Электроды для сварки алюминия

Обновлено: 02.05.2024

Алюминий и сплавы на его основе свариваются сложно. Это объясняется негативным воздействием внешних факторов, текучестью металла, его тугоплавкостью, наличием оксидной пленки. Сварка с применением электродов по алюминию делает процесс доступным и малозатратным. Электроды имеют низкую температуру плавления и специальные добавки для стабилизации процесса.

Марки электродов для сварки алюминия

Приведенный перечень электродов применяется при сварке алюминиевых конструкций с помощью инвертора. Изделия со спецобмазкой позволяют работать с алюминиевыми деталями или сплавами на основе алюминия с кремнием либо марганцем, например, АМг и АМц.

Расходные материалы для сварки диаметром 3 мм выпускаются длиной 225-300 мм, а при диаметре 4-5 мм имеют длину 350-450 мм.

Электроды ОЗАНА

ОЗАНА-1. Расходники с солевой обмазкой подходят для сварки чистого алюминия марок А0-А3. Тонкостенные детали толщиной до 10 мм можно соединять без предварительного подогрева. Остальные детали прогреваются до температуры 200° в течение 30 минут. Для работы необходим переменный ток обратной полярности. Возможна сварка нижних и потолочных швов.

ОЗАНА-2. Предназначены для сваривания сплавов алюминия и кремния. Не подходят для наплавки, ремонта литейного брака. Иногда для работы необходимы дополнительные алюминиевые флюсы.

Электроды ОЗА

Электроды по алюминию изготовлены из стального стержня с соляной обмазкой. Выпускаются диаметром 4, 5 и 6 мм. Марка подойдет для сваривания заготовок из чистого алюминия и его сплавов. Ограничение по толщине деталей — от 3 мм до 16 мм. Ток сваривания – постоянный, с обратной полярностью. Нужен предварительный подогрев свариваемых торцов до 250°С. Подготовительная зачистка кромок обязательна.

Марка УАНА

Электроды этой марки предназначены для заготовок из литейных и деформируемых алюминиевых сплавов. Условия подготовки кромок и сваривания — как и для марки ОЗА. Расположение шва — верхнее и нижнее.

Продукция шведской компании ESAB

Категория щелочно-солевых электродов ОК96 производится для сваривания и наплавления деталей из алюминия и сплавов. Процесс происходит в среде защитного инертного газа аргон. Расходники производятся нескольких модификаций.

ОК 96.10. Назначение – сварка алюминия в чистом виде без технических примесей. Производятся с обмазкой композитным материалом из солей хлора и фтора. Шов ложится ровно и аккуратно, без разбрызгивания металла. Шлаки легко удаляются с поверхности.

При малом токе происходит залипание материалов. Нагревать стержни не обязательно, но желательно, потому что так можно снизить их расход. Кромки защищать не придется. Достаточно лишь обдать их горячей водой. Подходят для работы с дюралюминием.

ОК 96.20. Марка электродов для сварки слабонагруженных конструкций с минимальными требованиями. Они успешно сваривают сплавы с содержанием магния и марганца не более 3%. В составе стержня есть добавки марганца. Тип покрытия – солевое. Сваривать можно в любом положении, с предварительным нагревом до 220°С.

ОК 96.50. Востребованы при сваривании алюминиевых сплавов с включением меди, магния или марганца. Электродный стержень состоит из алюминиево-марганцевого сплава. Может использоваться как присадочная проволока при сварке автогеном. Покрытие прутка сделано щелочно-солевой обмазкой.

Советы профессионалов

При отсутствии опыта выбрать расходные материалы и соединить алюминиевые элементы непросто. Поэтому советы мастеров будут кстати.

• Лучше, когда состав заготовки и сплав алюминиевых электродов точно соответствуют друг другу. Проверить это можно по информации на упаковке.
• Сечение электродов для сварки должно отвечать толщине стенки. Если варить толстым стержнем тонкий лист, то прожог неизбежен.
• Разница толщин допускается не более 1 мм.
• Просушенные 2-3 раза расходники теряют качество и использовать их не рекомендуется.
• Предварительная зачистка обрабатываемых сваркой кромок обязательна.
• Новичкам сварочного дела следует начинать с толстых деталей. Сварочный процесс протекает очень быстро, и тонкий металл легко прожигается.
• Алюминий отличается повышенной текучестью, поэтому тонкий шов получить достаточно сложно.
• Прогревать электроды перед работой нужно тем дольше, чем толще свариваемый металл.
• Хорошему плавлению основного металла способствуют умеренные токи.
• Толстые заготовки лучше прогревать участками. Готовый шов очищают от шлака, промывают горячей водой, обрабатывают щеткой и варят дальше.

Особенности сварочного процесса

Сварочный процесс очень чувствителен к чистоте поверхностей свариваемых деталей по физическим и химическим параметрам. Детали необходимо зачистить металлической щеткой или напильником и протереть растворителем. Таким образом снимается оксидная пленка. Защитная среда и газ не в состоянии от нее избавиться.

После тщательной подготовки можно начинать сваривание алюминия с применением инвертора. Ток должен быть только постоянным с обратной полярностью, потому что переменный ток не дает хорошего шва. Сварочный ток для дуговой сварки нужно точно подбирать. Исходят из того, что на 1 мм толщины свариваемого листа необходимо 25-30 А. Так, при толщине стенки 4 мм потребуется ток 120 А.

Действовать нужно быстро, чтобы шов получился качественным. Сложности при сварке возникают из-за того, что электроды для алюминия плавятся в 3 раза быстрее стальных. При наплавке металла дугу следует держать близко к детали.

Почти все марки электродов для сваривания алюминия предварительно прогреваются в печи при 200°С пару часов, потому что при резком скачке температуры металл сильно разбрызгивается. Надежные сварные соединения получаются при прогреве стыков с помощью газовой горелки. Температура нагрева тем выше, чем больше толщина детали.

Шов основательно зачищается от шлаков, а затем обливается горячей водой. Такой прием замедляет процесс остывания, снижает коробление и минимизирует образование трещин. Охлажденную конструкцию нужно повторно зачистить в месте сварочного шва. Остатки шлаков становятся причиной образования коррозии.

Видео по теме: Электроды для сварки алюминия

Выбор электродов по алюминию: правила и нюансы

Виды сварки

Уникальные свойства алюминия как металла выливаются в серьезные сложности сварочных работ с ним. Эти сложности вполне объяснимы, и способы их решения известны. Чтобы выбрать самую оптимальную рабочую технологию в том или ином «алюминиевом» случае, необходимо разбираться в свойствах этого чрезвычайно интересного и капризного металла.

От работ по нему никуда не деться: по популярности с ним не может сравниться ни один металл, одна автомобильная промышленность чего стоит. Алюминий широко используется в авиационной, космической и многих других отраслях.

Вместе с тем этот металл чрезвычайно капризен в сварочных работах, это один из самых сложных материалов, требующих дифференцированного подхода к каждому технологическому случаю. Электроды по алюминию – ключевой элемент для получения сварочных швов высокого качества.

Почему алюминий сложно варить

Сварка алюминия при помощи инвертора TIG.

Все дело в физике и, в частности, температуре плавления. Сам алюминий плавится при весьма невысоких температурах, не превышающих уровня 650°С. В отличие от других металлов он не меняет своего цвета при нагревании, в результате чего очень сложно понять, когда детали готовы к формированию сварочного шва. Все это было бы не так страшно, если бы в процесс не вмешивалась оксидная пленка, которая образуется на поверхности этого металла с молниеносной скоростью.

Пленка ведет себя совсем по-другому. Во-первых, чтобы ее расплавить, температуру нужно нагнать до 1750°С. Во-вторых, оксид значительно тяжелее самого металла, поэтому во время сварки погружается в него и таким образом застывает. Простым и элегантным решением проблем с оксидной пленкой является тщательная зачистка поверхностей алюминиевых заготовок – это одно из обязательных требований в сварочных работах по алюминию.

Алюминий – отличный проводник тепла, его теплопроводность в пять раз выше, чем у других металлов. А низкая температура плавления в комбинации с высокой теплопроводностью приводит к еще одной рабочей неприятности: сварка электродом по алюминию сопряжена с высоким риском прожога металла во время плавления.

Алюминий отлично ладит с другими металлами и образует сплавы самого разного назначения, иногда с диаметрально противоположными свойствами. Эти сплавы тоже не без проблем. В работе с ними существует высокий риск образования трещин. Это происходит из-за недостаточной прочности металла на разрыв, когда он находится в частично жидком и твердом состоянии в пограничном температурном диапазоне. В результате усадочного напряжения образуется деформация деталей в процессе охлаждения в виде трещин.

Виды электродов для алюминия

ОЗА произведены из алюминиевой проволоки и используются для чистого алюминия и алюминиевых сплавов с кремнием.

• ОЗА – 1 подходят практически для любых алюминиевых сплавов и наплавок. Это плавящиеся электроды по алюминию из металлического стержня и соляным покрытием. Диаметр может быть самым разным. В работе нужно использовать постоянный ток обратной полярности. Применяются для заготовок с толщиной кромок в диапазоне от 3-х до 16-ти мм. Предварительный нагрев деталей до температуры 250 — 400°С обязателен. Расход ОЗА – 1 довольно высокий: на килограмм металлических заготовок уходит два килограмма электродов. Состав сварного шва получается сложным: больше половины никеля, медь, марганец, железо. После выполнения шов обязательно промыть подогретой водой, затем зачистить металлической щеткой. Недостатком этих расходников является сложность сварки в вертикальном положении, при котором может образоваться ненужная боковая дуга. В итоге работать можно только в нижнем положении.
• ОЗА – 2 – узкоспециализированные расходники для алюминиевых сплавов с кремнием. Покрытие солевое. Расход такой же: два килограмма на килограмм металла.

Щелочно-солевые ОК. К этому виду относятся марки 96.10, 96.20 и 96.50.

Самый подходящий вариант для сварки технического алюминия и алюминиевых сплавов с марганцем и магнием. Чрезвычайно гигроскопичны.

• Расходники 10 шведского производства ESAB используются в аргонодуговом методе и являются самым предпочтительным вариантом в этой технологии. Их особенность – покрытие нового состава из смеси солей хлора и фтора. В результате дуга получается ровной и стабильной без разбрызгивания металла. Шов выходит качественным и эстетичным на вид. В работе предварительный нагрев заготовок предпочтителен, но не обязателен. В отличие от ОЗА -1 нагрев не влияет на качество шва, он помогает лишь уменьшить расход дорогих электродов. Еще одним позитивным отличием от ОЗА – 1 является возможность производить сварочные работы на вертикальных поверхностях. Расход электродов значительно меньший из-за особенностей покрытия и тонкой проволоки в качестве стержня, что снижает общую стоимость данной технологии. Сварной шов отличается высокой твердостью.
• ОК 96.50 очень популярны в машиностроении для деталей автомобильных двигателей, монтаже разнообразнейших строительных конструкций и исправлении литейных дефектов в алюминиевых сплавах. По составу это алюминиевый электрод: стержень выполнен из алюминия, кремния и железа с четырьмя вариантами толщины. Ток применяется постоянный обратной полярности. Обмазка с щелочно-солевым составом позволяет сформировать защитный кратер для нейтрализации оксидной пленки. Предварительный нагрев заготовок очень желателен, оптимальная температура 250 — 300°С.

Две марки вида ОЗАНА: ОЗАНА — 1 для наплавки или сварки из четырех марок алюминия А0 – А3 и ОЗАНА — 2 для сварки алюминиевых сплавов АЛ4, АЛ9, АЛ11. Пожалуй, самые популярные расходники из всех: дают возможность формировать ровную дугу и шов высокого качества. Можно работать и в вертикальном положении в отличие от других видов алюминиевой сварки.

УАНА – специальные расходники для работы со сплавами, которые легко деформируются.

ЭВЧ – вольфрамовые наконечники для сварки в аргоне.

Особое свойство алюминиевых электродов – их чрезвычайно высокая гигроскопичность, они ухитряются выбрать из воздуха все влагу, какую только возможно. Отсюда нужно помнить об особых условиях их хранения – во влагонепроницаемой упаковке и в только в строго сухих помещениях.

Варим с инвертором без аргона

Сварка алюминия в домашних условиях инвертором вполне возможна, и здесь нам опять помогут правильные электроды – специальные расходники по алюминию. Безусловно, качество швов с помощью аргонодуговой сварки несоизмеримо выше, чем при методах без аргона, но для домашних работ оборудование для работы в аргоне слишком дорого. У самодеятельных мастеров чаще всего в распоряжении есть лишь элементарный сварочный аппарат.

Вольфрамовые электроды для сварки алюминия.

Домашняя сварка алюминия электродом требует знания и выполнения следующих рекомендаций:

• Соединения швов нужно делать только стыковыми. Другие виды типа тавровых или швов внахлест не подходят для алюминия из-за риска затекания шлака в зазоры. Впоследствии это приводит к коррозии.
• Очистка шва после плавления важна так же, как очистка поверхностей перед работой. Лучший способ – промывание шва водой.
• Про удаление оксидной пленки перед сваркой здесь уже писалось, но повторение лишним не будет: слишком уж важно это действие.
• Разделка краев металлических заготовок также чрезвычайно важна. Все зависит от толщины кромок. Если они толще, например, 3-х мм, разделку нужно формировать под углом 60° V-образной формы.
• Также не помешает предварительный нагрев заготовок перед сваркой. Таким способом вы сможете хоть немного «выровнять» дисбаланс низкой температуры плавления и высокой проводимости тепла.

Правила выбора расходника такие же и зависят от химического состава сплава — сварка алюминия инвертором в этом вопросе — не исключение. Сразу заметим, что чистый алюминий варится намного легче и лучше, чем его сплавы. Немаловажным фактором является немалая цена алюминиевых электродов.

Устройство горелки для сварки.

Стержни самых популярных из них сделаны из проволоки, покрытой смесью солей хлора или фтора очень тонким слоем. Так устроен целый ряд марок электродов, причем каждая из них имеет свое точное назначение с самыми подробными деталями использования.

Электроды для сварки алюминия инвертором следующие:

• ОЗА-1 для сварки с обязательным нагревом перед процессом для заготовок из чистого алюминия с зачищенными кромками.
• ОЗА-2 для наплавки сплавов алюминия с кремнием и заделки брака, полученного во время литья.
• ОЗАНА-1 для сварки чистого алюминия с толщиной кромки больше 10-ти мм с предварительным нагревом до 400°С.
• ЩЛ96.20 для сплавов алюминия с марганцем, магнием, кремнием, дюралюминия.

Самодельные расходники по алюминию

Поскольку покупные алюминиевые электроды – удовольствие не из дешевых, домашние мастера придумали способы изготовления расходников.

Марки электродов для сварки алюминиевых конструкций.

Самодельные электроды для сварки алюминия производятся по несложной технологии:

• Нарезать на ровные куски длиной 30 см из алюминиевой проволоки диаметром не более 4 мм.
• Покрытие или обмазку приготовить из измельченного мела, который нужно перемешать с силикатным клеем и тщательно перемешать. Опустить алюминиевые прутки в смесь.
• Слой обмазки должен составлять примерно 1,5 – 2,0 мм. Высушить до полной твердости слоя.

Еще раз про очистку

Предварительная очистка поверхностей заготовок перед сваркой – классическое правило во всех видах работ. Но в алюминиевых технологиях очистка является не просто полноценной, а ключевой частью самого процесса сварки.

Требования к очистке изложены в инструкциях к каждому виду алюминиевых электродов в качестве обязательного компонента технологии. Самым тщательным образом следует удалять масла, смазки и мелкие частицы металлов. Для минимизации риска образования окалины и высокой пористости кромки должны быть идеально ровными и чистыми.

Какие электроды по алюминию выбирать

Электроды для сварки

Специальные электроды по алюминию позволяют формировать прочный шов, не уступающий по характеристикам основному металлу. Технология создания неразрывных соединений ручным способом используется в быту или при ремонте техники и оборудования в полевых условиях. Электроды имеют специальное покрытие, разрушающее тугоплавкую пленку окислов на поверхности деталей, выполненных из алюминиевых сплавов.

Кратко о технологии сварки алюминия

Алюминий и сплавы на его основе отличаются небольшим удельным весом и высокой прочностью. Температура плавления не превышает +660°С. При нагревании оттенок металла остается неизменным, что затрудняет понимание состояния деталей.

Кроме того, при контакте с атмосферой на поверхности формируется прочная пленка окислов, разрушающаяся при нагреве до +2037°С. Частицы попадают в металл шва, снижая механическую прочность соединения. Перед сваркой пленку удаляют химическим или механическим способом либо используют специальные электроды.

Важные особенности металла

Алюминий был впервые получен в 1825 г., а спустя 30 лет была разработана первая технология промышленного производства и очистки металла. До начала XX столетия себестоимость материала была сопоставима с золотом, но впоследствии цена упала из-за внедрения методики электролиза.

Алюминий широко используется для изготовления различных конструкций, отличается небольшим удельным весом, легко поддается штамповке, не формирует ядовитых или канцерогенных соединений и является устойчивым к коррозионным процессам при нормальных условиях эксплуатации.

Химические свойства

В естественных условиях на поверхности металла находится оксидный слой, устойчивый к воздействию чистого кислорода, азотной и серной кислот. При повышении температуры азотная кислота разрушает пленку, аналогичное воздействие оказывает концентрированная соляная и разбавленная водой серная кислота.

Ингибиторами образования пленки являются олово или галлий, которые вводят в состав сплава.

Чистый алюминий вступает в реакцию с кислородом воздуха и галогенами (за исключением фтора, для соединения с которым требуется нагрев).

Физические свойства

Основные свойства материала:

1. Металл имеет серебристо-белый цвет, удельный вес составляет 2,712 г/см³ (в 3 раза ниже, чем у углеродистых сталей).
2. Температура перехода в жидкую фазу находится в диапазоне +658…660°С (зависит от степени очистки от примесей), расплав начинает кипеть при +2519°С.
3. Материал образует сплавы с другими металлами, которые отличаются повышенными механическими характеристиками. Например, введение кремния позволяет получить силумин, используемый для литья деталей, а соединение с магнием (дюралюминий) применяется в автомобильной и авиационной промышленностях.
4. Алюминий отличается повышенной электропроводностью (на уровне 65% по сравнению с очищенной медью), а также хорошо пропускает тепло, что позволяет применять металл при производстве радиаторов. Отполированные пластины обладают повышенной отражающей способностью.

Требования к электродам по алюминию

Стандартный электрод для сварки алюминия вручную имеет угольный или металлический стержень с покрытием, которое разрушает оксидную пленку и одновременно защищает расплав в зоне стыка от преждевременного контакта с атмосферным воздухом.

Для выполнения работ в бытовых условиях используется инвертор с выпрямительным блоком для получения постоянного напряжения. Аппарат пригоден как для соединения малогабаритных элементов, так и для заделки трещин в корпусах узлов, отлитых или отштампованных из алюминиевых сплавов.

Если применяется плазменная установка, то оборудование рассчитано на использование вольфрамового стержня диаметром 1,5 мм, который не плавится в процессе сварки. В зону дугового разряда подают присадочную проволоку из алюминиевого сплава. Технология отличается повышенной скоростью выполнения работ и предусматривает использование переменного тока.

При автоматической сварке в зону соединения подают флюс и присадочную проволоку.

Автоматизированные линии предназначены для ускоренной сварки деталей, имеющих толщину до 4 мм.

Необходимые легирующие компоненты в составе электродов

Алюминиевые электроды имеют центральный сердечник из проволоки, которая может содержать присадки:

• марганец, повышающий устойчивость расплава к коррозии;
• кремний, улучшающий свариваемость деталей;
• магний, обеспечивающий повышение прочности стыка;
• кремний с магнием, позволяющие улучшить термическую устойчивость шва.

Электроды для инвертора

Специализированных деталей из технически чистого алюминия или сплавов для инверторной сварки не существует. При присоединении инвертора необходимо выбрать постоянный ток и подключить провода по схеме обратной полярности (отрицательный полюс – к заготовкам). Подобная технология позволяет разрушать оксидную пленку дугой, при прямой коммутации варить алюминий инвертором затруднительно.

Характеристики для дуговой сварки

При проведении дуговой сварки плавящимся электродом формируется постоянный разряд, обеспечивающий быстрый переход материала стержня в жидкое (а также газообразное) агрегатное состояние.

Сварка алюминиевых деталей занимает в 2-3 раза меньше времени, чем соединение стальных листов с аналогичными габаритами. Поскольку при остановке электрода на наконечнике стержня и поверхности шва образуется слой шлака, то повторный розжиг дуги затруднителен. Опытные сварщики формируют шов до полного израсходования длины электрода.

Поверхность стержней для сварки алюминиевых сплавов покрыта плотным слоем, состоящим из соединений хлора и фтора с щелочными или щелочноземельными металлами. При горении дуги флюс вступает в химические реакции с оксидной пленкой, формируя нерастворимые в алюминии шлаки, которые затем удаляют с поверхности шва механическим способом.

Встречаются электроды с покрытием, содержащим легирующие металлы, но стандартно присадки вводят в состав плавящегося стержня.

Особенности для дюралюминия

Помимо стандартных электродов для алюминия (которые теоретически подходят и для работы с дюралем), существуют специальные изделия, которые отличаются химическим составом стержня и покрытия. Например, шведский производитель ESAB выпускает продукцию под маркой ОК-9620 или ОК-9650, рассчитанную на дюралюминий.

Популярные марки электродов для алюминия с описанием

Распространенные электроды для сварки алюминиевых сплавов:

• серия ОК от шведской компании ESAB;
• ОЗА-1 и 2, рассчитанные на работу с алюминием технической чистоты или силумином соответственно;
• ОЗАНА-1 и 2, близкие по характеристикам к ОЗА 1 и 2;
• УАНА-6, поставляемые предприятием “Энергомаш” из г. Сумы (Украина).

ОК (щелочно-солевые)

Производитель предлагает несколько разновидностей изделий:

1. ОК-9610 предназначены для обработки чистого алюминия. Поверхность стержня покрыта слоем солей хлора и фтора со связующим веществом. Производитель не требует прогрева изделий перед работой, но сварщики погружают электроды в нагретую до +80°С воду. Полученный шов легко очищается щеткой от шлака, при сварке отсутствуют брызги расплава. Допускается использование для соединения заготовок из дюраля.
2. ОК-9620 рассчитаны на работу со сплавами с содержанием марганца и магния до 3%. В стержень электрода введен марганец, сохранено защитное покрытие на базе солей. Перед началом работы электроды необходимо прогреть до +220°С, полученные соединения выдерживают небольшие знакопеременные нагрузки.
3. ОК-9650 отличается использованием сердечника из сплава алюминия с марганцем. Покрытие состоит из смеси щелочей и солей. Допускается использование электрода как сварочной проволоки при соединении деталей неплавящимся стержнем из вольфрама.

ОЗА-1 и 2

Модель ОЗА-1 предназначена для горизонтальной или вертикальной сварки листов из чистого алюминия марок А0-А3. Перед началом работы кромки требуется зачистить от окислов, а детали прогреть в печи до +250…+400°С. Формирующийся слой шлака следует убрать металлической щеткой и промыть поверхности теплой водой.

Электроды ОЗА-2 предназначены для исправления дефектов отливок из силумина марок АЛ-4 или АЛ-11 (с предварительной очисткой кромок и прогревом). Шлак смывается теплой водой и счищается стальными щетками.

Электроды перед работой требуется прокалить в печи на протяжении часа при температуре до +200°С. Металл шва, полученного с помощью ОЗА-1, состоит из алюминия с примесями кремния, титана и железа (доля компонентов в пределах 0,1-0,4%). Электроды имеют длину 350 или 400 мм (диаметр 4 и 5 мм соответственно).

Сварное соединение допускает изгиб до 170° и выдерживает нагрузку до 70 МПа.

ОЗАНА-1 и 2

Электроды ОЗАНА-1 для обработки чистого алюминия сортов А0, А1 или А3 требуют очистки кромок и прогрева деталей до +200°С (за исключением заготовок, имеющих толщину стенок менее 10 мм). Рассчитаны на работу в нижнем положении, допускается формирование потолочных швов.

Электроды модели ОЗАНА-2 применяют для соединения деталей из силумина или заделки разломов в литье.

При проведении работ может потребоваться дополнительный флюс (внешняя часть стержней ОЗАНА-1 и 2 покрыта смесью солей и связующего состава).

Электроды серии ОЗАНА перед использованием прокаливают на протяжении 30 минут при температуре +150°С, в металле шва присутствуют кремний и железо. Предлагаются стержни диаметром 3, 4 и 5 мм (длиной 320, 360 и 390 мм соответственно), сварочный ток зависит от сечения стержня. Полученное соединение выдерживает нагрузку до 90 МПа и изгиб до 140°.

Электроды ЛЭЗ

Предприятие ЛЭЗ (Лосиноостровский электродный завод) выпускает электроды для сварки конструкционных и легированных сталей. В каталоге более 50 позиций, отличающихся химическим составом и типом защитного покрытия. В производственной линейке нет стержней для сварки алюминиевых сплавов, поэтому необходимо выбрать продукцию другого завода (например ESAB или “СпецЭлектрод”).

УАНА-6 для алюминия и сплавов с магнием

Электроды УАНА-6 с солевым покрытием позволяют вести сварку в горизонтальном и вертикальном направлениях. Перед началом работ кромки деталей необходимо зачистить и прогреть газовой горелкой либо поместить заготовки в печь. Следует учесть, что электроды не подходят для работы с деталями, имеющими толщину сопрягаемых кромок менее 10 мм. Стержни перед применением необходимо поместить в духовой шкаф, нагретый до +200°С (время прокалки до 90 минут).

При использовании УАНА-6 формируется ровный шов без пустот. Остающуюся на поверхности шлаковую корку удаляют механическим способом (адгезия к основанию невысокая). Электроды имеют диаметр от 3 до 6 мм (с шагом 1 мм), сила тока в цепи составляет от 70 до 180 А (зависит от направления шва и сечения). Изделия выпускаются украинским предприятием “Энергомаш” (г. Сумы), информация о других поставщиках отсутствует.

UTP 48 с кремнием

Электрод UTP 48 предназначен для сварки или наплавки деталей, изготовленных и алюминиево-кремниевого сплава, содержащего до 12% кремния (у стержня аналогичный химический состав).

Полученный шов имеет предел текучести на уровне 80 МПа, временное сопротивление разрыву доходит до 180 МПа при относительном удлинении 5%. Металл стыка выдерживает нагрев до +573°С. Электроды могут использоваться при сварке в нижнем, вертикальном и угловом положениях, но следует учитывать повышенную текучесть расплава в ванне.

Изделия UTP 48 рассчитаны на постоянный ток обратной полярности (с подачей положительного полюса на электрод). Предлагаются электроды диаметром от 2,5 до 4 мм при стандартной длине 355 мм (по отдельным заказам производитель выпускает продукцию с увеличенными или уменьшенными габаритами). Сила тока в цепи питания при проведении сварочных работ составляет 50-130 А.

Foxweld для сварки в газовой среде

Компания Foxweld предлагает аппаратуру для сварки алюминия вольфрамовым электродом с подачей защитного газа, предотвращающего насыщение расплава вредными веществами. Для формирования шва в зону сварки подают проволоку, сечение и состав подбирают в зависимости от характеристик соединяемых узлов.

Преимуществом оборудования является бесконтактный способ возбуждения дуги. На корпусе оборудования предусмотрены регуляторы параметров сварочного тока (информация выводится на малогабаритный жидкокристаллический дисплей).

Аппаратура рассчитана на подключение к бытовой сети переменного тока напряжением 220 В. Сила тока в сварочной цепи зависит от модели (например, базовый 180 DC PULSE имеет диапазон в пределах 10-180 А). Допускается снятие горелки и установка рукоятки для штучных плавящихся электродов (технология ММА). В этом случае защита шва осуществляется расплавленным флюсом. Габариты электрода подбирает сварщик, ориентируясь на протяженность стыка и толщину заготовок.

Как выбрать электроды

При определении марок электродов для работы с алюминием необходимо учитывать:

• химический состав, который подбирается по содержанию элементов в материале свариваемых деталей;
• сечение металлического стержня, зависящее от толщины заготовок.

Изготовление электродов для алюминия в домашних условиях

Начинающие сварщики и мастера с опытом иногда изготавливают электроды самостоятельно, используя проволоку с химическим составом, идентичным параметрам соединяемых деталей. Следует учесть, что самодельные изделия не отличаются стабильностью характеристик и непригодны для сварки ответственных соединений. Электроды используют для ремонта узлов, не подвергающихся высоким механическим или вибрационным нагрузкам, в бытовых или полевых условиях.

Что потребуется

Для изготовления потребуются:

• измерительный инструмент (линейка или рулетка);
• кусачки или ножовка по металлу;
• деревянная или металлическая подставка для сушки изделий;
• моток алюминиевой проволоки диаметром 3-4 мм;
• порошкообразный мел;
• силикатный клей (или жидкое стекло);
• емкость для смешивания компонентов обмазки;
• кисть для нанесения состава;
• сухая салфетка для удаления капель жидкой обмазки со стола или наконечника будущего электрода.

Пошаговая инструкция

Последовательность действий при изготовлении самодельных электродов для дуговой сварки алюминиевых деталей:

1. Нарезать проволоку из алюминия кусачками или дисковой пилой на заготовки, имеющие длину 250 или 300 мм (в соответствии со стандартами).
2. В отдельной емкости смешать порошкообразный мел с силикатным клеем. Полученная масса должна иметь однородную консистенцию без комков или посторонних примесей.
3. Аккуратно нанести обмазку на металлические заготовки (например узкой кистью). Толщина защитного слоя должна находиться в пределах от 1,5 до 2 мм, при нарушении требования снижается качество сварки. Наконечник, предназначенный для установки электрода в рукоятку, обмазкой не покрывают.
4. Поместить изделия за наконечники на подставку и дождаться затвердевания массы (скорость испарения влаги зависит от толщины слоя и температуры окружающей среды). Допускается ускорение процесса путем прокалки заготовок в духовом шкафу.

Видеоинструкция

В видеороликах представлен алгоритм действий, выполняемых при изготовлении самодельных электродов для сварки алюминиевых сплавов. Технология может использоваться без изменений, допускается внесение корректировок, связанных с перечнем имеющегося оборудования.

Рекомендации от мастеров

Советы опытных сварщиков начинающим мастерам:

1. Рекомендуется вести сварку заготовок электродами, изготовленными из сплава одной марки. Информация о химическом составе инструмента указывается производителем на упаковке.
2. Необходимо учитывать соотношение толщины заготовок и диаметра электрода. При использовании инструмента с повышенным сечением возможно прожигание листового алюминия.
3. Расходные материалы не рекомендуется просушивать более чем 2-3 раза из-за деградации покрытия.
4. Перед началом электросварки кромки сопрягаемых деталей необходимо обработать абразивным инструментом, удаляющим окислы.

Начинающим сварщикам рекомендуется потренироваться на сварке конструкций из толстостенных заготовок или отходов. По мере получения опыта можно переходить к соединению листов.

Из-за повышенной текучести расплава сформировать тонкий и равномерный шов затруднительно. Крупные узлы рекомендуется сваривать в несколько этапов с перерывами для очистки мест соединения от шлака.

Электроды для сварки алюминия

Электрод является незаменимым элементом сварки, без него процесс соединения двух металлических частей был бы невозможен. В зависимости от обрабатываемого материала, это изделие может обладать различными свойствами. Поскольку алюминий мягкий металл, то для него и электроды требуются специальные.

Особенности

TIG сварка со смесью газов аргона или гелия – самый верный способ сварить алюминий, особенно если речь идет о тонких пластинах. Если использовать только гелий в качестве защитного газа, то образующаяся дуга и возможность глубокого проникновения могут лучше всего подойти для более толстых заготовок. При использовании только лишь аргона, поверхность недостаточно очищается от оксидной пленки. В результате шов получается пористым, а значит, менее прочным.

При работе с алюминиевыми электродами источником тепла является дуга между расходуемым элементом и основным металлом.

Такие изделия можно использовать для сваривания сплавов алюминия и желательно, чтобы электрод и заготовка были схожи по составу.

Имеющийся на поверхности флюс, который является обязательной составляющей алюминиевого электрода, способен удалять оксидный слой на основном металле, в то время как поток электродов удерживает оксиды от образования пленки на расплавленном металле. Именно флюс защищает сварной шов по мере его охлаждения и образует защитный барьер, который отлично работает даже в ветреную погоду.

В зависимости от коэффициента покрытия или толщины флюсового слоя, такие электроды делятся на 3 группы:

• с легким покрытием;
• со средним покрытием;
• с тяжелым покрытием.

Флюсовое покрытие на сварочных электродах имеет ряд преимуществ:

• защищает зону сварки от оксидации путем обеспечения необходимой атмосферы вокруг дуги;
• производит шлак с низкой температурой плавления, который растворяет примеси, присутствующие в металле, такие как оксиды и нитриды;
• определяет размер зерна сваренного металла;
• добавляет легирующие элементы к свариваемому металлу;
• стабилизирует дугу;
• уменьшает разбрызгивание сварочного металла;
• концентрирует поток дуги и уменьшает тепловые потери, что приводит к увеличению температуры дуги;
• замедляет скорость охлаждения сварного шва и ускоряет процесс затвердевания;
• увеличивает скорость осаждения металла и увеличивает глубину проникновения.

Электродное покрытие может состоять из двух или более компонентов. Различные типы покрытий используются для различных типов металлов, подлежащих сварке.

Шлакообразующими ингредиентами являются оксид кремния (SiO2), оксид марганца (MnO2), оксид железа (FeO), асбест, слюда. В некоторых случаях также используется оксид алюминия (Al2O3), но он делает дугу менее стабильной.

К числу ингредиентов, улучшающих характеристики дуги, относятся оксид натрия (Na2O), оксид кальция (CaO), оксид магния (MgO) и оксид титана (TiO2).

Дезокисляющие – графит, древесная мука, углекислый кальций, крахмал, целлюлоза, доломит. В качестве связующих материалов используются силикат натрия, силикат калия и асбест.

Легирующими элементами, применяемыми для повышения прочности сварного шва, являются ванадий, кобальт, молибден, алюминий, хром, никель, цирконий, вольфрам.

Обзор видов

Вольфрамовые

Для инверторной электродуговой сварки алюминия используют чаще всего электроды с вольфрамом.

Церированный вольфрамовый электрод имеет огромные возможности для работы при более высоких температурах. Он также довольно часто используется с современными технологиями. Его можно и нужно применять при работе со сварочным инвертором, который необходим для обеспечения стабильности подачи тока.

Такое изделие может быть использовано как для дуговой сварки переменным, так и постоянным током.

Церированный вольфрамовый электрод позволяет увеличить сварочную силу тока на 25-30% по сравнению с чистым вольфрамом того же диаметра.

Таким образом, в настоящее время в тяжелой промышленности для осуществления сварочных процессов преимущественно используются церированные, торированные, лантанированные и цирконированные вольфрамовые электроды не только для сплавов, но и для чистого алюминия.

В таком изделии около 97% вольфрама и всего 2% церия. Это лучшее решение для установки с небольшой силой тока. Основная сфера использования – сварка тонких пластин, труб.

Лантанированные электроды содержать лантан. Они дают превосходную дугу, которая долгое время сохраняет стабильность. Изделия идеально подходят для работы с отрицательными электродами при постоянном и переменном токе. Лантан равномерно распределяется по поверхности шва.

Если требуется обеспечить сварку с минимальным количеством разбрызгивания, тогда стоит применять цирконированный вольфрамовый электрод.

Еще один вариант – редкоземельный электрод, в состав которого могут входить различные добавки оксидов и металлов.

На каждой упаковке к таким изделиям точно указан полный состав. В зависимости от него меняются свойства во время проведения сварочных работ.

Выбрать электрод для работы несложно, необходимо только знать, какими качествами обладает каждый из видов. Отличает их между собой цвет покрытия. В крайнем случае всегда есть возможность применить обычное вольфрамовое изделие.

Графитовые

Графитовые электроды используются в дуговой сварке как с постоянным, так и переменным током. Удельное электрическое сопротивление графитовых электродов обеспечивает максимальную токоведущую способность без перегрева. Насыпная или кажущаяся плотность более высокая, что, как правило, отражается на качестве шва.

Прочность на изгиб высокая, что приводит к снижению частоты обрыва. Прочность на растяжение так же более высокая. Коэффициент теплового расширения низкий, что дает лучшую устойчивость к тепловому удару.

UHP-графитовый электрод используется в основном для ультравысокой мощности электрической дуги с плотностью тока более 25 а/см2.

Такие изделия выдерживают большие токи и высокую скорость разряда. Они не так легко деформируются, устойчивы к растрескиванию и сколам, окислению. Электроды этого типа обладают высокой механической прочностью, низким электрическим сопротивлением. Они дают необходимую точность обработки.

На поверхности таких изделий не должно быть более 2-х дефектов при использовании или поперечной трещины. Если имеется продольная трещина, то ее длина должна составлять менее 5% от окружности электрода, а ширина варьироваться от 0,3 до 1,0 мм.

Угольные

Широко используются 2 типа угольных электродов. Предварительно обожженные углеродные электроды изготавливаются из смеси углеродистых частиц и каменноугольной смолы, которая выступает в качестве связующего звена. Электрод образуется путем выдувания из нагретой пластиноподобной смеси и впоследствии запекается. Конечная температура обжига достаточна для карбонизации связующего элемента. Она составляет около 850°С. При таком показателе связующий компонент устанавливается, все летучие вещества уходят, а значительная часть продукта подвергается усадке.

Самоспекающиеся электроды – смесь помещается в трубчатый металлический корпус. Кожух содержит продольные перфорированные ребра, которые окружены углеродом.

Изделия изготавливаются в погружных дуговых печах. Среди них есть различные сплавы и соединения. Каждый используется при сваривании определенного типа металла.

Угольные электроды аморфны. Они образуются из смеси частиц, наполнителей. Предварительно обожженные изделия изготавливаются во всех диаметрах до 1500 мм. Некоторые производятся в виде четырехугольников, все зависит от используемой печи.

Производство углеродных электродов является капиталоемким бизнесом. Производители прямых штыревых углеродных электродов следуют установленным спецификациям, принятым для графитовых электродов. Единые стандарты не существуют для бесконтактных соединений, что приводит к ограниченной взаимозаменяемости между брендами. Диаметры электродов предлагаются как в американских, так и в метрических размерах без ограничений на уникальные габариты.

Марки

Для работы с алюминием используют покрытые электроды. Из наиболее востребованных – ОЗА-1, который применим исключительно для чистого металла. Перед тем как начать работу, потребуется сначала очистить поверхность от оксидного слоя и дополнительно подогреть ее.

При использовании этого изделия сварной шов получается сложным. Его обязательно нужно промывать водой, но ее предварительно подогревают. Шов очищается металлической щеткой. У описываемого расходника имеется и недостаток – очень сложно качественно выполнить работу в вертикальном положении, поскольку начинает образовываться дополнительная дуга.

Для сращивания кремниево-алюминиевого сплава лучше всего использовать ОЗА-2.

Так же для толстых деталей, изготовленных из чистого алюминия, используют электрод ОЗАНА-1. Прогрев осуществляется до температуры в 400°С. ОЗАНА-2 – модификация того же изделия, используемая для алюминиевых сплавов.

Если материал легирован силеном, марганцем или магнием или необходимо сварить дюралюминий, тогда идеальным решением станет электрод под маркой ОКБ96.20.

В такой отрасли, как машиностроение, используется электрод под маркой ОК96.50. Его стержень изготавливается из алюминия, а поверх наносится кремний и железо, при этом толщина изделия может быть разной.

Сварка возможна только током обратной полярности. Если использовать обмазку щелочно-солевым составом, то можно сформировать защитный слой, который нейтрализует оксидную пленку, негативно сказывающуюся на качестве шва.

Опытные сварщики перед использованием этого электрода советуют прогревать заготовку до температуры в 250-300°С.

Советы по использованию

Если технология сварки тщательно соблюдается в домашних условиях, то никаких проблем с получением качественного шва возникнуть не должно.

При отсутствии познаний в технических характеристиках разного рода электродов для алюминия можно всегда варить простым изделием.

Для более сложных работ, где требуется хороший, прочный и непористый шов, потребуется правильно подобрать марку проводов.

Перед сваркой обязательно нужно качественно зачищать поверхность, подлежащую обработке. Сделать это можно как механическим, так и химическим методом. После очистки сваривать детали советуют не позднее чем через 8 часов. Если прождать дольше, то оксидная пленка снова начнет появляться, в результате – плохой сварной шов, и чем больше времени проходит, тем ниже его качество.

Возможные проблемы

Какие электроды использовать для сварки алюминия, смотрите далее.

Читайте также:

  
• Сварочный полуавтомат 4 в 1
  
• Нужен ли газ для сварки полуавтоматом
  
• Сварочный аппарат ссср на колесах
  
• Производители сварочной нержавеющей проволоки
  
• Шнур для сварки линолеума