Сварка грязного алюминия аргоном

Обновлено: 19.05.2024

Основной мерой борьбы с пористостью при сварке алюминия является снижение концентрации растворенного в нем водорода до предела ниже 0,69—0,7 см3/100 г металла. Источник: водорода, растворяющегося в металле шва при аргонодуговой сварке,—влага, адсорбированная поверхностью металла, и влага, входящая в состав оксидной пленки в виде гидратированных оксидов (поверхностная влага). Количество ее определяется состоянием поверхности металла и зависит от предшествующей обработки его перед сваркой.

В табл. 9.1 приведены значения коэффициента а, характеризующего объем водорода в см3, выделяющегося в 1 см2 поверхности алюминиевой проволоки и фольги при нагреве после различной обработки их перед сваркой и хранения до 1 суток.

Таблица 9.1 Значения коэффициента а для различных способов подготовки поверхности, см3/см2

Для основного металла, а 1

Для проволоки, а 2

Травление в растворе ортофосфорной кислоты

Травление в щелочной ванне с осветлением в азотной кислоте

Зачистка поверхности проволочной щеткой

Принимая при аргонодуговой сварке за основной источник водород, образующийся при разложении поверхностной влаги, можно ориентировочно подсчитать концентрацию водорода в шве, оценить вероятность появления в нем пор.

При сварке встык без разделки кромок пластин толщиной s ( рис. 9.2 ) в образовании единицы длины шва участвуют поверхности основного и присадочного металлов S o.м . и S пр :

S o.м. = l 1 + l 2 + 2s, (9.5)
S пр = π dL, (9.6)

где d — диаметр проволоки; L — длина расплавленной проволоки на единицу длины шва.

Если не учитывать потери присадочного металла при сварке, то

Тогда уравнение (9.6) примет вид

S пр = 4F H /d. (9.7)

Рис. 9.2. Сечение сварного соединения и основные размеры шва

Если предположить, что весь водород, выделяющийся с поверхности основного и присадочного металла, полностью растворяется в сварочной ванне, то концентрация водорода в ней возрастет на некоторую величину [Н] д см3/100 г (расчет ведется на 100 г металла):

Суммарная концентрация водорода в шве [Н] ш без учета возможных потерь может быть определена как сумма исходной концентрации [Н] исх и дополнительной [Н] д , т.е. [Н] ш = [Н] исх + [Н] д . Учтя полученные выражения для поверхностей основного (9.1) и присадочного (9.6) металлов, участвующих в образовании шва, получим

где m и n — доли участия основного и присадочного металлов в образовании шва; [Н] о.м м и [Н ] пр — исходная концентрация водорода в основном и присадочном металлах, см3/100 г.

Из анализа этого уравнения следует, что для снижения концентрации водорода в металле швов при сварке алюминия до пределов, исключающих возможность появления в нем пор, могут быть рекомендованы следующие меры: применение рациональной обработки поверхности проволоки и деталей перед сваркой с целью уменьшения коэффициентов а; сокращение удельной поверхности проволоки, участвующей в образовании шва, путем увеличения диаметра присадочной проволоки и уменьшения доли участия присадочного металла в образовании шва.

В табл. 9.2 приведены данные ориентировочного расчета содержания водорода в металле шва, полученного при однопроходной аргонодуговой сварке плавящимся электродом пластин алюминия встык толщиной 7 мм без разделки кромок. Данные для расчета: s = 0,7 см; d = 0,13 см; е 1 = 1,1 см; е 2 = 0,5 см; F ш = 1,45 см2; F н = 0,48 см2; F пр = 0,97 см2;γ = 2,7 г/см3; [Н] о.м и [Н] пр = 0,1 см3/100 г металла:

Таблица 9.2 Результаты ориентировочного расчета содержания водорода в металле швов

Содержание
водорода
в шве, см3/100 г

Вероятность
появления пор

Травление в растворе
щелочи с последующим
осветлением в растворе
HNO 3

Основные ошибки и дефекты аргонодуговой сварки(TIG, аргон)

Сегодня пойдет речь не о сварке, а о дефектах при аргонодуговой сварке.

И так вкратце, часто ошибки бывают при подготовки поверхности, тк TIG "любит" чистоту и стерильность. в процессе сварки, а также после ее окончания. Также отмечу, что встречаются дефекты сварки. которые нельзя увидеть глазами, например, слишком мелкие дефекты, дефекты между слоями швов и тд. И все эти ошибки в конце концов приведут к разрушению сварного соединения.

Начну всё же с более трудно определяемого(когда не видна противоположная сторона шва) при сварке дефекта, и дефект этот непровар. Многие сварщики. да и самоучки, научивший накладывать ровный и красивый с виду шов частенько забывают о проплаве и проваре кроенного шва. А некоторые, кстати и на этом форуме, как и на многих других еще и доказывают свою правоту, =) мол у меня шов красивый — значит изнутри провар есть.Чёртас два, я вам скажу как специалист занимающийся неразрушающим контролем!

Непровары — это несплавления наплавленного металла с основным, или слоев шва между собой. К этому дефекту относят и незаполнение сечения шва. Непровары будучи концентраторами напряжений снижают прочность шва и будут являться причиной его разрушения.
Если честно, то даже для меня является в некоторых случаях сделать такой шов, чтобы с противоположной стороны был четкий и постоянный провар корня шва(односторонняя сварка).
Основные принципы устранения этих дефектов — разделка противоположной стороны шва и двухсторонняя сварка, достаточно широкий для проплавления и свариваемой толщины детали зазор

Самая распространенная ошибка — плохая подготовка поверхности!
На фото шов на алюминии, не почищенном перед сваркой. Видны окислы на поверхности шва — такой шов откровенное гуамно.

Далее все как по библии.

Причина образования трещин — несоблюдение технологии сварки например, неправильное расположение швов, приводящее к возникновению концентрации напряжения, завышенный ампераж сварочного процесса, неверный выбор сварочных материалов, резкое охлаждение конструкции. А также повышенное содержание в шве углерода и различных примесей — кремния, никеля, серы, водорода, фосфора.
Устраняются трещины вырезанием и/или засверливанием концов трещин.

Наплывы возникают, когда расплавленный металл натекает на основной, но не имеет сплавления с ним. Дефект шва возникает по разным причинам — при недостаточном прогреве основного металла вследствие малого тока, излишнего количества присадочного материала.
Устраняются наплывы срезанием с проверкой наличия непровара в этом месте.

Подрезы — это углубления по околошовной зоне шва. Подрез уменьшает сечения шва и создает концентрацию напряжения. И то и другое ослабляет шов. Подрезы возникают из-за повышенного ампеража сварочного тока. Чаще всего этот дефект образуется в горизонтальных швах.
Устраняют подрез наплавкой тонкого шва по линии подреза и шлифовкой.

Кратеры — дефекты в виде углубления, возникающего в результате обрыва сварочной дуги. В этом же месте возможно "пенообразование", те пористость. Кратеры в 99% случаев образовываются при сварке алюминия, без окончательной продувки газом. Кратеры снижают прочность шва из-за уменьшения…да, да всё того же сечения шва. В них могут находиться усадочные рыхлости, способствующие образованию трещин.
Устраняют кратеры вырезанием или высверливанием до основного металла, после чего заваривают снова.

…так что там у нас еще…

Прожоги это дефекты сварки, проявляющиеся в сквозном проплавлении и вытекании жидкого металла через сквозное отверстие в шве. по-русски — "дырка" При этом обычно с другой стороны образуется натек. Прожоги возникают из-за повышенного ампеража сварочного тока, недостаточной скорости перемещения при сварке, большого зазора между кромками металла, и тд.
Исправляют прожог зачисткой и последующей заваркой.

Так же имеют место быть такие дефекты как посторонние включения, перегрев металла, пористость шва, отклонение от норм по геометрическим размерам и прочие, прочие, прочие…

Друзья, читайте больше литературы технической, варите хорошо. а как попало выйдет само!

И уж точно не надо мне, будучи профи в неразрушающем контроле, усираясь, доказывать что ваш сварной шов идеален без проведения какого либо вида контроля последнего.

Всем мира и Бобрёнка, удачи и подписывайтесь!

Я всегда могу вам помочь со сваркой в среде аргона. Аргонодуговая сварка в Истре и Дурыкино

Видео, в котором показано, как варить трубу со 100% проваром корня шва.

Как варить алюминий?(TIG, аргон)

Приветствую!
Сегодня небольшой ФАК по сварке алюминия с использованием аргонодуговой установки.

Алюминий варится на переменном токе. Требуется тщательная подготовка поверхностей деталей перед сваркой.

Сплав алюминия в последнее время время часто используется и не только в авто промышленности. Большое количество деталей из его сплавов можно встретить. Алюминий раньше был трудно ремонтируемым. так как источники для его сварки были громоздкими и дорогими. Сейчас с этим проблем не возникает, оборудование стало легким и не дорогим.

Используемая присадочная проволока, обычно 4043 и 5356, газ — аргон особой чистоты, переменный ток.
прежде чем начинать варить, необходимо проверить сплав на свариваемость. В идеале для этого нужна лаборатория, в которой установят сплав этого материала. Но так как это практически не возможно сделать, обычно проверка происходит следующим образом: деталь полностью зачищается от всех загрязнений, зачищается механически. После этого на подготовленной поверхности делается либо прихватка с присадкой, либо короткий шов, это позволит понять будет ли данный материал вариться или нет. Если все удачно и материал не кипит, не трескается после сварки, можно продолжать.

Я всегда могу вам помочь со сваркой в среде аргона. Сварка алюминия в Истре и Дурыкино

Практика…
Например приходилось варить отломанное ухо карбюратора газонокосилки.
Подготавливаем поверхности, делаем разделку, для лучшего проплава.

После этого выставляем поверхности, прихватываем и обвариваем с 2ух сторон.

Видео покажет, а мистер тиг объяснит основную технику сварки алюминия.

Наша страница на DRIVE2:

14 ноября 2014 Метки: как варить алюминий аргоном , как варить алюминий , присадка 4043 5356 , где заварить глушитель , где заварить алюминий , где заварить аргоном , где заварить литой диск , где заварить чугун

Комментарии 2

Войдите или зарегистрируйтесь, чтобы писать комментарии, задавать вопросы и участвовать в обсуждении.

А не в курсе из какого алюминия делаются кетайские пайпинги ajs.su/interkulery/pajpyt…inievaja-76mm-0-gradusov/ . Обычно их используют для приварки интеркулеров фронтальных. Какой присадочной проволокой их лучше варить 4043 или 5356? Ну и обычно на каком токе варите если варили 1.5 мм подобные пайпы?

Если материал неизвестен, надо пробовать на образце…
Обычно варим 56, ток 50-70.

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

Черная копоть при сварке сплавов алюминия

После полуавтоматической сварки сплавов алюминия с магнием (или присадкой) вокруг швов остается черная копоть. Поначалу подумал что черной копотью может быть углерод, но откуда в АМг углерод?

Наткнулся на следующий текст:

"Для того, чтобы обнаружить присутствие углерода в углекислоте, необходимо отнять у неё кислород. Этого можно достигнуть, заставив кислород соединиться с каким-нибудь телом, обладающим ещё большим к нему сродством. Таков, например, металл магний, проволока которого сгорает, распространяя ослепительный свет. Зажигаю проволоку и опускаю её в стеклянную банку, заключающую обыкновенный воздух. Проволока сгорает, и на дно падает совершенно белая зола. Это магнезия, соединение металла магния с кислородом. Повторяю тот же опыт, но на этот раз погружаю горящую проволоку в сосуд с углекислотой. Теперь уже она вынуждена добывать себе кислород, отнимая его у углерода, и этот последний должен обнаружиться. И действительно, на этот раз проволока горит не тихо, а с треском, как бы с целым рядом маленьких взрывов. а на стенках стеклянного сосуда осаждается черная копоть. Это освободившийся углерод.

Итак, в атмосферном воздухе, в невидимой для глаза форме, постоянно присутствует громадный запас углерода."

Предполагаю что копоть это и есть углерод, но откуда с среде аргона углекислый газ? Наверное раскаленный магний покидая пределы газовой защиты реагирует с углекислым газом воздуха, но почему он не реагирует со свободным кислородом и не выпадает в белый порошок?

А если в самом свариваемом металле есть какие-нибудь примеси,которые дают черный налет и необязательно это углерод?Из практического опыта своего могу сказать, что производя все одинаковые операции по подготовке детали к аргонно-дуговой сварке результат может быть разный.Наиболее хорошо варятся детали мотоциклов и авто японского производства(к примеру), из АМГ сплавов, а вот некоторые китайские детальки заставляют сильно плеваться.Как раз из них и прет чернота,хотя все операции по подготовке,повторюсь, одинаковые.

мутный , ну вроде мы как заметано, что черный налет вокруг шва после сварки образуется при сварке алюминиевых сплавов с высоким содержанием магния. Ну уж больно налёт на сажу смахивает. Хотя может и примеси.

Сметаешь так щеточкой на совочек сажу и в картридж лазерного принтера.

Теория нам говорит что это Магний и такой налет свойственет богатым магнием сплавам, особенно если и варяться они чем-то богатым магнием (5356) например. Испаряется, улетает и дает черную каемку при резком окислении. Даже на TIG сварке на -рестарте шва или от прихватки (пока одно место греется) нормальное явление с 5356 на АМг или 6063(АД31) - если сам шов блестит, а снаружи черный налет, то все как-бы нормально.

Максимилиан Спасибо. Магний он вроде не черный.

Наверное раскаленный магний покидая пределы газовой защиты реагирует с углекислым газом воздуха, но почему он не реагирует со свободным кислородом и не выпадает в белый порошок?

Уточню, не черное магний - а причина магний. И с кислородом он реагирует, но с co2 реакция куда активнее и черный налет виднее чем белый (учитывая белый налет оксида алюминия). Там еще и нитрид образуется, но сразу разрушается, а могли бы иметь зеленоватый-люнинисцентный налет

Хотите пожар до небес - попробуйте тушить горящий магний углекислотой.

Максимилиан. ))) Я так понимаю улучшать газовую защиту бесполезно? Налет будет всегда только в меньших колличествах?

di4, пробовал, от расхода аргона не зависит13-15 л/мин хватает. Попробуйте варить горелкой от себя, так копоти меньше.

А газ тут в какой-то степени вторичен, ну если только колпаком совсем накрыть, но это не решит главную проблему - обеднение сплава. У магния т. плавления почти как у алюминия и плавяться они вместе красиво, а вот температура кипения как у цинка - вот он и летит (всего + 250гр от плавления и закипел), поэтому надо играть с тепловложениями и скоростью, а черная копоть - это удобный индикатор.

Ну если уменьшить сварочную ванну и увеличить диаметр сопла горелки с линзой (для РАД), поиграться расходом может прокатит. Ну буим пробовать если алюминий в заказе появиться. Спасибо.

di4, каким образом можно уменьшить св.ванну при п/а сварке, я и не представляю. Ток сбросить если только, но и это ничего не даст- копоть не исчезнет. Нормальное это явление для п/а сварки алюминия.
А вот при ручной аргонно дугово сварке чёрной копоти на шве не должно быть , если такое появляется это значит что то не то с газовой защитой. Увеличение расхода аргона, диаметра сопла и газовая линза могут не помочь, потому что и на обычной керамике шов должен быть чистым.

Копоть может давать влага на поверхности металла. Недавно варили нержавеющие ванны и лезла копоть на поверхности шва. Потом стали перед сваркой прогревать металл пропаном и прям видно было, как с виду сухая поверхность высыхает. С алюминием сложнее, почернения рядом со швом постоянно присутствуют, но я всегда думал, что это выгорает оксидная пленка.

ARGONIUS Увеличение расхода аргона, диаметра сопла и газовая линза могут не помочь, потому что и на обычной керамике шов должен быть чистым.

Что есть "обычная керамика" ? Спасибо.

Уменьшить сварочную ванну на полуавтомате, по моему мнению (возможно я ошибаюсь потому как я на практике такого еще не пробовал), можно снижением напряжения, уменьшением скорости подачи проволоки, увеличением скорости сварки и уменьшением температуры сопутствующего подогрева. Правда у нас процесс импульсный, но параметры импульса я задаю в ручную. У полуавтоматов тоже есть сопла с различным внутренним диаметром выходного отверстия.

di4, если уменьшить на полуавтомате значение тех характеристик про которые вы говорите, возможно ванна и уменьшится, но ведь тем самым уменьшится и сварочный ток. Следовательно чтоб заварить тот же объём, нужно будет делать больше проходов.
Стандартое керпмическое сопло для ручной аргонно дуговой сварки отличается от такого же сопла с газовой линзой. Керамика с газовой линзой такая, побольше в диаметре и вместо обычного цангодержателя стоит латунный цилиндрик с набором сеточек внутри, они нужны чтобы поток аргона из сопла был спокойным, ламинарным. Резко уменьшается расход аргона и качество газовой защиты становится лучше. Нет завихрений защитного газа и как следствие исключается примешивание воздуха в зону защиты ванны.
На полуавтоматы такая штука конструктивно не подходит, во всяком случае я о таком не слышал.

Понимаете в чем фигня. Если по бокам шва остаеться черная копоть при полуавтоматической сварки это означает, что процесс полуавтоматической сварки в отличае от сварки ручной аргонодуговой неплавящимся электродом происходит с меньшим легированием шва так как выгорает магний и это означает, что при полуавтоматической сварке необходимо брать проволоку более легированную магнием чем при РАД, с точки зрения логики.

Улучшение защиты при полуавтоматической сварке можно произвести увеличением внутреннего диаметра сопла, изменением вылета электрода (расстояния от конца наконечника до плоскости свариваемой детали), изменением заглубления наконечника в сопло или приспособлениями.

1. Заменить сопло.

2. Изменение вылета электрода. Горелочку пониже опустить при сварке.

3. И зменением заглубления наконечника в сопло. Производители выпускают вставки (деталь между горелкой и наконечником) и наконечники разной длинны. И собрав эту конструкцию зачастую заглубление оказывается различным. Я наблюдал от 5 до 0 мм. Идеально по моему мнению 1-2 мм заглубление. Но для импульсных процессов зачастую заглубление до 7 мм так как там длиная дуга.

4. Самое интересное. Приспособления. Старый способ. Например при сварке стыкового шва паралельно вдоль шва с одной стороны можно с положить уголок 50х50х5. И опереться есть на что и защита лучше. а лучше два уголка с обоих сторон.

di4, не знаю как вам удастся улучшить защиту, возможно что то и получится, я просто варил углом вперёд, горелку вёл от себя. Правда так проплавление похуже, но я просто увеличил ток, и получалось нормально. По поводу копоти я вообще не парился, выгорает там чего то, ну и ладно. Кстати я вовсе не уверен что это именно магний. Просто потрите в пальцах кусочек АМг, разве тёмный налёт не остаётся? Может эта копоть просто испарившийся и оседающий по краям шва алюминий? При ручной сварке то ведь не происходит такого, потому что там переноса металла нет, присадка просто плавится в краешке ванны. Это при нормальном процессе сварки. А попробуйте макнуть вольфрам в ванну, что получится? Всплеск и чернота вокруг. Потому что это уже не режим горения дуги, а короткое замыкание. Понятно что импульсный режим на п/а это не короткое замыкание, но ванну там спокойной как при ручной сварке не назовёшь. Всё таки при переносе падающие от проволоки капли выбиваютиз ванны какое то количество алюминия, а сама дуга то что выплеснулось испаряет. Вот она и чернота и не столь важно что это магний или алюминий. В крутых брэндовых источниках борются с этим явлением изменяя сварочный ток в разные фазы отрыва и погружения капли в сварочную ванну и швы таких источников гораздо эстетичнее. У линкольна вроде STT называется такая технология, сапёр_24 выкладывал в теме про импульсники.
Так то эта технология используется для чёрной стали в углекислоте, но я думаю что то подобное есть во всех дорогих сварочных полуавтоматах, для каждого материала и величины сварочных параметров своя программа управления каплепереносом. Отсюда и такое обилие прошивок и программ управления горением дуги. Возможно я ошибаюсь в чём то, если кто поправит буду признателен.
Но это теория, а на практике- далась Вам эта чернота. Лишь бы шов сам пористым не был. Про выгорание (или теоретическое выгорание) легирующих элементов я бы вообще не стал заморачиваться. В самой проволоке уже по умолчанию количество легирующих элементов должно быть выше. На нержавейке это так и есть, не думаю что это правило не соблюдается производителями для Ал проволоки. Лишь бы присадка или проволока соответствовала свариваемому материалу. А "поправка на выгорание" это головная боль производителя, а не Ваша.

Читайте также: