Расход аргона при сварке полуавтоматом алюминия

Обновлено: 04.10.2024

Полуавтоматическая сварка алюминия MIG/MAG в среде защитных газов – это один из методов обработки цветных металлов с применением специальной присадочной сварочной проволоки. Для обеспечения защиты сварочного шва алюминия от воздействия кислорода (окисления) применяется инертный газ, преимущественно смесь или чистый аргон. Сварщик вручную перемещает горелку, через которую автоматически подается присадочная проволока и защитный газ с заданной скоростью и требуемым давлением.

Полуавтоматическая сварка изделий из алюминия без подачи защитного газа не рекомендуется по следующим причинам:

увеличивается разбрызгивание металла;
наблюдается плохое отделение застывшего шлака;
понижается прочность шва;
увеличивается пористость шва.

Сварка алюминия существенно отличается от сварки обычной стали, так как алюминиевые заготовки обладают высокой теплопроводностью. По этой причине рекомендуется предварительный прогрев заготовок и увеличенная скорость подачи присадочного материала. Как правило, сварка алюминия полуавтоматом применяется в мелкой и крупной производственной и промышленной сфере, при работах на судоремонтных и строительных предприятиях, в авиационной, пищевой и химической отраслях, в мастерских, сервисных станциях и т.д.

Сварка алюминия MIG/MAG требует:

профессионального оборудования и расходных материалов;
качественной присадочной проволоки;
высокой квалификации сварщика;
качественного инертного газа или смеси.

При наличии всех вышеперечисленных факторов достигается высокое качество сварочного соединения алюминиевых заготовок методом сварки MIG/MAG.

Отличительные особенности сварки MIG/MAG от TIG

Алюминий относится к цветным металлам, отличается высокой температурой плавления за счет наличия на его поверхности тугоплавкой оксидной пленки. При этом изделия из алюминия при нагреве не меняют свой цвет.

Процесс сварки алюминия MIG/MAG и TIG имеет свои существенные отличия:

При сварке полуавтоматом применяется присадочная плавящаяся проволока, в то время как при аргонодуговой сварке используют присадочные прутки.
В полуавтомате сварочная дуга образуется между сварочной проволокой и обрабатываемым металлом, а в ТИГ-инверторах между вольфрамовым электродом и свариваемым металлом.
Полуавтоматическая сварка MIG/MAG является более производительной, чем ручная TIG-сварка.
Полуавтоматическую сварку MIG/MAG проще освоить начинающим сварщикам, чем аргонодуговую сварку TIG.
Режим «Double pulse» (Двойной пульс) в полуавтомате. Во время сварочного цикла происходит наложение импульсов с двумя величинами тока на импульсный ток дуги. В период высокого импульса сварочная капля «вгоняется» в зону шва, а в низкий период охлаждается заготовка, исключая наплывы и подтеки. В результате обеспечивается точный контроль над сварочным циклом, тепловложением. Формируется красивый «чешуйчатый» шов с глубоким проваром, как при более трудоемком режиме TIG-сварки.
Сварка алюминия методом TIG в несколько раз медленнее, чем сварка полуавтоматом.
При аргонодуговой сварке обеспечивается более прочное сварочное соединение, поэтому ее используют для всех ответственных участков и задач – трубопроводов высокого давления, соединительных элементов (муфты, переходники) с высокой нагрузочной способностью, сварка сталей марки 40Х и т.д.

Современные полуавтоматы могут работать в нескольких режимах и с разными настройками, иметь классический режим сварки, импульсный, «двойной пульс» и т.д. Наличие этих функций помогает добиться более качественного провара алюминия, быстрого пробития на поверхности заготовок оксидной пленки. Например, при импульсном режиме каждая отдельная капля присадочного материала будет вдавливаться (вбиваться) в поверхность металла. В итоге мы получаем качественный провар, высокую прочность шва, сниженное разбрызгивание и более однородную структуру сварочного соединения.

Преимущества и особенности

Полуавтоматическая сварка MIG/MAG алюминия в среде защитных газов имеет ряд особенностей и достоинств:

Более простой процесс сварки, чем режим аргонодуговой TIG. Для работы полуавтоматом не нужно много опыта и высокой квалификации, как при режиме TIG-сварки алюминия.
Большая скорость сварки по сравнению с режимом TIG-сварки – до 3-х раз выше производительность.
Импульсный режим сварки для работы с алюминием играет важную роль для повышения качества сварки, прочности шва и более эффективной работы.
Применение качественного присадочного материала повышает стабильность сварочного цикла, улучшает качество шва и глубину провара.
При сварке алюминия полуавтоматом увеличивается расход присадочного материала до 20%, по сравнению со сваркой черных металлов.
Более высокая температура плавления алюминия в сравнении с черными металлами за счет наличия оксидной пленки на его поверхности.

Требования к оборудованию и расходным материалам

Перед началом работ по сварке алюминия полуавтоматом следует внимательно изучить не только настройку самого инверторного аппарата, но и требования и рекомендации к выбору расходных материалов самого оборудования:

Сечение присадочной проволоки должно быть меньше диаметра наконечника. В результате нагрева алюминиевая проволока будет расширяться.
Подающий механизм должен оснащаться 4-мя отдельными роликами, так как алюминиевый присадочный материал довольно мягкий и легко деформируется в случае возникновении излишнего сопротивления. Ролик должен быть гладким, иметь U-образную форму без насечек.
В качестве защитного газа настоятельно рекомендуется применять чистый аргон для достижения высокого качества шва и чистой сварки.
Внутри сварочной горелки применяют специальный тефлоновый канал, который снижает трение алюминиевого присадочного материала.
MIG/MAG-сварка алюминия и его сплавов применяется преимущественно для соединения заготовок толщиной свыше 3 миллиметров.
Рекомендуется применять формирующую подкладку с канавкой.

Выбираем полуавтомат

аппараты бытового уровня;
инверторы среднего уровня (с импульсным режимом);
профессиональные и промышленные модели (с импульсным режимом, водяным охлаждением и высоким ПВ).

Полуавтоматические инверторы MIG/MAG для сварки алюминия должны иметь импульсный режим. Данная функция применяется для пробития оксидной пленки на поверхности заготовок, снижает вероятность прожига и перегрев алюминия. Наличие в инверторе режима «Double pulse» позволяет добиться более качественного глубокого провара, красивой чешуйчатой формы шва и увеличенной прочности соединения.

Расход аргона при сварке

Среди всех сварочных газов аргон является одним из наиболее востребованных в современности сварочных расходных материалов. Он выполняет защитную функцию, охраняя ванну расплавленного металла от негативного воздействия атмосферы. Другие газы не обладают столь высокой надежностью. Благодаря этому, сварка аргоном применяется для самых сложных мест. Стоимость материала заметно выше, чем у других, так что для стандартных процедур используется редко. Расход аргона при сварке может оказаться слишком большим, что сделает себестоимость процесса весьма высокой. В то же время, для ответственных и сложных процедур он оказывается незаменимым. Чтобы сэкономить, для каждого типа процедур нужно соблюдать свои оптимальные режимы.

Аргон для сварки в баллонах

Область применения

Благодаря своим практичным качествам, аргон может применяться практически повсеместно. В частной сфере он встречается достаточно редко, так как зачастую его не выгодно содержать, не говоря уже о покупке соответствующего оборудования. В строительстве, где нужно создавать ответственные несущие металлоконструкции, газ является практически незаменимым. Здесь не так важна стоимость, как надежность и минимизация вероятности появления брака во время работы.

Также его часто можно встретить в ремонтных мастерских. С его помощью соединяют детали в автомобилях, изделия из сложно свариваемых металлов. Сварка нержавейки и алюминия зачастую происходит именно с помощью этого газа. Сварочные цеха на различных предприятиях также не обходятся без постов с применением аргона, где приходится работать с тонкими деталями. В коммунальной сфере им могут сваривать трубы.

Принцип расчета расхода аргона

Расход аргона при аргонодуговой сварке зависит от конкретного вида производства. Это может быть массовое, одиночное и серийное, а также от номенклатуры. При работе с конструкциями, в которых нужно наплавлять большое количество металла, расчеты производятся по такой формуле: N = Nп х Rг

Nп является количеством килограмм потраченной на изделие проволоки, а Rг – коэффициент затрат газа на 1 кг наплавочного материала. Это помогает универсально определить общие затраты даже при больших объемах работы и поэтому часто применяется на производстве.

Существует также принцип расчета, основанный на расходе в литрах на 1 метр сделанного шва. Этот способ лучше всего подходит для расчета в серийном производстве, когда делаются однотипные детали. Его используют также на малых производствах. Для этого используется такая формула: Нг = (Нуг х Т + Ндг)

Нг здесь выступает в роли значения расхода удельного газа по номиналам таблицы для конкретной температуры работы. Т – основное время сварочного процесса. Ндг – дополнительные расходы газа, которые потрачены на подготовку и последующие процедуры подогрева. Если используется во время сварки несколько проходов, то это также учитывается. Расчеты ведутся в литрах, а не в кубических метрах, как это принято в физике.

Стоит отметить, что расход аргона при сварки нержавейки и прочих цветных металлов будет отличаться от обыкновенных сталей. Зачастую здесь величина может вырастать в 1,5, а то и в 2 раза.

Таблица расхода аргона в зависимости от толщины металла

Как и любой другой защитный газ, аргон требует больших объемов, если нужно проваривать большую глубину изделия. В таблице приведены средние показатели параметров расхода, в зависимости от самых распространенных видов толщины заготовок.

Диаметр проволоки, ммВеличина тока, АНапряжение, ВСкорость подачи проволки, м/ч Показатели качества аргона

Аргон может обладать различным уровнем качества. Основным показателем является его чистота. Естественно, что полностью 100% вещества в баллоне не может быть и такое получается только в лабораторных условиях. Но чем меньше в нем примесей, тем лучше для свойств газа. Наличие примесей определяется по ГОСТам.

Аргон – для второго сорта газа минимально допустимое соотношение является 99,95%;
Кислород – данной примеси не должно быть более 0,0002%, иначе возникает вероятность появления пор;
Азот – содержание до 0,001%;
Водяные пары – до 0,0003%;
Углекислый газ – до 0,00002%;
Метан – до 0,0001%;
Водород – до 0,0002%.

Газ высшего качества должен обладать содержанием чистого вещества от 99,99%. Он может использоваться для самых сложных и ответственных работ, но при этом обладает и самой высокой стоимостью.

Техника безопасности при использовании

Расход аргона при сварке алюминия и других металлов является лишь финансовой составляющей, так что забывать о технике безопасности при этом не стоит. Баллон с аргоном должен стоять на расстоянии, как минимум, 10 метров от источника огня и легковоспламеняющихся предметов. Храниться газ должен в надежных емкостях, прошедших проверку по технике безопасности. Хранение должно осуществляться в хорошо проветриваемых помещениях, чтобы не было скопления газов, которые вызывают удушье.

Во время работы с аргоном нужно использовать средства индивидуальной защиты для дыхания. Этот газ обладает особой вредностью для организма человека.

«Важно!
Особое воздействие идет через органы дыхания, так что защитные повязки или специальные противогазы будут незаменимы.»

Заключение

Одна из главных особенностей использования аргона, с практической точки зрения, является его высокая стоимость. Именно по этой причине расчет расхода, определение количество затрат газа и других материалов, чтобы определить себестоимость сварочного процесса, является очень важным. Больше всего потребность возникает в производственных условиях и при больших объемах работ. При относительно небольших соединениях актуальность в расчете нескольких швов отпадает. Тем не менее, стоит знать, на какое количество наплавленного металла хватит газа находящегося в баллоне.

Сварка алюминия полуавтоматом

Алюминий считают одним из самых сложно свариваемых металлов, которые применяются в современной промышленности, так как здесь может возникнуть множество проблем, которые мешают образованию ровного шва. Для увеличения качества применяются различные дополнительные средства, который нейтрализуют негативные свойства. Таким образом, сварка алюминия полуавтоматом не обходится без дополнительного оснащения, которое предназначено для защиты сварочной ванны. Для каждого случая может потребоваться свой набор средств и особые режимы оборудования.

Сварка алюминия полуавтоматом без газа

Сварка алюминия полуавтоматом осложняется еще тем фактором, что сварочная ванна является не вязкой, как это происходит со сталями, а жидкой, как это происходит при сварке нержавейки. Из-за этого возникают сложности у мастеров, которые не встречались с такого рода материалом. Одной из главных проблем свариваемости металла является образование на его поверхности оксидной пленки, причем это делается достаточно быстро. Из-за широкой распространенности в промышленной сфере мастерам часто приходится заниматься такого рода сваркой. Благодаря этому, постоянно идет улучшение этой отрасли.

Преимущества

Сварка алюминия полуавтоматом получается относительно дешевой, так как ее себестоимость ниже сварки аргоном и других способов;
Полуавтомат применяется для многих процедур сваривания, так что это универсальная техника, с которой многие сварщики имеют опыт работы;
Процесс сваривания происходит достаточно просто, благодаря автоматической подаче присадочного материала;
Сварочная проволока, используемая для данного метода, всегда является доступной;
Не требуется много времени, чтобы подготовить технику, а также потом убрать все после работы.

Недостатки

Сварка алюминия полуавтоматом теряет надежность, если не используется газ, и швы получаются не самого лучшего качества;
Использование флюса является обязательным, если нет аргона или другого защитного газа;
Если неизвестен состав сплава, то трудно подобрать сварочную проволоку;
Высокая скорость электрической сварки усложняет процесс формирования нормального валика шва.

Характерные сложности проведения работ

Свара алюминия полуавтоматом без аргона осложняется тем, что сварочная ванна данного металла очень подвержена влиянию внешних негативных факторов. Другой газ, или же его отсутствие, не дают должного уровня защиты, поэтому, после проведения операции может возникнуть трещина. Внутри шва появляются поры и раковины. Самой большой проблемой, которой осложняется сварка алюминия полуавтоматом, является оксидная пленка, которая плавится только при температуре выше 2 тысяч градусов, тогда как у алюминия этот показатель более чем в три раза ниже. Расплавленные капли металла просто оборачиваются в нее и не могут нормально свариться с остальной массой металла.

Сварка алюминия полуавтоматом без аргона

Технология сварки алюминия полуавтоматом предполагает учет усадки этого металла, так как коэффициент расширения у него заметно выше у других видов материала, поэтому, может возникнуть проблемы деформации, так как в месте соединения шов будет расширяться и это приведет к искажению поверхности заготовки. Также стоит отметить повышенную жидкотекучесть металла, из-за которой осложняется проведение процедур соединения во многих положениях. Сварка алюминия полуавтоматом требует точного выставления параметров, в том числе и скорости подачи присадочного материала.

Способы сварки полуавтоматом

Одним из самых надежных способов является сварка алюминия полуавтоматом в аргоне. Данный газ представляет собой инертную среду, которая надежно обволакивает сварочную ванну и создает непроницаемый слой, который ограждает от попадания кислорода из атмосферы и других негативных факторов. Использование аргона оказывается дорогостоящим мероприятием, так что его применяют только в самых ответственных ситуациях, когда идет соединение сложных металлов.

Сварка алюминия полуавтоматом без газа куда более простой и дешевый способ. Здесь используется электрод или сварочная проволока, а в качестве защиты выступает флюс или обмазка электрода. Именно в данном случае может наблюдаться наибольшее количество брака, но все проводится достаточно быстро и не требует длительной подготовки, поэтому данный метод пользуется популярностью, особенно в частной сфере.

Сварка алюминия полуавтоматом в среде углекислого газа является промежуточным процессом, между двумя предыдущими крайностями. Использование другого газа дает лучший эффект сваривания, позволяет подогревать металл перед соединением и в то же время его себестоимость является не столь высокой, как в случае использования аргона. Таким образом, сварка алюминия обычным полуавтоматом имеет несколько часто используемых различных разновидностей

Подбор полуавтомата

Благодаря тому, что полуавтоматическая сварка алюминия проводится удачно только тогда, когда соблюдены все параметры, при выборе техники стоит обращать внимание на диапазон и плавность регулировки данных параметров. Чем ниже минимальный ток, который может подавать техника, тем с более тонкими присадочными материалами может работать полуавтомат. Нормальной считается работа с электродами от 1,6 мм, но если будет более низкий параметр, то это к лучшему. Массивные и мощные аппараты могут работать и с материалами выше 5 мм толщиною, но зачастую они оказываются слишком массивными.

При работе в закрытых помещения стоит обращать внимание на наличие режима автоматического отключения. Он сможет прекратить работу техники, когда она будет работать в опасном для себя режиме. Также важным моментом является принудительная вентиляция, которая обеспечит более длительное время беспрерывной работы. Режимы подачи присадочного материала являются делом индивидуального выбора, так как многие мастера обходятся и без них. Так что если заняться вопросом, какой полуавтомат лучше для сварки алюминия, то следует сначала определиться с толщиной и типов деталей.

«Важно!
Чем больше делений на технике, тем более точно можно будет подстроить режим ее работы.»

Сварка алюминия полуавтоматом своими руками предполагает передерживание следующих режимов сваривания металла:

Толщина детали, мм	Сила тока, А	Скорость сварки, м/час
0,6	70	73
1,3	125	153
1,6	130	73
2,3	235	73
3	315	73

Подготовка алюминия к сварке

Перед началом соединения имеющиеся заготовки стоит тщательно подготовить, чтобы они лучше сваривались. Обработка состоит из нескольких этапов, без которых возникает риск образования трещин и неровного образования шва. Первой процедурой является зачистка. Следует очистить металл от грязи, налета, масла, жира и прочих лишних вещей. Это делается механическим путем при помощи щетки по металлу. Если толщина заготовки относительно небольшая, то можно обработать и при помощи наждачной бумаги.

Зачистка алюминия перед сваркой полуавтоматом

На второй стадии происходит обработка растворителями. Это требуется для уничтожения налета и оксидной пленки, которые могли остаться после механической обработки. В качестве растворителя можно использовать ацетон и прочие подобные вещи. Жидкостью нужно протереть место будущего соединения. Если толщина заготовки составляет от 4 мм и выше, то во время подготовки нужно еще обработать кромки. В ином случае металл не сможет провариться на нужную глубину. Угол скоса может составлять от 30 до 45 градусов.

Инструкция

Технология сварки алюминия полуавтоматом предполагает следованию следующим шагам:

Подготовительная процедура, которая помогает ликвидировать все налеты и прочие негативные явления, которые будут мешать свариванию;
Выставление заданных параметров для работы техники с конкретной заготовкой;
Нанесение флюса на место сваривания;
Проведение самого процесса сваривания, с учетом нестабильного поведения металла, а также коэффициента его расширения, который правятся уже во время остывания;
После окончания сварки нужно подождать, пока металл остынет и проверить качество соединения при помощи керосина или другим способом;
Путем обработки придать шву красивый эстетический вид.

«Важно!
Благодаря высокой текучести металла в расплавленном состоянии все процедуры проводятся в нижнем положении.»

Техника безопасности

Во время работы нужно соблюдать меры предосторожности. Необходимо использовать сварочную маску, одежду, которая бы защитила от попадания расплавленного металла и искр и так далее. Запрещает варить на открытом воздухе во время осадков. При использовании газа нужно отодвигать баллоны на расстояние от 5 метров и больше от открытого огня. Перед каждым запуском техники нужно убедиться в ее работоспособности, чтобы во время работы не возникло непредвиденных опасных ситуаций. Это касается соединения электрических проводов и целостности газовых шлангов, которые могут стать причиной несчастного случая.

О сварке аргоном алюминия для начинающих

Значит купил я себе вот такой аппарат, давно мечтал, откладывал в дальний ящик, ну когда нибуть…очень хочу. Тут звезды видно сошлись на небе и деньги были и аппарат подвернулся, еще и раздумывал стоит ли так опускать свой бюджет, но где-то внутренее я говорило "-Бери!"

Процитирую множество пользователей сварочных форумов.Типичный китаец.)))

Расскажу в своей заметке о сварке алюминия и советы для начинающего аргонщика от такого же как и вы, профессионалов полно на ютубе их всегда найдете легко)))

Первая проблема с которой я столкнулся (имея опыт в сварке) аппарат варит все, но не алюминий, или если варит то не так как у других.
Есть у меня такая книга "Сварка и резка металлов" Все в ней описано просто и понятно без всяких тайн.

Книга старая 1975г. но все виды сварки описаны, и мало что изменилось с тех времен, сейчас она не менее актуальна.
Я долго пытался разобраться и понять почему же я немогу сварить алюминий, пересмотрел кучу видео и прочитал много постов на форумах, а ничего не помогало. Все оказалось простосто. Плохой аргон или аргон не соответствующий заявленному.
Первый балон с аргоном я купил за 2 тр заправленный у бывшего сварщика, который провалялся в гараже ндцать лет. Когда вы варите алюминий плохим аргоном -первое что происходит это кромки не свариваются, не разрушается оксидная пленка и они не смыкаются, присадка скатывается в шарик покрытый оксидом и не сплавляется с основным металлом.
Второй баллон я купил в шарашкиной конторе, которая не завод, но оборудование по заправке имеет .углекислоты, кислорода и аргона и покупает его в цистернах, баках и разливает его в несамых лучших условиях с несамыми лучшими рабочими. И имеет документы на газы, в частности аргон 99,993.
Буру у них углекислоту и проблем не испытывал.
Но с аргоном все оказалось чуть лучше. Но сварка оказалась не айс, с переменным успехом .
Следующий баллон аргона был куплен уже не в шарашкиной конторе, просто потому что у них не было, а у поставщика с Краснодарского завода. Сомневаюсь что в промежутке между заменой аргона, я научился варить алюминий))) Но это просто земля и небо.

Вообщем вывод такой покупать аргон у проверенных поставщиков, потому как документы о 99,993 могут быть у любого а по факту с нарушением технологии заправляют…

Следующая проблема при сварке алюминия это проблема выбора тока!
Сначало вы в валиваете в деталь за сотню ампер и сварочная ванна еле еле появляется, а потом от этого тока деталь просто вся плывет. Алюминий коварный и теплоемкий . Лучше предварительно прогревать деталь до 200-300 градусов феном. И есть такое интересное правило если сварочная ванна не появляется спустя 2-4 секунды после зажигания дуги то тока мало. А вообще педалька рулит при сварке алюминия.

Дальше -выбор электродов
Для алюминия берите 2.4мм 3.2мм, ну просто потому, что все остальные быстро сгорают в виду коварности алюминия, с начало вы вваливаете за 100 ампер, а через несколько минут уже комфортно варите эту же деталь на 60-70 амперах. Тут 1.6 и меньше образуют огромный шарик на кончике электрода, и дуга будет плясать.

Подготовка металла перед сваркой. Алюминий просто необходимо готовить для сварки, удалить толстую накопившуюся оксидную пленку которая разобьется в процессе сварки и сварочный шов будет иметь вкрапления этой пленки это будет хорошо видно.
Оксидную пленку удаляем механически с остальными загрязнениями. Я удаляю борфрезами.
В случае тонкого металла, типа радиаторов и тп подходит травление . это химический способ разрушить оксидную пленку.
Вот выдержка из книги

Аргонная сварка алюминия

Аргонная сварка алюминия – единственный способ получить прочное соединение, которое отвечает всем предъявляемым требованиям. Проблема сварки алюминия в том, что на его поверхности находится инертная оксидная пленка, достаточно прочная, чтобы сделать неэффективными другие способы сварки.

Однако недостаточно просто выбрать аргоновую сварку как метод. Необходимо также правильно подобрать расходные материалы и настроить само оборудование. О том, как получить крепкие швы, не требующие обработки, какие есть способы проверки соединений, читайте в нашей статье.

Почему подходит именно аргон для сварки алюминия

Для работы с таким металлом, как алюминий, подходит любой инертный газ. Примером может служить гелий, он использовался еще в 40-е годы XX века в Соединенных Штатах Америки в качестве газа для сварки алюминия и его сплавов. Но у аргона есть одно неоспоримое преимущество – его стоимость значительно ниже при сохранении того же результата. Впрочем, для работы требуется иное знание – почему качественные швы, соединяющие алюминиевые детали, создаются под защитным слоем инертного газа.

Поскоблите поверхность любого алюминиевого изделия и увидите блестящий металл. Впрочем, постепенно блеск металла будет мутнеть и становиться все более тусклым. Это говорит о происходящем процессе окисления алюминия. Что по-научному звучит как «образование окиси алюминия (Al₂O₃)» – вещества, появляющегося на поверхности для защиты металла от продолжения окисления.

Чистый алюминий имеет температуру плавления, равную +6600 °С, а пленка покрывающая его поверхность – +20 000 °С. Это сильно затрудняет обычную сварку. Приходится искать технологию, которая сначала уберет окисленный слой с поверхности и удалит ее из зоны сварки. И она есть. Основным источником энергии для нее служит электричество, которое создает дугу переменного тока. Направление последнего меняется так же, как и тока в обычной электросети с частотой 50 Гц.

При работе с алюминием переменный ток решает несколько задач:

Дает возможность применять легкое, компактное оборудование (инвертеры для сварки), заменив ими огромные преобразователи, которые, помимо своего размера, были неудобны необходимостью спецподготовки места сварки и повышенными требованиями к квалификации специалиста.
Легко убирает слой оксида алюминия с поверхности металла, поскольку рабочая температура электрода выше термической стойкости Al₂O₃.

Во время выполнения работы необходимо строго выдерживать полярность электрического тока. Обратная полярность, когда электрод становится анодом, – это процесс, при котором электронный поток идет следующим образом: электрод → заготовка. Внутри дуги температура находится в диапазоне от +5 000 °С до +6 000 °С, что выше температуры приконтактных зон, однако она все равно значительно больше температуры плавления алюминия. Электроны своей энергией рвут пленку оксида алюминия и счищают ее с поверхности металла, обеспечивая качественную плавку.

Рекомендуем статьи по металлообработке

Впрочем, одной обратной полярности для выполнения сварочных работ с алюминием мало. Окружающая среда должна быть нейтральна к высоким температурам и защищать поверхность от вновь образовывающейся окиси. Что и делает инертный газ.

Аргонная сварка алюминия имеет высокую производительность и делает процесс устойчивым, обеспечивая требуемое качество шва на изделии.

Подготовительные процедуры перед сваркой алюминия аргоном

Работа с алюминием имеет множество особенностей, которые необходимо учитывать в процессе сварки:

Быстрое покрытие поверхности металла оксидной пленкой в результате взаимодействия с кислородом, находящимся в окружающем нас воздухе, по причине высокой химической активности. Температура плавления пленки > +2 000 °С, в то время как сам металл плавится при +660 °С. При попадании жестких частей пленки в сварной шов, качество и прочность последнего значительно снижаются.
Контроль процесса аргонной сварки алюминия затруднен, поскольку цвет металла при расплавлении не изменяется.
В результате гигроскопичности алюминий впитывает влагу из воздуха. Впоследствии, при нагреве, она начинает испаряться и мешает сварочному процессу из-за аргона, ухудшая качество шва.
Алюминий имеет высокий коэффициент линейного расширения. Поэтому во время остывания заготовка может достаточно сильно деформироваться или потрескаться. Чтобы этого избежать, при сварке аргоном увеличивают расход присадочной проволоки или видоизменяют шов.

Расход аргона при выполнении сварки необходимо аккуратно регулировать. При недостаточном его поступлении в зону работы алюминий может вспениться, избыток же не позволит сделать правильного шва.

Одним из видов оборудования должен быть аппарат аргонной сварки алюминия переменного тока. Установка постоянного тока для выполнения аргонной сварки не подходит. Наиболее пригодным может стать инвертор с TIG-режимом. Дополнительные опции в нем должны позволять:

розжиг дуги бесконтактным методом;
регулирование баланса переменного тока;
заваривание аргоном кратера шва;
регулирование времени подачи аргона после выключения дуги.

Для снижения расхода аргона во время сварки алюминия необходимо заменить обычную горелку на оснащенную газовой линзой, которую еще называют цангодержателем. Внутри такого приспособления стоит специальная сетка. Аргон проходит через ее ячейки, что снижает расход с одновременным увеличением защиты места сварки.

Электрод для аргонной сварки выбирают универсальный вольфрамовый AC/DC, цвет неважен. Может также использоваться зеленый специализированный электрод для переменного тока AC. Конец проволоки делается слегка острым, но его притупление остается. Делается это для того, чтобы после зажжения дуги он приобрел каплеобразную форму. Для предотвращения перегрева вольфрамового электрода его закрепляют в сопло с вылетом от 0,3 до 0,5 см. В процессе аргонной сварки конец затупляется налипшими брызгами алюминия и его приходится снова заострять.

Алюминий быстро плавится, поэтому диаметр присадочной проволоки должен быть больше или равен толщине заготовок для успешного ее продвижения. Подача может происходить как вручную, так и выполняться полуавтоматом. Выбор проволоки зависит от чистоты алюминия. Для алюминия, содержащего сплавы, берут проволоку с кремниевыми добавками № 4043, а для чистого – № 5356.

Технология аргонной сварки алюминия

Одним из серьезных этапов сварки аргоном является очистка кромок деталей. Перед началом работы требуется механически почистить их, а затем обезжирить. Чтобы убрать все жиры с поверхности деталей, надо использовать растворитель, например, ацетон. Помимо этого, при толщине детали > 0,4 см необходимо бывает разделать кромки, то есть скосить их. Делается это для понижения сварочной ванны ниже уровня поверхности детали, чтобы сформировать корень шва.

Для исключения прожогов оставляют маленькое притупление. При обработке с помощью аргона тонких заготовок используют отбортовку – так называют процесс загиба кромок деталей под прямым углом. Делается это для более плотного прилегания деталей друг к другу при аргонной сварке. Если кромки достаточно хорошо подготовить, то уберется напряжение заготовки и не произойдет ее деформации, что увеличит качество сварного соединения.

С поверхности необходимо убрать пленку окиси. Для этого кромки деталей обрабатывают любым абразивом (например, наждачкой) на расстояние ≤ 3 см от края. Также можно поработать напильником.

VT-metall предлагает услуги:

Лазерная резка металла Гибка металла Порошковая покраска металла Сварочные работы

Тепло хорошо отводится, если поместить обрабатываемую деталь на подкладку из стали или меди. Тонкие заготовки обязательно надо разместить таким образом, чтобы предотвратить образование прожогов от соединения аргоном.

После окончания подготовительных работ надо хорошенько настроить переменный ток, подобрать правильный электрод, выбрать его диаметр и присадочную проволоку для соединения аргоном. Нижеизложенная информация призвана облегчить процесс выбора. При использовании двухрежимного аппарата он должен быть переведен в режим работы переменного тока АС.

Способ формирования шва

Толщина заготовки, мм

Диаметр электрода, мм

Диаметр проволоки, мм

С отбортовкой кромок

Начинается работа с большой силой тока для быстрого прогрева металла. В процессе ток уменьшается, что предотвращает последующие пережоги, поскольку тепло быстро расползается по зоне аргонной сварки.

Настройка скорости подачи аргона в сварочную ванну очень важна. На интенсивность сильное влияние оказывают сила тока и скорость перемещения горелки. Рассмотрим несколько примеров: лист алюминия толщиной 0,1 см обрабатывается силой тока < 50 А – расход аргона будет от 4 до 5 л/мин. При толщине 0,4–0,5 см и силе тока >150 А – расход аргона вырастет до 8–10 л/мин. Излишнее количество аргона в сварочной ванне может привести к примеси воздуха, а это ухудшит показатели шва. При его недостатке шов не удастся качественно защитить от воздействия кислорода.

Процесс начинается с газовой продувки. Горелка включается примерно на 20 секунд. Затем она подносится к поверхности металла на расстояние в 2 мм для создания электрической дуги. Дугу для аргонной сварки металлов, в том числе и алюминия, нельзя разжигать касанием. Поступающий в рабочую зону аргон защищает ее от воздействия кислорода, в то время как электрическая дуга плавит кромки вместе с проволокой (если она применяется для аргонной сварки). Электрод следует держать под углом 70–80° к заготовке для создания качественного ровного шва.

Присадочная проволока, в случае ее использования, должна подаваться под углом 90° к электроду. Для защиты шва проволоку следует подавать перед электродом краткими движениями возвратно-поступательного характера. Выглядит это как прикосновение кончика проволоки к поверхности с последующим движением вверх и назад. Нельзя двигать электрод и присадку поперек шва. Все движения должны быть плавными, тогда шов получится ровным. При резких движениях металл начинает разбрызгиваться.

Расстояние между изделием и электродом в процессе всей работы с помощью аргона должно быть одинаковым и не превышать 1,5–2,5 мм. От него зависит длина дуги – чем она короче, тем ровнее металл будет плавиться, а значит, и шов получится прочнее и красивее.

Расплавленный алюминий достаточно быстро застывает, поскольку в процессе нагревания происходит его усадка. Из-за этого при охлаждении может потрескаться углубление на конце шва. Для предотвращения этого углубление заваривают, направляя электрод обратно. По окончании сварочных работ с аргоном горелка продувается в течение 10 секунд газом. Насколько будет качественным шов? Определить это несложно, достаточно взглянуть на его ширину, которая должна быть одинаковой, и структуру (наподобие чешуек). На шве, получаемом методом сварки с аргоном, не должно быть наплывов, пузырей и непроваров.

Проверка качества сварки алюминия аргоном

Изделия и конструкции из алюминия и сплавов с ним используются в машиностроении. Это трубопроводы, резервуары, емкости и пр. Их надежность и долговечность определяется качеством сварных швов.

Основными методами контроля сварных соединений алюминиевых изделий являются дефектоскопия ультразвуком, рентгено- и гамма-графирование, визуальный осмотр и измерение, гидравлические испытания гелиевым искателем течей.

Обязательно проверяются механические свойства сварных швов, созданных с аргоном, проводят металлографию – проверку состава и структуры соединения (в случае выполнения работ, технологически предусматривающих термический контроль сварки аргоном).

Проведение контроля доверяют работникам ОТК производителя алюминиевых конструкций, иногда проверку проводят при участии представителей заказчика, поскольку аргонная сварка алюминия, цена которой не считается высокой, является в то же время очень ответственной.

Методы, параметры и объемы работ по контролю устанавливаются на каждую группу изделий, тип конструкции, а иногда и на конкретную продукцию, в соответствии с «Правилами контроля» или техническими условиями.

Существуют определенные особенности в проведении контроля изделий из алюминия и его сплавов, поскольку материал склонен к образованию пор внутри соединения, выполненного с аргоном. Помимо пор, в шве могут образовываться и несплавления, возникающие между кромками и швом, а также между валиками. Поиски несплавлений затруднены, поскольку их невозможно обнаружить рентгено- и гамма-графированием. Специалисты используют для этой цели ультразвук, делая дефектоскопию.

Несплавление в корне шва – достаточно частый дефект, возникающий во время работы неплавящимся электродом при сквозной проплавке, когда корень шва создается на неостающейся подкладке. Корень шва, при невозможности получить доступ к подварке, следует делать под защитой нейтрального газа. А непосредственно перед сваркой аргоном необходимо проводить шабрение кромок, чтобы убрать окисную пленку.

При проведении многослойной обработки металла поры в нижних слоях могут переплавляться в процессе наложения верхних валиков! Именно поэтому пористость не учитывается в процессе промежуточного просвечивания изделия.

Контрольную процедуру внешнего осмотра проходят все сварные соединения, кроме швов, имеющих внешние дефекты – наплывы, свищи начала шва, трещины, кратеры, не прошедшие заваривание и их выводы на основной металл, цепи пор и сплошные сетки, непровары и подрезы.

Почему следует обращаться именно к нам

Мы с уважением относимся ко всем клиентам и одинаково скрупулезно выполняем задания любого объема.

Наши производственные мощности позволяют обрабатывать различные материалы:

цветные металлы;
чугун;
нержавеющую сталь.

При выполнении заказа наши специалисты применяют все известные способы механической обработки металла. Современное оборудование последнего поколения дает возможность добиваться максимального соответствия изначальным чертежам.

Для того чтобы приблизить заготовку к предъявленному заказчиком эскизу, наши специалисты используют универсальное оборудование, предназначенное для ювелирной заточки инструмента для особо сложных операций. В наших производственных цехах металл становится пластичным материалом, из которого можно выполнить любую заготовку.

Преимуществом обращения к нашим специалистам является соблюдение ими ГОСТа и всех технологических нормативов. На каждом этапе работы ведется жесткий контроль качества, поэтому мы гарантируем клиентам добросовестно выполненный продукт.

Благодаря опыту наших мастеров на выходе получается образцовое изделие, отвечающее самым взыскательным требованиям. При этом мы отталкиваемся от мощной материальной базы и ориентируемся на инновационные технологические наработки.

Мы работаем с заказчиками со всех регионов России. Если вы хотите сделать заказ на металлообработку, наши менеджеры готовы выслушать все условия. В случае необходимости клиенту предоставляется бесплатная профильная консультация.

Читайте также: