксидную пленку и прочие негативные эффекты.
2. Затем необходимо обработать всю поверхность, где будет проходить пайка, флюсом. Это поможет улучшить свойства спаивания, текучесть и смачиваемость материала.
3. После нужно прогреть заготовку при помощи горелки, чтобы припой смог лучше расплавиться и растечься по поверхности.
4. После этого уже можно приступать к спаиванию, поднеся припой или присадочную проволоку к поверхности заготовки и зажечь горелку. Обрабатывая пламенем горелки расплавить материал, чтобы он растекся по поверхности и застыл там. Накладывание нескольких слоев может проходить в несколько этапов.
5. В конце, когда расходный материал заполнит все трещины и выемки, образуя ровную поверхность, нужно дать остыть и проверить качество соединения.

Если толщина детали более 4 мм, то следует заняться разделкой кромок, так как алюминий иначе не пропаяется.»

Расход припоя, г
Расход газа, мл
1-2
0,5-1
3-5

2 -4
1-1,5
5,5

6
1,5
7

10
2
11

Техника безопасности

Перед каждым использованием газовой техники нужно проверять целостность и исправность работы газового баллона, шлангов и прочих. Баллоны нужно держать максимально далеко от открытого пламени. Вблизи рабочего места не должно быть никаких легко воспламеняемых предметов, а также горючих вещей.

Сложность пайки алюминия не только в домашних условиях, но и в условиях промышленного производства, обусловлена в первую очередь особыми свойствами этого металла, что делает его принципиально отличным от других разновидностей цветных металлов, активно используемых как в промышленности, так и в быту.

Металл алюминий обладает целым набором парадоксальных свойств, то есть свойств, которые взаимно исключают друг друга, но тем не менее легко уживаются в одном металле.

С одной стороны, это очень легкоплавкий металл, температура плавления чистого алюминия составляет 660 градусов. Это химически очень активный металл. Алюминий способен мгновенно вступать в химические реакции практически со всеми активными веществами. Это очень мягкий и не очень прочный металл.

С другой стороны, крайне высокая химическая активность алюминия приводит к тому, что он мгновенно вступает в химическую реакцию с кислородом, содержащимся в окружающем воздухе, с образованием на своей поверхности плёнки оксида алюминия: Al2O3. Оксид алюминия имеет второе название — корунд. Это очень прочное, абсолютно химически инертное вещество. Температура плавления: 2400 градусов. Используется в промышленности как огнеупорный материал.

Особенности сварки инвертором

Инверторная сварка является самой подходящей и лучшей для изделий из алюминиевой основы. Процесс сварки металла выполняется в специальной оболочке из защитного газа, которая зачастую состоит из аргона. Обязательно используются вольфрамовые электроды с неплавящейся структурой.

Однако во время проведения сварочных работ поверхность данного электрода всегда требуется чистить. Дело в том, что на них скапливаются наросты, которые состоят из окисей вольфрама. В результате этого сильно ухудшается качество сварного шва.

Для удаления наростов применяется абразивный диск. При помощи него производится заточка электродов. Это позволяет сделать их поверхность чистой и гладкой, на ней не возникают заусенцы и канавки. Для заточки рекомендуется использовать отдельный диск, которые не применяется для других элементов.

Кроме этого можно самостоятельно снизить появления больших наростов на поверхности вольфрамовых электродов. Для этого данные элементы рекомендуется подвергнуть сильному охлаждению при помощи газа.

Инвертор для работы с алюминием

Изучая вопрос, чем сваривают алюминий стоит обратить внимание на функциональные устройства — инверторы. Данные приборы для сварки этого металла могут быть разными — они могут отличаться по конструкции и по модификациям

Чаще всего применяются полуавтоматические модели, но иногда могут использоваться электродуговые установки.

Основное преимущество инверторных устройств состоит в том, что они всегда подают стабильное напряжение. Именно это обеспечивает высокое качество сварного шва. Также как и у полуавтоматических устройств, у инверторного оборудования предусмотрена специальная приставка, которая обеспечивает высокую защиту во время работы в газовой среде.

Обычно данная приставка имеет маркировку TIG. Зачастую на многих аппаратах предусмотрена функция, которая позволяет производить быстрый переход в режим эксплуатации в среде защитных газов.

При проведении сварки алюминиевых труб и других элементов из данного цветного металла при помощи инверторного оборудования важно помнить несколько важных рекомендаций:

на поверхности изделий из алюминия всегда образуется оксидная пленка, которая может затруднить сварочный процесс

Именно по этой причине важно предварительно поверхность обработать при помощи абразивного диска, он поможет полностью устранить пленку;
при нагревании алюминий и его сплавы не изменяют цвет. Именно это намного усложняет процесс контролирования состояния сварочной ванны;
важно помнить, что сварочные работы с использованием инвертора, которые проводятся дома, должны выполняться правильно

В этом деле не стоит спешить, необходимо выждать время, чтобы было нужное прогревание;
если металл прогреть слишком сильно, то это может привести к деформированию детали. При проведении сварки алюминия с медью и другими цветными металлами в домашних условиях требуется дополнительно вместе с инвертором использовать специальную приставку, она позволит обеспечить контроль над проведением работы и предоставить возможность создать качественный, прямой и прочный шов;
способы и особенности сварки алюминия и его сплавов практически ничем не отличаются от сварки черных металлов. Для того чтобы справиться самостоятельно с процессом обработки алюминия достаточно иметь минимальные навыки. Дополнительно можно изучить специальную литературу и видеоматериалы.

Конечно, если соблюдать вышеперечисленные рекомендации при сварке алюминия в домашних условиях, все равно не получится получить шов высокого качества. Стоит учитывать, что процесс сваривания достаточно тяжелый и затратный.  Самым лучшим вариантом будет приобретение осциллятора. Данный прибор позволит выдавать необходимые параметры тока.

Если при сварке будет применяться осциллятор, то обязательно дополнительно потребуются вольфрамовые электроды. Могут использоваться плавящиеся и неплавящиеся расходники. Все зависит от вида шва, который требуется получить в результате, а также от материала, применяемого в процессе работы.

Обычно самые прочные сварные алюминиевые конструкции получаются при проведении термического сваривания. Однако данный способ невозможно выполнить в домашних условиях. Для него потребуется подготовить специальную смесь, которая должна состоять из свинцовой стружки, марганцовки, алюминиевой пудры, канифоли.

Для этого обязательно требуется знать точные пропорции всех компонентов. Полученная смесь высыпается в область трещины и поджигается, это все приводит к возникновению небольшого взрыва, который и вызывает сплавление шва.

Похожие записи:

Ликбез по гидрозатвору: какой лучше для браги и как его грамотно поставить, чтобы она не прокисла Как открутить круглую гайку на смесителе Деревянная машинка для детской площадки своими руками: используемые материалы и идеи Поделки из коряг: разновидности и варианты изготовления своими руками Мощная wi-fi антенна для дачи своими руками Модели и особенности промприборов для промывки золота