Особенности сварки алюминиевых конструкций. Можно варить алюминий полуавтоматом

Можно ли варить алюминий в углекислоте

Не так давно я заинтересовался сваркой алюминия, как же все таки его можно сварить надёжно и качественно. Почитал литературы и решил описать все как есть чтоб вам было проще в будущем.

Первая мысль которая пришла мне в голову это: можно ли произвести сварку обычным полуавтоматом с применением углекислоты, так как в наличии имеется полуавтомат с углекислотой.

Варил я этим аппаратом только как правило обычную сталь, профильные трубы и прочие мелочи, а вот сталкиваться с цветными металлами не приходилось. И так начал я выяснять варят все же или нет с применением углекислого газа алюминий, как еще привыкли говорить углекислотная сварка.

Ответ могу дать прямо сейчас, но все же не буду торопить события и расскажу так как есть, по порядку. При сварке алюминия проблема всегда заключается в том что она покрыта невидимым слоем защиты, которую обычно называют оксидной пленкой. Температура плавления этой самой невидимой оксидной пленки составляет 2055 градусов по Цельсию, а температура самого алюминия составляет 660 градусов.

Слово оксидная образовалось от слова окисление или оксид . Например ржавчина на металле образуется в процессе окисления, а у алюминия образуется не ржавчина, а просто невидимая пленка.

Оксидная пленка образуется сразу как только будет контакт с кислородом, а в углекислоте есть кислород так что сварить не получится. Пленка эта будет мешать постоянно. Еще нужно учесть то что алюминий такой материал который при воздействии температурой из твердого состояния сразу переходит в жидкий. Даже если купить проволоку алюминевую для полуавтомата все равно углекислотой варить не получится. Углекислый газ состоит из одной части углерода и двух частей кислорода, отсюда и формула которую пишут на баллонах co2. c - это углерод , o - это кислород. 2 - говорит о том что кислорода две части. Еще углекислота, диоксид углерода, двуокись углерода, это все одно и тоже.

А как вы понимаете при контакте с кислородом алюминий моментально пытаясь защититься образует оксидную невидимую пленку. Из за того что алюминий реагирует с этим газом его называют активным отсюда и название маг(mag) . Слышали говорят "маг миг"(mag/mig) сварка?! Так вот "маг" с английского переводится как " метал актив газ " проще говоря сварка металла в активном газе. А "миг": металл инерт газ - сварка металлов в инертном газе. Инертный газ не реагируют с алюминием и не содержит кислорода тем самым защищает сварочную ванну.

И тут назревает вопрос, а что если баллон с углекислотой заменить на аргоновый и купить проволоку алюминевую. Да об этом можно почитать на данном форуме по ссылке: http://www.chipmaker.ru/topic/46424/

3g-svarka.ru

Как сварить алюминий полуавтоматом?

1. Физико-химические свойства алюминия и его виды

Алюминий является одним из самых востребованных в промышленности металлом и при этом одним из самых трудно свариваемых. Причины сложности сварки алюминия кроются в его физико-химических свойствах. Рассмотрим каждый из факторов отдельно:

Большая теплопроводность. Высокая теплопроводность означает, что для того, чтобы нагреть металл, потребуется значительно больше энергии дуги, т.к. тепло очень быстро передается от более нагретых зон к менее нагретым зонам и чем больше габариты свариваемой детали, тем критичнее сказывается это свойство, что приводит к необходимости в ряде случаев использовать предварительный подогрев при сварке.
Низкая температура плавления. Данная особенность вкупе с высокой теплопроводностью приводит к тому, что алюминий очень легко перегреть и прожечь, а также привести к вытеканию сварочной ванны.
Наличие оксидной пленки. Оксидная пленка, образующаяся на поверхности алюминия, обладает значительно более высокой температурой плавления, чем сам алюминий, а так же маленькой пластичностью, что в сочетании с большим коэффициентом температурного расширения алюминия может приводить к трещинам.

Самыми распространенными сплавами алюминия, используемыми при сварке являются:

АК 5, АД, АД1, АМц, АМцс, АМг, АМг3, АМг5В, АМг6, АВ, АД31, АДЗЗ, АД35, М40, Д12, ВАД1, В92Ц.

2. Подготовка поверхности алюминия и оборудования перед сваркой

Перед тем, как приступать к сварке алюминия необходимо выполнить мероприятия по подготовке поверхности материала и подстройке сварочного оборудования.

Для подготовки алюминия под сварку производят механическую обработку кромок и околошовной зоны для удаления оксидной пленки. Использование промышленных растворителей необходимо для очистки поверхности алюминия и обезжиривания. Это очень важная часть подготовки, т.к. оксидная пленка алюминия с течением времени способна накапливать в себе большое количество влаги и если не удалить ее перед сваркой, то вероятность образования пор возрастает в несколько раз, а это самым негативным образом влияет на механические свойства сварного шва.

Механическую обработку кромок рекомендуется выполнять шабером или металлическими щетками достаточной жесткости, после чего зачищенные кромки следует снова обезжирить. Оксидная пленка образуется на поверхности алюминия практически мгновенно, но для образования наиболее тугоплавкой пленки требуется 1 - 2 ч.

В условиях полуавтоматической сварки алюминия в среде инертных защитных газов удаление окисной пленки также происходит в результате электрических процессов, происходящих у катода (катодное распыление).

3. Подготовка полуавтомата и его оснастки

После того, как Вы подготовили поверхность алюминия под сварку необходимо проверить, правильно ли настроен и укомплектован сварочный полуавтомат. Для сварки алюминия вместо углекислоты для газовой защиты необходимо использовать инертные газы, такие как аргон (Ar), гелий (He) или их смесь. Выбор газа и их пропорций в смеси влияет на вид валика и глубину проплавления (рис.1).

Для подготовки непосредственно полуавтомата следует произвести настройку аппарата и замену ряда комплектующих:

- Подготовить механизм подачи. В идеале механизм подачи должен иметь 4 ролика с U-образной канавкой без засечек (рис. 2) чтобы избежать смятия проволоки при подаче.


Рисунок 2

- Канал для подачи проволоки следует заменить на тефлоновый (рис. 3) для уменьшения коэффициента трения, а для более стабильной подачи проволоки тефлоновый канал должен быть вплотную подведен к роликам. Для более стабильного токоподвода и большего срока службы мы рекомендуем использовать тефлоновый канал с концом из витой проволоки, который вставляется в горелку (рис.4).


Рисунок 3	Рисунок 4

- Для сварки алюминия полуавтоматом рекомендуется использовать горелку с длиной кабеля не более 3 м, но если планируется проводить сварку алюминия с кабелем большей длины или очень тонкой и мягкой проволокой, то необходимо использовать горелки типа Push-Pull (рис. 5) или SpoolGun (рис. 6).


Рисунок 5	Рисунок 6

- Из-за более высокого коэффициента теплового расширения алюминия следует использовать наконечник для токоподвода с бОльшим диаметром отверстия, чем диаметр проволоки на 1 размер (рис. 7) .

Рисунок 7 (неправильный подбор наконечников)

Так же стоит отметить, что наличие импульсных режимов в полуавтомате (одинарного и двойного) может значительно повысить качество получаемого соединения за счет улучшенного формирования сварочной ванны, а так же расширяет число пространственных положений ,в которых может производиться сварка алюминия. Наличие в полуавтомате синергетики облегчает задачу по выбору режима сварки.

4. Техника сварки алюминия

Сварка алюминия полуавтоматом требует не только подготовки оборудования. но и подготовки самого сварщика, т.к. техника сварки алюминия обладает рядом особенностей:

Сварку алюминия полуавтоматом следует выполнять углом вперед 10 – 15 градусов от нормали. Это позволить обеспечить необходимую газовую защиту шва (Рис. 8) .

Рисунок 8

При сварке вертикальных швов предпочтительнее использовать сварку на подъем для лучшей газовой защиты.

Нужно очень внимательно следить за температурным балансом алюминия, при перегреве чистого алюминия ванна может вытечь, при перегреве АМг может произойти закалка сварного шва. Для предотвращения вытекания шва рекомендуется делать V-образную разделку на обратной стороне детали. При недостаточных же тепловложениях и недостаточной зачистке можно получить большую пористость.

5. Сварочные режимы

Необходимым условием для высокого качества шва так же является использование капельного переноса без коротких замыканий – струйного или импульсного. Токи для струйного переноса указаны в табл.2.

Таблица 2
Диаметр проволоки, мм	Тип защитного газа	Токи струйного переноса, А
0.8	100% Аргон	85-95
1.0	100% Аргон	105-115
1.2	100% Аргон	130-140
1.6	100% Аргон	175-185

Таким образом, мы выяснили, что для сварки алюминия полуавтоматом не обязательно иметь очень дорогое оборудование, хоть оно и позволяет добиться наилучшего качества швов. Достаточно правильно подготовить свой полуавтомат и поверхность алюминия, а также подобрать режим сварки, который позволит получить струйный перенос металла.

rutector.ru

Как варить алюминий полуавтоматом?

Алюминий, благодаря своим уникальным свойствам, как легкость, прочность, устойчивость к коррозии, отсутствие ржавчины при контакте с водой, устойчивость к ультрафиолетовому излучению, является одним из наиболее востребованных металлов. Алюминий превосходно поддается штамповке и является одним из основных материалов холодного металлопроката. Чаще всего этот легкий и прочный металл используется в авиастроении, судостроении, космической отрасли. В строительстве легкий и прочный алюминий используется для возведения каркасов, при устройстве кровли, фасадов, дверных и оконных конструкций, различных ограждений, баков, бассейнов. Естественно, необходимость варить алюминий возникает достаточно часто. Если ограждения, теплицы и легкие каркасы можно собрать при помощи винтовых соединений, то при устройстве несущих конструкций, баков, корпусов лодок и яхт не обойтись без необходимости варить алюминий.

Предпочтительные режимы работы

Для того, чтобы правильно варить алюминий, необходим значительный опыт.

Варить алюминий можно автоматом, полуавтоматом и в ручном режиме. Наиболее удобен способ сварки полуавтоматом MIG –MAG с использованием присадочной проволоки. При сварке особо толстых конструкций используется сварка плавящимся или неплавящимся электродом.

При сварке полуавтоматом применение инертной газовой среды, аргоновой, гелиевой или смеси газов является необходимым условием качественных работ. Стандартный углекислый газ при варке использовать нежелательно.

Необходимо применение тока обратной полярности, который эффективно разрушает оксидную пленку на поверхности металла и препятствует образованию шлаков.

Выбор расходных материалов

Для формирования сварочного шва используется специальная сварочная проволока. Варка осуществляется полуавтоматом с подачей проволоки через специальное устройство. Оптимальный шов формируется в защитной газовой среде, использование порошковых средств должно быть ограничено, особенно если осуществляется необходимо варить тонкие листы.

Срок хранения электродов ограничен, как и срок использования алюминиевой сварочной проволоки. По истечению срока годности неиспользованную проволоку и электроды можно выбрасывать. Варить при помощи просроченной проволоки нельзя, это приведет к порче материала. При выборе сварочной проволоки в прутках или в рулонах, лучше обратиться напрямую к производителю и покупать сварную проволоку непосредственно со склада изготовителя.

Дополнительное оборудование

При сварке полуавтоматом необходимо следующее дополнительное оборудование. Потребуется подающий механизм для сварной проволоки с U образным гладким профилем, он нужен, чтобы не повредить проволоку при проходе. Для идеальной подачи лучше при сварке алюминия полуавтоматом заменить механизм подачи на четырехроликовый. Подающую трубку желательно заменить на пластиковую, с гладким тефлоновым наконечником.

Для удобства варки полуавтоматом в ряде моделей существуют специальные программы для алюминия, включающие в себя особенности подачи проволоки и температурный режим.

Проблемы при сварке

Сложности, которые возникают при варке алюминия полуавтоматом следующие.

При нагревании до температуры плавления, алюминий не меняет цвета. Варка производится «по приборам». Определение достаточной температуры сварки определяется или температурными датчиками, или, при их отсутствии, в соответствии с технологическими требованиями и параметрами сварочного аппарата.

Диапазон значений плавления для различных алюминиевых сплавов достаточно велик. Необходимо точно знать температуру плавления каждой конкретной марки, свойства присадок, добавок и их технических обозначения.

Оксидная пленка на поверхности имеет более высокую температуру плавления и представляет серьезную проблему. При неправильной технологии и нарушении технологического процесса может произойти разбрызгивание шлаков, неправильное формирование шва, порча материалов. Чтобы избежать этих серьезных проблем необходимо строго соблюдать все требования и варить точно в соответствии с инструкциями.

Оксидная пленка не появляется на поверхности металла сразу. Поэтому перед началом сварки необходимо тщательно зачистить обрабатываемые поверхности при помощи жестких шлифовальных щеток.

Процесс относится к наиболее трудным технологически и перед тем, как браться за столь сложную задачу, крайне желательно получить профильное образование. Курсы займут от 1,5 до 6 месяцев, но сэкономят гораздо больше времени и материалов.