Алюминий и его сплавы зачастую используется для создания различных технических и технологических конструкций. Чистый алюминий применяется не так широко, как его сплавы, из-за его низких прочностных свойств и высокой пластичности. Следует отметить, что перед тем как сварить алюминий, необходимо учесть особенности сварочного процесса, обусловленные физическими и химическими свойствами этого металла.
Схема технологии точечной сварки алюминия.
Основная проблема при соединении алюминия состоит в непрекращающемся образовании на поверхности свариваемого металла оксидной пленки Al2O3, которая является тугоплавкой и мешает сплавлению. Кроме того, оксиды алюминия имеют достаточно высокую температуру плавления (+2050°С) по сравнению с аналогичным показателем для самого металла (+658°С), что вносит свои коррективы в процесс. Алюминий имеет высокий показатель теплопроводности, что влечет за собой использование специальных приемов и методов.
Читайте также:
Что такое
термофен
и для чего он нужен.Виды и технологии
сварки
.О сварке полиэтиленовых труб
подробнее тут
.
Виды сварки алюминия
Температура плавления алюминия.
Сварить алюминий можно следующими видами сварки:
- электродуговой (автоматической, ручной);
- аргонодуговой (автоматической, полуавтоматической и ручной);
- газовой.
Рассмотрим наиболее распространенный и эффективный способ сварки алюминия – электродом вручную аргонодуговой сваркой на постоянном токе с обратной полярностью.
Мнение эксперта:
Эксперты утверждают, что варка алюминия электродом требует особого внимания к технике и безопасности. Перед началом процесса необходимо тщательно очистить поверхность металла от окислов и загрязнений. Это позволит избежать появления дефектов в сварном шве. Кроме того, важно правильно подобрать ток и напряжение для сварки алюминия, чтобы избежать его перегрева. Эксперты советуют также использовать специальные электроды и флюсы, предназначенные именно для работы с алюминием, чтобы обеспечить качественный сварной шов и избежать образования пор. Важно помнить, что варка алюминия электродом требует опыта и профессиональных навыков, поэтому рекомендуется обращаться к специалистам с соответствующим опытом.
Аргонодуговая сварка
Схема аргонно-дуговой сварки алюминия.
Читайте также:
Плюсы этого вида заключаются в отсутствии применения вспомогательных материалов (электродных покрытий, флюсов). Процесс проводят вручную, полуавтоматическим и автоматическим методами.
Следует отметить, что выполнение любых сварочных работ необходимо проводить только на исправном оборудовании, в хорошо проветриваемом помещении или в помещении с приточно-вытяжной вентиляцией и с применением средств индивидуальной защиты (щиток, кожаные перчатки, спецодежда, спецобувь).
Интересные факты
- Алюминий имеет очень высокую теплопроводность, поэтому при сварке необходимо использовать электроды с низким тепловложением, чтобы избежать перегрева металла и образования дефектов.
- Алюминий очень чувствителен к кислороду, поэтому при сварке необходимо использовать защитные газы, такие как аргон или гелий, чтобы предотвратить окисление металла.
- Алюминий имеет низкую прочность на разрыв, поэтому при сварке необходимо использовать специальные электроды, которые обеспечивают высокую прочность сварного шва.
Материалы и инструменты для ручной аргонодуговой сварки
Техника безопасности при сварочных работах.
Для такого вида соединения алюминия электродом из вольфрама на постоянном токе с обратной полярностью вам понадобятся:
- растворитель (ацетон, бензин);
- щетка металлическая;
- раствор для травления;
- азотная кислота (раствор);
- ванна для подготовки металла;
- неплавящиеся электроды из вольфрама;
- сварочная установка или сварочный аппарат для аргонодуговой сварки с горелкой определенного типа, электроды вольфрамовые, осушенный аргон (чистота 99,8%), сварочные держатели, проволока присадочная необходимого диаметра;
- подкладка из коррозионностойкой стали (меди);
- средства индивидуальной защиты (щиток, кожаные перчатки, резиновые перчатки), спецодежда, спецобувь.
Опыт других людей
Правильное варение алюминия электродом – это настоящее искусство! Люди, кто пробовал, говорят, что это требует определенных навыков и тщательности. Они отмечают, что важно следить за температурой и правильно подбирать электроды для достижения желаемого результата. Некоторые отмечают, что это процесс требует терпения, но в итоге они получают прочные и качественные изделия из алюминия. Важно помнить, что безопасность всегда на первом месте при работе с металлами.
Подготовка металла перед сваркой
Схема полуавтомата для сварки алюминия.
Перед тем как варить алюминий любым видом, алюминиевые детали подвергают предварительной подготовке, которая заключается в обезжиривании поверхности материала и растворении пленки оксидов.
-
Читайте также:
Обезжиривание металла проводят путем обработки его поверхности растворителями (ацетоном, бензином и т.д.). После этого очищают оксиды механически щеткой или путем травления с использованием растворов химических веществ (гидроксид натрия – 45-55 г, фторид натрия – 10-50 г, вода – 1 л). Затем алюминий в течение 0,5-1 минуты промывают чистой водой, далее, поверхность металла нейтрализуют азотной кислотой (раствором 25-30% в течение 1-2 минут), после промывают металл в проточной, затем в горячей воде, далее, металл сушат до полного высыхания.
Такую подготовку осуществляют не ранее, чем за 2-4 часа до сваривания.Таким же образом следует обработать проволоку для присадки в случае ее применения.
Технология соединения алюминия
Основные характеристики покрытых электродов для сварки алюминия.
Листы алюминия толщиной менее 5 мм варят, не разделяя кромок. При толщине алюминия до 20-25 мм работу можно проводить, предварительно не подогревая материал. Если детали имеют толщину более 20 мм, то материал следует заранее прогреть до 300-400°С.
Аргонодуговую сварку можно проводить на переменном либо постоянном токе (полярность обратная). При работе на переменном токе используют осцилляторы-стабилизаторы сварочной дуги. Сваривание неплавящимся электродом проводят на постоянном токе с обратной полярностью и на переменном токе, с материалом присадки или без него. В роли присадочной проволоки используют проволоку марки АК отечественного производства по ГОСТ 7878-75 или зарубежные аналоги. При сваривании тавровых, угловых или стыковых соединений использование присадочного материала обязательно. В случае выполнения работ по отбортовке и встык при незначительной толщине алюминия присадки не используют. Параметры (диаметр Д) проволочной присадки при ручной работе выбирают, исходя из толщины алюминия (S):
- S до 2 мм, Д присадки до 1-1,5;
- S = 2-5 мм, Д присадки = 1,5-3;
- S свыше 5 мм, Д присадки = 3-4.
При аргонодуговой сварке используются электроды из вольфрама толщиной 0,8-8,0 мм и лантанированные вольфрамовые отечественного или зарубежного производства. Их диаметр выбирают, согласно роду тока и значениям его силы (I). Так, при постоянном токе с обратной полярностью:
- Д электрода = 1 мм, I до 10 А;
- Д электрода = 2 мм, I = 10-30 А;
- Д электрода = 3 мм, I = 20-40 А;
- Д электрода = 4 мм, I = 40-80 А;
- Д электрода = 5 мм, I = 60-100 А;
- Д электрода = 6 мм, I = 80-130 А.
Процесс ручной аргонодуговой сварки алюминиевых элементов и конструкций состоит из нескольких этапов.
Выполнять работу такого рода следует на подкладке из коррозионностойкой стали или листов меди. Выбор режима (силы тока I, скорости расхода аргона Q) аргонодуговой ручной сварки электродами из вольфрама зависит от сечения свариваемых деталей (S), наличия присадок или отбортовки и имеет такие параметры:
-
Читайте также:
- встык с присадкой, S = 1,0 мм, I = 65-85 А, Q= 4-5 л/мин;
- встык с присадкой, S = 1,2, I = 70-90 А, Q = 5-6 л/мин;
- встык с присадкой, S = 1,5, I = 80-100 А, Q = 7-8 л/мин;
- встык с присадкой, S = 2,0, I = 90-110 А, Q = 7-8 л/мин;
- встык с присадкой, S = 3,0, I = 100-120 А, Q = 8-9 л/мин;
- без присадки встык, S = 0,8 мм, I = 45-55 А, Q = 4-5 л/мин;
- без присадки встык, S = 1,0, I = 50-65 А, Q = 4-5 л/мин;
- без присадки встык, S = 1,2, I = 60-70 А, Q = 5-6 л/мин;
- без присадки встык, S = 1,5, I = 70-90 А, Q = 7-8 л/мин;
- без присадки встык, S = 2,0, I = 90-110 А, Q = 7-8 л/мин;
- без присадки встык, S = 3,0, I = 100-120 А, Q = 8-9 л/мин;
- по отбортовке, S = 0,8 мм, I = 40-45 А, Q = 4-5 л/мин;
- по отбортовке, S = 1,0, I = 45-55 А, Q = 4-5 л/мин;
- по отбортовке, S = 1,2, I = 55-70 А, Q = 5-6 л/мин;
- по отбортовке, S = 1,5, I = 70-85 А, Q = 7-8 л/мин.
Для ручной аргонодуговой сварки неплавящимся электродом используют специальные отечественные агрегаты типа УДАР, УДГ или их зарубежные аналоги.
Процесс аргонодугового соединения деталей вручную начинается с возбуждения (зажигания) дуги. Перед этим включают подачу аргона и устанавливают соответствующую силу тока согласно выбранному режиму. Дугу зажигают такими способами: чирканьем электрода о поверхность алюминия и прикосновением перпендикулярного электрода в точке начала. Если имеет место обрыв дуги, то очередное зажигание делают перед кратером на свариваемом алюминии, а затем возвращаются к уже наплавленному материалу для того, чтобы вывести загрязнения из кратера на поверхность. Далее, работу проводят в необходимом направлении. Следует отметить, что при проведении ручной аргонодуговой сварки не следует совершать колебательные движения горелкой, т.к. возможно нарушение защиты сварочной зоны. Угол между плоскостью изделия и осью горелки должен составлять от 75 до 80°. А угол между изделием и присадочной проволокой при ее использовании – 15-20°. Горелку следует перемещать вслед за присадочным прутком.
Расположение шва в пространстве обуславливает расположение электрода. Перемещают электрод «от себя» или «к себе». Согласно траектории его движения получают средние либо узкие швы. Тип движения электрода определяет прогрев или не прогрев кромок металла.
Тип движения электрода и присадочного прутка при его использовании выбирают, исходя из требования к шву и согласно справочным данным.
Швы делают средними (от 350 до 1000 мм), длинными (свыше 1000 мм) и короткими (от 250 до 300 мм). Длинные швы проваривают частями по 250-300 мм. В зависимости от толщины деталей швы могут быть однослойными (однопроходными) и многослойными (многопроходными). Однослойные швы экономичны и быстры в исполнении, но шовный металл имеет недостаточную пластичность. В случае многослойного шва сваренный металл имеет хорошие механические свойства. При проведении многослойной работы для алюминия толщиной более 20-25 мм следует качественно выполнить первый основной слой, определяющий прочностные свойства всего шва.
После выполнения швов отключают подачу аргона и подвергают швы дополнительной обработке – удаляют остатки шлака с шовной поверхности, т.к. шлак имеет свойство разъедать металл. Удаление шлака проводят путем промывания шва в горячей воде.
Необходимо отметить, что варить алюминий электродом можно не только при ручной аргонодуговой, но и при ручной электродуговой, а также автоматической электродуговой сварке. Однако эти виды сваривания деталей из алюминия не получили широкого распространения вследствие применения флюсов, а также из-за ряда особенностей применяемых электродов и низкого качества швов. При автоматической аргонодуговой и полуавтоматической аргонодуговой сварках сохраняется высокое качество сварных швов при отсутствии необходимости использования флюсов. Самым неэффективным видом соединения алюминия является газовая сварка с применением газовых горелок и флюсов.
Частые вопросы
Какой тип электрода лучше использовать для варки алюминия?
Для варки алюминия рекомендуется использовать электроды из специального алюминиевого сплава, такие как электроды с покрытием из чистого алюминия или алюминиево-магниевого сплава. Эти электроды обеспечивают более стабильную дугу и качественные сварочные швы.
Какие параметры сварки следует учитывать при варке алюминия электродом?
При варке алюминия электродом необходимо учитывать ток сварки, скорость подачи электрода, тип и толщину алюминиевых деталей, а также используемый газовый флюс. Настройка этих параметров важна для получения качественного сварочного шва и предотвращения образования дефектов.
Как обеспечить безопасность при варке алюминия электродом?
Для обеспечения безопасности при варке алюминия электродом необходимо использовать защитное средство для глаз и кожи, так как светящиеся искры и ультрафиолетовое излучение могут быть вредны для здоровья. Также важно обеспечить хорошую вентиляцию рабочего места, чтобы избежать вдыхания паров алюминия и других вредных веществ, выделяющихся при сварке.
-
Читайте также:
Полезные советы
СОВЕТ №1
Перед началом работы убедитесь, что ваша мастерская или место работы оборудованы хорошей вентиляцией, так как при варке алюминия электродом выделяются вредные газы.
СОВЕТ №2
Выбирайте правильный тип электрода для варки алюминия. Для этого лучше всего использовать электроды из нержавеющей стали или специальные алюминиевые электроды.
СОВЕТ №3
Подготовьте поверхность алюминиевой детали перед варкой, убедившись, что она чистая и свободна от окислов, жира и других загрязнений, чтобы обеспечить качественное соединение.
ли со статьей или есть что добавить?