Cварка алюминия постоянным и переменным током. Сварка алюминия на постоянном токе в среде аргона
Сварка алюминия на постоянном токе
Для начала, хотелось бы сказать, что алюминий получил такую популярность оттого, что имеет ряд характеристик, достаточно привлекательных для строительства. Он является достаточно прочным материалом, у него низкая плотность и, что примечательно, он не поддается коррозийным воздействиям благодаря своей оксидной пленке.
Также стоит отметить и тот факт, что чистый алюминий используют не во всех отраслях, а только в исключительных, например – химической, ведь там не понадобится большая ударная прочность. Для того, чтобы ее достичь, возможно сделать сплав из алюминия, который в результате превзойдет даже самые крепкие известные металлы. Например сплавами являются дюралюминий и силумин которые значительно отличаются от своего родителя.
Сваривать алюминий можно на переменном токе и на постоянном. Последний вариант будет доступен только при наличии обратной полярности. Это, как правило, его нельзя избежать – оно является золотым правилом для данного металла.
Какие существуют особенности для сваривания алюминия или же сплавов из него?
Самое важное, о чем должен помнить сварщик – это то, что алюминий имеет оксидную пленку, избавляться от которой для начала работ обязательно придется, а дело это, мягко говоря, не из простых. Оксидную пленку нужно будет расплавить, а она, как известно, достаточно сложно поддается этому процессу. Как правило для разрушения при сварке используют осциллятор.
Именно поэтому, нужно тщательно подойти к вопросу выбора необходимых материалов для сваривания алюминия. Если прислушиваться к специалистам, то они рекомендуют использовать исключительно обратную полярность при сваривании алюминия на постоянном токе. Если данный вопрос не решить, то сварщик обязательно столкнется с неприятными моментами в процессе своей работы, такими, как:
- дуга будет сложно зажигаться;
- держать ее будет практически невозможно;
- избежать сильных разбрызгиваний не удастся;
- шов будет далеко не идеальным: на нем появятся прожоги и черный налет.
Если использовать обратную полярность, то вам удастся избавиться от оксидной пленки, которая, по большому счету, и является причиной плохого сваривания. А вот конечный результат порадует вас более.
Какие применять технологии?
Первое, о чем нужно сказать, это то, что сварка на постоянном токе производится в режиме mig. Наиболее оптимальным вариантом будет, если вы станете использовать те устройства, в которых уже изначально подразумевается сварка алюминия.
Вся работа будет производится в аргоновой среде. Для полноценного результата, нужно подключить изделие из металла к отрицательному полюсу, а вот электрод – к положительному. Именно обратная полярность обеспечит вам отличную свариваемость материалов благодаря тому, что появится должная термическая нагрузка.
Обратите внимание и на то, что сегодня на рынке можно встретить присадочные материалы и для сварки на постоянном токе методом MMA. Эти электроды будут иметь ряд особенностей, отличающихся от вышеописанных – их состав базируется на хлористых и фтористых солях.
Сварка инвертором на постоянном токе электродами по алюминию метод мма.
Самое важное, приступая к работе, не забывать о технике безопасности, об положенных инструкциях и технологиях. И тогда все обязательно получится!
3g-svarka.ru
Cварка алюминия постоянным и переменным током
Алюминий и его сплавы характеризуются легкостью, прочностью, устойчивостью к коррозии. Такой комплекс свойств делает металл широко востребованным в различных сферах промышленности. Сварка изделий из алюминия ведется практически всеми известными промышленными способами. Возможна работа с постоянным током обратной полярности и с переменным током.
Особенности работы с металлом
Сварка алюминия постоянным током или переменным сопровождается образованием защитной оксидной пленки на поверхности металла. Оксид алюминия – тугоплавкое соединение. Оно отрицательно влияет на стабильность процесса сваривания и снижает прочность сварного шва (образуются непровары). Эта особенность требует тщательного подхода к выбору материалов и методов работы.
Так, работать лучше вольфрамовыми электродами с использованием переменного тока. Постоянный ток тоже позволяет сваривать алюминий, но при условии обратной полярности. Разрушение тугоплавкой пленки происходит в полупериод обратной полярности. Прямая полярность – это большое количество брызг, проблемы со стабилизацией дуги и черный налет на поверхности шва (прожоги).
Сварка алюминия переменным током
Сварка алюминия переменным током производится в среде аргона или гелия. Режим работы тока — TIG.
Специалисты советуют использовать метод вытянутой руки, но без выхода электрода из защитной среды.
TIG-сварка применяется для изготовления металлоконструкций из алюминия в химической, пищевой, авиационной промышленности, в некоторых ядерных технологиях. В качестве присадки используют алюминиевую проволоку. Тонкие листы можно сваривать без присадки.
Особенности процесса:
Угол наклона горелки в вертикальной плоскости не менее 15 и не более 40 градусов.- Расход газа может достигать 12 л/мин в зависимости от диаметра форсунки.
- По окончанию сварки проводят продувку газом, чтобы защитить шов и охладить вольфрамовый электрод.
При аргонодуговой сварке рекомендуется подключать осциллятор дополнительно к основному источнику питания, чтобы облегчить поджиг. Устройство подает на электрод высокочастотные импульсы с большим напряжением, которые помогают ионизировать защитный газ. После зажигания дуги осциллятор работает в режиме стабилизатора, подавая импульсы только во время перемены полярности. Это позволяет добиться более ровного горения.
Сваривание постоянным током
Сварка алюминия на постоянном токе обратной полярности проводится в режиме MIG.
Лучше использовать импульсно-дуговые аппараты, в которых предусмотрена программа сварки алюминиевых сплавов.
Для создания инертной среды берут аргон. На электрод подключают положительный полюс, а на металлоконструкцию – отрицательный.
Обратная полярность нужна для создания термической нагрузки, при которой плавится оксидная пленка. Это обеспечивает надежное сваривание кромок изделия. Недостатком метода считается невозможность регулирования плотности тока.
Особенности сварки переменным током:
- Вертикальный угол наклона горелки должен находиться в диапазоне 10-20 градусов.
- Нельзя допускать попадания воздуха в среду защитного газа.
- Форсунка должна находиться на расстоянии 10-15 мм от металла.
Существуют технологии безаргонной сварки электродами на основе хлоридов и фторидов металлов. Эти соединения стабилизируют дугу и позволяют расплавить оксидную пленку.
При выборе метода сварки алюминия и его сплавов ориентируются на предназначение изделий и условия их эксплуатации. Качество сварного шва должно быть оптимальным для конкретных условий.
steelguide.ru
применение неплавящихся и плавящихся электродов
Сварка металлов давно используется по всему миру. Если сварка стальных конструкций не вызывает проблем, то возможность сварки алюминия у многих вызывает сомнение. Однако многие сомнения исчезнут, если решить вопрос, как варить алюминий аргоном.
Схема аппарата TIG для аргонодуговой сварки.
Алюминий, действительно, специфичный материал и вызывает некоторые дополнительные требования. Еще больше усложняют картину многочисленные алюминиевые сплавы, которые широко применяются как в производстве, так и в быту. Несмотря на некоторые сложности, такая проблема, как варить алюминий аргоном, решается достаточно просто даже в бытовых условиях.
Специфика работ
Процесс аргонодуговой сварки.
Одной из главных проблем при сварке алюминия является быстрое его окисление на воздухе. На поверхности алюминия появляется очень тугоплавкий оксид алюминия (плавится при температуре выше 2000ºС), образует плотную пленку. Перед началом или в процессе работ эту пленку необходимо удалить.
Воздействие высокой температуры существенно уменьшает механическую прочность алюминия, что может привести к разрушению материала на участках, примыкающих к сварному шву. Кроме того, алюминий имеет повышенную текучесть расплава, которая усложняет удержание его в зоне сварного шва. Цвет алюминия не изменяется при прогреве, что не позволяет точно контролировать зону и степень разогрева.
Алюминий имеет повышенный коэффициент линейного расширения при низком модуле упругости, что объясняет его стремление к деформации. Для устранения риска появления деформаций в сварочной зоне необходимо проведение, например, предварительного подогрева.
Повышенная теплопроводность алюминия для его сварки требует более высокое количество тепла, поэтому увеличиваются энергозатраты и мощность источника тока. Для алюминия и особенно для сплавов его с магнием характерно появление водородной пористости в сварном шве. При сварке велик риск горячего растрескивания материала сварного шва, вызванного напряжениями при его кристаллизации.
Вернуться к оглавлению
Принцип сварки аргоном
Принципиальная схема аргонодуговой сварки.
Достаточно эффективным способом, позволяющим варить алюминий, является сварка при помощи электрической дуги, плавящей металл в инертной среде. Инертность среды в сварочной зоне обеспечивается подачей аргона особой чистоты. Допускается использование смеси аргона с гелием. Такая среда позволяет предохранить свариваемый материал от окисления при повышенной температуре во время сварки за счет того, что аргон практически не вступает в химические связи с другими материалами сам и при этом вытесняет воздух из сварочной зоны.
Электродуговая сварка в среде аргона осуществляется с использованием специального инструмента — горелки. Горелка содержит канал, по которому аргон подается в зону ведения работ. Внутри горелки устанавливается электрод. Верхняя часть горелки и электрода охлаждаются жидкостью. В качестве электродов могут применяться плавящиеся и неплавящиеся электроды. Чтобы обеспечить металлом сварной шов, используется присадочный пруток или проволока, материал которой, расплавляясь при нагреве, заполняет объем шва. Пруток подается в сварочную зону вне горелки.
Сварка металла производится при помощи электрической дуги, которая зажигается между поверхностью металла и электродом. Для зажигания и поддержания дуги на электрод подается сварочный ток постоянного или переменного напряжения.
Вернуться к оглавлению
Подготовка поверхности
Схема аргоновой сварки вольфрамовым электродом.
Спецификой сварки алюминия является требование к тщательной подготовке поверхности перед началом работ. Главная задача подготовки — разрушить оксидную пленку, и проводится это в несколько этапов. Прежде всего поверхность очищается от пыли и грязи, а кромки соединяемых заготовок очищаются и немного закругляются вверху напильником.
На следующем этапе поверхность обрабатывается растворителем. Для алюминия и его сплавов следует использовать органические растворители или щелочной раствор следующего состава: 50 г фосфатно-натриевой соли, 50 г соды, 30 г жидкого силикатного стекла из расчета на один литр воды. Перед обработкой раствор целесообразно нагреть.
После очистки растворителем производится механическая обработка алюминия металлической щеткой. Такую щетку можно изготовить из проволоки диаметром 0,1-0,2 мм. Всю обработку поверхности материала следует закончить не позднее чем за 3 часа до начала работ, чтобы избежать появления новой пленки.
Вернуться к оглавлению
Применение неплавящихся электродов
Схема аргоновой сварки алюминия.
Сварка алюминия может производиться с использованием электрода, который сам не плавится в зоне сварки. Такой электрод только обеспечивает образование электрической дуги между ним и поверхностью заготовки. Металл для заполнения сварного шва образуется путем расплавления присадочной проволоки.
Чаще всего в качестве неплавящихся при сварке электродов используются вольфрамовые электроды. Диаметр таких электродов составляет 2-6 мм. Варят вольфрамовыми электродами алюминиевые заготовки толщиной до 12 мм.
Сварка алюминия с применением вольфрамовых электродов осуществляется, обычно, на стандартных сварочных установках типа УДГ, обеспечивающих подачу переменного тока необходимой силы. Установка способна подавать аргон со скоростью до 15 л/мин. Величина переменного напряжения в сварочной цепи при использовании аргона поддерживается 15-20 В.
Таблица выбора проволоки для сварки алюминия.
В качестве присадочного материала находит применение алюминиевая проволока на основе чистого алюминия типа АО или АД. При работе с алюминиевыми сплавами применяется проволока или пруток с составом, аналогичным или близким к составу сплава. Так, для алюминиево-магниевых сплавов используется присадка из того же сплава с содержанием магния, немного (до 1,5%) превышающим содержание его в самом сплаве.
Режим сварки алюминия вольфрамовыми электродами зависит от диаметра электрода и толщины алюминия. Можно рекомендовать некоторые конкретные параметры процесса. Так, для сварки листов толщиной до 2 мм электродом диаметром 2 мм следует применить присадочную проволоку диаметром до 2 мм, а силу сварочного тока установить в пределах 50-70 А. Для заготовки толщиной 4-6 мм и электроде диаметром 3 мм — диаметр присадки до 3 мм, сила тока — 100-130 А, а при электроде диаметром 4 мм сила тока увеличивается до 160-180 А. Сварка алюминия толщиной до 10 мм электродом 5 мм требует установки силы сварочного тока 220-300 А.
Схема газовой сварки алюминия.
Сварка алюминия с использованием неплавящихся электродов производится в один или несколько заходов, в зависимости от толщины заготовок. При толщине алюминия до 3 мм процесс сварки можно выполнить за один проход (при условии использования керамической подкладки под сварочный шов для удержания расплава). Сварка алюминия толщиной до 6 мм потребует двух проходов. Сварка при толщине более 6 мм вызывает необходимость создания скосов на кромках свариваемых заготовок и четырех проходов сварки.
Зажигание дуги в среде аргона (особенно при использовании вольфрамовых электродов) путем касания электродом поверхности металла не используется. Наиболее эффективный способ — применение осциллятора, подающего на электрод высокочастотные импульсы высокого напряжения. Эти импульсы осуществляют ионизацию зоны дуги и обеспечивают ее зажигание при подаче сварочного тока без касания электродом поверхности металла. При отсутствии осциллятора зажечь дугу можно, только повышая сварочный ток при минимальном дуговом промежутке.
Вернуться к оглавлению
Постоянный ток: применение плавящихся электродов
Таблица режимов сварки алюминия.
Сварка алюминия постоянным током в среде аргона возможна при использовании плавящихся электродов. Такие электроды под действием электрической дуги плавятся и заполняют пространство между свариваемыми деталями. Применение в этом случае присадки не обязательно.
При создании дуги постоянным током применяются сварочные инверторы, например, типа вд-200. Основным преимуществом сварных работ постоянным током является стабильность дуги и возможность плавной регулировки сварочного тока. Дуга зажигается и поддерживается постоянным током обратной полярности. Такая полярность обеспечивает разрушение оксидной пленки на поверхности алюминия, что также относится к преимуществу способа.
В качестве плавящихся электродов в последнее время находят широкое применение покрытые электроды типа озана-1 для технического алюминия и электроды типа озана-2 для некоторых алюминиевых сплавов.
Метод аргоновой сварки с применением плавящегося электрода.
Эти электроды формируют состав сварочного шва, близкий к самому материалу. Расход электродов типа «озана» в среднем составляет 2-2,2 кг на один килограмм наплавленного металла. Из других плавящихся электродов следует отметить электроды ОК96.10 с покрытием щелочными солями для технического алюминия, а также электроды ОК96.20 для сплавов, в т.ч. алюминиево-магниевых сплавов.
Плавящиеся электроды для алюминия имеют повышенную гигроскопичность, поэтому перед употреблением требуется их просушка при температуре до 150ºС не менее получаса. При этом их использование после просушки должно быть не более суток.
Режим зависит от диаметра электродов и толщины металла. При сварке алюминия толщиной до 10 мм нужно придерживаться следующих рекомендаций: при диаметре электрода 3 мм сила постоянного тока устанавливается в пределах 60-90 А, при диаметре 4 мм — 90-125 А, при диаметре 5 мм — 120-150 А. При сварке перемещение электрода в поперечном направлении надо сделать минимальным.
Для формирования качественной структуры металла в зоне сварки кромки и прилегающие участки алюминиевых деталей необходимо предварительно подогреть, например, с помощью газовой горелки.
Температура нагрева выбирается с учетом марки материала и толщины. В среднем требуется нагрев до 400 градусов. После окончания процесса сварки надо обеспечить медленное охлаждение сварного шва.
Вернуться к оглавлению
Дополнительные рекомендации
Качество сварного шва улучшается при проведении дополнительной обработки кромок соединяемых заготовок. При сварке алюминия толщиной менее 5 мм обработка кромок обычно не проводится. В случае сварки алюминия толщиной 5-10 мм рекомендуется сточить верхний край кромки, образуя V-образную форму сварного шва. При работе с металлом толщиной более 10 мм часто применяется Х-образная обработка кромки, т.е. фаска снимается и сверху, и снизу. Кроме того, сварной шов формируется с обеих сторон заготовки.
Сварку алюминия рекомендуется производить только встык. Такие виды соединения, как внахлест или тавровое, создают опасность накопления шлаков в зазорах, что вызовет усиленную коррозию прилегающих участков металла.
После формирования сварного шва необходимо тщательно очистить его от шлака. Даже небольшой его остаток ведет к химическим взаимодействиям, разрушающим металл. Шлак убирается путем промывки горячей водой и механической очистки металлической щеткой.
При проведении работ необходимо контролировать поступающий аргон. Остановка потока недопустима.
Вернуться к оглавлению
Необходимый инструмент
При сварке алюминия потребуется следующий инструмент:
- горелка газовая или паяльная лампа;
- болгарка;
- напильник;
- круг наждачный;
- молоток;
- долото;
- плоскогубцы;
- отвертка;
- щетка металлическая;
- штангенциркуль;
- ключи гаечные.
Электродуговая сварка в среде аргона показала свою эффективность при сварке алюминия и его сплавов. Варить алюминий этим способом вполне можно самому в бытовых условиях при наличии оборудования и определенных навыков.
moiinstrumenty.ru
Сварка алюминия постоянным или переменным током
Алюминий и его сплавы применяются в самых разных отраслях промышленности, а свою популярность и распространенность металл получил благодаря таким характеристикам, как низкая плотность, устойчивость к коррозии и ее пагубному воздействию, а также большая удельная плотность.
Чистый алюминий применяется в таких сферах, как электротехника, химическая и пищевая промышленность, потому как данный металл имеет невысокую прочность. Его сплавы находят более широкое применение, потому как их прочность выше, чем чистый металл. Примечательно, что некоторые сплавы алюминия по прочности превосходят чугун, некоторые виды стали и некоторые цветные металлы и их сплавы. Сваривание алюминия часто производится с использованием обратной полярности. Это связано с несколькими особенностями алюминия и его сплавов.
Главной особенностью работы при сваривании алюминия является образование оксидной пленки во время сварочного процесса. Образовавшаяся пленка характеризуется высокой тугоплавкостью и может образовываться на поверхности сварочной ванны, препятствуя высокому качеству сварочного соединения, и сказывается на стабильности проведения сварочных работ не исключая возможности образования непроваров и трещин в швах.
По приведенным выше причинам сварка алюминия во многом зависит от правильного подбора сварочного тока. Многие специалисты рекомендуют применять для сварки вольфрамовые электроды, которые принято считать неплавящимися. Стоит отметить, что мнения специалистов в отношении сварочного тока немного различаются, ведь одни советуют применять только переменный ток, а другие не исключают возможности применения постоянного тока с условием создания обратной полярности.
При использовании постоянного тока прямой полярности, можете ожидать следующие проблемы:
- - быстрое плавление присадочного прутка, не сплавляясь с основным металлом;
- - сварочный шов с прожогами и налетом черного цвета;
- - высокая сложность поддержания сварочной дуги;
- - сложности с поджогом дуги;
- - сильное разбрызгивание металла;
Сваривание алюминия с применением обратной полярности позволяет с успехом преодолевать оксидную пленку и производить сваривание высокого качества.
Сварочные работы с алюминием и его сплавами с помощью переменного тока производятся в среде защитных газов. Обычно для такой цели используется популярный инертный газ аргон. При выполнении сварочных работ нужно использовать TIG-режим на переменном токе.
Для успешного сваривания алюминия переменным током требуется поддерживать вертикальный угол горения горелки, рассчитывать расход газа, после завершения работы совершить продувку газом, что позволит защитить сварочный шов от негативного воздействия окружающей среды и других факторов.
3g-svarka.ru
сварка алюминия на постоянном токе
В новом эпизоде Время сварки@7 мы рассмотрим процесс TIG сварки алюминия на постоянном токе DC «минус». Многие люди думают, что единственным способом для аргонодуговой TIG сварки алюминия является наличие аппарата с переменным током AC...
Но это неправильно! На самом деле, чтобы получить качество сварных швов алюминия с контролем на рентген - предпочтительнее сварить его на постоянном токе DC - со 100% гелием в качестве защитного газа. Смотрим!
Всем привет! Добро пожаловать на передачу «Время сварки». Я мистер ТИГ.
Сегодня мы начинаем снимать серию видео, посвященных сварке алюминия постоянным током. Да, вы не ослышались, я сказал постоянным током. Не так много людей работает таким способом. Процессом DC «минус». Это значит, что нам нужно будет выбрать подходящий защитный газ – мы воспользуемся 100 процентным гелием. Это очень важный момент. Если вы попробуете смесь газов, скажем, гелий и аргон, у вас ничего не выйдет.
Также вам нужно знать сплавы, с которыми вы можете работать. Но в первую очередь стоит поговорить о том, в каких случаях вы будете варить такой сваркой. Ведь можно воспользоваться AC сваркой на переменном токе, с очисткой окисной пленки, с управлением полуволнами переменного тока, и это значительно облегчило бы нам работу. Но в данном выпуске мы рассмотрим сварку материала достаточно большой толщины. К примеру, от 5 до 15 миллиметров.
Я собираюсь сварить эти две пластины. Между ними не будет никакого зазора. Сейчас я соединю их и положу на эту керамическую деталь, у которой есть выемка. Эта выемка позволит металлу полностью проплавиться. Вот так оно будет выглядеть в конце нашей работы. Перед тем как я начну варить, нужно вернуться к настройкам. Сварочный аппарат должен быть установлен на DC «минус». Я буду работать со 100% гелием. Его подача должна быть минимальной. Вам также нужно использовать выступающий вольфрамовый электрод – как при сварке нержавеющей стали, с той только разницей, что вы варите в гелии.
DC сварка не предусматривает никакой очистки. Вашим глазам придется привыкнуть к ванне. Лучший способ сделать это – поварить немного для тренировки. Вы увидите, что оксиды остаются на поверхности, они не смешиваются с ванной, и вам, по сути, приходится прорываться через корку. Благодаря гелию температура будет очень высокой и проплавление будет невероятно глубоким. Для получения достаточного проплавления в данном случае мне нужно работать примерно на 180 амперах или немного меньше. Когда вы приступите к работе, вначале просто включите аппарат и посмотрите, каким будет проплавление.
Данной сваркой нельзя работать со всеми видами алюминия. Я расскажу вам о самых популярных вариантах. Вот это у нас 6061. Не важно, Т6 ли это, Т4 или 6061, присадочный металл будет 4043. Вам не стоит брать 5356, так как он содержит магний, и сварка выйдет очень грязной. Помните: 6061 и 4043 в качестве присадочного металла. Существуют сплавы, которые очень хорошо варить постоянным током DC. Это серия 1100, чистый алюминий. Также очень удачным вариантом будет сплав 2219. Сейчас я надену халат, включу аппарат, соединю пластины и сварю их за один проход.
Вы видите, что гелий светится немного по-другому. Смотрите на эту светящуюся сферу и добавляйте присадочный материал в ее центр. Эта сфера – все, что вы сможете видеть на всем протяжении сварки. Я добавляю присадочный металл. Сварочная дуга очень горячая. Теперь я вижу проплавление. Продолжаю добавлять присадочный металл. Проплавление будет видно только тогда, когда вы будете на середине работы. У нас сейчас 150-180 ампер. Вот и все.
Такая сварка не выходит настолько идеальной как на переменном токе, поэтому я почищу ее проволочной щеткой, которая отлично убирает всю грязь. В отличие от AC сварки, DC не убирает за вас оксиды, и вам придется заниматься этим самому. Вы наверно заметили, что я использовал обычную сварочную маску, без автоматического затемнения. Это из-за того, что мы использовали гелий, и его излучение достаточно яркое и сильное для того, чтобы изменять затемнение. Такая маска будет в данном случае оптимальным вариант. Это у нас затемнение номер 10.
Есть один момент, на который я хотел бы обратить ваше внимание. Если бы вы варили AC процессом, то вы бы не смогли проварить это однопроходным швом. Этот процесс позволяет работать с продуктивностью 300%. С DC сваркой вам также будет очень легко держать ритм работы, и, что важно, для нее существует огромное количество применений.
Спасибо за то, что смотрели «Время сварки». Я мистер ТИГ. Подписывайтесь на видеоканал Смарт Техникс и следите за новыми роликами!
www.smart2tech.ru
