При работе с алюминием сварщик зачастую испытывает трудности, поскольку алюминий – довольно капризный металл, который, к тому же, имеет не одну легированную свою разновидность.
Начинающему электрогазосварщику работать с алюминием в домашних условиях без дополнительных теоретических знаний легко не удастся. Но сегодня мы с Вами постараемся разобраться с тонкостями сварки такого металла, как алюминий, и попробуем поведать Вам об особенностях работы с этим металлом.
Об алюминии
Алюминий (Al) – бело-серебристый металл, 3-ий элемент земной коры по распространённости и 1-ый среди металлов. Содержание в коре – 8.8%. Атомный номер – 13, а молярная масса – 26,98154. В контексте промышленности, алюминий – отличный универсальный белый металл, обладающий спектром отличительных от других металлов характеристик. К ним относится:
- Низкая масса;
- Парамагнетизм (способность к намагничиванию);
- Устойчивость к коррозии;
- Способность к электро – и теплопроводности;
- Пластичность
- Низкая температура плавления (660 градусов Цельсия)
Все эти характеристики делают алюминий одним из самых незаменимых металлов в промышленности и производстве автомобильной, сельскохозяйственной и ракетной техники.
Какой алюминий можно варить
Как правильно, большинство сплавов из алюминия поддаются сварке с приспособленным к этому оборудованием. С такому типу относятся сплавы алюминия серий:
- 1ххх (технически чистый);
- 3ххх (сплав с марганцем);
- 4ххх (сплав с кремнием);
- 5ххх (сплав с магнием);
- 6ххх (сплав с магнием и кремнием).
Но нужно не забывать о существовании сплавов алюминия, формовка шва в большинстве случаев из которых при помощи ручной дуговой сварки – невозможна. К их числу можно отнести:
- 2ххх (сплав с медью);
- 7ххх (сплав с магнием, цинком и медью).
В силу своей наклонности к коррозии и появлению трещин на швах после застывания с этими сплавами алюминия при помощи ручной дуговой сварки не работают. К тому же если учесть, что эти сплавы используются в деле самолётостроения, спрос на качество шва растёт вдвойне, посему это нужно учесть.
Особенности сварки алюминия и описание процесса
Всё шествие должно начинаться с подготовки оборудования. Сразу забежим наперёд: для сварки алюминия и других его сплавов электроды, предназначенные для работы со сталью – не подойдут.
Чем больше слой оксидной плёнки на поверхности – тем труднее успешно и качественно завершить сварочные работы, посему её нужно в обязательном порядке удалять из поверхности металла перед сваркой.
Нужно обратить внимание, что оксидная плёнка – нужное алюминию покрытие, так как при его присутствии на поверхности алюминий и обладает стойкими антикоррозионными способностями, потому сварочный шов обязан это самое покрытие иметь.
Также для сварки алюминия используются электроды, в составе покрытия которых присутствуют соли хлора и/или фтора: при их помощи оксидная плёнка, посредством вступления в реакцию, при воздействии высоких температур разрушается, облегчая процесс сварки.
Такие электроды можно использовать в совокупности с классическим сварочным аппаратом ММА типа с обратной полярностью и постоянным родом тока, но нужно иметь ввиду, что такие электроды расходуются минимум в 2 раза быстрее, нежели стальные, соответственно, покупать их нужно в столько же раз больше.
Уже в этом случае облегчить процесс нам поможет аргоновая сварка с применением тугоплавкого электрода, коим зачастую является вольфрамовый. Этот вид сварки несёт имя «TIG-сварка» или ручная аргонодуговая. Уже в этом случае ток должен быть переменным.
Алюминий также требует слежения за подачей напряжения и, как следствие, температурным балансом. Это требуется в силу того, что он является довольно текучим металлом, в следствие чего его сварочная ванна в процессе работы способна выплеснуться из шва, что также не сулит качеством исполненной работы.
После подготовки оборудования наступает следующий этап – подготовка поверхности алюминия. Всё начинается с обезжиривания и зачистки. После этого нужно в обязательном порядке провести химическую обработку будущего изделия, которая включает в себя:
- Обезжиривание в едком натре 5-ти процентов на протяжении 2-ух минут;
- Промывка в 50-ти градусной воде, а после этого промывка в холодной;
- Осветление в водном растворе азотной кислоты 15-ти процентов на протяжении 2-ух минут;
- Опять промывка тёплой и после этого холодной водой
- Сушка при 60-ти градусах Цельсия до удаления влаги
Дальнейшее выполнение сварки с подготовленным оборудованием (!) должно происходить не позднее, чем через 3 часа после химической обработки поверхности металла.
После этого шов поливают кипятком для удаления лишней кислоты, уменьшения пор в шве и уплотнению оксидной плёнки. После остывания шов заново зачищают от лишнего шлака щеткой с металлическим ворсом.
После качественного, педантичного и планового проведения всех этапов обработки и подготовки у Вас должен получиться качественный, монолитный, аккуратный и ровный сварочный шов.
Стоит иметь ввиду, что оксидная плёнка на сварочном шве из алюминия формируется полноценно после 1-2 недель нахождения в среде с 20-тью градусами Цельсия, но с увеличением температуры реакция создания плёнки катализируется и её слой становится всё больше и больше, вплоть до 10-ти нанометров.
Марки электродов для сварки алюминия
В зависимости от сплава и легирования алюминия, марка электродов должна быть индивидуальной, но основой электродов для работы с ним должен быть стержень из алюминия или вольфрама (при работе в аргоновой среде) и его щелочно-солевое покрытие. Таковыми характеристиками обладают электроды марок:
- ОЗА: 1 и 2;
- ОЗАНА: 1 и 2;
- УАНА: 1;
- ОК 96 (щелочно-солевые): 10, 20 и 30;
- ЭВЧ (вольфрамовые).
У каждой марки возможны другие разновидности в силу наличия примесей или присадок в составе стержня. Диаметр электрода надо подбирать в зависимости от толщины самой поверхности металла в конструкции.
Рецепт домашних электродов
Как Вы видите, работа с алюминием – покрытый мраком лабиринт, состоящий из множества трудно осязаемых способов выхода из него. Если Вы неофит в мире электрогазосваривания, но хотите начать работу с алюминием – для Вас есть способ этот лабиринт пролететь.
Но тем не менее, этот способ вполне имеет право на существование, так как значительно менее сильно опустошит Ваш карман, нежели покупка дорогих электродов. Для создания домашних электродов для сварки алюминия нам нужны:
- Алюминиевая проволока, толщиной от 3-ёх миллиметров;
- Мел;
- Силикатный клей (бытовое название – «жидкое стекло»);
Рецепт прост: нужно нашинковать проволоку на куски длиною в 25-30 сантиметров. После нужно растолочь мел и перемешать с силикатным клеем, после чего обмакнуть в него нарезанные стержни. Пропорции мела и силикатного клея нужно регулировать самостоятельно, главное – толщина покрытия электрода не должна быть больше, нежели 2.5 миллиметра.
Затем покрытию нужно дать на стержнях полностью засохнуть и электроды можно тестировать. Лучше всего электроды протестировать на фрагменте, которого не будет видно в изделии либо который не жалко будет испортить.
Вердикт
В этой статье мы разобрали с Вами щепетильный процесс сварки алюминия и постарались разобраться с максимальным количеством нюансов, которые должны быть приняты ко вниманию в процессе работы с этим металлом.
Рекомендуем Вам изучить тему работы с алюминием более углублённо, если Вы действительно желаете узнать большее количество способов создания качественного шва на этом металле и поднять свой уровень профессионализма в деле электрогазосваривания. Делитесь впечатлениями от работы с алюминием и самодельными электродами. Успеха Вам в труде!