можно ли варить алюминий простым полуавтоматом
Как варить алюминий полуавтоматом? Технология сварки с использованием защитного газа и присадочного материала
На поверхности алюминия всегда образуется оксидная плёнка, её нужно удалять, иначе варить металл будет крайне сложно, а полученная деталь будет низкого качества.
Чаще всего полуавтомат используют, когда нужно что-то наплавить или закрыть зазор.
У алюминия высокая теплопроводность, а работать с ним нужно при низких температурах.
Подготовка материала к сварке
Перед процессом нужно сделать следующее:
Технология сварки алюминия полуавтоматом
Соблюдаются следующие условия:
Какой защитный газ используют
При работе на полуавтомате с алюминием рекомендуют использовать аргон или смесь аргона с гелием. Последнюю смесь применяют для заготовок с большим сечением.
В отдельных случаях полуавтоматическая сварка данного металла может выполняться и без газа, но тогда необходимо использовать специальную порошковую проволоку, испарения которой формируют защитную среду, либо осуществлять процесс под слоем флюса.
Аргон создаёт защитный слой, который ослабляет воздействие атмосферного воздуха, следовательно, на шве будет меньше различных окисей.
Использование газа замедляет рабочий процесс, зато результат – высокое качество полученного шва.
Можно ли варить алюминий полуавтоматом без защитного газа
Иногда алюминий варят без газа, но чтобы вокруг металла была защитная среда, используют порошковую проволоку. Её испарения защищают металл от образования окисей.
Оборудование и его настройка
С алюминием можно работать на любом оборудовании, но чаще всего сварка этого металла проходит на импульсных или инверторных сварочных аппаратах.
Инвертор (ТИГ) работает на переменном токе высокой частоты, процесс сварки значительно дольше импульсного.
Полуавтомат для сварки алюминия должен соответствовать следующим требованиям:
Перед началом работы нужно правильно выставить рабочие режимы полуавтомата: напряжение, силу тока, скорость подачи сварочной проволоки, полярность и внимательно подобрать расходные материалы.
Приблизительные параметры для металла толщиной 2 мм: напряжение 15 В, сила тока 140-150 А.
Присадочный материал для работы
Присадочную проволоку, с помощью которой варят алюминий, производят по двум стандартам:
Важно использовать проволоку сразу после распаковки коробки. В открытой среде она хранится недолго. Воздух ухудшает её качественные характеристики и окисляет.
Техника безопасности при работе
Обязательно нужно соблюдать меры безопасности во время сварочного процесса:
Плюсы и минусы сварки полуавтоматом
Сварка алюминия полуавтоматом: особенности и технология новичкам
Алюминий — это относительно дешевый и легкий металл, поэтому он активно используется в машиностроении, пищевой промышленности, авиастроении и в быту. Он отлично принимает форму матрицы при отливе, легко обрабатывается, а вот сваривается плохо. Рассмотрим технологию сварки алюминия при помощи метода MIG с рекомендацией по выбору полуавтомата, настроек, расходных материалов.
Не каждый полуавтомат подойдет для сварки алюминия. Этот металл довольно капризный в плане сварки, поскольку имеет оксидную пленку. Температура плавления оксида составляет 2044 градуса. Поэтому, чтобы его пробить электрической дугой, необходима высокая сила тока. Но сам алюминий под оксидом плавится уже после 600 градусов. Получается, при высоком сварочном токе:
Если ток снизить, то не получится прожечь оксидную пленку — весь присадочный металл будет оставаться на поверхности, а не сплавляться с основным. Это сделает стык слабым, не герметичным. Поэтому нужны MIG аппараты, способные автоматически менять величину ампер в процессе сварки. На высоком токе прожигать оксид, а на низком сваривать основной металл. Такой режим называется импульсный или Pulse.
Для сварки алюминия полуавтоматом необходима алюминиевая проволока и инертный газ аргон. Процесс ведется горелкой, управляемой сварщиком вручную. Присадочная проволока подается автоматически. Поскольку алюминий жидкотекучий металл в расплавленном виде, соединение лучше выполнять в нижнем положении, угловые стыки — в лодочку.
Сварка порошковой проволокой алюминия без газа обходится дешевле по себестоимости, но проигрывает по качеству. Швы могут быть сильно пористыми, а часть присадочного металла разбрызгивается. Такой метод сварки алюминия допустим только в полевых условиях для стыковки мест, не требующих высокой прочности и герметичности.
Сварка алюминия аргоном доступна с аппаратами Pulse при помощи электрической дуги между электродом и изделием, но отличие заключается в исполнении процесса. В TIG сварке используется неплавящийся вольфрамовый электрод. Он плавит кромки металла, а для заполнения стыка применяется дополнительная присадочная проволока, подающаяся свободной рукой сварщика. В MIG сварке движущаяся проволока из катушки в горелку выполняет сразу обе роли — поддерживает горение электрической дуги и плавясь, заполняет собой стык.
Полуавтоматическая сварка алюминия более производительна, по сравнению с аргоновой, и дешевле по себестоимости. Но по качеству соединения проигрывает методу ТИГ, поэтому для особо ответственных стыков используется аргонодуговой метод (сварка блоков ДВС, наплавка ГБЦ под проточку). МИГ сварка подойдет для:
Если полуавтомат не обладает импульсным режимом, потребуется механическое удаление оксидной пленки по всей зоне стыковки. Для это применяют щетку по металлу или шабер, можно воспользоваться шлифовальной машинкой, болгаркой. При толщине сторон более 5 мм нужна V разделка кромок под углом 45 градусов. Это обеспечит достаточное проплавление и крепость будущего стыка.
Новая оксидная пленка образуется на поверхности спустя 1-2 часа, поэтому зачищать свариваемые стороны нужно непосредственно перед сваркой. Если в аппарате есть импульсный режим, достаточно только разделки кромок — удаление оксида произойдет катодным методом под действием высокого тока электрической дуги.
Если сечение свариваемых деталей менее 3 мм, необходима подложка. Это может быть медная пластина, которая впоследствии легко отделится от алюминия (даже если соединение проплавится полностью и жидкий металл вытечет с обратной стороны). Без подложки увеличивается вероятность прожогов, прилипания деталей к сварочному столу.
Алюминий обладает высокой теплопроводностью. При длинных сварочных швах на большой площади возможны серьезные коробления конструкции. Чтобы этого избежать, заготовки предварительно нагревают. В промышленных условиях это делают индукционными токами, в домашних — горелкой бензореза, паяльной лампой, на угольной печи и т. д.
Учитывая особые свойства алюминия (тугоплавкий оксид, повышенную текучесть металла, плавление основной структуры при температуре 600 градусов), необходимо правильно выбирать полуавтомат. Купите MIG аппарат с импульсным режимом или двойным импульсом.
Аврора PRO SKYWAY 350
TELWIN ELECTROMIG 330
У них должна быть возможность смены полярности на постоянном токе. Сварка алюминия полуавтоматом ведется на обратной полярности. Это означает, что к горелке подается плюс, а к изделию минус. При таком подключении тепло сварочной дуги концентрируется на конце сварочной проволоки. Она плавится быстрее, легче переходит в зону шва, а сам алюминий при этом нагревается меньше. Уменьшенное тепловложение позволяет формировать аккуратные швы, не перегревать изделие.
Для подачи алюминиевой проволоки нужны 4-х роликовые подающие устройства. Это обеспечит равномерную скорость без пробуксовки, проволока не будет «гулять», дергаться. Ролики должны быть с U-образной канавкой без насечек. Насечки, призванные лучше цеплять проволоку, будут сминать мягкий алюминий.
Рекомендуем использовать горелку с длиной не более 3-х метров. Подойдет горелка БАРСВЕЛД MIG-15 или Mig ERGOPLUS 25. Алюминий не такой упругий, как нержавейка или стальная проволока, поэтому при длинном рукаве и загибах движение будет затрудняться. Обычный канал из спирали меняют в горелке на тефлоновый — он обеспечивает лучшее скольжение присадки. Поскольку алюминий при нагреве расширяется, мундштук в горелке требуется с увеличенным отверстием, иначе проволока застрянет.
При выборе полуавтомата для сварки алюминия важно учитывать:
В полуавтомат заряжается алюминиевая проволока, обеспечивающая сохранение однородности металла шва с основным материалом. Диаметр и вес катушки подбирается в согласии с возможностями аппарата. Покупайте проволоку для сварки алюминия с содержанием кремния, который дает:
Хороший выбор проволоки для алюминия в нашем каталоге.
Особенности сварки алюминия полуавтоматом – технология и оборудование
Сварка алюминия полуавтоматом – это процесс, требующий не только наличия определенных навыков, но и знания особенностей данного материала, варить который достаточно непросто. Однако освоить этот сложный процесс может почти каждый желающий, затратив на это не так уж много времени и приложив к обучению свое старание и желание овладеть новыми полезными навыками.
Процесс сварки алюминия полуавтоматом
В чем заключаются особенности и сложности сварки деталей из алюминия
Основная сложность соединения алюминиевых деталей при помощи сварки заключается в том, что на поверхности данного металла всегда присутствует тугоплавкая оксидная пленка, которую необходимо удалить. Если пренебречь этим требованием, то варить алюминий будет очень сложно, а полученное соединение будет обладать очень низким качеством.
Сварка алюминия полуавтоматом или с использованием любого другого оборудования осложнена еще и тем, что данный металл отличается очень высокой теплопроводностью и невысокой температурой плавления. Именно из-за этого заготовки из алюминия при сварке часто прожигаются и деформируются.
Зачистка алюминиевой заготовки углошлифовальной машиной
Подготовка деталей из алюминия и сплавов на основе данного металла к сварке должна решить сразу две задачи: удаление с поверхности металла тугоплавкой окисной пленки и исключение возможности деформации соединяемых заготовок в процессе выполнения сварочных работ.
Пленку удаляют при помощи механической зачистки области соединения металлическими щетками, напильниками и шлифовальными машинками либо специальными флюсами. Чтобы избежать деформации соединяемых деталей в процессе сварки, их предварительно нагревают в печах или при помощи газовой горелки.
Качественно выполненное сварное соединение алюминиевых деталей
Требования к оборудованию для полуавтоматической сварки алюминия
Сварка алюминия полуавтоматом может выполняться на любом оборудовании, но лучших результатов позволяют добиться импульсные сварочные аппараты. Инверторные устройства (ТИГ), на которых сварка выполняется на переменном токе высокой частоты, также обеспечивают высокое качество получаемого соединения, но процесс на них происходит в три раза медленнее, по сравнению с импульсным оборудованием. Однако для тех домашних мастеров, которые собираются варить детали из алюминия своими руками, ТИГ-аппараты являются оптимальным выбором.
Технология сварки алюминия полуавтоматом подразумевает использование защитного газа, в качестве которого используется аргон или смесь этого газа с гелием (если варить необходимо заготовки большого сечения). В отдельных случаях полуавтоматическая сварка данного металла может выполняться и без газа, но тогда необходимо использовать специальную порошковую проволоку, испарения которой формируют защитную среду, либо осуществлять процесс под слоем флюса.
Полуавтомат для сварки алюминия должен соответствовать ряду требований, которые учитывают особенности как свариваемых деталей, так и расходных материалов, используемых для выполнения соединения. Среди таких требований необходимо выделить следующие:
Четырехроликовый механизм, обеспечивающий плавную подачу алюминиевой проволоки
Если вы собираетесь выполнять сварку заготовок из алюминия своими руками достаточно часто и вам важна производительность данного технологического процесса, то лучше использовать для этих целей специализированное оборудование, работающее в импульсном режиме. В таком полуавтомате изначально заложен синергетический режим сварки, что дает возможность эффективно использовать это устройство для соединения деталей, изготовленных из алюминия.
Если же вас в первую очередь интересует качество формируемого сварного шва, а не скорость технологического процесса, то лучше использовать для сварки алюминиевых деталей в среде аргона упомянутый выше инвертор ТИГ. Такое оборудование стоит значительно дороже, но обеспечивает высокое качество сварного шва, его однородность и отсутствие в нем пор.
Инверторный полуавтомат марки «Кедр» с выносным механизмом подачи проволоки
Условия сварки алюминия
Алюминий, являясь металлом с высокими прочностными характеристиками, требует особых условий при выполнении сварки. При соблюдении этих условий можно варить детали из данного металла и своими руками.
Соблюдение вышеперечисленных условий выполнения полуавтоматической сварки деталей, изготовленных из алюминия и сплавов на основе данного металла, не гарантирует высокого качества формируемого соединения, если неправильно выбраны рабочие режимы такого технологического процесса.
Как правильно настроить оборудование
Сложность сварки алюминия обусловлена не только химическими свойствами данного металла, но также необходимостью строго придерживаться оптимальных режимов выполнения данной технологической операции. Для того чтобы хорошо усвоить правила выполнения такого непростого процесса, недостаточно будет просто посмотреть обучающее видео, важно понимать нюансы осуществления данной операции.
К особенностям рассматриваемого процесса, о которых не расскажет обучающее видео, относятся следующие.
Как и любой сложный технологический процесс, сварка деталей из алюминия при помощи полуавтомата требует тщательной подготовки, в рамках которой выполняются следующие мероприятия:
Схема наложения шва при сварке алюминия
При сварке алюминия, который отличается высокой теплопроводностью, очень важно контролировать степень нагрева соединяемых заготовок, чтобы не допустить их перегрева и, как следствие, деформации.
Выбираем аппараты для полуавтоматической сварки алюминия
Для сварки алюминия, которую вы собираетесь выполнять своими руками, очень важно правильно выбрать оборудование, позволяющее получать качественное и надежное соединение.
При выборе подходящего агрегата следует учитывать ряд параметров.
В том случае, если варить алюминий вы собираетесь постоянно, лучше выбрать полуавтомат профессионального типа, отличающийся высокой мощностью.
Режим работы сварочного аппарата
Оптимальным по своим характеристикам является оборудование, работающее в импульсном режиме (PULSE). Использование такого полуавтомата не только обеспечивает разрушение окисной пленки и предотвращает риск прожигания соединяемых деталей, но и гарантирует получение качественного и надежного сварного шва.
Отдельные модели сварочного оборудования могут работать от обычной электросети, но более стабильную работу демонстрируют те из них, которые подключаются к трехфазной электрической сети с напряжением 380 В. Такие аппараты обеспечивают стабильность сварочной дуги и равномерность распределения нагрузки на электрическую сеть.
На выбор оборудования для выполнения сварочных работ с алюминием и сплавами на основе данного металла оказывает влияние и торговая марка, под которой оно выпускается. Среди опытных специалистов большой популярностью пользуются полуавтоматы от немецких и итальянских производителей, а также аппараты отечественного производства.
Сварка деталей из алюминия и сплавов на основе данного металла является достаточно сложным технологическим процессом, к выполнению которого следует привлекать только квалифицированных специалистов, обладающих опытом работы в данной области.
Сварка алюминия полуавтоматом
Алюминий имеет уникальные свойства. Он используется в разных отраслях, в том числе автомобильной. Чтобы в полной мере использовать его потенциал, металл должен быть легко свариваемым. Сварка полуавтоматом в среде защитного газа ( MIG – Metal Inert Gas) и сварка TIG (Tungsten Inert Gas – сварка вольфрамовым электродом в среде инертного газа) делают это возможным.
Сварка полуавтоматом ( MIG ) позволяет сваривать широкий спектр материалов, от тонколистового металла до толстых конструкционных листов.
Содержание статьи:
В чём сложность сварки алюминия?
Сварка алюминия требует иных методов и процессов, другого защитного газа, а также различной пред-сварочной и после сварочной обработки, чем сварка стали. Очень важно знать эти различия, чтобы успешно выполнить сварочные работы.
В целом, вот некоторые из наиболее распространенных факторов, которые затрудняют сварку алюминия:
Алюминиевые сплавы
Почти невозможно купить обычный алюминий — он, как правило, поставляется в виде сплава. Алюминий в чистом виде является относительно мягким металлом, который имеет много применений, но требует добавления другого металла для повышения его прочности.
Существует система классификации, которая даёт каждому алюминиевому сплаву четырехзначное число. Вот краткое описание того, что означает каждое число:
Выбор оборудования
Для сварки алюминия может использоваться три режима переноса металла в дуге (наполняющей электродной проволоки):
Режимы переноса металла в дуге при сварке алюминия
Существуют полуавтоматы, которые специально предназначены для сварки алюминия. Они имеют следующие особенности:
Катушечный пистолет — это автономный пистолет, который подключается к полуавтомату и используется для подачи алюминиевой проволоки с катушки, установленной в этом пистолете. Основным преимуществом использования катушечных пистолетов является то, что алюминиевая проволока подаётся только на короткое расстояние по сравнению с обычной горелкой, направляющий канал для проволоки которой имеет длину от 2.5 до 3 метров. Проталкивание алюминиевой проволоки через такое большое расстояние очень затруднено. В катушечном пистолете расстояние между катушкой проволоки и контактным наконечником уменьшено (обычно менее 30 см), что обеспечивает стабильную и надёжную подачу алюминиевой проволоки.
Катушечные пистолеты рекомендуются для проволоки с меньшим диаметром. Это очень удобно и экономично для людей, которые часто переключаются между сваркой алюминия и стали.
Кроме преимущества лёгкой беспроблемной подачи проволоки, катушечные пистолеты имеют недостатки. Они достаточно дорогие и не все сварочные полуавтоматы могут их поддерживать. Также они тяжёлые и громоздкие, поэтому не идеально подходят для более быстрой скорости движения, необходимой для сварки алюминия, или для использования в узких местах. Катушечный пистолет можно приобрести, если Вам часто требуется сваривать алюминий. Для редкой сварки алюминия не стоит тратить лишние деньги на данное устройство.
Что такое толкательно-тянущая горелка (Push-pull gun)?
Толкательно-тянущий пистолет/горелка (push-pull gun) является альтернативой катушечному пистолету (spool gun). Он был изобретён недавно, чтобы предотвратить неравномерную подачу алюминиевой проволоки. Это особенно актуально для более тонкой алюминиевой проволоки (0,8 мм или 1 мм в диаметре).
При использовании горелки push-pull мотор в пистолете протягивает проволоку через направляющий канал для проволоки, в то время как мотор в сварочном аппарате становится вспомогательным. Поддерживая равномерное натяжение проволоки, система “толкатель-тягач” помогает устранить запутывание проволоки. Она более эргономична, чем катушечный пистолет (spool gun), так как вес катушки не находится в руках сварщика. Кроме того, катушку нужно менять реже, чем на катушечном пистолете, из-за возможности использования катушки большего размера.
Переоборудование полуавтомата для сварки алюминия
При адаптации полуавтомата для сварки алюминия Вам понадобится:
Защитный газ для сварки алюминия полуавтоматом
Для сварки алюминия нужен защитный газ. Из-за реакционной природы горячего алюминия, сварочный шов легко испортить загрязняющими веществами в воздухе.
Чисто технически можно сварить алюминий без защитного газа, но шов не будет прочным. Единственный способ соединения алюминия, который не использует газ — это пайка. Однако пайка не рекомендуется для соединения структурных элементов или более крупного ремонта.
Проволока с флюсом (для безгазовой сварки), как правило, для алюминия не используется. Она не способна обеспечить прочный шов, а также, если бы такая проволока существовала для алюминия, то она бы была ещё мягче (из-за флюсового сердечника), что ещё больше бы усложнило подачу мягкой проволоки.
Итак, защитный газ очень важен. Чаще всего для защиты используется аргон (в 99% случаев).
Для более толстого алюминия (1.3 см и более) к аргону добавляется от 25% до 75% гелия. Гелий, смешанный с аргоном, помогает создать более горячую дугу для проникновения в алюминий. При заданной длине дуги добавление гелия в чистый аргон увеличит напряжение дуги на 2 или 3 вольта. Это также расширяет форму поперечного сечения готового сварного шва, придавая ему более округлый вид. Более высокая температура и более широкая форма проникновения смеси гелия с аргоном, как правило, помогают свести к минимуму улавливание газа и снизить уровень пористости в готовом сварочном шве.
Скорость потока защитного газа для алюминия составляет от 14 до 47 л/мин. Более высокие скорости потока используются для газовых сопел более широкого диаметра и при использовании смесей, состоящих из двух частей гелия. Обратите внимание, что вам может понадобиться прибавить выход газа, если вы обнаружите, что на вашем сварном шве образуется большое количество сажи, или если место сварки (окружение) влияет на газовое покрытие сварного шва. Слишком большое количество защитного газа охладит сварочную лужу и сделает невероятно трудным поддержание устойчивой дуги.
Алюминиевая сварочная проволока для полуавтомата
В продаже есть несколько сортов алюминиевой электродной проволоки для полуавтомата. Выбранный тип проволоки должен быть совместим со свариваемым сплавом алюминия.
ER4043 и ER5356 — две наиболее распространённые алюминиевые проволоки для полуавтомата. Они могут быть использованы с наиболее распространёнными алюминиевыми сплавами.
Проволока 4043 является фаворитом среди сварщиков, поскольку ее алюминиево-кремниевый сплав повышает лёгкость сварки и даёт лучший контроль над сварочной лужей. Она более щадящая с точки зрения требований к характеристикам аппарата. Данный сорт обеспечивает чистый и красивый шов, менее склонный к растрескиванию. Проволока ER4043 также подходит для сварки алюминиевого литья. Однако при анодировании она темнеет, и не предназначена для материалов с высоким содержанием магния.
Сорт 5356 является ещё одной электродной проволокой общего назначения. В неё добавлен магний. Она немного менее удобна для сварки, но, как правило, обладает большей прочностью на растяжение по сравнению с 4043. Более высокая прочность означает, что она подаётся легче, чем 4043, а также имеет более высокую скорость расплавления, поэтому для проволоки такого же диаметра требуется более высокая скорость подачи проволоки. Сорт 5356 имеет более высокое сопротивление и при использовании маломощных полуавтоматов часто не хватает характеристик аппарата для достижения хорошего сварного шва с 5356. Данный сорт лучше подходит для анодирования. Не используйте данную проволоку на литье или материалах с температурой эксплуатации выше, чем 65 градусов по Цельсию.
Рекомендуемые диаметры электродной проволоки зависят от:
Проволока большего диаметра лучше подаётся к месту сварки.
Что касается сварки алюминия в кузовном ремонте, то нужно уточнять рекомендации автопроизводителя по выбору электродной проволоки. Проволока 4043 не совместима с некоторыми серийными сплавами, используемыми в автомобилях. К примеру, Jaguar, Land Rover и Ford рекомендуют использовать электродную проволоку 5554 для структурных элементов своих автомобилей.
Важно правильно обращаться с катушкой проволоки. Проволока намотана равномерно, чтобы обеспечить её последовательную подачу. Будьте осторожны, чтобы не нарушить способ намотки проволоки на катушку.
Настройка полуавтомата для сварки алюминия
Полярность для сварки алюминия полуавтоматом
Для сварки алюминия полуавтоматом необходимо установить полярность на DCEP (Direct Current Electrode Positive — Положительный электрод постоянного тока). При такой настройке полярности (известной как обратная полярность) электроны проходят от аппарата через кабель заземления и обратно через горелку.
Вся сварка полуавтоматом в среде защитного газа ( MIG ), в том числе на алюминиевых материалах, требует положительной полярности электродной проволоки, в то время как при сварке без газа флюсовой проволокой обычно используется отрицательная полярность электродов.
При обратной полярности 80% тепла дуги приходится на электродную проволоку. Обратная полярность используется для сварки алюминия, так как обеспечивает:
Очистка алюминия перед сваркой
Алюминий образует оксидный слой, который имеет более высокую температуру плавления, чем сам алюминий. Во избежание образования в сварном шве нерасплавленных частиц оксида алюминия перед сваркой следует использовать очистку. Оксидный слой необходимо удалить с алюминия непосредственно перед сваркой.
Вот несколько шагов, которые необходимо выполнить:
Сварка алюминия полуавтоматом
Советы по сварке алюминия полуавтоматом:
Безопасность
Безопасность является важным фактором при сварке алюминия или любого другого материала. Всегда используйте соответствующие средства защиты, такие как сварочный шлем с соответствующим номером оттенка линзы для защиты глаз (используйте более тёмные оттенки из-за более яркой дуги), перчатки для защиты от металлических искр и брызг, надлежащую обувь для защиты ног, используйте надлежащую вентиляцию, чтобы держать сварочный дым подальше от зоны дыхания.
Дефекты сварки, причины и способы их устранения
Рассмотрим различные виды дефектов сварного шва и методы их устранения или сведения к минимуму.
При сварке алюминия нет гарантированного способа избежать возникновения трещин. Разберёмся, какие можно применять меры, чтобы минимизировать вероятность растрескивания шва.