Сварка алюминия и алюминиевых сплавов

Обновлено: 20.09.2024

Я и мои коллеги получаем много вопросов относительно выбора оборудования и технологии сварки алюминия и его сплавов (дюраль, силумин). Нередко даже у профессиональных сварщиков встречаются трудности, когда они пытаются использовать свой предыдущий опыт при сварке Al. Лично мой первый шов на алюминии состоял из отдельно вплавленных капель, диаметром 3-12 мм, и был «страшненький». Но дело поправимо. Здесь я опишу существующие методы сварки алюминия и поделюсь советами по выбору оборудования и материалов. Уверен, это пригодится как частным мастерам, так и собственникам бизнеса/технологам, чтобы подобрать товары для использования в гараже или профессиональной деятельности.

В чем сложность сварки алюминия?

Почему сварить алюминий (Al, AlMn, AlMg, AlSi) сложнее, чем обычную или даже легированную сталь? Дело в разнице температур, необходимых для расплавления оксидной верхней пленки и сварки самого металла. У верхнего слоя температура плавления 2044 градуса, а у алюминия и его сплавов — 660º С. Установив низкую силу тока, Вы не проплавите оксидную пленку. Высокий показатель ампер приводит к сильному расплавлению основного металла и прожогам.

Обратите внимание, что алюминий обладает повышенным показателем теплопроводности. В результате околошовная зона сильно нагревается и деформируется. Швы часто дают усадку. Если Вы задержите горелку долго на одном месте, то наплавленный металл просто провалится. Выделение водорода содействует образованию пор и утрате герметичности.

Еще хочу отметить, что алюминий обладает повышенной текучестью, и сварщику трудно контролировать сварочную ванну. Часто шов получается с наплывами и неравномерной шириной.

Области применения сварки алюминия

На описываемые далее технологии и соответствующее оборудование рекомендую обратить внимание технологов и владельцев предприятий из следующих отраслей:

автомастерские (сварка поддонов картера, блоков ДВС, МКПП, АКПП, деталей кузова некоторых иномарок);
пищевая промышленность (емкости и резервуары);
самолетостроение;
автомобилестроение;
химическая промышленность (емкости, фильтры, коллекторы, патрубки, фланцы).

В быту, по-моему мнению, сварка алюминия чаще всего требуется для ремонта машин своими руками. Неудачный наезд на бордюр машиной без защиты днища, приводит к разбиванию картера ДВС или коробки. Антифриз с недостаточной плотностью при сильном морозе может замерзнуть и разорвать блок охлаждения. С помощью сварки алюминия можно заделать трещину и сэкономить крупную сумму на покупке новой детали.

Гарантирую, в будущем у нас будут тонны полезных материалов и инсайдов из мира промышленного оборудования — не забудь подписаться на рассылку, чтобы не пропустить!

Способы сварки алюминия, их плюсы и минусы

Существует всего три способа сварки алюминия. Представляю их краткое описание с характеристиками, а также преимущества и недостатки. Более подробно о каждом методе я напишу в других статьях этого цикла.

Сварка алюминия при помощи инвертора с постоянным током и покрытыми электродами. Отдельного ГОСТа для этого метода не существует, поскольку он не применяется в промышленности и отличается низким качеством швов. Обратите внимание, что полярность здесь обязательно обратная. На прямой Вы не сможете даже нормально распалить электрод. Последние имеют специальное обозначение и содержат сердечник Al в сочетании с кремнием и другими добавками. Сила тока устанавливается из расчета 30 А на каждый мм толщины свариваемого материала. При сечении заготовки свыше 5 мм необходима разделка кромок. Заметьте, что дугу следует вести беспрерывно и быстро. Прерывание сварки приводит к застыванию шлака и созданию диэлектрической преграды.

Среди преимуществ этого метода сварки алюминия:

относительная дешевизна оборудования и материалов;
возможность работы в полевых условиях от генератора;
повышенная мобильность сварщика (легче транспортировать необходимое оборудование).

К недостаткам отнесу низкое качество самого шва. Он будет неоднородным, потребуется долгая механическая обработка для придания формы, в структуре шва присутствует много пор. Еще одна проблема — этот способ подойдет для толщины металла от 4 мм.

Думаю, такой метод стоит применять лишь эпизодически и только для неответственных конструкций, где не требуется высокое сопротивление на разрыв или герметичность. Если Вам требуется сваривать алюминий раз в пол года, то можно обойтись обычным инвертором и покрытыми электродами (РДС). Так Вы сэкономите средства производства. При более частой работе с алюминием, Вы намучаетесь, поэтому лучше обратить внимание на другие методы.

Технология регламентируется ГОСТом 14806-80, где описаны виды подготовки кромок и допустимые сечения заготовок, а также ГОСТ 27580-88, содержащий типы соединений под острыми и тупыми углами.

Метод подразумевает сварку алюминия вольфрамовым неплавящимся электродом в среде инертного газа (аргона). Источником тока выступает инвертор. Сам ток допускается как постоянный, так и переменный, обратной полярности, но, хочу отметить, что на переменном токе швы получаются гораздо лучше. Поэтому искать нужно именно инвертор AC/DC. Метод сварки алюминия на постоянном токе мы не рекомендуем. Или у вас получались довольно неплохие швы даже при постоянном напряжении? Предлагаю написать об этом в комментариях.

Сварка ведется с наклоненной горелкой под углом 45-80 градусов, которая следует за присадочной проволокой. Сила тока подбирается по толщине материала из расчета 25 А на каждый 1 мм. Расход газа — 10 л/мин. Обратите внимание, что при этом методе обязательна предварительная продувка газом в течение 2 с и пост газ с интервалом до 6 с. Чтобы растянуть ширину шва, допускаются легкие поперечные движения горелкой.

К преимуществам такого метода я отношу:

достаточную плотность шва;
отсутствие пор;
наличие хоть какой-то чешуйчатости и правильной формы;
сокращение последующей механической обработки.

Но из-за диэлектрической оксидной пленки и брызг алюминия быстро тупится и запачкивается вольфрамовая игла, которую приходится затачивать перед началом каждого шва (придавать полукруглую форму, убирая крупную каплю на конце). Стоимость сварки возрастает из-за необходимости в инертном газе. Для предотвращения провалов разогретого металла, нужно использовать подложку из более толстого железа, которая будет отводить лишнее тепло и служить опорой.

Технологам я рекомендую присмотреться к инверторам TIG с функциями предварительной продувки и пост газа, а также возможностью понижения ампер до 10. Это позволит заниматься изготовлением деталей из алюминия с толщиной от 0.8 мм и расширить ассортимент выпускаемой продукции. Еще подбирайте оборудование с импульсным режимом, например Сварог Real TIG 200 P AC/DC, которое обеспечивает минимальное тепловложение. Тогда тонкие конструкции будут меньше деформироваться и прогорать, а значит сократится время последующей обработки и рихтовки, что повысит производительность и прибыль предприятия.

Отмечу, что практически все инверторы ММА могут производить сварку TIG, если их доукомплектовать вентильной горелкой. Но использовать такой «универсальный» аппарат на производстве, где требуется качественная сварка алюминия, не мудро. Оборудование будет работать только на постоянном токе, швы получатся с порами, увеличится время зачистки, а значит экономия выйдет сомнительная.

Этот метод описан в тех же ГОСТах 14806-80 и 27580-88, подразумевающих любую дуговую сварку алюминия в среде инертных газов. Допускается соединение металлов сечением от 0.8 до 50 мм. Сварка при помощи полуавтомата проводится на оборудовании с импульсным режимом. Благодаря импульсу с высоким током тугоплавкий оксидный слой быстро прожигается, а последующее падение напряжения содействует нормальному формированию шва и отсутствию перегревов. Полуавтоматы с двойным импульсом обеспечивают еще меньшее разбрызгивание металла.

Плюсом данного метода считаю:

скорость сварки;
возможность второй рукой поддерживать заготовку;
хорошую видимость происходящего в сварочной ванне.

К минусам отнесу дороговизну оборудования и расходных материалов. Еще держать горелку нужно почти вертикально по отношению к плоскости, поскольку алюминиевая проволока сильно «гуляет» и присадочный металл разбрызгивается. При переоборудовании полуавтомата со сварки углеродистой или нержавеющей стали на алюминий (если приходится чередовать процессы), нужно заменить не только проволоку, но сменить металлический направляющий канал в горелке на тефлоновый, что затрачивает время.

Возможно Вы нашли для себя оптимальный угол удержания горелки, при котором удается сохранить ширину шва до 7-9 мм. Можете поделиться в комментариях своими навыками?

Для технологов и руководителей предприятия отмечу, что не стоит скупиться на приобретение промышленного полуавтомата, если на производстве регулярно приходится сваривать алюминиевые фланцы, емкости или конструкции. Это оборудование дает беспрерывные швы, что повышает прочность соединения и скорость выполнения. На последующую обработку уходит меньше времени. Ваша продукция получается качественнее, чем у конкурентов с инверторами TIG, а, следовательно, спрос будет выше.

Чтобы еще лучше оптимизировать процесс, рекомендую для промышленных целей приобретать полуавтоматы с двойным импульсом и синергетическим управлением, как например KEMPPI Kempact Pulse 3000. Двойной импульс обеспечивает надежную герметичность шва. Первая «встряска» повышенным током удаляет из сварочной ванны пузырьки, делая ее более плотной. Второй импульс не дает образоваться кратеру в уже застывающем металле и содействует мелкой чешуйчастости поверхности, т. е. более привлекательному товарному виду.

С таким оборудованием Вам не придется тратить время на переделки протекающих швов, что снова повышает производительность и увеличивает прибыль. Синергетическое управление позволяет установить режим нажатием одной кнопки, основываясь на толщине и виде металла, а также диаметре проволоки. Это особенно выгодно, если на производстве работают с материалами разного сечения.

Варианты оборудования для каждого метода

Далее представлю примеры оборудования для каждого метода сварки алюминия. Я выбрал специально товары из разных ценовых категорий, чтобы информация оказалась полезной как для частных сварщиков, так и для крупных предприятий и мастерских.

Аргонодуговая сварка (TIG)
Ручная дуговая сварка (ММА)
	АВРОРА Вектор 2000 — бытовой инвертор для сварки углеродистой стали. Периодически им получится сварить алюминий покрытыми электродами, но только для неответственных конструкций. Сила тока составляет 200 А. Холостой ход 70 V обеспечит легкий поджиг дуги. Вес корпуса 3 кг упрощает перестановку оборудования или транспортировку. По сути, здесь можно использовать любой инвертор с показателем сварочного тока 200 А.
	Серьезной разницы при сварке алюминия методом ММА более дорогим инвертором Вы не почувствуете, поэтому зачем переплачивать. Если есть финансовая возможность, то лучше обратите внимание на инверторы TIG с возможностью работы на переменном токе.
	BRIMA TIG 200 AC/DC — отличный вариант для небольшой мастерской или частного гаража. Подключается к сети 220 V и выдает силу тока от 5 до 200 А. Есть функция Arc Force, цифровой дисплей для удобства настройки. Бесконтактный поджиг продлевает ресурс вольфрамового электрода. Ток можно менять с постоянного на переменный. Регулируется время предварительной и пост продувки газом.
	Fubag INTIG 200 AC/DC Pulse — инвертор ТИГ с диапазоном сварочного тока 5-200 А. Есть функция пульса для сварки тонких деталей. Сила тока регулируется с горелки. Поддерживает режимы 2Т и 4Т. Система Protec защищает от высоких скачков напряжения.
	ESAB Origo Tig 3000i AC/DC, TA24 AC/DC — промышленный аппарат для сварки алюминия с питанием 380 V. Максимальная сила тока составляет 300 А, разрешая варить с ПВ 30%. При показателе 200 А ПВ составляет 100%. Можно регулировать время нарастания и падения тока. Отличается быстрым зажиганием дуги и ее стабильным горением. Полярность переключается тумблером, а не перестановкой проводов. Функция Qwave дает низкое разбрызгивание металла и тихую работу.
Полуавтоматическая сварка (MIG)
	Сварог MIG 200 REAL (N24002) Black — полуавтомат для сварки алюминия по доступной цене. Питается от однофазной сети 220 V и не «боится» просадок до 160 V. Сварочный ток имеет диапазон 30-200 А. Поддерживает работу с проволокой, диаметром 0.6-1.0 мм. Подающий механизм состоит из двух роликов. Есть функции прогона и дожигания сварочной проволоки. Кроме MIG поддерживает режим ММА.
	EWM Picomig 185 D3 puls — компактный аппарат с импульсом, работающий от напряжения 220 V. Имеет диапазон тока 5-180 А. Отличается прочным корпусом и защитой от капель воды IP23, подходящими для жестких строительных условий. Механизм подачи состоит из 4-х роликов. TRITON ALUMIG 250P Dpulse Synergic 380v — относительно недорогой китайский полуавтомат, способный выдавать двойной импульс. Здесь уже есть синергетическое управление.
	KEMPPI Kempact Pulse 3000 — профессиональный полуавтомат для сварки алюминия. Питается от сети 400 V и выдает силу тока 250 А. Поддерживает работу с проволокой по алюминию, диаметром 0.9-1.2 мм и катушками до 300 мм. Механизм подачи содержит 4 ролика. Есть импульс и двойной импульс. Синергетическое управление упрощает выбор настроек. Память на 100 ячеек для работы с разнородными материалами.

Подбор сварочных материалов для работы с алюминием

Если Вы уже определились, каким методом будете сваривать алюминий (в зависимости от требований к качеству шва и выносливости конструкции), то обратите внимание на расходные материалы, которые Вам понадобятся:

Для РДС сварки алюминия с низким тепловложением используйте покрытые электроды Castolin EutecTrode 2101 S d2,5. У них стабильная дуга с достаточным перемешиванием, минимальное разбрызгивание. Предел прочности наплавленного металла составляет 170 МПа. Хочу отметить, что Межгосметиз ОЗР-1М d3,0 тоже хорошо зарекомендовали себя при ММА сварке алюминия, особенно корневых швов.
ТИГ сварка алюминия выполняется при помощи вольфрамовых электродов WL-20 и WL-15. Они имеют синий и золотистый наконечник соответственно. В состав стержня входит оксид лантана (20 или 15%). Расходный материал отличается устойчивой дугой и легким повторным поджигом, а также долговечностью. Для сварки на переменном токе потребуется сферическая форма заточки электрода. Оптимальный диаметр иглы 2.0-3.2 мм.
Для сварки алюминия полуавтоматом нужна проволока с меньшим диаметром, чем проходное отверстие в сопле, поскольку при нагреве алюминий расширяется. Среди индексов проволоки подойдут СвАМц, СвАМг5, СвАМг6, СвАК5. Все зависит от сплава алюминия (с марганцем, с кремнием и т. д.). Эта же проволока используется в качестве присадки при ТИГ методе.

В заключении предупрежу, что поначалу первые швы будут получаться кривыми, бугристыми и с прожогами. Но не отчаивайтесь. Алюминий так «встречает» всех сварщиков. Систематические тренировки на качественном оборудовании с применением подходящих материалов помогут быстро повысить качество швов на этом капризном металле. Для консультации по выбору оборудования для бытового или промышленного использования, обращайтесь к нам на почту.

Аргоновая сварка алюминия

Конструкции и детали из алюминия и сплавов на его основе эффективнее всего соединять при помощи аргоновой сварки, выполняемой за счет использовании защитного газа аргона. Такой вид сварки предъявляет обязательные требования как к наличию специального оборудования, так и к соответствующим знаниям, опыту и квалификации сварщика. Что представляет собой аргоновая сварка алюминия, каковы ее преимущества и недостатки, что необходимо учитывать при использовании данной технологии, вы узнаете из нашей статьи.

Что необходимо учитывать при аргоновой сварке алюминия

Начинающим сварщикам важно понимать, какие процессы протекают в структуре алюминия в процессе выполнения аргоновой сварки. Разобраться с нюансами невозможно без знания химических свойств алюминия, для которого характерны небольшой удельный вес, высокая прочность и химическая активность.

Основная особенность алюминия, знать о которой стоит не только опытным сварщикам, но и тем, кто находится в самом начале своего профессионального пути, заключается в способности этого металла быстро вступать во взаимодействие с кислородом. В результате протекающей реакции на его поверхности образуется тугоплавкая оксидная пленка.

VT-metall предлагает услуги:

Лазерная резка металла Гибка металла Порошковая покраска металла Сварочные работы

Интересным является тот факт, что для того, чтобы добиться плавления алюминия, понадобится температура +650 °С, оксидная же пленка начинает плавиться при температуре свыше +2000 °С. Если для выполнения сварочных работ с алюминием использовать постоянный ток, то нерасплавленная оксидная пленка может проникать внутрь расплавленного металла, приводя к ухудшению его внутренней структуры.

Вторая особенность, о которой не следует забывать в процессе выполнения сварочных работ в отношении алюминия и сплавов на его основе, заключается в неизменности его цвета при нагревании. Такое свойство металла затрудняет возможность визуального определения степени нагрева деталей, что в результате может стать причиной прожогов и утечки расплавленного алюминия в ходе сварочных работ.

Еще одна характеристика алюминия, которая должна быть обязательно учтена при выполнении сварки, заключается в существенном коэффициенте его объемной усадки, что зачастую становится причиной появления напряжений и деформаций внутри сформированного сварного шва и может привести к образованию в нем трещин. Не допустить подобные последствия можно двумя путями – за счет модификации сварного шва либо компенсации усадки металла благодаря использованию большего количества присадочной проволоки.

Во всех инструкциях, касающихся проведения аргоновой сварки алюминия и сплавов на его основе, указано, что занимающийся сварочными работами специалист должен быть знаком с основными характеристиками этого металла, среди которых отмечается его:

высокая химическая активность;
достаточно низкая температура плавления;
существенная объемная усадка.

Плюсы и минусы аргоновой сварки алюминия

Аргоновая сварка алюминия и сплавов на его основе характеризуется определенными достоинствами, выгодно отличающими ее от прочих технологий проведения сварочных работ. Для этого способа характерен незначительный нагрев соединяемых деталей, что становится особенно актуальным при необходимости сваривать заготовки, имеющие сложную конфигурацию.

Для аргоновой сварки алюминия характерно получение высокопрочных соединений с однородным сварным швом, в котором нет пор, примесей и посторонних включений. Получаемый в результате использования этой технологии шов по всей своей длине имеет однородную глубину проплавления.

Разумеется, у аргоновой сварки алюминия есть и ряд недостатков, с которыми стоит ознакомиться, прежде чем сделать выбор в пользу той или иной технологии. Главный минус этого типа сварки заключается в необходимости применения сложного оборудования. Высокая эффективность проводимых операций и нужное качество шва будут получены только в случае правильных настроек как самого сварочного аппарата, так и дополнительного оборудования.

Рекомендуем статьи по металлообработке

Наиболее важным параметром, подлежащим настройке при выполнении аргоновой сварки алюминия, является скорость и равномерность подачи присадочной проволоки. Неправильные настройки аппарата приведут к тому, что проволока в сварочную зону будет поступать неравномерно, соответственно сварочная дуга начнет прерываться, в результате чего повысится расход как электроэнергии, так и аргона.

Аргоновую сварку алюминия можно назвать достаточно сложным процессом, однако при соблюдении необходимых требований, инструкций и наличия у мастера высокой квалификации, можно получить отличные результаты.

Особенности технологии аргоновой сварки алюминия

Аргоновая сварка алюминия, которую можно иначе назвать сваркой в среде защитного газа, требует четкого соблюдения инструкций, в которых прописана вся последовательность выполняемых мастером операций. На качество формируемого соединения влияет как правильность выполнения всех необходимых действий, так и расход достаточно дорогих материалов.

Для выполнения аргоновой сварки алюминия, помимо сварочного аппарата, необходимо дополнительное оборудование, которое будет обеспечивать хранение и подачу расходников. Надежность сварочного шва напрямую будет зависеть от технического состояния приборов и качества используемых материалов.

При выполнении аргоновой сварки алюминия и сплавов на его основе, нельзя обойтись без специального оборудования:

источника электрического тока, который необходим для подключения как сварочного аппарата, так и всего остального оборудования;
баллона, в котором находится защитный газ аргон;
механизма, который отвечает за подачу в зону сварки присадочной проволоки.

Если в процессе сварки присадочная проволока подается ручным или полуавтоматическим способом, то необходимо использование вольфрамовых электродов, диаметр которых может составлять от полутора до пяти с половиной миллиметров.

Этот электрод, необходимый для формирования сварочной дуги, размещают под углом 80° к поверхности свариваемых элементов или конструкций. В случае подачи присадочной проволоки вручную, без использования полуавтоматического способа, ее необходимо расположить под углом 90° по отношению к электроду. Внимательно присмотревшись к процессу аргоновой сварки алюминия, можно увидеть, что присадочная проволока двигается впереди электрода.

При выполнении аргоновой сварки необходимо следить, чтобы длина сварочной дуги не превышала 3 мм. Отличительная черта этой технологии сварки заключается в том, что в процессе работ не выполняются поперечные движения присадочной проволокой.

При аргоновой сварке алюминиевых листов, имеющих небольшую толщину, следует использовать подкладку, в роли которой может выступать лист из нержавеющей стали. За счет него тепло будет лучше отводиться из сварочной зоны, благодаря чему не возникнет прожогов и протеканий расплавленного металла. Кроме того, при использовании такого рода подкладки, можно снизить расход электроэнергии, поскольку сварочные работы будут в этом случае выполняться на более высокой скорости.

Если аргоновая сварка алюминия выполняется на крупном промышленном предприятии, то для подачи газа аргона к сварочному аппарату используются централизованные сети. Присадочную проволоку наматывают на специальные бобины, которые закрепляются на полуавтоматических сварочных аппаратах. Инструкция требует, чтобы рабочие поверхности верстаков для сварочных операций были выполнены из нержавеющей стали.

На качество аргоновой сварки алюминия, помимо технического состояния используемых полуавтоматов и прочего оборудования, влияет также то, насколько тщательно подготовлены к обработке соединяемые заготовки.

Чтобы полученное соединения было качественным, заготовки должны быть тщательно очищены, на них не должны присутствовать грязь, жир и следы машинного масла. Очистку лучше выполнять при помощи любого растворителя. При толщине деталей более 4 мм необходимо произвести разделку кромок, а само соединение деталей выполняется встык.

Тугоплавкая оксидная пленка удаляется с поверхности заготовок напильником или щеткой с металлическими ворсинками. В случае сложной конфигурации места соединения элементов или деталей для зачистки можно использовать шлифовальную машинку.

Альтернатива аргоновой сварке алюминия

Помимо аргоновой сварки алюминия, для соединения деталей из этого металла и сплавов на его основе можно использовать другие технологии. Чаще всего прибегают к:

сварочным работам, выполняемым с использованием газовой горелки;
электродуговой сварке;
аргонодуговой сварке.

При выполнении газосварочных работ по первой из названных технологий используется подаваемая в сварочную зону присадочная проволока, а также специальный флюс, в составе которого присутствуют фтористые и хлористые соли. Нагреваемые за счет пламени газовой горелки флюс и присадочный материал разрушают оксидную пленку, позволяя пламени плавить основной металл (температура плавления которого является не слишком высокой).

После того как сварка деталей с помощью данной технологии будет завершена, их следует незамедлительно промыть, чтобы удалить с поверхностей остатки едкого флюса. Основным преимуществом данного типа сварочных работ является минимальный расход присадочной проволоки.

Соединять детали из алюминия и сплавов на его основе можно также при помощи электродугового сварочного аппарата, специальных электродов из алюминия или присадочной проволоки, поверхность которой обмазана специальным флюсом. В этом случае сварка элементов происходит за счет воздействия постоянного тока обратной полярности.

Но самое эффективное и качественное соединения деталей получается благодаря аргонодуговой сварке алюминия. При использовании данной технологии элементы соединяются за счет электрической дуги, которая возникает между неплавким вольфрамовым электродом и соединяемыми заготовками. Для формирования сварочного шва требуется алюминиевая проволока, которая подается в зону сварки вручную или механическим способом (в случае применения полуавтомата). Оксидная пленка на поверхности соединяемых деталей разрушается за счет высокой температуры, достигаемой в результате горения электрической дуги. А высокая скорость перемещения сварочного электрода не позволяет алюминию переходить в жидкую форму и вытекать из зоны формируемого соединения. Основное преимущество данной технологии заключается в длительном сроке службы электрода, изготовленного из тугоплавкого вольфрама, благодаря чему достигается значительная экономия на расходных материалах.

Высокое качество и надежность сварного шва, получаемого в результате использования полуавтомата и присадочной проволоки обеспечивается за счет максимально возможного соответствия химического состава присадочного материала составу свариваемых деталей или конструкций.

Аргоновая сварка алюминия выполняется при помощи аппаратов, вырабатывающих постоянный или импульсный ток, либо устройств, сварочные работы на которых осуществляются за счет воздействия переменного тока.

Почему следует обращаться 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 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.

Сварка алюминия полуавтоматом

Металлические конструкции, изготовленные из сплавов на основе алюминия широко применяются при возведении и ремонте объектов разного назначения, включая сооружения нестандартных форм.

Материал позволяет строить уникальные многоэтажные офисные здания, центры торговые, выставочные, развлекательные, спортивные сооружения, поражая своими стеклянными фасадами и формами крыш. У архитекторов и дизайнеров это востребованный материал. Ему можно придать любую форму, что и привлекает людей творческих профессий.

Сварка алюминия полуавтоматом считается производительным способом создания изделий необходимой конфигурации. Этим же способом восстанавливают работоспособность изделий, вышедших из строя, разнопрофильные ремонтные мастерские. Широко используется материал в промышленности - самолето-, кораблестроение и при производстве автомобилей. Полуавтоматическая сварка алюминия, да и автоматическая, на этих производствах занимают главенствующие позиции.

Применение металлических конструкций на основе алюминия в строительстве снижает массу несущих и ограждающих конструкций, обеспечивает повышенную коррозионную стойкость, высокие эксплуатационные свойства и требования, которые предъявляются к зданиям и сооружениям по архитектурной и строительной части.

Особенности сварки алюминия и сплавов на его основе

Конструкции чаще всего изготавливают из 99% алюминия, сплавов алюминиево-магниевых, где количество магния находится в пределах 4,8 ÷ 6,0% (остальное алюминий) и алюминиево-кремниевых (5,0 % кремния, остальное алюминий). Эти материалы характеризуются уникальными свойствами:

небольшим весом (до 3 раз ниже, чем у стали и до 7 - у железобетона);
коррозионной стойкостью;
высокими прочностными характеристиками;
не теряют своих качеств при температуре от минус 80 до 300 0С;
соединяются всеми известными способами (механическими, с помощью пайки, сварки);
не реагируют на воздействие большинства кислот, масел, газов, ультрафиолета;
не теряют своих качеств в во взрывоопасных зонах и агрессивных средах;
полируются;
окрашиваются (анодируются);
длительностью эксплуатации (более 80 лет).

Что нужно для сварки алюминия полуавтоматом знать сварщику? Во-первых, он должен знать какие факторы затрудняют процесс соединения деталей, во-вторых, уметь выбрать полуавтомат сварочный по алюминию и, в третьих, знать технологию проведения сварочных работ, обеспечивающую качество.

Сложность сварки сплавов на основе алюминия вытекают из физико-химических свойств, присущих этому материалу. К ним относят:

температуру плавления;
теплопроводность;
электропроводность;
текучесть;
взаимодействие с кислородом;
склонность к усадке;
не возможность по внешнему виду определить процесс расплавления (цвет почти не меняется);
количество магния в сплаве (чем больше, тем хуже свариваются детали).

Из-за наличия на поверхности оксидной пленки температура плавления у материала разная - у самого металла она составляет 660 0С, а у пленки она может доходить до 2200 0С. Происходит это в результате активного взаимодействия алюминия с кислородом воздуха. В дальнейшем она служит защитой от дальнейших окислительных процессов.

Прежде чем сваривать детали, необходимо удалить с поверхности в месте соединения эту тугоплавкую пленку. Избавиться от нее можно следующими способами:

механическим (зачистка металлической щеткой, шлифовальной машинкой, напильником);
химическим (травлением с помощью специальных растворов, флюсов);
пробиванием электроимпульсом (полуавтомат должен иметь специальный режим).

Полуавтомат сварочный для алюминия должен работать на токах в диапазоне 50 ÷ 450 А. Выбор силы тока, как и напряжения, зависит от толщины заготовок и марки сплава.

Из-за повышенной теплопроводности материала он теряет прочность при нагревании, что может привести к такому дефекту, как прожог. И тут важно правильно подобрать температуру ведения сварки и длину дуги. Это зависит от толщины свариваемых деталей, их положения в пространстве, марки, Ø присадочной проволоки или электрода. В процессе сварки необходимо применять теплоотводящие подкладки (из керамики или металла), включая водоохлаждаемого типа.

Обратите внимание! Толстые детали должны перед сваркой обязательно прогреваться горелкой или в печах до необходимой температуры (зависит от марки алюминиевого сплава, но как правило не превышает 110 0С ).

Нюансы ведения сваривания полуавтоматами

Сварка осуществляется в принципе на любом сварочном оборудовании. Однако, должны соблюдаться некоторые требования. Полуавтомат сварочный для сварки алюминия и его сплавов должен иметь:

механизм подачи с U-образными канавками и быть с 4 роликами. Это позволит правильно подавать присадочную проволоку без воздействия на ее поверхность;
наконечник должен предназначаться для подачи алюминиевой проволоки (у него должна быть маркировка AL);
диаметр отверстия наконечника подающего алюминиевую проволоку больше диаметра проволоки на 0, 4 мм(из-за расширения, которое происходит вследствие нагрева при подаче);
шланг, подающий проволоку не длиннее 3 м, во избежание деформирования проволоки и его канал должен быть тефлоновым или графитовым, чтобы снизить силу трения (подача осуществляется с большой скоростью).

Полуавтоматы для сварки сплавов на основе алюминия

Сварка может вестись полуавтоматами без подачи в зону сварки защитного газа и с ним. В последнем случае применяется аргон или смесь аргона с гелием. Они препятствуют образованию оксидной пленки. Особенно это относится к сплавам алюминия, где в составе более 1% магния.

Если сварка ведется без применения защитного газа, то проволока для сварки алюминия полуавтоматом без газа должна применяться только порошковая или процесс сварки должен осуществляться под слоем флюса (испарения формируют защиту расплавленной ванны от контакта с воздухом).

Сварка алюминия полуавтоматом в среде углекислого газа не ведется, т. к. он хоть и защищает расплавленный металл от воздействия воздуха, но в тоже время вступает в реакцию с алюминием. Из-за этой особенности получить качественное и прочное соединение невозможно.

К преимуществам сварки полуавтоматами относят:

высокую скорость;
одинаковую глубину проплавления;
возможность сваривания швов без ограничения их длины;
возможность создания изделий сложной конфигурации;
надежную защиту от вредного воздействия окружающей среды;
высокое качество сварного соединения.

Наряду с преимуществами необходимо отметить и недостатки:

металл должен тщательно подготавливаться к соединению;
полуавтомат должен настраиваться в зависимости от марки сплава;
сварщик должен иметь необходимую квалификацию и навыки.

Обратите внимание! Полуавтоматическая с варка алюминия не выполняется на улице.

Аргонодуговая сварка

Выделяют 2 вида сварки - TIG и MIG. В первом случае сварку ведут с помощью вольфрамового электрода в среде защитного газа (аргона). Сварка алюминия полуавтоматом в аргоне, как и сплавов на его основе, выполняется на переменном токе.

Такой аппарат обязательно снабжают специальным устройством. Оно облегчает процесс зажигания дуги. Подача инертного газа и проволоки (сплошной или порошковой) происходит через сварочную горелку специальной конструкции. Сварщик в этом случаем имеет возможность контролировать процесс сваривания.

MIG сварка или она еще называется полуавтоматической импульсной ведется инвертором. Устройство может менять частоту напряжения, что сказывается на качестве сварного шва. Импульсный полуавтомат для сварки алюминия - это оптимальное решение, т. к . повышает производительность труда сварщика и экономит потребление электрической энергии.

Виды проволоки

Проволока для сварки алюминия полуавтоматом является присадочным материалом. Она, в процессе сварки, плавясь, входит в состав шва. Поэтому основное требование к ее выбору - должна по химическому составу приближаться к химическому составу материала, который будет свариваться. Также ее температура плавления должна быть или такой же, как свариваемые элементы или чуть ниже.

Алюминиевая сварочная проволока для полуавтомата выпускается производителями российскими и зарубежными Ø 0,8 ÷ 3,2 мм. Сварка алюминия проволокой осуществляется марками, указанными в таблице.

Марка по международной классификации	Отечественный аналог
ОК Autrod 1070 (18.01)	Св. - А85, Св.- А97, Св. - Амц
ОК Autrod 1450 (18.11)	Св. - 1201
ОК Autrod 4043 (18.04)	Св. – АК5, Св. – АК6
ОК Autrod 5183 (18.16)	Св. – АМг5
ОК Autrod 5356 (18.15)	Св. – АМг3

Проволока для сварки алюминия полуавтоматом по еще одной распространенной классификации EN ISO 18273 может иметь маркировку ER 4043, ER 5356. Это чаще всего используемые присадочные материалы для сварки литейных сплавов типа АД31, АД33и АД35, если им не нужна операция анодирования. Поставляется в бухтах или на кассетах разного веса.

Сварка алюминия полуавтоматом без газа ведется с применением порошковой проволоки, ее еще называют самозащитной. Имеет трубчатую конструкцию внутри которой находится порошкообразный наполнитель. Он одновременно выполняет несколько функций - раскисляет, легирует, защищает от вредного воздействия воздуха, формирует шов и т. д.

Выбор диаметра и марки самозащитной проволоки зависит от толщины изделий, которые будут свариваться и состава алюминиевого сплава.

Технология сварки алюминия полуавтоматом

Качество полученного шва зависит от многих факторов - применяемого аппарата, присадочного материала, качества аргона (при аргоно-дуговой сварке), навыков сварщика. Как сваривать алюминий полуавтоматом? Зависит от модели аппарата, но какой бы она не была необходимо выполнять следующие действия:

подготовку поверхностей заготовок. Удаляют загрязнения разного рода с помощью ветоши. Далее необходимо убрать окислы. Их удаляют с помощью металлической щетки, угловой шлифовальной машинки и травлением специальными растворителями и реактивами. При этом придерживаются таких правил. Щеткой нельзя сильно надавливать на изделие и очистку проводят только в одном направлении. Остатки травящих жидкостей обязательно снимают, используя ацетон растворители или промыванием. У изделий, имеющие толщину более 3 мм разделывают кромки. Угол разделки 60 0;
подогрев. Осуществляют в печах или с помощью горелки. Особенно это касается заготовок, у которых разная толщина. Температура прогрева не должна превышать 110 0С;
настройка аппарата. Независимо от типа применяемого устройства подбирается диаметр проволоки, диаметр наконечника, сила тока и напряжение. Чаще всего используют специальные таблицы, которые имеются в инструкции к изделию. Наиболее выгодными являются устройства импульсного типа, снабженный специальной программой. Сварщик только выставляет значение тока, а микроконтроллер осуществляет подбор остальных параметров в автоматическом режиме;
определиться с положением горелки и скоростью ведения сварочного процесса. Она должна располагаться под углом не более 20 0 к вертикали, сварку ведут на большой скорости только справа налево. Особое внимание необходимо уделить окончанию шва. Его заваривают, возвращаясь назад на мм 20, без выключения сварочной дуги.

На результат сварки влияние оказывает квалификация сварщика и его навыки. Он обязательно должен пользоваться средствами защиты - маской, респиратором, спецодеждой, обувью и рукавицами. На сварщике не должно быть открытых участков тела, т. к. возможно получение ожога от ультрафиолета.

Несколько слов о причинах возникновения брака. Чаще всего после сварки обнаруживаются прожоги, трещины, не правильно заваренный кратер. Трещины возникают из-за нарушения ведения технологического процесса.

При превышении температуры нагрева происходит расширение сплава, а если не обеспечивается медленное остывание, то происходит быстрое сжатие, что и приводит к возникновению трещин и разрывов. Применение теплоотводящих подкладок обеспечит качество сварки. Также негативно сказывается на качестве и недобросовестная подготовка изделия к процессу сваривания.

Сварочный полуавтомат для сварки алюминия - аппарат, который позволяет повысить производительность труда. Его использование будет эффективным, если будут учитываться все требования производителя устройства, которые указаны в паспорте. Поэтому необходимо тщательно проработать инструкцию и следовать ее указаниям.

Интересное видео

Сварка алюминия. Подготовка.

Сварное соединение высокого качества может быть получено только при условии выполнения всех мероприятий по предотвращению попадания в зону сварки каких-либо загрязнений, помещение или участок для проведения газоэлектричрхкой сварки алюминия должны быть чистыми, сухими, не пыльными, скорость движения воздуха не должна превышать 0,2 м/сек; свариваемые детали и присадочная проволока должны быть подвергнуты специальной обработке по их очистке; в качестве защитных газов можно применять лишь аргон чистый марки А по ГОСТу 10157—62 и гелий ВЧ (высокой чистоты) по МРТУ 51-04-23-64; газоподводящую арматуру, шланги и сварочную горелку следует тщательно промывать спиртом перед началом сварочных работ и регулярно очищать и промывать в процессе работы.

Очистка сварочной проволоки заключается в удалении консервационной смазки растворителем (бензином) или горячей (80— 90° С) водой и в химической обработке для удаления окисной пленки с поверхности проволоки. Расконсервацию и химическую обработку следует проводить на специальном участке вне помещения, выделенного для проведения сварочных работ. Химическая обработка сварочной проволоки может быть осуществлена несколькими способами, однако на практике наиболее часто применяют обработку по следующей технологии:

1) травление в 5%-ном растворе каустической соды NOH при температуре 60—65° С в течение 2—3 мин;
2) промывка в горячей (45—50° С) воде, а затем в холодной проточной воде;
3) осветление в 15—30%-ном растворе азотной кислоты HN03 при температуре 60—65° С в течение 2—3 мин;
4) промывка в горячей (45—50° С) воде, а затем в холодной проточной воде;
5) сушка при температуре, не ниже 60° С до полного удаления влаги.

Если химически обработанная и высушенная сварочная проволока не может быть сразу же использована для сварки, то хранить ее необходимо в специальном плотно закрывающемся шкафу или - ящике. Обычно считают, что срок хранения обработанной проволоки не должен превышать 12 ч. Опыт работы показывает, однако, что такое требование справедливо; лишь при сварке неплавящимся электродом с присадочной проволокой малых диаметров (1—1,6 мм) на малых токах (до 100 а). При сварке же плавящимся электродом на токах свыше 400 а проволокой диаметром 4—5 мм этот срок может быть увеличен до 1—1,5 суток без ущерба для качества сварного соединения при условии соблюдения правил хранения обработанной проволоки. Очищенную проволоку можно брать только в чистых перчатках или рукавицах, чтобы не загрязнить и не нанести на поверхность проволоки жировых остатков.

Свариваемые детали или их кромки также нуждаются в тщательной обработке. Предпочтительно очистку деталей под сварку производить также химической обработкой по приведенному выше режиму, причем небольшие детали желательно обрабатывать целиком, а детали большого размера подавать на сварку целиком обезжиренными и с химически обработанными на расстоянии до 100 мм от стыка сварочными кромками.

По наблюдениям авторов и других исследователей на сварных соединениях небольших размеров целесообразно проводить зачистку кромок шабером непосредственно перед сваркой. Помимо зачистки стыка, необходимо еще удалять окисную пленку шабером или стальной проволочной щеткой в месте токоподвода. При невозможности проведения химической обработки крупногабаритных деталей в некоторых случаях после предварительной экспериментальной проверки можно зачищать кромки стальными проволочными щетками с предварительной и последующей протиркой зачищаемой поверхности спиртом или ацетоном. Желательно, чтобы проволока щеток была из нержавеющей стали диаметром не более 0,2 мм, так как более толстая проволока делает глубокие царапины, являющиеся источниками дефектов. В процессе работы щетки необходимо периодически промывать в каком-либо растворителе.

Допустимые сроки хранения деталей, подготовленных под сварку, те же, что и для обработанной присадочной проволоки, но при условии хранения деталей в сухом и теплом помещении с закрытыми чистыми чехлами сварочными кромками. В случае, когда длительность промежуточных технологических операций (монтаж, контрольные операции и т. д.) превышает допустимые сроки между зачисткой деталей и их сваркой, следует применять сварку плавящимся электродом большого диаметра и принимать все меры по предотвращению загрязнения кромок свариваемых деталей на промежуточных операциях.

При многопроходной сварке перед наложением каждого доследующего валика следует тщательно зачищать поверхности шва и разделки проволочными щетками и протирать их спиртом или ацетоном.

Разделка кромок под сварку

Алюминий, наряду с высокой теплопроводностью, обладает и большой скрытой теплотой плавления — 96 кал/г (у железа 64 кал/г, у меди 49 кал/г). Следовательно, для образования надежного соединения расплавленного металла сварочной проволоки с основным металлом необходимо непосредственное воздействие сварочной дуги на всю область контакта жидкой и твердой фаз сварочной ванны.

При сварке неплавящимся электродом ванна жидкого металла образуется лишь непосредственно в зоне горения дуги и в основном за счет расплавления основного металла (доля присадочного материала в однопроходном шве не превышает 30%); усиление имеет плавный переход к основному металлу (рис. 1, а). При сварке же плавящимся электродом (рис. 1, б) дуга гораздо более концентрированная и сильно углублена в основной металл, размер сварочной ванны увеличен за счет наплавленного металла (доля которого в шве 50% и более) и в результате периферийная часть ванны не подвергается непосредственному, воздействию дуги; возникает опасность образования несплавления.

Рис. 1. Сечения сварочной ванны при сварке:
а — неплавящимся (вольфрамовым) электродом; б — плавящимся электродом при токах более 500 — 550 А.

Поэтому необходимо, чтобы форма разделки кромок позволяла те места, где возможно появление несплавления, повторно переплавлять дугой при наложении последующих валиков. Таким образом, правильная разделка кромок под сварку обусловливает высокое качество сварного соединения и технологичность его выполнения. Во всех случаях предпочтение следует отдавать, двусторонней сварке.

Если двустороннюю сварку применить невозможно или нецелесообразно, то следует уделять особое внимание предотвращению и устранению дефектов в корне шва.

Сборка под сварку

При односторонней сварке первый валик следует всегда выполнять на подкладке или применять разделку в виде замка (рис. 1).

Рис. 1. Разделка кромок в виде «замка» для сварки без подкладки.

Подкладка из нержавеющей стали или меди, устанавливаемая только на время сварки, должна иметь канавку глубиной 0,8—1 мм и шириной 6—10 мм для формирования усиления с обратной стороны шва. Непровары в данном случае практически исключены, так как при сварке на подкладке можно значительно увеличить сварочный ток и тем самым гарантировать проплавление. Однако при односторонней сварке, особенно при сварке неплавящимся электродом, очень часто появляется другой дефект — несплавление в корне шва, часто переходящее в трещину общей глубиной до 0,5—0,8 мм (рис. 2).

Рис. 2. Несплавление в корне шва. Х100.

Появление несплавлений можно объяснить следующим. Состыкованные кромки при приближении к ним сварочной дуги нагреваются и активно окисляются. Образовавшаяся по высоте притупления окисная пленка большой толщины полностью не разрушается под действием дуги и не «ложится» на дно сварочной ванны, а опускается вместе с расплавившимися, но полностью не сплавившимися состыкованными кромками на подкладку, оставаясь в вертикальном или наклонном положении.

Под действием растягивающих усилий, возникающих в корне шва при охлаждении, происходит раскрытие несплавившихся участков и развитие трещины в глубь основного металла шва. Особенность дефектов подобного типа заключается в том, что их трудно выявить существующими методами контроля. По условиям работы большинства сварных конструкций такие дефекты недопустимы, поэтому их следует устранять или предупреждать их появление. Для этой цели рекомендуем следующее:

1) защиту корня шва от активного окисления при сварке путем поддува с обратной стороны шва защитным газом, причем необходимо применение чистого аргона марки Б по ГОСТу 101-57-62;

2) усиление с обратной стороны шва переплавлять сваркой не- плавящимся Электродом;

3) канавку, формирующую усиление с обратной стороны шва, делать глубиной 1,2—1,5 мм и после сварки подрубать или запиливать усиление не менее чем на 1 мм;

4) обеспечивать надежное опускание окисной пленки на дно сварочной ванны, для чего необходимо применять разделку со скругленными внутренними кромками, с радиусом, равным примерно половине высоты притупления (рис. 3).

Рис. 3. Разделка кромок под сварку со скругленными внутренними кромками.

При многослойной сварке плавящимся электродом наложение первого, а также второго валиков, если первый выполняли со сквозным проплавлением, целесообразно производить на подкладке для исключения прожога. Подкладка, изготовляемая из нержавеющей стали, должна плотно прилегать к стыку по всей его длине, особенно при сварке со сквозным проплавлением. При наличии зазора между подкладкой и стыком происходит провали- вание сварочной ванны. В результате нарушается защита и нормальное формирование шва. Установлено, что зазор между подкладкой и стыком при кварке со сквозным проплавлением не должен превышать 0,5 мм; по аналогичным причинам зазор в стыке и смещение кромок также не должны превышать 0,5 мм.

Читайте также: