Схема сварки для алюминия

Обновлено: 20.09.2024

Аргоновая сварка переменным током применяется главным образом для алюминия и его сплавов. С ее помощью получают соединения с более высоким качеством, чем это можно сделать при использовании электродуговой или газовой сварки. Аппаратура для такой сварки считается самой сложной и дорогостоящей. Переменный ток при аргоновой сварке не позволяет работать при низком напряжении холостого хода трансформатора, что вызывает значительное потребление тока из сети.

Для создания аргоновой установки переменного тока вам потребуются следующие устройства: аргоновый баллон с редуктором и расходомером, газоэлектроподводящий шланг, аргоновая горелка, вольфрамовые электроды, сварочный трансформатор, компенсатор постоянной составляющей тока дуги, осциллятор.

Если вы уже построили аргоновую установку постоянного тока, то из нее можете использовать аргоновый баллон с редуктором и расходомером, газоэлектроподводящий шланг, аргоновую горелку.

Почему необходим переменный ток?

Алюминий является очень активным металлом, из-за этого окисляется практически мгновенно и покрывается пленкой окиси. Эта пленка в дальнейшем предохраняет сам алюминий от окисления, но она же значительно затрудняет процесс сварки.

Для ликвидации окисной пленки существуют три способа: химический, механический и электрический. С химическим и механическим способами вы уже познакомились, изучая процесс газовой и электродуговой сварки алюминия.

Аргоновая сварка обеспечивает процесс электрического удаления окисной пленки. Разрушение окисной пленки алюминия происходит тогда, когда к нему подключен минус питания, то есть используется ток обратной полярности.

В принципе, алюминий можно варить и на постоянном токе обратной полярности. Вырывающиеся из алюминиевого изделия электроны эффективно разрушают окисную пленку. Однако при этом сильно перегревается вольфрамовый электрод, и приходится значительно ограничивать сварочный ток (Таблица 5. 3.). На таком токе можно варить алюминий незначительной толщины.

На переменном токе одновременно протекают два процесса: в те моменты времени, когда на электроде минус, происходит разогрев и плавление алюминиевой детали; когда направление тока меняется и на электроде появляется плюс, происходит разрушение окисной пленки. Электрод перегревается намного меньше, чем на постоянном токе обратной полярности, соответственно допускается увеличение сварочного тока (Таблица 6. 1.).

Защитные газы

Для защиты расплавленного алюминия применяется аргон марки Б. Аргоном этой марки можно пользоваться и при сварке постоянным током, так что вам лучше сразу приобрести аргон этой марки и использовать его как универсальный. По сравнению с защитой стали, расход аргона придется увеличить в 2 раза.

Кроме аргона желательно приобрести баллон гелия. На практике часто приходится сваривать довольно массивные изделия. Может быть так, что подогревающая пропановая горелка работает на полную мощность, электрическая проводка на пределе, трансформатор дымится, а металл все никак не удается расплавить. В этом случае вместо аргона подключаем гелий.

Электрическая дуга в гелии имеет в два раза более высокое напряжение, чем в аргоне, что позволяет при том же токе увеличить проплавляющую способность.

Используйте гелий только в таких критических ситуациях, так как он дороже аргона, и расход его придется устанавливать в два раза больше.

Баллоны с гелием окрашены в коричневый цвет и часто используются на народных гуляниях для наполнения летающих игрушек.

Аргоновая горелка

Аргоновая горелка воздушного охлаждения, которую вы с успехом применяли для работы на постоянном токе, при работе на переменном токе может оказаться недостаточно мощной.

Постоянный ток обладает одной особенностью: в том месте, куда подводится плюс питания, выделяется намного больше тепла, чем на минусе. Как вы уже убедились, при аргоновой сварке постоянным током используется прямая полярность, то есть на электрод подается минус. Из-за этого электрод, нагреваясь незначительно, допускает применение больших токов.

Совсем иная ситуация при сварке переменным током. Здесь тепловыделение как на электроде, так и на изделии, примерно одинаково. Из-за этого перегревается как электрод, так и горелка.

Горелка воздушного охлаждения может выдержать максимум 160-180 А. Этого не всегда бывает достаточно при сварке массивных блоков цилиндров. В этом случае вам придется приобрести горелку с водяным охлаждением.

При замкнутой системе охлаждения используется циркуляционный насос, радиатор и охлаждающий его вентилятор.

Аргоновые горелки водяного охлаждения, ко всему прочему, допускают использование электродов диаметром 4 мм и более.

Вольфрамовые электроды

Для сварки алюминия используются электроды марки ЭВЧ (электрод вольфрамовый чистый). Они ничем не покрыты и на вид блестящие. Конец электрода затачивается в виде полусферы. Можно вообще их не затачивать, а, как говорят сварщики, «обжечь». Перед сваркой электрод зажигается на медной пластине, дуга удерживается до тех пор, пока на конце не образуется искомая полусфера.

Сварочный трансформатор

Для аргоновой сварки переменным током требуется трансформатор с напряжением холостого хода от 60 до 80 В. В принципе, дуга горит и при меньшем напряжении, но в этом случае ее необходимо держать короткой, что приводит к частым касаниям концом электрода изделия. Трансформатор с напряжением 60 – 80 В применяется только вместе с осциллятором.

Если осциллятор у вас отсутствует, следует использовать трансформатор с напряжением холостого хода 100 – 120 В. Такой трансформатор трудно приобрести, поэтому вместо одного трансформатора лучше использовать два, включив их вторичные обмотки последовательно. При этом не забывайте, что вместе с ростом напряжения холостого хода растет потребляемый из сети ток (см. Главу 3.).

Если вы решились на покупку готовой аргоновой установки переменного тока, то приобретайте ту, что преобразует синусоидальную форму переменного тока в прямоугольную. Прямоугольная форма переменного тока наиболее благоприятна для сварки; в частности, после касания концом электрода изделия, сварку можно не останавливать, дуга самоочищает шов и электрод (правда, не всегда).

Компенсатор постоянной составляющей тока дуги

Дуга, горящая между вольфрамовым электродом и алюминием, искажает форму кривой переменного тока. Это связано с разной проводимостью дуги прямой и обратной полярности.

Дуговой промежуток прямой полярности имеет небольшое сопротивление, и через него течет максимальный ток. Дуговой промежуток обратной полярности отличается повышенным сопротивлением, протекающий через него ток намного ниже. В результате общий ток дуги прямой полярности вызывает постоянную составляющую тока дуги.

Небольшой по величине общий ток дуги обратной полярности не может эффективно удалять окисную пленку. Для нормальной сварки алюминия эти два тока необходимо выровнять.

Устройство, выравнивающее токи дуги прямой и обратной полярности, получило название «компенсатор постоянной составляющей сварочного тока».

Осциллятор

Дуга переменного тока аргоновой сварки может гореть устойчиво только при высоком напряжении холостого хода трансформатора (100 – 120 В). Такое напряжение вызывает повышенный расход тока из сети и опасно для сварщика. Сварку при обычном напряжении холостого хода можно производить, используя специальное устройство, называемое осциллятором.

Осциллятор подает на дуговой промежуток импульсы с напряжением несколько тысяч вольт. При таком напряжении дугу можно зажечь, просто поднеся конец электрода к металлу. Кроме этого, такое напряжение стабилизирует горение дуги, и она начинает гореть устойчиво при небольших напряжениях холостого хода трансформатора.

Чтобы сделать высокое напряжение осциллятора безопасным для сварщика, его преобразовывают в импульсы высокой частоты. Высокочастотное напряжение не ощущается сварщиком, так как высокочастотный ток проходит по поверхности кожи, не задевая нервных окончаний. Основные характеристики осцилляторов смотрите в Таблице 6. 3.

Схемы аргонодуговых установок переменного тока

Простейшую аргоновую сварку переменного тока можно собрать, соединив вместе два обычных трансформатора. Первичные обмотки включаются параллельно, вторичные – последовательно (Рис. 6. 3.).

Трансформаторы возьмите с напряжением 50 – 60 В. В качестве компенсатора постоянной составляющей здесь используется аккумулятор.

В те полупериоды, когда на минус аккумулятора подается минус с трансформаторов, происходит зарядка аккумулятора. Когда на минус аккумулятора подается плюс с трансформаторов, напряжение аккумулятора складывается с напряжением трансформаторов, и в полупериоды обратной полярности начинает течь повышенный ток. Таким образом, за счет более высокого напряжения дуги обратной полярности происходит компенсация ее низкой проводимости, токи дуги прямой и обратной полярности выравниваются.

Аккумулятор возьмите автомобильный или тракторный. При сварке следите, чтобы электролит аккумулятора не выкипал, своевременно его доливайте.

Если у вас отсутствует аккумулятор, компенсатор постоянной составляющей тока дуги можно сделать из диода и проволочного сопротивления (Рис. 6. 4.).

Диод D 1 включается так, что свободно пропускает ток дуги обратной полярности; ток дуги прямой полярности сварщик уменьшает с помощью проволочного сопротивления R 1. Диод должен быть рассчитан на ток 100 – 200 А (зависит от мощности ваших трансформаторов). Длину проволочного сопротивления подберите экспериментально.

Возьмите две однотипные лампочки (на напряжение от двух до шести вольт) и два диода небольшой мощности (Д 226 или им подобные). Все спаяйте, как указано в схеме, и с помощью разъемов типа «крокодил» подсоедините к проволочному сопротивлению R 2. Это сопротивление здесь играет роль регулятора тока, и ранее оно уже описывалось. (Рис. 3. 22.).

Разъемы типа «крокодил» вначале подключите недалеко друг от друга. Зажгите дугу на угольной пластине и перенесите ее на алюминий. Если ни одна лампочка не горит, увеличьте расстояние между разъемами.

В случае, если одна лампочка горит сильнее другой, регулированием длины проволочного сопротивления R 1 выровняйте их яркость.

Компенсатор данного типа удобен тем, что позволяет использовать для сварки так называемый ассиметричный ток. Такой ток применяется в двух случаях:

1) очистка поверхности шва от пленки происходит хорошо, но алюминий расплавляется слишком медленно. Сопротивлением R 1 устанавливаем свечение лампочки Л 2 более ярким, чем Л 1;

2) недостаточная очистка поверхности; электрод данного диаметра допускает увеличение нагрева. Сопротивлением R 1 устанавливаем свечение лампочки Л 1 более ярким, чем Л 2.

В случае, если ваша электропроводка не обеспечивает необходимого тока, придется делать установку с использованием осциллятора (Рис. 6. 5.).

Осциллятор приобретите в специализированном магазине. Если там будет выбор, лучше приобрести современную версию осциллятора. Она называется «импульсный возбудитель-стабилизатор сварочной дуги» и позволяет с помощью регулировки точно подстроиться к вашему трансформатору.

Трансформатор должен иметь повышенную мощность. Как показывает опыт, лучше всего использовать самоделку весом не менее 40 кг. Напряжение холостого хода трансформатора 60 – 80 В.

Свариваемость алюминиевых сплавов

Из литейных сплавов наиболее широко применяются силумины – сплавы алюминия, содержащие от 4 до 13% кремния. Из них изготавливают различные детали автомобилей, тракторов, сельскохозяйственных машин. Такие сплавы достаточно хорошо поддаются ремонтной сварке.

Из сплавов, упрочняемых термообработкой, больше всего известен дюралюминий (сплав алюминия с медью). Для термически упрочняемых сплавов сварка почти не применяется, так как происходит сильное ослабление прочности околошовной зоны. Детали из таких сплавов соединяют клепкой (самолеты).

Технология сварки чистого алюминия

Если вы, например, занялись мелкосерийным изготовлением алюминиевых лодок, то здесь проблем со сваркой, скорее всего, не возникнет.

Подготовка под сварку проводится путем очистки будущего места сварки и присадочной проволоки от пленки окислов. Очистку лучше всего производить круглой проволочной щеткой, насаженной на «болгарку». Большие обороты позволяют эффективно удалять пленку.

Присадочную проволоку можно очищать также шлифовальной шкуркой. Шкурку возьмите белого цвета, так как в темных сортах шкурок возможно наличие окислов алюминия, что нежелательно.

Если на металле и проволоке имеются следы жира, то их перед механической очисткой протирают чистой тряпкой, смоченной в ацетоне.

В качестве присадочной проволоки можно использовать электротехническую проволоку из чистого алюминия. Она широко используется в электрической проводке и не дефицитна.

Режим сварки установите по Таблице 6. 4.

Если толщина свариваемого металла более 8 мм, то алюминий нужно предварительно подогревать до температуры 150 - 300°С пропановоздушной горелкой.

Сварку ведут без поперечных колебаний аргоновой горелки и присадочной проволоки. Проволока должна все время находиться в защитной зоне. Движение горелки – справа налево, проволоку держите впереди горелки.

Расстояние от конца электрода до металла – 2 мм. При соприкосновении электрода с металлом процесс сварки прекращается, электрод перезатачивается, а металл в месте соприкосновения удаляется.

Сваривать алюминий лучше всего в нижнем положении, при недостаточном опыте используйте асбестовые подкладки с обратной стороны шва.

В начале сварки разведите сварочную ванну, то есть нагрейте металл до плавления. Индикатором плавления является удаление окисной пленки и появление блестящего металла серебристого цвета. Затем отведите горелку немного вправо, окуните присадочную проволоку в ванну, расплавьте дугой. Весь шов в дальнейшем формируйте такими возвратно-поступательными движениями.

В конце сварки удлините дугу и наплавьте небольшое возвышение, оно предотвратит образование в конце шва кратера.

Технология ремонтной сварки алюминиевых сплавов

Довольно часто приходится заниматься ремонтом литых алюминиевых изделий: головок и блоков цилиндров, картеров, водяных насосов и др.

Алюминиевые сплавы, какое-то время контактировавшие с различными жидкостями, при сварке ведут себя совершенно иначе, чем чистые алюминиевые сплавы. Жидкости проникают в структуру сплавов, и их не удается удалить поверхностной очисткой.

Удалите все горючие детали: манжеты, сальники, кабель и т. д. Алюминий обладает хорошей теплопроводностью, поэтому удаляйте и те горючие детали, что находятся далеко от места сварки.

Пропановоздушной горелкой прогревайте деталь до тех пор, пока из нее не перестанет выходить дым. Дополнительно очистите место сварки щеткой.

Горячую деталь можно попытаться сварить. Если удалось с первого раза, считайте, что вам повезло. Сварка с нагревом - самая благоприятная и практически не дает трещин. Оставьте деталь медленно остывать.

Нередки случаи, когда при сварке нагретой детали из расплавленной ванны начинают выходить фракции контактирующей с алюминием жидкости. Скапливаясь на поверхности расплава, они создают пленку, не позволяющую продолжать процесс сварки. В таком случае вам придется освоить метод кратковременно-прерывистой сварки.

Дождитесь остывания детали после отжига. Очистите место сварки до блеска. Сварку произведите до образования пленки. Прекратите сварку, дайте детали остыть, зачистите шов щеткой и опять продолжайте сварку. Такие циклические процессы повторяйте в процессе всего наложения шва. Долго, но других вариантов здесь нет.

Если при остывании деталь дает трещины, охлаждение шва сопровождайте проковкой молотком. Мягкий алюминиевый шов хорошо раздается вширь, не стягивая основной металл.

И осциллятор вам вдогонку

Оборудование

Цветные металлы и нержавейка – вот контрольные слова во время тяжелых раздумий типа «вот только осциллятора мне не хватало для полного счастья». С ответственностью заявляем: не будет вам полного счастья с дугой, если вы варите нержавейку, алюминий или цветные металлы. Даже с инвертором. Даже с правильными электродами и серьезным опытом в сварочном деле.

Дуга будет вас подводить: или трудный розжигом, или нестабильностью и способностью тухнуть в самое неподходящее время. А вольфрамовый электрод будет к тому же липнуть. Справится с этими бедами поможет только один аппарат – осциллятор. Так что никуда вам от него не деться. Придется купить или сделать своими руками.

Хороший осциллятор стоит немалых денег, поэтому, если вы занимаетесь сваркой время от времени, есть смысл разобраться в его устройстве, чтобы сделать его своими руками.

Принцип устройства и работы осциллятора

Схем таких аппаратов много. Но набор принципиальных блоков один и тот же.

Как происходит аргонная сварка с осциллятором?

Вот что он включает в себя:

Трансформатор, повышающий напряжение: для преобразования входного сетевого напряжения 220 В и 60Гц в колебания более высокой частоты со значением до 250 кГц напряжения 5…6 кВ.
Выходной трансформатор для передачи тока повышенных напряжения и частоты на выходные контакты сварочного аппарата.
Генератор искрового типа с контактами в виде вольфрамовых электродов, который по своей сути является одноконтурным разрядником.
Управляющий блок из газового клапана, стабилизатора, кнопки пуска и датчика тока.
Специальный защитный блок для контроля превышения допустимой силы тока или напряжения.

Устройство и принципиальную схему устройства нужно выбирать в зависимости от интенсивности вашей работы с его помощью. Если в планах ваших сварочных работ преобладает алюминий, который нужно варить при постоянном токе обратной полярности, то выбираем схему последовательного подключения – это будет осциллятор для сварки алюминия.

Если вы работаете с нержавейкой, ваша схема должна быть с параллельным подключением.

Осцилляторы для сварки с последовательным и параллельным подключением принципиально различаются. В состав аппарата с последовательным подключением входит только один трансформатор с двумя обмотками: первичной с предохранителем и двумя конденсаторами и вторичной с разрядником и колебательным контуром из катушки индуктивности и конденсатора.

Система осциллятора для сварки с параллельным подключением намного сложнее и требует наличия двух трансформаторов. В первом из них первичная обмотка состоит из двойного колебательного контура, а вторичная включает в себя разрядник и является первичной обмоткой второго трансформатора высокочастотного типа.

Именно от него подается электрического питание дуги. Такую схему не только сложно собрать и регулировать, она должна быть защищена от напряжения, превышающего предельные нормы.

Осциллятор своими руками

Несмотря на то, что на рынке предлагаются сварочные осцилляторы самых разных моделей, может возникнуть необходимость соорудить такой аппарат самостоятельно. Реализация такой идеи вполне реальна, сделать это устройство своими руками — задача не из самых простых, но и не бином Ньютона.

Для начала убедитесь в том, что сварочный осциллятор своими руками вам действительно нужен и рентабелен.

Схема подключения осциллятора.

Вот какие факторы помогут вам в этом:

Вы собираетесь варить нержавейку, алюминий или цветные металлы.
Вы используете постоянный или переменный ток с напряжением.
Мощность тока не превышает 250 Вт.
Вторичное полученное напряжение должно быть равно или выше 2500 В.

Если у вас есть сварочный преобразователь, работа пойдет намного легче: ваш постоянно действующий аппарат будет подключаться к сварочной сети последовательно, что значительно проще. Кроме того, дуга будет вести себя намного лучше.

Она будет устойчиво гореть, и ее можно будет поджигать без контакта со свариваемой поверхностью вне зависимости от силы тока.

Осциллятор лучше собирать на прямоугольной плате. Высокочастотный трансформатор в компании с предохранителем и цепью управления размещаем слева, дроссель – справа. А в центре установим два конденсатора: колебательного контура и второй блокировочный для изоляции тока низкой частоты от всей сварочной цепи.

Подобрать оптимальный трансформатор помогут характеристики тока, которые требуются во второй обмотке. Катушка индуктивности должна быть сдвоенной – так надежнее. Если у вас последовательно соединены два колебательных контура, ток и напряжение будут стабильными.

Электрическая схема прибора.

Колебательные контуры должны быть одинаковыми и должны состоять из следующих компонентов:

конденсатора;
варистора напряжения;
катушки индуктивности из ферритового стержня.

Разрядник требует особой жесткой платы, так как при срабатывании температура должна понижаться. Вольфрамовые электроды должны быть не меньше 2-х мм в диаметре, их нужно разместить строго параллельно, для этого их торцуют. Ширина зазора между ними регулируется винтом.

Первый каскад подключаем к клеммам инвертора, а второй каскад – к сварочной горелке и свариваемой заготовке. Для высокой стабильности работы к вторичной обмотке второго каскада нужно подключить катушку с отдельным питанием от аккумулятора.

Обязательное требование – корпус должен быть устойчивым к влаге, и со специальными отверстиями для вентиляции.

Правила работы на самодельном осцилляторе

Понятно, что главные требования – это безопасность и надежность работы аппарата.

Принципиальная схема осциллятора.

Для их соблюдения нужно:

Проверять на постоянной основе работу блокировочного конденсатора. Если он будет не в порядке, вы можете получить травму от низкочастотного сварочного тока.
Взять себе за правило заниматься регулировкой и настройкой устройства только при его отключении от сети.
Счищать нагар с электродов, делать это постоянно.
Частота импульсов от осциллятора не должна превышать 40 мкс: следить за этим.

Осциллятор для сварки своими руками – очень грамотное технологическое дополнение к вашему сварочному оборудованию, если вы занимаетесь сваркой специфических металлов: нержавейки и алюминия. Осциллятор можно купить, а можно сделать своими руками. Для этого нужны ясная голова, хорошие руки и наши советы.

Желаем надежных конденсаторов, параллельных электродов и качественных обмоток в ваших трансформаторах. И хороших заказов!

Как сделать аппарат для сварки алюминия своими руками?

Аппарат для сварки алюминия является весьма необходимой вещью сегодня, поскольку область применения такого востребованного металла довольно широка в бытовом обиходе и часто применяется в сфере промышленности. Объясняется это тем, что алюминий обладает уникальнейшими свойствами, такими как легкость, высокая отражательная способность и теплопроводность, пластичность, эластичность, мягкость, прочность. Но благодаря своей структурной схожести с азотом, водородом, кислородом на его поверхности может возникать процесс окисления с выделением вредных газов, которые проникают в сам материал. Используя всеми привычную стандартную электродуговую сварку, можно так и не добиться желаемого результата. Поэтому во время данного процесса следует использовать иное устройство с применением специальной технологии, которая не навредит металлу.

Схема сварочного аппарата.

Как сделать сварочный аппарат самостоятельно?

Идеальным является аппарат, который будет работать на аргоновой основе. Он представляет собой простейшее устройство для сварки электродом. При этом еще является балластом для регулировки силы подачи сварочного тока и осциллятором для зажигания дуги.Для изготовления данного аппарата своими руками потребуются некоторые составляющие, главной из которых является трансформатор. Новичкам в этом деле крайне желательно воспользоваться готовым трансформатором, поскольку при наматывании обмоток следует подбирать нужный материал в соответствии с рекомендациями. Дополнительно к обмотке необходимо будет изготовить выпрямитель, который во время работы будет постоянно подвергаться силе напряжения.

Из чего стоит трансформатор?

В целом трансформатор будет состоять из таких частей, как:

Схема сварочного трансформатора.

Корпус трансформатора. Перед его эксплуатацией необходимо убедиться, что корпус имеет заземление. Кабель заземления должен иметь сечение не меньше 0,25 см и быть присоединен к клемме, которая подает импульс к рабочей поверхности сварочного аппарата. Сам трансформатор во время работы необходимо установить на изолирующую поверхность. Лучше всего для этих целей подойдет подставка из дюралюминия (толщиной не больше 0,03 см) или текстолита.
Зажим (цанга).
Ручка, изготовленная из стального прута.
Магнитопровод. Суть его работы первоначально заключается в создании для магнитного потока замкнутого пути, который будет обладать наименьшей силой магнитного сопротивления. Именно поэтому магнитопровод изготавливают из тех материалов, которые при переменных магнитных полях не теряют свойство магнитной проницательности. К таким материалам относят сплавы железа и никеля или же сплавы железа, никеля с кобальтом.
Рукоятка.
Рымболт.
Шкала.
Крышка трансформатора, изготовленная из чугуна или стали.
Вертикальный винт.
Ходовая гайка для вертикального винта.
Обмотки. Проводятся в два этапа. Первичная обмотка трансформатора должна состоять из 250-600 витков. Вторичная – от 60 до 75 витков. Желательно делать ее из медной шины с сечением не меньше 0,35 см в диаметре. Обмотку следует выполнять только по изолированному стержню в одинаковом направлении. Каждый последующий шаг обмотки необходимо изолировать при помощи стеклоткани или подобного вида изолятора. Каждый вывод обмотки залуживают и маркируют. А на каждый конец сетевой части закрепляют кембрик.
Выпрямитель. Его функция заключается в переработке переменного тока в постоянный.
Электроды. Для аргонодуговой сварки рекомендуется использовать вольфрамовые электроды, поскольку вольфрам легко выдерживает постоянный ток прямой и обратной полярности или же переменный ток. Во время работы электрод необходимо подносить максимально близко к основе детали. С помощью этой технологии образовавшаяся дуга будет обладать малыми параметрами, что необходимо при сварке алюминия. Электрод должен выступать на 2-5 мм от корпуса горелки, а вокруг надевается керамическое сопло.
Осциллятор. Его действие заключается в подаче высокочастотных и высоковольтных импульсов.

Схема сварки алюминия полуавтоматом.

Еще одной необходимой вещью является горелка. Подбирается зажим (цанга) диаметром 0,2 см. Далее к обратному направлению зажима следует прочно припаять медную трубку диаметром 0,6 см, которая будет отвечать за подачу газа (в данном случае аргона) и напряжение к электроду. Во время припаивания трубки следует использовать высокие температуры.

К другому концу горелки необходимо прикрепить изготовленную из керамики или же кварца трубку, длиной в 5 см и диаметром 0,8 см, которая будет выполнять рабочую функцию. Необходимо позаботиться о том, чтобы трубка сохранила подвижность и могла сниматься. Поскольку иногда необходимо будет перенаправлять проволоку. В середину трубки будет устанавливаться дугообразный электрод.

Трубка-держатель обязательно должна быть покрыта изолирующим материалом. Лучше всего для этого использовать стеклоткань. Ею нужно обернуть трубку в несколько прослоек, используя между ними герметики из силикона. После изоляции к трубке устанавливается выключатель.

Сама горелка подсоединяется к газовому баллону при помощи трубки (диаметром от 0,6 см до 0,8 см), и дополнительно подсоединяется два провода, один из которых проводится от клапана к выключателю на трубке-держателе, второй предназначен для напряжения в трансформаторе. Сама подача газа выполняется примерно за 20 секунд до начала процесса сварки.

Плюсы и минусы аргоновой технологии

Схема аргоновой сварки плавящимся электродом.

При использовании во время сварки алюминия аргонодуговой технологии можно выделить целый ряд преимуществ:

Низкий уровень накаливания металла. Это дает возможность без повреждений первоначальных форм сваривать конструкции с любым уровнем сложности.
Во время воздействия аргона на сварочный шов обеспечивается прочное соединение материалов.
С помощью высокотемпературной дуги сварочную работу можно провести быстро.

На появление недостатков при использовании данной технологии может повлиять лишь неопытность человека, проводящего сварочную работу,и оборудование, то есть точность его настройки. Также стоимость самого аргона и электродов с вольфрамовым покрытием существенно бьет по карману.

Во время аргонодуговой сварки для качества выполненной работы следует использовать чистый вид аргона.

Но поскольку он является дорогим газом, можно прибегнуть к некоторым хитростям:

Самостоятельно настроить параметры газовой струи.
Если в сам сварочный аппарат установить электромагнитный клапан, можно регулировать количество подачи аргона во время сварки.

При аргонодуговой сварке можно применять гелий в соотношении 30% аргона к 70% гелия, используя постоянную силу тока.

О чем следует помнить во время работы с аргоном?

Химические свойства алюминия.

Работа с применением аргона во время сварки алюминия требует выполнения некоторых мер предосторожности:

Каждый работник должен знать в совершенстве все принципы работы сварного аппарата, правила его эксплуатации, виды сварных швов и способы соединений, какими свойствами обладают используемые виды металлов и сплавов, как между собой взаимодействуют все детали конструкции.
Необходимо обладать базовыми навыками оказания медицинской помощи при всех видах электротравм, термотравм и отравлении газами.
В обязательном порядке следует пользоваться всеми средствами индивидуальной защиты во время сварки. Лицо, глаза, руки, ноги, туловище должны быть облачены в защитную спецодежду, которая поможет избежать не только электротравм, но и сохранит жизнь.
Полное соблюдение всех норм пожарной безопасности, так как работы проводятся с использованием воспламеняющихся и взрывоопасных средств. Необходимо иметь исправный огнетушитель и уметь им воспользоваться в случае надобности.
Необходимо обеспечить постоянную вентиляцию помещения, в котором проводятся сварочные работы с применением газа во избежание отравлений данным веществом.
Все элементы электроцепи должны быть тщательным образом изолированы между собой.
Неисправность хотя бы одного из механизмов сварочного аппарата не допускает его дальнейшей эксплуатации без устранения поломки.

Таким образом, можно убедиться в том, что сварочный аппарат для сварки алюминия можно вполне сделать своими руками, затратив при этом не так много времени и материалов.

Сварка алюминия и его соединений полуавтоматом

Сварка алюминия полуавтоматом – особый технологический процесс, в результате которого получают сплошной шов. Соединение алюминиевых деталей и конструкций имеет свои особенности. Процесс выгоден экономически, высокопроизводителен и механизирован.

Промышленность использует соединение алюминиевых конструкций при изготовлении судов. Сварка металла применяется при производстве цистерн, паровых турбин, котлов, цельнометаллических конструкций.

Плюсы и минусы создания алюминиевых сварных конструкций

Производство новых изделий сопровождается усовершенствованием литых или кованых конструкций, их заменой на современные комбинированные элементы, содержащие алюминиевые детали. Внедрение полуавтомата в процесс соединения конструкций приводит к таким прогрессивным результатам, как:

Таблица характеристик алюминиевых сплавов.

экономия металла;
уменьшение трудоемких работ;
установление минимальной себестоимости.

Свойства алюминия позволяют создавать легкие конструкции, использующие минимум топлива. Металл обладает прочностью и легкостью. Он имеет низкую температуру плавления в 660 °C, которая влияет на технологию обработки изделий. Металл обладает высокой коррозийной устойчивостью, образует оксидную пленку на поверхности.

Для сваривания конструкций применяют сплавы или чистый алюминий. Его соединения делятся на 2 группы:

системы легирования марки АМц;
более сложные процессы легирования Al-Mg-Cu или Al-Zn-Mg-Cu.

Затруднения, возникающие при соединении алюминиевых конструкций

Влияние режимов сварки на форму шва.

В процессе создания сварного шва формируется трудно расплавляемая пленка из окисла А1203, имеющая плотность, превышающую аналогичные параметры у алюминия. Оксидное образование покрывает кромки шва, затрудняет соединение деталей с другими металлами. Перед началом работы сварщик проводит мероприятия по очистке металла методом травления. Используют активные флюсы, растворяющие окисел, переходящие в летучие соединения. Излишки шлака в виде едкой щелочи и неиспользованный флюс приводят к появлению коррозии алюминия. Водород способствует образованию пор и создает большие трудности в работе.

Опытному рабочему не стоит большого труда установить начало плавления металла, т. к. в процессе нагревания цвет алюминия не изменяется. Высокие температуры при сварочных работах вызывают разрушение металла в местах нерасплавившихся кромок швов. Алюминий обладает высокой текучестью и удаляется при сварке через основание швов. Во избежание прожогов сварщик применяет графитовые или стальные прокладки. При повышении температуры до 500 °С конструкция может полностью разрушиться.

Полуавтомат для сварки алюминия создает соединение между деталями, которое легко коробится из-за значительной величины линейного расширения материала. В процессе работы металлические листы крепят специальными прижимами на стенды.

Большое внимание уделяется работе по подготовке алюминиевой проволоки для сварки. Используют несколько способов ее очистки:

Схема устройства сварочного полуавтомата.

Механический.
Химический.
Электрический.

Для работы готовят необходимый инструмент:

наждачные принадлежности;
металлические щетки.

При использовании химического способа очистки лучше сразу приготовить:

флюсы для сварочных работ;
средства для травления.

Сварка алюминия полуавтоматом используется для соединения конструктивных деталей, имеющих толщину кромки более 8 мм.

Виды соединений сплавов алюминия

Таблица характеристик электродов для сварки.

Листы сваривают с соблюдением корректного режима соединения для предотвращения дефектов, влияющих на механические параметры сварного шва. Алюминиевые сплавы имеют высокую теплопроводность, образуют окислы и обладают значительной отражающей величиной. Имея неоднородную структуру, сплав характеризуется различными параметрами упругости и пластичности в шве.

Алюминиевые сплавы маркируются согласно ГОСТ 4784-97, который включает в свой перечень сам металл и его деформируемые соединения. В них содержание примесей составляет не более 1,0%. Высокопрочные и умеренно прочные соединения металла обладают стойкостью к коррозии, образуют двойные соединения с другими металлами.

ГОСТ 7871-75 предлагает применять для сварочных работ проволоку из алюминия. Оксидная пленка, покрывающая сплавы, не разрушается при высокой температуре, заполняет швы, снижая свойства свариваемых деталей. Сварка алюминия полуавтоматом осуществляется с применением проволоки большого диаметра, уменьшением количества присоединенных элементов в образовавшемся шве.

Работы по подготовке кромок конструкций к соединению полуавтоматом

Опытный сварщик уделяет большое внимание подготовке деталей к работе. Для алюминиевых листов имеются рекомендации по их обработке перед сваркой.

Не разрешается обрабатывать поверхность с помощью зернистого полотна или абразивных веществ.

Основные характеристики покрытых электродов для сварки алюминия.

Непременным условием подготовки деталей для работы является их тщательная очистка от грязи, пыли, имеющихся окислов.

Для работы необходимо запастись такими материалами, как:

ветошь;
бензин;
уайт-спирит;
водный раствор щелочи КОН;
щетки;
20% азотная кислота.

С помощью ветоши удаляют смазку с поверхности алюминиевой детали. Используют для этих целей теплый водный раствор жидкого натриевого стекла. Раствор имеет температуру 60-70°C, а работа длится не более 3-5 мин.

Следующий этап подготовки состоит в обработке проволоки в 5% щелочном растворе при температуре 60-70°C в течение 3 мин, с последующим погружением в холодную воду и обработкой щетками. Детали выдерживают в азотной кислоте 20% концентрации при температуре 60-70°C в течение 7 мин. Затем их просушивают с применением горячего воздуха. Проволоку обрабатывают аналогичным методом. Просушку деталей осуществляют в камерах или на воздухе, предохраняя их от доступа пыли, влаги и грязи.

Подготовка и подача проволоки для работы

Положение электрода при сварке.

Сварка полуавтоматом выполняется с помощью проволоки с пределом текучести 120, состоящей из Si, Fe, Cu, Mn (0,12), Mg (4,95). Предел текучести других марок находится в диапазоне 120-55, а прочность имеет границы от 290 до 165.

Алюминиевая проволока применяется в автомате Mig/Mag . Определенный ее вид позволяет создать достаточную прочность и устойчивость шва. Выбирая присадочный материал, необходимо установить его химический состав, который должен совпадать с аналогичным у свариваемых деталей.

Немаловажный параметр – температура плавления проволоки. Выбирают для работы материал чистый: без следов ржавчины, грязи, краски, масла. Процесс плавления должен быть равномерным, без брызг, трещин и образования пор в свариваемом металле.

Алюминий соединяется проволокой СВ-97, СВ-АМц, СВ-А85. Транспортировка присадочного материала осуществляется в бухтах. Неиспользованный материал закрывается специальной бумагой.

Для сварки с аргоном применяют проволоку с флюсом. Материал по ГОСТ-7871-75 изготавливается прессовым или тянутым методом с диаметром 4 мм и создает стабильные свойства шва, надежные сварные соединения.

Технологический процесс соединения деталей полуавтоматом

Режимы сварки алюминиевых шин неплавящимся электродом в среде аргона.

Для работы понадобится: полуавтомат, заправленный проволокой, горелка, электрод, аргонно-гелиевый баллон.

Сварочные работы без участия газа выполняются со следующим набором инструментов:

флюсовая проволока;
сварочный аппарат.

Работа не очень сложная для опытного сварщика, но качество шва определяется техническими параметрами используемого сырья.

Технологический процесс сварки алюминия начинается после установки проволоки и ее заправки в систему, с последующей подачей к горелке. Для создания наибольшей температуры устанавливают клемму со знаком «-» на электрод.

Баллон, заправленный аргоном, присоединяется к полуавтоматическому оборудованию. Дальнейшая работа ведется по подготовке детали к сварке. Ее поверхность тщательно обезжиривается и очищается от загрязнений на стыке деталей. Из алюминия образуют проплавленный кратер с последующим его наполнением расплавленным сырьем. В дальнейшем горелка передвигается, а кратер несколько смещается в сторону, заполняясь жидким алюминием.

Тщательно контролируют во время работы положение электрода относительно свариваемой детали. Он должен быть удален от нее на 15 мм. Крайний участок сварочного шва обрабатывается аргоном для исключения формирования оксидного покрытия.

Часто применяется сварка полуавтоматом без аргона. Флюсовая или порошковая проволока представляет стальную трубу, а внутренняя ее часть – флюс. Он нагревается до установленной температуры, а затем сгорает, формируя оболочку из защитного газа.

На держатель подключают минус, а изделие попадает под знак «+», т. е. используется прямое подключение. Сварочный шов выполняется единой полосой или разбивается на короткие участки по 5 см.

Для работы по соединению алюминиевых деталей используют несколько моделей полуавтоматов, оснащенных микропроцессорными устройствами. Они работают от напряжения на входе в 230 В, с потребляемой мощностью 6 кВт. В полуавтомате используется рабочая проволока диаметром 0,6-1,2 мм. Имеется система защиты устройства от излишнего нагрева во время работы.

Сварка алюминия полуавтоматом, выполненная с соблюдением технологического процесса, позволяет снизить трудоемкость работ, произвести соединение деталей на конкретных участках заготовок металлических листов.

Читайте также: