Благодаря большому количеству отличительных качеств, без алюминия не обходится ни один вид производства, будь то авиационная промышленность, строительство или изготовление электротехники.
На даче или дома также приходится довольно часто сталкиваться со многими операциями, так или иначе связанными с этим металлом. Алюминий достаточно легкий материал, имеет свойство достаточно хорошо воспламеняться, большой показатель электропроводности и достаточно хорошо проводит тепло.
В то же время сварка алюминия в домашних условиях процесс довольно сложный и требует предварительной подготовки. Ниже мы объясним, как сваривать детали из алюминия между собой и получить крепкое и долговечное соединение.
Сварка алюминия на производстве и дома
Чтобы сваривать алюминий в условиях производства, применяют газ аргон. Подача его осуществляется сильной струей, что предотвращает окисление металла и снижает вероятность появления пор в области стыка.
В домашних же условиях этот процесс может вызвать затруднения, поскольку не у каждого сварщика есть достаточно опыта аргонной сварки. Также можно испытывать следующие затруднения:
- Прожог металла. При сварке алюминия инверторной сваркой, необходимо учитывать, что на поверхности находится оксидная пленка, которая достаточно плохо плавится и может быть разрушена повышением температуры до 1400 -1450 градусов. Хотя сам алюминий начинает плавиться при 660 градусах, что создает риск прожога алюминиевой детали.
- Брак соединения: поры, кристаллизационные трещины. Появление данного дефекта становиться возможным при несоответствующем выборе технологии из-за присутствия в составе кремния и водорода. После застывания металла отбраковка будет отличаться от хорошего шва при осмотре.
- Вытекание металла из сварочной ванны. Поскольку материал обладает высокой текучестью то при работе инверторной сваркой следует применять теплоотводящие подкладки.
По окончанию сварки на поверхности возможно образование характерного кратера, ликвидация которого потребует от сварщика наличие необходимых знаний.
При застывании сваренные поверхности могут подвергаться деформации из-за усадки металла. Чтобы уменьшить шанс деформирования, для сварки алюминия рекомендуется использовать лазер.
Подготовка алюминия к сварке
Алюминиевые детали перед работой необходимо основательно очистить от всевозможных загрязнений используя для этого металлическую щетку. Очищенные поверхности обезжириваются и обрабатываются проникающим раствором для проверки целостности металла.
Пятипроцентным раствором щелочи нагретым до температуры 60-70 градусов стравливается с поверхности металла пленка окислений. Через 2 мин. детали необходимо промыть горячей и холодной водой и поместить в нагретый до 60-70 градусов 20-ти % раствор азотной кислоты.
Через 6-7 мин. заготовки промываются холодной, затем горячей водой и просушиваются. У вас есть три часа, когда детали можно подвергать свариванию. Если для этого будут применяться плавящиеся электроды для алюминия, то их требуется также подвергнуть обработке подобным образом.
В зависимости от сварочных материалов происходит разделка кромок. Для покрытых электродов торцы деталей можно отбортовать при толщине до 1,5 мм или разделать если она превышает 20 мм.
Использование других типов электрода требует разделки кромки если толщина металла свыше 4 мм. Шовный способ сварки подразумевает плотную подгонку краев деталей друг к другу, и их толщина не должна быть выше 4 миллиметров.
При точечной технологии толщина деталей предполагается от 0,04 до 6 мм, при этом зазор может быть максиму 0,3 мм. Правильная подготовительная работа и грамотно подобранный режим позволяет применять для сварки алюминия любой вид оборудования – инверторный или трансформаторный сварочный аппарат или полуавтомат.
После выбора сварочного оборудования нужно определиться с ходом процесса – будет применяться газ для защиты или нет.
Аргоновая сварка алюминия
Для сваривания алюминия дома применяя аргон, используются следующие способы:
- Сварка неплавящимися электродами. Такие электроды наиболее подходят при сварке на потолочных или вертикальных швах, или при необходимости удалить трещину. Хотя сварку ими возможно осуществлять в любом положении в пространстве.
В связи с тем, что аргон относится к тяжелым газам при формировании любых швов (кроме горизонтальных), его смешивают с гелием. Для правильного расчета силы тока необходимо использовать значение 30-45 на каждый миллиметр диаметра электрода.
Это и будет примерная сила тока необходимая для того, чтобы соединение получилось прочным. Электроды диаметром до 4 мм можно использовать для деталей до 6 мм толщиной, при большем размере необходимы электроды 6 мм.
Расчет аргона необходимо производить исходя из расхода 6-16 литров газа в минуту. Вольфрамовый электрод необходимо вести следом за присадочной проволокой на максимально возможной скорости, что позволит не допустить дефектов шва.
- Сварка присадочной проволокой. Для сварки деталей, толщина которых превышает 3 мм, необходимо использовать полуавтоматическую электросварку.
Для инверторной сварки в защитной газовой среде подойдет проволока размером 1,2 – 1,6 мм. Для более легкой сварки необходимо выбирать проволоку температура плавления которых наиболее приближена к температуре плавления заготовки.
При работе полуавтоматом подача проволоки происходит автоматически, а горелка перемещается вручную и должна подаваться справа налево. В оснащении горелки должна быть направляющая из тефлона длиной до трех метров.
Дистанция между свариваемой поверхностью и соплом составляет 10-15 мм, а вертикальное отклонение горелки 10-20 градусов. Этого будет вполне достаточно чтобы хорошо проварить и при этом достаточно экономно будет расходоваться газ.
Сварка без аргона
Многим также будет интересны технологии сварки алюминия без аргона. Для этого применяются специальные расходные материалы такие как электроды Nobitec 412 или пруток TBW Harasil NC12 и пр.
Из-за того, что расход таких электродов в 3 раза больше, чем аналогичная работа, но со стальными изделиями, их необходимо подготавливать намного большее количество. Температура алюминия предпочтительно должна быть 150-200 градусов.
Ток выбирается в пределах 70-100 Ампер, а сварка производится короткой дугой с перпендикулярным расположением электрода. На заключительном этапе, молоточком отбывается окалина, и щеткой производится зачистка сварочного шва.
Используемые электроды хоть и имеют слишком высокую стоимость, итоговые затраты на соединение получаются меньше, чем сварка аргоном.
Полезные советы
- Для сварки алюминия применяется постоянный ток с обратной полярностью. Для возможности использования переменного тока для сварки алюминия, необходимо будет дополнительно использовать осциллятор и балластный реостат.
- Оптимальная температура в помещении для сварки алюминия 18 – 22 градусов и относительная влажность 70%.
- Для очистки поверхности не следует использовать наждачную бумагу или абразивные материалы.
- Перед сварочными работами алюминиевые сплавы желательно дополнительно укреплять, используя способ нагартовки. В условиях производства это покрытие может достигать 40% толщины детали, в бытовых условиях допускается формирование значительно меньшего слоя.
- Предварительный подогрев поверхности алюминия позволяет предотвратить появление горячих трещин.
Чтобы отработать навыки сварки без кратеров, можно провести тренировочные работы используя ненужные остатки металла. Для этого без выключения электрической дуги производится сварка в противоположном направлении.
При заваривании кратера необходимо на его месте создать своеобразный купол, благодаря которому получится избежать появления трещин при понижении температуры.
При использовании полуавтоматического оборудования скорость подачи алюминиевой проволоки должна быть на 15-20% выше, чем аналогичная из черного металла.
Перед сваркой электродом необходимо его прокалить для выведения накопившейся влаги вследствие их большой гигроскопичности.
При обрыве дуги в процессе сварки плавящимся электродом, необходимо накладывать последующий шов на предыдущий приблизительно на 10 мм. Перед продолжением работы нужно очистить электрод и кратер от образовавшейся корки шлака.
