Можно заварить алюминий холодной сваркой

Обновлено: 02.05.2024

Если по технологическим условиям нежелателен нагрев соединяемых деталей применяется холодная сварка для алюминия. По прочности данная методика превосходит болтовое крепление. Она хороша тем, что может использоваться в домашних условиях неподготовленными людьми.

Виды холодной сварки алюминия

Соединение алюминиевых деталей без традиционной сварки применяется в промышленности и домашними мастерами для изготовления корпусов приборов, бытовых изделий, восстановления поверхности. Используемые способы:

Сварка давлением выполняется прижатием соединяемых участков стержнями (пуансонами). За счёт высокого давления оксидный слой разрушается. Это способствует созданию монолитного соединения на молекулярном уровне на местах воздействия пуансонов.
Сдвиг под давлением аналогичен предыдущему, но соединение за счёт горизонтального смещения происходит по всей длине стыкуемых участков.
Соединение клеем на основе эпоксидных смол распространено в быту. После нанесения он, реагируя с металлом, внедряется в кристаллическую решётку, прочно скрепляя детали.

Методы сварки деформацией

Обязательным условием этой технологии является очистка с последующим обезжириванием заготовок. Деформация алюминия производится постоянным или переменным давлением. В зависимости от размера заготовок и необходимой надёжности выбирается один из трёх методов.

Точечный

Самый распространённый способ, так как не требуется зажимное устройство. Заготовки кладутся внахлёст, по их длине вдавливаемыми пуансонами создаются интервальные точки соединения. Полученный шов негерметичен. Качество крепления определяется степенью деформации, показывающей отношение глубины вдавливания к толщине материала. Норма по алюминию равна 60 — 70%, для сплавов — 75 — 90%. Не рекомендуется использовать листы толще 15 мм.

Шовный

Применяется для создания герметичных швов любой длины. Выполняется кольцевыми пуансонами или вращающимися роликами с помощью фрезерного или ручного станка. Протяжка осуществляется при одностороннем варианте между роликом и опорой, при двухстороннем — между двумя роликами. Недостатком шовной сварки считается уменьшение толщины по шву, что снижает сопротивление на изгиб.

Стыковой

Сварка алюминия этим методом производится в зажимном устройстве, размеры которого ограничивают длину и габариты заготовок. Детали закрепляются в губках, и за счёт осевого давления сопрягаются торцами. Несмотря на высокое качество швов, применение метода ограничено, так как в месте соединения образуется выпуклость. Участки, зажатые в губках, сильно деформируются, поэтому их извлечение затруднено. Метод используется для сваривания алюминиевых проводов, стержней, реже труб. Рекомендуется использовать металл сечением не более 30 мм².

Холодная сварка клеем

Состав продаётся в хозяйственных магазинах в виде мастики или двух жидких компонентов, упакованных в тюбики. Основа состоит из эпоксидной смолы с добавленными наполнителями и присадками для улучшения адгезии, прочности, стойкости к агрессивным веществам и предельным температурам. Имея клей для жидкой сварки и алюминиевые изделия с повреждениями ремонт можно производить даже в полевых условиях.

Выбор клея

В магазинах имеется обширный ассортимент составов отечественного и зарубежного производства. При выборе клея для холодной сварки необходимо:

сравнивать характеристики имеющихся марок с требуемыми для выполнения работы;
обращать внимание на универсальные виды, предназначенные для склеивания деталей из алюминия с другими материалами;
внимательно изучать инструкцию;
консультироваться с продавцами;
ознакомиться с отзывами покупателей;
учитывать, что жидкие составы сохнут дольше, чем мастика.

Пошаговый процесс

Инструменты для подготовки смеси не должны быть металлическими, чтобы она не взаимодействовала раньше срока. Для безопасной работы потребуются защитные перчатки, респиратор. Технология сварки алюминия клеем имеет следующую последовательность:

Средство извлекается из упаковки.
Отливается или отрезается необходимое для работы количество.
Ингредиенты перемешиваются до образования однородной массы. Срок до начала затвердевания составляет 30 минут.
Соединяемые участки обезжириваются ацетоном.
Наносится клей, затем детали сжимаются на 40 минут.
Затем выступившая смесь удаляется наждачной бумагой.
Изделию дают отстояться пару часов до полного затвердевания средства.
Заделка дефектов и отверстий производится последовательным нанесением слоёв толщиной 5 мм с полной просушкой каждого.

Преимущества и недостатки клеевого метода

Помимо того что клей «холодная сварка» — это простой способ соединения, он и стоит недорого. Большую популярность метод приобрёл благодаря следующим качествам:

быстрое, 20 — 30 мин, создание соединений;
отсутствие затрат на электроэнергию;
возможность выбора способов соединения (встык, внахлёст, заделка дефектов);
возможность сварки разнородных материалов;
соединяемые участки не деформируются.

Однако специфика метода накладывает ограничения на его использование. Применение холодной сварки клеем нежелательно:

в местах с высокой температурой;
если изделие должно быть экологически чистым;
для скрепления деталей, подвергающихся ударным и вибрационным нагрузкам;
при ремонте сосудов и труб высокого давления;
для восстановления изделий, эксплуатируемых в агрессивных средах;
если ёмкость контактирует с продуктами питания и питьевой водой.

После освоения способов холодной сварки любой человек сможет в домашних условиях самостоятельно производить ремонт алюминиевых изделий. Никакого сложного оборудования и навыков для этого не нужно.

Холодная сварка для алюминия – разновидности, советы по применению

Холодная сварка для алюминия может быть применена в тех ситуациях, когда нет возможности использовать электродуговую сварку в среде защитного газа. Данная методика актуальна применительно к алюминию еще и по той причине, что заготовки из данного металла очень плохо соединяются при помощи болтов и гаек. Под понятием «холодная сварка алюминия» может подразумеваться и способ соединения деталей из данного металла при помощи деформации, и технология, предполагающая использование специального клея.

Под «холодной сваркой» чаще всего подразумевают специальный клей, но существуют еще и механические методы холодной сварки — сварка деформацией

Холодная сварка деталей из алюминия при помощи специального клея

Холодная сварка деталей из алюминия, выполняемая при помощи специального клеевого состава, – это технология, позволяющая очень быстро и без особой подготовки поверхностей получить неразъемное соединение. Очень часто данную методику используют в тех случаях, когда необходимо устранить аварийную ситуацию и оперативно соединить алюминиевые детали. Естественно, простота данной технологии позволяет использовать ее чаще всего в домашних условиях.

Клей для скрепления алюминиевых деталей методом холодной сварки

Специальный состав, который применяется для выполнения такой сварки, – это двухкомпонентный клей, выпускаемый в виде мастики или густой жидкости. Состоит такой клей (его можно приобрести практически в любом хозяйственном магазине) из эпоксидной смолы и стального порошка, который служит для упрочнения формируемого соединения.

Чтобы улучшить характеристики клеевого состава для холодной сварки (адгезия с соединяемыми поверхностями, устойчивость к высоким температурам и к воздействию агрессивных сред), в его состав добавляют специальные присадки. Благодаря их использованию свойства застывшего клеевого состава часто превосходят характеристики соединяемых деталей по своей прочности и надежности.

Использование двухкомпонентного клея для фиксации штуцера в трубе из алюминиевого сплава

Любой клей для выполнения холодной сварки – как жидкий, так и в виде мастики – состоит из двух компонентов, которые необходимо смешать непосредственно перед использованием. Следует иметь в виду, что применить смешанный состав необходимо в течение 20–30 минут (спустя полчаса он начинает активно затвердевать). После нанесения на поверхности деталей из алюминия клеевого состава их необходимо прижать друг к другу и выдержать в таком состоянии 40–45 минут. Полное застывание состава происходит в течение 2–2,5 часов.

Чтобы в производственных или домашних условиях получить надежное соединение при использовании клея для холодной сварки, необходимо предварительно очистить и обезжирить соединяемые поверхности. При помощи данного метода можно не только соединить плоские заготовки из алюминия, но и заварить небольшие отверстия и трещины, потратив на это минимум времени и усилий. Соединенные при помощи клея для холодной сварки детали хорошо переносят любые механические воздействия, кроме нагрузок на разрыв.

Ремонт холодной сваркой пробитого поддона картера автомобиля

Применение данного метода холодной сварки алюминия позволяет получить прочные и надежные соединения, но имеет ряд ограничений, о которых необходимо знать.

Так, клей не рекомендуется использовать:

в местах, характеризующихся высокими температурами;
в тех местах, к которым предъявляются повышенные требования по экологической безопасности;
для соединения деталей, условия эксплуатации которых часто изменяются;
для герметизации сосудов и емкостей, находящихся под высоким давлением;
для соединения деталей, эксплуатируемых в условиях агрессивной окружающей среды;
для герметизации труб и сосудов, контактирующих с жидкими пищевыми средами и продуктами питания.

Следует также отметить и преимущества применения клея для холодной сварки, которые делают его очень популярным средством соединения деталей из алюминия:

исключение окислительных процессов в месте стыка заготовок, что придает долговечности такому соединению;
простота использования;
минимум времени, необходимого для формирования неразъемного соединения;
невысокая цена состава и отсутствие необходимости в использовании специального оборудования и энергоносителей.

Небольшой обзор распространенных на отечественном рынке составов для холодной сварки, основанный на отзывах людей, применявших их на практике.

«PERMATEX Cold Weld»
Эффективный и весьма универсальный клей, допускающий применение с различными материалами. Отлично выдержал нагрузки на отрыв и на сдвиг в ходе испытаний.
«WURTH Liquid»
Великолепно подходит для работы с металлическими деталями.
«Abro Steel»
Хорошо подойдет для ремонта емкостей для хранения жидкостей благодаря высокой способности обеспечивать герметичность.
«Титан»
Доступная цена, отменное противодействие механическим нагрузкам.
«Cold Weld PERMATEX»
Довольно популярный состав, заслуживший немало положительных отзывов.

Сварка деформацией – особенности технологии

Детали из алюминия по данной технологии соединяют при комнатной температуре, отсюда и название – «холодная сварка». Для того чтобы получить неразъемное соединение, заготовки подвергают значительной пластической деформации, в результате которой происходит разрушение оксидной пленки на поверхности алюминия. Кроме того, сильное сдавливание деталей из алюминия друг с другом в процессе холодной сварки способствует тому, что между их кристаллическими решетками создаются межмолекулярные связи.

Важным условием формированием надежного соединения, получаемого по технологии холодной сварки, является тщательная очистка поверхностей заготовок и их обезжиривание. Давление, которое воздействует на соединяемые детали из алюминия, может быть статичным или с переменной вибрацией.

В зависимости от типа формируемого соединения различают холодную сварку следующих видов:

Стыковой метод

Детали из алюминия при использовании данного метода холодной сварки соединяются своими торцевыми частями, которые предварительно тщательно очищают и обезжиривают. Для того чтобы выполнить соединение по этой методике, заготовки фиксируют в специальных губках с небольшим выпуском торцевых частей, которые и будут подвергаться сдавливанию. После того как детали надежно зафиксированы, на зажимные губки подается осевое давление, которое и сжимает торцевые части соединяемых заготовок, что сопровождается формированием надежного неразъемного соединения.

Схема стыковой холодной сварки деформацией

Данный способ холодной сварки, несмотря на свою простоту, имеет ряд существенных недостатков и ограничений в применении.

Габариты зажимных устройств, используемых для выполнения такой сварки, ограничивают длину формируемого соединения.
При сжатии деталей из алюминия пластической деформации подвергаются не только соединяемые торцы, но и та часть, которая зажата в губках.
После получения неразъемного соединения заготовки достаточно трудно извлекаются из зажимных губок.

Точечная технология

Данная технология, предполагающая соединение деталей из алюминия внахлест, является наиболее распространенным методом холодной сварки этого металла. Соединяемые заготовки сдавливаются в отдельных сварных точках, для чего используется специальный пуансон. По данной технологии детали преимущественно соединяют несколькими сварными точками, расположенными с некоторым интервалом друг относительно друга.

Схема холодной точечной сварки

Качество холодной сварки, выполняемой по точечной технологии, напрямую зависит от степени деформации алюминия в области сварной точки. В числовом выражении данный параметр характеризует соотношение между толщиной соединяемых деталей и глубиной, на которую в металл вдавливается пуансон. Существуют нормативы, согласно которым данный параметр для алюминия должен составлять 60–70%, а для сплавов на основе данного металла – 75–90%.

Точечная холодная сварка, с помощью которой можно соединять достаточно габаритные листы из алюминия и сплавов на основе данного металла, обладает рядом преимуществ.

Соединяемые детали не нуждаются в предварительной фиксации в специальных зажимных устройствах.
Алюминий деформируется на очень небольших локальных участках – сварных точках.

При наличии механического устройства, способного создавать значительное давление, холодную сварку по данной технологии можно выполнять и в домашних условиях.

Шовный способ

При использовании данного способа холодной сварки место соединения заготовок из алюминия приобретает форму сплошного шва, который формируется при помощи вращающихся роликов или пуансона с рабочей частью в форме кольца.

Схема шовного метода холодной сварки

Предварительно очищенные и обезжиренные детали из алюминия, которые необходимо соединить при помощи холодной шовной сварки, помещают между одним подвижным и одним неподвижным роликами (односторонняя сварка), либо между двумя подвижными роликами (двухсторонняя сварка). После сдавливания роликов и металла под ними на требуемую глубину подвижные ролики начинают вращаться, что приводит к перемещению соединяемых заготовок и формированию сплошного шва.

Процесс контактной шовной сварки на промышленном аппарате

Использование данной технологии позволяет заварить даже очень габаритные листы из алюминия, но наличие сплошного вдавленного в металл шва серьезно ослабляет конструкцию. Именно по этой причине, когда необходимо соединить холодной сваркой плоские листовые конструкции из алюминия, используют шовно-точечную технологию.

Она подразумевает получение соединения при помощи вращающегося ролика, на котором расположены рабочие выступы, оказывающие давление на свариваемый металл. Шов в таком случае выглядит не как сплошная линия, а как прерывистая цепочка сварных точек, которые очень незначительно ослабляют конструкцию.

Холодная сварка для металла – применяем правильно

Что такое холодная сварка? Этот вопрос задают себе многие из тех, кто собирается воспользоваться данным средством для быстрого соединения металлов. О холодной сварке, без сомнения, слышали многие и достаточное количество людей уже успели признать все преимущества данной технологии. Но, к сожалению, не все из тех домашних мастеров, кто уже успел попробовать соединить металлические детали при помощи такого средства, смогли оценить все его уникальные характеристики.

Холодная сварка для металла

Основная причина такой ситуации заключается в том, что очень часто наши люди не считают нужным внимательно читать инструкции, в которых и оговорены все нюансы использования того или иного устройства или технологии. Именно поэтому мы и хотим посвятить данную статью всем вопросам, относящимся к правилам использования и области применения такого замечательного средства, каким, бесспорно, является холодная сварка.

Разновидности холодной сварки

По сути, холодная сварка — это клей с высокой степенью пластичности, изготовленный на основе всем известной эпоксидной смолы. По своей структуре этот клей может быть двухкомпонентным, тогда его можно хранить длительное время, либо однокомпонентным, который необходимо применить максимально быстро, чтобы не столкнуться с утратой им своих клеящих свойств.

Как правило, такое средство выпускается производителями в виде двухслойного цилиндра, внешняя оболочка которого состоит из отвердителя, а внутренний сердечник представляет собой эпоксидную смолу, смешанную с металлической пылью. Такая добавка в виде металлической пыли необходима для того, что придать получаемому соединению высокую прочность и надежность. Содержит холодная сварка и другие добавки, которые и придают ей, а также соединениям, полученным с ее помощью, уникальные характеристики. Основную часть таких добавок производители держат в секрете, но наиболее известной из них является сера.

Классифицируется холодная сварка в основном по области ее использования, то есть по тем материалам, которые могут соединяться при помощи различных ее типов. Так, на сегодняшний день успешно применяются следующие виды данного средства.

Холодная сварка для металла

Такое средство активно и успешно используется не только домашними мастерами, но и автолюбителями, так как позволяет оперативно и эффективно решить многие проблемы, связанные с эксплуатацией автомобиля. Соединения, полученные с его помощью, дают возможность не только забыть о возникшей проблеме на короткое время, но и эксплуатировать восстановленные детали достаточно продолжительное время.

Однако следует иметь в виду, что холодная сварка оптимально демонстрирует себя при соединении тех деталей, которые не испытывают при эксплуатации значительных нагрузок. Широкое применение такое средство нашло и при ремонте сантехнических устройств, в которых необходимо оперативно устранить возникшую течь. Но насколько бы надежным оно не было, всегда следует помнить о том, что оно служит лишь для того, чтобы устранить возникшую проблему лишь на время. При первом же удобном случае следует воспользоваться методами капитального ремонта.

Клей «Холодная сварка» для различных видов пластика

Данное средство, которое является менее распространенным, используется, как следует из его названия, для выполнения оперативного ремонта пластиковых деталей. Находит применение такой клей как на производственных предприятиях, так и для выполнения ремонта в бытовых условиях. Чаще всего необходимость пользоваться таким средством возникает в тех случаях, когда нужно выполнить ремонт пластиковых труб и корпусов различных устройств.

Виды холодной сварки для различных материалов

Пользоваться таким клеем можно и в тех случаях, когда необходимо выполнить соединения изделий, изготовленных из жесткой резины. Естественно, что широкое применение такая сварка нашла при выполнении строительных и ремонтных работ. Следует отметить, что соединения линолеума, полученные с ее помощью, значительно превосходят по своим характеристикам те, для выполнения которых использовались клей или двусторонний скотч.

Мы перечислили лишь основные виды холодной сварки, но существуют и другие, которые менее распространены. Все эти средства отличает высокая оперативность получения и надежность соединений при условии, что при выполнении работ строго придерживались всех необходимых требований.

Применение холодной сварки для металла

Холодная сварка для металла, инструкция по использованию которой есть в каждой упаковке, применяется практически так же, как и другие разновидности такого средства. Для того чтобы понять, как правильно пользоваться таким клеем, достаточно будет разобрать пример с устранением течи в трубопроводах и емкостях, изготовленных из металла. Что удобно, применять эту сварку можно как при пустых, так и в заполненных емкостях и даже тех, которые находятся под небольшим давлением. То есть, к примеру, если вам необходимо устранить течь в автомобильном радиаторе, то сливать с него жидкость совсем не обязательно.

Деталь после ремонта холодной сваркой

Итак, алгоритм работы с таким клеем выглядит следующим образом.

В первую очередь необходимо подготовить поверхность, на которую будет наноситься клей. Для этого лучше воспользоваться наждачной шкуркой, с помощью которой выполняется зачистка поверхности от грязи и ржавчины. Заканчивать такую зачистку следует в том случае, если на обрабатываемой поверхности стал виден металл с нанесенными на него шкуркой царапинами. Причем, чем более глубокими и частыми будут такие царапины, тем более надежным получится соединение.
Затем следует тщательно просушить поверхность. Для этого можно использовать обычный фен, никаких особых технических средств вам не понадобится. Конечно, холодная сварка для металла справится и с мокрыми поверхностями, но на высокую надежность и герметичность такого соединения рассчитывать не приходится.
Дальнейшим этапом, который позволит сделать получаемое соединение более надежным, является обезжиривание поверхности. Для этого лучше использовать ацетон, который устранит даже незначительные жировые пятна на обрабатываемой поверхности.
Далее приступаем к подготовке самого клеевого состава. Так как это средство не жидкое, а достаточно плотное, то используем нож для того чтобы отрезать от цилиндрика холодной сварки кусочек требуемого размера. Очень важно выполнять рез строго поперек цилиндрика, чтобы сохранить в полученном кусочке изначальные пропорции затвердителя и эпоксидной смолы. Отрезанный кусочек необходимо тщательно размять до получения мягкой и однородной по цвету массы, а чтобы средство не приставало к рукам, можно периодически смачивать их водой.

Процесс нанесения сварки на ремонтируемую поверхность

После того как вы получили мягкую и однородную массу средства, его необходимо достаточно быстро нанести на ремонтируемую поверхность. Технические характеристики многих видов холодной сварки таковы, что она начинает застывать уже через несколько минут после приготовления, поэтому действовать нужно быстро, но аккуратно. Если вы заклеиваете с помощью холодной сварки образовавшееся отверстие, то очень желательно, чтобы часть мягкой массы попала внутрь него. Если же такое отверстие слишком велико, то лучше заделать его при помощи металлической латки, которую фиксируют на поверхности с помощью холодной сварки.

После того как средство нанесено, ему необходимо дать время на засыхание и полное застывание, которое может длиться до 24 часов. Только по истечении этого времени место ремонта можно подвергать отделке (зачистке, шпатлевке и покраске).

В любом случае перед началом использования холодной сварки лучше еще раз ознакомиться с инструкцией или даже посмотреть обучающее видео, которое без проблем можно найти в интернете. Очень важно соблюдать аккуратность при использовании обезжиривающих веществ, основная часть из которых представляет опасность для человеческих глаз и слизистых покровов. В целом, пользоваться таким средством несложно, а соединения, которые оно позволяет получить, отличаются достаточно высокой надежностью и герметичностью.

Сварка алюминия – как правильно варить алюминий в домашних условиях

Сварка алюминия затруднена многими факторами (в первую очередь его характеристиками), но специалисты постоянно работают над совершенствованием технологий, позволяющих надежно соединять детали, выполненные из данного металла и его сплавов. Сам алюминий и его сплавы отличаются поистине уникальными свойствами: небольшим удельным весом, высокой электро-, а также теплопроводностью, устойчивостью к механическим нагрузкам.

Процесс сварки алюминия

Чем объясняется плохая свариваемость алюминия

Сложности и особенности сварки алюминия и его сплавов объясняются целым рядом уникальных свойств этого металла.

Основная трудность тепловой обработки алюминия состоит в том, что поверхность данного металла всегда покрыта окисной пленкой, которая отличается очень высокой температурой плавления – 20440 (сам металл плавится при значительно более низкой температуре – 660 градусов).
Капли расплавленного алюминия, которые образуются в сварной зоне, моментально покрываются тугоплавкой окисной пленкой, которая препятствует формированию сплошного шва. Это определяет некоторые особенности сварки алюминия: сварную зону надежно защищают от взаимодействия с окружающим воздухом, для чего используется газ аргон.
В расплавленном состоянии алюминий обладает высокой текучестью, что серьезно затрудняет процесс формирования сварочной ванны. Именно поэтому технология сварки алюминия предполагает использование специальных теплоотводящих подкладок.
В составе алюминия содержится растворенный водород, который при застывании расплавленного металла стремится выйти наружу. Это способствует образованию в шве пор, а также кристаллизационных трещин. Кроме того, сплавы данного металла характеризуются повышенным содержанием в них кремния, что также способствует образованию трещин, возникающих при охлаждении деталей.

Трещина в сварном шве, возникшая в результате нарушения технологии работ

Алюминий обладает приличным коэффициентом линейного расширения. По этой причине происходит значительная усадка металла при его застывании, что ведет к серьезным деформациям соединяемых деталей.
Сварка алюминия и его сплавов осуществляется на высоких значениях сварочного тока. Это объясняется тем, что данный металл отличается высокой теплопроводностью. Примечательно, что при сварке стали (а у нее температура плавления выше, чем у алюминия) используются токи меньшей силы (в 1,2–1,5 раза).
Сварка деталей из данного металла (особенно сварка алюминия в домашних условиях) часто затруднена и тем, что точную марку сплава, из которого изготовлены соединяемые детали, определить очень сложно. Это серьезно осложняет выбор режимов сварки и используемых для ее выполнения методов.

Какие методы применяют для сварки алюминия

Для сварки алюминия могут использоваться разные методы, предполагающие применение различных материалов и оборудования, специальных средств для защиты сварочной зоны (инертные газы и флюсы).

Сравнительная оценка типов сварки (нажмите, чтобы увеличить)

Среди методов выполнения сварки алюминия и в домашних, и в производственных условиях наибольшее распространение получили следующие:

сварка, осуществляемая в среде инертных газов, для выполнения которой используется вольфрамовый электрод (AC TIG);
полуавтоматическая сварка, также проходящая в среде защитных газов, для выполнения которой используется специальная проволока, подаваемая в автоматизированном режиме (DC MIG);
сварка, при которой применяются электроды, покрытые специальным составом (MMA).

Задавая себе вопрос о том, как варить алюминий, чтобы получить надежное соединение, важно понимать, что для этого необходимо разрушить оксидную пленку, формирующуюся на поверхности металла. Чтобы решить эту задачу, для сварки применяют постоянный ток, а полярность устанавливают обратную. В данном случае добиваются эффекта катодного распыления, с помощью которого и удается разрушить такую тугоплавкую пленку.

Сваривать алюминий постоянным током, используя прямую полярность, не получается: в таких условиях не создается эффекта катодного распыления.

Как осуществляется подготовка металла к сварке

Вне зависимости от того, в каких условиях свариваются детали из алюминия – производственных или домашних, необходимо тщательно подготовить кромки этих деталей. Такая подготовка заключается в следующем.

Поверхности деталей, которые предстоит сваривать (а также присадочный материал) очищаются от грязи, масла и жира. Чтобы обезжирить поверхности, их обрабатывают уайт-спиритом, ацетоном, авиационным бензином и любым другим растворителем.
К подготовке относится и разделка кромок свариваемых деталей, которую выполняют, если в этом есть необходимость. Если сварку деталей из данного металла проводят не с помощью покрытых электродов, то разделку кромок следует производить при толщине соединяемых деталей, превышающей 4 мм. Если же для сварки применяются электроды, то разделку кромок выполняют, когда толщина деталей превышает 20 мм. Если сваривать предстоит алюминиевые листы толщиной, не превышающей 1,5 мм, то их торцы отбортовывают перед выполнением соединения.
С поверхности деталей из данного металла перед выполнением их сварки необходимо удалить оксидную пленку. Для такой процедуры используется напильник или щетка с ворсинками из нержавеющей стали, с помощью которых с кромок соединяемых заготовок (на ширине 25–30 мм) удаляется оксидная пленка.

Обработка места сварки проникающим составом с целью выявления дефектов и определения места наложения шва

Нередко, когда выполняется сварка алюминия в домашних условиях, для удаления окисной пленки используют химические средства: каустическую соду, бензин. Если кромки соединяемых деталей обрабатываются каустической содой, после такой обработки необходимо промыть их проточной водой.

Сварка при помощи электродов со специальным покрытием

Посредством электродов со специальным покрытием выполняют сварку конструкций из алюминия, к которым не предъявляются повышенные требования по надежности и прочности соединения. Чаще всего именно таким способом выполняют сварку алюминия своими руками в домашних мастерских. К основным недостаткам данного способа сварки (с его помощью соединяют детали, толщина которых превышает 4 мм) следует отнести:

низкую прочность сварного шва, а также его высокую пористость;
интенсивное разбрызгивание расплавленного металла;
достаточно сложную отделяемость шлака от поверхности шва, что может вызвать коррозию последнего.

Используя покрытые электроды и соответствующее оборудование, можно сваривать детали как из технически чистого алюминия, так и из сплавов данного металла. Наиболее популярными марками электродов, с помощью которых можно сваривать практически все виды алюминиевых сплавов, являются УАНА и ОЗАНА, пришедшие на смену устаревшим ОЗА-1 и ОЗА-2.

Электроды марки ОЗАНА-1 оптимально подходят для сварки чистого алюминия, а ОЗАНА-2 – для соединения заготовок из сплавов данного металла с кремнием (АЛ-4, АЛ-9, АЛ-11).

Электроды Kobatek для сварки алюминиевых сплавов

С использованием таких электродов сварочные работы выполняют на постоянном токе, подключаемом в обратной полярности, что следует учитывать, выбирая оборудование для выполнения работ в производственных и домашних условиях. Для выбора величины сварочного тока можно пользоваться несложным правилом: на 1 мм диаметра электрода необходимо 25–30 А постоянного тока.

При сварке деталей, характеризующихся средней, а также большой толщиной, необходим предварительный прогрев соединяемых деталей, для чего можно использовать газовую горелку. Когда требуется заварить детали значительной толщины, выполняется локальный прогрев места будущего соединения. Использование предварительного прогрева деталей (от 250 до 4000 – зависит от толщины металла), а также медленного охлаждения позволяет эффективно проплавить металл даже при сварке на небольших токах, минимизировать риск появления кристаллизационных трещин и деформации готовой конструкции.

Поскольку алюминиевые электроды плавятся достаточно быстро, следует выполнять сварочные работы с высокой скоростью. Очень важно обеспечить непрерывность сварки, осуществляемой посредством одного электрода. Обрыв дуги в таком случае приведет к тому, что конец электрода и кратер шва покроются шлаковой коркой, препятствующей повторному разжиганию.

Удалять шлак следует, как только закончилась сварка. Затем необходимо промыть очищенный шов горячей водой, а после обработать металлической щеткой. Это делается для того, чтобы удалить остатки шлака со всех уголков шва (в противном случае он может стать источником развития коррозионных процессов).

Сварка по данной технологии используется преимущественно для выполнения работ в домашних мастерских и на небольших ремонтных предприятиях. Для такой сварки не придется приобретать дорогостоящее оборудование, а также расходные материалы, но выполнять с ее помощью ответственные работы не рекомендуется. Что удобно, при этом можно использовать даже то оборудование, которое изготовлено своими руками.

Сварка с применением защитного газа

Сварка алюминия, которая предполагает применение защитного газа, может считаться наиболее распространенной технологией. Она позволяет получать соединения, отличающиеся высокой надежностью, прочностью и эстетичностью.

Прутки алюминиевые (присадочные) для сварки

Основными расходными материалами сварки по данной технологии являются вольфрамовые электроды (Ø 1,6–5 мм) и прутки (Ø 1,6–4 мм), используемые в качестве присадки. Защитными газами могут быть гелий или аргон, отличающиеся высокой чистотой.

Эффективное разрушение оксидной пленки, обязательно присутствующей на поверхности соединяемых заготовок, обеспечивается посредством запитывания сварочной дуги от источника, выдающего переменный ток. Все режимы сварочного процесса, которые зависят от типа выполняемого соединения и толщины соединяемых деталей, подбираются по специальным таблицам. К таким режимам, в частности, относятся диаметр вольфрамового электрода, а также присадочного прутка, величина силы сварочного тока, значение скорости, с которой подается защитный газ.

Ориентировочные параметры сварки при работе с аргоном

Имея соответствующее оборудование и расходные материалы, сварку по данной технологии можно с успехом выполнять и в домашних условиях, получая с ее помощью качественные, красивые и надежные соединения. Чтобы научиться выполнять сварку в среде защитных газов своими руками, можно посмотреть обучающее видео и запомнить нескольких несложных правил ее выполнения.

Между вольфрамовым электродом и горизонтальной поверхностью соединяемых деталей следует выдерживать угол, равный 70–80 градусов.
Угол между вольфрамовым электродом и присадочным прутком должен составлять порядка 90 градусов.
Длина дуги должна находиться в интервале 1,5–2,5 мм.
При формировании шва первым двигается присадочный пруток и только за ним горелка (так обеспечивается эффективная защита сварного шва).
Подача присадочного прутка в зону сварки осуществляется так, как будто вы держите в руках кисть, которой рисуете картину. Кончик присадочного прутка подводят к краю сварочной ванны, касаясь ее, а затем отводят назад и вверх. Поперечные движения электродом и присадочным прутком, что важно, совершать не рекомендуется. Очень хорошо можно изучить данный процесс, используя соответствующее видео.
Чтобы исключить перегрев соединяемых деталей и прожог тонких листов, а также обеспечить быстрый отвод тепла из зоны сварки, под них помещают стальную или медную подкладку, выполняющую роль радиатора.
Подача защитного газа в зону сварки включается за несколько секунд до начала ее выполнения (3–5), а выключают подачу спустя некоторое время (5–7 секунд) после обрыва дуги.

Выполняя сварку деталей из алюминия в среде защитных газов, необходимо очень тщательно следить за такими параметрами процесса, как скорость сварки и расход газа, так как они оказывают серьезное влияние на качество формируемого шва. При слишком большом расходе газа, например, в зону сварки будет засасываться воздух, что ухудшит ее защиту. Эффективная защита зоны сварки также не будет обеспечена в том случае, если расход газа слишком маленький, а скорость выполнения соединения слишком высока.

Очевидно, что при наличии соответствующего оборудования и навыков выполнения подобных работ вполне можно выполнять сварку деталей из алюминия своими руками по данной технологии в условиях домашней мастерской или гаража.

Использование полуавтоматического оборудования

Высокую эффективность при сварке деталей, выполненных из алюминия и его сплавов, демонстрируют импульсные полуавтоматы. Оксидная пленка на поверхности металла при использовании такого оборудования разбивается за счет импульса высокого напряжения, который, кроме того, «вбивает» в сварочную ванну капли расплавленного электродного материала. Такая технология позволяет получать плотные, качественные, красивые и надежные сварные соединения.

Для сварки в домашних условиях такое оборудование практически не используется, так как стоимость его достаточно высока. Домашние мастера, желающие выполнять соединение деталей из алюминия с использованием полуавтоматического оборудования, используют обычные аппараты, подвергая их незначительной переделке.

Отметим при этом следующий факт. Хотя сварка алюминия с использованием вольфрамового электрода и присадочного прутка и отличается меньшей скоростью, чем полуавтоматическая (в три раза), с ее помощью швы получаются более качественными.

Применение как импульсного, так и обычного полуавтоматического оборудования для сварки деталей из алюминия имеет ряд важных особенностей, которые обязательно необходимо учитывать.

Сварка выполняется только на постоянном токе обратной полярности.
Мягкая алюминиевая проволока при подаче в зону сварки по специальному рукаву может образовывать петли. Чтобы предотвратить образование таких петель, необходимо применять 4-роликовый подающий механизм, использовать более короткий подающий рукав, во внутреннюю часть которого вставляется тефлоновый вкладыш, значительно снижающий силу трения.
Алюминиевая проволока, которая имеет значительный коэффициент расширения, может при нагреве застревать в наконечнике подающего устройства. Чтобы этого не происходило, необходимо использовать специальные наконечники для алюминия, которые маркируются буквами «AL», либо обычные наконечники, диаметр которых несколько больше, чем диаметр используемой проволоки.
Подача алюминиевой проволоки, которая плавится значительно быстрее, чем стальная, должна быть выше. В противном случае расплавленная проволока, не успевающая попасть в зону сварного шва, будет постоянно выводить из строя наконечник.

Регулятор силы подачи проволоки

Естественно, выбирая марку алюминиевой проволоки для сварочных работ, необходимо учитывать состав материала, детали из которого будут соединяться с ее помощью. Если же информацией о составе свариваемого материала вы не обладаете, то подбирать проволоку придется экспериментальным путем.

Кроме вышеперечисленных методов, также используется контактная сварка алюминия, реализовать которую в домашних условиях достаточно сложно. Объясняется это тем, что для выполнения такой сварки необходимы специальное оборудование, соответствующие знания и опыт выполнения таких работ. Редко используется в домашних условиях и холодная сварка деталей из алюминия, предполагающая их сжатие под огромным давлением, под действием которого разрушается оксидная пленка на их поверхности.

Как правильно варить алюминий в домашних условиях

У этого металла внушительный список достоинств, но из-за его особенностей сварка алюминия связана с трудностями. Основной проблемой при самостоятельном ремонте деталей из алюминия является сложность создания условий аналогичных заводским. Однако и упрощенные технологии обеспечивают приемлемые результаты.

Особенности сварки алюминия и его сплавов

Трудности сварки алюминиевых сплавов и чистого металла связаны с его свойствами:

Температура плавления окисной пленки, покрывающей поверхность этого материала, 2044⁰C, а металла — 660⁰C.
Поверхность капель, образующихся при плавлении алюминия, мгновенно окисляется, что препятствует созданию монолитного шва. Поэтому сварочную ванну приходится ограждать от контакта с воздухом.
Из-за высокой текучести металла в расплавленном виде контроль над сварочной ванной затруднен. Проблема решается подкладкой под заготовки железных пластин для отвода тепла.
В алюминии содержится водород, который при остывании шва выходит наружу, образуя поры и трещины. В сплавы входит кремний, способствующий растрескиванию во время охлаждения соединения.
У алюминия высокий коэффициент температурного расширения, поэтому усадка при остывании приводит к деформации заготовок.
Из-за высокой теплопроводности сварку приходится вести током в 1,5 — 2 раза большим, чем при работе со сталью.
При сварке алюминия своими руками не всегда удается определить марку сплава, поэтому настройка оптимального режима сварки затруднена.

Способы сварки алюминия

Выбор метода, которым можно сварить алюминий дома, определяется имеющимся оборудованием. Разработано несколько способов, но популярными стали только три.

Вольфрамовым электродом

Этим способом сваривают алюминий, когда к прочности шва предъявляются жесткие требования. Он создается за счет плавления присадочной проволоки диаметром 1,6 — 4 мм дугой, создаваемой неплавящимся электродом из вольфрама. Для защиты от окисления к месту сварки подается аргон или гелий.

Работа выполняется на переменном токе. Если работа проводится в помещении, расход газа настраивают в пределах 5 — 8 л/мин, на улице больше. Диаметр электрода и сила тока в зависимости от толщины деталей определяются по таблице:

Диаметр электрода, мм	Толщина металла, мм	Величина тока, А
1	1 - 2	10 - 15
1,6	2 - 3	30 - 90
2	3 - 4	50 - 100
3	4 - 6	100 - 160
4	6 - 7	150 - 220
5	7 - 9	210 - 280
6	9 - 10	260 - 300

При выполнении сварки следует учитывать нюансы метода:

длину дуги поддерживают на уровне 2,5 мм;
электрод устанавливается под углом 80⁰ к стыку;
проволока подается под углом 90⁰ к электроду;
горелку с электродом перемещают следом за проволокой без поперечных движений;
для равномерного заполнения стыка проволоку подают короткими отрезками;
на конце электрода должен образоваться шарик правильной формы, если нет — нужно увеличить ток;
газ подают за 4 — 5 секунд до сварки изделий, после завершения перекрывают спустя 6 — 7 сек.

Плавящимся электродом

Сваркой электродами с покрытием соединяются заготовки толщиной от 4 мм, если нет высоких требований к качеству и прочности. Процесс сопровождается бурным разбрызгиванием плавящегося металла. Шов получается рыхлым, поскольку в нем остаются поры. Шлак, способствующий развитию коррозии, удаляется с трудом. Несмотря на недостатки эта технология очень популярна, поскольку выполняется без дорогостоящего оборудования и расходных материалов.

Электродами, обмазка которых при испарении создает защитную среду, проводится сварка алюминия и его сплавов большинства марок. Лучшими признаны марки УАНА и ОЗАНА. Перед применением их рекомендуется прокаливать. Если специальных электродов нет, вместо них можно использовать алюминиевые жилы кабелей. Их обмазывают смесью порошкового мела с жидким стеклом, чтобы получился слой 1,5 — 2 мм с последующей просушкой.

Сварка проводится постоянным током с обратной полярностью. Лучше пользоваться инвертором, но подойдет и самодельный аппарат. Сила тока выбирается исходя из того, что на 1 мм толщины деталей должно приходиться 25 — 30 А. Для улучшения проплавки края заготовок в зависимости от толщины нагреваются до температуры 300 — 400⁰C. После завершения работы месту соединения дают медленно остыть, чтобы уменьшить риск растрескивания и деформации.

Из-за низкой температуры плавления алюминиевые электроды сгорают быстрей, чем стальные аналоги, поэтому сварка выполняется быстрей. Их ведут вдоль стыка без поперечных колебаний, стараясь заварить шов без остановок. Прерывание дуги приводит к образованию на кончике электрода и в ванне пленки из шлака, которая затруднит повторный розжиг.

Сразу после завершения со шва оббивают шлак. Для удаления мелких крошек соединение промывают водой и чистят жесткой щеткой. Для полной уверенности в отсутствии частичек шлака дополнительно проходятся щеткой со стальной щетиной.

Полуавтоматом

Качественная сварка алюминия и его сплавов с созданием монолитных красивых швов выполняется полуавтоматами, работающими в импульсном режиме. Оксидная пленка разбивается кратковременным разрядом высокого напряжения, которое затем снижается до исходного значения. По такому же принципу происходит «вбивание» капель в зоне сварки. Однако, из-за высокой цены оборудования, оно редко используется домашними мастерами. Чаще приспосабливают обычные полуавтоматы, так как варить алюминий ими дома можно с хорошим качеством. Однако на аппарате без дополнительных опций оптимальные настройки придется подбирать экспериментальным путем.

Работая по этой технологии, следует учитывать ее особенности:

Работа проводится на постоянном токе с обратной полярностью. Величину тока можно выставлять по таблице для вольфрамового электрода с последующей корректировкой.
У мягкой алюминиевой проволоки есть склонность к образованию петель. Для устранения этого недостатка ее подают механизмом с четырьмя роликами через укороченный рукав с тефлоновым вкладышем.
Из-за высокого температурного расширения алюминия проволока может застревать в отверстии наконечника. Проблема решается заменой на другой с большим диаметром или с маркировкой «Al».
Из-за быстрого сгорания скорость подачи алюминиевой проволоки устанавливается больше чем при работе со стальной. Иначе она начнет плавиться внутри наконечника, выводя его из строя.

Подготовка поверхностей к сварке

Под правильным свариванием алюминия подразумевается не только настройка параметров процесса, но и предварительная обработка заготовок:

Место соединения на расстоянии 2 — 3 см от стыка очищают от грязи и обезжиривают любым растворителем.
При сварке деталей толщиной больше 4 мм неплавящимися электродами с кромок снимают фаски под углом 45 — 65⁰. У листов толщиной до 1,5 мм делают отбортовку торцов. У заготовок, соединяемых плавящимися электродами с покрытием, кромки разделывают, если толщина больше 20 мм.
Прежде чем сваривать алюминий, с поверхностей возле стыка напильником или металлической щеткой удаляется оксидная пленка. Обработка проводится без надавливания, чтобы в царапинах не остались ее частички.

Технология сварки алюминия

Этапы сварки алюминия в домашних условиях одинаковы для всех способов:

заготовки предварительно нагревают до 150⁰C;
на аппарате выставляются настройки выбранного режима;
зажигают дугу контактным или бесконтактным методом;
наплавляют сварочную ванну до появления на поверхности зеркального пятна;
затем подают присадочную проволоку, если это предусмотрено технологией, и начинают перемещать электрод вдоль стыка.

Полезные советы

Повысить качественные показатели сварки алюминия в домашних условиях помогут рекомендации специалистов:

разделывая кромки, следует учитывать, что при уменьшении угла фасок увеличивается ширина шва;
при соединении деталей толщиной больше 7 мм между ними нужно оставить зазор 2 мм;
чтобы шов получился ровным по ширине, детали сначала прихватывают с обеих сторон;
перед завариванием трещину расширяют и углубляют, так как варить алюминий без ее заполнения бесполезно;
толстостенные детали сваривают в несколько проходов до заполнения стыка, удаляя шлак с каждого шва.

Узнав как сваривать алюминий в домашних условиях можно переходить к практике. Однако, чтобы не стать жертвой несчастного случая, прежде нужно запастись одеждой и перчатками из огнеупорного материала. Для работы дома лучше приобрести аппарат с возможностью проведения ручной и аргонодуговой сварки.

Читайте также: