Алюминий довольно сложный металл в обработке и для него требуется особый подход в сварке и не все технологии для цветных металлов применимы к нему.
Тем не менее он очень широко применяется в промышленности и строительно-монтажных работах благодаря своей легкости и практичности и еще большому списку достоинств.
Сварщикам часто приходится с ним работать, для этого нужно внимательно изучить свойства обработки и его особенности, особенно если вы любитель и сварочные работы предстоят дома.
Ниже мы рассмотрим, каким способом производится сварка, в чем особенности технологии работы с алюминием и его сплавами.
Где применяется алюминий
Алюминий очень хорошо проводит электричество и тепло, он очень легкий и практически не ржавеет. Поэтому сферы его применения очень обширны.
Начиная с пищевой промышленности, где производят из него от фольги до посуды и столовых приборов. Очень широко применяется в строительной промышленности, в изготовлении деталей для производственных агрегатов.
Из-за легкости металла активно используется в судостроении и авиаконструировании. В машиностроении он используется для изготовления деталей корпусов.
Так же алюминий незаменим в производстве твердого топлива для ракет и взрывчатых веществ, благодаря тому, что легко воспламеняется.
И него производят фурнитуру как для дверей и мебели, так и для одежды, корпусы для технических устройств и много другого. В любой сфере деятельность вы сможете найти использование алюминия.
Подготавливаем металл к свариванию
По технологии сварочных работ требуется предварительная очистка свариваемых металлов от загрязнений. Это касается и алюминия, зачистка в местах сваривания должна быть до блеска заготовок.
Обязательно требуется обезжиривание деталей, например, растворителями. Так же обязательным правилом, является обработка кромок, если алюминий толщиной до 1,5 миллиметра, то есть срезаются все зазубрины и неровности.
Если толщина свариваемого металла больше 2 см., то производят разделку кромок, то есть снимают часть металла с кромок под определенным углом. Это не является рекомендацией – это обязательная процедура, исключений нет.
Обязательно требуется снятие окисной пленки. В домашних условиях ее можно снять горелкой, щеткой по металлу или напильником, иногда используют каустическую соду, которую нужно смыть водой.
Поле всех подготовок требуется проверка металла на целостность, его покрывают химическим составом, который выявляет трещины и повреждения, это позволяет правильно оценить, где формировать сварочный шов.
Перед началом работ, обязательно проверьте оборудование на малом ходе, чтобы убедитесь, что все работает исправно. Теперь можно приступать непосредственно к сварке.
Особенности сваривания алюминия
Работа с алюминием подразумевает разрушение окисного слоя, для этого используют либо переменный ток, либо постоянный с обратной полярностью.
Почему важно зачистить оксидную пленку, потому что температура ее плавления очень высока и составляет порядка 20 тысяч градусов, сам же металл алюминий плавится при 660 градусах, соответственно, она препятствует сварке металла.
В связи с этим алюминий варится в среде защитного газа, чтобы эта пленка не образовывалась в процессе работы. Не забываем, что алюминий очень текучий металл, это затрудняет работу с ним, если нет опыта, стоит использовать медные прокладки, которые отводят тепло.
Технологию следует соблюдать точно, потому что в самом металле содержатся водород и кремний, а их непроварка и невывод из зоны сварки могут привести к образованию пор и трещин в районе шва, что ослабит соединение деталей. Водорода алюминий выделяет очень много, поэтому микропоры и микропустоты остаются повсеместно.
Если вы используете горелку для соединения алюминия, то частота тока должна быть высокой, так как алюминий очень хорошо проводит тепло, поэтому сила тока требуется намного больше, чем при работе с другими металлами. Если, например, сравнивать со сталью, то разница температур составляет сто процентов.
Разновидностей сплавов в сочетании с алюминием большое количество, поэтому сложно бывает определить точный состав и подобрать правильную присадочную проволоку и выбрать нужный режим, что в свою очередь нарушит технологию, а значит и качество результата.
Производится сварка на обратной полярности и постоянно токе, это позволяет разрушить окисную пленку и выполнить работу, так как только в этих условиях возможно катодное распыление, что ее уничтожает. Конечно, позволяет достичь высоких результатов автоматическая плазменная сварка.
Автомат использует ионизированный газ для защиты, что дает больше возможностей получить качественный шов. А с помощью плазмы можно работать с любыми металлами, и с алюминием она тоже отлично справляется, как в быту, так и на производствах.
С помощью микроплазменного способа можно скрепить детали до двух миллиметров и не прожечь шов (при условии работы на малых токах), то при таких толщинах металла неприемлемо. Шов не требует дополнительной обработки, так как изначально получается ровным и чистым.
Технология
Способов сварки алюминия несколько:
- вольфрамовым электродом в инертном газе;
- полуавтоматом в инертном газе;
- покрытыми электродами;
- контактной сваркой.
Для большей прочности шва и для сварки ответственных конструкций применяют сварку с аргоном. При использовании вольфрамовых электродов, проволока подается плавно, ложится только вдоль сварочного шва непосредственно перед электродом, по составу она должна соответствовать сплаву металла.
Дугу держат в минимальном размере, обязательно нужно выбирать помещение без сквозняков, что бы они, не сдували дугу и защитные газы с зоны сварки, это необходимо для защиты.
Варить алюминий, возможно, любым видом шва, как горизонтальный, так и вертикальный или потолочный. Но если сварка производится потолочным швом, то в смесь аргона нужно добавить гелий, для большей летучести.
Для бытовой сварки алюминия чаще всего используют полуавтоматы, это очень популярная технология. Проволока должна соответствовать металлу, с которым вы работаете, в нашем случае алюминиевая.
Полуавтоматом варят толщину около 3 миллиметров металла, проволока подается автоматически, остальные функции выполняет мастер. Поступающий газ защищает алюминий от окисления, и режимные параметры подбираются соответственно толщине металла, диаметра электродов, силы тока.
Наконечник должен быть толще, чем подаваемая проволока, ток должен быть постоянный, но обратной полярности, механизм для подачи проволоки, должен быть обеспечен четырьмя колесиками, для плавности процесса подачи. Если все меры соблюдены, вы получите желаемый результат.
Если толщина свариваемого металла от 4 миллиметров, то можно использовать сварку электродом. При этой технологии требуется предварительный нагрев заготовок, если большой толщины то до 400 градусов, если толщина не очень большая, то 250 градусов будет достаточно, так же не забываем про обработку кромок.
В основном опытные мастера используют определенную марку электродов для сварки алюминия в домашних условиях – УАНА или ОЗАНА. Конечно, добиться качества сварки алюминия таким способом очень сложно, если сравнивать с плазменной сваркой.
Металл в процессе работы разбрызгивается, шлак очень трудно счищается в поверхности шва. Как бы ни был профессионален мастер шов, все равно, получается пористым, и сравнительно, непрочный. В любом случае для большего качества лучше применять любой другой способ сварки, а не дуговую сварку электродом.
Применяются для точечной сварки электроды исключительно из меди или ее соединений. Меди проводит электричество отлично, поэтому использует аккумулированную энергию. Чтобы добиться равномерного оплавления алюминию, можно использовать стыковой способ сварки.
Применимая сила тока должна быть почти 15 тысяч ампер на один сантиметр толщины металла.
Если оборудование вам позволяет, и аппарат достаточно мощный можно использовать шовный способ сварки, для этого должно быть наличие ионных прерывателей.
Соединение алюминия и железа
Железо и алюминий очень различны по показателям, ковкости и температуре плавления, можно сказать, они несовместимы. Но все же существует 2 способа их соединения в бытовых или полупрофессиональных условиях.
Например, вы можете использовать вставку между свариваемыми металлами, так называемую биметаллическую прокладку, которая состоит из алюминия и железа, железную сторону проваривают с железом, алюминиевую с алюминием, используется для этого дуговая сварка.
Или, например, вы можете покрыть железную или алюминиевую заготовку с совместимым для него металлом, например цинком, и после этого произвести сварочные работы.
Как сварить алюминий и нержавеющую сталь
Для сложного промышленного оборудования, для использования деталей в агрессивной среде, требуется легкие и неподверженные окислению материалы, соединение алюминия и нержавейки, отличный вариант.
Они свариваются как при помощи биметаллических вставок, так и с помощью покрытия разными составами металлов.
При биметаллических вставках, сварка начинается с алюминиевой части, во избежание перегрева и отвода тепла, чтобы избежать хрупкости швов, производится так же постоянным током и обратной полярностью.
Дуговая сварка хорошо используется, в случае, когда сталь покрывается слоем алюминия, но важно чтобы дуга не касалась нержавеющей части заготовки. Так же сталь можно покрыть и серебряным припоем, в таком случае тоже важно следить, чтобы припой не был нарушен, для сварки используют алюминиевую проволоку.
Сварка алюминия и меди
Оба металла отлично проводят электричество, поэтому их соединение активно применяется в электронной промышленности, соединении проводов различной мощности, сварке труб, например, при изготовлении холодильников. Но это не очень хорошо совместимые металлы и соединить их довольно сложно.
Большое содержание меди приводит к хрупкости шва и образованию трещин. Но все же есть пара способов соединения алюминия и меди.
Первый – это замковая сварка, на алюминий приваривается медь, в виде накладки, а затем выполняется наплавка, закрывающая все швы. Второй – это использование графитовых электродов.
Выполняются работы при силе тока от 500 до 550 ампер, напряжение 50-60 ватт, длина дуги от 20 до 25 миллиметров. Технологии сварки могут быть разные, аргоном, газом, дуговой сваркой, так же применима технология холодной сварки.
В бытовых условиях, мастера редко встречают чистый алюминий, в основном, это его сплавы, и понятно, что это усложняет и так сложный процесс сварки, так как марка металла, то есть его состав неизвестны.
В любом случае без опыта, может, не получится качественный результат сразу. Но с опытом вы начнете замечать нюансы не оговоренные выше. Возможно, ваш опыт поможет уже сейчас. Пишите в комментариях.
Удачи!
