можно ли варить алюминий ацетиленом
Сварка алюминия в домашних условиях
Необходимость проведения сварочных работ часто возникает не только на производстве, но и в быту. Сваривание изделий и конструкций из алюминия в домашних условиях проводится достаточно часто, несмотря на возникновение некоторых трудностей. Сложности обусловлены, прежде всего, характеристиками, которыми обладает данный материал. Также при осуществлении бытовой сварки сложно создать необходимые для работы с алюминием условия.
Однако, возникают ситуации, когда необходимо провести ремонт изделий из алюминия. В таких случаях, работы выполняются дома, самостоятельными силами исполнителя. Поэтому в статье мы рассмотрим основные особенности и нюансы сваривания алюминия.
Сложности сварки алюминия
Основные трудности, возникающие при сварке алюминия.
Во время сварочных работ, рабочее изделие нагревается до определенной температуры и начинается менять свой цвет. Так происходит с медью или железом – наиболее востребованными металлами для производства предметов быта. Изменение оттенка помогает исполнителю правильно регулировать процесс, понимать достаточный ли нагрев, определять произошла ли “заделка” шва или нужно продолжать термическую обработку. Но алюминий под действием температур не меняет цвет. Поэтому сварщику визуально оценить результат нельзя.
Высокая теплопроводность данного металла требует ограничения по длительности термического воздействия. Превышения продолжительности влияния высоких температур может привести к деформации, появлению трещин, выпуклостей и других дефектов.
Особенности сварки алюминия и его сплавов объясняются целым спектром особенных свойств, которыми обладает металл:
прожоги с обратной стороны
Для проведения бытовой сварки алюминия, чаще всего применяют технологии ММА и TIG. Сваривание заготовок толщиной 5-7 мм. выполняется постоянным током обратной полярности. Для толстостенных деталей потребуется предварительная подготовка. Сварка алюминия электродом в домашних условиях включает следующие этапы:
Более подробная информация представлена в статье “Сварка алюминия электродами”.
Аргонодуговая сварка неплавящимся электродом требует больших финансовых затрат. Однако, качество шва значительно лучше, по сравнению с соединением методом ММА. Технология домашней сварки TIG включает следующие операции:
Также существуют общие правила сварки алюминия, которые рекомендуется соблюдать при любом методе:
Стоит ли пытаться
Сварка алюминия в домашних условиях обладает целым рядом достоинств:
Однако, стоит отметить и недостатки:
Сварка алюминия в домашних условиях: методы
Бытовая сварка алюминия может проводиться не только стандартным методом ММА, но и другими способами. Наиболее популярные и доступные для домашних мастеров технологии мы рассмотрим далее.
Сварка алюминия газовой горелкой
Такой метод предполагает использование энергии газа в качестве температурной силы, расплавляющей металл. Газ является более надежным средством защиты рабочей зоны от воздействия атмосферного воздуха, чем покрытие электрода. Данный способ является одним из самых доступных для сваривания алюминия дома. Оборудование и присадочные материалы обладают приемлемой стоимостью, процесс характеризуется достаточной простотой.
Полуавтоматом (DC MIG)
Несмотря на высокую эффективность сварки полуавтоматом (DC MIG), используется данный метод значительно реже. Объясняется это достаточно значительной стоимостью оснащения. Импульсное оборудование выдает всплеск высокого напряжения, которое разрушает пленку на поверхности металла. Каждая частица расплавленного стержня электрода вгоняется в сварочную ванну. Современный агрегат выполняет точечное сваривание, обеспечивающее качественное, надежное, прочное и эстетически привлекательное соединение.
Некоторые особенности:
С целью экономии денежных средств некоторые мастера научились модифицировать стандартные типы полуавтоматов для работы с алюминием.
Аргоном (AC TIG)
В качестве расходных материалов выступают вольфрамовые электроды (стержни диаметром 1,6-5 мм.), способные выдерживать температуру в 3000°С, и присадочная проволока с поперечным сечением в 1,6-4 мм. Они обеспечивают высокое качество шва. Для защиты сварочной зоны используются газы: аргон или гелий. Таким образом, исполнителю также понадобится баллон с газом. Специально для бытовой сварки производители выпускают компактные резервуары, объема которых будет достаточно для небольшого ремонта.
Питание дуги осуществляется от источника с переменным током. Аргонодуговая сварка является достаточно затратным способом для работы с алюминием. К тому сварочный процесс характеризуется технической сложностью. Поэтому сваривание методом TIG применяется в домашних условиях довольно редко.
Инвертором и покрытым плавящимся электродом
Шов, полученный электродом ОЗАНА-2.
Самым простым и удобным способом является сварка алюминия инвертором с помощью плавящихся электродов следующих марок: УАНА, ОЗАНА, ОЗА. Специальные стержни с покрытием и соответствующее оборудование позволяет сваривать изделия как из чистого алюминия, так и из сплавов данного материала. Работы выполняются постоянным током обратной полярности. Величина тока рассчитывается следующим образом: на 1 мм. следует принимать ток в 25 А.
Дополнительными средствами, выступающими для обеспечения высокого уровня защиты, являются баллон с газом и шланги. Горелка применяется как инструмент для подогрева металла. Данный способ используется, когда к соединению не предъявляются особые требования по прочности и надежности. Оснащение и расходные материалы обладают довольно низкой стоимостью.
Сварка алюминия электродом в домашних условиях
Сварка алюминия дома электродами подразумевает несколько различных методов.
Самым распространенным способом является сваривание инвертором, проанализированное выше.
Также при работе с плавящимися электродами может применяться сварочный трансформатор стандартного типа. Технология практически не отличается от сварки стали, но шов может быть не самого высокого качества.
Кроме использования вольфрамовых электродов при аргонодуговой сварке, также для сваривания алюминия можно применять угольные прутки. В качестве защитного газа, подающегося из горелки, может выступать аргон, ацетилен, пропан или другие. Все зависит от наличия их у исполнителя. Также сварщику понадобится порошкообразный флюс, предотвращающий прилипание электрода и убирающий оксидную пленку. Источником питания дуги может быть сварочный инвертор или трансформатор. В некоторых случаях для стабилизации рабочего процесса необходимо магнитное поле, которое создается соленоидом.
Подготовка металла к сварке
Вне зависимости от применяемого способа сварки, обязательно следует произвести подготовительные процедуры рабочей поверхности:
Присадочные материалы и кромки изделий нужно очистить от грязи, масла и жира.
Химическая обработка включает несколько процедур:
Если сваривание алюминия осуществляется не покрытыми электродами, то разделка кромок проводится при работе с изделиями толщиной более 4 мм. Применение расходников с обмазкой подразумевает разделку кромок при соединении деталей со стенками толщиной свыше 20 мм. Торцы тонких алюминиевых листов (не более 1,5 мм.) нужно отбортовать.
С помощью напильника, щетки с ворсинками из нержавейки/стали (на картинке) или наждачной бумаги зачищается свариваемая поверхность.
Сварочный процесс
После подготовки изделия, сварщик может приступать в основным работам.
Процесс сваривания алюминия и его сплавов включает несколько важных этапов:
Видео
Отличный демонстрационный ролик от компании Zeller, который дает представление о процессе.
Техника безопасности
Сваривание различных конструкций из алюминия подразумевает обеспечение защиты для исполнителя. Для этого необходимо использовать специальные средства: маска, рукавицы, прорезиненная обувь, асбестовое или брезентовое полотно, листовое железо.
Нужно изолировать все элементы электрической цепи.
Нельзя проводить работы в помещениях, где находятся легковоспламеняющиеся предметы.
Обязательно наличие вентиляции в комнате, чтобы избежать отравления газами.
Правила техники безопасности НЕОБХОДИМО соблюдать, так как при работах в домашних условиях возрастает риск получить травму.
Сварка алюминия дома: стоит ли
Прежде чем приступать к сварке алюминия, следует учесть все сложности и особенности рабочего процесса, проанализировать технологические и финансовые возможности. Изучив все нюансы и тонкости сварки, каждый исполнитель сможет самостоятельно решить, проводить ли работы в домашних условиях или обратиться к специалистам.
Газовая сварка алюминия
Для газовой сварки алюминиевых и магниевых сплавов могут быть использованы обычные газовые горелки. Для сварки деталей малой толщины мощность пламени составляет 75—100 л ацетилена м час на 1 мм толщины листа, при более значительной толщине листа 100—150 л ацетилена в час на 1 мм толщины металла.
Сварка выполняется нейтральным пламенем, так как избыток ацетилена или кислорода ухудшает качество сварного шва.
Номер наконечника горелки и расход ацетилена в зависимости от толщины свариваемого металла приведены в табл. 6. При сварке чистого алюминия в качестве присадочного металла исиользч-‘ется алюминий или сплав алюминия и кремния ЛК (5% Si).
Присадка А К способствует лучшему формированию сварных швов и имеет меньшую литейную усадку. Присадочный металл в виде проволоки обычно покрывается флюсом и просушивается Химический состав флюсов, применяемых при газовой сварке алюминия и его сплавов, приведен в табл. 7.
KCI | 45 | 45 | 30 | 1 iO | 48 | 50 |
NaCl | 30 | 30 | 45 | 40 | 35 | 28 |
iici | 15 | 15 | 10 | 5 | 8 | 14 |
KF | 7 | 7 | 15 | . — | — | — |
NaF NaHSO, | 3 | 3 | — | 9 | 8 | |
Na3AlFe | —— | 15 |
Таблица 7 |
Химический состав флюсов для газовой сварки алюминия, % вес. |
Флюс в виде порошка перед употреблением разводят в воде или в спирте.
Удельный вес флюса в расплавленном виде должен быть немного меньше удельного веса расплавленного металла, а температура плавления должна быть близка к температуре плавления алюминия. Растворителями окисной пленки в основном являются фтористые соли, входщие в состав флюса; для снижения температуры плавления флюса в его состав вводят хлористые соли.
Продукты использованного флюса на сварном шве во влажной среде вызывают коррозию алюминия, поэтому после сварки детали следует хорошо очистить щеткой, промыть горячей, а затем холодной водой. Из этих соображений не рекомендуется применять соединения внахлестку, при которых трудно удалить остатки флюса, попавшего в зазоры между листами.
Для облегчения условий сварки и получения, доброкачественных сварных швов, кромки листов перед сваркой очищают от грязи и масел шабером, стальной щеткой или растворителями на ширину не менее 25—30 мм от линии шва.
При сварке листового алюминия толщиной свыше 10 мм его следует
направлено на присадочным стержень под углом 40—60°. Независимо от толщины при газовой сварке алюминия рекомендуется сваривать его за один проход.
Газовая сварка встык листов толщиной до 3 мм производится без скоса кромок. При деталях большей толщины общий угол раскрытых кромок должен составлять 90°.
Ввиду высокой температуры ацетилено-кислородного пламени, применение его при сварке легких сплавов не обязательно.
Ацетилен может быть заменен другими горючими газами, например, водородом, пропан-бутаном и др.
Газовая смесь водорода с метаном или водорода с ацетиленом более благоприятна в данном случае сварки.
С поверхности свариваемых деталей необходимо удалить грязь масла и др. при помощи специальных растворителей или щелочей. Для сварки необходимо очищать детали, но не протравливать.
Анодированная пленка на деталях удаляется до сварки стальными щетками. Она может ухудшить растекаемость жидкого металла и вызвать пористость в шве. Для толщин листов до 3 мм скоса кромок не требуется.
Оптимальные составы флюсов для газовой сварки алюминия и магния и их сплавов приведены в табл. 8 и 9.
Составы фторидиых флюсов для газовой сварки магниевых сплавов
17,4 | 25 | 20 | 14,8 | |
BaFa | 35,2 | 30 | 34 | 33,3 |
MgFa | 26,2 | 10 | 25 | 24,8 |
Иг | 21,2 | 15 | 20 | 19,5 |
MgO | — | — | 1 | 2.8 |
Na3AlFc | 20 | 4,8 |
Химический состав хлоридных флюсов для газовой сварки магниевых сплавов 40 | 50 | 15 | 45 | |||
NaCI | 12 | 26 | .— | 28 | 15 | 25 |
UC1 | _ | 24 | 30 | 14 | 20 | 10 |
NaF | 4 | 4 | — | 8 | 10 | 20 |
BaCI3 | — | „ — | — | 40 | — | |
CaCIo | 30 | 20 |
По мере нагревания детали газовым пламенем при сварке растет толщина окисной пленки, и, когда толщина ее достигает примерно 0,002 мм, рост ее прекращается. Металл внутри тугоплавких окисных пленок расплавляется. В этот момент с поверхности детали удаляется окисиая пленка и при помощи присадочного стержня сварочная ванна раскрывается. Горелка с наконечником № 5, 6 или 7, в зависимости от толщины детали, с нейтральным пламенем поддерживается так, чтобы ядро пламени было расположено на расстоянии 7—8 мм от поверхности сварочной ванны.
При движении горелки справа налево присадочный стержень погружается несколько в сварочную ванну, пламя горелки, направленное на наружную часть стержня, расплавляет его и таким образом происходит формирование шва.
При движении горелки слева направо газосварщик перемешивает сварочную ванну присадочным стержнем, которым время от времени и удаляет окисную пленку’алюминия и шлак. Пламя горелки направляется на поверхность сварочной ванны впереди присадочного стержня.
Проведенные исследования заваренных образцов из сплава марки АЛ8 показали, что при бесфлюсовой заварке получается вполне удовлетворительная структура шва и высокие механические свойства соединений.
Необходимо отметить, что выполнение бесфлюсовой сварки деталей из алюминия и его сплавов можно рекомендовать лишь высококвалифицированным опытным газосварщикам, при условии неоднократной проверки качества сварных соединений в лабораторных условиях.
Технологические особенности сварки алюминия в домашних условиях с учетом свойств металла
Основная сложность сварки алюминия заключается именно в уникальных свойствах этого материала. Необходимо помнить о том, что алюминий не изменяет цвет при нагревании, а значит, и оценить качество сварочного шва по итоговому цвету невозможно. Диапазон плавления гораздо шире, чем у других металлов, и его высокая теплопроводность вследствие длительного влияния высоких температур провоцирует появление дефектов различной степени. Алюминий является немагнитным материалом.
Отличительные характеристики алюминия в процессе сварки
Свойства алюминия в процессе сварки:
Немаловажная деталь – сварка алюминия часто затруднена тем, что в домашних условиях проблематично определить марку сплава металла. Зная точную информацию о сплаве, можно максимально точно определить режим соединения и способ его выполнения.
Подготовка алюминиевых деталей под сварку
Из-за специфических свойств алюминия его подготовка перед сваркой имеет краеугольное значение на итоговый результат.
Особо тщательно следует уделить внимание месту (кромкам изделия) для планируемого сварочного шва. Преимущественно очистка выполняется для того, чтобы избавиться от оксидной плёнки.
Доступные способы сварки алюминия в домашних условиях
Сварщик для сваривания алюминия может использовать разное оборудование и материалы, но в домашних условиях он достаточно ограничен, поэтому мы рассматриваем наиболее распространенные и доступные способы:
Сварка алюминия с использованием газовой горелки
Оптимальным средством для проведения сваривания является газовая горелка. Выбирая этот метод, следует подготовить необходимые инструменты:
Популярные виды флюсов для зачистки алюминия:
Берется подготовленный материал для сварки, только обязательно после тщательной зачистки кромок. Далее его необходимо обработать флюсом. После этого на горелке выставляется необходимый режим пламени, подходящий для прогрева кромок и плавления присадочного материала. В процессе работы присадочный материал подается в зону сварки, который уже под воздействием огня плавится и смешивается с основным металлом детали.
Сварочный аппарат инверторного типа (ММА)
Инверторная сварочная техника способна подстраиваться под любой необходимый режим сваривания. Ключевым критерием для выбора нужного электрода будет вид конкретного соединяемого материала. Инверторы в основной своей массе выдают постоянный ток. Таким образом, все плавящиеся электроды, которые можно применить для дуговой сварки, используются и для инвертора.
Распространенные виды электродов для алюминиевых металлов и сплавов:
Сварщику следует помнить, что при сварке алюминия необходимо использовать постоянный ток обратной полярности. Получаемое катодное распыление разрушает оксидную пленку. Не соблюдая это условие, пленка не будет разрушена, и выполнение сварочных работ будет крайне затруднительно.
Порядок действий сваривания инвертором:
Сваривание алюминия полуавтоматом MIG (аргоном)
Примерная стоимость полуавтоматов для сварки на Яндекс.маркет
Наиболее практичен в использовании газ аргон. Возможно использование смеси аргона и гелия. Для данного способа также желательна зачистка поверхности порошковым флюсом.
Требования к сварке:
Высокая скорость сварки требует от мастера хорошей подготовки, поэтому рекомендуется тренировка, особенно если работу необходимо провести на тонких изделиях.
Как и чем варить алюминий
Внушительный список достоинств сделал алюминий востребованным материалом во всех отраслях экономики, включая корабле- и самолетостроение. Но, как и любой другой металл, он имеет и недостатки. Один из них – технологические сложности при сваривании заготовок из алюминия и его сплавов. Качественно выполнить подобную работу могут только высококвалифицированные специалисты.
Почему свариваемость алюминия низкая
Мягки серебристый металл сложно поддается сварке в силу объективных причин, которые вытекают из его свойств. А именно:
Необходимо подчеркнуть, что в домашних условиях любителям не приходится иметь дело с чистым алюминием. Сваривать приходится его сплавы. Это усложняет и без того непростой процесс, поскольку для каждого сплава (а чаще всего его марка неизвестна) нужно подобрать конкретный режим и дополнительные материалы. Унифицировать сварочный процесс в данной ситуации практически невозможно.
Способы сварки алюминия
На практике есть большое количество приемов и разных способов сварки алюминия и его сплавов. Они отличаются не только методами работы, но и оборудованием, дополнительными материалами. Наиболее часто применяется три способа сварки:
Третий способ представляет собой распространенную технологий сварки алюминиевых заготовок без аргона.
Важно! Сварочные работы со сплавами алюминия подразумевают необходимость разрушения оксидного слоя, образованного на поверхности в результате окисления металла. Для достижения результата используется переменный ток или постоянный с обратной полярностью.
Что нужно для сварки алюминия
Традиционно процесс начинается с подготовки соединяемых заготовок. Основная задача здесь очень проста – очистить поверхность от посторонних включений и грязи. Кромка алюминия очищается с помощью химических составов. Далее после полного высыхания поверхность обезжиривается бытовым растворителем. Пригодны любые обезжиривающие составы: уайт-спирит, ацетон, бензин с высоким октановым числом и т.д.
При работе с заготовками толщиной от 4 мм и больше предварительно нужно «разделать кромки». Способов выполнения данной работы несколько, включая наиболее распространенный – создание конусовидной формы. Завершающим этапом является удаление оксидной пленки при помощи напильника либо любого иного абразива, в том числе наждачной бумаги с крупным зерном.
Чем варить алюминий в домашних условиях
Соединение алюминиевых заготовок с использованием покрытых электродов обозначается аббревиатурой ММА. Режим Manual Metal Arc применяется при работе с металлическими заготовками толщиной от 4 мм и в случаях соединения конструкций с невысокими требованиями к качеству. Этот метод не относится к числу высокотехнологичных: во время выполнения работ внутри швов остаются поры, которые заметно снижают их прочность. Еще одни большой минус – очень сложно застывший шлак, который в конечном итоге приводит к усилению коррозии.
Особенности сварочных работ по алюминию электродами со специальным покрытием:
По завершению работы требуется хорошо очистить шов от шлака: в дальнейшем он становится причиной активной коррозии металла. Для этого достаточно иметь горячую воду и обыкновенную щетку по металлу.
Сварка вольфрамовыми электродами в инертной среде
Когда прочность и качество сварного шва поставлены во главу угла, то самое время прибегнуть к технологии сварки алюминия вольфрамовыми электродами с использованием инертного газа. Для защиты подойдет аргон или гелий. Электроды применяются диаметром от 1,6 до 5 мм. Дополнительно используется присадочная проволока толщиной 1,6-4 мм.
Сварка подключается к сети переменного тока, а технологические параметры подбираются в зависимости от оборудования. Другими словами, под определенные режимы сварки приобретаются электроды и проволока нужной толщины; определяется скорость подачи инертного газа, сила тока и прочие параметры.
Задействуем полуавтомат
Применение для сварки алюминиевых сплавов полуавтоматического аппарата является идеальным решением. Устройство генерирует импульсы тока высокого напряжения, благодаря чему отлично разрушается пленка оксида металла. Но полуавтоматы с режимом сварки алюминия стоят очень дорого. Поэтому в бытовых условиях умельцы приспособились обходиться обычными полуавтоматами без такого функционала. Метод идентичен технологии сваривания черных металлов, но вместо обычной присадочной проволоки используется алюминиевая.
Еще несколько особенностей:
Выполняем работы инвертором
Для сваривания алюминиевых заготовок нередко используется инвертор. Очень важно правильно подобрать силу тока и электрод. Лучше всего подходят продукты марки ОЗАНА, ОЗА или ОЗР. Выбор силы тока выполняется с учетом высоких плавильных свойств материала. В остальном все идентично процессу сваривания черных металлов.
Важно! Вначале электроды желательно прокалить в печи, специально предназначенной для их термической обработки.
Технология сварки алюминия при помощи флюсов
На рынке флюсы представлены в большом ассортименте, что позволяет выбрать наиболее подходящий вариант для сваривания конкретного вида алюминиевого сплава. Флюсы с этой целью применяются достаточно давно и призваны разрушить защитную оксидную оболочку. Под воздействием высокой температуры флюс растворяется и вступает в реакцию с оксидом алюминия, разрушая его. В этот же момент заготовки соединяются между собой.
Можно приобрести флюсы, которые предназначены отдельно для дуговой или газовой сварки. Помимо этого, для работы с дуговой сваркой можно использовать графитовые или угольные электроды.
Заключение
Из материала статьи несложно сделать основные выводы. Прежде всего то, что для сваривания алюминия есть множество вариантов, которые отличаются оборудованием и способом. Но в любом случае важна тщательная предварительная подготовка, правильный выбор материалов и настройка аппарата.